道路畢業(yè)設計

第1章緒論1.1本選題研究的目的及意義通過畢業(yè)設計，使學生對公路建設程序和內容有一種系統(tǒng)的、全面的理解，培養(yǎng)學生獨立進行路線、路基路面構造及有關設施設計、計算的能力。公路交通是衡量一種國家經(jīng)濟實力和現(xiàn)代化水平的重要標志，是國民經(jīng)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)展速度對于增進國民經(jīng)濟的發(fā)展，拉動其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。高等級公路在中國內地的出現(xiàn)和發(fā)展走過了幾十年的歷程，在今天，高等級公路和全國公路網(wǎng)正在為中國經(jīng)濟和社會的發(fā)展提供著便捷、和高效率的運送服務。1.2項目概況1.已知資料路段初始年交通量見表1-1〔輛/晝夜，交通量年平均增長率7.0%〕表1-1交通量表小客車中客車大客車小貨車中貨車CAD50中貨車EQ140大貨車特大日野拖掛車五十鈴31001000900150010008501000900952.路線所處地理位置及地質狀況〔1〕地形地貌路線總體展現(xiàn)出由南到北先逐漸變高再逐漸變低的走勢，跨越了兩個地貌特性區(qū)。此路段前半段地形開闊平坦，為剝蝕堆積壟崗平原區(qū)，地面高程在370～390m之間。路段位于平原微丘區(qū)，地勢較高，地面高程稍高，高程在390～420m之間。設計路段無不良地質路段，地層產(chǎn)狀平緩，巖層略有起伏，部分地區(qū)形成開闊的背斜和向斜，斷裂不甚發(fā)育，且規(guī)模較小。(2)工程地質路線所有位于安徽省內的微丘區(qū)地帶，路線地質構造相對較簡樸，地質相對穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)大的不良地質現(xiàn)象，僅局部發(fā)既有軟土呈零星分布，一般深度為0.5~2m，分布范圍十幾至幾十米。沿線重要地層為花崗巖，呈全風化、強風化等。(3)水文地質測區(qū)內水系發(fā)育，地表水豐富，湖泊魚溏眾多。路線跨越梅目水庫上游小河一條和部分小溝，集水面積均不大。地下水重要是裂隙水，另一方面是松散巖類孔隙水，路線地下水的補給來源于大氣降水和地表水。(4)氣候、氣象路線地處安徽中東部偏西，屬于亞熱帶季風氣候，平均溫度不高，陽光充足而濕潤。雨水分布季節(jié)性強，雨季期為4~9月，夏季受季風影響，多雨，易照成洪澇災害。1.3路線設計原則及技術指標確實定1.3.1確定各車型換算系數(shù)高速公路以小客車為折算原則見表1-2：表1-2各汽車代表車型與換算系數(shù)表汽車代表車型車輛換算系數(shù)說明小客車1.0≤19座的客車和載質量≤2t的貨車中型車1.5＞19座的客車和載質量＞2t的貨車大型車2.0載質量＞7t≤14t的貨車拖掛車3.0載質量＞14t的貨車1.3.2交通量計算初始年交通量：N0=3100+1.5×1000+900×2+1500+(850+1000)×1.5+1000×2.0+900×3+95×3=15660輛/日遠景設計年限交通量N:N=N0×假設該公路遠景設計年限為，則遠景設計年限交通量N：N=N0×=15660×=46380輛/日1.3.3確定公路等級 據(jù)設計年限，多種車輛折合成小客車的交通量合計為46380輛/日，公路等級為高速公路，車道數(shù)為四車道，車速為100km/h，四車道的路基寬度一般值為27m,最小值為24.5m，本設計路基設計寬取27m,設計車道寬度為3.75m，得總車道寬度為3.75×4＝15m，兩側硬路肩寬度為3×2=6m，土路肩的寬度為0.75×2=1.5m，中間帶的寬度為4.5m(其中中央分隔帶寬度為3.00m，兩側路緣帶寬度為0.75第2章路線與平面設計2.1選線2.1.1選線基本原則〔1〕路線起點除必須符合公路網(wǎng)規(guī)劃規(guī)定外，對起終點前后一定長度范圍內必須作出按路線方按和近期實行的詳細設計?！?〕視覺良好，路線平、縱、橫各構成部分空間富余。誘導視線多種設施所構成的視覺系統(tǒng)，應使駕駛者在是視覺上能預知公路前進方向和路況變化，并能急時采用安全措施。〔3〕線形流暢，景觀協(xié)調，行車安全，舒適，使駕駛員在視覺上能預知公路前方和路況的變化。2.1.2定線詳細過程本設計路線大走向為由南向北，根據(jù)給定的起終點，分析其直線距離和所需的展線長度，選擇合適的中間控制點。在路線多種也許的走向中，初步確定可行的路線方案〔假如有可行的局部路線方案，應進行比較確定〕，然后進行紙上定線。在1:5000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、農(nóng)田等分布狀況，選擇地勢平緩山坡順直的地帶，確定路線多種可行方案。對于山嶺重丘地形，定線時應以縱坡度為主導；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。最終合理確定出公路中線的位置〔定出交點〕。2.1.3路線方案比選選線是根據(jù)路線基本走向和技術原則，結合地形、地質條件，考慮安全、環(huán)境保護、土地運用和施工條件，以及經(jīng)濟等原因，通過全面比較，選定路線中線的全過程。它是道路建設的基礎工作，面對的是一種十分復雜的自然環(huán)境和社會經(jīng)濟條件，需要綜合考慮多方面的原因。為了保證選線和勘測設計質量，減少工程造價，必須全面考慮，由粗到細、由輪廓到詳細，逐漸深入，分階段分環(huán)節(jié)分析比較，進行多方案必選，才能定出合理的路線。綜合考慮該地區(qū)自然條件、技術原則、工程投資等原因，初步確定了兩個方案見圖2-1：圖2-1方案比選圖方案一：從起點〔47321.6911，68516.5131〕到終點〔46965.1471，71976.6224〕，路線總長3607.739m，設置3條平曲線。方案二：從起點〔47321.6911，68516.5131〕到終點〔46965.1471，71976.6224〕，路線總長3881.401，設置4條平曲線。詳細方案比選過程見表2-1：表2-SEQ表_2-\*ARABIC1方案比選表比較項目方案一方案二路線長度3607.739m3881.401線型〔比較平曲線、豎曲線〕平均圓曲線半徑較大，路線比方案二順適，但填挖大；豎曲線方面差不多。平均圓曲線半徑較小，路線比方案一更適應地形的變化；豎曲線方面差不多。交點數(shù)目34平曲線最小半徑800m700m最大縱坡2.787%2.632%最小縱坡0.746%0.643%變坡點數(shù)目3個4個視覺評價很好較差安全評價安全安全路基土石方高填深挖不多，土石方總運量=334199，比方案二多。高填深挖不多，土石方總運量=306830.72，比方案一少。方案長處1.施工技術比較簡樸；2.線形指標符合規(guī)定1.愈加適應地形，填挖較少；2.溝壑少。根據(jù)上表多方面比較方案一相比于方案二雖然土石方總運量較大，不過并沒有太大差距，而方案一路線直線路面部分較方案二多某些，行駛視覺方面很好安全面很好故選方案一。2.2平面設計2.2.1平面線形的設計環(huán)節(jié)平面線形的設計重要是確定交點位置、曲線半徑、緩和曲線的長度等。確定過程中應保證平面線形持續(xù)順適，保持各平面線形指標的協(xié)調、均衡，并且要與地形相適應和滿足行駛力上的規(guī)定?！?〕路線的交點重要確定路線的詳細走向位置，因此其位置確實定非常重要。必要時應做對應的比較方案進行比選，保證方案可行、經(jīng)濟、合理、工程量小?！?〕曲線和緩和曲線長度確實定首先在滿足曲線及緩和的最小長度的前提下，初步確定其長度，然后平曲線半徑及緩和曲線長度可以根據(jù)切線公式(2-1)或外距公式(2-2)反算：(2-1)(2-2)在初步設計時可忽視p,并近似取q=Ls/2,由(2-1)、(2-2)即可得：在確定R,Ls后來就計算各曲線要素，推算各主點里程及交點的里程樁號。最終由平面設計的成果可以得到直線曲線及轉交表?！?〕充足運用土地資源，減少拆遷，減小填挖量。就地取材，帶動沿線城鎮(zhèn)及地方.經(jīng)濟的發(fā)展?！?〕公路平面線形是由直線、圓曲線和緩和曲線構成。直線作為使用最廣泛的平面線性，在設計中我們首先考慮使用。譙城區(qū)該新建高速公路，所經(jīng)區(qū)域既有平原區(qū)，也有山區(qū)，本設計在平原區(qū)重要采用了較高的技術指標以爭取很好的線形。2.2.2平面線形技術論證針對本次設計的設計車速100km/h迅速路，根據(jù)《都市道路與橋梁設計原則》得其技術規(guī)定見表2-2。表2-2高速公路重要技術指標表設計車速100km/h平曲線一般最小半徑700m極限最小半徑400m緩和曲線最小長度85m不設超高的圓曲線最小半徑路拱≤2.0%4000m路拱＞2.0%5250m最大縱坡4%凸曲線一般最小半徑10000m極限最小半徑6500m凹曲線一般最小半徑4500m極限最小半徑3000m本設計公路平曲線半徑最小半徑為800m；緩和曲線最小長度為85m；經(jīng)驗證均滿足規(guī)定。查有關資料確定重要技術原則1.公路用地

新建公路路堤兩側排水溝外緣〔無排水溝時為路堤或護坡道坡腳〕以外，路塹坡頂截水溝外邊緣〔無截水溝為坡頂〕以外不不不小于1m的土地為公路用地范圍；在有條件的地段，高速公路、一級公路不不不小于3m，二級公路不不不小于2m的土地為公路用地范圍。高真深挖路段，為保證路基的穩(wěn)定，應根據(jù)實際狀況確定用地范圍。

公路用地還包括立體交叉、服務設施、安全設施、交通管理設施、停車設施、公路養(yǎng)護管理及綠化和苗圃等工程的用地范圍。2.路線〔1〕車道寬度設計車速為100km/h，車道寬度為3.75m高速公路整體式斷面必須設置中間帶，中間帶由兩側路緣帶和中央分隔帶構成，其各部分寬度應符合表2-3的規(guī)定：表2-3中間帶寬度表一般值〔m〕最小值(m)中央分隔帶3.002.00左側路緣帶0.750.50中間帶寬度4.503.00〔2〕路肩寬度應符合表2-4：表2-4路肩寬度表一般值〔m〕最小值〔m〕右側硬路肩寬度3.25或3.002.50土路肩寬度0.750.75〔3〕路基寬度路基寬度〔m〕：一般值：27最小值：24.5〔四車道〕①：各級公路路基寬度為車道寬度與路肩寬度之和，當設有中間帶、加〔減〕速車道、爬坡車道、緊急停車帶、錯車道等時，應計入這些部分的寬度。②：確定路基寬度時，中央分隔帶寬度、左側路緣帶寬度、右側硬路肩寬度、土路肩寬度等的“一般值”和“最小值”應同類項相加?！?〕停車視距：160m圓曲線最小半徑〔m〕：一般值：700極限值：400不設超高最小半徑：4000一般地區(qū)，圓曲線最大超高應采用8%。2.2.3平曲線要素計算設計中設置的均為對稱型曲線，各要素計算公式如下：〔1〕平曲線要素計算常用公式如下：內移值：切線增值：緩和曲線角：切線長：曲線長：外距：切曲差：圓曲線長度：式中：—切線長()；—總曲線長()；—外距()；—切曲差()；—主曲線半徑()；—路線轉角(°)；—緩和曲線終點處的緩和曲線角(°)；—緩和曲線切線增值()；—設緩和曲線后，主圓曲線的內移值()；—緩和曲線長度()；—圓曲線長度()。〔2〕曲線主點里程樁號計算常用公式如直緩點：緩圓點：圓緩點：緩直點：曲中點：交點：以JD1為例計算〔1〕平曲線要素計算：=226.793m=447.088m〔2〕曲線主點里程樁號計算處的樁號為K0+955.798經(jīng)校核處樁號無誤。詳見附錄直曲表，逐樁坐標表見附表。第3章縱斷面設計縱斷面線形設計重要是處理公路線形在縱斷面上的位置，形狀和尺寸問題，詳細內容包括縱坡設計和豎曲線設計兩項?？v斷面線形設計應根據(jù)公路的性質、任務、等級和地形、地質、水文等原因，考慮路基穩(wěn)定，排水及工程量等的規(guī)定對縱坡的大小，長短，前后的縱坡狀況，豎曲線半徑大小及與平面線形的組合關系等進行組合設計，從而設計出縱坡合理，線形平順圓滑的最優(yōu)線形，以抵達行車安全、迅速、舒適，工程造價省，運行費用較少的目的。該路地處平原微丘區(qū)，土地資源寶貴，本項縱斷面設計采用小縱坡，微起伏與該區(qū)域農(nóng)田相結合，盡量減少路堤高度，路線縱斷面按百年一遇，設計洪水位的規(guī)定和保證路基處在干燥和中濕狀態(tài)，所需的最小填筑高度來控制標高線形設計上防止出現(xiàn)斷背曲線，反向豎曲線之間直線長度局限性3秒行程的則加大豎曲線半徑，使豎曲線首尾相接。此外，所選用的半徑還滿足行車視距的規(guī)定，此外，豎曲線的縱坡最小采用0.3%以保證排水規(guī)定。3.1縱斷面設計環(huán)節(jié)〔1〕準備工作從地形圖上根據(jù)平面線形讀取高程數(shù)據(jù)，然后在厘米圖上點繪地面線?！?〕標注控制點控制點是指影響縱坡設計的標高控制點。本設計路段的標高控制點重要為：涵洞的路基控制標高、凈空規(guī)定等。〔3〕試坡在一標出控制點的縱斷面圖上，根據(jù)技術指標選線意圖，結合地面起伏變化，本著以“控制點”為根據(jù)的原則，在這些點間進行穿插和取直，試定出假設干條直坡線。初步定出變坡點，變坡點應選在整10米樁上?！?〕調整將所定坡度對照技術原則檢查設計的最大最小縱坡坡長等與否滿足平縱配合?！?〕定坡經(jīng)調整后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點樁號高程確定下來，坡度值由兩相鄰變坡點的高差和坡長之比求得?！?〕設置豎曲線縱斷面設計的重要內容是根據(jù)道路等級、沿線自然條件和構造物控指標高等，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。設計中除要注意的縱坡均勻平順，起伏和緩，坡長和豎曲線長段合適外，還要注意考慮平面和縱斷面組合設計協(xié)調。而對都市道路而言，還應適應臨街建筑里面布置以及沿路范圍內地面水的排除，并與相交道路、街坊、廣場和沿街建筑物出入口有平順的銜接。由于線形最終是以平縱橫面所組合的立體線形體現(xiàn)于駕駛員面前的，因此我們在設計時要把道路平、縱面結合作為立體線形來分析設計，這樣才能更好地保證汽車的安全、舒適行駛。3.2縱坡設計3.2.1.縱坡設計的一般規(guī)定1.總體規(guī)定〔1〕計必須滿足《原則》的有關規(guī)定，一般不輕易使用極限值〔2〕力爭平緩，防止持續(xù)陡坡，過長陡坡和反坡〔3〕線形應持續(xù)，平順，均衡，并重視平縱面線形的組合2.細節(jié)規(guī)定〔1〕從行車安全，舒適和視覺良好的規(guī)定來看，規(guī)定縱斷面線形注意有如下幾點：①在短距離內應防止線形起伏，易使縱斷面線形發(fā)生中斷，視覺不良；②防止“凹陷”路段，假設線形發(fā)生凹陷出現(xiàn)隱蔽路段，使駕駛員視覺不適，產(chǎn)生莫測感，影響行車速度和安全；③在較大的持續(xù)上坡路段，宜將最陡的縱坡放在底部，靠近頂部的縱坡宜放緩些；④縱坡變化小的，宜采用較大的豎曲線半徑；⑤縱斷面線形設計應注意與平面線形的關系，汽車專用公路應設計平、縱面配合良好協(xié)調的立體線形；〔2〕縱坡設計應結合沿線自然條件綜合考慮，為利于路面和邊溝排水，一般狀況下最小縱坡以不不不小于0.5%為宜，在受洪水影響的沿河路線及平原區(qū)低速路段應保證路線的最低標高，以免遭受洪水沖刷，而保證路基的穩(wěn)定；〔3〕縱坡設計應爭取填、挖平衡，盡量運用挖方作就近填方，以減少借方和廢方，接生土石方量，減少工程造價；〔4〕縱坡設計時，還應結合我國狀況，合適照顧當?shù)孛耖g運送工具，農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)田水利等方面的規(guī)定。3.2.2縱坡設計的措施和環(huán)節(jié)1.準備工作縱坡設計前，應先根據(jù)中樁和水準記錄點，繪出路線縱斷面圖的地面線繪出平面直線，曲線示意圖，寫出每個中樁的樁號和地面標高以及土壤地質闡明資料，并熟悉和掌握全線有關勘測設計資料，領會設計意圖和規(guī)定。2.標注縱斷面控制點縱面控制點重要有路線起終點，重要橋梁及特殊涵洞，隧道的控制標高，路線交叉點，地質不良地段的最小填土和最大控梁標高，沿溪河線的控制標高，重要城鎮(zhèn)通過位置的標高及受其他原因限制路線中須通過的控制點、標高等。3.試坡試坡重要是在已標出“控制點”的縱斷面圖上，根據(jù)技術和原則，選線意圖，考慮各經(jīng)濟點和控制點的規(guī)定以及地形變化狀況，初步定出縱坡設計線的工作。試坡的要點，可歸納為“前面照顧，以點定線，反復比較，以線交點”幾句話。前后照顧就是說要前后坡段統(tǒng)盤考慮，不能只局限于某一段坡段上。以點定線就是按照縱面技術原則的規(guī)定，滿足“控制點”，參照“經(jīng)濟點”，初步定出坡度線，然后用三角板推平行線的措施，移動坡度線，反復試坡，對多種也許的坡度線方案進行比較，最終確定既符合原則，又保證控制點規(guī)定，并且土石方量最省的坡度線，將其延長交出變坡點初步位置。4.調坡調坡重要根據(jù)如下兩方面進行：〔1〕結合選線意圖。將試坡線與選線時所考慮的坡度進行比較，兩者應基本相符。假設有脫離實際狀況或考慮不周現(xiàn)象，則應全面分析，找出原因，權衡利弊，決定取舍。〔2〕對照技術原則。詳細檢查設計最大縱坡、坡長限制、縱坡折減以及平縱線形組合與否符合技術原則的規(guī)定，尤其要注意陡坡與平曲線、豎曲線與平曲線、橋頭接線、路線交叉、隧道及渡口碼頭等地方的坡度與否合理，發(fā)現(xiàn)問題及時調整修正。調整坡度線的措施有抬高、減少、延長、縮短、縱坡線和加大、減小縱坡度等。調整時應以少脫離控制點、少變動填挖為原則，以便調整后的縱坡與試定縱坡基本相符。5.根據(jù)橫斷面圖查對縱坡線查對重要在有控制意義的特殊橫斷面圖上進行。如選擇高填深挖、擋土墻、重要橋涵及人工構造物以及其他重要控制點的斷面等。6.確定縱坡線經(jīng)調整查對后，即可確定縱坡線。所謂定坡就是把坡度值、變坡點位置〔樁號〕和高程確定下來。坡度值一般是用三角板推平行線法，直接讀厘米格子得出，規(guī)定取值到千分之一。變坡點位置直接從圖上讀出，一般要調整到整10樁位上。變坡點的高程是根據(jù)路線起點的設計標高由已定的坡度、坡長依次推算而來。設計縱坡時還應注意如下幾點：〔1〕在回頭曲線地段設計縱坡，應先按回頭曲線的原則規(guī)定確定回頭曲線部分的縱坡，然后向兩端接坡，同步注意回頭曲線地段不適宜設豎曲線。〔2〕平豎曲線重疊時。要注意保持技術指標均衡，位置組合合理合適，盡量防止不良組合狀況?！?〕大中橋上不適宜設置豎曲線。如橋頭路線設有豎曲線，其起〔終〕點應在橋頭兩端10m以外，并注意橋上線形與橋頭線形變化均勻，不適宜突變?！?〕小橋涵上容許設計豎曲線，為保證路線縱面平順，應盡量防止出現(xiàn)急變“駝峰式縱坡”。〔5〕注意交叉口、橋梁及引道、隧道、城鎮(zhèn)附近、陡坡急變處縱坡特殊規(guī)定?！?〕縱坡設計時，如受控制點約束導致縱面線形欺負過大，縱坡不夠理想，或則土石方工程量過大而育無法調整時，可用紙上移線的措施修改平面線形，從而改善縱面線形。7.計算設計標高根據(jù)已定的縱坡和變坡點的設計標高，則可以計算出未設豎曲線此前各樁號的設計標高。3.3豎曲線設計3.3.1豎曲線設計規(guī)定和指標〔1〕宜選用較大的豎曲線半徑。豎曲線設計，首先確定合適的半徑。在不過度增長工程數(shù)量的狀況下，宜選用較大的豎曲線半徑，一般都應采用不小于豎曲線一般最小半徑的數(shù)值，尤其是前后兩相鄰縱坡的代數(shù)差小時，豎曲線更應采用大半徑，以利于視覺和路容美觀。只有當?shù)匦蜗拗苹蚱渌厥饫щy不得已時才容許采用極限最小半徑?！?〕同向曲線間應防止“斷背曲線”。同向豎曲線，尤其是同向凹形豎曲線間如直線坡段不長，應合并為單曲線后復曲線?！?〕反向曲線間，一般由直坡段持續(xù)，亦可以互相直接連接。反向豎曲線間設置一段直坡段，直坡段長度一般不不不小于計算行車速度行駛3s的行程長度。如受條件限制也可互相直接連接，后插入短直線?！?〕應滿足排水規(guī)定。豎曲線各項指標見表3-1：表3-1豎曲線指標表設計車速〔km/h〕100最大縱坡〔％〕4最小縱坡〔％〕0.3凸形豎曲線半徑〔m〕一般值10000極限值6500凹形豎曲線半徑〔m〕一般值4500極限值3000豎曲線最小長度〔m〕853.3.2豎曲線計算根據(jù)如下幾種公式：邊坡點K0+958.076處豎曲線：根據(jù)設計得：確定R=54500，則：豎曲線長度：切線長：已知計算公式：右半部分左半部分其中：曲線上任意點到曲線起點〔左半曲線〕或終點〔右半曲線〕的水平距離。直線上點到相鄰變坡點的距離已知變坡點樁號：K0+958.076高程為397.020堅曲線起點樁號=〔K0+958.076〕-215.275=K0+742.801堅曲線起點高程=397.020-430.55×0.79%=393.618第4章橫斷面設計4.1橫斷面設計環(huán)節(jié)〔1〕根據(jù)外業(yè)橫斷面測量資料點繪橫斷地面線?！?〕根據(jù)路線及路基資料，將橫斷面的填挖值及有關資料〔如路基寬度、加寬值、超高橫坡、緩和段長度、平曲線半徑等〕抄于對應樁號的斷面上?！?〕根據(jù)地質調查資料，示出土石界線、設計邊坡度，并確定邊溝形狀和尺寸?！?〕繪橫斷面設計線，又叫“戴帽子”。設計線應包括路基邊溝、邊坡、截水溝、加固及防護工程、護坡道、碎落臺等，在彎道上的斷面還應示出超高、加寬等。一般直線上的斷面可不示出路拱坡度。4.2行車道寬度確實定本設計公路是高速四車道公路，則由《公路工程技術原則》〔JTGB01—〕規(guī)定，設本高速公路微丘區(qū)的行車道總寬為15m，路面寬27m4.3平曲線加寬汽車行駛在曲線上，由于各輪跡半徑不一樣，其中后來內輪輪跡半徑最小，且偏向曲線內側，故曲線內側應增長路面寬度，以保證曲線上行車的順適與安全。平曲線加寬值確實定：由《公路工程技術原則》〔JTGB01—〕規(guī)定，可以查得，當平曲線的半徑不小于250m時，可以不設加寬。本路線中平曲線最小半徑為800，因此所有平曲線都不用設置加寬。4.4路拱確實定路拱是為了利于路面橫向排水，將路面做成由中央向兩側傾斜的拱形。其傾斜大小以百分率表達。由《公路路線設計原則》[2]，高速公路整體式路基的路拱采用雙向路拱坡度，由路線中央向兩側傾斜，位于中等強度降雨地區(qū)時，路拱坡度宜為2%，位于強降雨地區(qū)時路拱坡度可合適增大。路拱對排水有利，但對行車不利。路拱橫坡度使車重產(chǎn)生水平分力，增長了行車的不穩(wěn)定性，也給乘客不舒適的感覺。為此，對路拱大小及形狀的設計應兼顧兩方面的影響。不一樣類型的路面因其外表平整度和透水性不一樣，根據(jù)當?shù)刈匀粭l件可選用不一樣的路拱橫坡度，見表4-1規(guī)定的數(shù)值。表4-1路拱橫坡度表路面類型路拱橫坡度〔%〕水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面1.0~2.0其他黑色路面、整潔石塊1.5~2.5半整潔石塊、不整潔石塊2.0~3.0碎、礫石等粒料路面2.5~3.5低級路面3.0~4.0在本設計中采用2%的路面橫坡度，土路肩的排水性遠低于路面，因此其橫坡度取用3%。硬路肩本設計取3%。 4.5超高設計為抵消車輛在曲線路線上行駛時所產(chǎn)生的離心力，將路面做成外側高于內側的單向橫坡的形式，這就是曲線上的超高。合理的設置超高，可以所有或部分抵消離心力，提高汽車行駛在曲線上的穩(wěn)定性與舒適性。當汽車等速行駛時，圓曲線上所產(chǎn)生的離心力是常數(shù)，而在回旋線上行駛則因回旋線曲率是變化的，其離心力也是變化的。因此，超高橫坡度在圓曲線上應是與圓曲線半徑相適應的全超高，在緩和曲線上應是逐漸變化的超高。在公路工程施工中，路面的超高橫坡及正常路拱橫坡是不便于用坡度值來控制，而是用路中線及路基，路面邊緣相對于路基設計高程的相對高差來控制的。因此，在設計中為便于施工，應計算出路線上任意位置的路基設計高程與路肩及路中線的高差。所謂超高值就是指設置超高后路中線，路面邊緣及路肩邊緣等計算點與路基設計高程的高差。4.5.1超高確實定根據(jù)《公路工程技術原則》規(guī)定，高速公路一般地區(qū)圓曲線部分最大超高值不不小于8%。且考慮到超高橫坡度與路線縱坡組合而成的坡度，即合成坡度，原則規(guī)定高速公路丘陵區(qū)的最大容許合成坡度不不小于10%。表4-2各級公路圓曲線最大超高值表公路等級高速公路、一級公路二級公路、三級公路、四級公路一般地區(qū)〔%〕8或108積雪冰凍地區(qū)〔%〕64.5.2超高的過渡本高速公路是設中央分隔帶的，在超過程中，內外量測同步從超高過渡段起點開始繞各自旋轉軸旋轉，外側逐漸抬高，內側逐漸減少，直到YH(或HY)點抵達全超高。本公路為整體式路基，路拱為2%，硬路肩為3%，土路肩為3%。超高過渡段僅在回旋線上的某一區(qū)段上進行。超高方式采用繞中央分隔帶邊緣旋轉超高，詳細見圖4-1圖4-1超高計算圖4.5.3計算公式見表4-3表4-3繞中央分隔帶邊線旋轉超高值計算公式表超高位置計算公式距距離處行車道橫坡值闡明內側1設計高程為中央分隔帶外側邊緣D點的高程；2加寬值按加寬計算公式計算0外側0表中：B—左側〔或右側〕行車道寬度；—左側路緣帶寬度；—右側路緣帶寬度；iJ—路肩坡度；—x距離處路基加寬值；—超高橫坡值；—路拱橫坡值；—超高過渡段中任一點至超高過渡段起點的距離。以JD1為例計算曲線的超高值。超高橫坡的計算公式：式中：i—超高橫坡度—橫向力系數(shù)V—行車速度〔km/h〕R—圓曲線半徑〔m〕樁號處曲線的超高橫坡度計算，已知設計速度v=100km/h，圓曲線半徑R=800m，橫向力系數(shù)則圓曲線超高橫坡為：當＜〔路拱橫坡〕時，取=；當時，取==5.03%已知在樁號K0+955.798處，m，B=7.5m，，，，此時外側C：外側D：內側C：外側D：同理可得超高過渡段中任意一點的橫向超高值，詳細成果見附表。第5章土石方的調配與計算5.1調配規(guī)定〔1〕土石方調配應按先橫向后縱向的次序進行。〔2〕縱向調運的最遠距離一般應不不小于經(jīng)濟運距〔按費用經(jīng)濟計算的縱向調運的最大程度距離叫經(jīng)濟運距〕。〔3〕土石方調運的方向應考慮橋涵位置和路線縱坡對施工運送的影響，一般狀況下，不跨越深溝和少做上坡調運?！?〕借方、棄土方應與借土還田，整地建田相結合，盡量少占田地，減少對農(nóng)業(yè)的影響，對于取土和棄土地點應事先同地方商議?！?〕不一樣性質的土石應分別調配。回頭曲線路段的土石調運，要優(yōu)先考慮上下線的豎向調運。5.2調配措施土石方調配措施有多種，如累積曲線法、調配圖法、表風格配法等，由于表風格配法不需單獨繪圖，直接在土石方表上調配，具有措施簡樸，調配清晰的長處，是目前生產(chǎn)上廣泛采用的措施。表風格配法又可有逐樁調運和分段調運兩種方式。一般采用分段調用。調配法的措施環(huán)節(jié)如下：1.準備工作調配前先要對土石方計算進行復核，確認無誤后方可進行。調配前應將也許影響調配的橋涵位置、陡坡、深溝、借土位置、棄土位置等條件表于表旁，借調配時考慮。2.橫向調運即計算本樁運用、填缺、挖余，以石代土時填入土方欄，并用符號辨別。3.縱向調運確定經(jīng)濟運距根據(jù)填缺、挖余狀況結合調運條件確定調配方案，確定調運方向和調運起訖點，并用箭頭表達。計算調運數(shù)量和運距調配的運距是指計價運距，就是調運挖方中心到填方中心的距離見區(qū)免費運距4.計算借方數(shù)量、廢方數(shù)量和總運量：借方數(shù)量=填缺—縱向調入本樁的數(shù)量廢方數(shù)量=挖余—縱向調出本樁的數(shù)量總運量=縱向調運量+廢方調運量+借方調運量5.復核橫向調運復核：填方=本樁運用+填缺挖方=本樁運用+挖余縱向調運復核：填缺=縱向調運方+借方挖余+縱向調運方+廢方總調運量復核：挖方+借方=填方+借方以上復核一般是按逐頁小計進行的，最終應按每公里合計復核。計價土石方=挖方數(shù)量+借方數(shù)量填挖方數(shù)量表5-1表5-1填挖方數(shù)量表填方數(shù)量〔m3〕挖方總數(shù)量〔m3〕填缺〔m3〕挖余〔m3〕借方數(shù)量〔m3〕棄方數(shù)量〔m3〕本樁運用〔m3〕總運量〔m3〕1710714382101635364294694582027425177943676265.3計價土石方計算在土石方調配中，所有挖方無論是“棄”或“調”，都應計價；但對填方要根據(jù)用土來源決定與否計價。假設是外路借土要計價，假設是移挖作填調配運用則不應再計價，否則形成雙重計價。因此，由海地軟件自動生成挖方數(shù)量為151261m3，借方數(shù)量166500m3。則計價土石方數(shù)量為：計價土石方數(shù)量=挖方數(shù)量+借方數(shù)量=438210+45820=484030土石方調配與計算詳見土石方數(shù)量表。第6章路基設計6.1路基橫斷面布置由橫斷面設計部分可知，路基寬度為27m，其中路面跨度為15m，中間帶寬度為4.5m，其中中央分隔帶寬度為3.0m，左側路緣帶寬度為0.75×2=1.5m，硬路肩寬度為3×2=6m，土路肩寬度為0.75×2=1.5m。；路面橫坡為2%，硬路肩橫坡為6.2路基邊坡由橫斷面設計查《公路路基設計原則》3可知，當高速公路路基邊坡不不小于8m時，采用1：1.5的坡度，當路基邊坡不小于8m時采用1：1.75，如表6-1。當路塹開挖有些路段不小于15m，由原則采用1：0.5與1：0.75的邊坡相結合，如表6-2。表6-1填方坡度值表填方邊坡坡度填料種類邊坡高度(m)邊坡坡度所有上部下部所有上部下部粘質土、粉質土、砂類土20812—1：1.51：1.75砂、礫12——1：1.5——礫類土、卵石土、漂石土20128—1：1.51：1.5不易風化石塊20812—1：1.51：1.5表6-2挖方坡度值表挖方邊坡坡度土、巖石種類密實、風化程度邊坡高度(m)﹤2020-30粉質土膠結1:0.5—砂巖微風化、弱風化1:0.3—泥巖微風化、弱風化1:0.3—6.3路基壓實原則路基壓實采用重型壓實原則，壓實度應符合下表6-3的規(guī)定表6-3路基壓實度表填挖類別路床頂面如下深度〔m〕路基壓實度〔高速公路、一級公路〕挖方0~0.300~0.80≥96≥96填方0~0.800.80~1.50＞1.50≥95≥94≥93由于路線地處水網(wǎng)地區(qū)，設計中應加強挖淤排水及清除表土的嚴格規(guī)定。路基基底為耕地或土質松散時，應在填前進行壓實，路基設計時，可考慮清理場地后進行填筑壓實，厚度按0.2m計列壓實下沉所填增長的土方量。6.4路基填料沿線筑路用土采用備土形式，取土以運用低產(chǎn)田和被公路分割的邊角地以及開挖河道、魚塘等處理，在填土較高、沉降較大的地段可以運用工業(yè)廢渣〔粉煤灰等〕做路基填料。填方路基宜選用級配很好的粗粒土作為填料。礫〔角礫〕類土，砂類土應優(yōu)先選作路床填料，土質較差的細粒土可填于路基底部，用不一樣填料填筑路基時，應分層填筑，每一水平層均采用同類填料。細粒土做填料，當土的含水量超過最對的含水量兩個百分點以上時，應采用晾曬或摻入石灰、固化材料等技術措施進行處理。高速公路、一級公路路基填料最小強度和填料最大粒徑應符合表6-4的規(guī)定，砂類土填筑。表6-4路基填料最小強度和最大粒徑規(guī)定表項目分類路面底面如下深度〔cm〕填料最小強度〔CBR〕〔%〕填料最大粒徑〔cm〕高速公路填方路基上路床0~30810下路床30~80510上路堤80~150415下路堤150以上315零填及路塹路床0~308106.5路基處理1.一般路基處理原則：路基河塘地段，先圍堰清淤、排水，然后將原地面開挖成臺階狀，臺階寬1.0m，內傾3%，，并回填5%灰土至原水面〔標高按1.0m控制〕，路基底部30cm采用5%石灰土處理，路床頂面如下0~80cm采用7%石灰土處理；路基高度≤2.0m路段，清晰耕植后，將原地面挖至25cm深壓實后才可填筑，路床頂面如下均采用摻7%石灰土處理；路基高度>2.0m的路段，路床頂面如下0~60cm采用7%石灰土處理層,其他層根據(jù)詳細狀況,在保證路基壓實度的前提下,決定處理的土層及摻灰量。2.路床處理：〔1〕路床土質應均勻、密實、強度高，上路床壓實度達不到規(guī)定期，必須采用晾曬，摻石灰等技術措施。路床頂面橫坡應與路拱坡度一致。〔2〕挖方地段的路床為巖石或土基良好時，可直接運用作為路床，并應整平，碾壓密實。地質條件不良或土質松散，滲水，濕軟，強度低時，應采用防水，排水措施或摻石灰處理或換填滲水性土等措施，處理深度可視詳細狀況確定。3.填方路基的基底，應視不一樣狀況分別予以處理：〔1〕基底土密實，地面橫坡緩于1：5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予以處理深除?！?〕路堤基底范圍內由于地表水或地下水影響路基穩(wěn)定期，應采用攔截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易風化的片石，塊石或砂、礫等透水性材料。〔3〕路堤基底為耕地或土質松散時，應在填筑前進行壓實，高速公路、一級公路和二級公路路堤基底的壓實度〔重型〕不應不不小于85%，路基填土高度不不小于路床厚度〔80cm〕時，基底的壓實度不適宜不不小于路床的壓實度原則；基底松散土層厚度不小于30cm時，應翻挖再回填分層壓實。〔4〕水稻田，湖塘等地段的路基，應視詳細狀況采用排水、清淤、晾曬、換填、摻灰及其他加固措施進行處理，當為軟土地基說，應按特殊路基處理。〔5〕路基土的摻灰劑量，可根據(jù)當?shù)貭顩r試驗確定，一般粘質土采用石灰或二灰處理，粗粒土可以采用25號水泥處理。4.特殊路基處理〔河塘路基的處理〕路基河塘地段，先圍堰，進行放水或排水挖除淤泥，然后將原地面開挖成臺階狀，臺階寬≥1.0m，內傾3%，并回填5%灰土至原水面〔標高按1.0m來控制〕，路基底部30cm采用5%石灰土處理，路床頂面如下0~80cm采用7%石灰土處理。6.6路基防護〔1〕路基填土高度H≤4m時，采用拱形骨架植草防護。〔2〕路基填土高度H>4m，時，采用漿砌片石襯砌人字骨架防護，骨架內鋪設草坪網(wǎng)布被為保證路面水或坡面水不沖刷護坡道，骨架用M7.5漿砌片石鑲邊，并設置20號混凝土預制塊至邊溝內側?！?〕路線通過河塘地段時，采用漿砌片石滿鋪防護，并設置勺形基礎，漿砌片石護坡厚30cm，下設10cm砂墊層，基礎埋深60cm,底寬80cm，個別小的河塘所有填土。6.7擋土墻設計擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。按照墻的設置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻和山坡墻等類型。重力式擋土墻依托墻身自重支撐土壓力來維持其穩(wěn)定。一般多用片〔塊〕石砌筑，在缺乏石料的地區(qū)有時也用混凝土修建。重力式擋土墻圬工量大，但其型式簡樸，施工以便，可就地取材，適應性強，故被廣泛采用。當路肩墻與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近，基礎狀況相似時，應優(yōu)先選用路肩墻，按路基寬布置擋土墻位置，由于路肩擋土墻可充足收縮坡腳，大量減少填方和占地。假設路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻明顯減少，并且基礎可靠時，宜選用路堤墻，并作經(jīng)濟比較后確定墻的位置。6.7.1擋土墻的布置1.擋土墻的縱向布置擋土墻縱向布置在墻趾縱斷面圖上進行，布置后繪成擋土墻正面圖。布置的內容有：〔1〕確定擋土墻的起訖點和墻長，選擇擋土墻與路基或其他構造物的銜接方式。路肩擋土墻端部可嵌入石質路塹中，或采用錐坡與路堤銜接，與橋臺連接時，為了防止墻后填土從橋臺尾端與擋土墻連接處的空隙中溜出，需在臺尾與擋土墻之間設置隔墻及接頭墻。路塹擋土墻在隧道洞口應結合隧道洞門，翼墻的設置做到平順銜接；與路塹邊坡銜接時，一般將墻高逐漸減少至2m如下，使邊坡坡腳不致伸入邊溝內，有時也可以橫向端墻連接〔2〕按地基及地形狀況進行分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置?！?〕布置各段擋土墻的基礎。墻趾地面有縱坡時，擋土墻的基底宜做成不不小于5%的縱坡。但地基為巖石時，為減少開挖，可沿縱向做成臺階，臺階尺寸視縱坡大小而定，但其高寬比不適宜不小于1：2?！?〕布置瀉水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。2.擋土墻的橫向布置橫向布置，選擇在墻高最大處，墻身斷面或基礎形式有變異處以及其他必須樁號處的橫斷面圖上進行。根據(jù)墻型、墻高及地基與填料的物理力學指標等設計資料，進行擋土墻設計或套用原則圖，確定墻身斷面、基礎形式和埋置深度，布置排水設施等，并繪制擋土墻橫斷面圖，詳細見擋土墻圖。3.平面布置對于個別復雜的擋土墻，如高、長的沿河曲線擋土墻，應作平面布置，繪制平面圖，標明擋土墻還應繪出河道及水流方向，防護與加固工程等。4.擋土墻的基礎埋置深度〔1〕對于土質地區(qū)，基礎埋置深度應符合如下規(guī)定：無沖刷時，應在天然地面如下至少1m；有沖刷時，應在沖刷線如下至少1m?！?〕受凍脹影響時，應在凍結線如下不少于0.25m。當凍深超過1m時，采用1.25m，但基底應扎實一定厚度的砂礫或碎石墊層，墊層底面亦應位于凍結線如下不少于0.25m。碎石、礫石和砂類地基，不考慮凍脹影響，但基礎埋深不適宜不不小于1m?！?〕對于巖石地基，應清除外表風化層。當風化層較厚難以所有清除時，可根據(jù)地基的風化程度及其容許承載力將基底埋入風化層中。墻趾前地面橫坡較大時，應留出足夠的襟邊寬度，以防止地基剪切破壞。〔4〕當擋土墻位于地質不良地段，地基土內也許出現(xiàn)滑動面時，應進行地基抗滑穩(wěn)定性驗算，將基礎底面埋置在滑動面如下或采用其他措施，以防止擋土墻滑動。6.7.2擋土墻排水設施擋土墻應設置排水措施，以疏干墻后土體和防止地面水下滲，防止墻后積水形成靜水壓力，減少寒冷地區(qū)回填土的凍脹壓力，消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。排水措施重要包括：設置地面排水溝，引排地面水；扎實回填土頂面和地面松土，防止雨水及地面水下滲，不要時可加設鋪砌；對路塹擋土墻墻趾前的邊溝應予以鋪砌加固，一防止邊溝水滲透基礎；設置墻身泄水孔，排除墻后水。漿砌片石墻身應在墻前地面以上設一排泄水孔。墻高時，可在墻上部加設一排匯水孔。排水孔的出口應高出墻前地面0.3m；假設為路塹墻，應高出邊溝水位0.3m；假設為浸水擋土墻，應高出常水位0.3m。為防止水分滲透地基，下排泄水孔進水口的底部應鋪設30cm厚的粘土隔水層。泄水孔的進水口部分應設置粗粒料及濾層，以免孔道阻塞。6.7.3沉降逢與伸縮縫為防止因地基不均勻沉降而引起墻身開裂，需根據(jù)地質條件的變異和墻高，墻身斷面的變化狀況設置沉降縫。為了防止圬工砌體因收縮硬化和溫度變化而產(chǎn)生裂縫，以內感設置伸縮縫。設計時，一般將沉降縫與伸縮縫合并設置，沿路線方向每隔10~15m設置一道，詳細見擋土墻設計圖，兼器兩者的作用，縫寬2~3cm，縫內一般可用膠泥填塞，但在滲水量大，填料輕易流失或凍害嚴重地區(qū)，則宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿內、外、頂三方填塞，填深不適宜不不小于0.15m。6.7.4俯斜式路堤墻驗算1.基本參數(shù)在右k2+700位置擬采用漿砌塊石，左擋墻高7.53m，填土高a=2m，墻背俯斜，坡度N=1:0.44墻身分段長度10m。計算荷載：公路一級土壤地質狀況：公路處IV區(qū)，墻背填土容重，計算內摩擦角墻背填土與墻背間的摩擦角，,容許承載力=250KPa，摩擦系數(shù)f=0.50，墻身材料7.5號砂漿30號砂漿砌片石，砌體容重r1=23KN/m3，容許壓應力＝450KPa，容許剪應力＝100KPa容許拉應力＝80KPa。則計算基本參數(shù)如下：墻面高度(m)：h1=7.53墻背坡度(+,-)：N=0.44墻面坡度：M=0.05墻頂寬度(m)：b1=0.6墻趾寬度(m)：db=4.29墻趾高度(m)：dh=1.1基地內傾坡度：N2=0.1污工砌體容重(KN/m3)：r1=23路基寬度(m)：b0=27土路基寬度(m)：d=0.75b=3m填料容重(KN/m3)：R=18填料內摩擦角(度)：φ=40外摩擦角：δ=20°基底摩擦系數(shù)：μ=0.5基底容許承載力：[σ0](KPa)=400擋土墻分段長度(m)：L1=10荷載作用均布土層厚度ho=q／R=1.12752.計算成果〔1〕求破裂角θ假設破裂面交與荷載內，采用對應的公式計算：擋墻的總高度：H=7.53m擋墻的基地水平總寬度：B==40°+20°-5.711°=54.389°=0.257=0.751則θ=arctgθ=驗算破裂面與否交于荷載內：堤頂破裂面至墻踵：(H+a)tgθ=18.797m荷載內緣至墻踵：b+Htgα+d=1荷載外緣至墻踵：b+Htgα+d+b0=4故破裂面交于荷載內,與原假設相符，所選用公式對的。則計算圖式為圖6-1圖6-1〔2〕求積極土壓力系數(shù)K和K1=0.203=1.153=9.216m=6.708m=1.710〔3)求積極土壓力及作用點位置=511.083KN=439.971KN=425.842KN=3.7348m=1.87m〔4〕抗滑穩(wěn)定性檢算擋土墻體積V=94.035m3擋土墻自重G=2162.806KN=1.358由于kc≥1.3，則抗滑穩(wěn)定性檢算通過?！?〕抗傾覆穩(wěn)定性檢算=2.9147由于k0≥1.5，則抗傾覆穩(wěn)定性檢算通過。〔6〕基底應力檢算B=5.14m=2.122m=0.262m由于e≤B/6=241.11KPa=189.8KPa由于σmax<σ0，則基地應力檢算通過，則所設擋土墻符合布置規(guī)定。第7章路面構造設計7.1路面設計基本原則〔1〕路面應具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強度，外表應滿足平整、抗滑和排水規(guī)定；〔2〕面層、基層的構造類型及厚度應與公路等級、交通等級構成相適應；〔3〕要顧及各構造層自身的構造特性；〔4〕要考慮水文狀況的不利影響；〔5〕合適的層厚和層數(shù)，各構造層既要滿足最小厚度規(guī)定，又應考慮施工可行性；〔6〕應與當?shù)氐臍夂?、水文、地質狀況相適應，并充足運用當?shù)刂凡牧稀?.2路面構造推薦水泥混凝土路面雖然有強度高﹑穩(wěn)定性好﹑耐久性好，養(yǎng)護費用少﹑經(jīng)濟效益高，有助于夜間行車等長處，不過由于該路段處在微丘區(qū)屬于高速公路假設采用水泥混凝土路面，水泥和水的需要量大，工程造價高；路面接縫不僅增長施工和養(yǎng)護的復雜性，并且輕易引起行車跳動，影響乘客的舒適性；此外，開放交通遲，修復困難等諸多缺陷。瀝青混凝土路面構造由于使用了瀝青結合料，因而增長了礦料間的粘結力，提高了混合料的強度和穩(wěn)定性，是路面的使用質量和耐久性都得到提高，并且與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有外表平整﹑無接縫﹑行車舒適﹑耐磨﹑震動小﹑噪音低﹑施工期短﹑養(yǎng)護維修簡樸﹑合適于分期維修等長處。由于瀝青路面構造與水泥混凝土路面構造相比具有上述長處，并結合當?shù)氐膶嶋H狀況，本人認為采用瀝青路面構造，更適應于當?shù)氐男枰?，并將更有助于當?shù)芈糜螛I(yè)及有關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，最終推薦采用瀝青路面構造。7.3瀝青混凝土路面設計該路段處Ⅱ5區(qū),覆蓋層以種植土、亞砂土和亞粘土為主，下伏基巖為硅化板巖，公路線附近有較豐富的砂礫材料，當?shù)匮鼐€無礦石材料場，礦石材料需外購，當?shù)氐赜兴鄰S，有少許石灰生產(chǎn)，但產(chǎn)量不高。7.3.1交通量資料交通量數(shù)據(jù)見下表7-1表7-1交通構成表車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距〔m〕交通量小客車1325.61雙—3100中客16.523.01雙—1000小貨13.427.41雙—1500大客28.768.21雙—900中貨CAD5024.769.31雙—1000中貨EQ14023.769.21雙—850大貨49.00101.601雙—1000日野50.2104.31雙—900拖掛五十鈴601003雙>395交通量年平均增長率為7.0%7.3.2軸載換算1.軸載分析〔1〕路面設計以雙軸組單軸載100KN作為原則軸載以設計彎沉值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的合計當量軸次。軸載換算采用如下的計算公式：式中：N—原則軸載當量軸次，次/日Ni—被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日P—原則軸載，KN—被換算車輛的各級軸載，KNK—被換算車輛的類型數(shù)—軸載系數(shù)，，m是軸數(shù)。當軸間距離不小于3m時，按單獨的一種軸載計算；當軸間距離不不小于3m時，應考慮軸數(shù)系數(shù)?！喗M系數(shù)，單輪組為6.4,雙輪組為1，四輪組為0.38。軸載換算成果見表7-2：表7-2軸載換算成果車型小客車后軸25.61131008.26小貨后軸27.41115005.37大客前軸28.716.490025.25后軸68.211900170.29中貨EQ140后軸69.211850171.35中貨CAD50后軸69.3111000202.86大貨前軸4916.41000287.43后軸101.61110001071.49拖掛五十鈴前軸6016.49565.90后軸100119595日野前軸50.216.4900287.39后軸104.3119001080.893471.48注：軸載不不小于25KN的軸載作用不計。7.3.3計算合計當量軸次根據(jù)原則可知，高速公路瀝青路面的設計年限為，雙向四車道的車道系數(shù)是0.4-0.5，取0.45。合計當量軸次：=1198.4258萬次7.3.4路面構造確定和驗算1.方案一由上面的計算得到設計年限內一種行車道上的合計原則軸次約為1200萬次左右，根據(jù)原則推薦構造，路面構造面層采用瀝青混凝土〔15cm〕、基層采用水泥碎石〔25cm〕、底基層采用石灰土〔厚度待定〕。原則規(guī)定高速公路一級公路的面層由二至三層構成，查原則，采用三層瀝青面層，外表層采用細粒式密級配瀝青混凝土〔厚4cm〕，中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土〔厚5cm〕，下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土〔厚6cm〕。各層材料的抗壓模量與劈裂強度查有關資料的表格得各層材料抗壓模量〔20℃〕抗壓模量取20℃的模量，各值均取原則給定范圍的中值，因此細粒式密級配瀝青混凝土為1400MPa，中粒式密級配瀝青混凝土為1200Mpa，粗粒式密級配瀝青混凝土為1000Mpa，水泥碎石為1500Mpa，石灰土550Mpa。各層材料的劈裂強度：細粒式密級配瀝青混凝土為1.4Mpa，中粒式密級配混凝土為1.0Mpa，粗粒式密級配瀝青混凝土為0.8Mpa，水泥碎石為0.5Mpa，石灰土為0.225Mp該路段處在Ⅱ5區(qū)，粘質土，稠度為1.0，查表“二級自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參照值〔Mpa〕”查得土基回彈模量為38Mpa。設計彎沉值計算：對于高速公路，原則規(guī)定以設計彎沉值作為設計指標，并進行構造層底拉應力驗算。該公路為高速公路，公路等級系數(shù)取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0，半剛性基層總厚度不小于20cm，基層類型系數(shù)1.0。設計彎沉值：各層材料容許層底拉應力：細粒式密級配瀝青混凝土：中粒式密級配瀝青混凝土：粗粒式密級配瀝青混凝土：水泥碎石：石灰土：設計彎沉值為23〔0.01mm〕，查有關資料的表格得各層材料抗壓模量〔20℃〕與15℃劈裂強度表7-3各層材料抗壓模量〔20℃〕與劈裂強度表材料名稱H〔cm〕20℃抗壓模量〔MPa15℃劈裂強〔MPa〕容許拉應力〔MPa〕細粒式瀝青混凝土414001.40.4308中粒式瀝青混凝土512001.00.3077粗粒式瀝青混凝土610000.80.2235水泥碎石基層2515000.50.2381石灰土待定5500.2250.083土基—38——確定石灰土的厚度〔換算成三層體系〕：令理論彎沉值等于設計彎沉值：，其中：令LR=∴查原則得∴查原則得因此查表得：根據(jù)因此取彎拉應力的驗算：瀝青混凝土頂層：=48.24cm,,查圖三層持續(xù)體系上層拉應力系數(shù)諾謨圖得為壓應力，不需驗算。水泥碎石層底：=39.08cm查圖三層持續(xù)體系上層拉應力系數(shù)諾謨圖得，，查圖得,，查圖得計算水泥碎石底基層容許彎拉應力：，，底層彎拉應力：，，，查圖三層持續(xù)體系中層拉應力系數(shù)諾謨圖得：，，。計算石灰土底基層容許彎拉應力：，，故該路面構造符合規(guī)定。2.方案二由上面的計算得到設計年限內一種行車道上的合計原則軸次約為1200萬次左右，根據(jù)原則推薦構造，路面構造面層采用瀝青混凝土〔12cm〕、基層采用密級配瀝青碎石〔24cm〕、底基層采用二灰土〔厚度待定〕。原則規(guī)定高速公路一級公路的面層由二至三層構成，查原則，采用二層瀝青面層，外表層采用細粒式密級配瀝青混凝土〔厚4cm〕，中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土〔厚8cm〕。各層材料的抗壓模量與劈裂強度查有關資料的表格得各層材料抗壓模量〔20℃抗壓模量取20℃的模量，各值均取原則給定范圍的中值，因此細粒式密級配瀝青混凝土為1400MPa，中粒式密級配瀝青混凝土為1200MPa，密級配瀝青碎石為1500MPa，二灰土600MPa。各層材料的劈裂強度：細粒式密級配瀝青混凝土為1.4MPa，中粒式密級配混凝土為1.0MPa，密級配瀝青碎石為0.5MPa，二灰土為0.3MPa。該路段處在Ⅱ5區(qū)，粘質土，稠度為1.0，查表“二級自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參照值〔MPa〕”查得土基回彈模量為38MPa。設計彎沉值計算：對于高速公路，原則規(guī)定以設計彎沉值作為設計指標，并進行構造層底拉應力驗算。該公路為高速公路，公路等級系數(shù)取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0，半剛性基層總厚度不小于20cm，基層類型系數(shù)1.0。設計彎沉值：各層材料容許層底拉應力：細粒式密級配瀝青混凝土：中粒式密級配瀝青混凝土：密級配瀝青碎石：二灰土：設計彎沉值為23〔0.01mm〕，查有關資料的表格得各層材料抗壓模量〔20℃〕與劈裂強度表7-4表7-4各層材料抗壓模量〔20℃材料名稱H〔cm〕20℃劈裂強度容許拉應力〔MPa〕細粒式瀝青混凝土414001.40.4308中粒式瀝青混凝土812001.00.3077密級配瀝青碎石基層2515000.50.2381二灰土待定6000.250.111土基—38——確定石灰土的厚度〔換算成三層體系〕：令理論彎沉值等于設計彎沉值：，其中：令LR=查原則得查原則得查表得：根據(jù)因此取彎拉應力的驗算：瀝青混凝土頂層：=48.01cm,,查圖三層持續(xù)體系上層拉應力系數(shù)諾謨圖得為壓應力，不需驗算。密級配瀝青碎石層底：查圖三層持續(xù)體系上層拉應力系數(shù)諾謨圖得，，查圖得,，查圖得計算密級配瀝青碎石基層容許彎拉應力：，，底層彎拉應力：，，，查圖三層持續(xù)體系中層拉應力系數(shù)諾謨圖得：，，，。計算二灰土底基層容許彎拉應力：，，故該路面構造符合規(guī)定。方案選擇由于方案一和方案二的某些計算數(shù)據(jù)所得出的結論都符合規(guī)定，不過當?shù)氐挠猩僭S石灰生產(chǎn)，為了減少經(jīng)濟費用選擇方案一。第8章排水設計8.1排水的目的與意義

路基路面的強度與穩(wěn)定性同水的關系十分親密。路基路面的病害有多種，形成病害的原因亦諸多，但水的作用是重要原因之一，因此路基路面設計、施工和養(yǎng)護中，必須十分重視路基路面排水工程。

根據(jù)水源的不一樣，影響路基路面的水流可分為地面水和地下水兩大類，與此相適應的路基排水工程，則分為地面排水和地下排水。

地面水包括大氣降水〔雨和雪〕以及海、河、湖、水渠、水庫水。地面水對路基產(chǎn)生沖刷和滲透，沖刷也許導致路基整體穩(wěn)定性受損害，形成水毀現(xiàn)象。滲透路基土體的水分，使土體過濕而減少路基強度。

地下水包括上層滯水、潛水、層間水等，它們對路基的危害程度，因條件不一樣而異。輕者能使路基濕軟，減少路基強度；重者會引起凍脹、翻漿或邊坡滑坍，甚至整個路基沿傾斜基底滑動。水還也許導致?lián)接信蛎浲恋穆坊こ滔麥缧缘钠茐摹?/p>

水對路面的危害可以體現(xiàn)為：減少路面材料的強度，在水泥混凝土路面的接縫和路肩處導致唧泥；移動荷載作用下引起的唧泥和高壓水沖刷，導致路面基層承載能力下降；在凍脹地區(qū)，融凍季節(jié)水會引起路面承載能力的普遍下降。

路基排水的任務，就是將路基范圍內的土基濕度減少到一定的程度以內，保持路基常年處在干燥狀態(tài)，保證路基、路面具有足夠的強度與穩(wěn)定性。

路基設計時，必須考慮將影響路基穩(wěn)定性的地面水，排除和攔截于路基用地范圍以外，并防止地面水漫流、滯積或下滲。對于影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、減少，并引導至路基范圍以外的合適地點。

路基施工中，首先應校核全線路基排水系統(tǒng)的設計與否完備和妥善，必要時應予以補充或修改，應重視排水工程的質量和使用效果。此外，應根據(jù)實際狀況與需要，設置施工現(xiàn)場的臨時性排水措施，以保證路基土石方及附屬構造物在正常條件下進行施工作業(yè)，消除路基基底和土體內與水有關的隱患，保證路基工程質量，提高施工效率。

路基養(yǎng)護中，對排水設施應定期檢查與維修，以保證排水設施正常使用，水流暢通，并根據(jù)實際狀況不停改善路基排水條件。

路界地表排水的目的是把降落在路界范圍內的外表水有效地匯集并迅速排除出路界，同步把路界外也許流入的地表水攔截在路界范圍外，以減少地表水對路基和路面的危害以及對行車安全的不利。一般地表排水可以劃分為路面外表排水、中央分隔帶排水、坡面排水三部分。中央分隔帶排水，視其寬度和外表橫向坡度傾向，可以包括中央分隔帶和左側邊緣帶，或者僅為中央分隔帶，而在設超高路段，它還包括上側半幅路面的外表水。坡面排水包括路堤坡面、路塹坡面和傾向路界的自然坡面的排水。

路面工程的實踐證明了路面內部排水的重要性。新建的剛性路面需設置多種接縫，而路面在有效期間又會出現(xiàn)多種裂縫、松散、坑槽等病害。降落在路面外表的排水，會通過路面接縫或裂縫、松散等病害處或者瀝青路面面層孔隙下滲透路面構造內部。此外，道路兩側有滯水時，水分也也許側向滲透路面構造內部。路面內部排水系統(tǒng)的設計一般需滿足三方面的規(guī)定，一是各項設施應具有足夠的泄水能力，排除滲透路面構造內的自由水；二是自由水在路面構造內的滲流時間不能太長，滲流途徑不能太長；三是排水設施要有很好的耐久性。8.2排水設計的環(huán)節(jié)〔1〕在路線平面圖上繪出必要的路塹坡頂線和路堤坡腳線，標明路側棄土堆和取土坑的位置等?！?〕在路基的上側山坡上可設置截水溝等攔截地表徑流。為提高截流效果，截水溝宜大體沿等高線布置，與地面水流方