高速公路特殊路段路基路面綜合設計

西南交通通大學本科畢業(yè)設計計計某高速公路特殊殊殊路段路基路面綜合設設設計年級:::20022級學號:::20022110366姓名:::梁超賢專業(yè):::土木工程程指導老師:邱延延延峻、艾艾長發(fā)發(fā)200666年6月西南交通大學本科畢業(yè)設計第PAGEVII頁院系土土木工工程學院院專業(yè)土木工程年級220002級姓名梁超賢題目某某高速速公路特特殊路段段路基基路面綜綜合設設計指導教師評語指導教師(簽章)評閱人評語評閱人(簽簽章)成績答辯委員會主任任任(簽簽章)年月日畢業(yè)設計（論文文文）任務務書班級022級土木6班學生生姓名梁超賢學號200002100366發(fā)題日期：200006年4月3日完成日期期：6月15日題目某高速公公路路特殊路路段路路基路面面綜合合設計1、本論文的目目目的、意義義根據(jù)據(jù)教育部部指示示,畢業(yè)設計計是是高等工工科院院校本科科培養(yǎng)養(yǎng)計劃中中最后后一個重重要的的教學環(huán)環(huán)節(jié),目的是使使學學生在學學完培培養(yǎng)計劃劃所規(guī)規(guī)定的基基礎課課、技術(shù)術(shù)基礎礎課及各各類必必修課和和選修修專業(yè)課課程之之后,通過畢業(yè)業(yè)設設計這一一環(huán)節(jié)節(jié),較為集中中和和專一的的培養(yǎng)養(yǎng)學生綜綜合運運用所學學的基基礎理論論、基基本知識識和基基本技能,分析和解解決決實際問問題的的能力。和和以以往的理理論教教學不同,畢業(yè)設計計是是要學生生在老老師的指指導下下,獨立的、系系系統(tǒng)的完完成一一個工程程設計計,以期能掌掌握握一個工工程設設計的全全過程程,在鞏固已已學學課程的的基礎礎上,學會考慮慮問問題,分析問題題和和解決問問題,并可以繼繼續(xù)續(xù)學習到到一些些新的專專業(yè)知知識,有所創(chuàng)新。2、學生應完成成成的任務本設計要要完完成的任任務主主要包括括路基基設計、路路面面設計和和材料料設計三三部分分。其中中路基基設計部部分是是針對軟軟土地地帶高填填方路路段進行行，要要求進行行沉降降計算、地地基基處治設設計、軟軟土路基基的穩(wěn)穩(wěn)定分析析、懸懸臂式擋擋土墻墻的設計計和坡坡面防護護設計計。地基基處治治設計采采用真真空堆載載聯(lián)合合預壓法法，要要求說明明原理理并進行行施工工設計。路路面面設計部部分，要要求瀝青青混凝凝土路面面和普普通混凝凝土路路面各設設計兩兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)組合合，并對對四種種路面結(jié)結(jié)構(gòu)進進行經(jīng)濟濟、使使用性能能的比比較，推推薦一一種路面面結(jié)構(gòu)構(gòu)。并進進行水水泥混凝凝土路路面的傳傳力桿桿和拉桿桿設計計。材料料設計計部分要要求進進行礦質(zhì)質(zhì)混合合料的配配合比比設計和和最佳佳瀝青含含量的的設計。3、論文各部分分分內(nèi)容及時時間間分配：：（共共122周）第一部分軟土路基基設設計(4周)第二部分路面設計(1.5周)第三部分瀝青混合合料料設計(1.5周)第四部分畢業(yè)實習習和和文獻翻翻譯((1..5周)第五部分計算機應應用(22.5周)評閱及答辯(111周)備注指導教師：年月日審批人：年月日摘要隨著經(jīng)濟的快速速速發(fā)展，人人們們對交通通建設設和出行行舒適適度的要要求不不斷提高高，我我國高速速公路路建設步步伐將將不斷加加快。特特別是進進入221世紀，重重點加快快高速速公路建建設，已已經(jīng)成為為我國國的一項項重要要的戰(zhàn)略略部署署。本設計為某擬建建建高速公公路一一段的路路基路路面綜合合設計計。該地地段為為軟土地地基且且位于橋橋頭與與路堤相相鄰處處，路基基的平平均填土土高度度為8m。計算算行行車速度度為1100kkm//h且交通通量量增長較較快。根根據(jù)設計計公路路的交通通量及及其使用用任務務和性質(zhì)質(zhì)，結(jié)結(jié)合沿線線自然然條件與與主要要技術(shù)指指標，進進行方案案論證證與比選選，推推薦最優(yōu)優(yōu)方案案。在確確定最最優(yōu)方案案后進進行詳細細設計計，設計計內(nèi)容容包括：：路基基設計,路面設計計和和材料設設計等等。路基設計部分主主主要針對對軟土土地帶高高填方方路段進進行。經(jīng)經(jīng)過沉降降分析析后決定定進行行地基處處治，處處治方法法為真真空堆載載聯(lián)合合預壓法法。軟軟土路基基的穩(wěn)穩(wěn)定分析析采用用了瑞典典條分分法，在在填方方最大高高度處處進行了了懸臂臂式擋土土墻的的設計。路面設計部分分分分別進行行了兩兩種瀝青青混凝凝土路面面和兩兩種普通通水泥泥混凝土土路面面的結(jié)構(gòu)構(gòu)設計計，并對對它們們的經(jīng)濟濟性和和使用性性能進進行了比比較，最最終確定定為瀝瀝青混凝凝土路路面。瀝青混合料設計計計部分首首先提提出了瀝瀝青混混合料的的設計計要求，然然后后根據(jù)要要求進進行了兩兩種礦礦質(zhì)混合合料的的配合比比設計計，最后后根據(jù)據(jù)給定的的試驗驗數(shù)據(jù)進進行了了最佳瀝瀝青含含量的設設計。關(guān)鍵詞：軟土地地地基；真真空堆堆載聯(lián)合合預壓壓法；懸懸臂式式擋土墻墻軟土土；水泥泥混凝凝土路面面；瀝瀝青混凝凝土路路面AbstraccctWiththhherrappiddeevelloppmenntofecconoomyy，therrequuirremeenttfoortheettrafffiiccconnstrrucctioonanddddrivvinngccommforrtiscoontiinuuousslyyimmprroviingg.TTheepaaceeoffoourcoounttryy'shiighwwayycoonsstruucttionnwwilllkkeeppaacceeleerattinng.Esspecciaallyyiintthee211sttceentturyy,ourrccounntrrywwilllpputtmuuchhemmphhasiisonthhecconnstrrucctioonofhiighwwayy,wwhiichhaasbbeeenaanimpporrtanntstrrattegiicplaan..Thisdeeesiggnisanninnteegraateedddessignnaabouuttheeffounndaatioonanddppaveemeentoffaprropooseedffreeewaay..Thhesecctiionissonntthefoounddattionnoofssofftssoiil,whhichhlliessbbetwweeeneeittherreendoffabrridggeanddttherooademmbannkmmentt.Theeaaverraggehheiighttffilllinngsoffthheroaadbbedarre88m..Caalcculaatiionsppeeddiis11000km//handdtthetrraffficcissggrowwinngffassterr.Acccorrdinngtothheggivventrraffficcvooluume,,sservviccellevvel,,tthehiighwwayyissddefiineedaastheeffreeewaay.Wiiththhelloccalnaaturrallcoondditiionnanndmaiintecchnnicaalstaanddardd,thrrouughannalyysiisaanddcoomppariisoonoofsevverralfeeasiibllepplaans,,tthemoostprropeeroneeoofttheeseissreecoommeenddedanndssubbseqqueentllycarrriiedouutiindettaiils,,iinclluddinggtthedeesiggnoffoounddattionn,theeppaveemeentanndaaspphalltmixxtuure..Thedesssignnoofttheeseecttionnoofrroaadbeedmaiinllyaaimmsaatsofftsoiilanddhhighhffilllinng.Foounddattionnttreaatmmenttiisddeccideedaftterrthhesetttllemeenttannallysee,anddtthemeethoodforrttreaatmmenttiisttheeprrelloaddinngmmetthoddccombbinninggwwithhvvacuuummsttacck-lloaad.ThhemmetthoddoofssofftssoiilffouundaatiionissthheSweediishSllipiiciirclleMetthood,anndaaccanttilleveereedrrettainninngwwalllbbessideetthelaargeestthiighhfiilllissnneeddedd.ThedesssignnoofttheeseecttionnoofppavvemeenttcoonsstruucttionniinclluddestwwoaaspphalltpavvemmenttcconsstrructtioonaanddtwwoCemmenntcconncreeteepaaveemenntconnsttrucctiion..CCompparringgttheiirecoonoomyannduuseefullneess,,aasphhalltppavvemeenttissffinaalllyaadoopteed..Thhesecctiionoffassphhalttmmixtturre，Thissdessiggnffirrstreequiireesfforrthheaspphaaltmiixtuureedeesiign,,tthenntthedeesiggnofthhettwoopaaveemenntaspphaaltmiixtuuree'sagggreegaategrradaatiion..AAtllasstaacccorddinngttotheeeexpeeriimenntaalddatta,thhispaaperriisaabooutOAACddessigkeyworrrds：softtsoiilfouunddatiionn;prrelooaddinggmmethhoddcoombbiniinggwiithhvaacuuumsttackk-lload；canttiilevverredreetaiiniingwaall；Cemeenntcconncreeteepaaveemennt；asphhaaltppavvemeentt西南交通大學本科畢業(yè)設計第PAGEXI頁目錄HYPERLINK\l"_Toc138328044"第1章緒論11HYPERLINK\l"_Toc138328045"1.1公路路路路基路面面的發(fā)發(fā)展概況況1HYPERLINK\l"_Toc138328046"1.2工程概概概況5HYPERLINK\l"_Toc138328047"1.3本設計計計的主要要內(nèi)容容6HYPERLINK\l"_Toc138328048"第2章軟土地地基沉降降計算算與地基基處理理7HYPERLINK\l"_Toc138328049"2.1軟土地地地基的沉沉降計計算7HYPERLINK\l"_Toc138328050"2.1.1軟軟軟土及其其特征征7HYPERLINK\l"_Toc138328051"2.1.2交交交通量分分析與與路基斷斷面的的確定7HYPERLINK\l"_Toc138328052"2.1.3主主主固結(jié)沉沉降和和總沉降降的計計算9HYPERLINK\l"_Toc138328053"2.1.4工工工后沉降降的計計算13HYPERLINK\l"_Toc138328054"2.2地基處處處治設計計155HYPERLINK\l"_Toc138328055"2.2.1軟土土土地基處處理的的目的和和意義義15HYPERLINK\l"_Toc138328056"2.2.2真空空空堆載聯(lián)聯(lián)合預預壓法的的原理理15HYPERLINK\l"_Toc138328057"2.2.3施施施工設計計166HYPERLINK\l"_Toc138328058"第3章懸臂臂式擋擋土墻設設計20HYPERLINK\l"_Toc138328059"3.1土壓力力力的計算算200HYPERLINK\l"_Toc138328060"3.1.1土土土壓力計計算理理論20HYPERLINK\l"_Toc138328061"3.1.2汽汽汽車荷載載換算算22HYPERLINK\l"_Toc138328062"3.2懸臂擋擋擋土墻設設計223HYPERLINK\l"_Toc138328063"3.2.1墻墻墻身構(gòu)造造要求求24HYPERLINK\l"_Toc138328064"3.2.2墻墻墻身截面面尺寸寸的擬定定244HYPERLINK\l"_Toc138328065"3.3內(nèi)力計計計算27HYPERLINK\l"_Toc138328066"3.4墻身鋼鋼鋼筋混凝凝土配配筋設計計299HYPERLINK\l"_Toc138328067"3.5設計過程程程32HYPERLINK\l"_Toc138328068"3.5.1截面面面尺寸的的擬定定32HYPERLINK\l"_Toc138328069"3.5.2荷荷荷載計算算322HYPERLINK\l"_Toc138328070"3.5.3抗抗抗傾覆穩(wěn)穩(wěn)定驗驗算34HYPERLINK\l"_Toc138328071"3.5.4抗抗抗滑穩(wěn)定定驗算算34HYPERLINK\l"_Toc138328072"3.5.5地地地基承載載力驗驗算34HYPERLINK\l"_Toc138328073"3.5.6配配配筋設計計355HYPERLINK\l"_Toc138328074"第4章坡面防防護設計計411HYPERLINK\l"_Toc138328075"4.1概述4111HYPERLINK\l"_Toc138328076"4.2防護類型型型的選取取原則則42HYPERLINK\l"_Toc138328077"4.3坡面防護護護43HYPERLINK\l"_Toc138328078"4.3.1植植植物防護護433HYPERLINK\l"_Toc138328079"4.3.2礦礦礦料防護護444HYPERLINK\l"_Toc138328080"第5章路面設設計488HYPERLINK\l"_Toc138328081"5.1路面設設設計的任任務與與內(nèi)容488HYPERLINK\l"_Toc138328082"5.2設計資資資料49HYPERLINK\l"_Toc138328083"5.3瀝青路路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)組合合設計499HYPERLINK\l"_Toc138328084"5.3.1設設設計原理理499HYPERLINK\l"_Toc138328085"5.3.2電電電算結(jié)果果544HYPERLINK\l"_Toc138328086"5.4普通水泥泥泥混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)組合設設計660HYPERLINK\l"_Toc138328087"5.4.1設設設計理論論600HYPERLINK\l"_Toc138328088"5.4.2計計計算過程程655HYPERLINK\l"_Toc138328089"5.5方案比比比選69HYPERLINK\l"_Toc138328090"5.5.1經(jīng)經(jīng)經(jīng)濟性比比較669HYPERLINK\l"_Toc138328091"5.5.2使使使用性能能指標標比較700HYPERLINK\l"_Toc138328092"5.5.3確確確定最終終方案案70HYPERLINK\l"_Toc138328093"5.6PCCCC路面?zhèn)髁αU桿和拉桿桿設計計71HYPERLINK\l"_Toc138328094"5.6.1縱縱縱縫的設設計71HYPERLINK\l"_Toc138328095"5.6.2橫橫橫縫的設設計72HYPERLINK\l"_Toc138328096"5.6.3接接接縫填封封材料料73HYPERLINK\l"_Toc138328097"第6章瀝青混混合料設設計774HYPERLINK\l"_Toc138328098"6.1瀝青混合合合料的設設計要要求74HYPERLINK\l"_Toc138328099"6.1.1高高高溫穩(wěn)定定性774HYPERLINK\l"_Toc138328100"6.1.2低低低溫抗裂裂性776HYPERLINK\l"_Toc138328101"6.1.3耐耐耐久性777HYPERLINK\l"_Toc138328102"6.1.4抗抗抗滑性788HYPERLINK\l"_Toc138328103"6.1.5施施施工和易易性779HYPERLINK\l"_Toc138328104"6.2礦質(zhì)混合合合料組成成設計計79HYPERLINK\l"_Toc138328105"6.3瀝青混混混合料馬馬歇爾爾試驗833HYPERLINK\l"_Toc138328106"6.3.1數(shù)據(jù)據(jù)據(jù)處理中中用到到的公式式說明明83HYPERLINK\l"_Toc138328107"6.3.2試件件件成型855HYPERLINK\l"_Toc138328108"6.3.3試件件件物理力力學指指標的測測定886HYPERLINK\l"_Toc138328109"6.3最佳瀝青青青用量的的確定定88HYPERLINK\l"_Toc138328110"6.4.1繪繪繪制關(guān)系系圖888HYPERLINK\l"_Toc138328111"6.4.2最最最佳瀝青青用量量確定900HYPERLINK\l"_Toc138328112"6.4瀝青混合合合料的性性能檢檢驗91HYPERLINK\l"_Toc138328113"總結(jié)92HYPERLINK\l"_Toc138328114"致謝9444HYPERLINK\l"_Toc138328115"參考文獻95HYPERLINK\l"_Toc138328116"附錄1英語翻翻譯966HYPERLINK\l"_Toc138328117"附錄2實習報報告1008西南交通大學本科畢業(yè)設計第155頁第1章緒論1.1公路路路路基路面面的發(fā)發(fā)展概況況中國是一個有555000多年文明明史史的國家家。在在這歷史史的長長河中，我我國國勤勞、智智慧慧的各族族人民民，在道道路，橋橋梁的修修建和和車輛制制造以以及交通通管理理等方面面，都都取得過過輝煌煌的成就就，是是我國古古代燦燦爛文化化的一一部分。道道路路交通對對于繁繁榮經(jīng)濟濟和交交流文化化，對對于維護護民族族團結(jié)和和國家家統(tǒng)一，都都作作出了巨巨大貢貢獻。中中國古古代道路路和橋橋梁建筑筑，在在世界上上曾處處于過領(lǐng)領(lǐng)先地地位，在在世界界道路交交通史史上留下下了光光輝的篇篇章。根據(jù)《史記》記記記載，早早在4000多年前，中中中國已有有了車車和行車車的路路。商代(約公元前16世紀——約公元前1066年)開始有驛驛道道傳送。西西周周(公元前1066年——公元前771年)開創(chuàng)了以以都都市為中中心的的道路體體系，還還建立了了比較較完善的的道路路管理制制度。秦秦代(公元前221年——公元前206年)修馳道、直直直道，建建立了了規(guī)模宏宏大的的道路交交通網(wǎng)網(wǎng)，總里里程約約有1萬2千多公里里。西西漢時期(公元前206年——公元前23年)設驛亭3萬處，道道路路交通呈呈現(xiàn)出出更加繁繁榮的的景象。特特別別是連接接歐亞亞大陸的“絲綢之路”的開通，為為為東西方方經(jīng)濟濟文化交交流作作出了貢貢獻。唐唐代(公元618——907年)是中國古古代代經(jīng)濟和和文化化的昌盛盛時期期，建成成了以以長安城(今西安)為中心約2萬2千多公里里的的驛道網(wǎng)網(wǎng)；到到了宋、元元、明明、清各各代(公元960——1911年)道路交通通又又有發(fā)展展。盡管中國曾經(jīng)創(chuàng)創(chuàng)創(chuàng)造了領(lǐng)領(lǐng)先于于世的古古代道道路文化化。但但是由于于長期期的封建建制度度和近百百年帝帝國主義義列強強的侵略略和掠掠奪，束束縛了了生產(chǎn)力力的發(fā)發(fā)展，中中國公公路的興興建遲遲至本世世紀初初才開始始，并并且在舊舊中國國發(fā)展十十分緩緩慢。清末，在原有驛驛驛道上修修建了了一些很很簡陋陋的公路路。1912——1949年中華民民國國時期，公公路路有了初初步發(fā)發(fā)展。全全國先先后共修修建了了13萬公里。這這這些公路路大多多標準很很低，設設施簡陋陋，路路況很差差。到到1949年能夠維維持持通車的的僅有有8萬公里，全全全國有1/3的縣不通通公公路，西西藏地地區(qū)沒有有一條條公路。汽汽車車運輸是是從1901年由國外外輸輸入第一一輛汽汽車開始始的。到1949年汽車保保有量約5萬輛，且且大多數(shù)已已破舊不堪堪，全國大大部分地區(qū)區(qū)主要還是是依靠人力力和畜力運運輸。1949年建國國國以來，我我國國進入了了社會會主義建建設的的偉大時時代。由由于工農(nóng)農(nóng)業(yè)生生產(chǎn)迅速速發(fā)展展，人民民生活活逐步提提高，尤尤其是建建立和和發(fā)展了了汽車車工業(yè)和和石油油工業(yè)，使使我我國公路路交通通事業(yè)得得到了了迅速的的發(fā)展展。特別別是1978年以后，國國國家執(zhí)行行了以以經(jīng)濟建建設為為中心的的政策策，開始始了建建設有中中國特特色的社社會主主義的新新時期期。公路路建設設也開創(chuàng)創(chuàng)了嶄嶄新的局局面。到1998年底，全全國公路通通車里程達達到126萬公里，其其中高速公公路總里程程為6258萬公里，全全國汽車保保有量約為為1500萬輛。公公路運輸已已滲入到經(jīng)經(jīng)濟建設和和社會生活活的各個方方面，在國國民經(jīng)濟中中占有越來來越重要的的地位。自80年代中期期開始始，中國國大陸興興建高高速公路路，十十年來，陸陸續(xù)續(xù)投入運運行的的主要高高速公公路有京京石、京京津塘、沈沈大大、合寧寧、濟濟青、開開洛、廣廣深、太太舊、合合蕪、成成渝、滬滬寧、桂桂柳、呼呼包、哈哈大、泉泉夏、石石安、安安新等二二十余余條線路路，總總里程為6258公里。高高速速公路的的建設設和使用用，為為汽車快快速、高高效、安安全、舒舒適地運運行提提供了良良好的的條件，標標志志著我國國的公公路運輸輸事業(yè)業(yè)和科學學技術(shù)術(shù)水平進進入了了一個嶄嶄新的的時代。路基路面直接承承承受行駛駛車輛輛的作用用，是是道路工工程的的重要組組成部部分，通通常都都根據(jù)車車輛行行駛的需需要，選選用優(yōu)質(zhì)質(zhì)材料料建成。如如我我國古代代曾以以條石、塊塊石石或石板板等鋪鋪筑道路路路面面，以提提供人人畜以及及人力力、獸力力車輛輛的運行行。歐歐洲在公公元前前3500年，在美美索索不達米米亞(Mesooppotaamiia)，繼發(fā)明明了了車輪后后不久久，即用用石料料修筑了了第一一條有硬硬質(zhì)路路面的道道路。進進入二十十世紀紀后，隨隨著汽汽車工業(yè)業(yè)和交交通運輸輸?shù)陌l(fā)發(fā)展，現(xiàn)現(xiàn)代化化公路的的路基基路面工工程逐逐步形成成了新新的學科科分支支。它主主要研研究公路路，城城市道路路和機機場跑道道路基基路面的的合理理結(jié)構(gòu)、設設計計原理、設設計計方法、材材料料性能要要求以以及施工工、養(yǎng)養(yǎng)護、維維修和和管理技技術(shù)等等。半個世紀以來，我我國廣大道路路工程科技工工作者，從我我國實際和建建設需要出發(fā)發(fā)，引進外國國先進技術(shù)，刻刻苦鉆研、反反復實踐，在在路基路面工工程建設和科科學研究中，取取得了許多突突破性的系列列成果?，F(xiàn)作作簡要介紹：：公路自然區(qū)劃。我我國幅員遼闊闊，各地自然然條件和道路路的工程性質(zhì)質(zhì)差異很大。為為此將自然條條件大致相近近者劃分為區(qū)區(qū)，在同一區(qū)區(qū)劃內(nèi)從事公公路規(guī)劃、設設計、施工、管管理時，有許許多共性因素素可以相互參參照。我國現(xiàn)現(xiàn)行的《公路路自然區(qū)劃標標準》分三級級區(qū)劃，一級級區(qū)劃是根據(jù)據(jù)地理、地貌貌、氣候、土土質(zhì)等因素將將我國劃分為為七個大區(qū)，二二級區(qū)劃以氣氣候和地形為為主導因素，三三級區(qū)劃以行行政區(qū)域作為為界限。土的工程分類。土土是填筑公路路路基的主要要材料，由于于天然成因的的差異，不同同的路基土表表現(xiàn)出截然不不同的工程特特性。我國依依據(jù)土顆粒組組成特征、土土的塑性指標標(塑限、液限限和塑性指數(shù)數(shù))、土中有機機質(zhì)存在情況況，將公路用用土按不同的的工程特性劃劃分為巨粒土土、粗粒土、細細粒土和特殊殊土四大類，并并細分為十一一種土。確認認土的類別需需應用標準的的儀器，按統(tǒng)統(tǒng)一的規(guī)程進進行測試界定定。為了在野野外勘查中能能對不同土類類作鑒別，系系統(tǒng)地總結(jié)了了“簡易鑒別、分分類和描述”的方法與細細節(jié)。路基強度與穩(wěn)定定定性。路路基作作為路面面結(jié)構(gòu)構(gòu)的基礎礎應具具有足夠夠的強強度和穩(wěn)穩(wěn)定性性，我國國較早早就確定定以回回彈模量量作為為評價路路基強強度與穩(wěn)穩(wěn)定性性的力學學指標標，并形形成了了成套的的室內(nèi)內(nèi)外試驗驗標準準方法與與儀器器。為了了在施施工中以以物理理量指標標控制制工程質(zhì)質(zhì)量從從而保證證達到到規(guī)定的的強度度指標，廣廣泛泛開展了了不同同土種的的最佳佳含水量量與最最大密實實度相相關(guān)關(guān)系系的研研究，并并且統(tǒng)統(tǒng)一以重重型擊擊實試驗驗法作作為基本本控制制標準。為為了了提高路路基的的強度與與穩(wěn)定定性，根根據(jù)不不同類別別土壤壤的特性性，研研究了粒粒料加加固、石石灰加加固、水水泥加加固、專專用固固化劑加加固等等行之有有效的的技術(shù)措措施。在在多年凍凍土地地區(qū)、膨膨脹土土地區(qū)、沙沙漠漠地區(qū)、黃黃土土地區(qū)、鹽鹽漬漬土地區(qū)區(qū)等特特殊地區(qū)區(qū)，通通過研究究采用用各種有有效技技術(shù)修建建公路路路基取取得十十分寶貴貴的經(jīng)經(jīng)驗。高路堤修筑技術(shù)術(shù)術(shù)與支檔檔結(jié)構(gòu)構(gòu)。為了了提高高高路堤堤路基基的穩(wěn)定定性，研研究提出出的技技術(shù)措施施包括括減輕路路堤自自重，采采用輕輕質(zhì)粉煤煤灰，或或采用輕輕質(zhì)塑塑料塊修修筑路路基；修修筑輕輕型路基基支檔檔結(jié)構(gòu)，特特別別是加筋筋擋土土墻的研研究和和工程建建設在在我國取取得了了許多成成果。例例如條帶帶加筋筋、網(wǎng)絡絡加筋筋、土工工織物物加筋等等均取取得良好好效果果。軟土地基穩(wěn)定技技技術(shù)。在在軟土土地基上上修筑筑路基路路面，天天然地面面的自自然平衡衡狀態(tài)態(tài)將發(fā)生生改變變，在很很長時時間內(nèi)路路基將將處于不不穩(wěn)定定狀態(tài)。為為此此廣泛研研究了了軟土的的調(diào)查查與判別別方法法，改變變軟土土性質(zhì)的的技術(shù)術(shù)措施，如如沙沙井或塑塑料板板排水固固結(jié)法法；沙層層排水水加載預預壓法法；無機機結(jié)合合料深層層加固固法等。在在力力學分析析的研研究方面面，通通過現(xiàn)場場跟蹤蹤觀測與與建立立預測分分析模模型，來來預估估與控制制軟土土地基加加固后后的工后后沉降降，從而而提高高路基的的穩(wěn)定定性。巖石路基爆破技技技術(shù)。利利用爆爆破技術(shù)術(shù)開山山筑路在在我國國有悠久久的歷歷史。但但是在在最近幾幾十年年中我國國在山山區(qū)筑路路工程程中有新新的發(fā)發(fā)展，創(chuàng)創(chuàng)造了了系統(tǒng)的的大爆爆破技術(shù)術(shù)，每每次總裝裝炸藥藥量多達達數(shù)十十噸，一一次爆爆破可清清除巖巖石數(shù)十十萬立立方米。大大爆爆破以現(xiàn)現(xiàn)代爆爆破理論論為基基礎，事事先進進行周密密的勘勘測與調(diào)調(diào)查，經(jīng)經(jīng)過精心心設計計的大爆爆破不不僅能降降低造造價，縮縮短工工期，而而且能能夠使爆爆破后后形成的的坡面面狀況十十分接接近路基基橫斷斷面設計計要求求。瀝青路面結(jié)構(gòu)。60年代初，隨隨隨著我國國石油油資源的的大規(guī)規(guī)模開發(fā)發(fā)，揭揭開了用用國產(chǎn)產(chǎn)瀝青筑筑路的的序幕。早早期期的瀝青青路面面主要是是鋪設設在現(xiàn)有有中級級路面上上的薄薄層表面面處治治層，以以改善善其行車車條件件。70年代末，逐逐逐步形成成了以以貫入式式路面面為主的的瀝青青路面承承重結(jié)結(jié)構(gòu)。80年代末，開開開始興建建高速速公路，瀝瀝青青路面作作為一一種主要要型式式，大量量采用用總厚度度超過過70cm的重型瀝瀝青青路面結(jié)結(jié)構(gòu)。通通過長期期的科科學研究究形成成了適合合我國國實際的的瀝青青路面整整套技技術(shù)。包包括瀝瀝青原材材料的的生產(chǎn)工工藝、裝裝備；瀝瀝青材材料的技技術(shù)指指標與標標準、試試驗設備備及方方法；瀝瀝青混混合料的的技術(shù)術(shù)指標與與標準準、混合合料設設計技術(shù)術(shù)、混混合料性性能檢檢測設備備及方方法；瀝瀝青路路面現(xiàn)代代化施施工整套套設備備、施工工技術(shù)術(shù)與施工工管理理等。水泥混凝土路面面面結(jié)構(gòu)。70年代中期期，交交通運輸輸發(fā)展展加快，部部分分干線公公路、城城市道路路及廠廠礦道路路為提提高承重重能力力，相繼繼采用用水泥混混凝土土路面結(jié)結(jié)構(gòu)。隨隨后，針針對水水泥混凝凝土路路面各方方面存存在的問問題，開開展了系系統(tǒng)而而具有相相當規(guī)規(guī)模的科科學研研究。從從而在在我國形形成了了關(guān)于水水泥混混凝土路路面結(jié)結(jié)構(gòu)的整整套技技術(shù)，包包括道道路水泥泥的性性能、指指標、標標準以及及生產(chǎn)產(chǎn)工藝；；水泥泥混凝土土路面面基層的的作用用，水泥泥混凝凝土路面面結(jié)構(gòu)構(gòu)性能與與設計計方法；；接縫縫構(gòu)造、工工作作原理以以及接接縫設計計方法法；水泥泥混凝凝土路面面小規(guī)規(guī)模施工工和大大規(guī)?，F(xiàn)現(xiàn)代化化施工成成套裝裝備及施施工方方法、施施工組組織管理理等。柔性路面設計理理理論與方方法。半半個世紀紀來，中中國道路路科技技工作者者通過過廣泛的的調(diào)查查研究和和理論論探索，形形成成了符合合中國國實際的的柔性性路面設設計理理論與方方法體體系，它它吸取取了世界界上各各種流派派的學學術(shù)思想想，以以及各個個國家家設計方方法的的優(yōu)點。在在力力學理論論基礎礎方面，建建立立了彈性性力學學多層結(jié)結(jié)構(gòu)承承受多個個圓形形荷載的的分析析系統(tǒng)及及相應應的計算算機程程序；提提出了了能控制制路面面結(jié)構(gòu)主主要性性能的設設計指指標體系系；形形成了符符合我我國當前前交通通狀況的的荷載載模式及及交通通分析方方法；；形成了了完整整的設計計參數(shù)數(shù)指標、標標準準、測試試儀器器與方法法；建建立了切切實可可行的設設計計計算方法法系統(tǒng)統(tǒng)。近年年來，在在路面功功能設設計、可可靠度度設計等等方面面的研究究取得得了明顯顯的進進展，將將不斷斷地充實實到現(xiàn)現(xiàn)有的系系統(tǒng)中中去。剛性路面設計理理理論與方方法。70年代起，我我我國道路路科技技工作者者對剛剛性路面面設計計進行較較系統(tǒng)統(tǒng)而具有有相當當規(guī)模的的研究究。在力力學基基礎理論論方面面，運用用解析析法及有有限元元法建立立了彈彈性力學學層狀狀結(jié)構(gòu)，彈彈性性地基板板體結(jié)結(jié)構(gòu)模型型，形形成了整整套分分析計算算方法法與計算算機程程序；建建立了了以彈性性力學學為基礎礎，以以混凝土土彎拉拉應力為為設計計控制指指標，綜綜合考慮慮荷載載應力與與溫度度應力作作用的的設計體體系與與方法；；研究究并建立立了地地基支承承、疲疲勞效應應、動動力效應應等一一整套設設計參參數(shù)的取取值與與測試方方法；；對鋼纖纖維混混凝土路路面、連連續(xù)配筋筋混凝凝土路面面、輾輾壓混凝凝土路路面、復復合結(jié)結(jié)構(gòu)混凝凝土路路面等新新型路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)開展展系統(tǒng)研研究并并取得一一批實實用性研研究成成果。半剛性路面結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)。利用用石灰灰、水泥泥、工工業(yè)廢料料等無無機結(jié)合合料修修筑半剛剛性路路面始于60年代初，三三三十多年年間，對對半剛性性路面面的強度度發(fā)展展規(guī)律、強強度度機理、路路用用性質(zhì)等等進行行了廣泛泛的研研究。由由于這這種路面面結(jié)構(gòu)構(gòu)具有很很多優(yōu)優(yōu)勢，目目前已已廣泛用用于高高等級公公路與與城市道道路，成成為一種種主要要的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式式。目前前對它它的長期期使用用性能和和變形形規(guī)律等等問題題正在作作深入入的研究究，此此外對于于面層層結(jié)構(gòu)的的半剛剛性技術(shù)術(shù)途徑徑也正在在研究究之中。路面使用性能與與與表面特特性。路路面的平平整度度、破損損程度度、承載載能力力及抗滑滑性能能是路面面使用用性能的的重要要方面。目目前前，我國國已對對這些性性能對對行車的的影響響；這些些性能能與路面面結(jié)構(gòu)構(gòu)設計、材材料料、施工工的關(guān)關(guān)系；量量測手手段與量量測方方法；評評價的的指標與與標準準；在車車輛的的反復作作用下下性能的的衰減減及恢復復等開開展了廣廣泛的的研究，有有的的已成功功地應應用于工工程之之中。路面養(yǎng)護管理。將將系統(tǒng)工程的的理論與方法法用于協(xié)調(diào)路路面養(yǎng)護，形形成路面管理理系統(tǒng)是80年代后的新新動向。十多多年來，我國國在路面性能能的非破損快快速跟蹤檢測測，路面性能能預估模型的的建立，路面面管理網(wǎng)絡系系統(tǒng)的建立以以及項目級和和路網(wǎng)級優(yōu)化化管理決策等等方面取得了了系列研究成成果。綜上所述，路基基基路面工工程作作為一個個學科科分支，在在我我國隨著著交通通運輸?shù)牡陌l(fā)展展，正在在以較較快的速速度逐逐步接近近國外外同類學學科的的前沿。進進入入21世紀，交交通通運輸不不論是是在中國國，還還是在其其它發(fā)發(fā)達國家家，仍仍然是一一個重重要的科科技領(lǐng)領(lǐng)域。我我國道道路科技技工作作者將會會從中中國的實實際出出發(fā)，不不斷吸吸取交叉叉學科科的新成成就以以及世界界各國國的有用用經(jīng)驗驗，全面面推動動路基路路面工工程學科科的發(fā)發(fā)展，為為我國國交通運運輸現(xiàn)現(xiàn)代化做做出貢貢獻。根根據(jù)當當前路基基路面面工程科科學技技術(shù)的發(fā)發(fā)展趨趨勢，對對于以以下幾方方面學學科的交交叉與與發(fā)展特特別應應該引起起重視視。1.2工程概概概況某擬建高速公路路路的一段段所在在地區(qū)的的自然然區(qū)劃為Ⅵ5區(qū)，計算算行行車速度度為100kkmm/h。預計竣竣工工后的第第一年年折合成成小客客車雙向向日交交通量為3964466輛/日。經(jīng)調(diào)調(diào)查查，預計計交通通量年增增長率率為15%，路基填填土土為粘質(zhì)質(zhì)土填填料的內(nèi)內(nèi)摩擦擦角35°，粘聚力20kNN/㎡，在春春季季不利季季節(jié)調(diào)調(diào)查得知知地下下水位離離地面面1.3m，路基填填土土高度8m。公路的一段位于于于海濱，上上層層主要由由第四四紀全新新世晚晚中期濱濱海河河口相沉沉積的的淤泥質(zhì)質(zhì)粘土土構(gòu)成，其其地地層由上上而下下可分為為粘土土（硬殼殼層）、淤淤淤泥質(zhì)粘粘土和和粘土三三層組組成。第第三粘粘土層的的下面面是堅硬硬巖石石。公路在城郊某處處處右側(cè)快快車道道填方最最大高高度8m，需要進進行行擋土墻墻設計計。已知知地基基承載力力設計計值[]=35500kPa，填土的的容容重18kkNN/，活載載按按汽車—超20級設計。墻墻墻背填料料采用用非膨脹脹土填填筑，墻墻后土土壓力不不考慮慮浸水作作用。1.3本設計計計的主要要內(nèi)容容本設計內(nèi)容主要要要包括路路基設設計、路路面設設計和材材料設設計三部部分。其中路基設計部部部分是針針對軟軟土地帶帶高填填方路段段進行行，要求求進行行沉降計計算、地地基處治治設計計、穩(wěn)定定分析析、擋土土墻設設計和坡坡面防防護設計計。地地基處治治設計計采用真真空堆堆載聯(lián)合合預壓壓法，要要求說說明原理理并進進行施工工設計計。路面設計部分，瀝瀝青路面和普普通混凝土路路面各設計兩兩種結(jié)構(gòu)組合合，并對四種種路面結(jié)構(gòu)進進行經(jīng)濟、使使用性能指標標的比較，推推薦一種路面面結(jié)構(gòu)。水泥泥混凝土路面面要進行傳力力桿和拉桿設設計。材料設計是指瀝瀝瀝青混合合料的的設計，提提出出瀝青混混合料料設計要要求，根根據(jù)篩分分結(jié)果果進行推推薦級級配的設設計，根根據(jù)瀝青青混合合料試驗驗結(jié)果果進行最最佳瀝瀝青含量量設計計。第2章軟土地地基沉降降計算算與地基基處理理2.1軟土地地地基的沉沉降計計算在軟粘粘粘土地基基上修修筑交通通工程程，除了了要滿滿足地基基穩(wěn)定定性外，更更重重要的是是要選選取合理理的沉沉降估算算方法法和相關(guān)關(guān)的計計算參數(shù)數(shù)，采采取可靠靠措施施減少沉沉降。高高速公路路對路路基填筑筑完成成后的沉沉降量量要求比比較嚴嚴格，地地基的的壓縮變變形計計算已經(jīng)經(jīng)成為為軟粘土土地基基修建高高速公公路的關(guān)關(guān)鍵技技術(shù)問題題之一一。2.1.1軟軟軟土及其其特征征軟土是指濱海、湖湖沼、谷地、河河灘沉積的天天然含水量高高、孔隙比大大、壓縮性高高、抗剪強度度低的細粒土土。按沉積環(huán)環(huán)境可分為八八種類型：瀉瀉湖相沉積、溺溺谷相沉積、濱濱海相沉降、三三角洲相沉積積、湖相沉積積、丘陵谷地地相沉積、河河漫灘相沉積積和牛軛湖相相沉積。軟土的基本特性性性：（1）具有高含含水水量、低密密密度、低低強度度、高壓壓縮性性、低透透水性性和中等等靈敏敏度特點點。（2）具有一定定的的結(jié)構(gòu)性。結(jié)結(jié)構(gòu)性的形成成隨土的礦物物成分、沉積積環(huán)境、空隙隙水的成分及及沉積年代而而不同。（3）往往存在在硬硬殼層。這這這是由于于地表表部分風風化、淋淋洗作用用形成成的，該該硬殼殼層具有有中等等或低的的壓縮縮性、較較高的的強度、較較強強的結(jié)構(gòu)構(gòu)性。2.1.2交交交通量分分析與與路基斷斷面的的確定2.1.2.111交通分析析初步確定此高速速速公路預預測年年限為20年，設計計車車速為100kkm/h，預期交交通通量年平平均增增長率為R=15﹪。預計竣竣工工后第一一年雙雙向日交交通量量如表2-1。表2-1第一一一年雙向平平均均日交通通量車型前軸重kN前軸數(shù)前軸輪組數(shù)后軸重KN后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸軸距交通量輛/日黃河JN16259.51單115.01雙-410日野KF300D40.81單2×79.02雙<3m400長征CZ36147.61單3×80.73雙>3m410小轎車101單201單-5000各種汽車折合成成成小客車車的年年平均日日交通通量的計計算。年年平均日日交通通輛用20年的的平平均均值。計計算公公式如下下：（2—1）式中N————年各種汽汽車折合合成小小客車的的年平平均日交交通量量；R——設計年限限內(nèi)交交通量的的年平均均增長長率；——設計年限；；——初始年的日日平平均交通量量量N1的計算過程程如如表2-2。表2-2初初初始年折合合成成小客車車的年年平均日日交通通量車型初始交通量輛/日折算系數(shù)折合成小客車輛/日黃河JN1624102.0820日野KF300D4003.01200長征CZ3614103.01230小轎車50001.05000合計N1=82500由公式（1—111）可知道道各各種汽車車折合合成小客客車的的年平均均日交交通量：：NN=4225888輛/日2.1.2.222路基斷面面的的確定由上一節(jié)節(jié)節(jié)的計算算可知知道，各各種汽汽車折合合成小小客車的的年平平均日交交通量量N為3964466輛/日，根據(jù)《公公公路工程技技術(shù)術(shù)標準》（JTGBB01--20003），四車道道高高速公路路能適適應將各各種汽汽車折合合成小小客車的的年平平均日交交通量量為2500000～550000輛。故車車道道數(shù)確定定為四四車道。路路基基的平均均填土土高度為8m。路基邊坡坡用1：1.5。具體尺尺寸寸如圖2-1。圖2-1路基基基橫斷面示示意意圖路基寬度的確定定定：車道寬度度取33.755m中間帶寬度取2mm路緣帶寬度取0..755m硬路肩寬度取3mm土路肩寬度取0..755m由公路工程技術(shù)術(shù)術(shù)標準可可得路路基寬度度為他他們的和和：路基寬度=4×××3.775++2+00.775×22+33×2++0..75××2==26mm2.1.3主主主固結(jié)沉沉降和和總沉降降的計計算2.1.3.111主固結(jié)沉沉降降的計算算（1）已已已知資料料路堤的沉降中，主主固結(jié)沉降占占主導地位，采采用一維應力力狀態(tài)下的分分層總和法計計算。具體的的計算方法有有三種：1、按e-p曲線計算；2、用壓縮模模量計算；3、考慮前期期固結(jié)壓力計計算沉降。本本設計采用壓壓縮模量計算算主固結(jié)沉降降。路基填土為粘質(zhì)質(zhì)質(zhì)土，填填料的的內(nèi)摩擦擦角，粘粘聚力C=2200kNN/mm2，容重=1188kNN/mm3，路堤平平均均填土高高度為為8m。軟土地地基基上層主主要由由第四紀紀全新新世晚中中期濱濱海河口口相沉沉積的淤淤泥質(zhì)質(zhì)粘土構(gòu)構(gòu)成，其其地層由由上而而下可分分為粘粘土（硬硬殼層層）、淤淤泥質(zhì)質(zhì)粘土和和粘土土三層組組成，最最底層粘粘土以以下是堅堅硬巖巖石。其其各層層土的物物理力力學指標標如表表2-3所示。表2-3各層層層土的物理理力力學指標標土名天然含水量（﹪）密度（）初始空隙比壓縮系數(shù)（1/Mp）直接快剪固結(jié)系數(shù)固結(jié)快剪粘聚力力力kN/固結(jié)快剪摩擦角角角QKN/粘土（硬殼層）31.01.710.6651.0220.510.9淤泥質(zhì)粘土48.81.751.3821.3411.86.81.98e-33314.112.0粘土32.11.920.8830.4124.220.3（2）壓縮層厚厚度度的確定根據(jù)《公路軟土土土地基路路堤設設計與施施工技技術(shù)規(guī)范范》(JTJ0177-996)中4．1．4的有關(guān)規(guī)規(guī)定定，對用用于計計算沉降降的壓壓縮層，其其底底面應在在附加加應力與與有效效自重應應力之之比不大大于0.15處?，F(xiàn)試試算算軟土低低層即即離地面14m深處的附附加加應力和和有效效自重應應力的的比值。已已知知春季不不利季季節(jié)地下下水位位離地面1.3m。地下水水位位以下的的土層層有效重重度取取浮重度度。附附加應力力分別別查帶狀狀均布布荷載和和帶狀狀三角形形荷載載的應力力系數(shù)數(shù)k可得。有效自重應力附加應應應力的計計算：：路基填土的容重重重r=188kkN/，路路基基高度H=8m；所以路基頂面處處處的應力p=188××8=11444kPPa；由路基橫斷面的的的尺寸并并查土土力學帶帶狀均均布荷載載和帶帶狀三角角形分分布荷載載的應應力系數(shù)數(shù)（應應力系數(shù)的查表說說說明如圖2-2得：所以xb(a)帶狀均布荷載xb(a)帶狀均布荷載（b）三角形均布荷載PbPzxzxzxz圖2-2附加加加應力查表表說說明由上面的計算可可可以看到到，壓壓縮層厚厚度定定為14m并不符合合規(guī)規(guī)范的要要求，但但由于第第三粘粘土層的的下面面已經(jīng)是是堅硬硬的巖石石了，故故可以不不考慮慮第三粘粘土層層以下的的沉降降。（3）壓壓壓縮模量量法計計算主固固結(jié)沉沉降壓縮模量的計算算算公式如如下：：（2—222）式中——軟軟土土的初始空空空隙比；；——軟土的壓縮縮系系數(shù)；分層層層總和法法計算算主固結(jié)結(jié)沉降降的公式式如下下：（2—3）式中——主主固固結(jié)沉降；；；——地基中個分分層層中點處附附附加應力力增量量；——第i分層的的壓縮模模量；；——第i分層層的厚度；主固結(jié)結(jié)結(jié)沉降的的計算算過程如如表2-4，分層時時不不同土層層單獨獨分層，同同一一土層中中分層層厚度為2到4米，軟土土中中有中間間的粘粘土層厚厚度為為11m，故可以以把把它分為4層2m和一層3m，分層具體體情情況見圖2-3。路基路基粘土1m淤泥質(zhì)粘土11m粘土3m2m2m2m2m2m3m2m1m圖2-3軟土土土路基分層層情情況表2-4主固固固結(jié)沉降計計算算分層號分層中點處的附附附加應力力（kPa）壓縮摸量（MPa）分層厚度（m）主固結(jié)沉降（mm）1143.861.623188.642141.701.7782159.393133.841.7782150.554125.381.7782141.035113.641.7782127.836100.991.7783170.40790.314.593239.76合計=887.62.1.3.222總沉降的的計計算地基總沉降采用用用經(jīng)驗系系數(shù)和和主固結(jié)結(jié)沉降降計算：（2—4）式中———地基總沉沉降降；——沉降系數(shù)，與與與地基條件件、荷荷載強度度、加加載速率率等因因素有關(guān)關(guān)應根根據(jù)現(xiàn)場場沉降降觀測資資料確確定，也也可采采用公式(2—5)確定。（222—5）式中——地地基處理類類類型系數(shù)數(shù)，地地基用塑塑料排排水板處處理時時取0.955~~1.1，用粉體體攪攪拌樁處處理時時取0.85，一般預預壓壓時取0.9；——路基高度；；——填土速率修修正正系數(shù)，填填填土速率率在0.2mmmm~0..7mmm/d之間時，取取0.0225；——地質(zhì)因素修修正正系數(shù)，滿滿滿足軟土土層不不排水抗抗剪強強度小于25kPPa、軟土層層的的厚度大大于6m、硬殼層層厚厚度小于2.5m三個條件件時時，Y=0，其他情情況況下可取Y=-00..1；由已知資料并由由由公式（2—5）可計算算沉沉降系數(shù)數(shù)如下下：=1.58所以總沉降：=140000mmm1.4m2.1.4工工工后沉降降的計計算2.1.4.111固結(jié)度的的計計算（1）計算公式式根據(jù)《公路軟土土土地基路路堤設設計與施施工技技術(shù)規(guī)范范》(JTJ0177-996)的規(guī)定，不不不設豎向向排水水體時，只只需需計算豎豎直向向固結(jié)度度。豎豎直向固固結(jié)條條件下，地地基基平均固固結(jié)度度按以下下公式式計算：：（222—6）式中———排水面處處的的附加應應力與與非排水水面處處的附加加應力力之比；；、——分別按公公式（2—7）、（2—8）計算；；（2—7）（2—8）式中（2—9）其中———豎豎向固結(jié)系系系數(shù)；——空隙水的最最大大滲徑，單單單面排水水取壓壓縮層的的厚度度，雙面面排水水取壓縮縮層厚厚度的一一半；；——瞬時加荷固固結(jié)結(jié)過程歷時時時；（2）完工時固固結(jié)結(jié)度的計算算算已知建設周期為為為3年，壓縮縮層層為單面面排水水，上層層面為為排水面面。排水面處的附加加加應力：：==143...83kPPa非排水面處的附附附加應力力：kPa故：時間因數(shù)由公式式式（2—9）可得：由公式（2—777）、公式式（2—8）可分別別計計算U0、U1=0.282888=0.125444故：（3）設設設計年限限末固固結(jié)度的的計算算時間因數(shù)：故：（4）工工工后沉降降根據(jù)《公路軟土土土地基路路堤設設計與施施工技技術(shù)規(guī)范范》(JTJ0177-996)，高速公公路路橋臺與與路堤堤相鄰處處工后后沉降應應小于于等于0.1m，否則應應進進行地基基處治治設計。故故此此處應進進行地地基處治治設計計。2.2地基處處處治設計計2.2.1軟土土土地基處處理的的目的和和意義義在軟土土土地基上上填筑筑路堤有有可能能出現(xiàn)失失穩(wěn)，或或者沉降降量和和沉降速速率不不能滿足足使用用要求時時，需需對軟土土地基基進行適適當?shù)牡奶幚?，以以增增加其穩(wěn)穩(wěn)定性性、減少少沉降降量或加加速沉沉降。軟土地地地基處理理的方方法很多多，各各種方法法具有有不同的的特點點，可的的得到到不同的的效果果，因而而各適適用于不不同的的目的。軟土地基基基處理的的目的的可分為為以下下兩大類類：沉降處理。包括括括加速固固結(jié)沉沉降和減減少總總沉降兩兩方面面。前者者可采采用加載載預壓壓、豎向向排水水和擠實實沙樁樁等方法法；后后者則可可采用用擠實沙沙樁、石石灰樁、換換填填土等方方法。穩(wěn)定處理?？刹刹刹捎脫Q填填土、反反壓護道道、擠擠實沙樁樁、石石灰樁等等措施施增加抗抗滑阻阻力。各各種加加速固結(jié)結(jié)沉降降措施都都有助助于促進進軟土土層強度度的增增長。2.2.2真空空空堆載聯(lián)聯(lián)合預預壓法的的原理理真空堆堆堆載聯(lián)合合預壓壓法是真真空預預壓和堆堆載預預壓兩種種方法法的組合合，其其基本作作法見見圖2-4。其具體體作作法是先先按真真空預壓壓的工工藝要求求，鋪鋪膜、埋埋管、挖挖溝，然然后進進行抽氣氣。當當膜下真真空度度穩(wěn)定后后，即即可按堆堆載預預壓的工工藝要要求，在在薄膜膜上堆載載。為為了防止止薄膜膜損壞，需需在在薄膜上上采取取有效的的防護護措施。圖2-4真空堆載載聯(lián)聯(lián)合預壓壓法示示意圖真空堆載聯(lián)合預預預壓法的的實質(zhì)質(zhì)為在同同一時時間內(nèi)，土土體體在薄膜膜下的的真空與與薄膜膜上的堆堆載聯(lián)聯(lián)合作用用上，將將其中的的水分分排出，促促進進土體固固結(jié)強強度增長長。設設土體原原來承承受一個個大氣氣壓Pa,真空預壓壓時時，通過過抽氣氣，膜下下形成成真空，該該真真空度換換算成成等效壓壓力-P0,使砂墊層層和和砂井中中的壓壓力減少少至Pv(PV=Pa-P0),在壓力差Pa-Pv作用下，土土土體中的的水流流向砂井井。堆堆載預壓壓時，通通過壓載載，土土體中的的壓力力增高至PP,在壓力差PP-Pa作用下，土土土體中的的水流流向砂井井，故故在真空—堆載聯(lián)合合作作用時，二二者者壓力差差為PP-Pv。由于壓壓力力差增大大，加加速了土土體中中水的排排出，增增大了土土體的的壓密率率，使使土體的的強度度進一步步提高高，沉降降進一一步消除除。2.2.3施施施工設計計本方案案案采用間間距為為1.3m、深度為14m、三角形形布布置的d=7ccm的袋裝沙沙井井作為豎豎向排排水通道道，50cm的中粗砂砂砂砂墊層作作為水水平排水水通道道，85kPPa的真空負負壓壓和路堤堤本身身的荷載載作為為預壓和和超載載預壓的的荷載載。2.2.3.111加載計劃劃本工程計劃荷載載載為：砂砂墊層層50cm（相當于8kPPa的荷載），真真空負壓85kPa，這是一個個很大的超載載量，在這么么大的超載作作用下，路堤堤填土高度無無需填到設計計高度，也能能達到很好的的預壓效果。根根據(jù)預計完成成的沉降量，堆堆載荷載用5m的路基填土土（相當于90kPPa的荷載）。其其中真空荷載載可一次加上上去，堆載荷荷載分四級進進行，計劃在在真空度穩(wěn)定定在-85kkPa、15天后進行加加載施工。堆堆載分為四級級進行，分別別為2m，每加一級級的加載時間間為5天，預壓間間歇時間為10天。為了保護真空薄薄薄膜不致致破壞壞，第一一級加加載前在在真空空預壓薄薄膜上上鋪設一一層抗抗拉強度度為40kNN//m的土工布布。2.2.3.222固結(jié)度和和沉沉降計算算（1）固固固結(jié)度的的計算算：①公式說明按照太沙基理論論論公式，根根據(jù)據(jù)固結(jié)系系數(shù)隨隨固結(jié)度度的提提高而減減小的的規(guī)律，并并結(jié)結(jié)合真空空預壓壓的加固固機理理進行經(jīng)經(jīng)驗修修正。（2—10）（2—1111）（2—12）（2—133）式中————當t<30天且P<10000kPPa時，=1..1；當120天>t>330天且P〈100kkPa時，=1..11-0..2((t-300))/90；當t〉120天且P>10000kPPa是，=0..9；Ut、UUUv、Ur——總的、豎豎直直和水平平向的的平均固固結(jié)度度，Uv的計算見見上上一節(jié)公公式（2—6）；、——豎直向和和水水平向的的固結(jié)結(jié)系數(shù)；；d——地地地下排水水體的的有效排排水直直徑；t——加加加荷固結(jié)結(jié)歷時時；n——井井井徑比，即即排排水體的的有效效直徑與與排水水體直徑徑之比比；②的計算預計在聯(lián)合預壓壓壓荷載下下預壓壓期為120天。時間因數(shù)由公式式式（2—9）可得：由公式（2—777）、公式式（2—8）可分別別計計算U0、U1=0.104666=0.005555故由公式（2———6）：③Uv的計算水平滲滲滲透系數(shù)數(shù)可依依據(jù)經(jīng)驗驗取為為垂直滲滲透系系數(shù)的3倍，固結(jié)結(jié)系系數(shù)可由由以下下公式計計算：，因此垂直直直方向的的固結(jié)結(jié)系數(shù)=33=5.994。三角角形形布置時有效排水直直直徑de=1.0055d=11.005×11.33m=11366.5ccm。井徑比n=199..5。由公式（2—1112）得：又由公式（2———13）得：最后由公式（222—11）得：④的計算由已知條件可取取取經(jīng)驗系系數(shù)==0.99由公式（2—1110）可得：：有上可以知道在在在真空堆堆載的的作用下120天地基的的總總固結(jié)度度可達達到89.22%。（2）沉沉沉降計算算地基的主固結(jié)沉沉沉降采用用分層層總和法法計算算，利用用壓縮縮模量按按公式式（2—3）計算。主主主固結(jié)沉沉降的的計算過過程如如表2-5。表中附附加加應力的的計算算按帶狀狀均布布荷載計計算，頂頂面處的的外加加荷載為為堆載載和真空空負壓壓的和:P=5×18+++8+885==1833kkPa以下各層的應應應力可參照照前前一節(jié)的的方法法通過查查表得得：表2-5處治治治時的主固固結(jié)結(jié)沉降計計算分層號分層中點處的附附附加應力力（kPa）壓縮摸量（MPa）分層厚度（m）主固結(jié)沉降（mm）1182.821.6231112.642180.081.7782202.563170.091.7782191.334159.341.7782179.235144.421.7782162.456128.341.7783216.557114.764.593249.98合計=1115路基的總沉降可可可由公式計算，其其中m為經(jīng)驗系系數(shù)數(shù)，考慮慮到真真空負壓壓的作作用m取為1.1～1.3，這里取1.3。所以總沉降為：：：mm在聯(lián)合預壓荷載載載下預壓壓期為為120天時加固固層層的沉降降量為為：=1.3m在使用荷載下地地地基在設設計年年限末的的最終終沉降為1.4m，在聯(lián)合合預預壓荷載載下預預壓期為120天時加固固層層沉降量量為1.300m，工后沉沉降降為0.1m，工后沉沉降降還是滿滿足高高速公路路橋臺臺與路堤堤相鄰鄰處應小小于等等于0.1m的要求。2.2.3.333施工簡介介真空堆載聯(lián)合預預預壓法的的施工工可分為為施工工準備和和軟基基處理兩兩部分分，施工工準備備包括：：清場場、鋪設設砂墊墊層、打打設袋袋裝砂井井等；；軟基處處理包包括：真真空預預壓、真真空堆堆載、聯(lián)聯(lián)合預預壓。其其技術(shù)術(shù)控制措措施如如下：砂墊層鋪筑。袋裝砂井鋪筑。真空度的技術(shù)控控控制措施施。加載時注意路基基基穩(wěn)定的的保證證。嚴格按設計要求求求控制聯(lián)聯(lián)合預預壓的時時間，一一般情況況下要要保證三三個月月的聯(lián)合合預壓壓時間，延延長長或縮短短應根根據(jù)卸載載標準準。2.2.3.444處理總結(jié)結(jié)（1）加固后土土的的各項指標標標均有明明顯的的改善，各各層層上的加加固效效果均達達到設設計要求求。（2）真空聯(lián)合合堆堆載預壓不不不受填土土速率率的限制制，超超載量大大，預預壓時間間可明明顯縮短短。（3）真空堆載載負負壓可以平平平衡堆載載產(chǎn)生生的向外外的擠擠出作用用，有有利于穩(wěn)穩(wěn)定。（4）在造價方方面面，真空聯(lián)聯(lián)聯(lián)合堆載載預壓壓方法和和堆載載預壓相相差不不大，而而比攪攪拌樁、碎碎石石樁法等等節(jié)省省。比較較經(jīng)濟濟合理。第3章懸臂臂式擋擋土墻設設計懸臂式擋土墻是是是一種輕輕型支支擋建筑筑物。其其基本結(jié)結(jié)構(gòu)形形式如圖3-1。它依靠靠墻墻身自重重和墻墻底板以以上填填筑體的的重力力維持擋擋土墻墻的穩(wěn)定定。其其主要特特點是是厚度小小，自自重輕、擋擋土土高度較較高。而而且經(jīng)濟濟指標標也比較較好，適適用于石石料缺缺乏和地地基承承載力較較低的的填方地地段。懸臂式擋土墻在在在國外已已廣泛泛采用。近近幾幾年國內(nèi)內(nèi)在鐵鐵路、公公路等等建設工工程中中也已經(jīng)經(jīng)大量量采用。通通過過大量工工程實實踐證明明，該該結(jié)構(gòu)具具有較較好的社社會效效益和經(jīng)經(jīng)濟效效益?！荨?0H≥20H≥30陡于1：0.1(1/4~1/2)H（1/20~1/5）H圖3-1懸懸懸臂式擋土土墻墻（單位位：cm）3.1土壓力力力的計算算為簡化計算，公公公路汽車車荷載載均可按按等效效的均布布荷載載計算作作用于于擋土墻墻上的的土力。3.1.1土土土壓力計計算理理論（1）按庫侖理理論論計算用墻踵下緣與立立立板上邊邊緣連連線作為為假想想墻背，按按庫庫侖公式式計算算，如圖3-2((aa)。此時，值值應應取土的的內(nèi)摩摩擦角，當當墻墻背填土土為粘粘性土時時，應應根據(jù)填填土的的實際內(nèi)內(nèi)摩擦擦角和粘粘聚力力換算成成等效效內(nèi)摩擦擦角。應為為假想墻背背的傾角，計計算∑G時，要計計入墻背與與假想墻背背之間△ABD的上體自自重力。BBEHCD=DBBEHCD=DAh0h0AB’HW(a)(b)庫侖主動土壓力力力的計算算公式式：（3———1）（3—2）式中———庫庫侖主動土土土壓力系系數(shù)，它它與、H有關(guān)；、——填土的重重度和和內(nèi)摩擦擦角；——墻背與豎直直線線之間的夾夾夾角，以以豎直直線為準準，逆逆時針方方向為為正，順順時針針方向為為負；；——填土表面與與水水平面之間間間的夾角角，水水平面以以上為為正，水水平面面以下為為負；；——墻背與填土土之之間的摩擦擦擦角，其其值可可由試驗驗確定定，無試試驗資資料時，一一般般取為（1/3～2/3）；(2)按郎肯肯肯土壓力力理論論計算用墻踵豎直面作作作為假想想墻背背，如圖3-2((bb)。（3）按第二破破壞壞面理論計計計算當墻踵下邊緣與與與立板上上邊緣緣連線的的傾角角大于臨臨界角角，在墻墻后填填土中將將會出出現(xiàn)第二二破裂裂面，則則應按按第二破破裂面面理論計計算公公式計算算。穩(wěn)穩(wěn)定計算算時應應計入第第二破破裂面與與墻背背之間的的土體體作用。如如圖圖3-3。BhBh0HADCF圖3-3墻背出現(xiàn)現(xiàn)第第二破壞壞面(3—333)(3—4)(3—5)(3—6)懸臂式式式擋土墻墻土壓壓力一般般可采采用庫倫倫土壓壓力理論論計算算，特別別是填填土表面面為折折線或有有局部部荷載作作用時時。一般般情況況下只考考慮主主動土壓壓力。由由于假想想墻背背的傾角角較大大，當墻墻身向向外移動動，土土體達到到主動動極限平平衡狀狀態(tài)時，往往往往會產(chǎn)生生第二二破裂面面。若若不出現(xiàn)現(xiàn)第二二破裂面面則按按一般庫庫倫理理論計算算作用用于假想想墻背背上的土土壓力力，此時時墻背背摩擦角角=。若出現(xiàn)現(xiàn)第第二破裂裂面則則應按第第二破破裂面法法來計計算土壓壓力。3.1.2汽汽汽車荷載載換算算汽車荷載引起起起的土壓力力采采用車輛輛荷載載加載，并并可可按下列列規(guī)定定計算:車輛荷荷荷載在橋橋臺或或擋土墻墻后填填土的破破壞棱棱體上引引起的的土側(cè)壓壓力，可可按下式式換算算成等代均布土層厚厚厚度h(m)計算:（3—7）式中———土的重力力密密度(kN/mm3)；——布置在B××ll0面積內(nèi)的的車車輪的總總重力力(kN)，計算擋擋土土墻的土土壓力力時，車車輛荷荷載應按按規(guī)范范如圖3—4規(guī)定作橫橫向向布置，車車輛輛外側(cè)車車輪中中線距路路面邊邊緣0.5mm,計算中當當涉涉及多車車道加加載時，車車輪輪總重力力應按按規(guī)范進進行折折減；——橋臺或擋土土墻墻后填土的的的破壞棱棱體長長度(m),對于墻頂頂以以上有填填土的的路堤式式擋土土墻，l0為破壞棱棱體體范圍內(nèi)內(nèi)的路路基寬度度部分分；B————橋臺橫向向全全寬或擋擋土墻墻的計算算長度度(m)。擋土墻的的的計算長長度可可按下列列公式式計算，但但不不應超過過擋土土墻分段段長度度:（3—8）當擋土墻墻墻分段長長度小小于13m時B取分段長長度度，并在在該長長度內(nèi)按按不利利情況布布置輪輪重。式中H——擋土墻高高度(m)，對墻頂頂以以上有填填土的的擋土墻墻，為為兩倍墻墻頂填填土厚度加墻高高。圖3-4車車車輛何載橫橫向向布置3.2懸臂臂臂擋土墻墻設計計懸臂式擋土墻設設設計分為為墻身身截面尺尺寸擬擬定及鋼鋼筋混混凝