公路畢業(yè)設(shè)書.docx

1 路基設(shè)計1.1 路基橫斷面布置由橫斷面設(shè)計，查公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可知，二級公路路基寬度為10.00m，其中路面跨度為7.00m，無須設(shè)置中央分隔帶，硬路肩寬度為0.752=1.50m，土路肩寬度為0.752=1.50m。；路面橫坡為2%，土路肩橫坡采用與行車道相同的坡度2%。 圖1.1公路路基寬度示意圖1.2 路基邊坡由橫斷面設(shè)計查公路路基設(shè)計規(guī)范可知，當(dāng)二級公路路基邊坡小于8m時，采用1：1.5的坡度，當(dāng)路基邊坡大于8m時采用1：1.75，當(dāng)路塹開挖有些路段大于15米，由規(guī)范采用1：0.5與1：0.75的邊坡相結(jié)合，鑒于山西屬于黃土地區(qū)，挖方路段均采用1:0.5的邊坡。1.3 路基壓實標(biāo)準(zhǔn)路基壓實采用重型壓實標(biāo)準(zhǔn)，壓實度應(yīng)符合要求：表1.1路基壓實度要求填挖類別路面以下深度（m）（二級公路）路基壓實度零填及挖方0-0.30950.30-0.8094填方0-0.30950.30-0.80950.80-1.50941.50以下921.4 路基填料填方路基宜選用級配較好的粗粒土作為填料。礫（角礫）類土，砂類土應(yīng)優(yōu)先選作路床填料，土質(zhì)較差的細粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基時，應(yīng)分層填筑，每一水平層均采用同類填料。細粒土做填料，當(dāng)土的含水量超過最佳含水量兩個百分點以上時，應(yīng)采取晾曬或摻入石灰、固化材料等技術(shù)措施進行處理。橋涵臺背和擋土墻墻背填料，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)摩檫角值較大的礫（角礫）類土，砂類土填筑。1.5 路床處理（1）路床土質(zhì)應(yīng)均勻、密實、強度高，上路床壓實度達不到要求時，必須采取晾曬，摻石灰等技術(shù)措施。路床頂面橫坡應(yīng)與路拱坡度一致。（2）挖方地段的路床為巖石或土基良好時，可直接利用作為路床，并應(yīng)整平，碾壓密實。地質(zhì)條件不良或土質(zhì)松散，滲水，濕軟，強度低時，應(yīng)采取防水，排水措施或摻石灰處理或換填滲水性土等措施，處理深度可視具體情況確定。（3）填方路基的基底，應(yīng)視不同情況分別予以處理基底土密實，地面橫坡緩于1：2.5時，路基可直接填筑在天然地面上，地表有樹根草皮或腐殖土土應(yīng)予以處理深除。當(dāng)陡于1：2.5時，地面須挖成階梯式，梯寬2.0m，并做2%的反坡。路堤基底范圍內(nèi)由于地表水或地下水影響路基穩(wěn)定時，應(yīng)采取攔截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易風(fēng)化的片石，塊石或砂、礫等透水性材料。水稻田，湖塘等地段的路基，應(yīng)視具體情況采取排水、清淤、晾曬、換填、摻灰及其它加固措施進行處理，當(dāng)為軟土地基說，應(yīng)按特殊路基處理。1.6 路基防護（1） 路基填土高度H3m時，采用漿砌片石襯砌拱防護，當(dāng)3H4m時，設(shè)置單層襯砌拱，當(dāng)4H6m時，設(shè)置雙層襯砌拱，拱內(nèi)鋪設(shè)草坪網(wǎng)布被為保證路面水或坡面水不沖刷護坡道，相應(yīng)于襯砌拱拱柱部分的護坡道也做鋪砌，并設(shè)置20號混凝土預(yù)制塊至邊溝內(nèi)側(cè)。20號混凝土預(yù)制塊的規(guī)格分為兩種，拱柱及護腳采用5cm30cm50cm的長方體預(yù)制塊，拱圈部分采用5cm30cm65cm的弧形預(yù)制塊（圓心角30度，內(nèi)徑125cm，外徑130cm），預(yù)制塊間用7.5號砌漿灌注。（3）路線經(jīng)過河塘地段時，采用漿砌片石滿鋪防護，并設(shè)置勺形基礎(chǔ)，漿砌片石護坡厚30cm，下設(shè)10cm砂墊層，基礎(chǔ)埋深60cm，底寬80cm，個別小的河塘全部填土。（4）路塹路段邊坡為1：0.5，按規(guī)范采用漿砌片石防護。1.7路基土石方施工（ 1 ） 軟基處理方案本路段大部分為填方路堤，地下水位較高，對部分軟土地基應(yīng)按照詳細 設(shè)計圖紙要求，對于下伏層承載力較高的軟土路基，在清淤后回填碎石獲塊片 石 。當(dāng)?shù)叵滤芨叩牡囟?，路基填土高度小?2m 的軟土地段，才去清淤回填碎石土或塊片石道原地面，再在路基底部鋪一層 50cm 沙礫層，沙礫層頂鋪一層透水土工布。當(dāng)軟土厚度大于 3m 時，采取挖出上部 3m 淤泥，淤泥下部拋片石擠淤，片石上面鋪 50cm 厚的沙粒墊層，沙礫層上面鋪透水土工布，再填筑路基。（ 2 ） 低矮路堤處理當(dāng)路線經(jīng)過水田或低洼地段、地下水位較高且路堤填涂高度小于 1.5m 時 ，清楚表面淤泥后換填 30cm 沙礫。兩側(cè)排水不暢時，應(yīng)加設(shè)縱向盲溝。（ 3 ） 填挖交界處理在縱向的填挖交界處各 10m 范圍的下路床底部設(shè)置土工隔柵。土工隔柵 采用雙向土工隔柵，其抗拉強度要求大于 50KN./ 。（ 4 ） 土方開挖路塹開挖前應(yīng)準(zhǔn)確放出坡口樁。開挖中如發(fā)現(xiàn)土層性質(zhì)有變化時，應(yīng)修 改施工方案，調(diào)整邊坡比。開挖至路基設(shè)計標(biāo)高以下 0.3m ，停止開挖。機械整 平壓實，再做 0.3m 厚精加層達到設(shè)計標(biāo)高。路基應(yīng)完全達到壓實標(biāo)準(zhǔn)后方可經(jīng)行下一步施工。（ 5 ） 路基填筑清理場地后的地面，橫坡不陡于 1 ： 5 時可直接填筑，當(dāng)橫坡或縱坡陡于 1 ： 5時，將原地面挖成寬度不小于 1m 的臺階，以滿足攤鋪和壓實設(shè)備的操作要求 。填方應(yīng)分層鋪筑，每層松浦厚度不大于 30cm ，每種填料的總厚度不大于 50c m ，土方填筑至路床頂面最后一層時壓實厚度不小于 15cm 。（ 6 ） 路基排水施工路基排水主要包括邊溝，排水溝，截水溝，在鋪筑或砼澆注之前，對邊 溝 ，排水溝，以及截水溝進行修整，保證溝底和溝壁堅實平整，溝底標(biāo)高和斷面 尺寸符合設(shè)計要求。截水溝鋪砌時，在放樣后先鋪砌溝底，在鋪砌溝壁，保證 鋪砌時座漿飽滿、勾縫平整、溝底順暢。對于邊溝排水溝采用漿砌片石，砂漿 抹面時要求流水面順暢，不滯水，不積水。（ 7 ） 擋土墻對于有擋墻的地方應(yīng)按照詳細圖紙要求進行施工。石料在使用前應(yīng)進行 濕潤，如石料表面含有泥巴等雜質(zhì)應(yīng)用水沖洗后方可砌筑。沉降縫合施工縫應(yīng) 按照設(shè)計要求進行施工。2 路基路面排水設(shè)計2.1 路基排水設(shè)計路基地表排水可采用邊溝、排水溝，各類地段排水溝應(yīng)高出設(shè)計水位至少0.2m以上。邊溝橫斷面采用梯形，梯形邊溝內(nèi)側(cè)邊坡坡度為1:1，邊溝的深度為0.5m，邊溝縱坡與路線縱坡一致，邊溝采用漿砌片石，水泥混凝土預(yù)制塊防護。截水溝的設(shè)計包括天溝和路堤坡腳處的截水溝，本 設(shè)計主要考慮坡腳的 截水溝設(shè)計，按照規(guī)范要求，坡腳截水溝應(yīng)設(shè)置在離坡腳 2m 以外的，并結(jié)合地形和地質(zhì)條件順等高線合理布置。截水溝一般采用梯形斷面，溝壁坡度取 1 ： 1.3 。排水溝：橫截面一般為梯形，邊坡采用1：1，橫截面尺寸深度和底寬0.5m。溝底縱坡宜大于0.5%。排水溝長度不宜超過500m。2.2 路面排水設(shè)計本公路的路面排水主要是采用路肩排水措施，主要由攔水帶、急流槽和路肩排水溝組成。路肩排水設(shè)施的縱坡應(yīng)與路面的縱坡一致，當(dāng)路面縱坡小于0.3%時，可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基，但路基填方邊坡應(yīng)進行防護。攔水帶可采用水泥混凝土預(yù)制塊或瀝青混凝土筑成，攔水帶高出路肩12cm,頂寬810cm。急流槽的設(shè)置距按路肩排水的容許容量計算確定以20m50m為宜，急流槽可設(shè)置在凹形曲線底部及構(gòu)造物附近，并考慮到地形、邊坡狀態(tài)及其它排水設(shè)施的聯(lián)接。圖2.1路基路面排水示意圖3 公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計計算3.1 瀝青混凝土路面設(shè) 計 內(nèi) 容 : 新建瀝青混凝土路面設(shè)計 公 路 等 級 : 二級公路 變異水平的等級 : 中 級 可 靠 度 系 數(shù) : 1.13 面 層 類 型 : 中粒式瀝青混凝土面層3.1.1 軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算表3.1交通量表車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)交通量小客車19.327.91雙輪組1500解放CA1520.9770.381雙輪組600東風(fēng)EQ14023.769.21雙輪組600黃河JN16259.51151雙輪組800設(shè)計年限:15年 車道系數(shù):0.7 交通量平均年增長率：6 .2（1）當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時：一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh=1400,屬中等交通等級；路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次為2280，設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次為13767570，屬重交通等級。（2）當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時:路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次為2748， 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次為16593540，屬重交通等級。3.1.2 初擬路面結(jié)構(gòu)公路等級 二級公路公路等級系數(shù)：1.1 面層類型系數(shù)：1.0 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)：1.0路面設(shè)計彎沉值 : 24.6 (0.01mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 中粒式瀝青混凝土 1.0 0.33 2 粗粒式瀝青混凝土 0.8 0.26 3 石灰粉煤灰碎石 0.7 0.35 4 石灰粉煤灰土 0.6 0.24 3.1.3 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算 公 路 等 級 : 二級公路 新建路面的層數(shù) : 3 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計彎沉值 : 24.6 (0.01mm) 路面設(shè)計層層位 : 3 設(shè)計層最小厚度 : 15 (cm)層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) 抗壓模量(MPa) 容許應(yīng)力(MPa) (20) (15) 1 中粒式瀝青混凝土 4 1400 2000 0.80 2 粗粒式瀝青混凝土 6 1200 1600 0.70 3 石灰粉煤灰碎石 ？ 900 1200 0.60 4 石灰粉煤灰土 30 1500 1500 0.14 5 土基 31 （1） 按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 : LD= 24.6 (0.01mm) H( 3 )= 200 mm LS= 25.3 (0.01mm) H( 3 )= 250 mm LS= 23.1 (0.01mm) H( 3 )= 215 mm(僅考慮彎沉) （2）按容許拉應(yīng)力驗算設(shè)計層厚度 : H( 3 )= 215 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 3 )= 215 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 3 )= 215 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 3 )= 215 mm ( 4 )= 0.154 MPa H( 3 )= 265 mm ( 4 )= 0.134 MPa H( 3 )= 250 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) （3）路面設(shè)計層厚度 : H( 3 )= 215 mm(僅考慮彎沉) H( 3 )= 250 mm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力) 3.1.4 驗算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 50cm 驗算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求。最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下: - 中粒式瀝青混凝土 4 cm - 粗粒式瀝青混凝土 6 cm - 石灰粉煤灰碎石 25cm - 石灰粉煤灰土 30cm - 土基 竣工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算 3.1.4 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗收彎沉值 :第 1 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 23.1 (0.01mm) 第 2 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 25.6 (0.01mm) 第 3 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 29.7 (0.01mm) 第 4 層路面頂面竣工驗收彎沉值 LS= 58.3 (0.01mm) 土基頂面竣工驗收彎沉值 LS= 371.5 (0.01mm) LS= 300.5 (0.01mm) 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力： 第 1 層底面最大拉應(yīng)力 ( 1 )=-0.199 (MPa) 第 2 層底面最大拉應(yīng)力 ( 2 )=-0.036 (MPa) 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 ( 3 )= 0.006 (MPa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 ( 4 )= 0.14 (MPa)均符合要求。參 考 文 獻1 JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)S.北京：人民交通出版社，2003.2 JTG D20-2006，公路路線設(shè)計規(guī)范S. 北京：人民交通出版社，2006.3 JTG D30-2004，公路路基設(shè)計規(guī)范S.