设计高速公路机电工程论文范文

设计高速公路机电工程论文范文第1篇

【摘 要】在我国大力发展经济的今天，公路工程设计与规划是影响经济发展、公路使用舒适性与便捷性的关键。随着现代工程建设人性化、科学化研究的不断深入，公路工程设计与规划中越来越注重人文景观、人性化以及公路使用便捷性、安全性等问题。加强公路的规划设计不仅关系到城市的发展，更关系到人民的生活。

【关键词】公路设计；工程规划；问题，研究

一、公路设计研究

1、针对公路设计建设需求注重设计材料以及公路结构设计

现代公路行车速度、载重量要求的不断提高使得公路设计过程中必须注重相关标准的选择以及材料、结构设计等注意事项。通过针对公路设计建设需求开展的设计工作保障公路设计能够满足使用需求，为延长公路使用寿命、降低公路使用养护费用奠定基础。在公路设计过程中，设计单位应针对设计建设需求对材料的选择、公路结构设计等进行重点关注。以科学的设计以及相关注意事项的关注提高设计质量，促进我国公路设计与建设行业的发展。

2、针对现代高速行车注重公路与桥梁连接处的设计

针对现代公路建设标准中对汽车行驶速度要求的提高，公路设计过程中必须注重路桥连接处的设计。通过科学的设计减少路桥连接处不均匀沉降造成的“跳车”现象，以此提高公路行车安全性与舒适性。目前，常用的路桥连接处设计有强化台背回填材料选择、台背搭板设置等方式。以科学的连接处设计避免不均匀沉降的发生，提高公路行车安全性与舒适性。针对桥台与路基沉降差产生的原因，在路桥连接处的设计时还要针对其产生的原因进行针对性设计与标注。严格要求施工企业按照设计要求进行施工，以此提高公路设计与施工质量。

3、针对现代公路建设环境评价需求注重公路设计注意事项

随着我国环保意识的提高以及环保工作的开展，在现代公路设计中还需要注重公路设计、建设与使用对周边环境的影响。将环评理论知识与公路设计知识相结合。将生态人文景观、植被边坡等技术运用到公路设计当中。以生态环境评价需求为基础注重设计过程中公路工程对环境的影响。将科学的生态环境保护理论与公路设计理论相结合，促进公路工程与生态环境的和谐发展，促进我国公路建设行业的发展。

4、以人为本进行公路设计

在现代公路设计中应更加注重以人为本理念的应用。针对高速公路等封闭道路长期驾驶以造成视觉疲劳、思想疲劳的问题，现代公路设计中应通过边坡景观设计、路面颜色设计以及顺应周边环境的景观设计等帮助驾驶者环节视觉疲劳，提高公路行车安全性。

二、公路规划探讨

1、开展公路规划工作的必要性

（1）开展公路规划工作是满足公路实用性要求的必然选择

公路在交通运输中属于重要的载体，是交通运输中的一种重要形式，其重要地位不言而喻，为了使公路规划科学合理，同时满足地方经济对公路的需求，我们必须开展公路规划工作。

（2）开展公路规划工作是提升公路功能性的必要手段

考虑到公路在交通运输中的特殊地位，我们在公路建设过程中应满足公路的实际需要，应以提升公路的交通运输功能为主要目标。因此，我们只有开展公路规划工作才能保证公路功能性的提升。

（3）开展公路规划工作是提高公路使用效率的必要措施

公路在建成之后，只有与现有公路连通才能提高使用率，才能发挥公路的积极作用。因此我们应在公路建设之前，开展公路规划工作，将提高公路的使用效率作为重要的任务。

2、公路规划的关键问题分析

（1）城区公路规划

首先，在市政公路设计前，应对城市总体规划进行分析。了解城市交通压力较大区域的周边环境、了解新建城区不同区域的功能。通过对区域功能的了解，对其周边交通流量进行基础估算。在此基础上进行公路设计，以此实现市政公路满足交通需求的目的。在进行新建城区公路设计时，应考虑区域环境对公路的影响。合理设计道路宽度与公路交通走向。

在进行老城区道路改造设计中，应首先加强对原有交通流量的调研。熟悉老城区周边商业、住宅情况。在原有基础上进行合理的道路扩建或改建。在设计过程中，除注重道路交通通行能力外，还应考虑老城区绿化面积小、道路绿化对道路影响等问题。从道路扩建、绿化强化等方面着手进行老城区道路的设计。通过路旁绿化、人行道路绿化等，增加老城区绿化面积。通过绿化面积的增加，实现利用绿化带隔离噪音、吸附灰尘的目的，实现老城区生态环境的改善。为了改善老城区交通拥堵现象，在进行老城区市政市政公路设计时还应加强对老城区住宅小区出行路口的设计。通过住宅小区出行路口的规划，有效避免小区进出车辆过程对道路交通通行能力的影响。

针对现代老城区改造中住宅小区改造造成的通行压力，市政公路设计过程中还应考虑现代车辆承载力对道路的影响。在市政公路设计过程中考虑老城区改造大吨位运输车辆对道路的影响。改造设计中，以提高市政公路承载力、提高市政公路设计标准等方式满足现代城市市政公路高承载力、高速行驶的需求。

（2）公路通过小城镇的策略

公路线路与小城镇的联系和位置分两种情况，即公路穿越小城镇和绕过城镇。采用哪种布置方式要根据公路的等级、过境交通和入境交通的流量、城镇的性质与规模等因素来确定。

公路穿越城镇：公路穿越城镇造成公路与城镇之间的相互干扰，但对过境公路穿越城镇也不能盲目外迁，要根据实际情况综合考虑。对交通量不大的过境公路，可以适当拓宽路面，在镇区内路段可以改造为城市型道路，做到一路两用；但要结合城镇用地布局的调整，严格控制公路两侧建设项目，尽量减少交通联系，并且不宜作为小城镇的生活性干道。

过境公路绕过城镇：对于等级较高、交通量较大的过境公路，一般应绕城镇通过。过境公路与城镇的联系有以下两种方式：

①將过境公路以切线方式通过城镇。这种方式通常是将现状穿越城镇中心区的过境公路改道，迁至城镇边缘绕城而过；②过境公路的等级越高且经过的城镇越小，通过该城镇的车流中入境的比重越小，过境公路宜远离城镇为宜，其联系可采用辅助道路引入。

（3）公路的通行流向规划

作为市政公路设计与规划的重要内容，老城区道路规划对市政道路通行能力有着重要的影响。在市政公路设计过程中，除需要考虑现代道路设计标准提高需求外，还应注重道路通行流向对交通通行能力的影响。通过科学规划市政道路实现公路交通通行能力的提高。以城市高架桥引桥分流为例。近年来我国各城市高架桥建设不断增加，但是高架桥的实际通行改善能力有限。就其原因是由于高架桥下桥引桥分流限制了高架桥的通行运输能力。因此，现代市政公路设计过程中，不能单纯的依靠道路拓宽缓解通行压力。应从综合因素考虑入手，有效利用原有道路。通过对道路交通单行、流向的科学规划设计实现道路通行能力的提高，促进城市公共交通能力的提高。

结束语

综上所述，现代市政公路设计不仅仅是对道路结构的设计，更是道路规划的设计。通过本文的分析可知，在公路建设过程中，认真做好公路设计规划工作，不但要明确公路设计规划的必要性，还要清楚公路规划工作的要点，采取多种措施，提高公路规划的科学性和合理性，推动公路设计规划的执行，满足地方交通事业发展需求和地方经济发展需求。

参考文献：

[1]吴志强.公路设计理念创新分析[J].公路与汽运，2009，（03）.

[2]劳穗军.公路设计中考虑的几个环境因素[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009，（05）.

[3]温志宇.公路设计中新技术及新方法的应用[J].民营科技，2010，（01）.

[4]肖翔东.运用科学发展观指导农村公路可持续发展[J].科技信息，2010，（29）.

设计高速公路机电工程论文范文第2篇

【摘要】随着交通运输业地位的日益凸显，我国公路工程规模不断扩大。公路工程设计是影响公路工程质量的重要环节，而建筑信息模型（BIM）是优化公路工程设计的新工具。随着信息技术的飞速发展，BIM技术在公路工程设计中的应用越来越广泛，有助于提高工程质量。因此，本文首先论述了BIM技术特点，然后分析了我国公路工程设计中的BIM技术应用现状，最后提出公路工程中的BIM技术应用要点，以期提高我国公路工程质量，保障公路运输安全。

【关键词】BIM技术;公路工程设计;质量;运输安全

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.19.152

信息时代，信息技术逐渐影响公路工程设计，而充分利用先进信息技术，能够有效提高公路工程设计的科学性、准确性与可行性，保障公路工程顺利施工。近年来，我国大力开展公路工程，但是影响公路工程设计水平的因素较多，设计质量要求高。因此，公路工程设计要合理利用BIM技术，降低各种不确定因素的影响，不断修改与完善方案，保证方案质量[1]。

1、BIM技术的概念及特点

1.1概念

BIM技术通常指的是建筑信息模型，设计人员通过多种方式获取工程数据信息，然后结合工程项目实际条件，建立具有相关真实信息的模型。最早运用BIM技术的是建筑工程，随着BIM技术在建筑工程中的作用越来越明显，其逐渐推广并应用于其他领域。BIM技术以真实、有效的数据信息为基础，因此数据信息收集是否准确是影响BIM技术应用效果的关键因素。

1.2特点

目前，BIM技术在公路工程中的应用仍处于探索阶段。人们要研究BIM技术特点，优化BIM技术的相关软件应用，为我国公路工程科学、可靠的设计提供技术支持，加快我国公路建设进度。从整体来看，BIM技术具有可视性、协同性、准确性和模拟性。

1.2.1可视性

BIM技术具有可视性，能够实现工程周边环境状况和公路路面路基设计的可视化展现，清晰地呈现公路工程的三维情况和立体模型，将公路工程施工各环节展示出来。三维模型的呈现能够让设计人员在立体模型中寻找设计灵感。

1.2.2协同性。公路工程设计涉及的环节众多，需要各部门加强沟通，尤其是设计单位、施工单位之间的沟通与交流。BIM具有协同作用，能够提供协同服务，为相关单位提供信息，使信息得到共享，使工程相关的各个主体准确表达需求，减少因沟通不畅造成的失误，有效节约设计成本，避免设计人员为了得到数据信息而重复工作，提高设计方案的实效性[2]。

1.2.3准确性

BIM技术利用获取的数据作为参数，直观地展示公路工程三维立体模型。通过大数据分析，设计人员可以快速计算出工程现有曲面及设计曲面之间的土方量，并生成土方调配表，确定工程挖填量、土方堆放位置及移动方向等数据，进而明确工程材料需求量。各项数据信息的精准计算减少了工程施工的误差率。

1.2.4模拟性

不同于其他技术，BIM技术能够实现可视化模拟。设计人员可以利用计算机技术的分析能力和筛选能力，有效获取相关参数，并建立公路工程三维立体模型，优化设计方案。在公路工程中，设计人员运用BIM技术，能够快速确定公路的坡度、线型、交互式平面交叉路口模型等，由于施工图和标注始终处于最新状态，设计人员可以集中精力优化设计[3]。

2、我国公路工程设计中BIM技术的应用现状

在我国，BIM技术已经应用于建筑、港口等行业。目前，BIM技术在建筑、港口中的应用能够贯穿“建管养运”整个过程，取得了良好效果。与建筑、港口工程相比，公路工程設计和施工本身的影响因素较多，尤其是前期设计，需要考虑的影响因素更多，专业性更强。因此，人们要系统地研究、了解与学习BIM技术，并做好运用与推广。目前，我国设计人员对BIM技术在公路工程中的应用了解较为片面，不够深入，BIM技术应用较为单一，以构建CAD三维模型为主，没有充分发挥自身优势。

3、公路工程设计中的BIM技术应用要点

公路工程设计是建设单位建设目的及建设要求的集中体现，是施工单位能否保质保量如期完成公路工程施工的重要指南。科学、合理的公路工程设计方案在整个公路工程中起着关键性作用，直接决定公路工程质量。因此，研究公路工程设计中的BIM技术应用要点，具有现实性和必要性。

3.1利用BIM技术进行环境模型处理

3.1.1建立环境模型的必要性

公路工程设计阶段，应用BIM技术的关键步骤是以获取的数据作为参数，建立公路工程环境模型。建立环境模型是公路工程结构模型设计的基础，能够有效保障后期设计的正常进行，环境模型涉及的参数是科学预测公路工程量的依据，能够为工程量测算提供数据参考。同时，环境模型的建立能够保障后期公路施工的顺利进行。

3.1.2建立环境模型的要点

公路工程设计阶段要建立环境模型，其间主要利用计算机技术取得三维点云数据，再根据CAD地形图的矢量化特点，进行测算和数据分析，以确保其符合公路工程地面情况，在此基础上建立三角网格地形模型[4]。然后，要借助航拍及卫星等手段，对比航拍照片、卫星照片与三角网格地形模型，以达到重叠为止，这样能够充分保证地面状况、地质地况真实、清晰，根据实际需要，为环境模型添加相关内容，完善环境模型板块，尤其是地面实际分布的铁路、公路以及已有规划区。

3.2利用BIM技术进行工程模型处理公路工程设计阶段，人们要合理利用BIM技术进行工程模型处理。

3.2.1构建三维路线模型

当前，部分公路工程设计单位仍主要运用二维线路设计，较少使用三维路线模型。这是因为二维线路设计可以有效地对公路工程相关设计内容进行匹配，比较灵活，局限较少。但是，当路线平纵发生变化时，二维路线设计往往不能及时感应，不利于设计方案的及时调整与优化。利用BIM技术构建公路工程三维路线模型，可以实现路线平纵设计功能，并实时对路线平纵进行调整，减少追踪路线平纵变化的时间消耗，提高了这一环节的设计效率。

3.2.2构建路基路面模型

构建公路工程路基路面模型的主要方法是定制横断面模板。公路工程设计阶段，横断面模板主要考虑的因素是道路绿化带位置、路面结构、挡墙位置、人行道宽度与线型、路面边坡、道路两边边坡和排水沟等，根据各个因素的要求尺寸，定制横断面模板，以确保后期施工条件的实现。另外，对于具体涉及的各部分工程量，可在模型中根据各计算公式得到具体的数据。

结语：

公路工程设计充分利用BIM技术，有助于提高公路工程设计水平和施工质量，方便后期养护管理。在公路工程中，BIM技术应用主要通过设计、施工、运行和维护等方面体现。

参考文献：

[1]祝龙.辽宁省普通干线公路安全风险防控技术对策研究[J].北方交通，2020（12）：86-88.

[2]李晨阳.城市公路交通工程安全设施施工技术研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2020（12）：182-183.

[3]鲁淑华.关于公路交通安全设施工程施工技术的分析[J].中华建设，2020（11）：130-131.

[4]边磊.公路交通安全设施工程施工质量检测技术研究[J].工程建设与设计，2020（19）：254-256.

设计高速公路机电工程论文范文第3篇

1. 概述

1.1  概述

（1）方案名称：新疆高速公路调频广播覆盖及应急广播综合工程系统设计方案

（2）建设地址：乌鲁木齐至伊宁高速段

（3）建设内容及规模：

本案旨在解决乌鲁木齐至伊宁高速公路上清晰连贯的收听多套调频广播的难题，项目采用国内先进的数字光纤调频同步广播网技术，在高速公路全程可以达到广播级覆盖质量，符合广电调频广播的覆盖要求。此广播覆盖系统可满足行驶在高速公路上的听众正常收听四套调频广播节目的同时，完全支持应急广播的实时发布，确保高速公路管理方通过应急广播及时播放紧急通知及应急管理措施，为打造新疆高速公路智能交通和完善高速公路的安全應急管理体系提供重要的技术保障，同时为南疆环塔里木盆地高速、沙漠公路调频广播覆盖提供建设经验。

1.2 方案背景

广播作为我国重要的宣传平台，是广大人民群众获得信息的主要窗口。目前，全国各地的调频广播发射台已基本覆盖了绝大多数的城市，但对于新疆高速公路、山体隧道、地铁隧道等特殊场所，还无法满足调频信号覆盖的要求。由于新疆具有路程长、无人区范围大、有部分山区隧道等特殊情况，高速公路调频覆盖一直没有很好的解决方案。此覆盖系统将采用国内最新的数字光纤调频同步广播网技术，利用控制中心近段多频点信号处理+远端数字光纤直放模式，全面解决多套调频信号在新疆的覆盖问题。

2. 方案必要性及可行性

2.1 高速公路需要高质量的调频广播覆盖

围绕“以打造面向国内、面向周边国家和疆内的交通大通道为重点，加快构建快捷、高效的综合交通运输体系”和“丝绸之路核心区”的目标要求，新疆高速公路建设已经突破5500公里，新增了3个县通高速（一级）公路、实现了所有县市二级公路连接。在这些高速公路上，因新疆的自然地理原因，构成了多处广播信号覆盖盲区，使得广大的听众无法在高速上连续不间断收听广播节目，提出希望新疆广播电视台交通频率能够全路线不间断发布实时的高速公路路况信息的要求，同时高速公路管理也更加需要一个全路线不间断播出的调频广播作为应急管理的平台。

2.2 只有广播电台最适合发布高速公路的实时路况信息

广播电台要确保广大的人民群众能在任何时间任何地点获取重大的新闻及广播节目。近些年来，随着广播的深化发展，调频广播在交通信息的实时发布上已经在所有主流媒体中（包括电视、平面、报刊等）脱颖而出，以其高时效的信息发布，和权威的公信力，赢得了广大听众的一致认可。

国家广电总局领导曾高度评价高速公路的调频广播说，中国高速公路交通广播不但开启了我国广电行业与交通行业联合服务于交通出行人群的新篇章，也填补交通广播领域空白;不但可以满足广大人民群众日常出行需要，还可以有效提高交通管理部门对高速公路突发事件的应急处置能力。

2.3 为高速公路的管理提供全新的模式

高速公路调频广播覆盖及应急广播综合系统采用最新的广播覆盖技术在解决满足听众收听广播的需求，同时广播覆盖系统也将成为重要灾难，重大紧急信息的发布平台，配合高速公路管理部门的安全管理工作，在大大提升我台的公共广播的服务能力的同时，更为打造新疆高速公路智能管理和完善高速公路的安全应急管理体系提供重要的技术平台。

3. 方案目标

此覆盖初案目标是完成乌鲁木齐至伊宁高速公路上实现调频广播覆盖系统建设，覆盖效果符合广播电视网络覆盖要求，满足正常收听广播节目，同时实现发布应急广播功能。

4. 技术方案

4.1 设计依据

（1）中华人民共和国卫生部颁发《环境电磁波卫生标准》;

（2）GB/T 4311米波调频广播技术规范;

（3）GB/T 17881广播电视光缆干线同步数字体系（SDH）传输接口技术规范;

（4）GY T 179广播电视发射台运行维护规程;

（5）GB/T 14109电视、调频广播场强测量方法;

（6）GYJ 33广播电视工程建筑设计防火标准。

4.2 技术方案

本方案设计为：用新疆广播电视台综合广播、交通广播、城市广播和维吾尔语交通广播四套调频节目直播室为交通应急广播直播室（不用交通部门重复建设），信号由光缆敷设进高速路光缆，通过多点重整光端机传输至高速公路每50公里左右的服务区或收费站安装的直放站，进行调频信号发射来实现覆盖。

本方案的设计有别于传统覆盖系统，借鉴了在接收和放大之间加入信号电平处理器，优点在于可以使每套节目的射频电平保持一致，这样可以提高功率放大器的效率，减少干扰，确保信号覆盖的质量，同时考虑应急广播的功能，在发生紧急情况时，通过应急广播发布相关路段或全路段的交通管制、紧急救援、分流疏导等信息，提升处置应急情况的手段和能力。

以下是方案设计的系统图：

如上图所示，系统通过近端多频点信号处理，将调频信号源进行滤波处理，确保信号源质量，再通过高速公路光纤分布系统将信号传送到远端的各个调频覆盖远端机，确保全线信号覆盖质量符合广播级要求。

4.3 关键技术解决

4.3.1 射频数字光纤技术

·射频不随信号的衰减而衰减，在长距离和多分路传输过程中保持动态范围不变;

·数字传输的时延可以计算和校正;

·可采用菊花链传输方式，信号可以多次再生;

·高度的稳定性、可靠性比模拟的高，减少维护成本。

4.3.2 射频数字处理技术

·数字滤波具有比中频声表面滤波器更高的抑制度。

·可以同时处理16个频率，利用高速的FPGA进行对信号的每個载波处理、滤波。

·可以独立调整每个载波的增益、中心频点、时延。

4.3.3 自动延时校准技术

·实时自动测量各远端机与近端机之间的时延，并可通过手动或自动的方式进行调节。

·通过自动/手动调整时延可以消除远端机之间重叠覆盖之间的时延色散问题。对应于数字光纤拉远由于射频信号在与远端机的传输过程中，采用数字信号方式进行传输，因此非常方便地通过软件无线电的方法，对信号进行任意延时，以适应覆盖的需要，这种特性在解决多重覆盖时产生时延色散的问题非常重要。

·延时控制精度1微秒，最大可调2.3毫秒。

4.3.4 灵活组网

·光波分复用与链式功能组合使用，大大减少了光纤资源，组网更为灵活。

·近端机和远端机之间可采用点对多点星形结构，以及远端机之间可进行点对点链式结构传输。具有混合组网，链式和星型混合组网的能力。

4.3.5 应急广播无缝嵌入

·可以随时将应急广播内容，同时插入所有的工作频点。

·应急广播内容支持远程投放。

4.3.6远程管理系统

针对调频广播覆盖系统的实时监控和日常维护问题，方案中采用远程网管系统，实现对覆盖设备的实时监控和管理，确保调频广播安全播出。

5. 结论

本方案重点解决在乌鲁木齐至伊宁高速公路上调频广播信号覆盖问题，项目采用了先进的多频点调频重发技术，并建设基于光缆直放站的广播信号覆盖系统，经过前期的勘测，相关设备参数的调研，采用上述的技术方案是可行性的，能满足正常收听调频广播的节目，同时增加了应急广播的功能，为高速公路的安全管理提供了技术保障手段。综上，该方案对满足广大人民群众在高速公路收听广播的需求具有重要意义，对提升新疆公共广播服务水平具有积极的推动作用。

设计高速公路机电工程论文范文第4篇

摘 要：随着我国公路交通的需求逐年上涨，公路工程建设近年来也得到高速的发展。公路施工中的路基工程的设计及防护日得到施工人员的高度重视，本文研究公路施工中的路基工程的设计及防护。

关键字：公路施工 路基工程设计 路基防护

随着科技的发展与人们对交通需求的增加，高速公路的建设日益增多。路基工程是公路工程所有组成部分中尤为重要的一个施工部位,我们必须在工程设计、施工和防护过程中采取一系列科学措施来确保其质量。本文从设计以及防护两方面对如何保证公路路基工程质量进行了探讨。

一、路基工程设计

1、路基路面排水设计

路基路面排水设计首先需要根据公路各路段平纵线形、断面形式以及构造物，详细调查、收集资料之后进行系统分析，分清排水系统的主次和重点，遵循先主后次，先重点后辅助，先地下后地面，先排水后防护等原则，拟定排水系统。要充分利用有利的地形和自然水系，设置的排水沟渠，做到及时疏散，就近分流[1]。设计前必须查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地下排水与地面排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，并进行特殊设计。

2、挡土墙设计

公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。

为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂，需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝；同时，为减少圬工砌体因收缩硬化和温度变化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝。挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起，每隔10-15m设置一道，缝宽2-3cm，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿墙的内、外、顶三侧填塞，填塞深度不小于15cm。

3、地基处理

在土木工程建设中，当天然地基不能满足建（构）筑物对地基的要求时，需对天然地基进行地基处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基的要求，保证其安全与正常使用。地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性

4、路基边坡稳定分析

路基的稳定性是路基设计的重要内容执意，路基的滑移、剥落、滑坍、崩坍、塌坍、路基沿山坡滑动，都是路基失去稳定的表现。路基一旦失去稳定，则会造成大量岩土体的坍塌，轻则阻塞交通，重则影响行车安全。因而，进行路基设计必须对路基稳定性进行分析和设计。

二、路基防护工程

为了确保路基的稳定性和强度，路基的防护与加固，也是不可缺少的工程技术措施。随着公路等级的提高，为维护正常的交通运输，减少公路灾害，确保行车安全，保持公路与环境相协调，路基的防护与加固更具有重要意义[2]。

1、路基边坡破坏的主要原因

（1）公路下边坡

路基下边坡一般为填土路堤。受力稳定的路堤边坡的破坏，主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷，使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟，冲沟不断发展导致路基发生破坏；沿河路堤及修筑在河滩上、滞洪区内的路堤，还要受到洪水的威胁，这种威胁表现为冲毁路堤坡脚导致边坡破坏。边坡破坏还与路基填料的性质、路基边坡高度、路基压实度有关系。

（2）公路上边坡

上边坡是人工开挖的斜坡，其强度应满足稳定边坡的要求，这样的稳定边坡在降雨、融雪、冻胀，及其它形式的风化等作用下，边坡主要破坏形式为冲刷、崩坍等。冲刷破坏一般发生于较缓的土质边坡，如砂性土边坡、亚粘土边坡、黄土边坡等，在大气降水的作用下，沿坡面径流方向形成许多小冲沟，如不采取任何防护措施，有逐年扩大的趋势。总之，土质边坡的坡脚部位，是边坡的最薄弱环节。

2、路基防护的方法

为确保道路的全天候的安全使用，使路基不致因地表水流和气候变化而产生失稳，路基防护的方法一般分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护一般分植物防护和工程防护，冲刷防护又可分为直接防护和间接防护，直接防护是指在坡面加铺护面墙、混凝土板，或采用砌石防护以及土工织物护面等，亦包括对沿河浸水边坡或坡脚进行抛石，或以石笼、梢料、浸水挡土墙防护；间接防护则指沿河路堤修筑调治构造物和对河道进行整治。

三、 路基排水设计

1、路基排水综合设置

在综合设计中对路基的排水系统应进行整体规划，要照顾农田水利，对地面水的排除可利用边沟、排水沟等排水设施，将流向路基的山坡水和地面水分段截留，引入自然沟中排出路基范围之外。

2、涵洞的设计

涵洞是公路排水的主要构造物之一，在公路沿线合理修建涵洞，能有效地起到排水、通行的作用。小桥涵的设置应尽量符合水流方向，把涵洞设置和路基排水工程相结合起来，并根据当地可行的施工条件，进行合理的涵洞布置。设置截水沟的地段，在截水沟排水出处应设置涵洞，一面水顺边沟流经距离过长而冲刷路面和路基。

四、 总结

在公路建设事业蓬勃发展的同时，在取得瞩目成绩的背后，我们尤其不能忽视公路的质量问题。路基是公路施工中最基础和最关键的部位，质量的好坏直接影响着公路的使用寿命，所以，在路基工程施工中，一定要按照施工技术规范要求施工。

参考文献：

1.郭永雄.浅谈公路路基工程质量和安全管理[J].山西建筑.2010(26)

2.王宝柱,黄伟.高速公路路基工程施工质量控制[J].黑龙江科技信息.2010(22)

设计高速公路机电工程论文范文第5篇

摘 要：该文基于笔者多年从事测绘产品生产质量检验的相关工作经验，以4D数字测绘产品的生产质量管理为研究对象，研究探讨了“4D”产品质量控制的必要性，分析了“4D”产品在质量管理方面存在的问题和质量控制的方法，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：“4D”产品 数据质量 抽样策略 质量管理

1 必要性研究

随着传统的测绘产业向以“3S” 技术为代表的高新技术现代测绘产业的转变，以“4D”产品为核心的数字测绘产品已成为我国基础地理信息建设的主流，并在此基础上生成叠加合成产品，如三维立体地形模型、三维立体透视模型、综合数字影像图等。省级基础地理信息数据库是省级空间数据的基础，在解决土地及矿产资源、环境、人口、地质灾害、水土保持、工程设计等一系列的问题中，描述空间位置的基础地理信息数据起着越来越重要的作用，特别是在为规划、设计、监测、管理和决策服务时，提供了地理空间定位和定性的依据。

建设省级基础地理信息数据库绝非易事，不仅要求有高质量、规范化、准确、标准统一、完备性、适宜性和现势性强的地理数据，还要求入库数据在数学基准、地理属性、完整性和正确性、逻辑一致性、拓扑关系等质量因素严格按照技术设计和标准执行。在地理信息系统的几个主要组成部分中，数据是一个极为重要的因素，数据采集是空间信息系统建设中最昂贵的部分，数据质量的优劣将决定整个地理信息系统应用的成败。

数字测绘产品作为一种全新的产品，其产品质量特性表现在空间位置、属性数据精度、时域、空间数据逻辑一致性、空间数据的完整性及空间数据及地图数据可视化的空间关系正确性等几个方面。它们之间又相互影响，空间数据由于随时间而变化，可能会引起空间位置的变化、空间实体属性的变化以及空间数据间拓扑关系的变化；而最为明显的是，在数字测绘产品检验过程中经常会发现空间数据的不完备性、空间属性数据概念的模糊性和不确定性等问题，所有这些造成了空间数据的质量问题。地图数据作为空间数据的重要组成部分，其误差的来源也具有复杂性，所有这些因素决定了数字测绘产品的质量控制和产品质量抽样、检验的复杂性。目前测绘产品生产与质量检验单位仍使用传统的抽样方法和产品质量检验手段，还存在有待于改进之处。数字测绘产品的质量管理上还存在一些不足之处，企业全面质量管理思想在20世纪80年代末就已提出，但在数字测绘生产单位具体应用上还不够完善。特别是在数字产品生产过程中存在的诸如部门及工序间的衔接、协调问题等方面的问题，需要进一步改进。数字测绘产品的特点和多样性决定了产品生产质量控制和管理的多样性、复杂性。如何更科学、合理地进行“4D”产品的质量控制和质量管理，这些方面的研究将很有意义。

2 “4D”生产质量管理方面存在的问题

对4D产品的质量检验、用户反馈及实验结果表明：4D测绘产品在应用过程中存在很多问题，如外业核心要素调绘过程中不完善、内业采集过程中存在的编辑不到位、DEM编辑过程中的高程精度问题以及在实际应用过程中DEM与DLG的数据符合性问题等；除此之外还有生产者、生产管理者、产品检验者之间及外业、内业数据之间存在的不协调问题等。对于产生以上问题的原因，概括起来有以下几个方面。

2.1 产品生产者在质量认识方面存在的问题

部分测绘产品生产者和生产质量管理者对于质量认识方面存在误区，特别是领导干部的质量意识对产品质量起决定作用。随着传统的测绘产业向以3S为代表的高新技术现代测绘产业的转变，以4D数字测绘产品为核心的新的测绘产品模式在我国推广。数字化产品是一种全新的产品，过去生产的产品主要是以纸张为载体，地面上的地物点、线、面等均是独立存在的，它们之间的关系需要人为进行判读，才能把它们之间的相互关系及地形、地貌有机地结合在一起，由于采用手工作业，出现的各类允许的误差和缺陷，可以采用缺陷分类的方式进行度量。

而数字产品如DEM、DLG等完全是数字化的测绘产物。对于DEM而言，TIN或GRID中的每一点，均是有机地结合在一起的，任何一点的差异或任何一点的改变均会牵动或改变周围点的拓扑关系和内插精度。对于DLG而言，任何构成地理空间数据的点、线、面实体均是由拓扑空间关系有机地组合在一起的，任何一个实体的错误，可能会导致周围实体间空间关系的差异。

2.2 空间数据与地图数据的差别

基础测绘产品生产和管理部门目前生产4D产品的工艺流程可能不完全统一，实际生产中，有些是在采集制图数据的基础上，来建立空间数据库；有些是先采集基本框架要素，然后再生成符合图式要求的制图数据。实际工作中，数字化地形图的编辑与传统制图的概念有了很大的区别。举例来说，对于制图数据而言，要求境界与道路、河流等线状地物进行跳绘，而作为空间数据来说，为了保证空间拓扑关系的一致性，一般是分层拷贝的方法来组织数据，这与传统的制图存在数据组织上的区别；还有对于制图数据而言，道路与街区线、围墙、建筑区等的关系是很明显的，但对于空间数据来说，道路一般按其中轴线来采集，并由此来构筑路网关系，而空间核心数据在空间数据库中只有图层或类型的分类，没有空间关系的分类 （如路与路的空间关系等）。当把空间数据根据属性代码转换为图形数据时，经常会产生图形上的空间关系错误。这些都是从生产的角度要求作业员充分理解的。

2.3 内、外业数据采集时存在的问题

在对数字测绘产品进行检验时经常会发现一些逻辑上的不合理现象，比如对于水库和河流层的数据采集时经常会发现水库与河流之间没有泻洪渠或排洪道等水系附属设施；水库上的大坝或河堤外业所注长度或高程与内业数据采集时的不一致；对于道路层来说，经常会出现两条立体交叉的道路出现结点等逻辑上错误的操作现象；有些河流甚至会出现水往高处流等不合理表示现象。所有这些都是作业人员质量意识薄弱的具体表现。

3 数字测绘产品的抽样检验策略

地理要素在空间上是连续分布的，如一条河流、一条公路、完整的一个林场等，它与工厂中一个单独的产品不同，对于测绘产品的生产与数据组织是以“幅”来进行的，虽然在过程质量控制中强调图幅间的“几何”及“逻辑”接边，但很难保证“批量”产品某一整体实体的数据一致性；再者，对于一“批”产品来说，地形类别不同，图幅中负载的空间地理信息也不尽相同，事实上，有时地物要素负载量相差很大。而单幅产品包涵内容和检验项目繁多，这样的情况下，有必要改变以整幅或整个检验项目为单位来抽样检验，而选取部分关键内容进行产品质量的检验。

3.1 “4D”产品生产特点和抽样检验现状

目前，省级基础地理信息系统数据采集呈现周期性、分批次、区域性的生产状况，而各区域地理分布各有特点，如邯郸测区多文物古迹，邢台测区多河流、山川等，而保定测区经济较发达，交通要素多等特点。目前检查验收实行“二级检查一级验收”制度，即生产部门小组的过程检查和生产部门专职检查、质检机构验收制度。一般小组的过程检查要求100%的覆盖率，专职检查要求不少于批量的30%。质检机构按批量的10%或20%进行验收，这种验收方式具体操作实际上是对生产部门专职检查质量评价的客观性的检核。

研究表明：对于不合格品率P相同的产品，采用百分比抽样检验时，对小批量过宽而对大批量过严，造成生产单位愿意以小批量交付检验。在目前产品的几种抽样方案中，均分别采用不同的产品质量水平，如目前的军工、日用商品以及工程测绘产品的抽样检验，一般均采用调整型抽样方案。其特点是：一组宽严程度不同的抽样方案以及将它们有机联系起来的转移规则，适用于批量相同且质量要求一定的检验批的连续性接收检验，其质量水平采用合格质量水平（AQL），表现形式为（n、c），我国的GB-2828、美国的MIL-STD-105E等均属此类方案；挑选型抽样检验方案采用极限质量或不合格品率上限；其特点是：能够克服“批量大严，批量小宽”的缺点。所以对于数字测绘产品的抽样可以尝试采用挑选型抽样方案或调整型抽样方案。

3.2 产品检验的质量水平

不同的抽样方案，分别用不同的方式来表示产品的质量水平。如挑选型抽样方案采用极限质量或平均不合格品率上限，调整型采用合格质量水平（AQL）等。从产品检验的实际工作中，目前测绘生产单位采用所谓的100%的一级或二级检查，但具体作业过程中只限制在某些环节或产品的某些质量特性上，具有不完整和片面性，这种检验方法并不能客观、全面地评价出图幅的优良品级率。针对目前标准型抽样方案，生产部门专职检查可采用严于质量验收部门的质量水平，以保证产品优良品级率不低于质量检验部门的产品质量评定结果。

数字测绘产品质量控制作为一项系统工程来说，可以按单位工程、分部工程、分项工程细分工序，则可明确设置质量控制点，如见证点、停止点、质量的薄弱环节等，实施质量控制、投资控制以及进度控制，质量管理和检验部门还可以进一步通过确定投资控制以及进度控制程度来确定质量检验过程中的质量水平。

3.3 关于检测数据的处理

生产单位某些局部数据处理环节需要规范化，在检测数据的处理中，经常会发现个别异常数据，对于异常数据的处理应该采取慎重的态度。从正态分布的规律可知，其2倍中误差的概率小于5%，即20个观测值中出现一个，有时检测值的数量大于20个，所以应视为符合正态分布的精度参与计算；但是3倍中误差的检测数据虽然仍可视为符合正态分布的数据，但其出现的概率很小，人们有理由怀疑它可能包含了错误，大约0.3%的出现概率。在测绘产品质量检验过程中，对于受检项目，一般3倍中误差点数大于检测点数的5%，则视为批不合格，因此对于大于3倍中误差的数据，在作业过程中必须加以分析，找出原因。以DEM高程检测点为例，生产单位在以模型内业加密时，这一工序对于加密作业员来说，并不完全清楚具体的图幅范围，加密过程中一般高程检测点的数量均多于28个，对于28个检测点来统计精度往往存在人为的因素，对于存在较大误差的点，往往简单剔除。DEM的误差分布并非真正服从正态分布，只是接近于正态分布，仍可由均值和方差来衡量DEM高程精度。所以即使中误差相对较小，对于大于3倍中误差数据也应加以分析，找出原因，加以改正。从这一点上说，多设置高程检测点对于提高DEM精度很有意义。

4 结语

经过数字测绘产品几年的生产运作，随着数字产品生产技能和质量控制策略的逐步完善，偶然性质量缺陷基本上可以得以控制。系统性质量缺陷是指经常性发生的缺陷，主要是现有规范或技术上和管理水平的原因而长期或周期内不能解决的缺陷。它需要采用一些重大举措来改变现状，使产品质量提高到新水平或更加客观的状态。这种缺陷可以一时影响不大，但长期下去将严重影响产品的使用效能。两种缺陷具有很大的区别，目前数字测绘产品就具有这样的特点：偶然性质量问题都是引人注目的，如DLG数据、水库中出现大量的等高线等严重缺陷，立即会受到领导的重视。而系统性的问题，如DEM与DLG局部数据符合性差；较窄的冲沟、雨裂等地形表示效果不佳；外业要素表示不完整以及数字产品存在的属性及逻辑上的错误、不一致性等由于长期存在，成了被认可的“正常”状态。质量改进的实质就是要求解决系统性质量问题（这当然是从改进工作目标、完善质量体系、整体优化、全员参加等方面入手）。

对于这种情况，可以适当地设置质量检验点，实施测绘产品全程质量监督与管理的方法，对测绘产品进行全程质量控制。

质量控制点的正确选择和管理，是实行质量控制的前提。适当设置质量检验点，则是实施有效的测绘产品全程质量监督与管理的保证，目前有些质量管理和质量检验单位对于外业像控资料、内业加密等资料不进行检验，单靠下工序对上工序进行检核。数字产品是一种全新的产品，包括多部门、多工序的生产过程，仅对最终产品进行检验，对于产品质量评价和产品质量本身来讲，都是不完整的。

参考文献

[1] 樊红.Arc/Info应用与开发技术[M].武汉测绘科技大学出版社，1999.

[2] 刘大杰，史文中.GIS空间数据的精度分析[M].上海：上海科学技术文献出版社，1999.

[3] 刘大杰，刘春.GIS空间数据不确定性研究现状[J].测绘工程， 2001，10（1）：6-10.

设计高速公路机电工程论文范文第6篇

1. 高速公路工程造价偏高的原因分析

1.1 客观原因分析

第一, 地形地貌因素。由于高速公路施工建设全面拓宽延伸, 经过的地形地貌可谓是错综复杂, 包括丘陵、盆地、山地、高原等, 沟壑繁杂交错, 所需要的桥梁和隧道数量不断增加, 增加了高速公路工程造价的成本。第二, 煤矿采空区因素。有的高速公路需要穿过煤矿的采空区域, 这种地质结构相对普通路段更加危险, 容易形成塌陷, 因而高速公路在通过该区域位置时处理的费用会更高。第三, 地方公路网因素。当前地方公路交通运输网日趋完善, 高速公路在通过地方公路运输网点时需要互通立交桥和跨桥, 这样施工建设的工程量会增多, 提高高速公路工程造价。第四, 耕地费用因素。高速公路的路线网络覆盖的区域和范围不断扩大, 相应所需要征用的耕地数量也不断增多。在耕地征收成本增加的环境背景下, 高速公路征收耕地所付出的经济成本更高, 增加了工程造价。第五, 材料资源因素。高速公路修筑和施工需要大量的水泥、砂石等材料, 而有的施工位置及其周围区域材料和资源相对缺乏, 无法充分满足和供应当地高速公路的施工需求, 需要从其他材料资源丰富的地方传输和运送资源, 材料资源的单位价格更高, 加大了高速公路的经济成本投入。

2. 如何在高速公路设计中降低工程造价的相关措施

2.1 路线设计

高速公路路线设计是高速公路整体规划的基本载体, 对于高速公路的工程造价具有基础性作用, 因此, 必须要高度重视高速公路路线设计, 改变传统的路线设计观念, 灵活运用路线设计指标, 制定参照性的对比路线设计方案作为最优路线。在高速公路路线设计过程中, 必须要充分发挥高速公路功能, 在保证整体高速公路网完整和交通运行便捷的前提下适当减少路基的填土高度。对于在山区的高速公路路线设计, 注意控制和完成高速公路标高, 保持路基土石方填挖的平衡以及纵横方向的路线指标均衡。

高速公路路线的设计离不开技术指标的支持, 要合理和灵活运用路线设计技术指标。在平原地区的高速公路中, 路线设计要保持路线形状舒展, 路线伸延方向协调合理, 使得车辆行驶视野更为广阔, 有效降低了工程造价成本。而在山区的高速公路中, 路线设计就不能与平原地区的路线一致, 不能大量的高填深挖路基, 应该依据山区的地形特点, 尽量采取盘旋式的路线, 减少地质灾害带来的破坏, 降低工程经济成本。

2.2 路基设计

路基作为高速公路设计的重要组成部分, 做好路基设计工作有助于从源头上控制工程造价。在有缓坡的路段可以尽量降低路堤的高度, 确定高填深挖路基, 根据地形特点保证路基设计与平原地区相适应。有陡坡或者山岭的路段应该充分利用空间资源, 将路线设计进行分割布置, 在保持路基的稳定基础上做好边坡的设计和设置安全防护。

如果是土质边坡的话可以不进行防护, 如果是岩石边坡的话可以通过裸露开挖的形式进行防护。对于软土地基的处理应该充分考虑到软土地基对于高速公路路基的危害程度, 特别是高速公路在软土地基运行过程中产生的沉降范围, 减少地下工程的施工量, 加强对软土地基的动态监控。做好路基设计, 减少高速公路路基不稳出现事故的发生率和后续返修率, 从而达到降低工程造价的目标。

2.3 桥梁设计

由于高速公路需要穿过大量的江河、湖泊、峡谷等地形构造, 因而需要通过桥梁保障高速公路交通网运输的通畅。桥梁相对路基的工程造价要更高, 特别是在山区路段桥梁的使用频率更高, 因此, 必须要在保证桥梁设计工程质量的基础上控制工程造价。对于桥位的分布设置要尽量避免出现大量高墩、大跨、弯坡的桥梁, 降低桥梁设计难度。桥型选择要做好多项方案进行优选, 选择合理的结构计算方法, 注意桥梁钢筋直径、间距应该满足结构受力要求。结合对比设计和施工方案, 降低桥梁设计不合理所产生的不必要费用。

2.4 隧道设计

高速公路隧道受地质条件的影响较大, 在隧道设计的过程中应该充分把握各个阶段地质和地形勘探的结果, 划分好地质岩石的类型。尽量利用废弃残渣作为隧道路堤、停车区、填方服务区等的填充材料, 从而减少对土方的消耗。根据隧道地形科学设置明洞的长度, 避免明洞长度过长导致大量刷坡增加造价。在施工过程中注意开挖方式的科学性, 减少双侧壁导坑法的使用, 并适当调整锚杆的长度和间距。同时, 对于已经设计有中心排水沟的隧道可以将纵坡的边沟设置在较低的位置, 减少后续隧道养护工程量, 并且避免大规模的横截面开挖。

3. 结语

综上所述, 工程造价贯穿于高速公路设计、施工、维护等各个阶段, 尤其是设计阶段的准备工作对于高速公路的工程造价具有至关重要的作用。因此, 必须要重视高速公路设计工作, 从高速公路的路线设计、路基设计、桥梁设计、隧道设计四个方面出发, 做好高速公路的勘探工作, 依据高速公路地形地质特点, 在保证工程质量的前提下不断降低工程造价。

摘要：随着社会经济的快速发展和交通行业的蓬勃壮大, 高速公路作为交通运输的重要纽带, 在人们日常生活和生产工作发挥着巨大的作用。本文将从高速公路的设计阶段着手, 分析高速公路设计中工程造价偏高的原因, 探讨如何进一步在高速公路设计中降低工程造价的措施, 以期有效节约经济成本。

关键词：高速公路,设计阶段,工程造价,措施对策

参考文献