道路设计开题报告

本科毕业设计（论文）开题

焦作市经二路道路工程施工设计

专业名称： 土 木 工 程 年级班级： 道桥08-1班 学生姓名： 徐 基 祥 指导教师： 崔 芳

河南理工大学土木工程学院 二○一二年四月十七日

河南理工大学本科毕业设计开题报告

题目名称 焦作市经二路道路工程施工设计 学生姓名 徐基祥 专业班级 道桥08-1班 学号 310807020226 一、选题的目的和意义 焦作市西部工业集聚区是焦作市为调整和优化工业产业布局，培育企业集群，形成产业规模优势而统一规划建设的。总面积40平方公里，覆盖范围为博晋公路以东、焦晋高速公路以西、丰收路以北及焦晋高速公路以东解放区界以西、影视大道以北、太行山浅山区以南区域。在此区域内各类产业平稳快速发展，主导产业主要有：汽车零部件产业，现代化工产业，新型建材产业，高效能源产业，生物医药产业等。为焦作市的经济发展做出了杰出的贡献。 由于该地区特殊的经济因素，每天在此进出的车辆络绎不绝，原有的道路已经不能满足经济发展和附近村民出行的需求，为加快焦作的经济快速发展，方便人民群众更好的生活，需要修一条北连焦晋高速，下穿新月铁路线的城市次干路。 此段道路的修建既缓解该地区的交通压力，促进经济发展，又方便附近村民出行，改善以往遇到雨雪天气村民出行困难的现状。此外，道路设有污雨水排水系统，能将附近工厂产生的废水和村民生活污水及时排出，为村民营造了良好的生活环境，改善了夏天空气中异味严重的现况。 二、国内外研究综述 该段道路属于城市次干路。我国现行的《城市道路设计规范》（CJJ37）依据道路在城市道路网中的地位和交通功能以及道路对沿路的服务功能，将城市道路划分为四种类型，即城市快速路、城市主干路、城市次干路和城市支路。 在道路功能定位方面，城市次干路是城市交通干道，是城市内部区域间的联络干道，兼有集散交通和服务性功能，其服务对象的多样性决定了其功能的多样性。次干路既要汇集支路的交通，又要疏解来自主干路和部分快速路的出入交通。次干路两侧建筑出入交通流对其主线交通流有较大影响。同时，公交线路大量布置在次干路上，加之有较多的非机动车和行人交通的汇集，增加了交通复杂程度。 在规划设计标准方面，根据不同等级道路的功能定位，按照《城市道路交通规划设计规范》（GB50220－95）和《城市道路设计规范》（CJJ37－90）要求，来确定道路的规划设计标准。城市次干路同时考虑机动车、非机动车和行人交通，因此，道路设计速度为40km/h；路段机动车车道数一般为单向1－2个车道，车道宽度一般为3.25-3.5米；道路沿线交叉口采用平面交叉的方式，其间距一般在300－500米左右；交叉口的控制方式视交通量的大小，采用信号灯控制或让路控制。次干路机动车交通量大的路段中间应采用绿化带或中心护栏隔离。 在城市道路管理对象及管理手段方面，不同等级的道路，其道路宽度、横断面型式、车道数等建设要求也不尽同。规划建设部门严格按照国家规范进行道路的规划建设，将为城市道路交通管理部门提供非常有利的管理条件。城市道路交通管理部门，应针对不同等级的道路，确定不同的管理目的、管理对象、管理内容，采取不同的管理手段。 针对我国城市道路混合交通的特点，管理部门确定的管理目的是使城市道路交通有序、安全、畅通；管理的对象包括动态交通、静态交通，机动车、非机动车、行人；管理内容和管理手段则根据不同等级的道路而有所不同。 城市次干路具有交通和服务的双重功能，所以，在交通高峰时段，必须确保满足道路的交通功能，针对沿线单位和支路出入车辆停车让行、机动车道违法停车（包括机动车、非机动车）、非交通占道（占道市场、摊点）、非机动车和行人占用机动车道等行为进行管理。在非高峰时段，实现道路的服务功能，设置路边停车泊位。根据次干路交通流量流向情况及周边路网结构情况，可组织实施单向交通。 早在第二次世界大战后，城市道路就首先在几个发达国家迅速地发展起来。国外的道路网系统比我国要发达得多，欧美、日本等经济发达国家的公路运输结构体系，经历了网络扩张、扩大能力、到快捷高效的发展过程。在我国，随着经济的发展、综合国力增强，我国的建筑材料、设备、建筑技术都有了较快发展。特别是电子计算技术的广泛应用，为广大工程技术人员提供了方便、快捷的计算分析手段。更重要的是我国的经济政策为公路事业发展提供多元化的筹资渠道，保证了建设资金来源。国家在基础建设资金的大规模连续投入之后,公路基础设施显著改善, 公路路网也更加合理。2007年完成了公路投资6489.91亿元, 其中高速公路5.39万公里、一级公路5.01万公里、二级公路27.64万公里、三级公路36.39万公里、四级公路179.10万公里、等外公路104.83万公里。全年新、改建农村公路42.3万公里总里程达313.44万公里。乡镇通公路率达98.54﹪, 村通公路率达88.15﹪。 我国现代交通工程学在我国的发展是在70年代后期，当时美、日、英、德、加拿大等国的专家先后在我国讲学，介绍了国外交通规划、交通管理、交通控制与交通安全以及国外交通工程的发展方向和管理经验，推动了交通工程学在我国的发展。 目前，我国对公路交通工程设施的研究经过20多年的努力，已经规划管理、设计、工程、制造、科研等方面取得了很大进步，具有了一定的实力。交通安全设施方面已探索出了一套适合我国国情的设计、制造、施工规范；在高速公路监控、通信、收费系统与实施方面，对控制方式、收费制式、设备的布置、管理的软件及少量硬件设备的开发等已经达到了实用阶段。然而，由于我国公路交通工程设施的研究起步晚，投入的资金和力量有限，因此在城市道路交通安全设施的设计中，不能明确提出有关设施的技术要求和选择原则，对施工中出现的一些缺陷缺乏有效的评价标准，在制作安装上也缺乏严格的规定；在监控系统的设计中，因缺乏统一的标准，造成交通工程设施配置规模和水平的差异。 近年来，我国加大了城市道路建设投资，城市道路建设飞速发展，接近世界发达国家水平，但在交通安全设施、监控系统、收费系统、公路管理、智能运输系统等方面仍然比较落后，没有跟上城市道路建设的速度。为了尽快改变我国公路交通工程设施建设滞后于公路建设的状况，我们应在国内已建高速公路交通工程设施的基础上，广泛吸取先进国家的成功经验，引进先进的技术和装备，通过必要的专题研究和攻关，建立科学、合理和完善的与国际接轨的交通工程技术标准体系，以指导和规范我国交通工程设施的发展，促进我国城市道路建设的快速增长。 我国经过多年的发展研究，已确立了城市次干路的技术指标,见下表： 城市次干路主要技术标准 类别 项目 级别 Ⅰ 设计车速双向机动车机动车道分隔带设置 可设 不设 不设 （Km/h） 道数（条） 宽（m） 50-40 40-30 30-20 2-4 2-4 2 3.75 3.5-3.75 3.5 道路断面形式 一、二、三幅路 一幅路 一幅路 城市次干路 Ⅱ Ⅲ 从城市民生经济发展的角度看，对城市各条主、次干道功能作用进行严格划分与合理定位，是城市发展的必然。在很大程度上，体现着一个城市的品位与风格，是衡量一个城市是否有序发展的重要标志。 三、毕业设计所用的方法 此标段设计的经二路为焦作市城市次干道，设计起点：经二路K0+880；设计终点：经二路K1+240。道路规划宽度为25m，道路红线宽度45m，道路横断面布置为：3.5m人非混行道+1.5m绿化带+15m机动车道+1.5m绿化带+3.5m人非混行道=25m。路面为沥青混凝土路面。该道路在焦作市内与新月铁路交叉，道路中线与铁路线路中线夹角为72°27′53″，交点处铁路上行线里程为：K69+044。 焦作市内的此类道路多采用与铁路平面相交的形式，我认为这种形式虽然设计修建方便但却不利于行车安全。而此条道路考虑实际地形条件与行车安全的需要，拟采用下穿新月铁路，铁路下建箱桥的模式。箱桥结构形式为6m+9m+6m三孔分离式，中孔净高5.3m，边孔净高4.8m。 （1）勘探地形 拟建箱桥位于新月线北朱村-柏山区间，该处铁路等级为Ⅰ级，为单线直线、无缝线路、自动闭塞、电气化铁路，线路允许速度为100Km/h。铁路直线段：轨面坡度为4.9‰下坡，坡长750m。拟建道路与铁路交汇处铁路里程为新月上行K69+044，道路中心线与铁路线路中线的夹角为72°27′53″。铁路两侧均为农田，在新月线上行K69+039.7处有人看守道口。 该处铁路属于路堤地段，路肩比两侧地面高出约0.5-1.0m。铁路两侧均为房屋，地势平坦。 （2）选线与定线 1. 从技术和经济两个方面考虑，对各种可能的路线方案进行比较，最后确定出经济合理、技术可行的最好的两个方案，为进一步的线路设计打下良好基础。 2. 在勘察设计的地形图上，对该标段在起止点间进行纸上定线。根据规范和技术标准确定平面线形的各个要素，如圆曲线半径、圆曲线长度、缓和曲线长度、直曲线长度等，计算得出后在地形图上确定。 3. 根据已确定的公路等级及技术标准，在地形图上确定出路线的各转角点，从而确定出路线导线的位置。 （3）线形设计 按照地形图上已确定的转角点，进行如下设计： 1. 用正切法求出各转角点处的转角值，并确定出左偏或右偏。 2. 按1:2000测量计算出交点间的距离。 3. 据技术标准和交点间距，初步确定布线类型，如单曲线、同向曲线或同向复曲线、反向曲线或反向复曲线等。 设计时应遵循以下原则：同向曲线间尽量避免插入短直线，插入时，其最小长度不小于6Vm，本设计为600m；反向曲线间最小直线长度不小于2Vm(V≥60km/h) 本设计为200m。 4. 据转角、交点间距离，并结合交点处地形情况，确定合适的曲线半径R和曲线长度，计算曲线要素。切线长Th、曲线长Lh、外距Eh、和超距Jh，并推算主点桩号。 5. 沿着已经布设好的公路中线，从路线起点开始，按整桩号法排桩，20m一个桩，将起点桩号（K0+880）、20m桩、曲线主点桩，终点桩及各相应整桩号桩布设，标定在道路中线上。 （4）箱桥设计 1、照明 在预制框架桥中孔、边孔时，应在顶板腋角位置处预留灯位和预埋螺栓、路灯线管等设施的位置。 2、机动车道 中孔1-9.0*5.3框架作为机动车道。 路面宽度为9.0m，框架轴线处路面宽度为0.547-0.61m。路面层采用：3cm厚细粒沥青砼（AC-10），6cm厚中粒沥青砼（AC-20），洒透油层一道，16cm厚二灰碎石（水泥4%），18cm厚石灰粉煤灰碎石（消石灰8%），10cm厚石灰粉煤灰碎石（消石灰8%）（底层厚度可调整）。设置路面、腋角后，框架内最小厚度5.06m。路面纵坡为0.5%，由北向南下坡，设计标高为机动车道中心线处标高。路面横坡采用单折线型路拱，坡度为1.5%。 3、非机动车道及人行道 边孔两座1-6.0*4.8m框架作为非机动车道及人行道。 非机动车道路面宽度为4.5m，路面厚度为1.309-1.41m。非机动车道路面层采用：2cm厚细粒沥青砼（AC-10），4cm厚中粒沥青砼（AC-16），洒透油层一道，15cm厚二灰碎石（水泥4%），15cm厚石灰粉煤灰碎石（消石灰8%），夯填土。设置路面、腋角后，框架内最小厚度4.52m。路面纵坡为0.8%，由北向南下坡，设计标高距内侧边墙2.3m、距人行道路缘石边缘2.2m、距外侧边墙3.7m。路面横坡采用单向排水坡，坡度为1.5%。 人行道宽度为1.5m。人行道高出非机动车道的高度不大于0.2m。人行道路面层采用：6cm透水砖，2cm干沙垫层，10cm厚5%水泥石屑基层，夯填土。路面纵坡为0.8%，由北向南下坡，路面横坡采用单向排水坡，坡度为1.0%。在人行道与非机动车道间设置路缘石。 4、管线 在东侧边孔非机动车道路面下埋设污水管道。污水管道轴线距机动车道中心线8.5m。管道纵坡0.8%，由北向南下坡。 5、箱桥防水 箱桥顶面按《铁路隧道建筑物修理规则》要求设置TQF-1型防水层及C40纤维混凝土保护层厚8cm；立交桥侧面设置两道再生胶沥青防水层。 （5）道路平面设计 此标段道路为直线段，道路长度为205.086m（含框架口过渡段25m），道路里程为K0+880-K1+085.086；南侧道路长度为142.329m（含框架口过渡段25m），道路里程K1+097.671-K1+240。 （6）道路纵断面设计 机动车道K0+880-K1+060.086段：长度180.086m，坡度2.76%，由北向南下坡。K1+060.086处设置竖曲线，竖曲线要素：R=1700m、L=38m、T=19.21m、E=0.109m。 非机动车道K0+880-K1+060.086段：长度180.086m，坡度2.36%，由北向南下坡。K1+060.086处设置竖曲线，竖曲线要素：R=2500m、L=39m、T=19.5m、E=0.076m。 人行道K0+880-K1+060.086段：长度180.086m，坡度2.36%，由北向南下坡。 机动车道K1+122.671-K1+240段：长度117.329m，坡度2.80%，由北向南下坡，K1+122.671处设置竖曲线，竖曲线要素：R=1200m、L=40m、T=19.8m、E=0.163m。 非机动车道K1+122.671-K1+240段：长度117.329m，坡度2.36%，由北向南下坡，K1+122.671处设置竖曲线，竖曲线要素：R=1200m、L=38m、T=18.84m、E=0.148m。 人行道K1+122.671-K1+240段：长度117.329m，坡度2.36%，由北向南下坡。 （7）道路横断面设计 道路横断面布置：0.4m外部挡墙+2.45m人行道+5.5m非机动车道+0.4m内侧挡墙+10.10m机动车道+0.4m内侧挡墙+5.5m非机动车道+2.45m人行道+0.4m外部挡墙=27.6m； 道路机动车道设计标高为机动车道中心线。路面横坡采用单折线型路拱，坡度为1.5%。 道路非机动车道设计标高为机动车道中心线。路面横坡采用单向排水坡，坡度为1.5%。 道路人行道路面横坡采用单向排水坡，坡度为1.0%。 （8）道路路面设计 机动车道路面结构组合为：3cm厚细粒沥青砼（AC-10），6cm厚中粒沥青砼（AC-20），洒透层油一道，16cm厚二灰碎石（水泥4%），18cm厚石灰粉煤灰碎石（消石灰8%），20cm厚石灰粉煤灰碎石（消石灰8%），土基压实度93%。总厚63cm。 非机动车道路面结构组合为：2cm厚细粒沥青砼（AC-10），4cm厚中粒沥青砼（AC-16），洒透层油一道，15cm厚二灰碎石（水泥4%），15cm厚石灰粉煤灰碎石（消石灰8%），土基压实度93%。总厚36cm。 人行道路面结构组合为：6cm透水砖，2cm干沙垫层，10cm厚5%水泥石屑基层。总厚18cm。在人行道与非机动车道间设置路缘石。 面层细粒沥青砼采用Ⅰ型密级配，石油沥青采用AH70-AH90。路面设计弯沉值：机动车道为[L]=21(0.01mm)。 二灰碎石上基层配合比为水泥：粉煤灰：碎石=4%：16%：80%；上基层7d无侧限抗压强度不得小于3Mpa。二灰碎石中基层、下基层配合比为消石灰：粉煤灰：碎石=8%：17%：75%；中下基层7d无侧限抗压强度不得小于0.8Mpa。其中碎石配合比为1-2cm70%，0.5-1cm30%。 中下基层摊铺，碾压，养生程序操作必须连续施工，上基层养生完毕及时洒透层油及铺沥青砼面层，以免基层收缩产生裂缝。路基压实度95%（重击实）填方路堤压实度为路床下80cm以内95%；80cm以下93%（重击实）。 在K0+990、K1+070、K1+114、K1+190处道路两侧设置楼梯。楼梯详见施工图。 污水管在东侧非机动车道下埋设，管道中心线距机动车道中心线8.5m。 四、主要参考文献与资料获得情况 1、《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002-2005） 2、《铁路桥隧建筑物修理规范》（铁运【2010】38号） 3、《铁路路基设计规范》（TB10001-2005） 4、《铁路桥涵地基与基础设计规范》（TB10002.5-2005） 5、《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》（TB10002.4-2005） 6、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.4-2005） 7、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设【2005】157号） 8、《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006） 9、《铁路工程防火设计规范》（TB10063-2007） 10、《铁路运输安全保护条例》（2005年4月） 11、《铁路技术管理规程》（部令29号） 12、《铁路营业线施工及安全管理办法》（郑铁办【2008】237号） 13、《铁路营业线施工及安全管理补充办法》（铁运【2010】51号） 14、《铁路建设工程质量安全监督管理办法》（铁建设【2006】147号） 15、《城市道路设计规范》（CJJ 37-90） 16、《城市桥梁设计准则》（CJJ 11-93） 17、《城镇地道桥顶进施工及验收规程》（CJJ 74-1999） 18、《公路交通安全设施设计技术规范》（JTG D81-2006） 19、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 20、《室外排水设计规范》（GB50014-2006） 21、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97） 22、公路工程设计文件图表示例（人民交通出版社） 23、公路设计手册《路线》（人民交通出版社） 24、公路设计手册《路基》（人民交通出版社） 25、道路路勘测设计（教材） 26、路基与路面工程（教材） 27、桥涵水力水文计算（教材） 28、公路工程施工组织与概预算（教材） 五、指导教师审批意见 指导教师： 年 月 日