重庆某山区三级公路设计1段开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述摘要：山区地形复杂，常常遇到山高谷深的情况，因此在山区的公路工程非常艰巨。同时山区的气候变化大、土层较薄，因此在山区选择公路路线时，需要考虑的因素更多，而在进行公路路线设计和质量控制时，这些因素也都是需要重点考虑的因素之一。在进行山区公路路线设计时，不仅要做好相关的策略规划，还要做好平面和纵面两个方面的设计工作，同时对质量的控制把握也是关键要点[1]。要做好这些工作，还必须要做好实际勘测工作，对山区地形以及选择的公路路线进行全方面的研究，最后准确把握各项技术指标，择优设计公路路线方案，为山区公路车辆的交通安全创造良好的环境[2]。关键词：山区公路；路线设计；质量控制前 言我国在取得实现村村通公路的阶段性目标之后，在树立全面、协调、可持续的科学发展观的指导下，山区公路的建设迎来更高的要求。因为山区公路难免要受到自然条件的较大制约，所以其公路的规模大小以及运营的稳定可靠性极易受到山区地理条件的限制。所以如何依据山区的天然的地理条件，因地制宜的设计出能同时保证安全与经济的山区公路就显的尤为重要[3]。1 路线设计山区公路路线线形标准掌握的好坏, 对道路两侧景观构筑物的设备、周围环境的破坏程度以及公路建设费用有着直接影响。设计交通量在道路等级适应交通量上限附近的重要干线公路, 线形指标宜高不宜低。将来随着交通量增长需要进行道路的扩建或提高道路的等级时, 可以将其用作三级公路的半幅路基, 降低重复修建的费用[4]。道路提高等级的改建对交通通行干扰较大, 给设计、维持交通及施工造成诸多的困难。设计交通量在道路等级适应交通量下限附近的一般公路, 路线的设计要根据地形、地质现实条件来综合考虑。充分利用地形, 灵活掌握设计标准, 设计出经济、合理的路线方案, 使道路的平均运行速度达到最佳值[5]。因此, 在山区公路路线设计中, 路线设计者只有对道路的交通量、车型构成、道路的重要程度以及道路影响区的路网及发展前景有充分的认识和了解, 才能合理掌握路线指标[6]。2 路基设计要想道路能够安全持久的使用下去，优秀的路基路面设计是必不可少的。路基的主要作用是为轨道或者路面铺设及列车或行车运营提供必要条件，并承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载，同时将荷载向地基深处传递与扩散。要使道路路基设计的合理性得以有效保证，就一定要遵循一定的设计原则[7]。随着我国高速公路的进一步发展，高速公路在建筑材料上发生了很大的变化。为了在新的形势下更好的控制工程质量以期能进一步控制我国高速公路路基路面工程的质量，特别是提高施工和管理水平[8]。3 交叉口设计3.1 人对交叉口安全影响人是道路的使用者, 对于交叉口的安全会产生非常重要的影响, 通过分析和统计交叉口的安全事故发生原因可以看出, 在三级公路的交叉口上机动车驾驶员原因造成的安全事故比例较高, 而其他两种是行人原因和非机动车的原因[9]。由于机动车驾驶员的不当反应造成的安全事故占据了大多数。驾驶员在驾驶车辆过程中, 需要正确的认知和判断周围的环境, 对于周围的道路信息给出正确的反应和操作, 要求驾驶人员不仅需要具备良好的心理素质, 还要有熟练的驾车技巧[10]。驾驶员是否能够正确的判断路面, 周围的车辆速度以及环境都会产生影响, 在形式速度逐渐变大时, 驾驶员的视野范围变得越来越小, 这也是公路车辆限速行驶的主要原因。驾驶员的疲劳程度也会引发安全事故, 在进入到交叉路口时如果没有任何标志, 或者是驾驶人产生疲劳感没有注意到, 都很容易会在交叉口发生安全事故[11]。3.2 车辆对于交叉口安全的影响在车辆行驶过程中, 要根据路面的状况来进行加速或者是减速, 控制好车辆在公路上进行安全驾驶。三级公路的行驶过程中包含有大型车、中型车、小型车还有农用车和非机动车等车辆类型。由于载重车辆本身载重重心比较大, 因此要求载重车辆要有更好的刹车技术, 才能够保障车辆的安全运行。三级公路的交叉口要有较好的车辆刹车系统, 驾驶人员需要在遇到冲突时及时的做出决定, 减少安全事故的发生几率。汽车的性能要有稳定性, 如果车辆性能不好会在操作过程中自行变化行驶方向, 导致汽车失去了控制。对于车辆操纵的稳定性产生影响的主要原因有汽车的中心位置、汽车的轮距和轴距等部位[12]。因此在进行三级公路的交叉口安全设计过程中, 要综合考虑号打车对于交叉口安全的影响, 研究好车辆的行驶性能, 禁止报废车上路, 确保车辆的行驶安全。3.3 公路与安全的关系公路的路面状况以及几何线性对于安全会产生很重要的影响。三级公路的设计速度一般是30 km/h-60km/h, 根据公路的实际建设情况设置出路基的宽度, 具体的尺寸确定还是需要来综合考虑道路的车流量和行车功能等。公路的几何设计对于安全会产生很重要的影响, 在主路面和次路面的急转弯道路当中, 由于交叉口汇聚的车辆比较多, 特别是遇到了雨雪天气, 很容易引起安全事故。因此要杜绝线性设计, 在长直线路段过程中假设上预告标志, 加强景观设计, 减少驾驶员的驾驶疲劳感, 减少安全事故的发生。三级公路的路面同样需要具备加好的抗滑能力, 加强路面和车辆的摩阻系数, 能够提升车辆的刹车性能, 保障车辆的稳定运行。3.4 环境与安全的关系公路周围环境对于交叉口的安全同样会造成一定的影响, 包括道路两侧的标志标线还有景观等, 据调查显示由于道路周围环境设计不合理引发的交通事故有很多, 这些安全事故的出现对于道路的安全行驶会产生很重要的影响, 特别是在交叉口的路段。驾驶员看见前方出现交叉口,会形成心理紧张感, 如果能够及时的增加行驶标志, 则能够提前作出反应, 减少了安全事故的发生几率。合理的景观设计能够缓解紧张的情绪, 缓解驾驶人员的疲劳感, 起到良好的诱导作用[13]。4 桥涵构筑物设计桥头跳车为公路的常见质量通病,为有效避免桥头跳车,设计一般均采用桥头搭板过渡及要求台背采用透水性材料或改善土回填,济南至青岛高速公路南线( 青莱高速公路七合同)采用砂砾回填结构物。桥涵台背的回填是路基填土与桥涵结构物的衔接部分,因路桥刚度性不均匀的沉降,会造成路面结构的断裂,从而产生跳车,将直接影响行车的舒适感及道路的使用寿命。因此,在工程施工中必须高度重视桥涵构筑物的台背回填质量[14]。 5 交通附属设施及环境工程设计交通附属设施环境设计的优劣,对城市交通功能、道路景观以及城市公共空间起着至关重要的作用。公路附属设施，是指为保护、养护公路和保障公路安全畅通所设置的公路防护、排水、养护、管理、服务、交通安全、渡运、监控、通信、收费等设施、设备以及专用建筑物、构筑物等。因此，如何进一步提高道路交通设施的舒适程度，保护交通弱者的通行权利，使之更具人性化是亟待研究解决的课题[15]。结语山区公路设计中应该考虑问题很多, 在设计过程中, 设计者应该积极引进有关景观、环保、安全等先进的设计理念, 综合各种因素, 科学研究和比选路线方案, 设计成果充分满足使用功能, 又能与自然生态环境相协调, 成为工程造价低、经济效益好、安全系数高、环境破坏少的和谐通道。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1 本课题要解决的问题本课题为重庆某山区三级公路设计1段，路线区位于四川盆地东缘，场区地形陡，地势险要，坡度一般为45～70，路线多沿陡坡坡面蜿蜒，局部地形较缓或趋于平台。设计路段长度约2km，整桩间距取20m。该地区地质地形、海拔、水文条件、气候复杂多变，并且其水土保持比较严格，非常重视和关注自然景观。重庆市山区三级公路总体设计的指导思想应当侧重于以下方面：坚持公路建 设可持续发展的要求，重视环境保护，并努力将其建设成环保路、生态路；树立 动态设计的理念，确保勘测和设计的周期，保证设计质量；合理掌握、灵活运用技术指标，满足公路的服务水平；广泛采用新技术、新工艺、新材料，注重技术 创新的同时保证行车安全；充分融入沿线的文化特色，打造沿线文化走廊。设计主要包括以下部分：（1）路线设计（2）路基设计（3）路面结构设计（4）交叉口设计（5）排水设计（6）桥涵、构筑物等设计（7）交通设施设计2 拟采用的研究手段本次重庆山区三级公路设计1段采用最新的道路设计技术规范，采用最新的道路勘测、道路选线、路基路面设计理论和设计方法，同时参照一些道路设计实例和国外的一些道路设计理论和方法。路线设计采用EICAD软件。设计时都应符合现行规范要求。计算书和设计图内容、格式等应标准。能够熟练的査阅并使用现行规范，教材等资料：提高使用CAD QFFICE等办公软件的能力；掌握 EICAD软件的使用，EICAD软件能进行各等级公路的平面设计、纵断面和横断面设计。在遇到不懂的问题，及时的向指导老师询问，对于复杂的计算，可以借助实用的计算软件进行计算，用手算进行校核，以避免人为疏忽得出错误计算结果，造成返工。对于可以手算的内容，同样可以采用实用简便的计算方法以 提高工作效率。针对具体设计内容采用以下方案和手段。1）选线的基本原则：（1）路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术标准。 （4）选线应注意同农田基本建设的配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。 （5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。 （6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。2）路基设计根据路线纵断面设计确定填挖高度，结合沿线地质、水文调査资料，进行路基整体工程设计。一般路基可根据规范规定，按照路基典型断面直接绘制路基横断面图。对下列情况需进行单独设计：工程地质、水文地质复杂或力坡高度超过规范规定的路基高度；修筑在陡坡上的路堤：在各种特殊条件下拊路基，如浸水路堤、采用大爆破施工的路基及软土震害严重地区的路基等。3）路面结构设计（1） 路面设计应认真做好现场资料收集、掌握沿线路基特点，查明路基干湿类型，在对不良地质路段处理的基础上，进行路基路面综合设计。（2） 在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、节约投资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。（3） 应结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广。（4） 设计方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施工中废弃料的处理，积极推动旧面层和基层的再生利用，应保护施工人员的健康和安全。4）交叉口设计交叉口的设计一般应考虑以下要素：(1)视距三角形的保证。(2)缘石半径设置(大小与道路等级有关)。(3)缘石边缘与交叉口中心的距离(过大，人行横道过长， 或车辆停止线很远，交叉口内车辆游荡)；(4)交叉口内各流向的机动车、非机动车、行人的交通组织、交通岛的设置(保证流线的安全顺畅，提高交叉口的通行能力)。(5)交叉口地面雨水排除与竖向设计。(6)交叉口范围内交通信号、标志、绿化公交站点及其他 市政公用设施的布置。5）排水设计路基排水设计的一般原则 （1）排水设计要因地制宜、综合整治，充分利用有利地形和自然水系，防、排、疏结合，并与路面排水、路基防护、地基处理和其它自治措施相互协调，形成完善的排水系统。（2）路基排水设计应注意与农田水利配合，以防农业用水影响路基的稳定性，需合理布置排水设施，并与当地环境与排灌系统协调。 （3）对于排水困难和不良地质地段，还应与路基防护与加固相配合，并进行特殊设计。（4）路基排水要注意山体水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易改变水流性质，选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程。（5）路基排水需结合当地水文条件的公路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既稳固实用，又必须讲究经济效益。6）桥涵、构筑物等设计根据路段的特点，设置必要的小桥、涵洞、挡土墙、边坡防护、路基加固等。7）交通设施设计乡村道路设施应该包括路肩、路边石、边沟、绿化隔离带等；道路的附属设施包括有信号灯、交通标志牌、乡村公交车站等。这些设施的建设，就是为了保证乡村交通安全畅通和行人的生命安全。在规划、设计交通设施时，应注意这些设施功能的合理性、可靠性、实用性及美观性，有的还要考虑地方特色同当地的自然风景相结合。设施的位置必须充分考虑各种车辆的交通特点和行车路线，避免对交通路线造成障碍。