公路畢業(yè)設計說明書

目錄1路線 21.1選線原則 21.1.1選線步驟 21.2道路技術等級的確定 32.平面選線技術指標 42.1直線 42.2圓曲線 52.3緩和曲線 62.4行車視距 72.5平面視距的保證 82.6圓曲線布設 82.7各點樁號的確定 103縱斷面設計 143.1縱坡一般設計要求 143.1.1最大縱坡 153.1.2最小縱坡 153.1.3坡長限制 153.2豎曲線 163.2.1豎曲線的作用 163.2.2豎曲線要素的計算 163.2.3豎曲線最小長度和最小半徑 193.3爬坡車道 213.4道路平、縱組合設計 213.4.1平、縱組合設計的原則 223.4.2線形組合設計要點 223.5縱斷面設計方法及縱斷面圖 233.5.1縱斷面設計要點 233.5.2縱斷面設計方法步驟及注意問題 243.6路線方案指標 254橫斷面設計 264.1道路橫斷面組成 264.1.1路幅的構(gòu)成 264.1.2路幅的布置類型 274.2車道寬度 274.2.1車道寬度的確定 274.2.2平曲線加寬 274.3路肩、中間帶與人行道 284.3.1路肩的作用及其寬度 284.3.2公路路基寬度 284.3.3道路路拱、邊溝、邊坡 294.3.4曲線超高 295平面交叉 305.1平面交叉原則 305.2交通管理方式 315.3平面交叉設計時速 316路基路面總論 316.1路基路面工程的特點 316.2影響路基路面穩(wěn)定的因素 326.3路基濕度的來源 336.4路面結(jié)構(gòu)及層位功能 336.4.1路面橫斷面 336.4.2路拱橫坡度 336.4.3路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能 346.4.4路面等級選擇 346.5土基的承載能力 346.6一般路基設計 346.6.1路基設計的一般要求 346.6.2路基設計內(nèi)容 357.路基排水和防護設計 357.1路基排水 357.1.1路基排水要求 367.1.2路基排水設計的原則 367.1.3路基排水 367.1.3路面排水 397.1.4路基排水的綜合設計 397.2路基防護 407.2.1一般規(guī)定 407.2.2公路邊坡綜合防護技術 408擋土墻設計 408.1擋土墻用途和使用條件 408.2擋土墻類型和選擇 418.3重力式擋土墻的構(gòu)造及布置 428.3.1墻身構(gòu)造 428.3.2擋土墻布置 458.4重力式擋土墻設計 479路面設計 529.1路面設計原則 529.2瀝青路面的基本特性 539.3公路路面結(jié)構(gòu)設計計算 5410涵洞 5910.1涵洞的布設 5910.2涵洞型式選擇 6010.3涵洞的設置與位置 6110.4涵洞跨徑的確定 6110.5涵洞進出口的防護和加固 61參考文獻 62學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：2010年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保障、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關學位論文管理部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優(yōu)秀學士學位論文評選機構(gòu)將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1、保密□，在_________年解密后適用本授權書。2、不保密□。（請在以上相應方框內(nèi)打“√”）作者簽名：2010年月日導師簽名：2010年月日河北石家莊-平山公路施工圖設計(C段)學生：鄒海軍指導老師：雷進生三峽大學土木水電學院第一篇路線1路線道路選線就是根據(jù)路線的基本走向和技術標準，結(jié)合當?shù)氐牡匦巍⒌刭|(zhì)、地物及其他沿線條件和施工條件，選定一條技術上可行、經(jīng)濟上合理，又能符合使用要求的道路中心線的工作。選線是道路線形設計的重要環(huán)節(jié)，選線的質(zhì)量影響到整條路的使用質(zhì)量和工程造價。選線需要考慮自然環(huán)境和社會經(jīng)濟條件，以及線形技術指標等各方面的因素。因此，選線是一項涉及面廣、影響因素多、政策性和技術性都很強的工作。1.1選線原則1、在路線設計的各個階段，應運用先進的技術手段對路線方案進行深入、細致地研究，在多方案論證、比較的基礎上，選定最優(yōu)的路線方案。2、路線設計和布設應保證行車安全、舒適、迅速的前提下，使工程量最小、造價低、營運費用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。3、選線應該同農(nóng)田基本建設相配合，做到少占用田地，注意盡量不占用高產(chǎn)田、經(jīng)濟作物田或經(jīng)濟園林等。4、通過名勝、風景、古跡地區(qū)的道路，應與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，并適當照顧美觀。5、選線時應對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進行深入勘察，查清其對道路的影響程度。6、選線應重視環(huán)境保護，注意由于道理修筑以及汽車運行所產(chǎn)生的影響與污染等問題。1.1.1選線步驟一條路線的選定是一項由大到小、由粗到細、由輪廓到具體，逐步深入的工作。一般要經(jīng)過以下三個步驟：全面布局；逐步安排；具體定線。選線還應考慮自然特這和路線特征1、自然特征本設計方案位于山嶺重丘陵地區(qū)，其地形條件復雜：山高谷深，由于山區(qū)高差比較大，加之陡峻的山坡和曲折幽深的河谷，形成錯中復雜的地形，這就使得道路路線的線形差，工程量大。巖石多、土層薄、地質(zhì)復雜。山區(qū)河流曲折迂回，河岸陡峻、河底比降大；雨季暴雨集中、流速大、流量大，沖刷和破壞力很大。氣候多變，氣溫一般較低、冬季多冰雪，一年四季和晝夜溫差很大，山高霧大，空氣較稀薄，氣壓較低。2、路線特征山嶺區(qū)山脈水系分明，這也給山區(qū)公路走向提供了依據(jù)，為選定路線的基本走向、確定大的控制點指明方向。路線的走向只有兩種：順山沿水方向和橫越山嶺方向。本設計由于有比較開闊的谷地，所以選擇沿溪線一類路線。1.2道路技術等級的確定經(jīng)調(diào)查該地區(qū)近期交通量資料如下：表1-1交通量資料車型數(shù)量車輛折算系數(shù)三菱FR4152501.5五十鈴NPR595G1401.5江淮HF140A1001.5江淮HF1502002.0東風KM3403501.5東風SP9135B1203.0五十鈴EXR181L1103.0查《公路工程技術標準》得小客車和中型載重汽車折算系數(shù)如下：表1-2汽車折算系數(shù)汽車代表車型車輛折算系數(shù)小客車1.0中型車1.5大型車2.0托掛車3.0交通增長率：γ=5%；道路必經(jīng)點：無要求交通量計算：N1=（250+140+100+350）×1.5+200×2.0+（120+110）×3.0=2350輛/日遠景設計年限為15年的年平均晝夜交通量為：N15=1995×（1+γ）=2350×（1+5%）=6060輛/日〉5000輛/日查《公路工程技術標準》可知，一級公路的設計年限為20年，二級公路的設計年限為15年。一級公路一般能適應各種車輛折合成小客車的遠景設計年限年平均日交通量為15000—30000輛（四車道）或25000－55000輛（六車道），二級公路一般能適應各種車輛折合成小客車的遠景設計年限年平均日交通量為5000—15000輛。故根據(jù)《標準》，應建二級公路，為主要供汽車行駛的雙車道公路。因為本段設計位于重丘陵地段，交通量不是很大，所以車速初步定在60km/h。本路基的基本組成是行車道寬度7m+右側(cè)硬路肩0.75m+2*土路肩0.75m+左側(cè)硬路肩0.75m。2.平面選線技術指標設計公路主要是在一定的范圍內(nèi)找到適合該地區(qū)并能滿足該地使用的公路線形。道路的平面線形要素是直線、圓曲線和緩和曲線構(gòu)成的，通常稱之為“平面線形三要素”。本設計為山嶺重丘區(qū)二級公路，查《公路工程技術標準》可知，作為集散公路，混合交通量較大，平面交叉間距較小，設計行車速度宜采用60km/h。下面就介紹本設計應該滿足的平面指標。2.1直線1、直線的適用條件(1)路線完全不受地形，地物限制得平原區(qū)或山區(qū)得開闊谷底；(2)市鎮(zhèn)及其近郊或規(guī)劃方正得農(nóng)耕區(qū)等以直線為主體的地區(qū)；(3)為縮短構(gòu)造物長度，便于施工，創(chuàng)造有利的引道條件；(4)平面交叉點附近，為爭取較好的行車和通視條件；(5)雙車道公路在適當間隔內(nèi)設置一定長度的直線，以提供較好的超車路段。2、直線的最大長度直線的最大長度應有所限制，當采用長的直線線形時，為彌補景觀單調(diào)之缺陷，應結(jié)合沿線具體情況采取相應的措施。規(guī)范規(guī)定，山嶺重丘區(qū)二級公路直線長度不宜過大，本設計速度為60km/h，故直線的最大長度限制不作為主要控制指標。3、直線的最小長度為了保證行車安全，相鄰兩曲線之間應具有一定的直線長度。對于同向曲線間的最小直線長度：JTJ011-94《公路路線設計規(guī)范》規(guī)定同向曲線間的最短直線長度（單位為m）以不小于6V（單位為m）為宜，即360m。對于反向曲線間的最小直線長度：《規(guī)范》規(guī)定反向曲線間的最小直線長度（單位為m）以不小于2V（單位為m）為宜，即120m。2.2圓曲線圓曲線是平面線形中常用的線形要素，圓曲線的設計主要確定起其半徑值以及超高和加寬。1、圓曲線的最小半徑極限最小半徑（見表2-1）一般最小半徑平面線形中一般非不得已時不使用極限半徑，因此《規(guī)范》規(guī)定了一般最小半徑。（見表2-1）不設超高最小半徑當圓曲線半徑大于一定數(shù)值時，可以不設超高，允許設置與直線路段相同的路拱橫坡。（見表2-1）本設計采用下表的技術指標規(guī)定表2-1圓曲線半徑(m)技術指標山嶺重丘二級公路一般最小半徑200極限最小半徑125不設超高最小半徑路拱1500路拱19002、圓曲線的最大半徑選用圓曲線半徑時，在地形條件允許的條件下，應盡量采用大半徑曲線，使行車舒適，但半徑過大，對施工和測設不利，所以圓曲線半徑不可大于10000米。3、圓曲線半徑的選用在設計公路平面線形時，根據(jù)沿線地形情況，盡量采用了不需設超高的大半徑曲線，在一般條件下，宜采用極限最小半徑的4~8倍或超高橫坡度2%~4%的圓曲線半徑。但是根據(jù)實際地形，決定采用設計有超高的半徑為400m和300m，極限最小半徑及一般最小半徑均未采用設計曲線4、平曲線的最小長度公路的平曲線一般情況下應具有設置緩和曲線（或超高，加寬緩和段）和一段圓曲線的長度；平曲線的最小長度一般不應小于2倍的緩和曲線的長度。由緩和曲線和圓曲線組成的平曲線，由緩和曲線組成的平曲線要求其長度不短于6s的行駛距離。平曲線內(nèi)圓曲線的長度一般不應短于車輛在3s內(nèi)的行駛距離。見表2-2。表2-2平曲線最小長度設計時速（km/h）60平曲線最小長度（m）一般值300最小值100平曲線的最小長度：100m5、關于小偏角的曲線長《規(guī)范》規(guī)定：山嶺重丘區(qū)轉(zhuǎn)角等于或小于7°時，平曲線長度一般值是500/αm，低限值是100m。本設計中沒有偏角等于或小于7的情況。2.3緩和曲線緩和曲線的最小長度一般應滿足以下幾方面：離心加速度變化率不過大;控制超高附加縱坡不過陡;控制行駛時間不過短;符合視覺要求;因此，《規(guī)范》規(guī)定：山嶺重丘區(qū)二級公路緩和曲線最小長度為35m.。一般情況下，在直線與圓曲線之間，當圓曲線半徑大于或等于不設超高圓曲線最小半徑時，可不設緩和曲線。緩和曲線選值：按離心加速度的變化率計算由《標準》表2.0.5查表V=60km/h，則Ls，min=0.036V3/RR=400m，Ls，min=19.44mR=300m，Ls，min=25.92m按駕駛員的反應和操作時間計算Ls，min=V/1.2=60/1.2=50m按超高漸變率計算由《標準》表3.0.2查得：B=2*3.5=7.0m由《規(guī)范》表7.5.3查得：Δi=ib=0.04由《規(guī)范》表7.5.4查得：p=1/175，則Ls，min=BΔi/p=7*0.04*175=49m按視覺條件計算Ls，min=R/9R=400m，Ls，min=R/9=500/9=44.44mR=300m，Ls，min=R/9=800/9=33.33m2.4行車視距行車視距是否充分，直接關系著行車的安全與速度，它是公路使用質(zhì)量的重要指標之一。行車視距可分為：停車視距、會車視距、超車視距。《規(guī)范》規(guī)定，二級公路設計視距應滿足會車視距的要求，其長度應不小于停車視距的兩倍。工程特殊困難或受其它條件限制的地段，可采用停車視距，但必須采取分道行駛措施。停車視距計算公式：=20+35.43+3=58.43m會車視距計算公式：=40+3+67.89=110.89m超車視距計算公式：加速行駛距離超車汽車在對向車道行駛的距離超車完成時，超車汽車與對向汽車的安全距離S3=15~60m超車汽車從超車開始到完成時間內(nèi)，對向汽車行駛距離=330m對于山嶺重丘區(qū)二級公路，停車視距St取75m，超車視距Sc一般值取150m，超車視距取350m。2.5圓曲線布設本圖以JD3為例進行試算，右26°50′6.5″R=400m，Ls=70m；交點樁號為K1+329.320。見圖2-3。圖2-3基本型圓曲線曲線要素的計算公式切線長：內(nèi)移值：切線增量：切線角：即曲線長：外距：切曲差：主點里程樁號計算及測設方法直緩點：ZH=JD-Th=K1+329.320-130.536=K1+198.784緩圓點：HY=ZH+Ls=K1+198.784+70=K1+268.784圓緩點：YH=HY+(Lh-2Ls)=HZ-Ls=K1+268.784+257.345-140=K1+386.129緩直點：HZ=YH+Ls=ZH+Lh=K1+386.129+70=K1+456.129曲中點：QZ=HZ-=K1+456.129-128.6725=K1+327.4565交點：JD=QZ+=K1+329.320圓曲線要素表見表2-4。表2-4圓曲線要素表2.7各點樁號的確定逐樁坐標的計算示意圖2-5所示：圖2-5坐標計算圖；。式中：————至的方位角；————第i個彎道的路線偏角，當>時為右偏角，當<時為左偏角。1、以交點坐標計算路線上任意點的坐標（1）直線段上任一點（里程樁號為Lcz，且M位于JDi的前導線邊上）的坐標計算方法。圖2-6坐標計算圖示式中：直線段上任一點M到JDi的距離，=Lcz-JDi（注意：<0）；Lcz直線段上任一點M的里程樁號；直線段上任一點M的計算方位角。（2）單曲線上任一點P的坐標計算方法（見圖2-6）計算方位角：上半支緩和曲線：下半支緩和曲線：上半支圓曲線：下半支圓曲線：式中平曲線上任一點P的X坐標；平曲線上任一點P的Y坐標；平曲線上任一點P的計算方位角；JDi到P點的計算方位角，對于上半支曲線：；上半支曲線：公路轉(zhuǎn)向系數(shù)，右偏=1，左偏=-1；JDn與P點連線與緩和曲線的切線的夾角，其算式為x．yP點的切線支距值；T切線長；JDn到平曲線點P的距離，有2、以圓曲線起、終點坐標計算單圓曲線上任意點（里程樁號Lcz）的坐標（1）圓曲線以起點（ZY，HY）為基點已知圓曲線起點坐標（xHY，yHY），起點計算方位角（Jdi的后視邊計算方位角），圓曲線上的計算點里程樁號為Lcz。則曲線起點與計算點間的距離為,（2）圓曲線以終點（xYH，yYH）為基點已知圓曲線終點坐標（xYH，yYH），計算方位角（Jdi的前視邊計算方位角）。則；,3、以緩和曲線起點坐標計算緩和曲線上任意點的坐標（1）、以第一緩和曲線起點坐標（ZH）為基點已知緩和曲線起點坐標（xZH，yZH），起點計算方位角為（Jdi的后視邊計算方位角），緩和曲線上的計算點里程樁號為Lcz。則緩和曲線弦角為,（2）、以第二緩和曲線起點坐標（HZ）為基點，緩和曲線弦角為,4、以緩和曲線起點坐標計算圓曲線上任意點的坐標和曲線起點（ZH，HZ）為基點計算圓曲線上任意點的坐標公式仍采用以第一緩和曲線起點坐標（ZH）為基點和以第二緩和曲線起點坐標（HZ）為基點計算坐標公式相同，只是其中的δ值應該按設緩和曲線后的圓曲線切線支距值x、y計算，即。計算方位角采用圓曲線以起點（ZY，HY）為基點和圓曲線以終點（xYH，yYH）為基點的相應公式計算公式。3縱斷面設計在縱斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線，它是根據(jù)中線上各樁點的地面高程而點繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿著中線地面的起伏變化情況；另一條是設計線，它是經(jīng)過技術上、經(jīng)濟上以及美學上等多方面比較后定出的由直坡線和豎曲線組成的一條具有規(guī)則變化的幾何線，反映了道路起伏變化情況。3.1縱坡一般設計要求為使縱坡設計技術上滿足要求，經(jīng)濟上合理，縱坡設計應滿足的一般要求為：縱坡設計必須滿足《標注》的各項規(guī)定。為保證車輛能以一定的速度安全順利地行駛，縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁；盡量避免采用《規(guī)范》中的極限縱坡值，留有一定的余地。設計應對沿線地形、地質(zhì)、水文、地下管道、氣候和排水等綜合考慮，并根據(jù)需要采取適當?shù)募夹g措施，以保證道路的穩(wěn)定和暢通。一般情況下縱坡設計應盡量減少土石方和其他工程量，以減低造價節(jié)約用地。山嶺重丘區(qū)地形縱坡設計應考慮縱向填挖平衡，盡量使挖方運作就進路段填方，以減少借方和廢方。高速公路、一級公路應考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求；低等級公路應注意考慮民間運輸、農(nóng)業(yè)機械等方面的要求。3.1.1最大縱坡最大縱坡是指縱坡設計事各級道路允許采用的最大縱坡值。根據(jù)《規(guī)范》表規(guī)定設計時速為60km/h時，公路的最大縱坡為6%。3.1.2最小縱坡挖方路段以及其他橫向排水不良的路段所規(guī)定的縱坡最小值為最小縱坡。各級公路均應設置不小0.3%的最小縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。3.1.3坡長限制1、最小坡長最小坡長的限制主要是從汽車行駛平順性和布設豎曲線的要求考慮的。如果坡長過短，使邊坡點增多，汽車行駛在連續(xù)起伏地段產(chǎn)生顛簸，導致乘客感覺不舒適，所以本設計設計時速60km/h，最短坡長為150m。2、最大坡長道路縱坡坡度的大小及其坡長對汽車正常行駛影響很大。所謂的最大縱坡限制是指控制汽車在坡道上行駛，當車速下降到最低允許速度時所行駛的距離?！稑藴省芬?guī)定的本設計的最大坡長為：表3-1最大縱坡坡度（%）3456最大坡長（m）120010008006003、平均縱坡平均縱坡是指由若干坡段組成的路段所克服的高差與路線長度之比，是衡量路線線形質(zhì)量的重要指標，目的是為了合理運用最大縱坡、坡長及緩和坡長的規(guī)定，以保證車輛安全順利地行使的限制性指標。《規(guī)范》規(guī)定：二、三、四級公路越嶺線的平均縱坡，一般以接近5.5%。=3.1%<5.5%，滿足《規(guī)范》要求。4、合成縱坡合成縱坡是指由路線縱坡與彎道超高橫坡活路拱橫坡組合而成的坡度，其方向即流水線方向?！兑?guī)范》規(guī)定設計時速為60km/h的二級公路合成縱坡最大為9.5%。合成縱坡的計算公式為：=，滿足《規(guī)范》要求。3.2豎曲線3.2.1豎曲線的作用1緩沖作用。2.保證公路縱向的行車視距。3.將平曲線與豎曲線恰當組合。3.2.2豎曲線要素的計算豎曲線線形可采用拋物線或圓曲線，在使用范圍內(nèi)二者幾乎沒有差別，但在設計和計算上拋物線比圓曲線更方便。《規(guī)范》規(guī)定采用二次拋物線作為豎曲線的線形。以邊坡點K1+050為例計算，高程為236.452，R=3000m，為凸型豎曲線，i1=-0.514%，i2=-5.791%。如圖3-2。式中：R拋物線定點處的曲率半徑（1）豎曲線要素的計算ω=-5.791%--0.514%=-5.277%，為凸形。1.豎曲線長度LL=Rω=158.310m2.豎曲線切線長TT=T1=T2，則T=79.155m3.豎曲線上任一點的豎距h同理，下半支曲線的豎距h為4.豎曲線外距E或=1.044m（2）計算豎曲線起終點樁號豎曲線起點樁號=K1+050-79.155=970.845豎曲線起點高程=236.452-79.155*（-0.00514）=236.859豎曲線終點樁號=K1+050+79.155=K1+129.155圖3-2豎曲線計算簡圖豎曲線重點高程=236.452-79.155*0.05791=231.868（3）計算各樁號的x、y值樁號980處：橫距：x1=980-970.845=9.155豎距：y1=樁號1000處：橫距：x2=1000-970.845=29.155豎距：y2=樁號1020處：橫距：x3=1020-970.845=49.155豎距：y3=樁號1040處：橫距：x4=1040-970.845=69.155豎距：y4=樁號1060處：橫距：x5=K1+129.155-1060=69.155豎距：y5=樁號1080處：橫距：x6=K1+129.155-1080=49.155豎距：y6=樁號1100處：橫距：x7=K1+129.155-1100=29.155豎距：y7=樁號1120處：橫距：x8=980-970.845=9.155豎距：y8=（4）計算各加樁的切線高程樁號980處：切線高程=236.859-（980-970.845）*0.514%=236.812樁號1000處：切線高程=236.859-（1000-970.845）*0.514%=236.709樁號1020處：切線高程=236.859-（1020-970.845）*0.514%=236.606樁號1040處：切線高程=236.859-（1040-970.845）*0.514%=236.504樁號1060處：切線高程=236.452-（1060-1050）*5.791%=235.873樁號1080處：切線高程=236.452-（1080-1050）*5.791%=234.715樁號1120處：切線高程=236.452-（1110-1050）*5.791%=233.557樁號1100處：切線高程=236.452-（1120-1050）*5.791%=232.398（5）計算各加樁的設計高程樁號980處：設計高程=切線高程-y=236.812-0.014=236.798樁號1000處：設計高程=切線高程-y=236.709-0.142=236.567樁號1020處：設計高程=切線高程-y=236.606-0.403=236.203樁號1040處：設計高程=切線高程-y=236.504-0.797=235.707樁號1060處：設計高程=切線高程-y=235.873-0.797=235.076樁號1080處：設計高程=切線高程-y=234.715-0.403=234.312樁號1100處：設計高程=切線高程-y=233.557-0.142=233.415樁號1120處：設計高程=切線高程-y=232.398-0.014=232.3843.2.3豎曲線最小長度和最小半徑1、凸形豎曲線的最小半徑和最小長度凸形豎曲線的主要影響因素是行車視距的問題。因此，最小長度應以滿足視距要求為主。按豎曲線長度L和視距S的關系可分為兩種情況。L≥S，如圖3-3所示，，，得圖3-3凸曲線視距計算圖1，，則，；當采用停車視距時，h1=1.2m，h2=0.1m，≈2，即，；當采用會車視距時，h1=h2=1.2m，則，；式中R豎曲線半徑，m ；h1司機視線高，即目高，h1=1.2m；h2障礙物高，即物高，h2=0.1m。其他符號意義同前。L＜S，如圖所示，將豎曲線延伸到h1、h2的垂直方向上，按公式計算得，則；，。最終整理得圖3-4凸曲線視距計算圖2，當采用停車視距時，當采用超車視距時，例如：樁號K0+310當采用停車視距時，，當采用會車視距時，2、凹形豎曲線最小半徑和最小長度凹形豎曲線的主要影響因素是離心力。因此，其最小半徑和最小長度以緩和沖擊要求為主。3、按汽車行駛時間的要求確定豎曲線最小長度3.3爬坡車道二級公路的爬坡車道應緊靠車道的外側(cè)設置，可利用硬路肩寬度。當需要保留原來供非汽車行駛的硬路肩時，該部分應移至爬坡車道外側(cè)。本設計不存在連續(xù)上坡路段，所以不必設置爬坡車道。3.4道路平、縱組合設計按平面線形為直線、曲線，縱面線形為直線、凸形豎曲線、凹形豎曲線立體線形組合要素，這六種組合要素為：1、平面直線與縱面直線組合要素；2、平面直線與凹形豎曲線組合要素；3、平面直線與凸形豎曲線組合要素；4、干曲線與縱面直線組合要素；5、平曲線與縱面凹形豎曲線組合要素；6、平曲線與縱面凸形豎曲線組合要素。3.4.1平、縱組合設計的原則1應保持線形在視覺上的連續(xù)性，能自然地引導駕駛員的視線，使之在高速行駛的情況下，能安全舒適地行駛。2注意保持平、縱線形的技術指標大小應均衡，使線形在視覺和心理方面保持協(xié)調(diào)。3選擇組合得當?shù)暮铣善露龋岳诼访媾潘托熊嚢踩?注意與道路周圍自然環(huán)境和景觀的配合。3.4.2線形組合設計要點1曲線與豎曲線相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線，如圖3-6。表3-6線形組合設計2平曲線與豎曲線大小應保持均衡。3選擇適宜的合成坡度。4平曲線與豎曲線應避免的組合：a凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部，不得與反向平曲線的拐點重合；b小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相互重疊；c設計車速＞40km／h的公路，凸形豎曲線的頂部和凹形豎曲線的底部，不得插入小半徑平曲線；d避免在長直線上設置陡坡及曲線長度短、半徑小的凹形豎曲線。e直線段內(nèi)不宜插入短的豎曲線；f直線上的縱面線形應避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍等使駕駛員視線中斷的線形；g平、豎曲線半徑都很小時不宜重合，此時應將二者分開，將二者拉開相當距離，使平曲線位于直坡段或豎曲線位于直線上。5平、縱線形組合與景觀的協(xié)調(diào)配合。3.5縱斷面設計方法及縱斷面圖3.5.1縱斷面設計要點縱斷面設計的主要內(nèi)容是根據(jù)道路等級、沿線自然條件和構(gòu)造物控制高程等，確定路線合適的高程、各坡段的縱坡度和坡長，并設計豎曲線?；疽笫强v坡均勻平順、起伏和緩，坡長和豎曲線長短適當，平面與縱面組合設計協(xié)調(diào)以及填挖經(jīng)濟、平衡。要實現(xiàn)以上要求應考慮如下幾點：1關于縱坡直線值得運用好的設計盡量考慮人的視覺、心理上的要求，使駕駛員有足夠的安全感、舒適感和視覺上的美觀。一般講，縱坡緩些為好，當為了路面和邊溝排水，最小縱坡不應低于0.3%~0.5%。2關于最小坡長坡長是指縱斷面兩邊坡點間的水平距離。坡長不宜過短，以不小于設計速度9s的行程為宜。對于連續(xù)起伏的的路段，坡長應盡量小，一般可取豎曲線最小長度的3~5倍。3各種地形條件下的縱坡設計本設計在丘陵地區(qū)，應滿足一下要求：a丘陵地形應避免過分遷就地形而起伏過大，注意縱坡應順適不產(chǎn)生突變。b丘陵地形的沿河線應盡量采用平緩縱坡，坡長不應超過限制長度，縱坡不宜大于6%。c越嶺線的坡度應力求均衡，盡量不采用極限的坡度或接近極限的坡度，更不宜在連續(xù)采用極限長度的陡坡之間夾段的緩和曲線。d山脊線和山腰線除結(jié)合地形不得以時采用較大縱坡外，在可能條件下縱坡應緩些。4關于豎曲線半徑的選用豎曲線應用較大半徑為宜。在不過分增加工程數(shù)量的情況下，應選用大于或等于一般最小半徑的半徑，特殊困難方可采用極限最小值。本設計中凸形視覺要求的最小豎曲線最小半徑為9000m，凹形的視覺要求最小豎曲線半徑為6000m。5關于相鄰豎曲線的銜接相鄰兩個同向凹形或凸形豎曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線，這樣要求對行車時有利的。對反向豎曲線，最好中間設置一段直坡線，直坡線的長度一般不小于設計速度的3s行程。當半徑比較大時，亦可直接連接。3.5.2縱斷面設計方法步驟及注意問題1、縱斷面設計方法和步驟（1）準備工作。研究《標準》規(guī)定的有關技術經(jīng)濟指標和設計任務書的有關規(guī)定，同時應收集和熟悉有關資料，并領會設計意圖和要求，做到心中有數(shù)。（2）標注控制點?？刂泣c是指影響縱坡設計的高程控制點。如路線起、終點，越嶺埡口，重要橋梁，地質(zhì)不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪線的洪水位，隧道進出口，平面交叉和立體交叉點，鐵路道口，城鎮(zhèn)規(guī)劃控制高程以及受其他因素限制路線必須通過的高程控制點等。山區(qū)道路還根據(jù)路基填挖平衡關系控制路中心填挖值的高程點，稱為“經(jīng)濟點”。（3）試坡。在已標定的“控制點”、“經(jīng)濟點”的縱斷面圖上，根據(jù)技術指標、選線意圖，結(jié)合地形起伏變化，本著以“控制點”為依據(jù)，照顧多數(shù)“競技點”的原則，在這些點位間進行穿插和取值，試定出一些直線坡。（4）調(diào)整。將所定坡度與選線時的坡度進行安排比較，二者應基本相符。若有較大差異應全面分析，權衡利弊，決定取舍。（5）核對。選擇有控制意義的重點橫斷面，如高填深挖、地面橫坡較陡路基、擋土墻、重要橋涵以及其他重要控制點等，在縱斷面圖上直接讀出對應樁號的填、挖高度，用“模板”在橫斷面圖上戴“帽子”檢查是否填挖過大、坡腳落空或過遠、擋土墻工程量過大、橋梁過高或過低、涵洞過長等情況，若有問題應該及時調(diào)整縱坡。（6）定坡。經(jīng)調(diào)整核實無誤后，逐段把直坡線的坡度值、邊坡點樁號和高程確定下來。（7）設置豎曲線。拉坡時已考慮平縱組合問題，此部根據(jù)技術標準、平縱組合均衡等確定豎曲線半徑，計算豎曲線要素。2、縱坡設計應注意的問題（1）設置回頭曲線地段，拉破時應按回頭曲線技術標準先定出該地段的縱坡，然后從兩端接坡，應注意在回頭曲線地段不宜設豎曲線。（2）大中橋上不宜設置豎曲線，橋頭兩端豎曲線的起始點應設置在橋頭10m以外。（3）小橋涵允許設在斜坡地段或豎曲線上，為保證行車平順，應盡量避免在小橋涵處出現(xiàn)駝峰式縱坡。（4）注意平面交叉口縱坡及兩端接線要求。（5）拉破時如受控制點或經(jīng)濟點制約，導致縱坡起伏過大，或土石方工程量過大，經(jīng)調(diào)整仍難以解決時，可用紙上移線的方法修改原定縱坡線。（6）對連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應平緩，避免產(chǎn)生突變。3.6路線方案指標表3-7公路主要技術指標匯總公路分類一般公路公路等級二級公路地形重丘計算行車速度（km/h）60行車道寬度（m）7.0路基寬度（m）10極限最小半徑（m）125一般最小半徑（m）200不設超高最小半徑（m）1500停車視距（m）75超車視距（m）200最大縱坡（%）6合成坡度（%）10最小坡長（m）120緩和曲線最小長度（m）35凸形豎曲線一般最小半徑（m）2000凸形豎曲線極限最小半徑（m）1400凹形豎曲線一般最小半徑（m）1500凹形豎曲線極限最小半徑（m）1000豎曲線最小長度（m）50最大直線長度（m）1200最小直線長度（m）同向曲線360反向曲線1204橫斷面設計道路的橫斷面，是指中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設計和地面線所構(gòu)成。其中橫斷面設計線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝、護坡道以及取土坑、棄土坑、環(huán)境保護等設施。4.1道路橫斷面組成公路橫斷面組成和各部分的尺寸要根據(jù)公路的功能、公路等級、交通量、服務水平、設計速度、地形條件等因素確定。4.1.1路幅的構(gòu)成路幅是指公路路基頂面兩路肩外側(cè)邊緣之間的部分。兩級公路的路基橫斷面包括行車道、路肩以及錯車道等。二級公路位于中、小城鎮(zhèn)城鄉(xiāng)集合部、混合交通量大的連續(xù)線路段，實行快、慢車道分開行駛時，可根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)驗加寬右側(cè)硬路肩。二級公路為雙車道公路，應采用整體式斷面。如圖4-1。4-1路幅組成圖1．一般組成(1)行車道：公路上供各種車輛行駛部分的總稱，包括快車行車道和慢車行車道。(2)路肩：位于行車道外緣至路基邊緣，具有一定寬度的帶狀結(jié)構(gòu)部分。(3)邊坡；為保證路基穩(wěn)定，在路基兩側(cè)做成的具有一定坡度的坡面。(4)邊溝：為匯集和排除路面、路肩及邊坡的流水，在路基兩側(cè)設置的縱向水溝。2．特殊組成(1)護坡道：當路堤較高時，為保證邊坡穩(wěn)定，在取土坑與坡腳之間，沿原地面縱向保留的有一定寬度的平臺。(2)碎落臺：在路塹邊坡坡腳與邊溝外側(cè)邊緣之間或邊坡上．為防止碎落物落入邊溝而設置的有一定寬度的縱向平臺。(3)截水溝；為攔截山坡上流向路基的水，在路塹坡頂以外設置的水溝。4.1.2路幅的布置類型路幅的布置類型分為以下幾種：單幅雙車道雙幅多車道單車道根據(jù)二級公路的交通量大小，《規(guī)范》規(guī)定二級公路采用單幅雙車道類型。4.2車道寬度4.2.1車道寬度的確定車道是指專為縱向排列、安全順適的通行車輛為目的而設置的公路帶狀部分。行車道寬度直接影響道路的通行能力、行車速度、行車安全、工程造價等。行車道寬度必須有能滿足對向車輛錯車、超車或并列行駛以及車輛與路肩之間所必需的余寬。設計時速為60km/h對應的車道寬度為3.5m，4.2.2平曲線加寬我國《規(guī)范》規(guī)定，平曲線半徑等于或小于250m時，應在平曲線內(nèi)側(cè)加寬。本設計無半徑小于250m的圓曲線，所以沒有平曲線加寬設計。4.3路肩、中間帶與人行道4.3.1路肩的作用及其寬度路肩是位于行車道外緣至路肩邊緣，具有一點寬度的帶狀結(jié)構(gòu)部分。路肩通常包括路緣帶（高速公路和一級公路設置）、硬路肩、土路肩三部分組成，如圖4-2所示。各級公路都要設置路肩。路肩的作用如下：圖4-2路肩組成供發(fā)生故障的車輛臨時停車。由于路肩緊靠著路基的兩側(cè)設置，保護行車道等主要結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。提供側(cè)向余寬，能增進駕駛安全和舒適感。作為道路養(yǎng)護操作的工作場地。為設置路上設施提供位置。對未設置人行道的道路，提供非機動車及行人等使用。在不損害公路的結(jié)構(gòu)前提下，也可作為埋設地下設施的位置。挖方路段，可增加彎道視距。精心養(yǎng)護的路肩，有的國家作為警察的臨時專用道。硬路肩是指進行鋪筑的路肩，它可以承載汽車荷載的作用力，在混合交通的公路上便于非機動車、行人通道。在填方路段，為使路肩能匯集路面積水，在路肩邊緣應該設置路緣石。土路肩是指不加鋪裝的土質(zhì)路肩，它起保護路面和路基的作用，并提供側(cè)向余寬。設計二級公路的標準如圖4-3-1.表4-3設計時速為60km/h的二級公路路肩寬度設計時速為60km/h右側(cè)硬路肩寬度（m）土路肩寬度（m）一般值0.750.75最小值0.250.54.3.2公路路基寬度各級公路路基寬度為車道寬度和路肩寬度之和，當設有中間帶、加減車道、爬坡車道、緊急停車帶、避險車道、錯車道等時，應計入這些部分的寬度。如圖，4-4。表4-4設計時速為60km/h的二級公路路基寬度設計時速為60km/h車道數(shù)路基寬度（m）一般值210最小值8.54.3.3道路路拱、邊溝、邊坡為了利于路面橫向排水，將路面做成由中間向兩側(cè)傾斜的拱形，稱為路拱，其傾斜大小以百分率表示。本設計因為采用水泥混凝土路面，所以路面橫坡選用2%。4.3.4曲線超高為了抵消車輛在曲線路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力，將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式，這就是曲線上的超高。合理地設置超高，可以全部或部分抵消離心力，提高汽車在曲線上的穩(wěn)定性與舒適性。采用的最大超高3%。二級公路無中間分隔帶因此選擇繞內(nèi)側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn)的超高的過渡方式。如圖4-5所示。圖4-5繞內(nèi)側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn)超高緩和段長度：取50m。式中：超高緩和段長度；旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣寬度，m；超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差，%；p超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣之間的相對坡度，其值為1/125。橫斷面上的超高值的計算：雙坡階段（x≤x0）旋轉(zhuǎn)階段（x≥x0）；；；。全面超高階段；；。5平面交叉道路與道路在同一平面相交的地方稱為平面交叉，根據(jù)交通需要在此設計中平面交叉均為加鋪轉(zhuǎn)角式。5.1平面交叉原則（1）平面交叉位置的選擇應綜合考慮公路網(wǎng)現(xiàn)狀和規(guī)劃、地形、地物和地質(zhì)條件、經(jīng)濟與環(huán)境因素等。（2）平面交叉形式應根據(jù)相交公路的功能、等級、交通量、交通管理方法、用地條件和工程造價等因素而確定。（3）平面交叉選型應選用主要公路或主要交通流暢通、沖突點少、沖突區(qū)小且沖突區(qū)分散的類型。（4）平面交叉幾何設計應結(jié)合交通管理方式并考慮相關設施的布設。（5）平面交叉范圍內(nèi)相交公路線形的技術指標應滿足視距的要求。（6）相交公路在平面交叉范圍內(nèi)的路段宜采用直線；當采用曲線時，其半徑宜大于不設超高的圓曲線半徑?？v面應力求平緩，并符合視覺所需的最小豎曲線半徑。（7）平面交叉設計應以預測的交通量為基本依據(jù)。設計所采用的交通量應為設計小時交通量。5.2交通管理方式平面交叉應根據(jù)相交公路的功能、等級、交通量等可分別采用主路優(yōu)先交叉、無優(yōu)先交叉或信號交叉三種不同的管理方式。根據(jù)設計的實際情況考慮本設計中的交叉均為與鄉(xiāng)村公路交叉，所以本設計中的交叉方式均為優(yōu)先交叉管理方式。5.3平面交叉設計時速根據(jù)《規(guī)范》要求可知平面交叉的設計時速可以與路段設計速度相同。平面交叉的最小距離為500m。本設計滿足《規(guī)范》要求。6路基路面總論第二篇路基路面路基和路面是道路的主要工程結(jié)構(gòu)物。路基是在天然地表面按照道路的設計線形(位置)和設計橫斷面(幾何尺寸)的要求開挖或填筑而成的巖土結(jié)構(gòu)物。路面是在路基頂面的行車部分用各種混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。路基是路面結(jié)構(gòu)的基礎，堅強而又穩(wěn)定的路基為路面結(jié)構(gòu)長期承受汽車荷載提供了重要的保證，而路面結(jié)構(gòu)層的存在又保護了路基，使之避免了直接經(jīng)受車輛和大氣的破壞作用，長期處于穩(wěn)定狀態(tài)。路基和路面相輔相成，實際上是不可分離的轉(zhuǎn)體，應綜合考慮它們的工程特點、綜合解決兩者的強度、穩(wěn)定性等工程技術問題。6.1路基路面工程的特點(1)承載能力(2)穩(wěn)定性(3)耐久性(4)表面平整度(5)表面抗滑性6.2影響路基路面穩(wěn)定的因素路基路面的穩(wěn)定性與下列因素有關：(1)地理條件公路沿線的地形，地貌和海拔高度不僅影響路線的選定，也影響到路基與路面的設計。平原、丘陵、山嶺各區(qū)地勢不同，路基的水溫情況也不同。(2)地質(zhì)條件沿線的地質(zhì)條件，如巖石的種類、成因、節(jié)理，風化程度和裂隙情況，巖石走向，傾向、傾角、層理和巖層厚度，有無夾層或遇水軟化的夾層、以及有無斷層或其它不良地質(zhì)現(xiàn)象(巖溶、冰川、泥石流、地震等)都對路基路面的穩(wěn)定性有一定的影響。(3)氣候條件氣候條件如氣溫、降水、濕度、冰凍深度、日照、蒸發(fā)量、風向、風力等都會影響公路沿線地面水和地下水的狀況，并且影響到路基路面的水溫情況。(4)水文和水文地質(zhì)條件水文條件如公路沿線地表水的排泄，河流洪水位，常水位，有無地表積水和積水時期的長短，河岸的淤積情況等。水文地質(zhì)條件如地下水位，地下水移動的規(guī)律，有無層間水、裂隙水、泉水等。(5)土的類別土是建筑路基和路面的基本材料，不同的土類具有不同的工程性質(zhì)，因而將直接影響路基和路面的強度與穩(wěn)定性。不同的土類含有不同粒徑的土顆粒，砂粒成分多的土，強度構(gòu)成以內(nèi)摩擦力為主，強度高，受水的影響小，但施工時不易壓實。較細的砂，在滲流情況下，容易流動，形成流砂。粘粒成分多的土，強度形成以粘聚力為主，其強度隨密實程度的不同，變化較大，并隨濕度的增大而降低。粉土類土毛細現(xiàn)象強烈，路基路面的強度和承載力隨著毛細水上升，濕度增大而下降，在負溫度溫差作用下，水分通過毛細作用移動并積聚，使局部土層濕度大幅度增加，造成路基凍脹，最后導致路基翻漿，路面結(jié)構(gòu)層斷裂等各種破壞。6.3路基濕度的來源路基的強度與穩(wěn)定性在很大程度上與路基的濕度以及大氣溫度引起的路基的水溫狀況有密切的關系。路基在使用過程中，受到各種外界因素的影響，使?jié)穸劝l(fā)生變化。路基濕度的來源可分為以下幾方面；(1)大氣降水——大氣降水通過路面，路肩邊坡和邊溝滲入路基；(2)地面水——邊溝的流水、地面涇流水因排水不良，形成積水、滲入路基；(3)地下水——路基下面一定范圍內(nèi)的地下水浸入路基；(4)毛細水——路基下的地下水，通過毛細管作用，上升到路基；(5)水蒸汽凝結(jié)水——在土的空隙中流動的水蒸汽，遇冷凝結(jié)成水；(6)薄膜移動水——在土的結(jié)構(gòu)中水以薄膜的形成從含水量較高處向較低處流動，或由溫度較高處向凍結(jié)中心周圍流動。6.4路面結(jié)構(gòu)及層位功能6.4.1路面橫斷面在路基頂面鋪筑面層結(jié)構(gòu)，沿橫斷面方向由行車道、硬路肩和土路肩所組成。路面橫斷面的形式隨道路等級的不同，可選擇不同的型式，通常分為槽式橫斷面和全鋪式橫斷面，如下圖6-1。圖6-1路面橫斷面形式槽式；b）全鋪式1路面；2土路肩；3路基；4路緣石；5加固路肩6.4.2路拱橫坡度為了保證路面上雨水及時排出，減少雨水對路面的浸潤和滲透，減弱路面結(jié)構(gòu)強度，路面表面應做成直線型或拋物線型的路拱。等級高的路面，平整度和水穩(wěn)定性較好，透水性也小，通常采用直線型路拱和較小的路拱橫坡度。等級低的路面，為了有利于迅速排除道路表面積水，一般采用拋物線型路拱和較大的路拱橫坡度。根據(jù)《規(guī)范》中規(guī)定瀝青的路面應采用1~2%。因此，采用2%。6.4.3路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能行車荷載和自然因素對路面的影響，隨深度的增加而逐漸減弱。因此，對路面材料的強度、抗變形能力和穩(wěn)定性的要求也隨深度的增加而逐漸降低。為了適應這一特點，路面結(jié)構(gòu)通常是分層鋪筑的，按照使用要求、受力狀況、土基支承條件和自然因素影響程度的不同，分成若干層次。通常按照各個層位功能的不同，劃分為三個層次，即面層、基層和墊層，如圖，6-2。圖6-2路面結(jié)構(gòu)層次劃分示意圖1-面層；2-基層；3-墊層(或隔離層)；4-路緣石；5-加固路肩；6-土路肩：7-路基(土墓)：-路拱橫坡6.4.4路面等級選擇通常按路面面層的使用品質(zhì)，材料組成類型以及結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性，將路面分為四個等級即高級、次高級、中級和低級，根據(jù)《規(guī)范》要求和設計要求選擇高級路面。6.5土基的承載能力在車輪荷載作用下，路基路面結(jié)構(gòu)的強度與剛度除了路面材料的品質(zhì)之外，路基的支承起著決定性的作用。路基作為路面結(jié)構(gòu)的基礎，它的抵抗車輪荷載能力的大小，主要決定干路基頂面在一定應力級位下抵抗變形的能力。所以路基的承載能力都采用一定應力級位下的抗變形能力來表征。用于表征土基承載力的參數(shù)指標有回彈模量、地基反應模量和加州承載比(CBR)等。本設計參考書[14]中的圖表查得。6.6一般路基設計6.6.1路基設計的一般要求路基除斷面尺寸應符合設計標準外，還應滿足下列基本要求：（1）路基的設計須根據(jù)路線平、縱及橫斷面設計的原則及原地面的情況進行布置，確定標高。（2）路基應根據(jù)道路等級、行車要求和當?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護和使用等方面的情況，進行精心設計，既要堅實穩(wěn)定，又要經(jīng)濟合理。（3）為了確保路基的強度和穩(wěn)定性，在路基的整體結(jié)構(gòu)中還必須包括各項附屬設施，其中有路基排水、路基防護與加固，以及與路基工程直接相關的其它設施，如棄土堆、取土坑、護坡道、碎落臺、堆料坪和錯車道等。（4）路基作為支撐路面的線形結(jié)構(gòu)物，應結(jié)合路線和路面進行設計。（5）路基設計應兼顧當?shù)剞r(nóng)田基本建設及環(huán)境保護等的需要。6.6.2路基設計內(nèi)容在工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的地段修筑的一般路基設計包括以下內(nèi)容：(1)選擇路基斷面形式，確定路基寬度與路基高度；(2)選擇路堤填料與壓實標準；(3)確定邊坡形狀與坡度；(4)路基排水系統(tǒng)布置和排水結(jié)構(gòu)設計；(5)坡面防護與加固設計；(6)附屬設施設計。除了(4)、(5)將在有關章節(jié)介紹之外，其余內(nèi)容在本章作介紹。路基設計的基本內(nèi)容，就是確定路基寬度、路基高度以及路基邊坡的形狀和坡度。路基寬度為路面及兩側(cè)路肩寬度之和，取決于公路技術等級。本設計段依據(jù)規(guī)范采用路基寬度10m。路基高度是指路基設計標高與路中線原地面標高之差，即路堤的填筑厚度或路塹的開挖深度。它通常以路肩邊緣為準，即路肩邊緣的標高。路基高度由路線縱坡設計確定，需綜合考慮地形、地質(zhì)、地貌、水文等自然條件，橋涵等構(gòu)造物與交叉口的控制高度，縱向坡度的平順，土石方工程數(shù)量的平衡，以及路基的強度與穩(wěn)定性等因素，得出合理的路基高度。沿河及受水浸淹的路基，其高度一般應根據(jù)《公路工程技術標準》所規(guī)定的設計洪水頻率表求得設計水位，再增加0.5m的安全高度。在本設計項目路段內(nèi)，采用1/50的設計洪水頻率。7.路基排水和防護設計7.1路基排水路基排水的目的就是把路基工作區(qū)內(nèi)的填料含水量降低到一定的范圍內(nèi)。填料含水量過大，會引起強度降低，邊坡坍塌，路基下沉或滑動，影響路線的使用功能。因此。必須做好地面水和地下水的排除工作，使路基有良好完善的排水系統(tǒng)，確保路基具有足夠的強度和穩(wěn)定性。7.1.1路基排水要求路基的強度和穩(wěn)定性與水的關系十分密切。路基的病害有多種，形成病害的原因亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基設計、施工和養(yǎng)護中，必須十分重視路基排水工程。路基設計時，必須將影響路基穩(wěn)定性的地面水排除和攔截在路基用地范圍以外，并防止地面漫流、滯積或下滲。對影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當?shù)牡攸c。7.1.2路基排水設計的原則路基排水是關系到路基穩(wěn)定性的關鍵，路基排水設計的任務就是把路基工作區(qū)內(nèi)的突擊含水量降低到許可的范圍內(nèi)。路基排水設計應遵循以下幾個原則：1公路修筑后，盡量做到不干擾、不改變農(nóng)田原有的排灌系統(tǒng)，以確保農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的正常生產(chǎn)。2全線填方路基均考慮了排水溝設計，通過橋涵構(gòu)造物與沿線排澇溝渠銜接形成完整的排水系統(tǒng)。3路基排水溝與沿線通道、灌渠交叉產(chǎn)生干擾時，采取線外涵等立體交叉的排水形式，盡量做到不干擾、不破壞原有的排灌體系，同時避免路面污水直接排入農(nóng)田。4路基通過魚塘等養(yǎng)殖或生活水源的路段，在路基邊坡上設置平臺或護坡道，在護坡道上設置排水溝，盡量減少路基水對養(yǎng)殖和生活水源的影響。5為使排水通暢，便于維修、養(yǎng)護，主線路側(cè)排水溝等均采用混凝土預制塊進行全鋪砌防護，互通式立交內(nèi)部分段落采用磚砌矩形排水溝。6在公路排水溝外側(cè)設置擋水埝，使路基排水自成體系，防止農(nóng)田水進入路基排水溝。7.1.3路基排水(1)排水溝①水文計算：路基排水設計流量計算按1/15洪水頻率進行考慮，排水溝設計采用適應于小面積流域及明渠流計算公式，其中小面積流域計算公式如下Q＝16.67qψF式中:Q－設計流量(m3/s);q－設計暴雨強度(mm／min)ψ－徑流系數(shù)。F－流域匯水面積(Km2)當匯水段長度為300m時，經(jīng)計算設計流量Q設計=0.28m3/s；當匯水段長度為400m時，設計流量Q設計=0.38m3/s；當匯水段長度為450m時，設計流量Q設計=0.43m3/s；當匯水段長度為②排水溝尺寸擬訂：綜合我國公路建設經(jīng)驗，及省內(nèi)和鄰省已建和在建高等級公路的排水溝尺寸，擬定排水溝斷面尺寸采用底寬0.6m；溝深0.6m；頂寬1.8m；圖7-1排水溝的斷面形式③排水溝設計原則：排水溝斷面尺寸采用底寬0.6m，溝深0.6m，頂寬1.8m，溝壁坡率為1:1，排水出口間距不宜大于500m圖7-2邊溝的斷面形式(2)邊溝邊溝設置在挖方路基的路肩外側(cè)，或低路堤的坡腳外側(cè)，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。邊溝的斷面形式見圖7-2，一般采用梯形。本設計中在道路兩側(cè)布置邊溝的道路段落為k1+000-k1+080、k1+219.046-k1+300、k1+920-k2+020、k2+600-k2+800、k2+960-k3+060、k3+800-k3+967.131、k4+020-k4+080。(3)截水溝截水溝設置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡坡堤上方的適當處，用以截引路基上方流向路基的地面徑流，防止沖刷和侵蝕挖方邊坡和路堤坡腳，并減輕邊溝的泄水負擔。截水溝的斷面形式一般為梯形。截水溝離開路基的距離一般為d＞5m，圖7-3截水溝的斷面形式，在左側(cè)k2+580-k2+620、右側(cè)k1+320-k1+380、k3+900-k3+960的段落布設截水溝。圖7-3截水溝的斷面形式(4)急流槽路基排水溝匯水進入沿線人工河溝或自然河溝時，在可能發(fā)生沖刷溝岸的情況時，于河溝岸坡上設置急流槽銜接，以避免路基排水溝匯水沖刷河溝岸坡。7.1.3路面排水路面表面排水的主要任務是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走，以免造成路面積水而影響行車安全。路面表面排水設計應遵循下列原則：1）降落在路面上的雨水，應通過路面橫向坡度向兩側(cè)排流，避免行車道路路面范圍內(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受到?jīng)_刷的情況下，應采用在路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面表面水。3）在路堤較高，邊坡坡面在未做防護而易遭受路面表面水流沖刷，或者坡面雖已采取防護措施但仍有可能受到?jīng)_刷時，應沿路肩外側(cè)邊緣設置攔水帶，匯集路面表面水，然后通過泄水口和急流槽排離路堤。4）設置攔水帶匯集路面表面水時，攔水帶過水斷面內(nèi)的水面，在高速公路及一級公路上不得漫過右側(cè)車道外邊緣，在二級及二級以下公路上不得漫過右側(cè)車道中心線。大氣降水在路面上形成逕流，絕大部分分散或集中排走，為防止少部分雨水下滲浸濕路面基層和土基，在水泥穩(wěn)定碎石基層頂面鋪設瀝青表處封層,在土路肩種植土層下設置3cm厚的砂礫墊層，以排除路面面層滲水?？v向排水溝頂面鋪一層透水土工布，以防中間帶填土污染盲溝。沿路線每隔30m左右設置一處20×60×100cm的碎石集水井，并設置一橫坡2％，外徑10cm的橫向硬塑排水管，將集水槽中的滲水排出路基，塑料排水管外側(cè)采用C15水泥混凝土進行加固保護，在路基邊坡出水口處結(jié)合路基邊坡防護進行適當?shù)姆雷o處理。采用縱向碎石盲溝結(jié)合集水井和橫向硬塑料排水管排出中間帶填土滲水。7.1.4路基排水的綜合設計二級公路路基路面排水應進行綜合設計，使各種排水設施形成一個功能齊全排水能力強的完整排水系統(tǒng)。有些路段對路基排水系統(tǒng)進行整體規(guī)劃綜合設計。照顧農(nóng)田水利規(guī)劃時路基排水綜合設計的一項重要原則。在綜合排水設計中，對于地面水的排除可利用邊溝截水溝等排水設備，將流向路基的山坡水和路基表面水分段截留，引入自然溝谷荒地取土坑或低洼處，排出路基范圍之外。自然夠谷及溝渠與涵洞等排水設備，既密切配合，又各自分工，充分發(fā)揮其效用，使排水順暢，避免對路基的沖刷，又不致形成淤泥而危害路基。7.2路基防護7.2.1一般規(guī)定各級公路應根據(jù)當?shù)貧夂颉⑺?、地形、地質(zhì)條件及筑路材料分布情況，采取工程防護和植物防護相結(jié)合的綜合措施，防治路基病害，保證路基穩(wěn)定，并與周圍環(huán)境景觀相協(xié)調(diào)。路基坡面防護工程應在穩(wěn)定的邊坡上設置，防護類型的選擇應綜合考慮工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、邊坡高度、環(huán)境條件、施工條件和工期等因素的影響，對于路基穩(wěn)定性不足和存在不良地質(zhì)因素的路段，應注意路基邊坡防護和支擋加固的綜合設計。在地下水位較高路段，應注意路基邊坡防護與地下排水措施的綜合設計。在多雨地區(qū)，用砂類土、細粒土等填筑的路堤，應采取坡面防護與截排水的綜合措施，防止邊坡沖刷破壞。路基施工過程中應注意邊坡臨時防護措施，邊坡臨時防護工程宜與永久防護工程相結(jié)合。7.2.2公路邊坡綜合防護技術綜合防護技術是指將植物防護與工程防護技術有機結(jié)合起來，實現(xiàn)共同防護的一種方法。基于加固邊坡、提高邊坡水土保持及生態(tài)恢復能力三方面原理。通常采用三維網(wǎng)、混凝土、漿砌片(塊)石、漿砌卵(礫)石等做骨架形成框格，框格內(nèi)采用種草或鋪草皮，并同時進行邊坡防排水處理。其特點是可充分發(fā)揮植物防護與工程防護的優(yōu)點，取長補短，施工簡單，施工速度快、效果好。8擋土墻設計8.1擋土墻用途和使用條件擋土墻是用來支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構(gòu)造物。在路基工程中，擋土墻可用以穩(wěn)定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷路基，并經(jīng)常用于整治坍方、滑坡等路基病害。在山區(qū)公路中，擋土墻的應用更為廣泛。路基在遇到下列情況時可考慮修建擋土墻：（1）陡坡地段（2）巖石風化的路塹邊坡地段；（3）為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段；（4）可能產(chǎn)生坍方、滑坡的不良地質(zhì)路段；（5）高填方地段；（6）水流沖刷嚴重或長期受水浸泡的沿河路基地段；（7）為節(jié)約用地、減少拆遷或占農(nóng)田的地段；（8）為保護重要建筑物、生態(tài)環(huán)境或其他特殊需要的路段。8.2擋土墻類型和選擇在公路工程中，它廣泛應用于支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞口、橋梁兩端及河流岸壁等。按照墻的設置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等類型。路肩墻或路堤墻設置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基邊坡或基底滑動，確保路基穩(wěn)定，同時可收縮填土坡腳，減少填方數(shù)量，減少拆遷和占地面積，以及保護臨近線路的既有重要建筑物。濱河及水庫路堤，在傍水一側(cè)設置擋土墻，可防止水流對路基的沖刷和侵蝕，也是減少壓縮河床或少占庫容的有效措施。以擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分類為主，常見的擋土墻形式有：重力式、衡重式、懸臂式、扶臂式、加筋土式、錨桿式、錨定板式、豎向預應力錨桿式、土釘式及樁板式。各類擋土墻的使用范圍取決于墻址地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、建筑材料、墻的用途、施工方法、技術經(jīng)濟條件及當?shù)氐慕?jīng)驗等因素。擋土墻類型的選擇應根據(jù)支擋填土或土體求得穩(wěn)定平衡的需要，研究荷載的大小和方向、路基礎埋置的深度、地形地質(zhì)條件、與既有建筑物的平順銜接、容許的不均勻沉降、可能的地震作用、墻壁的外觀、環(huán)保的特殊要求、施工的難易和工程造價，綜合比較后確定。對與本設計經(jīng)分析選用重力式擋土墻。8.3重力式擋土墻的構(gòu)造及布置擋土墻的構(gòu)造必須滿足強度與穩(wěn)定性的要求，同時還考慮就地取材、經(jīng)濟合理、施工養(yǎng)護的方便安全。8.3.1墻身構(gòu)造擋土墻的構(gòu)造必須滿足強度和穩(wěn)定性的要求，同時考慮就地取材、結(jié)構(gòu)合理、斷面經(jīng)濟、施工養(yǎng)護方便與安全。常用的重力式擋土墻一般是由墻身、基礎、排水設施和伸縮縫等部分組成。8.3.2擋土墻布置1、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。擋土墻段落布置表見圖8-1。表8-1擋土墻布置段落路塹擋土墻zK1+000~+020.691路塹擋土墻yK3+853.195~+910.840路塹擋土墻zK1+961.723~+036.332路塹擋土墻yK4+036.771~+075.278路塹擋土墻zK2+973.886~+049.370路堤擋墻zK2+540.751~+567.263路塹擋土墻yK1+000~+017.460路堤擋墻zK2+911.305~+934.576路塹擋土墻yK1+270.913~+307.643路堤擋墻zK3+483.504~+491.752路塹擋土墻yK1+969.247~+041.632路堤擋墻zK4+116.660~+126.095路塹擋土墻yK2+632.722~+796.830路堤擋墻yK2+540.427~+582.872路塹擋土墻yK2+960.254~+046.439路堤擋墻yK3+486.436~+520.250（1）確定擋土墻的起迄點和墻長，選擇擋土墻與路基或其它結(jié)構(gòu)物的銜接方式。路肩擋土墻端部可嵌入石質(zhì)路塹中，或采用錐坡與路堤銜接，與橋臺連接時，為了防止墻后回填土從橋臺尾端與擋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。a）；b）圖8-2泄水孔及排水層路塹擋土墻在隧道洞口應結(jié)合隧道洞門、翼墻的設置做到平順銜接；與路塹邊坡銜接時，一般將墻高逐漸降低至2m以下，使邊坡坡腳不致伸入邊溝內(nèi)，有時也可與橫向端墻連接。（2）按地基及地形情況進行分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置。（3）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大于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，但其高寬比不宜大于1：2。（4）布置泄水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。在布置圖上注明各特征點的樁號，以及墻頂、基礎頂面、基底、沖刷線、冰凍線、常水位線或設計洪水位的標高等，如圖8-2，8-3。圖8-4擋土墻里面布置圖8.4重力式擋土墻設計為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應驗算在土壓力及其它外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力。本節(jié)列舉設計中的實例進行說明，如圖8-5。斷面尺寸的擬定墻身尺寸:墻身高:6.280(m)；墻頂寬:1.940(m)；面坡傾斜坡度:1:0.250背坡傾斜坡度:1:-0.250；采用1個擴展墻址臺階:墻趾臺階b1:0.30(m)；墻趾臺階h1:0.500(m)；6、墻趾臺階面坡坡度為:1:0.250；墻底傾斜坡率:0.200:1。圖8-5擋土墻尺寸假定物理參數(shù):圬工砌體容重:23.000(kN/m3)；圬工之間摩擦系數(shù):0.500；地基土摩擦系數(shù):0.500；砌體種類:片石砌體；砂漿標號:5；石料強度(MPa):30。擋土墻類型:一般擋土墻墻后填土內(nèi)摩擦角:35.000(度)；墻后填土粘聚力:0.000(kPa)；墻后填土容重:18.000(kN/m3)；墻背與墻后填土摩擦角:17.500(度)；地基土容重:18.000(kN/m3)；修正后地基土容許承載力:250.000(kPa)；地基土容許承載力提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200；墻踵值提高系數(shù):1.300；平均值提高系數(shù):1.000；墻底摩擦系數(shù):0.500；地基土類型:土質(zhì)地基；地基土內(nèi)摩擦角:30.000(度)；土壓力計算方法:庫侖；2、車輛荷載換算按車帶寬均攤的方法計算公路—Ⅱ級>10m，所以L應該取10m。3、主動土壓力系數(shù)K（1）計算破裂角=0.391（2）驗算破裂面是否交于荷載內(nèi)：堤頂破裂面至墻踵：(H+a)tanθ=8.441m荷載內(nèi)緣至墻踵：b-Htanα+d=7.046m荷載外緣至墻踵：b-Htgα+d+b0=15.546m故破裂面交于荷載內(nèi)因7.046m<8.441m<15.546m,故破裂面交于荷載內(nèi)，所假設的計算圖式（圖8-5）符合實際4、主動土壓力系數(shù)K5、土壓力作用點位置,,，擋土墻體積V=12.576m3擋土墻自重G=289.248KN6、抗滑穩(wěn)定性檢算因為kc≥1.3，則抗滑穩(wěn)定性檢算通過。8-6擋土墻尺寸7、抗傾覆穩(wěn)定性檢算因為k0≥1.5，則抗傾覆穩(wěn)定性檢算通過。8、基底應力檢算B=2.014m因為e＞B/6因為σmax<σ0，則基地應力檢算通過。9、墻底截面強度驗算驗算截面以上，墻身截面積=12.333(m2)重量=283.664kN相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.033(m)相對于驗算截面外邊緣，Ey的力臂Zx=2.724(m)相對于驗算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=1.935(m)[容許應力法]:法向應力檢算:作用于驗算截面的總豎向力=290.390(kN)作用于墻趾下點的總彎矩=379.864(kN-m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.308(m)截面寬度B=2.240(m)偏心距e1=-0.188(m)截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.188<=0.250*2.240=0.560(m)截面上壓應力:面坡=64.315背坡=194.962(kPa)壓應力驗算滿足:;其中：計算值=194.962<=800.000(kPa)切向應力檢算:計算值=-2.246<=80.000(kPa)[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)：r0=1.000 驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=290.390(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)=0.922 擋墻構(gòu)件的計算截面每沿米面積A=2.240(m2) 材料抗壓極限強度Ra=1600.000(kPa) 圬工構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù)鉬=2.310 偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮=0.968 計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=290.390<=1430.449(kN) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=290.390<=1385.374(kN9路面設計9.1路面設計原則路面結(jié)構(gòu)是直接為行車服務的結(jié)構(gòu)，不僅受各類汽車荷載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中，經(jīng)受各種自然因素的作用。路面工程的工程造價占公路造價的很大部分，最大時可達50％以上。因此，做好路面設計是至關重要的。(1)路面類型與結(jié)構(gòu)方案設計路面類型選擇應在充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、材料供應、施工和養(yǎng)護工藝等，并在路面類型選擇的基礎上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。由于路面工程量大，基墊層材料應盡可能采用當?shù)夭牧?，并注意使用各類廢棄物。必要時，應考慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、新材料、新施工工藝。同時，應注意路面的功能和結(jié)構(gòu)承載力等是通過設計、施工、養(yǎng)護等共同保證的，可采用壽命周期費用分析技術合理確定路面類型和結(jié)構(gòu)。(2)路面建筑材料設計路面建筑材料設計往往是路面設計中不受重視的一塊內(nèi)容，原因在于設計僅僅依據(jù)設計規(guī)范或當?shù)亟?jīng)驗確定路面結(jié)構(gòu)層次，指定各層次材料的標準規(guī)范名稱。本次畢業(yè)設計運用了大學期間所學的工程技術與材料科學知識，合理考慮了道路所在地的自然環(huán)境、材料所在路面結(jié)構(gòu)層次的功能等，論證合理地選擇了材料類型和建議配比。(3)路面結(jié)構(gòu)設計路面結(jié)構(gòu)設計就是對擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，運用規(guī)范建議的設計理論和方法對結(jié)構(gòu)進行力學驗算。現(xiàn)階段公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，學生應綜合考慮當?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進行設計。9.2瀝青路面的基本特性瀝青路面是用瀝青材料作結(jié)合料粘結(jié)礦料修筑面層與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。由于瀝青面層使用瀝青結(jié)合料，因而增強了礦料間的粘結(jié)力，提高了混合料的強度和穩(wěn)定性，使路面的使用質(zhì)量和耐久性都得到提高。與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便、適宜于分期修建等優(yōu)點，因而獲得越來越廣泛的應用。瀝青路面屬柔性路面，其強度與穩(wěn)定性在很大程度上取決于土基和基層的特性。瀝青路面的抗彎強度較低，因而要求路面的基礎應具有足夠的強度和穩(wěn)定性