武汉城市圈公路孝昌至汉川段（K60 000～K65 000）施工图设计开题报告

目的及意义

《武汉城市圈“两型”社会建设综合配套改革试验区综合交通规划》按照“完善七通道、构筑三圈、打造六枢纽、建设一系统”的思路构建一体化的武汉城市圈综合交通体系。根据城市圈圈层轴向式发展的空间结构特征，从促进区域产业转移、优化、升级的角度，以效率为中心，以环型放射状交通网络为骨架，构筑三大交通圈。一是构筑武汉主城区核心交通圈；二是构筑连接武汉市新城的紧密交通圈；三是构筑连接城市圈内其他八城市的辐射交通圈。规划辐射交通圈以区域内具有经济提升和发展潜能的城市为依托，以承受和传递武汉龙头辐射带动作用为目标，着眼于为“1 8”城市之间的产业协作以及经济一体化提供交通运输支持。辐射交通圈由武汉与八城市之间的对接通道、八城市之间的互联环线、武汉外环高速公路以外重要枢纽的集运疏线路及综合运输通道之间的重要连接线等组成。本项目位于湖北省中部，途经孝感市孝昌县、安陆市、云梦县、应城市、汉川市等5个市县。

通过这次毕业设计，本人在老师的指导下，能够独立系统地完成该工程设计，能掌握一个工程设计的全过程，在巩固已学课程的基础上，学会考虑问题、分析问题和解决问题，并可以在毕业设计中继续学到一些新的关于道路设计的专业知识，结合实际，应用到这次毕业设计中。经过严格的毕业设计训练，使我在以后的工作学习中，可以较快地适应环境，缩短理论到实践的过渡阶段。

国内外现状

国内传统路线设计平纵横分离，存在缺陷对行车安全造成影响，但一直无法找到简单可行的其他方法取代传统设计思想。国内学者一直在这方面进行大量研究实践，如《基于公路三维线形几何特性的行车安全分析》，从公路三维线

形本质出发，采用空间曲率和挠率对现有线形几何特性进行描述，建立了基于二维设计要素的公路三维线形描述模型；利用ＳＰＳＳ分别建立了高速公路和双车道公路相邻路段平均曲率差、挠率差与事故率之间的关系模型。研究结果表明：公路线形设计时平纵线形的叠加并不能保证组合线形在三维空间中的连续性，当二维线形要素变化时，组合线形的连续性会存在不同程度衰减；空间曲率和挠率的突变量大小与行车安全强相关，其中曲率的连续对行车安全起主导作用，公路真三维线形设计应至少保证二阶几何连续。

近年来对冻土路基的研究依旧很热门，正是因为冻土对公路工程的影响很大且还不全为人熟知，尚在一边探索一边应用的阶段。《冻土路基热收支状态的尺度效应》中指出：随路基宽度和高度的变化,路基热收支状态变化明显;在高温冻土区,宽幅路基的基底吸热量增大20%以上,路基下冻土融化潜热增大2.2倍以上,表现出更大的融沉风险;在低温冻土区,虽然宽幅路基基底吸热量变化不大,但热融蚀敏感系数明显增大,其面临的融沉风险不可忽视;与实测数据相比,提出的计算模型合理且可行。

国内外学者对路面的研究更为热衷，《应力、应变控制模式下沥青疲劳损伤演化规律》中指出:沥青的疲劳过程可以分为黏弹影响阶段和疲劳损伤阶段两部分;当采用应力应变对荷载时,应力、应变控制模式下的累计耗散能-荷载作用次数曲线呈对称关系;累计耗散能增长模型可以很好地拟合沥青疲劳过程中累计耗散能的变化规律;建立的转换方法可以实现应力、应变控制模式下沥青疲劳损伤演化规律的相互转换。

《Nanoindentation Characterization of Asphalt Concr》中作者运用纳米技术得出以下结论：沥青混凝土的玛蹄脂阶段的纳米机械特性与老化沥青混凝土的时效硬化特征一致。在干燥箱长时间烘烤对骨料力学性能作用明显。

基本内容

1.设计资料的收集及分析；

2.道路类型、等级的确定和技术标准论证，路线设计

路线所完成的内容：①路线平面图设计图；②路线纵断面设计图；③直线、曲线及转角表等。

3.路基、路面及排水设计

路基所完成的内容：①路基设计表；②路基标准横断面图；③路基横断面图；④路基土石方数量表；⑤路基排水设计表；⑥路基排水设施设计图；⑦路基防护及支挡工程设计图；⑧涵洞一般设计图。

路面所完成的内容：①路面结构方案选择；②路面结构设计；③路面结构设计图。

4.桥涵设计

5.交叉设计、工程概（预）算（选作内容）

6.其它选作内容

技术方案

1.该路段长5公里（K75 000-K80 000），处于地形地貌上依次由大洪山、大别山余脉的构造剥蚀堆积岗地区逐渐向南过渡到江汉河湖冲洪积平原区。区内地势总体为东北高，西南低，沿途地势较为平坦，起伏较小。根据地貌成因、形态及组合特征，将勘察区的地貌划分为构造剥蚀堆积岗地区和河湖冲洪积平原区等两种基本地貌单元。

经交通调查，本路段现交通量为8500辆/日，交通量年增长率为6.1％。

确定道路等级为二级公路，设计时速80km/h。采用两车道设计,路基宽度路基宽度12m，车道宽度为3.75m。

2.路线设计

确定技术标准后进行路线设计，这过程中参考公路路线设计规范（JTGD20-2006）公路工程技术标准（JTGB01-2014），对所选的两种方案A、B分别进行平面线性设计、纵断面设计和横断面设计。借助计算机纬地软件辅助路线设计绘图表如下：

（1）路线平、纵面缩图；（2）路线平面、纵断面图

（3）道路用地图；（4）直线、曲线及转角表及路线逐桩坐标表

3.路基设计

根据公路路基设计规范（JTGD30-2015)进行路基设计，应避免高填深挖，路基中心填方高度不超过20m，或挖方高度不超过30m。根据自然条件和工程地质条件选择适当的路基断面形式和边坡坡度，并适当设计护坡或挡土结构。路基填料应满足路基强度和回弹模量的要求。考虑水对路基性能的影响，设置完善的排水系统。

根据公路沥青路面设计规范（JTGD50-2006），公路水泥混凝土路面设计规范（JTJD40-2011），公路设计手册：路面（第三版）进行路面设计。分别设计混凝土路面和沥青路面，进行比选。其中借助计算机提高效率和准确度。

4.路面工程设计

根据交通要求、环境因素、材料供应、施工条件等进行路面结构设计。拟定两种路面结构方案进行比较后选定推荐方案；路面结构组合设计；路面结构计算，通过轴载换算，路面结构强度及变形计算，确定路面各结构层厚度，绘制路面结构详图。

5.进行桥涵设计和工程概预算等其他选作内容。