一、 選題目的與意義
1、選題目的：
畢業設計是培養學生綜合運用大學所學基礎理論知識、專業基礎知識及專業知識結合工程實際從事工程設計、施工及工程概預算培養學生對工程問題的理解、認識和思考。希望通過畢業設計學會從事科學研究、工程設計與施工、工程經濟等方面知識及綜合運用能力，為將來從事土木工程的科學研究、工程設計與施工打下基礎。
通過對綦江區向家灣至中堆壩段公路設計施工圖設計這個課題的研究，重點掌握道路的平、縱、橫的設計方法，同時結合自身情況完成一個特色設計，投資概預算分析，及其它設施設計。提聯考慮問題、分析問題和解決問題的能力，進一步鞏固已學課程與再探討學習一些新的專業知識，培養查閱參考書(資料)的能力，進一步熟悉、套用和掌握道路設計所需要的專業知識。
2、選題意義：
(1)、培養學生綜合運用已學過的理論知識和技能,分析和解決本專業範圍內的實際工程問題的能力。
(2)、培養學生樹立正確的設計思想,掌握現代設計方法。
(3)、通過調查研究,查閱文獻資料,培養學生嚴肅認真的科學態度和嚴謹求實的工作作風。
(4)、培養學生勇于創新和開拓進取的精神。
(5)、通過本次畢業設計,要求學生在教師的指導下,獨立完成設計課題所規定的全部內容。全面提升學生綜合能力，使之在我國以後的道路工程事業中發揮更大作用。
公路設計是決定公路建設項目工程價值和使用價值的重要階段，設計質量對工程的整體質量和安全有著決定性的影響。而對于山區公路而言，由于受特殊的地理地貌特征以及水文條件的限製，山區道路的平、縱、橫的設計就顯得更加困難和重要。山區公路設計應強調與自然條件相結合，在滿足公路使用基本功能的前提下分段靈活運用技術指標，並強調技術指標的均衡性 。堅持“靈活設計和創作設計”的新理念。通過合理的工程設計方案降低施工難度，降低工程造價。靈活運用指標的基本 原則：1 ) 以確保公路安全和保證正常運營為基礎 ;2 ) 指標變化處與前後路段銜接要合理，強調交 通適應性和技術指標的合理過渡;3 ) 靈活的標準對造價、自然、景觀、人文等環境的定量影響程度 ， 通過分析，綜合評判。
所以，通過對這個課題的研究，對于我們更好的的運用所學知識，解決道路設計方面的問題有著深刻的意義。
二、國內外研究現狀
國外學者對公路線形設計做了大量的研究，典型的運行車速預測模型主要有：澳大利亞——通過對小半徑曲線運行速度模型進行大量研究，認為平曲線是影響運行速度模型的關鍵指標，採用“半徑—運行速度”模型反映不同平曲線半徑與運行速度之間的對應關系;美國、希臘、加拿大等學者均選取了曲線半徑作為最顯著的因素，分別採用了曲率變化率(ccr)、曲線段的半徑、平曲線的曲率(dc)、曲率變化率等作為參數建立平曲線的運行速度預測模型;加拿大學者gm.gibreel等人提出了基本平縱線形的運行車速3d模型;範振寧、張建飛在《公路運行車速測算模型的研究和標定》一文中指出了二級公路路段運行速度測算模型;長安大學的楊少偉教授提出了“可能”速度的概念，並建立了可能速度預測模型。我國現有的公路線形設計的評價指標則主要有運行車速與設計車速差以及相鄰斷面運行車速差等。由于我國特殊的國情和不同地區的環境因素以及低等級公路資料積累程度不同，導致所得到的運行車速預測模型存在差異，現有的運行車速預測模型均存在局限性。
國外：
目前國外常見的道路輔助設計軟體主要有：geopakroad，card/1等等。
1、美國benteley公司研發的土木工程軟體geopakroad是為各類道路工程項目的設計、施工以及交通規劃而提供的一套全面的解決方案,並可滿足道路交通從方案設計階段到施工階段的各種需要。該軟體由富有實踐經驗的土木工程專家,依照設計、施工的實際過程開發的。geopakroad與mi2crostation緊密地集成,為各種道路交通工程項目的設計提供了一套強有力的綜合解決方案。
2、德國ib&t有限公司開發的card/1是一個高度集成的系統，道路設計所需的資料直接可以從測繪模組所建立的資料庫中提取，地形圖不再隻提供平面信息，它可為道路設計提供廣泛的信息。路線的平、縱、橫設計可一氣呵成，並可很快計算出工程量，路線多方案的比選已不再是難事。該模組中還包含視距檢查和平縱配合動態透視檢查功能等。
國內：
目前國內常見的道路輔助設計軟體主要有：緯地三維道路設計系統，路線大師，eicad，海地等等。
1、緯地道路輔助設計系統(hintcad) 是路線與互通式立交設計的大型專業 cad 軟體。該系統由中交第一公路勘察設計研究院結合多個工程實踐研製開發。緯地系統秉承本院近半個世紀的公路勘察設計經驗，汲取國內外專業軟體之所長，推陳出新，它是先進的工程設計理念和尖端的電腦軟體技術的結晶。系統具有專業性強，與實際工程設計結合緊密、符合國人習慣、實用靈活等特點。
2、海地公路最佳化設計系統(hard)是海地公司倍感榮耀的公路設計軟體之一，使用者遍布全國30個省、直轄市，近XX年來，全國1000多家海地使用者套用hard系統完成數十萬公裏的公路設計，建設完成的道路遍布祖國大江南北。hard系統已經成為國內設計企業在購買軟體時的首選，是設計工程師不可缺少的軟體工具。
3、路線大師，路線大師XX國內優秀的道路輔助設計系統。路線大師的主要功能和特色 路線大師roadmasterXX系統是基于autocad r14/XX/XX平台的先進的公路工程輔助設計軟體。通過使用它，設計人員可以擺脫繁重的繪圖和數值計算，高效、精確的完成設計任務。新版本的路線大師系統分為三大部分： 路線設計部分;數位地面模型部分;路線三維動畫部分。
三、主要研究內容
1.在比例尺為：1：XX的地形圖上研究幾條可能的路線方案，先定導向線，再修正導向線，作平面試線，最終定線。
2. 平面設計：在滿足行車視距條件下，參照圓曲線、直線和緩和曲線相關技術要求，做路線平面設計。
3.縱斷面設計：考慮道路縱坡坡度大小和坡長進行路線縱斷面設計。
4.橫斷面設計：畫出各選點的橫斷面圖。
5.小橋設計：在所在路線上選擇橋位，設計一座小橋。
6.擋土牆設計：結合地形設計一段擋土牆。
7.涵洞設計：選擇路線上一座涵洞，進行設計出圖。
8.特色設計：根據自身設計，選擇一個方向進行一個特色設計。
9.施工圖預算的編製： 完成施工圖預算，提交相應的計算書和說明書。
本項畢業設計是按照公路設計的國家及行業相關標準與規範要求，進行具體路段的公路初步設計任務。完成本次畢業設計，我將按照以下的技術路線進行：
1.確定路線方案。在比例尺1/XX的地形圖上根據給定的起訖控製點， 利用紙上定線技術確定公路路線設計方案，(1)試坡：定均坡線;(2)定導向線;(3)平面試線;(4)修正導向線。經過縱斷面調整與橫斷面修正過程後確定路線中線(以交點位置標定)。地形復雜的路段擬定兩個設計方案，通過論證確定推薦方案。
2.路線平面線型設計。結合地形條件擬定適當的平面線形，確定平曲線半徑與緩和曲線參數等指標，用坐標法計算各交點的偏角，計算出交點間距，計算出平曲線要素和曲線主點樁號，沿路線推算出全線公路裏程。用電腦軟體完成圖表繪製。
3.路線縱斷面設計。根據各裏程樁號及對應的地面高程，點繪出路線縱斷面。拉坡，根據技術標準規定的公路的最大縱坡、坡長限製、縱坡折減、合成坡度，控製點高程等，確定出公路路線縱斷面設計線。並利用電腦軟體繪製縱斷面圖。
4.路基設計。根據確定的公路等級與設計速度擬定路基橫斷面各組成部分的尺寸，結合填挖方高度與土質條件擬定路基邊坡的坡度與形狀。利用電腦軟體進行橫斷面設計並計算路基土石方數量。根據沿線地形與地址條件進行路基處理、防護與加固及路基排水設計。
5.特色設計。根據設計資料，結合自身設計，選取方向，查閱相關資料進行設計。
6.設計預算。按概預算編製辦法的“項目節”統計分項工程量清單，按設計初年的工料機單價，利用專門軟體編製本設計項目的設計預算。
7.編製設計說明書。按照設計程式逐項編寫本設計項目的設計說明書，分項論述設計原則、方法、結論及其依據。
四、研究方法與實施方案
1. 平面設計
本路段地勢較平坦，可以設計大半徑曲線或者直線，遇到小山處，應選擇兩山之間埡口過去，應盡量避免過大的填方或挖方，避免修隧道等，小池塘處根據實際情況可以填掉。經過城鎮避免拆建過多。
2.縱斷面設計
根據平曲線的基本完成，然後按20米的裏程樁讀出每個樁號的高程，其中包括百米樁，加樁，以及各主點裏程樁，初步繪出路段的縱斷面圖，然後對本路段的縱坡做出初步的安排，在設計縱坡時盡可能的使縱斷面上填挖平衡，凸形豎曲線考慮視距問題，凹形豎曲線考慮離心力問題。豎曲線應盡量在平曲線內，做到平縱配合。
3.橫斷面設計
結合平、縱斷面路段和實際地形圖，路基橫斷面的結構形式和尺寸根據公路等級、土壤地質、任務書中規定的的指標和公路的使用條件、施工方法等擬定一般情況下的路基橫斷面形式和尺寸，對于特殊情況下的路基按具體情況作特殊的設計。本路段一般情況下的標準路基橫斷面形式和尺寸按規範中的要求擬定。
4.路基設計
由于填挖情況的不同，路基橫斷面一般有路堤、路塹和填挖結合三種形式。但應做到基本填挖平衡，並且路基應有足夠的壓實度，因為路基是道路的主要承重主體。
5.路面設計
本設計擬定了水泥混凝土路面。路面是公路的重要組成部分，路面的設計應根據公路交通量及公路的使用任務、性質，並結合當地的氣候、水文、土質、材料條件及實踐經施工養護條件，遵循“因地製宜、合理選材、方便施工、利于養護、節約投資的原則。通過技術經濟比較，作出符合使用並以環境條件相適應的經濟合理的路面設計。
6.擋土牆的設計
為保證坡角穩定，並盡可能節約用地，有些路段在坡角處設定擋土牆。擋土牆一般設計為重力式，底部設牆趾台階，增加路基的穩定性，並且設定沉降縫及瀉水孔。
7.涵洞的設計
在排水處設計涵洞，應考慮涵洞的截面尺寸，涵洞坡度，涵洞混凝土材料的強度，以保證具有足夠的強度、剛度、穩定性。涵洞的布置位置及孔徑大小等。適當的時候可以採用改渠或者倒虹吸等方法。
8.小橋設計
根據路線上的水文地質情況，以及橋位地面線資料，參照公路橋涵設計規範設一座小橋。
9.路基土石方調配
為了達到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和棄土，以減少佔用耕地和降低公路造價進行土石方合理調配。並採用：橫向調運+縱向調運+借方=填方;橫向調運+縱向調運+棄方=挖方;挖方+借方=填方+棄方，進行復核檢查。
10.專題特色設計
擬選做加筋土擋土牆的設計。
五、主要參考文獻
1.中華人民共和國交通部標準《公路工程技術標準》jtg b01-XX，人民交通出版社出版，XX年2月。
2.孫家駟主編，《道路設計資料集1～7》，人民交通出版社出版，XX年1月。
3.路線設計手冊編寫組，《路線》，人民交通出版社，1979年10月。
4.高速公路叢書編委會，《高速公路規劃與設計》，人民交通出版社出版，1998年1月。
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6.高速公路叢書編委會，《高速公路路基設計與施工》，人民交通出版社出版，1998年4月。
7.姚祖康主編，《路面》，人民交通出版社出版，1993年6月。
8.高速公路叢書編委會，《高速公路路面設計與施工》，人民交通出版社出版，XX年8月。
9.顧克明主編，《公路橋涵設計手冊 涵洞》，人民交通出版社出版，1993年5月。
10.河北省交通規劃設計院編，《公路小橋涵手冊》，人民交通出版社出版，1986年5月。
11何兆益，楊錫武主編，《路基路面工程》，北京：人民交通出版社，XX年。
12周亦唐，張維全，李松青主編，《道路勘測設計》 第三版，重慶：重慶大學出版社，XX年