東深高速公路的設計

1、摘 要在本設計中，主要是進行東深高速公路的設計。設計部分的公路全長 3500m，設計車速 100km/h，雙向六車道，設置中央分隔帶。對交通量進行了分析，查找相應技術規(guī)范，確定公路的等級以及設計需要的各種參數(shù)。在平面圖中進行選線，然后又對道路路線進行了平面線形設計，本路線有兩段曲線設置緩和曲線，并設置超高?？v斷面的設計中有五個豎曲線，并且也滿足了平縱面線形組合設計中的各種要求。在橫斷面的設計中，確定了橫斷面組成及各種要素后，繪制橫斷面圖。路基設計的基本內容，就是確定路基邊坡的形狀和坡度。在擋土墻設計中滿足了各種穩(wěn)定性的驗算。路面設計內容中包括路面類型與結構設計。最后的概算設計為計算機輔助計算，

2、同時也給出了各部分內容相關的表格與圖紙。通過這次設計不但了解建設公路的各個步驟，而且也能熟練的運用 autocad 進行制圖。關鍵詞 市政道路 線形設計 路面路基 目 錄摘 要 .i第 1 章 緒論.11.1 選題意義.11.2 中國公路發(fā)展概況.11.3 本文研究主要內容.1第 2 章 總體設計.22.1 概述.22.2 設計要素確定.22.2.1 路線方案確定.22.2.2 主要技術指標確定.2第 3 章 路線設計.43.1 選線步驟.43.2 平面線形設計.43.2.1 線形.43.2.2 帶緩和曲線的圓曲線計算.43.3 縱斷面設計.83.3.1 縱斷面設計原則.83.3.2 縱坡設計

3、要求.83.3.3 豎曲線設計.93.4 超高設計.133.4.1 超高確定.133.4.2 超高值計算.133.5 橫斷面設計.173.5.1 橫斷面設計原則.173.5.2 各項技術指標.173.6 土石方計算和調配.173.6.1 土石方計算.173.6.2 路基土石方調配及防護工程.17第 4 章 排水設計.194.1 路基排水目的和要求.194.2 路基排水設計一般原則.194.3 邊溝.194.3.1 邊溝的作用.194.3.2 邊溝的縱坡.19第 5 章 路面設計.215.1 路面設計原則.215.1.1 路面類型與結構方案設計.215.1.2 路面建筑材料設計.215.1.3

4、路面結構設計.215.2 路面設計步驟.225.3 路面設計.225.3.1 設計資料.225.3.3 計算石灰土層厚度.24結 論.27致謝.28參考文獻.29第第 1 1 章章 緒論緒論1.11.1 選題意義選題意義公路交通是衡量一個國家經濟實力和現(xiàn)代化水平的重要標志，是國民經濟發(fā)展、社會發(fā)展和人民生活必不可少的公共基礎設施。公路建設的發(fā)展速度對于促進國民經濟的發(fā)展，拉動其他產業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。高速公路在中國內地的出現(xiàn)和發(fā)展僅僅走過了 17 年的歷程，在今天，3.4 萬多公里的高速公路和總量達 185.6 萬公里的全國公路網正在為中國經濟和社會的發(fā)展提供著便捷、和高效率的運輸服務

5、1。1.21.2 中國公路發(fā)展概況中國公路發(fā)展概況50 年來，我國公路建設已取得巨大成就。回顧我國公路發(fā)展歷程，對比世界公路發(fā)展趨勢，可以認為，我國公路交通正處于擴大規(guī)模、提高質量的快速發(fā)展時期。但是，由于基礎十分薄弱，我國公路建設總體上還不能適應國民經濟和社會發(fā)展的需要，與發(fā)達國家的先進水平相比還有較大差距。從公路技術等級看，在全國公路總里程中還有近 20萬公里等外公路，等外公路占公路總里程的比重達到 14.4，西部地區(qū)更高，達到21.8，技術等級仍不理想。從行政區(qū)劃分布看，由于經濟發(fā)展和人口分布的不平衡，公路發(fā)展在各地區(qū)之間存在著較大差距，總的來看，東部地區(qū)公路密度較大，高等級公路的比例也

6、較高，明顯高于全國平均水平，更高于中、西部地區(qū)水平2。 因此，為逐步實現(xiàn)我國交通運輸現(xiàn)代化的總體戰(zhàn)略目標，按照道路的使用功能和交通需求，重點提高經濟相對發(fā)達地區(qū)的公路技術等級，根據國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略，大力扶持西部地區(qū)公路基礎設施建設，將是本世紀末以至下世紀初我國公路交通發(fā)展的戰(zhàn)略重點3。1.31.3 本文研究主要內容本文研究主要內容本畢業(yè)設計的任務就是在教師的指導下獨立完成東莞-深圳高速公路的設計工作，具體內容包括真理分析、平面設計、縱斷面設計、橫斷面設計、公路排水規(guī)劃設計及概算、設計文件的編制和圖紙繪制。1.1.資料整理與分析資料整理與分析設計資料是設計的客觀依據，必須認真客觀地分析。首先要

7、對設計任務書提供的各種資料加以理解和必要的記憶，明確對設計的影響，在頭腦中對工程要求、自然條件、材料供應情況和施工條件等，構成一幅明晰的畫面；其次要對資料進行分析、概括和系統(tǒng)地整理，從中抽取、確定有關設計數(shù)據4。2.路線平面、縱斷面及橫斷面設計。3.排水設計4.設計文件畢業(yè)設計文件包括設計說明書和計算書。說明書交代設計內容、設計意圖。計算書交代設計中的具體計算方法和過程。第第 2 2 章章 總體設計總體設計2.12.1 概述概述高速公路是 20 時機 30 年代在西方發(fā)達國家開始出現(xiàn)的專門為汽車交通服務的基礎設施。高速公路在運輸能力、速度和安全性方面具有突出優(yōu)勢，對實現(xiàn)國土均衡開發(fā)、建立統(tǒng)一的

8、市場經濟體系、提高現(xiàn)代物流效率和公眾生活質量等具有重要作用5。總體設計除了路線方案做出選擇外，還需要對公路設計中的一些重大原則問題做出確定6。2.22.2 設計要素確定設計要素確定2.2.12.2.1 路線方案確定路線方案確定在本設計中，地形復雜、地區(qū)范圍很廣，路線方案的選擇首先是在 1:5000 的航測地形圖上從較大面積范圍內選定一些細部控制點，連接這些控制點，形成路線布局，此時路線雛形已經明顯勾畫出來。2.2.22.2.2 主要技術指標確定主要技術指標確定1.確定道路等級已知交通量 n=56000 輛/日，查公路工程技術標準 ，擬定該公路為高速公路六車道，設計車速為 100km/h。2.高

9、速公路主要技術指標(1)計算行車速度:100km/h(2)車道數(shù):6(3)行車道寬度:211.25m(4)路基寬度:33.5m(5)中間帶寬度:高速公路整體式斷面必須設置中間帶，中間帶由兩條左側路緣帶和中央分隔帶組成，其各部分寬度應符合:高速公路應在左（右）側硬路肩寬度內設左（右）側路緣帶，其寬度為 0.5m。(6)停車視距:160m(7)圓曲線最小半徑: 一般值:700m 極限值:400m 表 21 中間帶寬度表一般值（m）最小值(m)中央分隔帶2.002.00左側路緣帶0.750.50中間帶寬度3.503.00(8)路肩寬度:表 22 路肩寬度表一般值（m）最小值（m）右側硬路肩寬度3.0

10、02.50土路肩寬度0.750.75高速公路應在左（右）側硬路肩寬度內設左（右）側路緣帶，其寬度為 0.5m。(9)停車視距:160m(10)圓曲線最小半徑:一般值:700m 極限值:400m (11)不設超高最小半徑:當路拱2.00%時為 4000m；當路拱2%時為 5250m。(12)最大縱坡:4%(13)最小坡長:250m(14)最大坡長:如表 23表 23 縱坡最大坡長表縱坡坡度（%）345最大坡長（m）1000800600連續(xù)上坡（或下坡）時，應在不大于上面所規(guī)定的縱坡長度范圍內設置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應不大于 3%，其長度應符合縱坡長度的規(guī)定。(15)豎曲線最小半徑和最小長度(

11、如表 2-4)(16)限最小半徑:250m(17)停車視距:110m(18)計算荷載:公路-級表 24 豎曲線最小長度和最小半徑表一般值10000凸形豎曲線半徑（m）極限值6500一般值4500凹形豎曲線半徑（m）極限值3000一般值210豎曲線最小長度（m）極限值85第第 3 3 章章 路線設計路線設計3.13.1 選線步驟選線步驟由于設計的是高速公路因此應采用紙上定線?？梢娐肪€平面設計圖 l-1。一條道路路線的選定是經過由淺入深、由輪廓到局部、由總體到具體、由面到帶進而到線的過程來實現(xiàn)的，一般要經過以下三個步驟:(1) 全面布局(2) 逐段安排(3) 具體定線73.23.2 平面線形設計平

12、面線形設計3.2.13.2.1 線形線形（如圖 3-1 所示）圖 3-1 線形圖由量角器在圖上量出:1259 ;353.2.23.2.2 帶緩和曲線的圓曲線計算帶緩和曲線的圓曲線計算1.abc 段 已知 取圓曲線半徑，1591750rm如圖 3-2 圖 3-2 abc 段曲線圖路線轉角 l1曲線長（m） t1切線長（m）1e1外矩（m） j1校正數(shù)（m） r1曲線半徑（m）緩和曲線（m） 圓曲線（m）ylhl(1) 計算緩和曲線長度:設:1:1:1hyhlll 則有公式 101223180hhlrll 111180180hhllrr 385.96mhl 取300mhl 為了滿足線形舒順和美觀的

13、要求，回旋曲線參數(shù) a 應滿足: 113rar即 。1113hrl rr1183.33m750m9hhrlrl所以 取滿足要求。300mhl 緩和曲線上離心加速度的變化率為:30.09447shvarl(2) 曲線幾何元素的計算:321149.8m2240hhllqr243115.0m242384hhllrrr019011.47hlr11tan577.13m2trr1111071.79m180hlrl2471.79myhlll1111sec117.5m2errr11282.47mjtl(3) 曲線主點樁號計算:在地形圖上用直尺量得，即得835mabl124335jdk則 111k23+757.

14、87zhjdt11k24+57.87hhyzhl11k24+529.66yyhhyl11k24+829.66hhzyhl111/2k24+293.77qzhzl111/224335jdqzjk2.bcd 段圖 3-3 bcd 段曲線圖路線轉角 l2曲線長（m） t2切線長（m）2e2外矩（m） j2校正數(shù)（m） r2曲線半徑（m）緩和曲線（m） 圓曲線（m）ylhl(1) 計算緩和曲線長度:設:1:1:1hyhlll 則有公式 202223180hhlrll 222180180hhllrr 274mhl 取270mhl 為了滿足線形舒順和美觀的要求，回旋曲線參數(shù) a 應滿足: ，即 。223r

15、ar2223hrl rr22100m900m9hhrlrl所以 取滿足要求。270mhl 緩和曲線上離心加速度的變化率為:320.08847shvar l(2)曲線幾何元素的計算:322134.9m2240hhllqr243223.37m242384hhllrrr02908.6hlr222tan419.73m2trr222819.46m180hlrl12279.46myhlll2222sec48.54m2errr222220mjtl(3)曲線主點樁號計算: 在地形圖上用直尺量得，即得:1795mbcl21126 130bcjdjdljk則 222k25+710.27zhjdt22k25+980

16、.27hhyzhl22k26+259.73yyhhyl22k26+529.73hhzyhl222/2k26+120qzhzl222/226 130jdqzjk3.33.3 縱斷面設計縱斷面設計根據道路的等級、沿線自然條件和構造物控制標高，確定路線合適的標高、各坡段的縱坡度和坡長，并設計豎曲線。具體路段設計可見縱斷面設計圖 l2。3.3.13.3.1 縱斷面設計原則縱斷面設計原則1.縱面線形應與地形相適應，線形設計應平順、圓滑、視覺連續(xù)，保證行駛安全。2.縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長和豎曲線長短適當、以及填挖平衡。3.平面與縱斷面組合設計應滿足:4.視覺上自然地引導駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)

17、性。3.3.23.3.2 縱坡設計要求縱坡設計要求1.設計必須滿足標準的各項規(guī)范。2.縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。連續(xù)上坡或下坡路段，應避免反復設置反坡段。3.沿線地形、地下管線、地質、水文、氣候和排水等綜合考慮。4.應盡量做到填挖平衡，使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。3.3.33.3.3 豎曲線設計豎曲線設計豎曲線是縱斷面上兩個坡段的轉折處，為了便于行車而設置的一段緩和曲線。設計時充分結合縱斷面設計原則和要求，并依據規(guī)范的規(guī)定合理的選擇了半徑。豎曲線元素可見圖 3-4。 標準規(guī)定:如表 31 和表 32。圖 3-4豎曲線幾何元素表 31凸形豎

18、曲線最小半徑和最小長度視距要求緩和沖擊標準規(guī)定值計算行車速度(km/h)23.98sr lmin=v2w/3.6(m)極限最小半徑rmin(m)一般最小半徑值(m)豎曲線最小長度(m)10064502780650010000854.4.豎曲線計算豎曲線計算(1)根據設計得知: 1210.9%-(-2.07%)2.16%ii擬定 r1=16000m，凹形豎曲線。表 32凹形豎曲線最小半徑和最小長度前燈照射要求(m)跨線橋下視距要求(m)緩和沖擊(m)標準規(guī)定值(m)計算行車速度(km/h)21001503.49srs停停21002692sr 停2min3.6v wl極限最小一般最小半徑rmin半

19、徑1003620951278030004500表 33豎曲線縱距計算結果表 1樁號x(m)標高改正 (m)22xyr切線高程設計高程k23+857.20064.6164.61k23+90042.80.057263.7563.8k23+95092.80.26916362.78k24+000142.80.637261.7262.32k24+30172.80.93316161.92k24+50152.80.729661.262k24+100102.80.330261.8162.31k24+15052.80.087162.2162.67k24+2002.80.000262.8562.75k24+202

20、.80063.1563.15幾何要素計算:11116000 2.16%345.6lr豎曲線長度：m11172.82lt 切線長：m2111 0.932ter豎曲線變坡點縱距：m豎曲線的起終點樁號: 起點:k23+857.2 終點:k24+200豎曲線上縱距 y 的計算:(2)根據設計得知: 2212.47%0.9%2.56%ii 擬定 r2=16000 m，凸形豎曲線。幾何要素計算:豎曲線長度： 2222116000 2.56%409.62.47%0.9%409.6lrii m22204.82lt 切線長：m2222 1.312ter豎曲線變坡點縱距：m表 34 豎曲線縱距計算結果表 2樁號x

21、(m)標高改正(m)22xyr切線高程(m)設計高程(m)k24+345.20063.8163.81k24+3504.80.000763.8563.86k24+40054.80.093864.1164.25k24+450104.80.343264.4964.88k24+500154.80.748864.8165.46k24+550204.81.31064.8166k24+600154.80.74886464.86k24+650104.80.343263.2163.72k24+7004.80.000762.2164.2k24+754.8006161 豎曲線的起終點樁號:起點:k24+345.2

22、終點:k24+754.8豎曲線上縱距 y 的計算:(3)根據設計得知: 3210.66%( 2.47%)3.13%ii 擬定 r3=16000m，凸形豎曲線。幾何要素計算:33316000 3.13%500.8lr豎曲線長度：m33250.4m2lt 切線長：豎曲線的起終點樁號: 起點:k25+29.6 終點:k25+530.4豎曲線上縱距 y 的計算:表 35 豎曲線縱距計算結果表 3樁號x(m)標高改正（m）22xyr切線高程(m)設計高程(m)k25+29.60054.454.4k25+5020.40.01353.8153.91k25+10070.40.15552.552.84k25+1

23、50120.40.45353.2453.75k25+200170.40.9075050.81k25+250220.41.51848.8250.24k25+280250.41.964849.83k25+300230.41.6648.3449.78k25+350180.41.01748.5149.51k25+400130.40.5348.8149.51k25+45080.40.2024949.74k25+50030.40.028949.4249.58k25+530.40049.6249.62(4)根據設計得知:，4212.47%0.66%1.4%ii 擬定 r4=16000m，凹形豎曲線。幾何要素

24、計算:44416000 1.4%224lr豎曲線長度：m441122lt 切線長：m2444 0.392ter豎曲線變坡點縱距：m豎曲線的起終點樁號: 起點:k25+768 終點:k25+992豎曲線上縱距 y 的計算:表 36豎曲線縱距計算結果表 4樁號x(m)標高改正 22xyr（m）切線高程(m)設計高程(m)k25+7680051.2651.26k25+850820.2151.8651.51k25+8801120.39251.5252k25+900920.26451.9351.51k25+950420.05551.4851.23k25+9920051.1851.18(5)根據設計得知:

25、，5210.69%( 0.74%)1.43%ii 擬定 r5=16000m，凹形豎曲線。幾何要素計算:55516000 1.43%228.8lr豎曲線長度：m55114.42lt 切線長：m2555 0.412ter豎曲線變坡點縱距：m豎曲線的起終點樁號: 起點:k25+305.6 終點:k25+534.4豎曲線上縱距 y 的計算:表 37豎曲線縱距計算結果表 5樁號x(m)標高改正（m）22xyr切線高程(m)設計高程(m)k26+305.60048.9148.91k26+35044.40.06248.548.71k26+40094.40.2848.1248.51k26+420114.40.

26、4094848.51k26+45084.40.22348.1248.52k26+50034.40.03748.5148.65k26+534.40048.7748.773.43.4 超高設計超高設計3.4.13.4.1 超高確定超高確定設置超高是為了抵消車輛在曲線路段上行駛時所產生的離心力，而將路面做成外側高于內側的單向橫坡的形式。由于本設計的車道為有中央分隔帶，因此采用繞中央分隔帶邊緣旋轉的方式來設計。超高值的計算公式: 2 127hviur3.4.23.4.2 超高值計算超高值計算1.第一段圓曲線上超高計算：（1）超高緩和段長度的計算由于半徑，設計速度= 750m1r= 100km/hv根據

27、規(guī)范取超高坡度，6%yi 超高漸變率1=175p所以，超高緩和段長度為:(0.753 3.750.5) (6%2%)175m1/175cb ilp 表 38繞邊線旋轉超高值計算公式計算公式超高位置xx0xx0注外緣chhi()y yykb ibb i中線ch bih/2y yb i圓曲線上內緣ch( b) y yb iybhi外緣cxh (ij ig)yb(b)ihx/y cb iybcl中線cxh y yb ibig/2b/2y yb ix /hicl過渡段上內緣cxh(bj y yb ibx)ci(y yb ibx)x/ybhicl1計算結果均為與設計高之高差2臨界斷面距緩和段起點:x=

28、ig lc/ ih3x 距離處的加寬值:bx=xb/cl ih超高橫坡度 u 橫向力系數(shù) v 設計速度 (km/h) r 圓曲線半徑 (m) bj路肩寬度 ig路拱坡度 ij路肩坡度 ih超高橫坡度lc超高緩和段長度x0與路拱同坡度的單向超高點至超高緩和段起點的距離 x 超高緩和段中任一點至起點的距離 hc路肩外緣最大抬高值 hc路中線最大抬高值 h， ，c 路基內緣最大降低值 hcx x 距離處路基外緣抬高值 h，cxx 距離處路中線抬高值 h， ，cxx 距離處路基內緣降低值 b路基加寬值 bxx 距離處路基內緣降低值緩和曲線長度= 300m hcll所以取，則橫坡從路拱橫坡過渡到超高橫坡

29、時的超高漸變率為:300clm12.56%+2%11=300300330p滿足排水要求。(2)計算各樁號處超高值:超高起點為 k43+257.87，直線段的硬路肩坡度與行車道相同為 2，土路肩為 3，圓曲線內側的土路肩、內外側的硬路肩坡度與行車道的坡度相同，均為 4，外側的土路肩坡度為-3（即向路面外側） ，內側土路肩坡度過渡段長度為:0(3% - 2%)0.75= 0.75m1/100l所以取。0l = 1m內側土路肩坡度在超高緩和段起點之前，變成-2與路面橫坡相同。表 39 分段超高繞中央分隔帶邊緣旋轉超高值計算公式超高位置計算公式行車道橫坡值備注c12()xbbb i外側d0第一段:1z

30、zxzciiixil第二段:yzxzc2i -ii =x +ild0內側c12()xbbb i第一段:xzii第二段:yzxzc2i -ii =x +il計算結果為與設計之高差；設計高程為中央分隔帶外側邊緣的高程；x=時，為cl圓曲線上的超高值表 310 超高值計算結果外側（右）(m)內側（左）(m)樁號x(m)abccbak23+757.870-0.32-0.3-0.250.250.3-0.32k23+77517.13-0.24-0.23-0.190.280.33-0.35k23+80042.13-0.14-0.13-0.110.320.38-0.4k23+82567.13-0.03-0.0

31、3-0.030.360.43-0.46k23+85092.130.070.070.060.40.48-0.51k23+875117.130.180.170.140.450.53-0.56k23+900142.130.280.270.220.490.58-0.61k23+925167.130.390.370.310.530.63-0.67k23+950192.130.490.470.390.570.68-0.72k23+975217.130.60.570.470.610.73-0.77k24+000242.130.70.670.560.650.78-0.82k24+25267.130.810.7

32、70.640.70.83-0.88k24+50292.130.910.870.720.740.88-0.93圓曲線3000.950.90.750.750.9-0.95續(xù)上表外側（右）(m)內側（左）(m)樁號x(m)abccbak24+529.663000.950.90.750.750.9-0.95k24+550279.660.860.820.680.720.86-0.9k24+575254.660.750.720.60.670.81-0.85k24+600229.660.650.620.520.630.76-0.8k24+625204.660.540.520.430.590.71-0.74k

33、24+650179.660.440.420.350.550.66-0.69k24+675154.660.330.320.270.510.61-0.64k24+700129.660.230.220.180.470.56-0.59k24+725104.660.120.120.10.420.51-0.53k24+75079.660.020.020.020.380.46-0.48k24+77554.66-0.09-0.08-0.070.340.41-0.43k24+80029.66-0.19-0.18-0.150.30.36-0.38k24+8254.66-0.3-0.28-0.230.260.31-

34、0.32k24+829.660-0.32-0.3-0.250.250.3-0.323.53.5 橫斷面設計橫斷面設計3.5.13.5.1 橫斷面設計原則橫斷面設計原則1.設計應根據公路等級、行車要求和當?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護和使用等方面的情況，進行精心設計，既要堅實穩(wěn)定，又要經濟合理。2.路基設計除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應設置完善的排水設施和必要的防護加固工程以及其他結構物，采用經濟有效的病害防治措施。3.還應結合路線和路面進行設計。選線時，應盡量繞避一些難以處理的地質不良地段。4.沿河及受到水浸水淹的路段，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。5.當路基設計標高受限制，路

35、基處于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀況不良時，就應采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進行壓實，使路面具有一定防凍總厚度，設置隔離層及其他排水設施等。6.路基設計還應兼顧當?shù)剞r田基本建設及環(huán)境保護等的需要。3.5.23.5.2 各項技術指標各項技術指標由橫斷面設計部分可知，路基寬度為 33.5m，其中路面跨度為 22.5m，中間帶寬度為3.5m，其中中央分隔帶寬度為 2.0m 土路肩寬度為 0.752=1.5m；路面橫坡為 2%，土路肩橫坡為 3%?？梢姍M斷面設計圖 l-3。圖 35 橫斷面布置圖3.63.6 土石方計算和調配土石方計算和調配3.6.13.6.1 土石方計算土石方計算首先是根據橫斷面圖計算橫斷

36、面面積然后計算體積，即獲得土石方數(shù)量，填入土石方計算表。3.6.23.6.2 路基土石方調配及防護工程路基土石方調配及防護工程 土石方調配的一般要求:1.盡可能的少挖多填以減少廢方和棄方。2.用合理的經濟運距，達到運距最短。3.廢方要妥善處理。一般不占或少占耕地。4.路基填方如需借土，應結合地形、農田排灌情況選擇借土地點。5.不同性質的土石應分別調運，以做到分層填筑。6.土石方集中的路段，因開挖、運輸?shù)氖┕し桨概c一般路段不同，可單獨調配8。針對本設計填土一部分為上游路段挖棄土，一部分為當?shù)厝⊥?。調配方法:填方=本樁利用+填缺挖方=本樁利用+挖余借方=填缺-遠運利用廢方=挖余-遠運利用全線總的調

37、運量復核:挖方+借方=填方+廢方第第 4 4 章章 排水設計排水設計4.14.1 路基排水目的和要求路基排水目的和要求路基的強度和穩(wěn)定性與水的關系十分密切。路基的病害有多種，形成病害的原因亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基設計、施工和養(yǎng)護中，必須十分重視路基排水工程。路基設計時，必須將影響路基穩(wěn)定性的地面水排除和攔截在路基用地范圍以外，并防止地面漫流、滯積或下滲。對影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當?shù)牡攸c。4.24.2 路基排水設計一般原則路基排水設計一般原則1.排水設計要因地制宜、全面規(guī)劃、因勢利導、綜合整治、講究實效、注意經濟，充分利用有利地

38、形和自然水系。2.各種路基排水溝渠的設置，應注意與農田水利相配合，必要時可適當增設涵管或加大涵管孔徑，以防農業(yè)用水影響路基的穩(wěn)定性，并做到路基排水有利于農田灌溉。3.設計前必須進行調查研究，查明水源與地質條件，重點路段要進行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合，地面排水與地下排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合，做到綜合整治，分期修建。4.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質，盡量選擇有利地質條件布設人工溝渠，減少排水溝渠的防護和加固工程。5.路基排水要結合當?shù)厮臈l件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，

39、既要穩(wěn)固適用，有必須講究經濟效益。4.34.3 邊溝邊溝本設計中，在路塹和矮路堤處設置雙面邊溝，高路堤處設置單面邊溝（在迎水坡） ，邊溝形式采用梯形邊溝。邊溝的深度及底寬為 0.6m。邊溝縱坡與路線縱坡一致，以 25cm厚的漿砌片石鋪筑，邊溝縱坡為 0.3%，坡長不小于 300m，邊溝水均應引離路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑內。邊溝布置如表 41。4.3.14.3.1 邊溝的作用邊溝的作用邊溝是沿路基兩側布置的縱向排水溝。設置于挖方和低填方路段，路面和邊坡水會集到邊溝內后，通過跌水井或急流槽引到橋涵進出口處通過排水溝引到路堤坡腳以外，排離路基。4.3.24.3.2 邊溝的縱坡邊溝的

40、縱坡邊溝的縱坡一般與路線縱坡一致，當路線縱坡為零時，邊溝應仍保持 0.3%0.5%的最小縱坡。出口附近的縱坡應根據地形高差和地質情況作特殊設計。圖 41 挖方路基邊溝橫斷面 單位:m圖 42 填方路基邊溝橫斷面 單位:m表 41邊溝布置表樁號設置位置k23+500k23+700兩側k23+750k23+800右側k23+850k24+57.87兩側k24+75兩側k24+100k24+200右側k24+225k24+325左側k24+350k24+550兩側k24+575左側k24+600兩側k24+625k24+650左側k24+675k24+775兩側k24+800k24+829.66左側

41、k24+850k25+000兩側k25+050k25+150左側k25+200k25+725兩側k25+750k26+25左側k26+050k26+850兩側k26+900k27+000左側 第第 5 5 章章 路面設計路面設計5.15.1 路面設計原則路面設計原則路面結構是直接為行車服務的結構，不僅受各類汽車荷載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中，經受各種自然因素的作用。路面工程的工程造價占公路造價的很大部分，最大時可達 50以上。因此，做好路面設計是至關重要的。5.1.15.1.1 路面類型與結構方案設計路面類型與結構方案設計路面類型選擇應在充分調查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、材

42、料供應、施工和養(yǎng)護工藝等，并在路面類型選擇的基礎上考慮路基支承條件確定結構方案。由于路面工程量大，基墊層材料應盡可能采用當?shù)夭牧希⒆⒁馐褂酶黝悘U棄物。必要時，應考慮采用新型路面結構形式、新材料、新施工工藝。同時，應注意路面的功能和結構承載力等是通過設計、施工、養(yǎng)護等共同保證的，可采用壽命周期費用分析技術合理確定路面類型和結構10。5.1.25.1.2 路面建筑材料設計路面建筑材料設計路面建筑材料設計往往是路面設計中不受重視的一塊內容，原因在于設計僅僅依據設計規(guī)范或當?shù)亟涷灤_定路面結構層次，指定各層次材料的標準規(guī)范名稱。本次畢業(yè)設計運用了大學期間所學的工程技術與材料科學知識，合理考慮了道路所在

43、地的自然環(huán)境、材料所在路面結構層次的功能等，論證合理地選擇了材料類型和建議配比。5.1.35.1.3 路面結構設計路面結構設計路面結構設計就是對擬訂的路面結構方案和選定建筑材料，運用規(guī)范建議的設計理論和方法對結構進行力學驗算?，F(xiàn)階段公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，學生應綜合考慮當?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進行設計。5.25.2 路面設計步驟路面設計步驟本設計路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結構設計有以下四步:1. 根據設計任務書的要求:進行交通量分析，確定路面等級和面層類型，計算設計年限內一個車道的累計當量軸次和設計彎沉值。2. 按路

44、基土類與干濕類型:將路基劃分為若干路段(在一般情況下路段長不宜小于500m，若為大規(guī)模機械化施工，不宜小于 lkm)，確定各路段土基回彈模量。3. 可參考規(guī)范推薦結構:擬定幾種可能的路面結組合與厚度方案，根據選用的材料進行配合比試驗及測定各結構層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結構層材料設計參數(shù)。4. 根據設計彎沉值計算路面厚度:對高速公路、一級公路、二級公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應驗算拉應力是否滿足容許拉應力的要求。如不滿足要求，或調整路面結構層厚度，或變更路面結構組合，或調整材料配合比、提高極限抗拉強度，再重新計算。設計時，應先擬定某一層作為設計層，擬定面層和其他各

45、層的厚度。當采用半剛性基層、底基層結構時，可任選一層為設計層，當采用半剛性基層、粒料類材料為底基層時，應擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設計層才能得到合理的結構；當采用柔性基層、底基層的瀝青路面時，宜擬定面層、底基層的厚度，求算基層厚度，當求得基層厚度太厚時，可考慮選用瀝青碎石或乳化瀝青碎石做上基層，以減薄路面總厚度，增加結構強度和穩(wěn)定性11。5.35.3 路面設計路面設計5.3.15.3.1 設計資料設計資料本設計為六車道高速公路，路面設計年限為 15 年，預測該路竣工后第一年的交通組成如下表 61 所示，在使用期內交通量年平均增長率為 7%。本路段位于廣東南部沿海地區(qū)，屬于第3 自然區(qū)

46、劃，為粉質土，沿線有大量碎石集料，并有水泥、石灰等供應。1 結構組合設計及各層資料的設計參數(shù)路面面層采用瀝青混凝土，厚度為 15cm，其中:上面層采用細粒式密級配瀝青混凝土（4cm） ，中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土（5cm） ，下面采用粗粒式密級配瀝青混凝土（6cm） ?；鶎硬捎?25cm 水泥碎石。底基層采用石灰土，厚度由計算確定。以設計彎沉值計算路面厚度時，各層材料均采用 20抗壓回彈模量。驗算層底拉應力時，瀝青混合料采用 15抗壓回彈模量、15劈裂強度。結構組合設計及材料參數(shù)見表 64。2 設計指標的確定查規(guī)范可知: = 1.0 = 1.01.0csbaaa=設計彎沉值dl =0.2

47、600decsblna a a40.2600 (574.08 10 )1.0 1.0 1.0 =26.69（0.01mm）各層材料的容許層底拉應力 rspsqqk細粒式瀝青混凝土: 0.2240.220.090.09 1.0 (574.08 10 )1.02.76saecka na 1.4 2.760.507mparspsqqk表 54 結構組合設計及材料參數(shù)匯總表層位材料名稱h（cm）20模量（mpa）15模量（mpa）15劈強度（mpa）細粒式瀝青混凝土4140020001.4中粒式瀝青混凝土5120018001.0面層粗粒式瀝青混凝土610004000.8基層水泥碎石2515000.5石

48、灰土5500.225下基層土基40中粒式瀝青混凝土:0.220.092.76saecka na 1.0 2.760.3623mparspsqqk粗粒式瀝青混凝土: 0.2240.220.090.09 1.1 (574.08 10 )1.03saecka na 0.8 3.00.26mparspsqqk水泥碎石: 0.1140.110.350.35 1.1 (651.58 10 )1.01.966saecka na0.5 1.9660.2543mparspsqqk石灰土:（見表 65）0.1140.110.450.45 (651.58 10 )1.02.53seckna0.225 2.530.0

49、889mparspsqqk5.3.35.3.3 計算石灰土層厚度計算石灰土層厚度1.將六層路面結構換算為三層體系由于路面厚度計算是以彎沉值作為控制指標，故按彎沉等效原理進行換算。表 55 三層體系換算表路面結構層（n=6）換算三層體系換算公式細粒式瀝青混凝土1h1e1hh1e中粒式瀝青混凝土2h2e粗粒式瀝青混凝土3h3e 水泥碎石 4h4e 石灰土 5h5eh2e土基 0e0e1hh12.4232nkkkehhhe2.綜合修正系數(shù) f0.380.360.36026.48361.63()()1.63 () ()0.53020002000 10.650.7elsfp3.理論彎沉系數(shù)325.47

50、14004.620.7 2 0.52 10.65 10sdlll efp f 4.求 h由，。查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖，得:2112000.861400ee40.37610.65h。又由，。查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨6.402360.031200ee40.37610.65h圖，得:11.42k 則。214.60.516.4 1.42lkk查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖:，則4.8h 4.9 10.6551.1cmh 5.計算石灰層厚度342.42.423422552.4218.2cmeehhhheehee 取。520cmh 6.層底拉應力驗算將六層路面結構換算為三層體系。按彎拉應力等效原理進

51、行換算（見 66 表）細粒式瀝青混凝土: 14cmhh0.90.90.91400150055056252034.26cm180018001800h 由21180040.9,0.375200010.65ehe查三層體系上層底面拉應力系數(shù)諾謨圖，為負值，結構層受壓。同理，中粒式瀝青混凝土層、粗粒式瀝青混凝土層均受壓。水泥碎石:=40.4cm44420001800140045625150015001500h h=20cm由201255040.440250.37,3.79,0.073,1.88,150010.6555010.65ehehee查三層體系上層底面拉應力系數(shù)諾謨圖，。0.1611.27m 21.01m 故120.7 0.16 1.27 1.010.1437mpamp m m0.2606mparq 石灰土:h=40.4cm，h=20cm由，02400.073550ee，查三層體系中層底面拉應201.8810.65h215500.371500ee40.43.7910.65h力系數(shù)諾謨圖，得:。120.257,1.08,0.28nn故:120.7 0.257 1.08 0.28mp nn0.0