长沙理工大学交通土建毕业设计论文

目录

第一章 绪 论 2 1.1 引言 2

1.2 DICAD PRO技术 2 1.3选题的背景 3

1.4毕业设计的主要内容 3 第二章 路线平面设计 4 2.1平面设计的要求 4 2.2圆曲线设计 4

2.2.1圆曲线半径的选用原则 4 2.2.2一般规定 5 2.3 路线方案的比选 5 第三章 纵横断面设计 7 3.1 纵断面设计 7 3.1.1 概述 7

3.1.2纵坡设计的步骤和方法 7 3.1.3 竖曲线的最小半径和长度 3.2横断面设计 10

3.2.1横断面设计的原则 10

3.2.2 横断面组成及要素的确定 3.2.3 土石方的调配 11 第四章 路面结构设计 13 4.1路面设计的原则 13

4.2 沥青路面结构设计的计算书 4.2.1交通分析 13

4.2.2 当量换算的计算 14 4.2.3结构组合与材料选取 16 第五章 结语 18 致 谢 19 参考文献 20

第一章 绪 论

8 10 13 1.1 引言 ５０年来

我国公路建设已取得巨大成就 回顾我国公路发展历程 对比世界公路发展趋势 可以认为

我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期 但是

由于基础十分薄弱

我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要 与发达国家的先进水平相比还有较大差距 从公路技术等级看

在全国公路总里程中还有近20万公里等外公路 等外公路占公路总里程的比重达到14.4% 西部地区更高 达到21.8％

技术等级构成不理想 从行政区划分布看

由于经济发展和人口分布的不平衡 公路发展在各地区之间存在着较大差距 总的来看

东部地区公路密度较大 高等级公路的比例也较高 明显高于全国平均水平 更高于中、西部地区水平 因此

为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标 按照道路的使用功能和交通需求

重点提高经济相对发达地区的公路技术等级 根据国家西部大开发战略

大力扶持西部地区公路基础设施建设

将是本世纪末以至下世纪初我国公路交通发展的战略重点

1.2 DICAD PRO技术

自1963年美国麻省理工学院的工.E.萨瑟兰德在其博士论文中提出了交互式图形生成技术的概念以来

CAD技术(Computer Aided Design

计算机辅助设计)伴随着计算机技术和计算机图形学技术的发展而迅速地成长起来 成为一门实用的技术

在机械、电子、建筑、化工、能源、交通土建等工程设计领域得到了广泛的应用 它把人从许多重复繁重的体力、脑力劳动中解放出来 大大提高了工作效率

CAD技术在公路勘测设计中的应用

使得传统的公路设计手段、设计方法甚至设计理论都产生了重大变革 极大地促进了交通土建行业的技术进步 成为道路勘测设计现代化的主要标志之一

互动式道路及立交CAD系统专业加强版－DICAD PRO是东南大学交通学院刘洪波老师继DICAD之后的又一力作

DICAD PRO全面摒弃华而不实的方法和功能 更注重实用功能的研究与开发

1、加强辅助成图功能

变速车道、收费广场、桥梁涵洞等自动成图 高质量、高效益

2、增加辅助桥梁功能 保证路线与桥梁设计整体进行 提高整个项目的设计效率

3、强化智能更新功能

平、纵、横面图及端部高程图数据自动刷新 变更设计不再烦恼

4、丰富自动成表功能 增加EXCEI表格形式

改善图表效果且利于后续处理！ 5、提高设计效率

使道路及立交的设计效率至少增强一倍 给您带来更多便捷、更多效益、更多享受

6、方便学习掌握

DICAD PRO更具可学习性、易懂性 适合所有设计人员使用

1.3选题的背景

郊区公路的建设问题是一个庞大的系统工程

从资金上讲它与市政府、路政局、区县政府的建设资金以及融资有很大关系 没有多元化投资公路建设的良好环境就没有郊区公路建设跨越式的发展 另外在政策上要制定可操作性强的各种优惠政策 没有优惠政策

就无法调动各级政府和社会各阶层修路的积极性 也就没有多元化投资公路建设的可行性和实际意义 同时也就失去了良好的社会环境

从管理上讲就是要充分发挥各分局的技术和行业管理优势 保障公路建设按公路建设总体规划规范科学的进行 使之达到远期与近期相结合

城区与郊区相结合

国道、市道、县道相结合 高速公路与一般公路相结合 达到公路资源配置合理 充分利用

协调统一的目的

为了加快县级、乡级农村公路建设应大力推广多元化投资的建路新模式 我们要吸引区、乡、村三级政府的投资

根据道路的行政和技术等级采取相应的补助标准 以充分调动各级政府修建公路的积极性

使公路建设由行业行为、部门行为变为政府行为、社会行为 同时发挥公路部门养路费的资金优势、技术优势、行业管理优势 使我市的郊区公路建设在相对较短的时间内规范、健康、快速的发展

加快郊区公路建设是一个刻不容缓的问题

特别是对于距城区相对较远的一些区县更需要加快步伐 因为这些地区基础设施相对滞后 经济发展比较缓慢

而快速顺畅的交通对于拉动地方经济的发展 实现城乡一体化战略将起到巨大作用

同时也为各个远郊卫星城更好地服务于市区创造良好的条件

1.4毕业设计的主要内容

道路是一条三维空间的实体

它是由路基、路面、桥梁、涵洞、和沿线设施所组成的线形构造物 一般所说的路线

是指道路中线的空间位置

路线在水平面上的投影称作路线的平面 沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面

中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横切面 路线设计是指确定路线空间位置和各部分尺寸的工作

即通常所说的路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计 三者是相互关联 既分别进行 又综合考虑

此次毕业设计的泰州市东夹路是一条以泰州市博美玻璃仪器厂为起点 途径新街村十九组 新街村二十一组 新街村十八组 新街村二十三组 新街村十七组 新街村八组

新街村二组

最后到达同兴村一组砖瓦厂

途中除了这些村落外还有大片的农作物和塘 以及河流和港 它是一条郊区公路

本次设计内容主要包括：首先要熟悉地形图和所给的原始资料 分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情况 然后进行选线 方案比选 路线平面设计 纵断面设计 横断面设计 土石方计算 土方调配 边坡设计 沥青路面设计

要完成这些任务必须要借助辅助软件DICAD Pro 在此软件里输入道路的基本信息 然后处理得出的成果 最后

把这整个过程整理好以论文的形式表现出来

第二章 路线平面设计 2.1平面设计的要求 圆曲线半径

缓和曲线长度是路线平面设计中要解决的基本问题 但只此对于满足一条路线行驶安全顺畅的要求是不够的 实践证明

直线长度过长或过短、曲线与直线、曲线与曲线配置的不适当也会导致行车事故 降低通行能力

造成行驶时间和运营费用的损失以及破坏与自然景观的协调 因此 一般来说

平面设计应满足以下几点要求：

1.平面设计必须满足《标准》和《规范》的要求 2.平面线形应直捷、连续、顺适 并与地形地物相适应 与周围环境相协调

3. 行驶力学上的要求是基本的 视觉和心理上的要求应尽量满足 4. 保持平面线形的均衡和连贯

纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线

它是根据中线上各桩号的高层而点绘的一条不规则的折线 反映了沿着中线地面的起伏变化的情况；另一条是设计线 它是经过技术上

经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线 反映了道路路线的起伏变化情况 纵断面设计线是由直线和竖曲线组成 直线（即均匀坡度线）有上坡和下坡 是用高差和水平长度表示的

在直线的坡度转折处为平顺过渡要设置竖曲线 按坡度转折形式的不同 竖曲线有凸有凹

其大小用半径和水平长度表示

3.1.2纵坡设计的步骤和方法 1、准备工作

纵坡设计（俗称拉坡）之前应在方格坐标纸上 按比例标注里程桩号和标高 点绘地面线 填写有关内容

同时应收集和熟悉有关资料 并领会设计意图和要求

2、标高控制点

控制点是指影响纵坡设计的标高控制点 如路线起、终点 越岭垭口 重要桥涵

地质不良地段的最小填土高度 最大挖深

沿溪线的洪水位 隧道进出口

平面交叉和立体交叉点 铁路道口

城镇规划控制用地范围与标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等 山区道路还有根据路基填挖平衡关系控制路中心填挖值的标高点 成为\经济点\

平原区道路一般无经济点问题

3、试坡

在已标出\控制点\、\经济点\的纵断面图上 根据技术指标、选线意图 结合地面起伏变化

本着以\控制点\为依据 照顾多数\经济点\的原则

在这些点位之间进行穿插与取直 试定出若干直坡线段

对各种可能的坡度线方案反复比较 最后定出既符合技术标准 又满足控制点要求

且土石方较省的设计线作为初定坡度线 将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置

4、调整

将所定坡度与选线时坡度的安排比较 二者应基本符合

若有较大差异时应全面分析 权衡利弊 决定取舍

然后对照技术标准检查设计的纵坡是否合理 若有问题应进行调整

调整方法是对初定坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值等

5、核对

选择有控制意义的重点横断面 如高填深挖、地面横坡较陡路基

挡土墙、重要桥涵以及其他重要控制点等 在纵断面图上直接读出对应桩号的填、挖高度 用\模板\在横断面图上\戴帽子\

检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大、桥梁过高或过低、涵洞过长等情况 若有问题应及时调整纵坡、在横坡陡峻地段核对更显重要

6、定坡

经调整核对无误后

逐段把直线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来 坡度值可用三角板推平行线法确定 要求取值到千分之一 即0.1％

变坡点一般要调整到10米的整桩号上 相邻变坡点桩号之差为坡长

变坡点标高由纵坡度和坡长依次推算而得

7、设置竖曲线

根据技术标准、平纵组合均衡等要求确定竖曲线半径 计算竖曲线要素

3.1.3 竖曲线的最小半径和长度 纵断面上两个坡段的转折处 为了便于行车用一段曲线来缓和 称为竖曲线

竖曲线的形式可采用抛物线和圆曲线 在使用范围上二者几乎没有差别 但在设计和计算上

抛物线比圆曲线更为方便

本次设计中采用的是二次抛物线

1.凸形竖曲线的最小半径和最小长度

在纵断面设计中竖曲线的设计要受众多因素的限制 其中有三个限制因素决定着竖曲线的最小半径或长度 分别为：缓和冲击、行驶时间不过短、满足视距的要求 根据以上三个限制因素

可计算出个设计速度时的凸形竖曲线最小半径和最小长度

如表3.1所示《标准》规定的最小半径为极限最小半径的1.5~2.0倍 在条件许可时应尽量采用大于一般最小半径的竖曲线为宜 竖曲线最小长度相当于各级公路设计速度的3S行程

表3.1 凸形竖曲线最小半径和最小长度 设计速度（km/h）

停车视距 S(m) 缓和冲击 (v km/h)

视距要求(m)

《标准》规定值（m）

竖曲线半径 竖曲线长度

一般值

极限值 一般值 极限值 120 210 4000w 11025w 17000 11000 250 100 100 160 2778w 6400w 10000 6500 210 85 80 110 1778w 3025w 4500 3000 170 70 60 75 1000w 1406w 2000 1400 120 50 40 40 444w 400w 700 450 90 35 30

30 250w 225w 400 250 60 25 20 20 111w 100w 200 100 50 20

2.凹形竖曲线的最小半径和最小长度 凹形竖曲线的最小长度

应满足两种视距的要求：一是保证夜间行车安全

前灯照明应有足够的距离；二是保证跨线桥下行车有足够的视距 根据影响竖曲线 最小半径的三个限制因素 可计算出凹形竖曲线最小半径 如表3.2所示

表3.2 凹形竖曲线最小半径 设计速度 （km/h）

停车视距S(m) 缓和冲击 (v km/h)

夜间行车照明（m）

视距要求(m)

《标准》规定值（m）

极限值

一般值 120 210 4000w 3527w 1683w 4000 6000 100 160 2778w 2590w 951w 3000 4500 80 110 1778w 1666w 449w 2000 3000 60 75 1000w 1036w 209w 1000 1500 40 40 444w 445w 59w 450 700 30 30 250w 293w 33w 250 400 20

20 111w 157w 15w 100 200

《标准》规定的一般最小半径为极限最小半径的1.5~2.0倍凹形竖曲线的最小长度同凸形竖曲线

本方案的设计速度为60km/h 有五处设有竖曲线

其中有三个是凹形竖曲线 依次为：桩号K0+145.000 半径R=9000m

曲线长L=188.684m；桩号K1+475.000 半径R=14600m

曲线长L=177.678m；桩号K2+910.000 半径R=4200m

曲线长L=71.414m；对照表3.1 发现选取的竖曲线满足规范的要求 另外的两个的竖曲线是凹形的 依次为：桩号K0+785.000 半径R=9400m

曲线长L=136.778m；桩号K2+380.000 半径R=6400m

曲线长L=99.576m；同理

对照表3.2发现选取的竖曲线也满足规范的要求

3.2横断面设计 道路的横断面

是指中线上各点的法向切面

它是由横断面设计线和地面线所构成的

其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施 城市道路的横断面组成中

还包括机动车道、人行道、绿带、分车带等

高速公路和一级公路上还有变速车道、爬坡车道等 而横断面中的地面线是表征地面起伏变化的那条线

它是通过现场实测或由大比例尺地形图、航测像片、数字地面模型等途径获得的 路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接相关的那一部分 即各组成部分的宽度、横向坡度等问题

所以有时也将路线横断面设计称作\路幅设计\

3.2.1横断面设计的原则

1.设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件 并综合考虑施工、养护和实用等方面的情况 进行精心设计 既要坚实稳定 又要经济合理

2.路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外 还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物 采用经济有效的病害防治措施

3.还应结合路线和路面进行设计 选线时

应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段 对于地形陡峭、有高填深挖的边坡

应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较 以减少工程数量 确保路基稳定

4.沿河及受水浸水淹路段 应注意路基不被洪水淹没或冲毁

5.当路基设计标高受限制

路基出于潮湿、过湿状态和水温状态不良时

就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实 使路面具有一定防冻总厚度 设置隔离层及其他排水设施等

6.路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要

3.2.2 横断面组成及要素的确定 1.横断面的组成

公路横断面的组成应根据公路等级、设计速度、地形、气候、地质等条件来确定 以保证公路的交通安全、通行能力、路基的强度和稳定性 高等级的公路和低等级公路的横断面的组成不同 本次设计的道路是二级公路

二级公路的横断面组成主要包括：行车道、路肩、边坡、排水设施等 在某些路段

可能要增加错车道和紧急停车带（见图3-2） 在边坡上可能有护坡道、碎落台等

图3-2 二级公路的横断面组成 2.横断面要素的确定

横断面要素的确定主要是确定组成公路路幅的各部分的几何尺寸

在实际设计中

一般是根据公路等级和交通量的大小

参考《公路工程技术标准》中各级公路路基横断面来确定 同时结合当地地交通规划和有关要求进行适当的调整

各级公路的路基宽度一般规定如表3.3所示 表3.3 各级公路路基宽度 公路等级

二、三、四级公路 计算行车度 （km/h） 80 60 40 30 20

车道数 2 2 2 2 2或1

路基宽度（m） 一般值 12.00 10.00 8.50 7.50 6.5(双) 4.50(单)

最小值 10.00 8.5 - - -

本次设计的是二级公路设计速度是60km/h 根据上表查的车道数为2 路基宽度取为10km/h

3.2.3 土石方的调配

路基土石方数量计算表的调配较简便 即按填、挖方分段

以下 为土石方调配说明及方法 ：

1. 在土石方数量计算 基核完毕后 即可进行调配

但须先将有关桥涵位置 纵坡与深沟等等注在备注栏 供调配时参考

2

计算本桩利用 填缺与挖余

然后按土石分别进行闭合核算 核算式为：

填方＝本桩利用+填缺 挖方＝本桩利用+挖余

以桩号A4+50.000到A05+00.000为例 本桩的挖方数量的土为为83.45 本桩利用方数量的土为72.39 本桩挖余方数量的土为11.06

根据核算式：挖方＝本桩利用+挖余校核得：72.39+11.06=83.45 3.根据填缺与挖余的分布情况 可以大致看出调运的方向及数量 调配前先确定一个最远调运距离

这个距离可根据前述不同的施工方法和各种运输方式的经济运距来确定 调配时的计价运距就是调运挖方重心的距离减去免费运距后的运距 调方重心可根据土石方分布情况估定 调运后

填方如有不足部分可采用借方 未调用的挖余方按废方处理

4.在计算符合要求后 将调运方用箭头标在调配栏中

同时将数量分别填入\远运利用\、\借方\或\废方\栏里

5.调配完成后 应分页进行闭合核算 核算式如下：

远运利用+借方＝填缺 远运利用+废方＝挖余 6

每公里合计

总的闭合核算式除上述核算式外 还需按下式进行核算： 挖方+借方＝填方+废方

7. 调配一般在本公里范围内进行

有分隔 0.5 六车道 0.3~0.4

无分隔

0.6~0.7

由上表得： 所以

4.2.3结构组合与材料选取

AC-16 4cm AC-25 8cm 二灰碎石 40cm 二灰土 20cm 土基

图4-1 拟定路面结构图

表4.7 拟定路面结构参数表 层位编号 类型

抗压回弹模量 厚度（cm） 泊松比

层间接触关系

弯沉计算 应力计算 1

中粒式沥青砼

1700 1800 4 0.25 连续 2

粗粒式沥青砼 1600 1200 8 0.25 连续 3

二灰稳定集料 1500 3600 40 0.25 连续 4

二灰土 700 2400 20 0.25 连续 5 土基 30 30 0.35 连续

路面结构系统数（方案数） 1

层位 层间条件 弹性模量 标准差 泊松比 厚度 层间系数 1 完全连续 1700.000 .000 .250 4.000 .000 2 完全连续 1600.000 .000 .250 8.000 .000 3 完全连续 1500.000 .000 .250 40.000 .000 4 完全连续 700.000 .000 .250 待设计 .000 5 30.000 .000 .350

----------------------------------------------------------------- 荷载 垂直力 半径 荷载位置 X Y 1 .7000 10.6500 .0000 .0000

2 .7000 10.6500 31.9500 .0000

----------------------------------------------------------------- 设计弯沉与理论弯沉= .0357 .0483 设计厚度 = 11.95 容许强度与计算强度= .4801 -.2673 考虑强度设计厚度 = 11.95 容许强度与计算强度= .4801 -.1386 考虑强度设计厚度 = 11.95 容许强度与计算强度= .3841 -.1379 考虑强度设计厚度 = 11.95 容许强度与计算强度= .3841 -.0918 考虑强度设计厚度 = 11.95 容许强度与计算强度= .3700 .1067 考虑强度设计厚度 = 11.95 容许强度与计算强度= .3700 .1114 考虑强度设计厚度 = 11.95 容许强度与计算强度= .1199 .1200 考虑强度设计厚度 = 17.51 容许强度与计算强度= .1199 .1200 考虑强度设计厚度 = 19.17 通过以上结果可知

拟定的路面结构设计满足要求

第五章 结语

本次设计内容主要包括：首先要熟悉地形图和所给的原始资料 分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情况 然后进行选线 方案比选 路线平面设计 纵断面设计 横断面设计 土石方计算 土方调配 边坡设计

沥青路面结构设计

其目的是系统地巩固所学的理论知识 培养理论联系实际的观点

掌握公路设计工作的基本内容和设计方法

在这过程中我系统地巩固了所学的理论知识 培养了理论联系实际的观点

掌握了公路设计工作的基本内容和设计方法

由于各方面的条件限制很多环节都没有来的急仔细推敲 例如

DICAD Pro这个软件就是个大学问

我们此次的毕业设计才使用了其中的一部分 除此之外还有横断面中的边坡方案的选择 我们只是了解了一些皮毛 并且

我们使用的那些方案都是老师给的 要我们选择罢了

越往后才越发现自己的设计需要改进的地方还有很多

例如

选线上后其实还可以再好一点的

由于当时还有很多因素都没有考虑好就下结论了 方案的比选也只是进行一些定性的比较分析 事实上这些都是要用数据来证明所下的结论的

这是我们第一次理论与实践的结合 只是一个开始

重要的是该工程设计的方法和成果对其他工程具有一定的参考意义

致 谢

毕业设计是对我们大学四年所学知识的综合运用 整合我们所学的的各科知识 使之更为系统化

目的在于让我们整体、系统地把握本专业的特点及知识体系 对大学四年所学的专业知识进行复习与融会贯通 理论联系实际

同时能够较好的培养我们发现问题、解决问题的能力 提高理性思维

这个环节应得到较高的重视 并且能培养我们的综合能力

本论文是在长沙理工大学老师精心指导下完成的 在短短的3个月里 老师对工作兢兢业业

、严谨治学、刻苦钻研的精神一直感染着我

他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样 更激励我去为以后的事业奋斗 老师们平易近人 在这段时间里

他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪

在此次毕业设计过程中我也学到了许多了关于道路路线设计方面的知识 粗浅的了解了道路设计的全过程 对以后的工作和学习都有巨大的帮忙 心中的感激是很难用言语还概括的

唯有用今后的加倍努力来报道恩师的教诲

转瞬即逝的大学岁月在我的心中留下了太多的记忆 感谢母校在四年内所给予我的一切 我相信这些都会成为我以后的财富 感谢

大学四年所有我的任教老师教授我的专业知识 为我以后的工作打下了坚实的基础

在即将毕业离校之际

我要感谢所有在生活上给予我关心和帮助以及在学业上的切磋和指点的师长

参考文献

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[14]中华人民共和国行业标准.城市道路和建筑物无障碍设计规范 JGJ 50-2001[S]．中国建 筑工业出版社 2001 ?? ?? ??

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长沙理工大学交通土建毕业论文 4

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东南大学成贤学院本科生毕业论文 4

做生意一定要同打球一样，若第一杆打得不好的话，在打第二杆时，心更要保持镇定及有计划，这并不是表示这个会输。就好比是做生意一样，有高有低，身处逆境时，你先要镇定考虑如何应付。

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