畢業(yè)論文-南充市嘉陵區(qū)鳳埡山公路路基面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)題目：南充市嘉陵區(qū)鳳埡山公路路基面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)201摘要鳳埡山是從嘉陵區(qū)至的一條二級(jí)路，它的建設(shè)對(duì)完善路網(wǎng)，促進(jìn)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，帶動(dòng)貧困地區(qū)早日脫貧致富，促進(jìn)嘉陵區(qū)之間的橫向聯(lián)系，意義重大。本設(shè)計(jì)根據(jù)嘉陵公路沿線地質(zhì)、地形、水文等自然條件,依據(jù)交通部頒發(fā)的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，完成K355+900～K358+700段施工圖設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)應(yīng)用緯地道路輔助設(shè)計(jì)軟件HintCAD5.8、繪圖軟件AutoCAD2004、辦公軟件Offices2003等計(jì)算機(jī)工具，對(duì)公路路線、路基路面、排水工程、附屬工程、平面交叉及沿線設(shè)施等進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，并繪制出相應(yīng)表格和圖紙。通過(guò)對(duì)瀝青路面和水泥路面的設(shè)計(jì)，確定瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面的各結(jié)構(gòu)層厚度，本著優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)、合理的原則進(jìn)行整體施工組織設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞路基；瀝青混凝土；水泥混凝土；平面交叉；施工組織-5目錄摘要 I第一章概述 11.1建設(shè)項(xiàng)目背景 11.2工程概況 11.2.1地理、地形條件 11.2.2水文、地質(zhì)條件 21.2.3氣候條件 21.2.4設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 2第二章路線設(shè)計(jì) 42.1路線設(shè)計(jì) 42.1.1定線 42.1.2平面設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 42.1.3縱斷面設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 62.1.4平、縱組合設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 72.1.5橫斷面設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9第三章瀝青路面設(shè)計(jì) 103.1軸載分析 103.2軸載換算 103.2.1以設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)累計(jì)車(chē)輛軸次 103.2.2當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)累計(jì)車(chē)輛軸次 123.3結(jié)構(gòu)組成與材料選取 133.4各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度 133.5設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定 133.5.1設(shè)計(jì)彎沉值 133.5.2各層材料容許拉應(yīng)力 143.6路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算 153.6.1確定理論彎沉系數(shù) 153.6.2確定設(shè)計(jì)層厚度 163.7瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 163.7.1驗(yàn)算瀝青面層底部彎拉應(yīng)力 173.7.2驗(yàn)算水泥碎石底部拉應(yīng)力 173.7.3驗(yàn)算石灰土碎石的底部拉應(yīng)力 183.8確定路面結(jié)構(gòu)層 183.9防凍厚度檢驗(yàn) 19第四章普通水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 204.1交通量分析 204.1.1標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算 204.1.2設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù) 214.2路面結(jié)構(gòu)及材料參數(shù) 224.2.1.初擬路面結(jié)構(gòu) 224.2.2.確定材料參數(shù) 234.3應(yīng)力計(jì)算 244.3.1計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力 244.3.2計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力 244.3.3應(yīng)力驗(yàn)算 254.4防凍厚度檢驗(yàn) 254.5接縫設(shè)計(jì) 264.5.1縱向接縫 264.5.2橫向接縫 264.5.3交叉口接縫布設(shè) 294.5.4接縫填封材料 294.5.5邊緣鋼筋和角隅鋼筋 294.6混凝土路面與瀝青路面相接 30第五章路基路面排水設(shè)計(jì) 315.1路界地表排水 315.1.1路面表面排水 315.1.2坡面排水 325.2路面內(nèi)部排水 335.2.1一般規(guī)定 335.2.2宜設(shè)置路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的情況 345.2.3路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 345.2.4路面邊緣排水系統(tǒng) 345.3地下排水 355.3.1一般規(guī)定 355.3.2地下水調(diào)查和測(cè)定 365.3.3含水層介質(zhì)的滲透系數(shù)室內(nèi)或野外試驗(yàn)確定方法 365.3.4地下排水設(shè)施 36第六章平面交叉設(shè)計(jì) 396.1平面交叉設(shè)計(jì)原則 396.2平面交叉設(shè)計(jì)速度 396.3平面交叉渠化設(shè)計(jì) 406.4平面交叉處公路的線形 406.4.1平面線形 406.4.2縱面線形 406.4.3立面設(shè)計(jì) 406.5通視三角區(qū) 416.6工程實(shí)況 41第七章施工組織設(shè)計(jì) 437.1工程概況 437.1.1主要工程量 437.2施工總安排 437.2.1施工總安排 437.2.2施工組織設(shè)計(jì)的基本原則 447.3路基施工 447.3.1測(cè)量放樣 447.3.2清理場(chǎng)地 447.3.3路堤施工 447.3.4路塹施工 467.4瀝青混凝土路面施工 467.4.1未篩分水泥碎石基層 467.4.2石灰土碎石底基層施工 487.4.3石灰土碎石結(jié)構(gòu)層的壓實(shí) 507.4.4橫向接縫處理 507.4.5施工工藝流程圖 517.4.6瀝青混凝土面層施工 527.4.7瀝青混合料的攤鋪 537.4.8瀝青混合料的壓實(shí)及成型 547.4.9接縫、修邊和清場(chǎng) 547.5水泥混凝土路面施工 577.5.1施工準(zhǔn)備 577.5.2混凝土拌和物攪拌與運(yùn)輸 577.5.3混凝土層鋪筑 587.5.4接縫 587.5.5抗滑構(gòu)造施工 597.5.6混凝土路面養(yǎng)生 597.6設(shè)備、人員、材料運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng) 59結(jié)論 61參考文獻(xiàn) 62致謝 72鳳埡山公路（K355+900-K358+700）段施工圖設(shè)計(jì)PAGE64概述1.1建設(shè)項(xiàng)目背景鳳埡山公路建設(shè)項(xiàng)目是一條重要的交通干線，鳳埡山公路是我市“九五”計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，是南充市嘉陵區(qū)的8條國(guó)道干線公路之一，也是我市公路網(wǎng)“OK”型主骨架的重要組成部分。鳳埡山位于國(guó)道212旁，全長(zhǎng)240.563公里，其中一級(jí)路36.91公里，路基寬度25.5米，設(shè)計(jì)時(shí)速為100公里。二級(jí)路203.653公里，路基寬度為12米，設(shè)計(jì)時(shí)速為80公里。本次設(shè)計(jì)為其中的二級(jí)路部分。通過(guò)此次的設(shè)計(jì)，望達(dá)成鞏固知識(shí)，加深拓展的目的，為將來(lái)從事工作打下理論實(shí)踐基礎(chǔ)，并熟悉掌握專業(yè)相關(guān)軟件的操作與使用，力求創(chuàng)新。1.2工程概況該設(shè)計(jì)項(xiàng)目K355+900~K358+700標(biāo)段為二級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì)，路線全長(zhǎng)2.8公里，該標(biāo)段設(shè)計(jì)填方21690.067，挖方29979.464，路面工程70000m2，防護(hù)工程400m3；設(shè)涵洞3道、與大車(chē)道平面交叉5處并設(shè)有配套交通工程及沿線設(shè)施。1.2.1地理、地形條件鳳埡山沿線地面自然植被茂密。地貌總體為平原微丘類(lèi)型，全線地勢(shì)由北向南逐漸傾斜，北部為低山區(qū)，群山密布，森林茂密。中部為低山丘陵和山前臺(tái)地，地勢(shì)較平緩，土質(zhì)肥沃。其中山地44225平方公里，占64.3%，海拔300—800米左右，平原24051平方公里，占35%；洼地450平方公里，占1%，多為黑龍江、嫩江及主要支流地帶。本設(shè)計(jì)路段(K355+900-K358+700)屬平原微丘區(qū)地形，地形平坦，海拔高度374米～385米，沿線多為農(nóng)田。1.2.2水文、地質(zhì)條件沿線地質(zhì)構(gòu)造為新生代第四紀(jì)沉積層和沖積層，露出巖層為下元古代緒晶片巖、大理石巖和混合花崗巖等，巖層含水性不均，埋藏條件復(fù)雜，有風(fēng)化裂隙水、層間水和深洞水等。地表土質(zhì)以低液限粘土、碎石土和風(fēng)化山砂為主。山體碎石土層厚度較大，土質(zhì)優(yōu)良，儲(chǔ)量豐富，可作為路堤填筑材料。地質(zhì)構(gòu)造，決定地基及路基附近巖層的穩(wěn)定性，確定有無(wú)滑坍、碎落和崩坍的可能；同時(shí)也決定土石方工程施工難易和筑路材料的質(zhì)量。本設(shè)計(jì)標(biāo)段(K355+900~K358+700)由于該地區(qū)冬季氣溫較低，屬于季節(jié)性東凍土區(qū)，故在公路設(shè)計(jì)和施工時(shí)要著重考慮個(gè)別路段路基路面排水情況，防止水流積聚后體積增大，造成路基隆起而開(kāi)裂。1.2.3氣候條件項(xiàng)目區(qū)屬南亞熱帶亞濕潤(rùn)氣候。具有夏季長(zhǎng)、溫度日變化大，四季不分明，降雨少而集中，易發(fā)生泥石流等災(zāi)害。日照多，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，氣候垂直差異顯著等特征。

所處的河谷地區(qū)比較溫暖，年平均氣溫在19℃～21℃之間。全年無(wú)冬，最冷月的月平均氣溫也在10℃以上。夏季的氣溫卻不高，最熱月的月平均氣溫也不過(guò)26℃左右。這里降水不多，云量少而光照充足，全年日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)達(dá)2300～2700小時(shí)。年總降水量760在1200毫米之間,分干、雨兩季,降水量高度集中在雨季(6～10月),雨季降雨量占年降雨量的90%左右。從河谷到高山具有南亞熱帶至溫帶的多種氣候類(lèi)型。夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，路線所經(jīng)區(qū)域?qū)儆陂L(zhǎng)江流域，其大部分路段沿金沙江干流和支流布設(shè)。地震基本烈度為Ⅶ度。1.2.根據(jù)四川省及中華人民共和國(guó)交通部公路網(wǎng)整體規(guī)劃，按照設(shè)計(jì)交通量、公路使用功能及服務(wù)水平等，依據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)，采用標(biāo)準(zhǔn)如表2-1所示。表2-1黑河到北安段（K355+900-K358+700）設(shè)計(jì)指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)名稱單位數(shù)量1公路等級(jí)級(jí)公路-Ⅱ級(jí)2設(shè)計(jì)速度Km/h803路線總長(zhǎng)Km2.84路基寬度m125硬路肩寬度m2×1.506土路肩寬度m2×0.757行車(chē)道寬度m2×3.758圓曲線最小半徑一般值m400極限值m2509最大縱坡%510最小坡長(zhǎng)m20011最小縱坡%0.312豎曲線最小半徑一般值(凸)m450013豎曲線最小半徑一般值(凹)m3000第二章路線設(shè)計(jì)2.1路線設(shè)計(jì)2.1.1定線本設(shè)計(jì)利用緯地軟件進(jìn)行平面定線，本地區(qū)地表平坦，無(wú)明顯起伏，地面自然坡度在3°以內(nèi)，最高低程為374.800m，最高高程為383.900m.相對(duì)高差在9m左右，故布線一般不受地形限制，定線線可按平原微丘區(qū)定線線原則進(jìn)行，所選定路線可見(jiàn)地形圖所示。本地區(qū)農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)，故選線時(shí)根據(jù)地形、地物條件，并在對(duì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、自然災(zāi)害、筑路材料、生態(tài)環(huán)境、自然景觀等進(jìn)行充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合沿線小區(qū)域氣候特征進(jìn)行方案研究，盡量將線位選在地質(zhì)條件較好的地段，盡量做到少占農(nóng)田和不占高產(chǎn)田；還應(yīng)考慮填方和挖方的影響，路基可選用半填半挖，既節(jié)省土方，又避免了借土的遠(yuǎn)運(yùn)；最后在合理的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，盡可能地滿足當(dāng)?shù)鼐用窈蛙?chē)輛的出行需要，保證出行安全。本圖路線的起點(diǎn)和終點(diǎn)均已確定，即路線的基本方向基本確定，按地形、地質(zhì)、水文等自然條件選出一些細(xì)部控制點(diǎn)，進(jìn)行路線布局，最后通過(guò)試算和比選的方法選擇最優(yōu)方案。本次路線設(shè)計(jì)充分考慮道路與周?chē)h(huán)境的配合、道路與生態(tài)平衡的關(guān)系、道路自身線性的美觀和協(xié)調(diào)，以及駕駛員視覺(jué)和心理反映等問(wèn)題。2.1.2平面設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)根據(jù)汽車(chē)行駛的力學(xué)性質(zhì)和行駛的軌跡來(lái)確定各線形要素的幾何要求。各幾何元素的確定是以設(shè)計(jì)車(chē)速為主要根據(jù)的。平面設(shè)計(jì)原則(1)道路平面位置應(yīng)按照道路總體規(guī)劃道路網(wǎng)布設(shè)。(2)道路平面線形設(shè)計(jì)應(yīng)與地形、地質(zhì)、水文等結(jié)合，并綜合考慮公路的平面、縱斷面、橫斷面三者間關(guān)系，做到平面順適、縱斷面均衡、橫斷面合理。(3)路線設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和合理利用土地資源的基本國(guó)策，在確定路基、路面、橋梁、隧道、交叉、交通工程及沿線設(shè)施等人工構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)形式、布設(shè)位置、取齊土場(chǎng)、征用土地等設(shè)計(jì)中，應(yīng)減少因修建公路給沿線生態(tài)帶來(lái)的影響，并結(jié)合綠化或采取相應(yīng)工程措施，協(xié)調(diào)、改善人工構(gòu)造物與沿線自然景觀間的配合，提高公路環(huán)境質(zhì)量。(4)平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。(5)除滿足汽車(chē)行駛力學(xué)上的要求外，還應(yīng)滿足駕駛員和乘客在視覺(jué)和心理上的要求。(6)保持平面線性的均衡與連貫。為使一條公路上的車(chē)輛盡量以均勻的速度行駛，應(yīng)注意使線形要素保持連續(xù)性而不出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的突變。(7)應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形。這種線形給駕駛造成不便，也影響乘車(chē)舒適性。設(shè)計(jì)時(shí)可在曲線間插入足夠長(zhǎng)的直線或緩和曲線。(8)為避免長(zhǎng)直線路段景觀單調(diào)的缺陷，考慮駕駛者的視覺(jué)、心理等因素，直線的最大長(zhǎng)度應(yīng)有所限制，一般不大于設(shè)計(jì)車(chē)速的20倍為宜。(9)直線的最小長(zhǎng)度：當(dāng)設(shè)計(jì)速度≥60km/h時(shí)，同向曲線間最小直線長(zhǎng)度以不小于設(shè)計(jì)速度的6倍為宜，反向曲線間最小直線長(zhǎng)度以不小于設(shè)計(jì)速度的2倍為宜。適宜采用直線的路段(1)市鎮(zhèn)及近郊、或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)。(2)不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開(kāi)闊谷地。(3)長(zhǎng)大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段。(4)路線交叉點(diǎn)及其前后。(5)雙車(chē)道公路提供超車(chē)的路段。圓曲線的特點(diǎn)(1)圓曲線的設(shè)置適應(yīng)地形，適應(yīng)汽車(chē)行駛的軌跡，能滿足汽車(chē)行駛的平順、舒適、速度的要求，且線形美觀。(2)曲線上任意一點(diǎn)的曲率半徑R=常數(shù)，計(jì)算方便，故具有現(xiàn)場(chǎng)易設(shè)置的特點(diǎn)。(3)采用平緩而適當(dāng)?shù)膱A曲線既可引起駕駛員的注意，對(duì)常常促使他們自然緊握方向盤(pán)，而且可以從正面看到路側(cè)的景觀，起到誘導(dǎo)視線的作用。(4)視距條件差。汽車(chē)在圓曲線內(nèi)側(cè)行駛時(shí)，視線受到路塹邊坡或其它障礙物的影響，視距條件差，容易發(fā)生交通事故。緩和曲線設(shè)計(jì)緩和曲線設(shè)置的場(chǎng)合為直線和圓曲線之間；半徑相差較大的同向圓曲線之間。緩和曲線的作用為曲率連續(xù)變化，便于車(chē)輛遵循；離心加速度逐漸變化，旅客感覺(jué)舒適；超高橫坡度逐漸變化，行車(chē)更加平穩(wěn)；與圓曲線配合得當(dāng)，增加線形美觀。工程實(shí)況本路段內(nèi)共設(shè)3個(gè)交點(diǎn)，圓曲線半徑在500—1000米之間，最小半徑500m，最大半徑1000m。平曲線半徑小于2500m者，按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01－2003)要求進(jìn)行超高設(shè)計(jì)其超高旋轉(zhuǎn)方式為繞行車(chē)道中心旋轉(zhuǎn)，設(shè)置緩和曲線最小緩和曲線長(zhǎng)度100米。本設(shè)計(jì)圓曲線半徑都大于250m，所以無(wú)需設(shè)置加寬。同向曲線間的最小直線長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)車(chē)速的6V（即480m）為宜。反向曲線間的最小直線長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)車(chē)速的2V（即160m）為宜。具體詳見(jiàn)直線、曲線及轉(zhuǎn)角表及路線平面設(shè)計(jì)圖。全線設(shè)計(jì)均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，且與地形變化相協(xié)調(diào)，可以保證行車(chē)的安全與舒適。2.1.3縱斷面設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)縱斷面設(shè)計(jì)一般原則(1)應(yīng)滿足縱坡及豎曲線的各項(xiàng)規(guī)定（最大縱坡、最小縱坡、坡長(zhǎng)設(shè)置、坡段最小長(zhǎng)度、豎曲線最小半徑及豎曲線最小長(zhǎng)度等）。(2)縱坡應(yīng)均勻平順。(3)設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定應(yīng)結(jié)合沿線自然條件，如地形、土壤、水文、氣候等因素綜合考慮。(4)縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)與平面線型和周?chē)匦尉坝^相協(xié)調(diào)，應(yīng)考慮人體視覺(jué)心理上的要求，按照平豎曲線相協(xié)調(diào)及半徑的均衡來(lái)確定縱面的設(shè)計(jì)線。(5)應(yīng)爭(zhēng)取填挖平衡，盡量移挖作填，以節(jié)省土石方量，降低工程造價(jià)。(6)依路線的性質(zhì)要求，適當(dāng)照顧當(dāng)?shù)孛耖g運(yùn)輸工具、農(nóng)業(yè)器械、農(nóng)田水利等方面的要求。工程實(shí)況嘉陵區(qū)（K355+900-K358+700）屬于平原微丘地區(qū)，縱斷面設(shè)計(jì)要保證最小縱坡的要求。該設(shè)計(jì)路段最大縱坡0.562%，最小縱坡0.311%，最小直坡段長(zhǎng)為900米。全線共設(shè)2處豎曲線，其中一個(gè)為凸形豎曲線，半徑45000米，一個(gè)為凹形豎曲線，半徑45000米。均大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般最小值，滿足規(guī)范要求。沿線共設(shè)有三個(gè)涵洞，涵洞是宣泄路堤下少量水流的道路工程構(gòu)造物，它從路面下方橫穿過(guò)道路，埋置于路基土層中。涵洞頂上一般都有較厚的填土（大于50cm）。本設(shè)計(jì)中涵洞為單孔領(lǐng)圈式洞口形式暗涵，結(jié)構(gòu)形式按構(gòu)造形式設(shè)為圓管涵，按洞身斷面形狀設(shè)計(jì)為圓形。直徑2米。本設(shè)計(jì)為二級(jí)公路采用路基邊緣標(biāo)高，最大超高6%，旋轉(zhuǎn)方式為繞行車(chē)道中心旋轉(zhuǎn)，漸變方式為線性漸變，在設(shè)置超高段為設(shè)超高前該處邊緣標(biāo)高。外側(cè)土路肩不超高，曲線不設(shè)置加寬。橫向排水不暢的路段或長(zhǎng)路塹段，采用平坡小于0.3%的縱坡時(shí)，其邊溝應(yīng)作縱向排水。本設(shè)計(jì)中坡度均大于0.3%。2.1.4平、縱組合設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)平、縱線形組合設(shè)計(jì)原則(1)應(yīng)在視覺(jué)上能自然的引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺(jué)的連續(xù)性。(2)注意保持平縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小均衡。(3)選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?以利于行車(chē)安全和路面排水。(4)注意與道路周?chē)h(huán)境的配合。平、縱線形組合的的基本要求(1)當(dāng)豎曲線與平曲線組合時(shí)，豎曲線均包含在平曲線之內(nèi)，平曲線長(zhǎng)于豎曲線。(2)要選擇適當(dāng)?shù)暮铣善露取?3)要保持平曲線與豎曲線大小的均衡。(4)當(dāng)平曲線緩而長(zhǎng)，縱斷面坡差較小時(shí)，可不要求平、豎曲線一一對(duì)應(yīng)，平曲線中可包含多個(gè)豎曲線或豎曲線略長(zhǎng)于平曲線。平、縱組合中應(yīng)注意避免的組合(1)避免豎曲線的頂?shù)撞坎迦胄“霃降钠角€。(2)避免將小半徑的平曲線起訖點(diǎn)設(shè)在或接近豎曲線的頂?shù)撞俊?3)避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點(diǎn)重合。(4)避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍、斷背、折曲等使駕駛員視線中斷的線型。(5)避免在長(zhǎng)直線上設(shè)置陡坡或曲線長(zhǎng)度短、半徑小的凹形豎曲線。(6)避免急彎與陡坡的不利組合。(7)應(yīng)避免小半徑的豎曲線與緩和曲線的重合。具體平縱組合如下圖2-1所示：圖2-1平曲線與豎曲線組合對(duì)一般公路的視覺(jué)分析得出，平豎曲線的半徑在下表所列數(shù)值以下時(shí)，最好避免這兩種線形重合，或把急彎與陡坡線形錯(cuò)開(kāi)，或考慮把其中一線形增大到表2-2所列數(shù)值的兩倍以上。表2-2避免平縱線形相對(duì)應(yīng)的界限設(shè)計(jì)車(chē)速m平曲線半徑m豎曲線半徑m設(shè)計(jì)車(chē)速m平曲線半徑m豎曲線半徑m8040050003050150060200250020501000工程實(shí)況本設(shè)計(jì)中有兩處平、縱組合（K356+800與K357+750處），如圖2-2a),b)滿足豎曲線家包含在平曲線之內(nèi)等規(guī)范要求。a)K356+800b)K357+750圖2-2平、縱組合設(shè)計(jì)2.1.5橫斷面設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)橫斷面設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是根據(jù)交通性質(zhì)、交通量、行車(chē)速度，結(jié)合地形、氣候、土壤等條件進(jìn)行道路車(chē)行道、路肩等的布置，確定路基幾何尺寸，并進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以保證它們強(qiáng)度和穩(wěn)定性。橫斷面設(shè)計(jì)原則公路橫斷面的組成和各部分的尺寸要根據(jù)規(guī)劃交通量、交通組成、設(shè)計(jì)車(chē)速、地形條件等因素確定。在保證必要的通行能力和交通安全與暢通的前提下，盡量做到用地省、投資少，使道路發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。橫斷面應(yīng)由設(shè)計(jì)線和地面線組成，其中地面線由實(shí)際測(cè)量得到，而設(shè)計(jì)線應(yīng)包括行車(chē)道、路肩、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡道以及取土坑、棄土堆和環(huán)境保護(hù)設(shè)施等。另外，橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)遠(yuǎn)近結(jié)合，使近期工程成為遠(yuǎn)期工程的組成部分。路面寬度及標(biāo)高等應(yīng)留有一定的發(fā)展余地。工程實(shí)況二級(jí)公路路基的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面應(yīng)有車(chē)道、路肩（右側(cè)硬路肩、土路肩）等部分組成。路基寬度12米，行車(chē)道橫坡度為1.5%。雙車(chē)道，單車(chē)道寬3.75米，硬路肩寬1.50m，土路肩寬0.75m。其中填方邊坡為1：1.5,挖方邊坡為1：0.5，填挖邊坡形式為一級(jí)臺(tái)階形式，左右側(cè)形式相等，邊溝邊坡為1：1，邊溝設(shè)置形式為梯形，左右側(cè)一樣，H=0.6m,W=0.6m。排水溝設(shè)置形式為矩形排水溝，左右側(cè)一樣，H=0.6m,W=0.6m。如圖2-3所示。圖2-3(K356+080)處橫斷面設(shè)計(jì)圖(尺寸單位:mm)瀝青路面設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)路段（K355+900-K358+700）設(shè)計(jì)年限為12年，是一條雙車(chē)道的二級(jí)公路，使用期內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率為10%。該路段處于Ⅰ2區(qū)，土質(zhì)屬于粘土，土基回彈模量為35Mpa，沿線有碎石、石灰、粉煤灰、瀝青、水泥等供應(yīng)。路面寬度為B=12m，行車(chē)道為2×3.75m。此公路設(shè)有一個(gè)收費(fèi)站，要求此處采用水泥混凝土路面，其它路段均采用瀝青混凝土路面，該設(shè)計(jì)路段處于中濕路段。其交通組成及交通量見(jiàn)表3-1。表3-1交通組成及交通量車(chē)型名稱雙向交通量(輛/d)解放CA10B700黃河JN15085依土茲TD5020東風(fēng)EQ1403003.1軸載分析我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)如表3-2。表3-2標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載P(KN)100單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d(cm)21.3輪胎接地壓強(qiáng)（MPa）0.7兩輪中心距（cm）1.5d3.2軸載換算3.2.1以設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)累計(jì)車(chē)輛軸次當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡是軸載大于25KN的各級(jí)軸載（包括車(chē)輛的前后軸）Pi的作用次數(shù)ni,均應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N：N－標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次。ni－被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日）。P－標(biāo)準(zhǔn)軸載p=100KN。C1－輪組系數(shù)，雙輪組為1，單輪組為6.4，四輪組為0.38。C2－軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，接單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1，車(chē)軸間距小于3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算，C1=1+1.2（m-1），m—軸數(shù)。見(jiàn)表3-3。表3-3軸載計(jì)算結(jié)果表車(chē)型解放CA10B前軸19.40117000.56后軸60.851170080.66黃河JN150前軸49.0011853.82后軸101.60118591.08依土茲TD50前軸42.211200.47后軸90.00112012.65東風(fēng)EQ140前軸23.70113000.57后軸69.201130060.48N==250.29累計(jì)車(chē)輛軸次:式中：Ne－設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的累計(jì)當(dāng)最軸次〔次/車(chē)道);t－設(shè)計(jì)年限(年);N－營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)最軸次(次/d);γ－設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長(zhǎng)率(%);η－車(chē)道系數(shù)。見(jiàn)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ.D50-2006）中表3.1.6。雙向兩車(chē)道時(shí)取為0.6。==1172147.652次/車(chē)道3.2.2當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)累計(jì)車(chē)輛軸次當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡是軸載大于50KN的各級(jí)軸載（包括車(chē)輛前，后軸），Pi的作用次數(shù)ni應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)。式中:C1＇－輪組系數(shù)，單軸組為18.5，雙軸組為1.0，四軸組為0.09。C2＇－軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算,則C1＇=1，當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算C1＇=1+2（m-1）m—軸數(shù)。表3-4軸載計(jì)算結(jié)果表車(chē)型＇＇解放CA10B前軸19.4011700－后軸60.851170013.16黃河JN150前軸49.0011850.28后軸101.60118592.77依土茲TD50前軸42.211200.02后軸90.0011208.6東風(fēng)EQ140前軸23.711300－后軸69.201130015.77=130.6==611620.4537次/車(chē)道3.3結(jié)構(gòu)組成與材料選取由上面的計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車(chē)道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次在<150萬(wàn)次，屬于低交通。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，考慮到公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)面層采用4cm中粒式瀝青混凝土+7cm粗粒式瀝青混凝土；基層作為設(shè)計(jì)層采用水泥穩(wěn)定碎石；底基層用20cm石灰土碎石。3.4各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度土基回彈模量的確定可查表,各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度,由《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG.D50-2006）查得以路面設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度時(shí),采用20℃的抗壓模量；驗(yàn)算層底拉應(yīng)力時(shí)采用15℃的抗壓模量。各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度如表3-4。表3-5各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度層次厚度（cm）抗壓回彈模量(Mpa)劈裂強(qiáng)度(Mpa)20℃15℃1中粒式瀝青混凝土4120018001.02粗粒式瀝青混凝土7100012000.83水泥穩(wěn)定碎石？15000.54石灰土碎石2010000.35土基—35—3.5設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定3.5.1設(shè)計(jì)彎沉值公路等級(jí)為二級(jí)，根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG.D50-2006）可知公路等級(jí)系數(shù)取Ac=1.1，瀝青混凝土面層As=1.0，基層類(lèi)型為半剛性基層則Ab=1.0。ld=600Ne-0.2AcAsAb式中：ld－設(shè)計(jì)彎沉值(0.01mm)；Ne－從設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道累計(jì)當(dāng)量軸次(次/陣道)；Ac－公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為1.0，二級(jí)公路為1.1；As－面層類(lèi)型系數(shù)。瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、瀝青貫人式路面(含上拌下貫式路面)、瀝育表面處治為1.1。Ab－路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型系數(shù)，半剛性基層瀝青路面為1.0，柔性基層瀝青路面為1.6。則ld=600Ne-0.2AcAsAb=600×（1172147.652）-0.2×1.1×1×1=40.34（0.01mm）3.5.2各層材料容許拉應(yīng)力式中：σR－路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力((MPa);σs－瀝青混凝土或半剛性材料的極限劈裂強(qiáng)度(MPa);Ks－抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。(1)中粒式密級(jí)配瀝青混凝土Ks=0.09Ne0.22/Ac=0.09×1172147.6520.22/1.1=1.77;=1.0/1.77=0.56MPa(2)粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土Ks=0.09Ne0.22/Ac=0.09×1172147.6520.22/1.1=1.77;=0.8/2.56=0.45MPa(3)水泥碎石Ks=0.35×Ne＇0.11/Ac=0.35×1172147.6520.11/1.1=1.48=0.5/1.48=0.34MPa(4)石灰土碎石Ks=0.35×Ne＇0.11/Ac=0.35×1172147.6520.11/1.1=1.48=0.3/1.48=0.20MPa3.6路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算進(jìn)行結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算時(shí)，將多層體系轉(zhuǎn)換為三層體系的方法為：將多層體系里的第一層作為換算后的第一層,這一層的回彈模量取原多層體系里的第一層的回彈模量值；將多層體系里其余的結(jié)構(gòu)層作為三層體系的第二層，這一層的回彈模量取原多層體系里的第二層的回彈模量值；三層體系中的第三層為土基層，E0為土基回彈模量。h1=4cmE1=1200Mpah1=4cmE1=1200MPah2=7cm E2=1000MpaH=？ E2=1000MPah3=? E3=1500MpaE0=35Mpah4=20cmE4=1000MpaE0=35Mpa3.6.1確定理論彎沉系數(shù)式中：ls－路表計(jì)算彎沉值(0.01mm)，此時(shí)取ld=ls；F－彎沉綜合修正系數(shù)；P，δ－標(biāo)準(zhǔn)車(chē)型的輪胎接地壓強(qiáng)(MPa)和當(dāng)量圓半徑(cm)，為單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d的一半，即21.3/2＝10.65cm。－理論彎沉系數(shù)；E0－土基抗壓回彈模量值(MPa)。==×1200/(2000×10.65×0.7×0.62)=確定設(shè)計(jì)層厚度由由三層體系表面彎沉系數(shù)諾模圖查得=6.60由=35/1000=0.035查三層體系表面彎沉系數(shù)諾模圖得K1=1.35因此K2=/（K1）=5.24/（6.60×1.35）=0.59又因?yàn)?=27+1.18h3由K2=0.59,=0.035,，查諾模圖得H/=4.40,則H=4.40×10.65=46.86cm,則h3=20cm。3.7瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算進(jìn)行結(jié)構(gòu)層拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，將多層體系轉(zhuǎn)變?yōu)槿龑芋w系的方法與前面所述的進(jìn)行結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算的方法有所不同。假設(shè)共有n個(gè)結(jié)構(gòu)層（第n層為土基層），則第n-1層為中層，中層以上的結(jié)構(gòu)層為上層。上層的換算公式為：、；E1=Ei,E2=Ei+1中層的換算公式為：；H=hn-1；E1=En-2,E2=En-1。3.7.1驗(yàn)算瀝青面層底部彎拉應(yīng)力瀝青面層底部結(jié)構(gòu)層為總結(jié)構(gòu)層里的第二層，所以第二層為i層。h1=4cmE1=1800Mpah=？E1=1200MPah2=7cm E2=1200MpaH=？ E2=1500MPah3=? E3=1500MpaE0=35Mpah4=20cm E4=1000MpaE0=35Mpa換算后的厚度:cmcm,=1500/1200=1.25查諾模圖，上層結(jié)構(gòu)的，由上述計(jì)算結(jié)果得,得<0滿足要求。3.7.2驗(yàn)算水泥碎石底部拉應(yīng)力水泥碎石底部所在的結(jié)構(gòu)層為第三層，仍為上層結(jié)構(gòu)，第三層為i層。h1=4cmE1=1800Mpah=？E1=1500MPah2=7cm E2=1200MpaH=20 E2=1000MPah3=? E3=1500MpaE0=35Mpah4=20cm E4=1000MpaE0=35Mpa換算后的厚度:h=cm由H/=20/10.65=1.88,=35/1000=0.035,=1000/1500=0.67，h/=30.64/10.65=2.88查表得：=Pm1m2=0.7×0.15×1.49×1.10=0.178MPa<=0.34MPa滿足要求。3.7.3驗(yàn)算石灰土碎石的底部拉應(yīng)力石灰土碎石的底部結(jié)構(gòu)層為中層。h1=4cmE1=1800Mpah=？E1=1500MPah2=7cmE2=1200MpaH=20 E2=1000MPah3=? E3=1500MpaE0=35Mpah4=20cmE4=1000MpaE0=35MpaH/=20/10.65=1.88=35/1000=0.035查表得=0.478H/=1.88=1000/1500=0.67查表得n1=1.170H/=1.88h/=30.81/10.65=2.89=0.67查表得n2=0.70m=Pn1n2=0.7×0.465×1.170×0.70=0.27Mpa>=0.20Mpa不符合要求需要加大石灰土碎石層的厚度。取石灰土碎石層厚度h4=30cmH/=30/10.65=2.82=35/1000=0.035查表得=0.30H/=2.82=0.67查表n1=1.135H/=2.82h/=30.81/10.65=2.89=0.67查表n2=0.80m=Pn1n2=0.7×0.30×1.135×0.80=0.19Mpa<=0.20Mpa符合要求。3.8確定路面結(jié)構(gòu)層綜上所述，路面結(jié)構(gòu)面層采用4cm中粒式瀝青混凝土+7cm粗粒式瀝青混凝土+20cm水泥穩(wěn)定碎石基層+30cm石灰土碎石底基層。如圖3-1。圖3-1路面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(尺寸單位:cm)3.9防凍厚度檢驗(yàn)因路面結(jié)構(gòu)總厚度為61cm，查《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG.D50-2006）表5.2.4得最小防凍層厚度為50cm～60cm，所以可不考慮防凍層。第四章普通水泥混凝土路面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中收費(fèi)站附近的標(biāo)段要求采用水泥混凝土路面，故進(jìn)行水泥混凝土路面設(shè)計(jì)。4.1交通量分析4.1.1標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不同軸-輪型和軸載的作用次數(shù)，按《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2003）換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。凡是前后軸軸載大于40KN（單軸）的軸數(shù)均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)。式中：Ns－100KN的單軸-雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)；Pi－單軸-單輪、單軸-雙輪組、雙軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型軸載的總重（KN）；n－軸型和軸載級(jí)位數(shù)；Ni－各類(lèi)軸—輪型i級(jí)軸載的作用次數(shù)；－軸-輪型系數(shù)，單軸-雙輪組時(shí)，=1；單軸-單輪時(shí)，按式δi=2.22×103Pi-0.43計(jì)算；雙軸-雙輪組時(shí)，按式δi=1.07×10-5Pi-0.22計(jì)算；三軸—雙輪組時(shí)，按式=2.24×10-8×計(jì)算。表4-1交通參數(shù)車(chē)型PiNi解放CA10B前軸19.407001—后軸60.8510.247黃河JN150前軸49.008510.001后軸101.601109.577依土茲TD50前軸42.20201—后軸90.0013.706東風(fēng)EQ140前軸23.703001—后軸69.2010.830114.3614.1.2設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)水泥混凝土面層臨界荷位處所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)，可按《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2003）中式A.2.2計(jì)算確定。式中：Ne－標(biāo)準(zhǔn)軸級(jí)累計(jì)作用次數(shù)；t－設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期；gr－交通最年平均增長(zhǎng)率；η－臨界荷位處的車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)。按表4-2選用。表4-2車(chē)輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級(jí)縱縫邊緣處高速公路、一級(jí)公路、收費(fèi)站0.17~0.22二級(jí)及二級(jí)以下公路行車(chē)道寬>7m0.34~0.39行車(chē)道寬≤7m0.54~0.62注:車(chē)通或行車(chē)道寬或者交通量較大時(shí)。取高值；反之，取低值。由上表可知本設(shè)計(jì)η的取值范圍為0.34~0.39，現(xiàn)按中間值取用，η＝0.37。Ne=＝884581.041次水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)分為4級(jí)，分級(jí)范圍如表4-3。表4-3軸載作用分級(jí)表交通等級(jí)特重重中等輕設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne(104)>2000100～20003～100<3得本水泥混凝土路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為中等交通。表4-4混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值交通等級(jí)特重重中等輕水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)5.05.04.54.0鋼纖維混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)6.06.05.55.0得本設(shè)計(jì)混凝土彎拉強(qiáng)度f(wàn)r為4.5Mpa。4.2路面結(jié)構(gòu)及材料參數(shù)4.2.1初擬路面結(jié)構(gòu)由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2003）查得：表4-5適宜各交通等級(jí)的面層類(lèi)型面層類(lèi)型適用條件連續(xù)配筋混凝土面層高速公路瀝青上面層與連續(xù)配筋混凝土或橫縫設(shè)傳力的普通混凝土下面層組成的復(fù)合式路面特重交通的高速公路碾壓混凝土面層二級(jí)及二級(jí)以下公路、服務(wù)區(qū)停車(chē)場(chǎng)得本設(shè)計(jì)應(yīng)采用碾壓混凝土面層。表4-6水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通等級(jí)中等輕公路等級(jí)二級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)變異水平等級(jí)高中高中高中面層厚度（mm）240-210230-200220-200270~240<=230<=220得本設(shè)計(jì)面層厚度取值范圍為230mm~200mm。表4-7適宜各交通等級(jí)的基層類(lèi)型交通等級(jí)基層類(lèi)型特重交通貧混凝土、碾壓混凝土或?yàn)r青棍凝土基層重交通水泥穩(wěn)定粒料或?yàn)r青穩(wěn)定碎石基層中等或輕交通水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級(jí)配粒料基層得本設(shè)計(jì)基層宜采用水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級(jí)配粒料基層。表4-8各類(lèi)基層厚度的適宜范圍基層類(lèi)型厚度適宜的范圍（mm）貧混凝十或碾壓混凝土基層120~200水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定?？苹鶎?50~250瀝青混凝土基層40~60瀝青穩(wěn)定碎石基層80~100級(jí)配粒料基層150~200多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層100~140瀝青穩(wěn)定碎石亨排水基層80~100得本設(shè)計(jì)基層厚度適宜的范圍為150mm~250mm。綜上所述，路面結(jié)構(gòu)初步擬定如下：面層：碾壓混凝土面層，由規(guī)范查得推薦厚度22cm，其長(zhǎng)度為5m，寬為3.75m?；鶎樱翰捎盟喾€(wěn)定粒料15cm。墊層：采用天然砂礫20cm。4.2.2確定材料參數(shù)(1)由上可知，交通量為88.5×104次,為中等交通，由表4-3混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值得本設(shè)計(jì)混凝土彎拉強(qiáng)度f(wàn)r為4.5Mpa，混凝土彎拉彈性模量為29Gpa，抗壓強(qiáng)度為35.8Mpa，擬定結(jié)果如下：面板：22cmE=29GPa水泥穩(wěn)定粒料：15cmE1=1500MPa天然砂礫：20cmE2=200MPaE0=35MPa(2)計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2003）中式B.1.4.3應(yīng)力計(jì)算4.3.1計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為:接縫類(lèi)型為設(shè)拉桿平口接縫kj=0.87,綜合系數(shù)kc查表得1.20Kf=Ne0.065=884581.0410.065=2.43由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2003）中式B.1.2計(jì)算得:σpr=KjKfKcσPS=0.87×2.43×1.20×1.27=3.20MPa4.3.2計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力l/r=5/0.686=7.29h=22cm查板溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)值圖可得Bx=0.70a=0.828b=0.041c=1.323a、b和c－回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2003）中的表B.2.3確定。Tg－最大溫度梯度，查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2003）中表3.0.8取用。Tg＝88℃/m。αc－混凝土的線膨脹系數(shù)(1／℃)，通?？扇?×10-5／℃。溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)kt：計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為4.3.3應(yīng)力驗(yàn)算查表可得，二級(jí)公路的安全等級(jí)為三級(jí)，相應(yīng)于三級(jí)安全等級(jí)的變異水平等級(jí)為中級(jí)，且目標(biāo)可靠度為85％，再由目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，查表可得可靠度系數(shù)=1.08。(+)=1.08(3.20+0.95)=4.48MPa<fr=4.5MPa因而，所選普通混凝土面層厚度(0.22m)可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。4.4防凍厚度檢驗(yàn)在季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面的總厚度不應(yīng)小于表4-9規(guī)定的最小防凍厚度。表4-9水泥混凝土路面最小防凍厚度(m)路基干濕類(lèi)型路基土質(zhì)當(dāng)?shù)刈畲蟊鶅錾疃龋╩）0.50~1.001.01~1.501.51~2.00>2.00中濕路基低、中、高液限粘土0.30~0.500.40~0.600.50~0.700.60~0.95粉土，粉質(zhì)低、中液限粘土0.40~0.600.50~0.700.60~0.850.70~1.10潮濕路基低、中、高液限粘土0.40~0.600.50~0.700.60~0.900.75~1.20粉土，粉質(zhì)低、中液限粘土0.45~0.700.55~0.800.70~1.000.80~1.30注:①凍深小或填方路段，或者基、墊層為隔溢性能良好的材料，可采用低值；凍深大或挖方及地下水位高的路段，或者基、墊層為隔溫性能較差的材料，應(yīng)采用高值；②凍深小0.50m的地區(qū)，一般不考慮結(jié)構(gòu)層防凍厚度。由表4-9知，中濕路基,當(dāng)?shù)刈畲蟊鶅錾疃仍?.01~1.50m間，粉質(zhì)中液限粘土水泥混凝土路面最小防凍厚度為50cm,路面總厚度為22+15+20=57cm>50cm滿足要求。4.5接縫設(shè)計(jì)4.5.1縱向接縫縱向接縫的布設(shè)應(yīng)按路面寬度和施工鋪筑寬度而定，一次鋪筑寬度小于路面寬度時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向施工縫。本設(shè)計(jì)縱向施工縫采用平縫形式，上部應(yīng)鋸切槽口，深度為35mm，寬度為5mm，槽內(nèi)灌塞填縫料，構(gòu)造如圖4-1所示；圖4-1槽內(nèi)灌塞填縫料構(gòu)造圖(尺寸單位:mm)縱縫應(yīng)與路線中縫平行。在路面等寬的路段內(nèi)或路面變寬路段的等寬部分，縱縫的間距和形式應(yīng)保持一致。路面變寬段的加寬部分與等寬部分之間，以縱向施工縫隔開(kāi)。加寬板在變寬段起終點(diǎn)處的寬度不應(yīng)小于1m。拉桿應(yīng)采用螺紋鋼筋，設(shè)在板厚中央，并應(yīng)對(duì)拉桿中部100mm范圍內(nèi)進(jìn)行防銹處理。拉桿的直徑、長(zhǎng)度和間距，參照表4-10選用。施工布設(shè)時(shí)，拉桿間距應(yīng)按橫向接縫的實(shí)際位置予以調(diào)整，最外側(cè)的拉桿距橫向接縫的距離不得小于100mm。表4-10拉桿直徑、長(zhǎng)度和間距(mm)面層厚度（mm）到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的距離(m)3.003.503.754.506.007.50200-25014×700×90014×700×80014×700×70014×700×60014×700×50014×700×400260-30016×800×90016×800×80016×800×70016×800×60016×800×50016×800×400注：拉桿直徑、長(zhǎng)度和間距的數(shù)字為直徑×長(zhǎng)度×間距。4.5.2橫向接縫每日施工結(jié)束或因臨時(shí)原因中斷施工時(shí)，必須設(shè)置橫向施工縫，其位置應(yīng)盡可能選在縮縫或脹縫處。設(shè)在縮縫處的施工縫，應(yīng)采用傳力桿的平縫形式，其構(gòu)造如圖4-2a)所示;設(shè)在脹縫處的施工縫,其構(gòu)造與脹縫相同.遇有困難需設(shè)在縮縫之間時(shí)，施工縫采用設(shè)拉桿的企口縫形式，其構(gòu)造如圖4-2b)所示。圖4-2橫向施工縫構(gòu)造(尺寸單位:mm)橫向縮縫可等間距（5m）布置，采用假縫形式。特重和重交通公路、收費(fèi)廣場(chǎng)以及鄰近脹縫或自由端部的3條縮縫，應(yīng)采用設(shè)傳力桿假縫形式，其構(gòu)造如圖4-3a)所示。其他情況可采用不設(shè)傳力桿假縫形式，其構(gòu)造如圖4-3b)所示。圖4-3橫向縮縫構(gòu)造(尺寸單位:mm)橫向縮縫頂部應(yīng)鋸切槽口，深度為面層厚度的1/4，寬度為5mm，槽內(nèi)填塞填縫料。其構(gòu)造如圖4-4所示。圖4-4淺槽口構(gòu)造圖(尺寸單位:mm)在鄰近橋梁或其他固定構(gòu)造物處或其他道路相交處應(yīng)設(shè)置橫向脹縫。設(shè)置的脹縫條數(shù)，視膨脹量大小而定。低溫澆筑混凝土面層或選用膨脹性高的集料時(shí)，宜酌情確定是否設(shè)置脹縫。脹縫寬20mm，縫內(nèi)設(shè)置填縫板和可滑動(dòng)的傳力桿。脹縫的構(gòu)造如圖4-5所示。圖4-5脹縫構(gòu)造(尺寸單位:mm)傳力桿應(yīng)采用光面鋼筋。其尺寸和間距可按表4-11選用。最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為200mm。表4-11傳力桿尺寸和間距(mm)面層厚度(mm)傳力桿直徑傳力桿最小長(zhǎng)度傳力桿最大間距220284003004.5.3交叉口接縫布設(shè)兩條道路正交時(shí)，各條道路和直道部分均保持本身縱縫的連貫，而相交路段內(nèi)各條道路的橫縫位置應(yīng)按相對(duì)道路的縱縫間距作相應(yīng)變動(dòng)，保證兩條道路的縱橫縫垂直相交，互不錯(cuò)位。兩條道路斜交時(shí)，主要道路的直道部分保持縱縫的連貫，而相交路段內(nèi)的橫縫位置應(yīng)按次要道路的縱縫間距作相應(yīng)變動(dòng)，保證與次要道路的縱縫相連接。相交道路彎道加寬部分的接縫布置，應(yīng)不出現(xiàn)或少出現(xiàn)錯(cuò)縫和銳角板。在次要道路彎道加寬段起終點(diǎn)斷面處的橫向接縫，應(yīng)采用脹縫形式。膨脹量大時(shí)，應(yīng)在直線段連續(xù)布置2~3條脹縫。4.5.4接縫填封材料接縫填料應(yīng)選用與混凝土接縫槽壁粘結(jié)力強(qiáng)、回彈性好、適應(yīng)混凝土板收縮、不溶于水、不滲水、高溫時(shí)不流淌、低溫時(shí)不脆裂、耐老化的材料。本設(shè)計(jì)脹縫接縫板采用瀝青橡膠類(lèi)材料，接縫填料采用橡膠嵌縫條。4.5.5邊緣鋼筋和角隅鋼筋當(dāng)采用板中計(jì)算厚度的等厚板時(shí)，或混凝土板縱橫向自由邊緣下的基礎(chǔ)有可能產(chǎn)生較大的塑性變形時(shí)，應(yīng)在其自由邊緣和角隅處設(shè)置下述兩種補(bǔ)強(qiáng)鋼筋。如圖4-6，圖4-7所示。圖4-6邊緣鋼筋圖4-7角隅鋼筋4.6混凝土路面與瀝青路面相接在混凝土路面和瀝青路面相接處，由于瀝青路面難以頂住混凝土面板末端的水平推力，因而首先在瀝青路面的一端，然后在混凝土路面的一端發(fā)生損壞。此外，出于瀝青路面與混凝土路面之間的沉降不同，使得接頭處變得不平整，引起跳車(chē)。因此，對(duì)高速公路和一級(jí)公路，混凝土路面與瀝青路面相接時(shí)，應(yīng)在瀝青路面面層下埋設(shè)長(zhǎng)度為3m的混凝土板，此板在混凝土路面相接的一端的厚度與混凝土面板相同，另一端不小于15cm，如圖4-6所示。埋設(shè)在混凝土板與混凝土路面相接處的拉桿，應(yīng)采用螺紋鋼，直徑一般為25cm，長(zhǎng)70cm，間距40cm。對(duì)于其他各等級(jí)公路．由于汽車(chē)行駛速度較低，交通量不大，水泥混凝土路面與瀝青路面相接，可采用混凝土預(yù)制塊過(guò)渡或徑相連接。圖4-8混凝土路面與瀝青路面相接的處理第五章路基路面排水設(shè)計(jì)5.1路界地表排水路界地表排水包括路面，路基邊坡坡面和路界范圍內(nèi)地表坡面的表面排水以及有可能進(jìn)入路界的公路毗鄰地帶的地表水和由相交道路進(jìn)入路界內(nèi)的地表水的排除。地表排水設(shè)施的布設(shè)應(yīng)充分利用地形和天然水系形成完善的排水系統(tǒng)并做好進(jìn)出口位置的選擇和處理使水流順暢不出現(xiàn)堵塞，溢流，滲漏，淤積沖刷、凍結(jié)等造成對(duì)路基，路面和毗鄰地帶的危害。5.1.1路面表面排水路面表面排水應(yīng)遵循的設(shè)計(jì)原則(1)降落在路面上的雨水，應(yīng)通過(guò)路面橫向坡度向兩側(cè)排流，避免行車(chē)道路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水。(2)在路線縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡坡面不會(huì)受到?jīng)_刷的情況下，應(yīng)采用在路堤邊坡上橫向漫流的方式排除路面表面水。(3)在路堤較高，邊坡坡面未做防護(hù)而易遭受路面表面水流沖刷或者坡面雖已采取防護(hù)措施但仍有可能受到?jīng)_刷時(shí)應(yīng)沿路肩外側(cè)邊緣設(shè)置攔水帶，匯集路面表面水，然后通過(guò)泄水口和急流槽排離路提。(4)設(shè)置攔水帶匯集路面表面水時(shí)，攔水帶過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面，在二級(jí)及二級(jí)以下公路上不得漫過(guò)右側(cè)車(chē)道中心線。(5)無(wú)中間帶或采用分離式路基的公路，在未設(shè)超高路段上行車(chē)道路面應(yīng)沿路中心線設(shè)置向兩側(cè)傾斜的雙向橫坡，在設(shè)超高路段上，應(yīng)設(shè)置向曲線內(nèi)側(cè)傾斜的單向橫坡。(6)路面和路肩橫坡的坡度應(yīng)依據(jù)鋪面類(lèi)型，按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JLJ01）中的規(guī)定選用。泄水口的設(shè)置在道路交叉口構(gòu)造物連接處、超高路段和一般路段的橫坡轉(zhuǎn)換處，應(yīng)設(shè)置泄水口以避免路面表面水橫向流過(guò)行車(chē)道或結(jié)構(gòu)物。在縱坡符號(hào)變換的凹形豎曲線底部，泄水口應(yīng)設(shè)在最低點(diǎn)，并在其前后相距3m~5m處各增設(shè)一個(gè)泄水口。泄水口的設(shè)置間距，可按《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG018－97)所規(guī)定的方法計(jì)算確定，并以20m~50m為宜。在硬路肩寬度較窄，匯水寬度或匯水量大，使攔水帶的過(guò)水?dāng)嗝娌蛔銜r(shí)，可沿土路肩設(shè)置由U形水泥混凝土預(yù)制件鋪筑的路肩邊溝。5.1.2坡面排水各種坡面排水溝渠的設(shè)計(jì)應(yīng)符合的要求(1)溝渠縱坡坡度和出水口間距的設(shè)計(jì)，應(yīng)使溝內(nèi)水流的流速不超過(guò)溝渠最大允許流速，超過(guò)時(shí)應(yīng)對(duì)溝壁采取沖刷防護(hù)措施。(2)溝底縱坡坡度一般不宜小于0.5%。土質(zhì)溝渠的最小縱坡為0.25%，溝壁鋪砌的溝渠的最小縱坡為0.12%。(3)溝槽的頂面高度應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位0.1m~0.2m。邊溝的設(shè)置挖方路段及填土高度小于邊溝深度的填方路段，應(yīng)在挖方邊坡或填方邊坡坡腳外設(shè)置邊溝，以匯集和排泄降落在坡面和路面上的表面水。邊溝可采用三角形、碟形、梯形或矩形橫斷面，按公路等級(jí)、所需排泄的設(shè)計(jì)流量、設(shè)置位置和土質(zhì)或巖質(zhì)選定。此次設(shè)計(jì)的公路等級(jí)為二級(jí)，可采用梯形橫斷面，邊溝內(nèi)側(cè)邊坡坡度按土質(zhì)類(lèi)別采用1:1；巖石挖方路段，可采用矩形橫斷面，其內(nèi)側(cè)坡面用漿砌片石砌筑以保持直立。深度及寬度取為0.6m。挖方路段邊溝的外側(cè)坡面與路塹下部坡面的坡度一致。邊溝的縱坡坡度應(yīng)結(jié)合路線縱坡、地形、土質(zhì)、出水口位置等情況選定，盡可能與路線縱坡坡度保持一致，當(dāng)路線縱坡坡度小于溝底最小縱坡坡度時(shí)，邊溝應(yīng)采用溝底最小縱坡坡度，并縮短邊溝出水口的間距。邊溝出水口的間距，一般地區(qū)不宜超過(guò)500m，多雨地區(qū)不宜超過(guò)300m，三角形和碟形邊溝不宜超過(guò)200m。邊溝出口水的排放應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件以及橋涵水道位置，排引到路基范圍外，使之不沖刷路堤坡腳。設(shè)計(jì)構(gòu)造圖5-1所示。圖5-1邊溝構(gòu)造圖截、排水溝的設(shè)置當(dāng)路塹或路堤邊坡上方流入路界的地表徑流量大時(shí)，應(yīng)設(shè)置排除地表徑流的截水溝，在坡面匯流長(zhǎng)度大的山坡上，應(yīng)酌情設(shè)置一道以上大致平行的截水溝。在坡體穩(wěn)定性較差或有可能形成滑坡的路段應(yīng)在滑坡體的周界外設(shè)置截水溝。如圖5-2所示。截水溝設(shè)在路塹坡頂5m或路堤坡腳2m以外，如土質(zhì)良好、路塹邊坡不高或溝壁進(jìn)行鋪砌時(shí)，前者也可不小于5m。排水溝應(yīng)結(jié)合地形和地質(zhì)條件沿等高線布置，將排除的水順暢地排向自然溝谷或水道，排除水溝長(zhǎng)度一般設(shè)置為350m；超過(guò)500m時(shí)，可在中間適宜位置處增設(shè)泄水口，由急流槽或急流管分流排引。截水溝采用矩形橫斷面，深度及寬度取為0.6m。地質(zhì)或土質(zhì)條件差，有可能產(chǎn)生滲漏或變形時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。由于本設(shè)計(jì)地勢(shì)平坦，只需設(shè)少量截水溝即可，在填、挖方量大路段，相應(yīng)設(shè)置排水溝即可。如圖5-2所示。圖5-2截水溝構(gòu)造圖5.2路面內(nèi)部排水5.2.1一般規(guī)定為排除通過(guò)路面接縫、裂縫或空隙，或者由路基或路肩滲入并滯留在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水，可沿路面邊緣設(shè)置邊緣排水系統(tǒng)，或者在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)設(shè)置排水基層或排水墊層排水系統(tǒng)。5.2.2宜設(shè)置路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的情況(1)年降水量為600mm以上的濕潤(rùn)和多雨地區(qū)，路基由透水性差的細(xì)粒土（滲透系數(shù)不大于10-5cm/s）組成的高速公路、一級(jí)或重要的二級(jí)公路。(2)路基兩側(cè)有滯水，可能滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)。(3)嚴(yán)重冰凍地區(qū)，路基為由粉性土組成的潮濕、過(guò)濕路段。(4)現(xiàn)有路面改建或改善工程，需排除積滯在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水分。5.2.3路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求(1)路面內(nèi)部排水系統(tǒng)中各項(xiàng)排水設(shè)施的泄水能力均應(yīng)大于滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水量，且下游排水設(shè)施的泄水能力應(yīng)超過(guò)上游排水設(shè)施的泄水能力。(2)滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的最大滲流時(shí)間，冰凍地區(qū)不應(yīng)超過(guò)1h，其它地區(qū)不應(yīng)超過(guò)2h（重交通時(shí)）~4h（輕交通時(shí)）。滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲流路徑長(zhǎng)度不宜超過(guò)45m~60m。(3)各項(xiàng)排水設(shè)施不應(yīng)被滲流從路面結(jié)構(gòu)、路基或路肩中帶來(lái)的細(xì)料堵塞，以保證系統(tǒng)的排水效率不隨時(shí)間推移而很快喪失。圖5-4邊緣排水系統(tǒng)(圖注尺寸單位:cm)5.2.4路面邊緣排水系統(tǒng)沿路面邊緣設(shè)置由透水性填料集水溝、縱向排水管、橫向出水管和過(guò)濾織物組成的邊緣排水系統(tǒng)（圖5-4）?？v向排水管通常選用聚氯乙烯或聚乙烯塑料管。排水管設(shè)3排槽口或孔口，其開(kāi)口總面積不小于42cm2/延米。管徑按設(shè)計(jì)流量由水力計(jì)算確定，通常在70mm~150mm范圍內(nèi)選用。排水管的埋設(shè)深度，應(yīng)保證不被車(chē)輛或施工機(jī)械壓裂，并應(yīng)超過(guò)當(dāng)?shù)氐谋鶅錾疃?。橫向出水管選用不帶槽或孔的聚氯乙烯或聚乙烯塑料管，管徑與排水管相同，其間距和安設(shè)位置由水力計(jì)算并考慮鄰近地面高程和公路縱橫斷面情況確定，一般在50m~100m范圍內(nèi)選用。出水管的橫向坡度不宜小于5%。埋設(shè)出水管所開(kāi)挖的溝，須用低透水材料回填。出水管的外露端頭用鍍鋅鐵絲網(wǎng)或格柵罩住，出水口的下方應(yīng)鋪設(shè)水泥混凝土防沖刷墊板或者對(duì)泄水道的坡面進(jìn)行漿砌片石防護(hù)，以防止水流沖刷路基邊坡和植物生長(zhǎng)。出水水流應(yīng)盡可能排引至排水溝或涵洞內(nèi)。透水性填料由水泥處治開(kāi)級(jí)配粗集料組成，其孔隙率約為15%~20%。粗集料最大粒徑不大于40mm，粒徑4.75mm以下的細(xì)粒含量不應(yīng)超過(guò)16%，2