一、目的及意义（含国内外的研究现状分析）

目的：毕业设计是大学毕业前最重要的一次能力训练，是所学专业课程理论与实践的结合，通过本次本毕业设计使自己进一步增强理论联系实际、独立思考、分析和解决问题的能力。本次毕业设计我的任务是完成一段公路的施工图设计，设计内容涉及到本科阶段道桥专业所学的专业基础课和专业课。本毕业设计在指导老师的指导下，通过进行本专业英文文献的翻译，提高自己阅读和翻译本专业英语科技文章的能力；通过自己广泛阅读公路设计相关的技术标准、技术规范、设计手册以及相关的教科书和其他参考资料，提高自己使用标准、规范、手册独立解决道路设计问题的能力；通过路线、结构物等方案的拟定和比选，提高自己发现、综合分析、解决道路工程实际问题的能力；通过学习使用道路设计软件进行公路设计，提高自己计算机辅助道路设计的能力；通过说明计算书的撰写，提高自己工程应用文写作的能力以及计算能力；通过设计图表的编制，使自己熟悉道路设计文件编制办法和规范，提高编制道路设计文件的能力。

意义：毕业设计是实践性教学的重要环节，通过“假题真做”来强化基本知识和基本技能的理解与掌握，培养收集资料和调查研究的能力，方案比选和论证的能力，理论分析和设计运算能力。在老师的指导下，通过完成各种工程图表，以及三维模型的建立，进一步提高道路CAD，纬地等工程设计软件的学习能力。通过对二级公路的设计，熟练掌握二级公路一般技术指标的确定，路线的布置以及计算，成果图的绘制以及设计文本编制的全过程。通过毕业设计，能够培养我们综合应用所学基础课、专业基础课及专业课知识和技能，解决有关道路设计问题所需的综合能力和创新能力。同时，使自己的独立工作能力、与人交流的能力、组织协调的能力、口头和书面表达能力都能得到一定的锻炼，培养自己良好的工作作风和敬业精神，从而为即将走上工作岗位奠定良好的基础。

国内外的研究现状

1、道路设计理念

设计理念对设计成果有着直接的影响，改革开放以后，特别是近几年来我国公路建设可谓是遍地开花，不论是公路里程，还是通车里程每年都在创新高，而且初具规模。公路设计的理念是“快速、安全、经济、舒适”，比以前仅仅从经济考虑进步了很多。“六个坚持、六个树立”的公路设计新理念对我国的公路设计提出了更高的要求。近几年，又向着环保、安全、和谐和设计的灵活性等方面发展，让公众参与工程方案的决策，更好地体现以人为本。明显的一点就是我们对于社会改革和社会的发展有了一个明显的把握，并且对于公路设计的新技术方面也有了一个比较完整和全面的认识，对于我们社会的整体发展和社会的进步都起到了很大的作用。

在国外，尤其是道路建设发达的国家，在各个时期都很注重道路设计理念对道路设计的影响。他们的道路设计理念和经验都很值得我们学习和借鉴。如美国高速公路设计将环境提到了一个相当高的地位，其规范要求公路的定线和设计可以而且应该能使环境更加完美，并作为改善环境的促进因素。美国公路现行设计强调在符合汽车行驶力学方面的要求下，还应该考虑用路者的视觉、心理与生理方面的要求，以提高汽车行驶的安全性，舒适性与经济性。美国联邦公路管理局(FHWA)认为，在公路建设的同时加强保护自然生态环境、景观、人文历史及社会资源的同时为公众提供安全、高效的交通运输服务是他们面临的一个巨大的挑战，由于充分的认识到公路建设的特殊性——每一个公路项目都有其独特的区域特征：地理位置、地形地貌、气候气象、社会环境、文化传统、风俗习惯及审美观点等等．这些都形成不同地区特有的公路建设环境，在设计中应充分予以考虑并得到尊重。为此，其提出了“公路没计灵活件”的新理念。作为现代公路设计的新理念已经广泛被国内外公路研究和设计领域所认同。

因此，在本毕业设计中，要认真去学习领会我国现行的公路设计新理念和国外的一些先进设计理念，并努力在自己的设计中去实践。

2、设计手段

随着计算机技术的发展，计算机辅助设计手段已广泛应用于设计部门，出现了纬地等一批道路计算机辅助设计计算软件，本行业中计算机辅助设计程度接近100%。近年来，随着卫星定位技术、航空摄影技术及遥感技术的不断发展，3S（GPS、GIS、RS）应用于道路勘测设计，道路设计的手段和方法更加先进。公路一体化设计、数字地面模型、三维设计等技术使得地面数据采集、资料获取、数据处理、数模建立成为现实，数模又使公路设计从一维平面设计变为三维空间设计，由静态设计变为动态优化设计。数字地面模型的应用不仅可以节省大量的人力、物力、财力，还可以提高公路路线设计质量和设计效率。近年三维仿真模拟技术的成熟，使得道路设计的各项设计理念得到很好的实现。在道路设计中进行多种新设计手段的应用，可以大大改善道路工程的设计水平，同时节约大量人力、物力等。

本次设计基于我校现有条件，主要采用计算机辅助设计手段进行道路设计，少量的通过手工设计。

二、基本内容和技术方案

1、基本内容

毕业设计题目：内蒙呼集高速公路庄头窑段施工图设计

毕业设计阶段的主要工作内容如下：

1、查阅不少于20篇的专业相关文献，其中英文文献不少于2篇，完成开题报告。

2、要求每人翻译一篇外文字符数不少于20000或完成翻译后的汉字字数不少于5000字的外文文献资料，且外文文献资料选题应与本专业相关。

3、每人独立完成一个路段（不少于4.5km）的道路施工图设计，需要提交的设计成果如下：

1）设计说明书（含计算书）：应包括以下内容的说明及必要的表格

①公路选线、定线的依据、原则和方法 ②方案、标准的技术论证

③路线技术（平、纵、横）设计说明 ④路基工程设计说明

⑤路面工程设计说明 ⑥桥梁、涵洞工程设计说明

⑦字数不少于15000字。

2）设计图纸部分：

(1)设计路段路线正线及比较方案线位平面图（比例1：2000）

(2)路线正线及比较方案纵断面设计图

(3)路线标准横断面图、典型横断面图及不少于1公里路段的逐桩横断面图

(4)直线、曲线及转角表（1张）；

(5)公路用地图表（1km）

(6)路基工程（排水系统、防护工程、支挡工程）设计图表

①路基超高、加宽设计

②路基土石方数量计算与调配表（1km）

③路基路面排水系统布置图（1km）

④路基路面排水一般结构设计图（1km）

⑤路基防护工程设计图（包括挡土墙等平、纵、横断面设计布置图）

⑥路基设计表

(7)路面结构图

(8)涵洞设计图（选择一处进行设计）

(9)桥梁工程设计方案图（桥型布置图）

(10)路线交叉设计图

(11)选做部分设计图表

2、技术方案

1）收集设计资料，分析设计条件

确定设计的依据、目的、意义、规模及性质；调查了解项目影响区的有关政策、经济状况；项目所在地区的自然条件；施工条件等内容。

2）确定道路等级，选取技术标准

在老师所发的地形图上，自行确定路线的起、终点，假定公路等级和设计速度，根据公路等级和设计速度，结合设计资料和设计条件的分析，依据公路工程技术标准和规范，选取有关的技术标准。

3）路线方案比选

分析道路性质与任务，根据路线起、终点，公路等级，设计速度，结合道路沿线地形、地质、水文气象、城乡规划、农田水利建设、环境生态保护、劳动力、材料供应以及投资能力等各方面因素，加密中间控制点，拟定两个路线方案，采取定性与定量分析相结合，综合比较两方案的技术、经济及服务性、环境、安全等优劣，提出推荐方案。

4）路线设计

对推荐方案，结合地形、地质、地物条件，合理安排道路平、纵、横三方面的关系。定出道路中线的确切位置，进行平纵横设计，以满足道路各项技术指标，保证良好的行车条件。

a、纸上定线和平面线形设计

在地形图上放坡定导线，修正导向线，作平面试线，定出二次导向线，最后选定线位。进行平曲线设计。逐段进行平曲线设计计算，完成公路直线曲线及转角表，绘制路线平面图。

b、纵断面设计：通过道路设计软件，读取道路中线的纵地面线高程，进行纵坡设计和竖曲线设计及高程计算，并绘制路线纵断面图。

c、线形组合设计：从获得良好行车条件的目的出发，协调公路平、纵、横三方面线形，使公路满足线形的连续性，线形和环境景观的协调性等指标。在平面具体定线和纵断面设计时做相应的考虑。

d、路基横断面设计及路基土石方计算：首先确定路基横断面的组成及各部分尺寸，绘制路基标准横断面图；其次，对本路段可能出现的典型断面进行设计，绘制一般路基设计图；再次，从地形图上获取路基设计范围内的各中桩的横地面线，利用道路设计软件进行加宽设计、超高设计和逐桩断面设计，并绘制逐桩横断面设计图；最后进行土石方计算和调配。

5）路基防护工程设计

在道路平、纵、横确定的基础上，进行路基支档防护工程和排水设计。通过查阅平、纵、横设计图，选取路基防护工程设计路段、确定起讫桩号，选择结构形式和材料，进行立面布置根据规范或手册拟定几何尺寸，进行强度和稳定性分析，考虑排水设计，绘制布置图和结构图，计算工程数量。

6）路面工程设计

根据交通要求、环境因素、工程投资、材料供应、施工条件等拟定两种路面类型，通过定性分析的方法进行比选，按干燥和中湿两种情况，进行结构组合设计，利用路面计算软件进行路面结构计算和验算，绘制路面结构设计图，计算工程数量。

7）涵洞设计

根据平面图、纵断面图确定设计涵洞的位置，获取设计的相关基础资料，结合水文、地质、地形、材料、施工等选择涵洞结构形式和材料，手工进行涵洞的布置设计并绘图，计算工程数量。

8）小桥设计

根据平面图、纵断面图确定设计小桥的位置，获取设计的相关基础资料，结合水文、地质、地形、材料、施工等选择小桥结构形式和材料，手工进行小桥的布置设计并绘图。

三、进度安排

第 一 周 查阅资料，熟悉设计任务及要求，进行设计资料等的收集；

第 二 周 纬地软件熟悉；电子地形图的三维化，建立数字地形模型；

第 三 周 完成开题报告；

第 四 周 路线平面设计，地形图的理解，标准规范理解，公路等级认证等。

第 五 周 路线平面设计比选与优化；

第 六 周 纵断面的设计；

第 七 周 横断面的设计；

第 八 周 路线方案平纵横综合比选与优化；

第 九 周 路基工程（排水与防护设计）；

第 十 周 路基工程（支挡工程设计与计算）；

第十一周 路面工程（路面类型与结构方案比选，路面材料选择，路面结构设计等。

第十二周 桥涵设计（桥型选择及桥位布置，涵洞设计）。

第十三周 选作部分设计图；

第十四周 设计书明书的完成

第十五周 设计修改与完善；

第十六周 毕业答辩。

第十七周 设计成果订正。