道路橋梁工程畢業(yè)論文兩篇

1、摘 要本設(shè)計根據(jù)給定的資料，通過對原始數(shù)據(jù)的分析,根據(jù)該路段的地質(zhì)、地形、地物、水文等自然條件,依據(jù)公路工程技術(shù)標準 、公路路線設(shè)計規(guī)范等交通部頒發(fā)的相關(guān)技術(shù)指標,在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下完成的。設(shè)計內(nèi)業(yè)詳細資料有：路線設(shè)計，包括紙上定線（山嶺區(qū)）、繪制路線平面圖、路線縱斷面設(shè)計）；路基設(shè)計，完成兩公里橫斷面和路基土石方的計算及路基排水設(shè)計；路面設(shè)計，水泥混凝土路面設(shè)計；小橋涵設(shè)計，完成一項涵洞設(shè)計；路線交叉設(shè)計，完成一項路線平面交叉；設(shè)計概算編制，完成全線設(shè)計路段的初步設(shè)計概算；應(yīng)用計算機繪制工程圖。整個設(shè)計計算了路線的平、縱、橫要素,設(shè)計了路基、路面、平面交叉、小橋涵的尺寸等內(nèi)容,由此圓

2、滿完成了北翠公路青年農(nóng)場至前進段兩階段初步設(shè)計。關(guān)鍵詞：路線，路基,路面,涵洞，平面交叉，概算II目 錄摘要第1章 緒論11.1 選題的背景、目的及意義 1.2 設(shè)計任務(wù)1.3 路線概況1.4 公路等級和技術(shù)標準1.5 路線采用的技術(shù)經(jīng)濟指標1.6 路線設(shè)計起訖點第2章 路線32.1路線方案的說明和比較 2.1.1 了解資料 2.1.2 定線的原則與方法 2.1.3 定線具體過程 2.1.4 路線方案的比選2.2 路線平面設(shè)計 2.2.1 確定各平曲線半徑及緩和曲線長度 2.2.2設(shè)計確定平曲線的原則 2.2.3特殊線形設(shè)計方法 2.2.4 編制直線及轉(zhuǎn)角一覽表 2.2.5平面圖標注 2.2.

3、6 彎道視距的檢查 2.2.7 繪圖 2.3 路線縱斷面設(shè)計 2.3.1點繪地面線 2.3.2 拉坡 調(diào)坡 定坡 2.3.3 確定縱坡度，變坡點的位置 2.3.4 縱斷面圖的詳細設(shè)計 2.3.5 平、豎曲線的組合 2.3.6豎曲線要素的計算2.3.7 平縱線形設(shè)計應(yīng)注意避免的組合第3章 路基路面及排水143.1路基設(shè)計 3.1.1 邊坡的確定 3.1.2 路基高度的確定 3.1.3 加寬超高設(shè)計 3.1.4 排水系統(tǒng)的設(shè)計原則 3.1.5 橫斷面的繪出 3.2路面設(shè)計 3.2.1 設(shè)計原則 3.2.2 路面結(jié)構(gòu)的確定及材料的選擇 3.2.3 施工要求 3.2.4 路面設(shè)計計算書3.3 排水系統(tǒng)

4、的設(shè)計原則第4章 橋涵 涵洞294.1 全線采用的涵洞4.2 涵洞的設(shè)計 4.2.1 小橋涵位置確定 4.2.2 洞口類型的選擇 4.2.3 涵洞計算第5章 環(huán)保設(shè)計325.1 環(huán)保設(shè)計方案結(jié)論33參考文獻33致謝34第一章 緒 論1.1 選題的背景、目的及意義本次畢業(yè)設(shè)計是在對公路勘測設(shè)計、路基工程、路面工程、橋梁工程及其它有關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，完成一段公路的兩階段初步設(shè)計任務(wù)。本次設(shè)計的目的和意義是應(yīng)用學(xué)過的專業(yè)知識，根據(jù)自己專業(yè)的服務(wù)去向,獨立的完成一段公路的初步設(shè)計任務(wù)。通過此次設(shè)計可以培養(yǎng)我們的綜合設(shè)計能力,進而把學(xué)過的知識加以系統(tǒng)的應(yīng)用和鞏固，使理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。掌握路線

5、設(shè)計、路基設(shè)計、路面設(shè)計、小橋涵設(shè)計。為自己今后的工作崗位生產(chǎn)實踐的需要打下堅實的基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計任務(wù)主要包括：依據(jù)地形圖完成給定的初步設(shè)計路線設(shè)計： 紙上定線（山嶺區(qū)） 進行方案比較（局部） 進行路線平面設(shè)計 進行路線縱斷面設(shè)計。路基設(shè)計： 完成2km路基橫斷面設(shè)計.土石方計算 及路基排水設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計，邊坡設(shè)計。路面設(shè)計： 水泥混凝土路面設(shè)計（詳細設(shè)計）。小橋涵設(shè)計：結(jié)合自身設(shè)計，完成一項涵洞設(shè)計。路線平面交叉設(shè)計：完成一處路線平面交叉設(shè)計。專項設(shè)計：公路幾何線形。1.3 路線概況本設(shè)計路段為山嶺區(qū),沿線為第四級沖擊層，表層土壤為粉質(zhì)低液限粘土，中層為沖積形成的砂礫，圓礫，底

6、層為白堊系砂巖。土壤滲透性較好，地層比較穩(wěn)定。工程名稱：古北口至東營段新開線,屬山嶺區(qū)，平均海拔高度750米，平均日照2857.9小時,有效積溫為 2300-3400,年平均氣溫6.9，年降雨量為466.3-579.1毫米，無霜期100-140天。公路主要病害：凍脹翻漿。1.4 公路等級和技術(shù)標準確定公路等級： (1-1)遠景設(shè)計年平均日交通量（輛/日）；起始年平均日交通量（輛/日），包括現(xiàn)有交通量和道路建成后從其它道路吸引過來的交通量；r設(shè)計交通量年平均增長率（%）；n設(shè)計交通量預(yù)測年限交通量年平均增長率為7.0%，一般能適應(yīng)各種車輛折合成小客車的年平均晝夜交量，=小型車+1.5中

7、型車+2大型車 =3950，= 3950（1+7.0%）=10185.21，交通量在20007000之間，所以所選路段為二級公路表1.1 技術(shù)指標選取表計計速度（km/h）行車道寬度（m）路基寬度(m)最大縱坡(%)平曲線最小半徑(m)會車視距橋涵設(shè)計載重607106極限125一般200150公路-級1.5 路線采用的技術(shù)經(jīng)濟指標路線的起點樁號為K125+000.00 ，終點樁號為K130+850.2，總里程為5.8502公里，在路線設(shè)計路段4.9公里上，設(shè)置了5個圓管涵洞，7條平曲線，設(shè)計速度為60km/h，路基寬度為10m，平曲線最小半徑采用值為300米，最大縱坡度為6%，會車視距為150

8、m，路面寬度為8.5米。該路設(shè)計基準期為15年，路面采用水泥混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)為面層（水泥混凝土），基層（5%水泥水穩(wěn)砂礫），底基層（水泥、石灰綜合穩(wěn)定土），墊層（天然砂礫）。1.6 路線設(shè)計起訖點及設(shè)計高程起點坐標 N-5332750 E-22455500 起點高程 486.02終點坐標 N-5337000 E-22453000 終點高程 284.01 第二章 路線線形設(shè)計2.1路線方案的說明和比較2 .1.1 了解資料首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況。2.1.2定線的原則根據(jù)給定的起終點，分析其直線距離和所需的展線長度，選擇合適的中間控

9、制點。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案，（如果有可行的局部路線方案，應(yīng)進行比較確定），然后進行紙上定線。1在1:10000的小比例尺地形圖上在起，終控制點間研究路線的總體布局，找出中間控制點。根據(jù)相鄰控制點間的地形、地貌、地質(zhì)、農(nóng)田等分布情況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。 2.對于山嶺重丘地形，定線時應(yīng)以縱坡度為主導(dǎo)；對于平原微丘區(qū)域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主導(dǎo)。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點）。2.1.3定線具體過程 （1）試坡：定均坡線。在山嶺重丘地帶，根據(jù)等高線間距和所選定的平均縱坡（視路線高差

10、大小，一般選5%-5.5%）按計算得等高線間平均長度a(a=等高距/平均縱坡)進行試坡（用分規(guī)卡等高線），本設(shè)計中a取2cm，將各點連成折線，即均坡線。 （2）定導(dǎo)向線：分析這條均坡線對地形、地物等艱苦工程和不良地質(zhì)的避讓情況。如有不合理之處，應(yīng)選擇出須避讓的中間控制點，調(diào)整平均縱坡，重新試坡。經(jīng)過調(diào)整后得出的折線，稱為導(dǎo)向線。（3）平面試線：穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點”的原則綜合考慮平面線形設(shè)計的要求，穿線交點，初定路線導(dǎo)線（初定出交點）。敷設(shè)曲線：按照路中線計劃通過部位選取且注明各彎道的圓曲線的長度。平面試線中要考慮平縱橫配合，滿足線形設(shè)計和標準的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況

11、，穿出直線并選定曲線半徑。 （4）修正導(dǎo)向線：縱斷面控制：在平面試線的基礎(chǔ)上點繪出粗略縱斷面地形線，（可用分規(guī)直接在圖紙上量距，確定地面標高），進行初步縱坡設(shè)計，并根據(jù)縱坡設(shè)計情況修正平面線形。橫斷面較核：根據(jù)初步縱坡設(shè)計，計算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖（如地面橫坡陡或工程地質(zhì)不良地段等），根據(jù)路基橫斷面的情況修平面線形。 （5）定線： 經(jīng)過幾次修正后，最終確定出滿足標準要求，平縱線型都比較合適的路線導(dǎo)線，最終定出交點位置（一般由交點坐標控制）。2.1.4 路線方案的比選 如有路線局部方案，應(yīng)分別進行定線設(shè)計，經(jīng)論證比較定出推薦方案，路線方案比較選擇主要考慮下列因素：（1）

12、路線長度；（2）平、縱面線形指標的高低及配合情況；（3）占地面積；（4）工程數(shù)量（路基土石工程數(shù)量，橋梁涵洞工程數(shù)量）；（5）造價等。2.2 路線平面設(shè)計 根據(jù)路線幾何線形設(shè)計要求，確定路線平面線形各要素及其他們之間的配合；線形應(yīng)與地、地物相適應(yīng)，與道路所經(jīng)地帶的地形、地物、環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，而且減少工程數(shù)量，節(jié)省投資。2.2.1 確定各平曲線半徑及緩和曲線長度公路工程技術(shù)標準JTGB01-2003規(guī)定：當(dāng)平曲線半徑小于等于250m時應(yīng)設(shè)置加寬；當(dāng)平曲線半徑大于等于1500m時可以不設(shè)置緩和曲線和超高，超高的橫坡度計算由行車速度、半徑大小、結(jié)合路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。二級最大超

13、高不應(yīng)大于8%，在積雪地區(qū)不宜大于6%。當(dāng)超高橫坡度的計算值小于路拱坡度時，應(yīng)當(dāng)設(shè)等于路拱坡度的超高值。極限最小半徑：（規(guī)范值125m）一般最小半徑：（規(guī)范值200m）不設(shè)超高最小半徑：（規(guī)范值1500m）平曲線極限最小長度按6秒行程設(shè)計計算：（規(guī)范值100m）平曲線一般最小長度按3倍極限長度計算：（規(guī)范值300m）緩和曲線最小長度按3秒計算極限長度：（規(guī)范值50m）同向曲線間為了防止出現(xiàn)組合出現(xiàn)斷臂曲線宜在兩同向曲線間設(shè)置不小于6V的直線段。反向曲線間為了設(shè)置適當(dāng)長度距離改變行車方向宜在兩同向曲線間設(shè)置不小于2V的直線段。表2.1平曲線規(guī)范規(guī)定匯總表序號名稱取值說明1平曲線一般最小半徑200

14、m在一般情況下應(yīng)盡量使用大于一般最小半徑的曲線半徑（規(guī)范規(guī)定，原曲線半徑不宜超過10000m），只有在地形條件限制時采用。2平曲線極限半徑125m只有當(dāng)?shù)匦螚l件特殊困難或受其它條件嚴格限制時方可采用。3不設(shè)超高最小半徑 1500m。路拱=2%4平曲線一般最小長度 300m。9s行程計5平曲線極限最小長度100m6s行程計6同向曲線間最小直線長度6V360m按照實際工程經(jīng)驗在山區(qū)工程可以在一般困難地區(qū)保證4V=240m，在工程十分艱巨困難處可以采用3V=180m。但在采用低值時應(yīng)避免在直線上設(shè)置凹形豎曲線7反向曲線間最小直線長度為2V120m按照實際工程經(jīng)驗山區(qū)公路此指標比較容易滿足。8緩和曲線

15、最小長度50m3秒行程。9最大超高8%越嶺段縱坡較大將最大超高值由8%減小至6%可以減小合成坡度，保證車輛在雨天，冰雪天氣的行車安全。10超高漸變率1/125邊線，線性超高11原曲線加寬第三類線性加寬12會車視距150m兩倍停車視距2.2.2 設(shè)計確定平曲線的原則1.在條件允許的情況下盡量使用大的曲線半徑（R<10000m）。2.一般情況下使用極限半徑的48倍或超高為24%的原曲線半徑值，即3901500m為宜。3.從現(xiàn)行設(shè)計要求方面考慮，曲線長度按最小值58倍。4.地形受限時曲線半徑應(yīng)該盡量大于一般最小半徑。5.從視覺連續(xù)性角度，緩和曲線長度與平曲線半徑間應(yīng)有如下關(guān)系。6.為使線形連續(xù)

16、協(xié)調(diào)宜將回旋線與原曲線長度比例定位1：1：1，當(dāng)曲線半徑較大，平曲線較長時 也可以為1 ：2：1。7.盡量保證全線指標均衡。根據(jù)設(shè)計資料，本次設(shè)計段路為二級路，設(shè)計速度為60公里/小時，設(shè)計年限15年，全線共設(shè)7條平曲線，其中包含基本型、非對稱基本型、和S形曲線等多種曲線。2.2.3 特殊線形設(shè)計方法1、基本型：按直線回旋線圓曲線回旋線直線的順序組合，為了使線形連續(xù)協(xié)調(diào)，宜將回旋線圓曲線回旋線的長度比設(shè)計成1:1:1；當(dāng)半徑較大，平曲線較長時，也可以將回旋線圓曲線回旋線的長度比設(shè)計成1:2:1等組合形式。計算例如對于交點(JDK126+346.124) ，=28º2214 ，Ls=2

17、00m ，R=1400m1) 曲線內(nèi)移值 PP=1.19m2) 總切線長Tq=99.982mT=(R+P)tg+q=454.155m3) 曲線總長Lh= R+Ls=893.222m4) 外距EE=(R+P) secR=45.26m5) 校正值J J=2T-L=15.09m6) 計算出個主點里程樁號JDK126+346.124T 454.155ZH K125+891.969+Ls 200HY K126+091.969+Lh2LS 493.222YH K126+585.191+LS 200HZ K126+785.191Lh/2 466.611QZ K126+338.580+J/2 7.545JD

18、K126+346.124 校正后的交點與原來的交點相符。2、基本型非對稱平曲線例如(JDK125+503.387)m, m,m，。mmmm前切線長: m后切線長： m曲線長： m主點里程樁號需要計算公式如下：ZH=JD- Th1 = K125+503.387-201.343=K125+302.044HY=ZH+Ls1= K125+302.044 +100=K125+402.044HZ=ZH+Lh= K125+302.044+388.079=K125+690.123YH=HZ- Ls2 = K125+690.123-200= K125+570.123式中：ZH第一緩和曲線起點（直緩點）HY第一緩

19、和曲線終點（緩圓點）YH第二緩和曲線終點（圓緩點）HZ-第二緩和曲線起點（緩直點）3、S型曲線：兩個反向圓曲線用回旋線連接的組合，兩圓曲線的半徑之比不宜過大，比值宜1：2，兩個回旋線參數(shù)A1與A2之比應(yīng)小于2.0，有條件時以小于1.5為宜。當(dāng)回旋線間不得以插入直線時，其直線的長度應(yīng)符合以下公式：L（A1+ A2）/40。S型曲線計算算例例如組成S型交點樁號為K127+546.847，偏角為左21°05'41交點樁號為K127+775.440，偏角為右25°40'08 交點間距mm m設(shè)計曲線2的半徑和緩和曲線長mmmm擬m 在1到1/3之間由上兩式解得mmm

20、mm各項驗算滿足要求(1) ZH=JD- Th1 = K125+891.969HY=ZH+Ls1= K126+091.969YH=HZ- Ls1 = K126+585.191HZ=ZH+Lh= K126+785.191(2) ZH=JD- Th2 = K126+785.191HY=ZH+Ls2= K126+885.212YH=HZ- Ls2 = K126+995.699 HZ=ZH+Lh= K127+095.699式中：ZH第一緩和曲線起點（直緩點）HY第一緩和曲線終點（緩圓點）YH第二緩和曲線終點（圓緩點）HZ-第二緩和曲線起點（緩直點）根據(jù)路線幾何線形設(shè)計要求，確定路線平面線形各要素及其他

21、們之間的配合；線形應(yīng)與地形.地物相適應(yīng)，與道路所經(jīng)地帶的地形.地物.環(huán)境.景觀相協(xié)調(diào)，而且減少工程數(shù)量，節(jié)省投資。在以上工作完成后，即可以繪制等高線根據(jù)中樁地面高程以及橫斷面數(shù)據(jù)利用內(nèi)差繪制等高線。2.2.4 編制直線及轉(zhuǎn)角一覽表根據(jù)所得數(shù)據(jù)填寫直線轉(zhuǎn)角一覽表2.2.5 平面圖標注路線起終點里程、交點位置及編號、公里樁、百米樁、水準點地物、人工構(gòu)造物、曲線主點樁號、曲線要素表、坐標網(wǎng)格等。2.2.6 彎道視距的檢查對于曲線內(nèi)側(cè)受建筑物、樹木、路塹邊坡等限制較嚴的彎道應(yīng)進行視距檢查，對于需要進行工程處理來保持視距的彎道繪出視距包絡(luò)圖。2.2.7 繪圖根據(jù)路基橫斷面設(shè)計圖確定出公路用地范圍，并據(jù)此

22、繪出公路用地圖，比例尺：縱向1:2000,橫向1:1000,圖上標出百米樁左右兩側(cè)的用地范圍，連結(jié)細實線，并注上占地寬度，各曲線要素點要標出。單曲線內(nèi)中樁坐標計算2.3 路線縱斷面設(shè)計2.3.1點繪地面線根據(jù)各里程樁號及對應(yīng)的地面高程，點繪出路線地面線 。2.3.2 拉坡 調(diào)坡 定坡 確定設(shè)計高程時，應(yīng)根據(jù)公路路線設(shè)計規(guī)范規(guī)定公路的最大縱坡、限制坡長、縱坡折減、合成坡度等，并結(jié)合路線起終點、橋隧、交叉口、越嶺線埡口、沿溪線水位等控制點和經(jīng)濟點的高程，確定出公路路線縱斷面設(shè)計線。該設(shè)計線必須滿足技術(shù)標準，又盡可能照顧平縱面線形的協(xié)調(diào)。同時還是最經(jīng)濟的設(shè)計。 2.3.3 確定縱坡度，變坡點的位置

23、高程縱斷面設(shè)計線不宜太碎，應(yīng)保證最小坡長要求，變坡點位置應(yīng)選擇在整10m樁號上，變坡點高程精確到小數(shù)點后三位，中樁精度小數(shù)點后三位。坡度值為“0.00%”。2.3.4 縱斷面圖的詳細設(shè)計選取各變坡點處豎曲線半徑：計算各豎曲線要素。根據(jù)設(shè)計資料繪制出路線中樁點的地面線，并寫出縱斷面設(shè)計圖的地質(zhì)土壤情況，地面標高里程樁號、橋涵位置、孔徑、結(jié)構(gòu)類型、水準點的高程和位置坡度、填挖高度、與公路交叉的位置?？v坡設(shè)計應(yīng)考慮汽車的性能。有利于安全.提高車速. 減少大氣污染。應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)小于0.3%的不利于排水的縱坡度。2.3.5 平、豎曲線的組合1. 平、豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。2. 平、豎

24、曲線大小應(yīng)保持均衡。3. 暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合合理。 4. 有些平、豎曲線應(yīng)避免組合。2.3.6 豎曲線要素的計算 （2-12） （2-13） （2-14） （2-15）注：R豎曲線半徑T豎曲線切線長E外距 前段坡線坡度 后段坡線坡度 當(dāng)0時為凹型豎曲線；0時為凸型豎曲線。 例： 變坡點樁號 變坡點高程 R L T EK25+456 450.963 2500 8.23 205.75 102.9 0.002豎曲線起點高程=變坡點高程±T 注：起點位于上坡段取負；起點位于下坡段取正切線高程=豎曲線起點高程+設(shè)計高程=切線高程±h填挖高度=設(shè)計點高程-地面高程注：凹型豎曲

25、線取正；凸型豎曲線取負；計算點到豎曲線起點距離坡線的中縱坡度；上坡取正；下坡取負；h豎曲線上任意點的距離2.3.7 平縱線形設(shè)計應(yīng)注意避免的組合1.應(yīng)避免在凸型曲線的頂部和凹型豎曲線的底部插入小半徑平曲線。2.應(yīng)避免在凸型豎曲線的頂部和凹型豎曲線的底部與反向平曲線變曲點重合。3.在長直線段或長平曲線內(nèi)要盡量設(shè)成直坡線避免設(shè)置凸凹看不見的線形。4.平曲線長直線段內(nèi)不要插入短的豎曲線。5.應(yīng)避免在長直線上設(shè)置長坡凹型豎曲線路段這種路段易產(chǎn)生視覺的錯覺 造成超速行駛。第三章 路基路面及排水路基是公路的重要組成部分，它是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，承受由路面?zhèn)鱽淼暮奢d，必須具有足夠的強

26、度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，中期設(shè)計在公路設(shè)計中占有重要的地位。3.1路基設(shè)計根據(jù)公路工程技術(shù)標準JTGB01-2003 規(guī)定一級公路，山嶺區(qū)的有關(guān)技術(shù)標準路基參數(shù)表 表3.1路基寬度(m)路基邊坡坡度路面寬度 (m)右側(cè)硬路肩寬度(m)土路肩 寬度(m)邊溝 坡度10.001：1.58.50.750.751：1.5路基橫斷面由路面寬度、路拱橫坡度、路肩、路基寬度、路基邊溝、 截水溝、取土坑、棄土坑、公路用地等組成。路拱橫坡度取2%， 土路肩為3%，路基邊坡為1:1.5，在設(shè)計邊溝的深度為0.6 m，寬度為0.6m，外側(cè)邊坡坡度均為1:1.5。3.1.1 邊坡的確定路基邊坡坡度對路基穩(wěn)定性十分重

27、要，確定路基邊坡坡度是路基設(shè)計的重要任務(wù)。其大小取決于邊坡的土質(zhì)，巖石的性質(zhì)及水文地質(zhì)條件等自然因素和邊坡的高度。一般路基的邊坡坡度可根據(jù)多年實踐經(jīng)驗和設(shè)計規(guī)范推薦的數(shù)值采用。1.路堤邊坡 一般路堤的邊坡度可根據(jù)填料種類和邊坡高度按規(guī)定坡度選用，路堤邊坡坡度超高時，單獨設(shè)計，陡坡上路基填方可采用砌石。2. 路塹邊坡 土質(zhì)路塹邊坡應(yīng)根據(jù)邊坡高度，土的密實程度，地下水和地面水的情況，土的成因和生成時代等因素選定。巖石路塹邊坡，一般根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造與巖石特性對照相似工程的成功經(jīng)驗選頂邊坡坡率。3.1.2 路基高度的確定路基的填挖高度，是在路線縱斷面設(shè)計時綜合考慮路線縱坡要求，路基穩(wěn)定性和工程經(jīng)濟等因素確

28、定。從路基的強度和穩(wěn)定性要求出發(fā)，路基上部土層應(yīng)處于干燥或中濕狀態(tài)，路基高度應(yīng)根據(jù)臨界高度并結(jié)合公路沿線具體條件和排水及防護措施確定路基的最小填土高度。路基橫斷面設(shè)計是在橫斷面測量所得的數(shù)據(jù)點繪到橫斷面上,按縱斷面設(shè)計確定的填高度和平曲線上的超高,加寬值逐樁繪出路基橫斷面設(shè)計圖,并計算的填挖中樁高度,填方面積和挖方面積分別標注于橫斷面圖上。填、挖方面積的計算方法填挖面積的計算方法包括積距法、幾何圖形法、混合法、求積儀法,本設(shè)計采用積距法。圖3-1 橫斷面計算圖如圖每隔1cm量出高度累計相加由于比例尺為1:200結(jié)果乘以4得到填挖方面最后把結(jié)果減去(填方)或加上(挖方)路面結(jié)構(gòu)層面積即得該斷面的

29、填挖方面積，對于半填半挖路段，填挖面積應(yīng)該分別寫出。 3.1.3加寬超高設(shè)計1.加寬 當(dāng)半徑小于等于250m時，為了保證車的安全，曲線段上的正常寬度應(yīng)做適當(dāng)?shù)募訉?，半徑大?50時不加寬。2.超高二級公路設(shè)計時速為60km/h時，當(dāng)平曲線半徑小于1500m時為讓汽車在曲線上行駛時能夠獲得一個指向曲線圓心的橫向分力，以克服離心力對行車的影響應(yīng)設(shè)置超高。本設(shè)計中超高的設(shè)置方法采用的是繞邊線旋轉(zhuǎn)的方法，超高的形成過程包括提肩階段、雙坡階段和旋轉(zhuǎn)階段。3.超高值的計算路基設(shè)計調(diào)和一般是指路肩邊緣的高程，在超高設(shè)置段路基及中線的填、挖高度內(nèi)改變，因此在該段應(yīng)對超高值進行計算。下面是計算各超高緩和段上各斷

30、面的超高值，公式摘錄如下：表3.2 繞路面內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)超高值計算公式超高位置計算公式備注1.計算結(jié)果均為與設(shè)計高之高差；2.臨界端面距超高緩和段的 起點：全超高階段外緣中線內(nèi)緣超高過度段外緣中線內(nèi)緣以樁號(K127+463.167K127+518.667)為例：LS=55.5m V=60Km/h R=300m 查得ib=4.0%m LC< LS 取1） 圓曲線的全超高斷面 h內(nèi)=(bJTiJT+bJYiG)-(bJT+bJY)+b ib =(0.75×3%+1.5×2% )-( 0.75+1.5+0) × 4.0%=-0.0375h外=(bJTiJT +bJY

31、iG)+ (B/2)ib =(0.75×3%+1.5×2% )+3.75×4%=0.2025h中=(bJTiJT+bJYiG)+(B+bJT+bJY)ib= (0.75×3%+1.5×2% ) +9.75×4%=0.44252) 超高緩和段超高值計算：（1）雙坡斷面 樁號為K127+500h內(nèi)=(bJTiJ+bJYiG)-(bJ+bx)iG=(0.75×3%+1.5×2.0%)-(0.75+1.5+0) ×1.9%=0.0075h外=bJT(iJ-iG)+x/x0B+2(bJT+bJY) iG =0.75

32、×(3%-2%)+26.976/49.5×7.5+2×(0.75+1.5) × 2% =0.138h中=(bJTiJT+bJYiG)+(B/2)iG=(0.75×3%+1.5×2% )+ 3.75×2%=0.1275x0 = Lc iG/ib=100×2.0%/4.0%=50（2）旋轉(zhuǎn)斷面樁號為K126+480h=(bJTiJT+bJYiG)-(bJT+bJY)+bxix =(0.7×3%+1.5×2%)-( 0.7+1.5+0)+0 × 66.976/100×4%=-0.0

33、078h外=(bJTiJT+bJYiG)+(B+bJT+bJY)ix= (0.75×3%+1.5×2%) +9.75×66.976/100×4%=0.314h中=(bJTiJT+bJYiG)+(B/2)ix =(0.75×3%+1.5×2% )+ 3.75×66.976/100×4% =0.1529式中：B行車道寬度（m）bj 路肩寬度（m）b圓曲線的加寬值（m）bxX距離處的路基加寬值（m）超高橫坡度路拱橫坡度路肩橫坡度與路拱同坡度的單向超高點至超高緩和段起點的距離（m）x超高緩和段中任意一點至超高緩和段起點的距

34、離（m）4超高設(shè)計圖的繪制按比例繪制一條水平基線,代表路中心線,并認為基線路面橫坡是為零。繪制兩側(cè)路面邊緣線,路邊緣線離開基線的距離,代表橫坡度的大小。標注路面路肩橫坡度,以前進方向右側(cè)斜的路拱橫向坡度為正,向左傾斜為負。3.1.4排水系統(tǒng)的設(shè)計原則1. 一般規(guī)定 (1)二級公路路基路面排水應(yīng)進行綜合設(shè)計，使各種排水設(shè)施形成一個功能齊全，排水能力強的完整排水系統(tǒng)。 (2)路基排水設(shè)計應(yīng)與農(nóng)田水利建設(shè)規(guī)劃相配合，防止沖毀農(nóng)田或危害農(nóng)田水利設(shè)施，當(dāng)路基占用灌溉溝渠時，應(yīng)予恢復(fù)，并采取必要的防滲措施。 (3)公路穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)時，排水設(shè)計應(yīng)與現(xiàn)有供、排水設(shè)施及建設(shè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。(4)排水困難地段可通過

35、提高路基或采取降低地下水位、設(shè)置隔離層等措施，使路基處于干燥、中濕狀態(tài)。2.地質(zhì)情況 本段處在干燥或中濕狀態(tài) ，路基排水基本順暢，但也出現(xiàn)挖方及矮路堤，在大部分地區(qū)及挖方路段需設(shè)置邊溝，并且兩側(cè)100米左右的路段由于是填方向挖方過渡，填土高度較小，屬于矮路堤都必須設(shè)置邊溝。當(dāng)排水量大時應(yīng)進行流量計算，在小半徑曲線設(shè)置超高的地段，邊溝宜加深。邊溝縱坡應(yīng)與路線縱坡一致，但本路線全線地面起伏很大，且橫斷面高差很大，在許多路段無法滿足此項要求。在路基兩側(cè)設(shè)置邊溝，一般情況下挖方路基和填土高度小于1.0m的路堤應(yīng)設(shè)置邊溝，邊溝最大縱坡為3%,最小縱坡為0.3%。在一些地線橫向排水好的路堤也可不設(shè)邊溝。全

36、線橫向排水基本良好，路基受地下水影響小，不需全線設(shè)置邊溝，路線左側(cè)高，右側(cè)低，右側(cè)需設(shè)邊溝的地段少一些。縱向排水全部按設(shè)置3m護坡道的情況選擇，挖方路段選路基邊坡坡腳以外2米。邊溝出口必須設(shè)在橫向排水良好或涵洞的地段使邊溝匯集來的水能順暢的排向路基范圍以外，以保持路基處在干燥或中濕狀態(tài)。各種排水設(shè)施的設(shè)計應(yīng)盡量少占農(nóng)田，并與水利規(guī)劃和土地使用相配合進行綜合規(guī)劃，排水口應(yīng)盡可能引接至天然河溝，以減少橋涵工程，不宜直接注入農(nóng)田。應(yīng)采取就地取材，因地制宜的原則。在路基兩側(cè)設(shè)置邊溝，一般情況下挖方路基和填土高度小于1.0m的路堤應(yīng)設(shè)置邊溝，邊溝采用梯形，邊溝的底寬為0.6m, 深度為0.6m, 內(nèi)側(cè)邊

37、坡采用1:1.5,外側(cè)邊坡為1：1.5。邊溝最大縱坡為3.0%,最小縱坡為0.3%。在一些地線橫向排水好的路堤也可不設(shè)邊溝。紙上定線在地形圖上示出排水溝渠的平面位置。涵洞與路正交，縱坡度最大為2%，涵管直徑為1.50m。3.1.5橫斷面的繪出橫斷面設(shè)計一般比例為1:200, 在橫斷面圖上，按縱斷面設(shè)計確定的填挖高度和平面設(shè)計的超高，根據(jù)標準規(guī)定的路基寬度，繪出其路基橫斷面設(shè)計圖，并標出填挖的高度路基寬度，計算出填方面積(At),挖方面積(Aw),并分別標注于圖上.。3.1路面路面是道路主要組成部分，它的好壞會直接影響行車速度，安全和運輸成本。路面要求有強度和剛度，穩(wěn)定度，表面平整度，和抗滑性，

38、本段設(shè)計為水泥混凝土路面。3.2.1 設(shè)計原則根據(jù)交通量，因地制宜，合理選材，方便施工的原則設(shè)計。3.2.2 路面結(jié)構(gòu)的確定及材料的選擇根據(jù)公路等級和交通量，確定路面等級為高級。路面類型選用普通水泥混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)：面層（普通水泥混凝土）厚度為23cm；基層（5%水泥穩(wěn)定砂礫）厚度為18cm；底基層(石灰、粉煤灰綜合穩(wěn)定土) 厚度為18 cm；墊層（天然砂礫）路基為中濕類型要加鋪砂墊層厚度為15cm?；鶎討?yīng)具有足夠的強度和穩(wěn)定性，表面平整，在荷載重復(fù)作用后的累計變形不大。 3.2.3 施工要求對材料的要求:粗集料,應(yīng)質(zhì)地堅硬、耐久、符合規(guī)定級配,最大粒徑不應(yīng)超過40cm；細集料應(yīng)清潔，細度

39、模數(shù)在2.5以上。施工準備的要求:混凝土配合比設(shè)計、基層的檢查與整修、基層的寬度、路拱與標高、表面平整度和壓實度均應(yīng)檢查其是否符合要求。養(yǎng)生的要求：潮濕養(yǎng)生，每天均勻撒水?dāng)?shù)次，至少延續(xù)14天。3.2.4路面設(shè)計計算書1.交通分析：本設(shè)計擬建為山嶺區(qū)二級公路，設(shè)計基準期為15年。設(shè)計速度為60Km/h，根據(jù)所給的設(shè)計資料可知，交通量年平均增長率為7.0%。設(shè)計初年交通量：中型車680輛/日，中型車中各種車型所占比例為：解放CA10B43%（43%×680=292.4輛/日）， 東風(fēng)EQ14032%（32%×680=217.6輛/日）,解放CA39025%（25%&#

40、215;680=170輛/日）；大型車350輛/日，大型車中各種車型所占比例為：黃河JN15030%（30%×350=105輛/日）,沃爾沃N864837%（37%×350=129.5輛/日）, 黃河JN16233%（33%×350=115.5輛/日）根據(jù)規(guī)范查得我國常用汽車路面參數(shù)，列下表所示：軸載換算：以水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標準軸載。軸載換算表 表3.3車型軸型 (KN)(次/日)（次/日）解放CA-10B后軸60.851292.40.10330.1033前軸19.4620.29292.40東風(fēng)EQ-140后軸69.2121

41、7.60.60170.6017前軸23.7569.13217.60解放CA-390后軸70.1511700.58460.5846前軸35481.29170黃河JN-150后軸101.61105135.36135.8429前軸49416.461050.4829沃爾沃N8648后軸1201129.52394.25112397.8492前軸55396.28129.53.5981黃河JN-162后軸1151115.51080.80521091.7238前軸59.5383.10115.510.9186 二級公路的設(shè)計基準期為15年，安全等級為三級。取臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)為0.58。交通量年平

42、均增長率為7.0%。計算得到設(shè)計基準期內(nèi)臨界荷載處標準軸載的累計作用次數(shù)：屬重交通。2分別以干燥、中濕和二種狀態(tài)擬定路面結(jié)構(gòu)：干燥狀態(tài)下路面結(jié)構(gòu)：面層：普通水泥混凝土 初估板厚23cm基層：5%水泥穩(wěn)定沙礫 18cm底墊層：石灰粉煤灰穩(wěn)定土 18cm確定土基回彈模量E0：干燥路段土基的回彈模量為40.2Mpa。 計算荷載疲勞應(yīng)力： (3-1) (3-2)式中：標準軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（Mpa）r混凝土板的相對剛度半徑（m） (3-3) h混凝土板厚（m）Ec水泥混凝土的彎拉彈性模量（Mpa）取31000MpaEt基層頂面的當(dāng)量回彈模量（Mpa） (3-4)Ex基層和底基層

43、或墊層的當(dāng)量回彈模量（Mpa） (3-5)hx基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度（m） (3-6)Dx基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度（Mpa） (3-7)E0路床頂面的回彈模量（Mpa）取40.2Mpah1、h2基層和底基層或墊層的厚度（m）E1、E2基層和底基層或墊層的回彈模量（Mpa）取1300Mpa,600Mpa (3-8)則：式中：Kr考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，采用縱縫設(shè)拉桿平縫時取0.87Kf疲勞應(yīng)力系數(shù) Kc偏載，動載影響系數(shù)，二級路取1.2計算在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力： (3-9)式中：Kt考慮溫度應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)最大溫度梯度是混凝土板的翹曲應(yīng)力（Mpa） (3

44、-10)混凝土線膨脹系數(shù)（1×10-5/）最大溫度梯度（/m）取88/m水泥混凝土彎拉彈性模量（Mpa）取31000Mpa與l/r和h有關(guān)的系數(shù)，查表得0.59 (3-11)式中：水泥混凝土抗彎拉強度標準值（Mpa）取5Mpaa、b、c為回歸系數(shù)a=0.828,b=0.041,c=1.323 (3-12)所以，檢驗初擬路面結(jié)構(gòu)：二級公路的安全等級為三級，相應(yīng)于三級安全等級的變異水平等級為中級，目標可靠度為85%。再椐查得的目標可靠度和變異水平等級，查表確定可靠度系數(shù)。 (3-13)式中：可靠度系數(shù)，取1.13滿足上式。所以，初擬路面結(jié)構(gòu)合適。路面防凍厚度計算：粘性土干燥路段不驗算防凍

45、厚度。中濕狀態(tài)下路面結(jié)構(gòu)：面層： 普通水泥混凝土 初估板厚23cm基層： 5%水泥穩(wěn)定沙礫 18cm底基層：石灰粉煤灰穩(wěn)定土 18cm墊層： 天然砂礫 15cm確定土基回彈模量E0：中濕路段的土基回彈模量為35.2Mpa。底基層和墊層同時存在時，應(yīng)將底基層和墊層換算成具有當(dāng)量回彈模量和當(dāng)量厚度的單層，然后再與基層一起計算基層頂面的當(dāng)量回彈模量：Ex底基層和墊層的當(dāng)量回彈模量（Mpa） (3-14)hx底基層和墊層的當(dāng)量厚度（m） (3-15)Dx底基層和墊層的當(dāng)量彎曲剛度（Mpa） (3-16)式中：h1、h2底基層和墊層的厚度（m）E1、E2底基層和墊層的回彈模量（Mpa）取600Mpa,1

46、50Mpa (3-17)計算荷載疲勞應(yīng)力： (3-18) (3-19)式中：標準軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（Mpa）r混凝土板的相對剛度半徑（m） (3-20)h混凝土板厚（m）Ec水泥混凝土的彎拉彈性模量（Mpa）取31000MpaEt基層頂面的當(dāng)量回彈模量（Mpa） (3-21)Ex基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量（Mpa） (3-22)hx基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度（m） (3-23)Dx基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度（Mpa） (3-24)E0路床頂面的回彈模量（Mpa）取35.2Mpah1、h2基層和底基層或墊層的厚度（m）E1、E2基層和底基層或墊層的回彈模量（Mpa）