1．选题意义与可行性分析
1.1 选题意义
通过对沈--铁一级公路的设计, 首先可以巩固和加深土木工程专业所学过的力学、计算机、道路勘察设计、路面路基工程、交通工程学、设计原理等理论知识；并可以系统的将大学四年所学的知识联系在一起，做到理论联系实际；在对沈--铁一级公路设计过程中，在借鉴前人的经验基础上，熟悉《道路勘察设计规范》、《城市道路设计规范》、《道路施工规范》、《道路验收规范》、《公路路基设计规范》、《公路路线设计规范》等一系列公路设计规范，掌握这些设计方案的基本要求，对怎么样建好公路等有关方案有更好认识；熟悉在道路设计过程中各个步骤及主要施工图绘制全过程；通过绘制施工图和编制计算书强化绘图和使用专业软件进行分析计算的基本技能；从而对公路设计具有一定系统的设计能力，进一步提升自己的专业素质。
1.2 可行性分析
沈铁大道南接沈阳农业高新开发区，北连辽宁中部城市之一铁岭，是沈阳振兴计划中的重要项目。为把铁岭建设成为沈阳的“后花园”提供便捷的交通环境。沈铁大道（京哈线）改扩建工程，起点位于沈阳市农业高新技术开发区蒲河桥头，终点位于沈阳与铁岭交界处，全长18.778公里，双向4车道，设计时速60公里/小时，扩建后将大大缩短沈铁间的通行时间。其中蒲河至清水台10.5公里改线新建，清水台至依路8.3公里利用原路改造。建设标准为城市出口一级公路。
沈铁大道改扩建工程的竣工，标志着沈阳、鞍山、抚顺、本溪、营口、辽阳、铁岭七城市交通一体化格局由概念成为现实。对沈阳来说，交通一体化意义深远。选择交通作为合作的突破口，无疑是注重实效的选择。实现交通一体化，既是行业协调发展，为社会提供优良交通环境的需要，也是振兴东北老工业基地，全面实现小康社会目标的需要，是实现经济一体化，促进区域经济共同协调发展的需要。因此，经济效益评价结论应为可行。
2.研究的基本内容、拟解决的问题
2.1研究的基本内容
地形地貌：该地区属于辽河平原冻融交替副区，公路自然区划为Ⅱ2a区，主要为平原微丘地形。在整个道路沿线范围来看，高程变化不明显，除去山峰所在地段，高程的最高点与最低点之差不超过20米。前段地形多为山岭重丘地区，且山岭之间的距离也比较小，地形条件比较复杂，对公路的平面线形设计造成一定困难。后段地区大部分为平原微丘地区，有较多的小面积水塘和小面积的居民区，还有一所学校、一条较长的电灌水利沟，且大部分地区为稻田区。在中段地区山岭与平原的交界处有两座高山且高山之间有一个垭口，再考虑平面线形时线路必须通过这个垭口。
地质条件：道路的前段为山岭地区，地质条件较好，土质比较稳定。后段大多为稻田区，且有较多的小面积水塘，所以后段地区的含水量较大，设计路基时应该多方面考虑，注意防水问题以及边坡尺寸和建筑材料的选择。
气候：本段公路在我国东北地区，全年的降雨量不大，汛期也较短，所以在考虑防水问题时各种参数可取中间值，适当处理。全年的温差较大，道路的主要病害是冻胀和翻浆冒泥现象。
2.2 拟解决的问题
该一级公路的设计过程中主要我们需要解决的问题有：公路路线的选线、定线及道路平面的设计、横断面、纵断面的设计和路基路面的选择和设计，最后就是还有道路的排水、景观及附属设施，这些是我们在以后设计时必须要去解决的问题。
3.研究方法、步骤及措施
3.1公路路线的选线、定线
道路路线是道路的骨架，道路选线是整个道路勘察设计，也是整个道路设计的关键，它对道路的使用质量和工程造价都有很大的影响，所以需要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，基本原则有：
（1）应根据道路使用任务和性质，综合考虑沿线国民经济发展情况和远景规划，正确处理好远期和近期的关系，使路线在路网中能起到应有的作用；
（2）选线应在保证行车安全、舒适、和迅速的前提下，做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好及有利于施工和养护；
（3）应注意选择地质稳定、水文地质条件好的地带通过；
（4）应注意与农田基本建设相配合，做到少占耕地，且尽量避免占用经济作物田或穿过经济林园等；
（5）应重视环境保护，注意由于道路修建、汽车交通运行产生的影响和污染；
（6）充分利用有利地形，正确运用技术标准，搞好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺、纵面平缓均匀及横断面经济稳定。
公路的定线是道路设计中很关键的一步，它不仅要解决工程、经济方面的问题，而且对如何使道路与周围环境相协调，满足驾驶人员视觉和心理反应的要求，以及道路本身线形的美观问题都要在其过程中充分考虑。定线必须满足技术标准的有关规定，同时又要参照初拟的路线位置进行，根据不同地形特点，定线方法有“直线型定线法”和“曲线型定线法”。直线定线法是先定出与地形相适应的一系列直线，然后用适当的曲线把相邻的直线连接起来的传统定线方法。曲线型定线法是借助弯尺先定出圆曲线，然后用缓和曲线相互连接的以曲线为主的定线方法。
3.2道路平面设计
道路平面线形设计时如受地形、地物等障碍的影响而发生转折，就需要设置圆曲线，为保证行车的舒顺与安全，在直线、圆曲线间或不同半径的两圆曲线之间要插入缓和曲线。
3.3道路纵断面设计
道路纵断面设计总的来说包括纵坡设计、竖曲线设计。
纵坡设计时应按以下规定和要求进行：
（1）纵坡设计必须符合《技术标准》中有关纵坡的各项规定。
（2）为保证汽车以一定的速度安全顺利地行驶，设计纵坡应力求连续、平顺、均衡，起伏不宜过大或过于频繁。坡长宜长，陡坡宜短。
（3）纵坡设计为保证路基稳定，应尽量减少深路堑和高路堤，在设计中应重视纵、横向填挖的调配利用，力争填挖平衡，尽量减少借方和弃方，节省土石方工程量，降低工程造价。
（4）在非机动车辆较多的路段，应根据具体条件，将纵坡适当设缓。
（5）确定城市道路纵坡设计线，必须满足城市各种地下管线最小覆土深度的要求。
（6）从汽车行驶方便和安全出发，应控制平均纵坡。平均纵坡是指某一路段的起终点高差与水平距离之比。
3.4道路横断面设计
高速公路、一级公路的路基横断面分为整体式和分离式两类。整体式横断面包括行车道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等组成部分；分离式断面包括行车道、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等组成部分。
行车道宽度包括机动车道宽度和非机动车道宽度。机动车道宽度主要决定于车道数和每一车道的宽度，而车道数则根据远景年的设计小时交通量和一条车道的设计通行能力而定。既车道数=远景年单向设计小时交通量/每一车道的设计通行能力×2。横断面的设计要求，是使道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、用地经济、城市面貌等要求。路基是支承路面，形成连续行车道的带状土、石结构物。横断面的设计必须满足以下基本要求：
（1）路基的结构设计应根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工条件进行设计。设计前应充分收集沿线地质、水文、地形、气象等资料。在山岭重丘区要特别注意地形和地质条件的影响，选择适当的路基断面形式、边坡坡度及防治病害的措施。在平原微丘区应注意最小填土高度，并设置必要的排水设施。
（2）路基的断面形式和尺寸应根据道路的等级、设计标准和设计任务书的规定以及道路的使用要求，结合具体条件确定。
（3）路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。
4.预期的研究成果
在设计资料及查阅参考文献的基础上，完成沈--铁一级公路从开始选线到横、纵断面的设计，直到最后的道路绿化。
5.自我学习目标
对土木工程专业四年所学过的力学、计算机、土木工程施工、道路工程设计、交通工程学等理论知识有一次系统的学习；学会学以致用，理论联系实际；掌握道路设计的基本要求，熟悉从路线的选择、定线，到后面的横、纵断面的设计和路基路面的设计全过程；进一步提升自己的专业素质。最终达到的目标为：能独立系统的设计整个路段。
6.研究工作的步骤、进度
12月12日--12月30日完成资料查阅、外文翻译、写开题报告和文献综述
12月31日上交开题报告、文献综述和外文翻译
1月7日--1月20日初步设计、编写设计说明
2月23日--5月25日毕业实习 具体确定各个设计参数及设计原理
5月30--6月4日准备毕业答辩。
6月6日进行毕业答辩。
参考文献
[1].交通部《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）北京：人民交通出版社，2004
[2].交通部《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）北京：人民交通出版社，2002
[3].交通部《公路沥青路面设计规范》（JTJ 014-97）北京：人民交通出版社，1997
[4].交通部第二公路勘察设计院.路基，北京：人民交通出版社，1997
[5].姚祖康.路面，北京：人民交通出版社，1998
[6].沙庆林.公路压实与压实标准，北京：人民交通出版社，1999
[7].高大钊等.土质学与土力学，人民交通出版社，2002
[8].张起森.公路施工组织及概预算，人民交通出版社，2005
[9].邓学军.路基路面工程，人民交通出版社，2005
[10].《土木工程专业毕业设计指南-道路工程分册》徐家钰 郭忠印编著，北京：中国水利水电出版社，2000.1
[11] 孙家驷主编.《道路设计资料集2路线设计》.北京.人民交通出版社，2001
[12] 李清波等编著.《道路规划与设计》.北京.人民交通出版社.2002
[13] Antoino Nanni, 《Curing of Roller Compacted Concrete: strength Development》,《AAPT》，Volume114,NO.61988
[14] 张京穗主编.《道路工程》.武汉. 武汉理工大学出版社，2002
[15] 交通部.《公路路线设计规范》. 北京：人民交通出版社，2002
[16] 交通部.《公路设计工程师手册》.北京：人民交通出版社，2002
[17] 交通部.《公路设计手册·路基》. 北京：人民交通出版社，2002
[18] 交通部. 《路基》. 北京.人民交通出版社.2001
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