资源描述
.学校代码 10126 学号 00829014 分 类 号 密级 本科毕业设计院（系）名称 交通学院 专业名称 土木工程 年 级 2008 级 学生姓名 陈志伟 指导教师 张宏 2012年 5月 20.目 录总 说 明1一、概述11、设计内容12、编制依据13、技术标准14、测设经过2二、路线起讫点、中间控制点、所经河流及工程概况21、路线起终点22、中间控制点23、路线所经河流2三、沿线地形、地质、气候、水文等自然地理特征21、地形、地貌22、地质与土质33、气候34、水文3四、沿线筑路材料供应情况3方 案 设 计 说 明3一、确定公路等级3二、技术标准的拟定4三、方案拟定41、选线原则42、布设方式4四、方案比选4路 线 设 计 说 明5一、平面线形设计51、平面线形设计原则52、定直线53、定曲线54、计算偏角及交点间距65、曲线敷设及桩号计算66、计算实例7二、纵断面设计81、纵断面设计原则82、纵断面设计要求93、纵断面设计方法、步骤94、竖曲线设计10三、路基横断面设计121、公路横断面组成。122、横断面设计方法。123、平曲线超高加宽的设计124、平曲线超高加宽的设计计算实例145、路基土石方数量计算与调配14路基路面设计说明16一、路基设计161、路基设计一般要求162、路基断面173、路基高度174、路堤边坡185、路堑边坡186、路基填土与压实187、边沟设计198、挡土墙设计199、浆砌重力式路堑挡土墙设计程序21二、路面设计231、路面设计要求及内容232、沥青混凝土路面的设计24涵洞设计说明30一、涵洞概要301、涵洞的作用：302、涵洞的设计原则303、涵洞的设计要求30二、涵洞类型选择321、选型原则322、选型因素32三、平原区涵位选择33四、涵长计算331、 涵洞长度332、 影响涵长因素333、 正交涵长计算：33五、圆管涵涵洞基础及其他细部构造尺寸331、各类基础构造332、接头缝构造34六、涵洞设计34.总 说 明 一、概述1、设计内容本次毕业设计，根据所知广西南宁地区的地形图，按照设计原始资料，对路线进行方案的拟定与比选、公路技术等级的确定、公路技术标准的确定、公路平面设计公路纵断面设计、公路横断面设计公路防护与加固工程的验算与计算、路基综合排水设计、路面等级的确定类型的必选、结构组合设计厚度计算、小桥涵的水力水文计算。2、编制依据交通部颁发的公路工程技术标准(JTG B012003)；交通部颁发的公路路线设计规范(JTG B202003)；交通部颁发的公路路基设计规范(JTG D302004)；所学专业技术知识及教科书、各参考资料。 3、技术标准按照毕业设计原始资料，通过交通量的计算，本次毕业设计项目采用平原微丘区二级公路 项目主要技术经济指标项 目单 位技术指标公 路 等 级二级公路设 计 速 度公里/小时80路 基 宽 度米12行车道宽度米3.752路 面 类 型沥青混凝土平曲线一般最小半径米400平曲线极限最小半径米250最 大 纵 坡%6最 小 坡 长米200汽车荷载等级公路II级设计洪水频率4、测设经过将1：2000地形图进行拼接，熟悉整个带状地形图所反映出的地形、地物和地貌特征，选定路线起讫点和中间控制点，大致确定路线走向。根据路线所经区域地形、地物特征和本项目公路特性，结合设计任务书要求，按照相关规范规定，综合确定本项目公路各项技术指标，包括所采用的平纵面指标、路基宽度、路基设施布设、路面类型及结构、排水防护设施等。之后，根据已确定的路线起讫点和中间控制点，详细分析可能布设的路线方案，通过方案比较同时，进行纸上定线，取定路线位置，并根据路线所经区域的地形、地物特征初步确定曲线半径等。然后，在选定的公路中线上，读出交点坐标，计算交点间距及偏角。根据拟定的曲线半径设置缓和曲线，进行曲线要素计算，确定曲线段路线位置，对于不合适路段，再次进行调整，直到与地形、地物衔接合理，线形指标合适。根据以上曲线要素计算，推算公路里程。之后，根据以上路线计算，按照20m桩距在地形图上点绘出路线各个中桩位置，在图上采集地面高程（采用地形图上高程系统）和横断面地面线数据。根据路线所经区域地形、地貌特征，结合横断面布设，综合考虑路线所经的主要控制点及构造物（如桥涵、交叉等），进行纵断面设计和横断面设计，同时完成路基设计表的编制。最后，根据已经完成的平、纵、横设计，计算路基土石方工程数量并按照经济可行的原则进行调配；同时，根据路线平、纵面设计和已经确定的桥位，完成桥涵设计。二、路线起讫点、中间控制点、所经河流及工程概况1、路线起终点 根据已知地形图，路线起于A点，终点位于B地，路线大体由东向西布设，路线全长5364.620km，为新建公路。2、中间控制点 本项目新建公路，路线主要受地形、地质情况限制。全线不存在不良地质路段，均可布设路线。3、路线所经河流 本项目所经路段无河流。三、沿线地形、地质、气候、水文等自然地理特征1、地形、地貌路线所经地区地形为低山及平原。属于云贵高原与东南沿海三角洲平原的过度丘陵地区。低山坡面陡峻，陡达40%以上。沟谷两侧坡面曲折，该地区沟谷水量丰富，地面径流资源丰富。但水土流失不严重。平原微丘区地形地形开阔平坦，村镇、田地、水利设施等较多。2、地质与土质本地区位于南岭中等山地工程地质区的西南部，第四纪多残积层上质为砖红色粘性土，属高液限的粘土，多为碳酸岩风化的残积土。该地区岩石出露，岩石主要为粗盐，以花岗岩为主，石灰岩次之。 路线所经平原微丘区均按土考虑，其中松土占30%，普通土占70%；3、气候 广西南宁地区，位于北回归线以南，是我国的南疆。路线所经过的地区属甫它市所辖地区，属公路自然区划区，华南沿海台风区。气候特点是气温高，热量资源丰富；夏长秋暖，下湿冬干，雨量充沛。最高月平均气温30C-32.5C,一月平均气温大于6C.按中国气候分区属东南湿热区,无冰冻现象。4、水文降水量丰富,雨日、雨量、雷雨次较多,属中国暴雨分区第9区,年将雨量16002000mm之间，暴雨强度较大，径流速度较快，一般汇水面积在10km以下，汇流时间一般约为30分钟左右。潮湿系数为0.752.0之间。四、沿线筑路材料供应情况沿线可采到砂土，地表土为亚砂土和亚粘土，并有丰富的砂、砾石等，均可用做筑路材料，平均运距为0.5Km，市内可供应到炉渣，粉煤灰等工业废渣，平均运距5Km,距路线20Km处有石灰供应，质量满足要求。其它外购材料均由市内供应。方 案 设 计 说 明一、确定公路等级由原始资料已知交通量资料：小型客车：1000pcu/d，载重汽车：1000pcu/d（其中：交通SH361占50%；太拖拉111占20%；黄河JN-150占20%），预测交通量年平均增长率：各种机动车r=6.0%；各种非机动车2.0%。预测道路年限：道路使用年限按15年；路面设计年限12年。则 AADT=（1000+10002+1006+2000.1）+1000.2=6872+25=6897 双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为500015000辆，该段公路等级为二级，三级公路设计车速干线公路选择80km/h,.根据已给路线选择设计车速为80km/h.二、技术标准的拟定 根据公路等级,拟定出本路设计采用的各项极限指标和要求,见表主要经济技术指标。三、方案拟定1、选线原则丘陵地区的地形宽背低岭，山丘连绵，风水岭多，垭口不高，常有路路可通。微丘区选线应充分利用地形，处理好平、纵线形的组合。不应迁就微小地形，导致线形迂回曲折，也不宜采用长直线，导致纵面线形起伏。路线应与地形相适应，避免高填深挖，破坏自然景观。丘陵地区合理方案往往不是最直最短的路线，也不能随地形变化而变化，过分曲折，起伏频繁的路线会使线形不顺，行车恶化。平原地区：地形平坦，坡度平缓，农业发达，平原地区选线主要是克服平面障碍。平原区地形对路线的限制不大，路线的基本线形应是短捷顺直。并且注意线形的连续舒顺，处理好路线与桥位的关系，2、布设方式平坦地区走直线（两已知控制点间地势平坦，应按平原区方向为主导的原则布设，有障碍或有应趋就的地点，加设中间控制点，相邻控制点间仍用直线相连，转折处设长而缓的平曲线）较陡横坡地带走匀坡线（两控制点之间，顺自然地形，以均匀坡度定的地面点连线）；起伏地带走直线和匀坡线之间。四、方案比选路线方案一北线为一条连接A点与德胜寨的一条交点较多,较曲折的路线.这条路线便于支农运输,便于群众,但是这条路线地势较陡,与南线相比路线又较长,会花费较高的造价,该路线也会对行车带来较大不便.所以本次设计选择南线。 路 线 设 计 说 明 一、平面线形设计1、平面线形设计原则 道路平面线形应与地形、地质、水文等结合,并符合各级道路的技术指标 道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接,合理地设置缓和曲线、超高、加宽等。 平面设计应根据道路等级合理地设置交叉口、沿线建筑物出入口、停车场入口、分隔带断口、公共交通停靠站位置等。 平面线形标准需要分期实施时，应满足近期使用要求，兼顾远期发展，减少废气工程。2、定直线根据地物、地形、地质以及平原微丘区路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和饶避的点和活动范围，确定平面控制点，以线交点。初布拟定定圆曲线半径和缓和曲线长度。检查各技术指标是否满足标准要求,以及线位是否合适,不满足时应及时调整交点位置或圆曲线半径，或缓和曲线长度，直至满足为止。直线平曲线的敷设应符合下列规定：计算行车速度大于或等于80（Km/h）时，直线长度宜满足下列要求：(1)同向曲线间的最小直线长度（m)宜大于或等于计算行车速度80（Km/h)数值的六倍。(2)反向曲线间的最小长度（m)宜大于或等于计算行车速度（Km/h)数值的二倍。3、定曲线 初步量出各交点的偏角 根据技术标准和各交点的控制条件，初步选定各弯道的曲线类型，曲线半径R和缓和曲线长度Ls 对控制条件较严的弯道进行验算，是否满足要求，确有把握后才把R及Ls确定下来。道路的圆曲线半径应采用大于或等于不舍超高的最小半径值。受地形条件限制时，可采用设超高推荐半径值。地形条件特别困难时，可采用设超高最小半径。道路平曲线由圆曲线及缓和曲线组成。30（Km/h）设计车速的公路平曲线长度与圆曲线长度应大于或等于50m，圆曲线长度应大于50m。直线与圆曲线或打半径圆曲线与小半径圆曲线之间应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋线。缓和曲线的长度应大于30m4、计算偏角及交点间距（1）已知坐标计算方位角 ， 式中：-象限角，即路线方向与x轴的夹角； -方位角（2）方位角与转角的关系式： （当为正时，为右转角；当为负时为左转角） 式中：转角（3） 已知两交点坐标求两点间距离 ， 5、曲线敷设及桩号计算（1） 桩号计算 ZH（桩号）= JD（桩号） - T HY（桩号）= ZH（桩号）+ Lh YH（桩号）= HY（桩号）+ Ly HZ（桩号）= YH（桩号）+ Lh QZ（桩号）= HZ（桩号） - L/2 JD（桩号）= QZ（桩号） + D/2（2） 对称基本型曲线元素计算 6、计算实例 已知A点坐标(2116,19840),JD1坐标(2705,21117),JD2坐标(2338，21717),JD3坐标（2704，23104）（1） 计算方位角：其他方位角用同样的方法计算（2） 计算平曲线要素：已知BM（2116,19840），JD1(2705,21117),JD2(2338,21717)D（BM-JD1）=1406.289 D（JD1-JD2）=703.3413令R=400m，L=140m （3） 桩号计算 ZH（桩号）= JD（桩号）-T=（K1+406.289）-284.659= K1+121.630 HY（桩号）= ZH（桩号）+Ls=（K1+121.630）+140=K1+261.630 YH（桩号）= HY（桩号）+Ly=（K1+261.630）+252.445=K1+514.076 HZ（桩号）= YH（桩号）+Ls=（K1+514.076）+140=K1+654.076 QZ（桩号）= HZ（桩号）-L/2=（K1+654.076）-532.445/2 =K1+387.853 JD（桩号）= QZ（桩号）+DH/2= K1+387.853+36.873/2=K1+406.289其他JD点各处的曲线要素如上方法计算二、纵断面设计1、纵断面设计原则 纵断面设计应按照城市规划控制标高并适应临街建筑立面布置及沿路范围内地面水的排除。 为保证行车安全、舒适，纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。 山城道路及新辟道路的纵断面设计应综合考虑土石方平衡、汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高。 机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车爬坡能力设计纵坡度。 纵断面设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水要求综合考虑。 山城道路应控制平均纵坡度。越岭路段的相对高差为200m-500m时，平均纵坡度宜采用4.5%；相对高差大于500m时，宜采用4%，任意连续3000m长度范围内的平均纵坡不宜大于4.5%。2、纵断面设计要求当设计车速V=80Km/h，机动车车行道最大纵坡推荐值为5%，限制值为6%。当设计坡度大于推荐值时可以按照下表限制坡长。 纵坡度（%）55.56纵坡限制坡长（m)600500400该公路纵坡最小长度应大于或等于200m，并大于相邻两个竖曲线切线长度之和。在设有超高的平曲线上，超高横坡度与道路纵坡度的合成坡度应小于或等于10%。各级公路纵坡变更处应设置竖曲线。竖曲线采用圆曲线。竖曲线的最小长度为70m；凸形竖曲线的极限最小半径为3000m，一般最小半径为4500m；凹形竖曲线极限最小半径为2000m，一般最小半径为3000m.道路线形组合应满足行车安全、舒适以及与沿线环境、景观协调的要求，并保持平面、纵断面两种线形的均衡，保证路面排水通畅。道路线形组合应满足下列要求： 在视觉上自然地引导驾驶员的视线。平曲线起点应设在凸形竖曲线顶点之前。急弯、反向曲线或挖方边坡均应考虑视线诱导，避免遮断视线。 为使平面和纵断面线形均衡，一般取竖曲线半径为平曲线半径的1020倍。 合理选择道路的纵坡度和横坡度。以保持排水通畅，而不形成过大的合成坡度。 当平曲线与竖曲线半径均大时，平、竖曲线宜重合，但平曲线与竖曲线半径均小时，不得重合。平曲线与竖曲线应避免下列几种组合； 在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部插入小急转的平曲线或反向曲线。 在一个长平曲线内设两个或两个以上的竖曲线；或在一个长曲线内设有两个或两个以上的平曲线。 在长直线内，插入小于一般最小半径的凹形竖曲线。3、纵断面设计方法、步骤路线纵断面设计主要是指纵坡设计和竖曲线设计。1) 纵坡设计前的准备工作在熟悉有关设计标准的基础上，先在纵断面图上点绘出每个中桩的位置、平曲线示意图，写出每个中桩的地面高程，并绘出地面线。2） 试坡试坡主要是在已标出“控制点”和“经济点”的纵断面图上，根据技术标准、选线意图，结合地面起伏情况，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插，裁弯取直，试定出若干直坡线。选出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方数量较省的设计线作为初定直坡线，将其后直坡线延长交会，定出各边坡点的初始位置。3） 调整试定纵坡后，将所定纵坡与选线时考虑的纵坡进行比较，两者应基本符合。对照标准检查设计的最大纵坡、合成坡度、坡长限制等是否超过规定，平面线形与纵断面线形的配合是否适宜等。若有问题应进行调整。4） 核对根据调整后的直坡线，选择有控制作用的重点横断面，如高填深挖、陡峭山坡路基、挡土墙、重要桥涵等断面，在纵断面图上直接读出对应中桩的填挖高度。按该填挖值在横断面上“戴帽子”，检查是否有填挖过大、坡脚落空或挡土墙工程过大等情况。发现问题，适当的调整纵坡。5） 定坡经调整核对无误后即可定坡。定坡时逐段将直坡线的纵坡值、变坡点位置（桩号）和高程确定。4、竖曲线设计竖曲线是指在道路纵坡的变坡处设置竖向曲线。竖曲线的作用是满足行车平顺、舒适及视距要求。1） 竖曲线各要素计算2) 计算各中桩的设计标高（实例）变坡点桩号为K0+750，高程为81.98，,竖曲线半径 R=80000m。 计算竖曲线各要素 曲线段的设计高程 计算直线线段上的设计标高三、路基横断面设计1、公路横断面组成 ：对于等级高，交通量大的公路整体断面包括行车道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、避险车道、变速车道等组成部分。对于（二、三、四级）不设分隔带的整体式断面包括行车道、路肩以及错车道等组成部分。2、横断面设计方法：道路横断面是指中线上任意一点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线组成。a. 在计算之上绘制横断面地面线。地面线是在现场测绘，若是纸上定线，可从大比例尺地形图上内插获得。b. 从路基设计表中抄入路基中心填挖高度、左高、右高、左宽、右宽 、等数据。c. 根据土壤、地址、水文资料，参照标准横断面图，画出路幅宽度、填或挖的边坡线，在需要设置各种支挡工程和防护工程的地方，画出该工程结构的断面示意图。d. 根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟等的位置和断面形式，必要时须注明各部分尺寸；此外，还应画出取土坑、弃土堆、绿化、碎落台等。3、平曲线超高加宽的设计 平曲线加宽设计：平曲线加宽是为满足汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，平曲线内侧相应增加路面、路基宽度。加宽值计算：标准规定的双车道路面加宽值见下表加宽类型汽车轴距加前悬（m)加宽值（m)圆曲线半径（m)200250 150200100150150.40.60.8280.60.70.935.2+8.80.81.01.5加宽过渡：加宽过渡段是为使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，而设置的宽度变化段。该加宽值为圆曲线内等值最大加宽，而直线上不加宽，在加宽过渡段内，路面宽度逐渐过渡变化。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同方法。在加宽过渡段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽过渡段内任意点的加宽至b=,式中：L为任意点距过渡段起点的距离；L为加宽过渡段长度；b为圆曲线上的全加宽。对设有缓和曲线的平曲线，加宽过渡段应采用与缓和曲线相同的长度。对不设缓和曲线，但设有超高过渡段的平曲线，可采用与超高过渡段相同的长度。 平曲线超高设计:为抵消或减小车辆在平曲线段上行驶所产生的离心力，在该路段段横断面上做成外侧高于内侧的单向横坡形式，称为平曲线超高。从直线段的双向路拱横坡渐变到圆曲线段具有单向横坡的路段，称作超高过渡段。对任意半径圆曲线超高值的确定，由汽车在圆曲线上行驶时力的平衡方程是可得：，V=60Km/h,路拱横坡取2%，当计算出的超高值小于路拱横坡时，取=；当计算出的超高值大于最大超高时，=。超高过渡段长度：L=，当绕内边线旋转时，。绕内边线旋转的超高值计算公式如下表：超高位置计算公式圆曲线上外缘中线内缘过渡段上外缘中线内缘4、平曲线超高加宽的设计计算实例由于80km/h处的极限最小半径为250m，而半径小于250时才有加宽，所以本段公路无加宽 以 JD1为例，曲线R=400m，V=80Km/h，L=120m. (1) =0.05993 ，b=1.5m， （2）JD前过渡段上： （3） JD后过渡段上 （4）圆曲线段上： 5、路基土石方数量计算与调配 路基土石方是道路工程的一项主要工程量，在设计和路线方案比选中，路基土石方数量评价道路测设质量的主要技术经济指标之一。在编制道路施工组织计划和工程概预算时，还需确定分段和全线的路基土石方数量。（1） 横断面面积计算 路基填挖的断面积是指横断面图中原地面线与路基设计线所围面积，高于地面线为填房，低于地面线为挖方，填挖面积应分别计算。横断面面积用积距法：将断面按单位横宽划分为若干梯形与三角形条块，每个小块的近似面积为：，则横断面面积为，当b=1m时，则F等于各小条块平均高度之和（2） 土石方数量计算 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定断面之间为一棱柱体。其体积计算公式为：，式中V为体积，分别为相邻两断面的面积，L相邻断面之间的距离。（3） 路基土石方调配 土石方调配是指在路基设计和施工中，合理调运挖方，作为填方的作业。 土石方调配的原则：a. 在半填半挖断面中，应先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，再作纵向调配，以减少总的运输量b. 土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不做跨越调运，尽可能避免和减少上坡运土。c. 为使调配合理，必须根据地形和施工条件，选用适当运输方式，确定合理经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。d. 土石方调配“移挖作填”要考虑经济云居，综合考虑弃方或借方占地、赔偿青苗损失及对农业生产的影响等。e. 不同的土方和石方应根据工程需要分别调配，以保证路基稳定和人工构造物材料的供应f. 位于山坡的回头曲线路段，优先考虑上下线的土方竖向调运。g. 土方调配对借土和弃土应事先同地方协商，妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田、整体造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损坏农田。 土石方调配方法a. 土石方调配是在土石方数量计算与复合后进行，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。b. 掌握各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，确定利用、填缺与挖余数量。c. 在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采用的运输方式定出合理经济运距，供土方调配时参考。d. 根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内利用，并将具体调运方向和数量用箭头标注在纵向利用调配栏中。e. 经纵向调配，如仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，将借土或弃土的数量和运距分别填筑到借方或废防栏内。f. 土石方调配后，应按下式复核检查： 横向调运+纵向调运+借方=填方 横向调运+纵向调运+弃方=挖方 挖方+借方=填方+弃方 关于调配计算a. 经济运距：经济运距用以确定借土或调运的限界及距离。如调运距离小于经济运距是，采取纵向调运是经济的；反之则考虑就近借土。填方用土来源，一是路上纵向调运，而是就近路外借土。一般调运路堑挖方来填筑距离较近的路堤是比较经济的。调运的经济距离按下式计算。b. 平均运距：是指土石方调配时从挖法提及重心到填方体积重心的距离。为简化设计计算，按挖方路段中心至填方路段中心的距离计算。在纵向调配时，当其平均运距超过定额规定的免费运距，应按其超运运距计算土石方运量。免费运距是指不计运费的规定距离。c. 运量：土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。 总运量=调配（土石方）方数n n-平均运距单位，其值为n=若为路外借土要计价，若是移挖作填调配利用则不应计价，因此，计价土石方数量为： 计价土石方数量=挖方数量+借方数量路基路面设计说明 一、路基设计1、路基设计一般要求 应符合公路建设基本原则和公路工程技术标准规定的具体要求。设计前必须做好工程地质和水文、环境土地利用、文物古迹等有关条件的勘察工作，并应根据公路等级、行车要求和自然条件，做出正确的设计。路基工程处在复杂多变的条件下，其设计要因地制宜，大多难以做到统一设计，充分考虑地形、地质、气象等自然条件及周围的社会条件，进行符合当地情况的设计是非常重要的。 路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。尽可能与当地农田水力建设相配合，不得任意减、并农田排灌沟渠，并要照顾到近期的发展。 沿河线的路基设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。若废方过多，压缩河道，引起壅水而危及农田、房舍时，一般应变更设计，将路线适当外移以减少废方。 必须穿过耕种地区的路基，必要时，可进行变坡加固或修建矮墙，以防边坡坍塌；对较矮的路基边坡，可修筑直立矮墙，以尽量节约用地。原有梯田田坎，如因筑路受到破坏，应予修复、加固。 横坡陡于1：5的坡地上的填方路基，在填筑前，需将地面挖成梯台。 山坡上的半填半挖路基，若原地面横坡较陡，填方坡脚伸出很远，施工困难，且边坡稳定性较差时，可修筑护肩路基，以避免边坡伸出；否则，可在填方坡脚修筑护脚以增强边坡稳定性。 路基工程在道路工程费用中所占的比例很大，挖方挖出的土，要尽量用于填方，虽然用于填方有时会有一些问题，但只要充分了解材料特性，使用恰当，几乎所有的挖方材料都能利用，这要做比较经济。 路基要与路面成为一体，共同承受交通荷载，保证车辆行驶顺适。因此，必须注意，路基不能产生给路面带来不良影响的不均匀沉陷。填方利用挖方材料时必须掌握其特性，充分压实。 挖方，填方路基与桥梁构造物一样，其设计与施工须与周围环境相协调。 要认真考虑道路路基的结构，不应在通车后发生路面不均匀下沉边坡坍塌，即使有所变形，也应便于修补。2、路基断面（1） 路基断面形式分为填方路基、挖方路基和半填半挖路基等。挖方路基需要设置边沟，必要时还需设置截水沟以利排水。填房路基根据具体情况设置护坡道和排水沟。本段路，因为降雨量大，在填方路基处也设置边沟。（2） 路基宽度 为满足汽车、行人以及其它车辆在公路上正常通行的要求，路基须有一定宽度。其宽度规定均按公路工程技术标准执行。双车道二级公路的行车宽度，一般规定为7m。 曲线路段的路基宽度应视路面加宽等情况而定。弯道部分的内侧路面按公路工程技术标准规定加宽后，所留路肩宽度，一般公路的二、三级公路应不小于0.75m，否则应加宽路基。 路肩的作用是保护路面边缘，加强路基的稳定性，便于行人与非机动车辆的通行，同时还为汽车偶尔驶出路面边缘提供一定的安全保证。 在有较多的对路面破坏性加大的车辆行驶的路段，可另设铺道。3、路基高度（1）路基设计标高路基设计标高通常是路基边缘的标高；在平曲线范围内是设置超高、加宽前的内侧路基边缘标高。改建公路的路基设计标高为路面中心标高沿河及受水淹的路基设计标高，一般应高出规定的设计洪水频率计算的水位加0.5m以上。（2） 路基最小填土高度路基最小填土高度应必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性。路基最小填土高度的确定，应综合考虑地区的气候特征、水文地质、图纸、路基结构、公路等级、路面类型及排水难易等因素对路基的影响。粘性土最小填土高度为0.40，7m。当路基填土高度受限制而不能达到规范的规定时，则应采取相应的处置措施，如做好排水设计、换土、设置隔离层或修筑地下渗沟等，以避免地面积水和地下水侵入路基，影响路基工作区内土基强度与稳定性。4、路堤边坡路堤边坡坡度，应根据填料的物理力学性质、气候条件、边坡高度以及基地工程地质和水文地质条件进行合理的选定。如路基基地情况良好，土质路堤可参照下表选定其边坡坡度。如边坡高度超过表列的总高度时，应按高路堤另行设计，宜进行路基稳定性验算。路堤边坡坡度表填料种类边坡最大高度（m)边坡坡度全部高度上部高度下部高度全面高度上部高度下部高度粘性土、粉性土、砂性土208121：1.51：1.755、路堑边坡路堑或挖方路基边坡稳定性主要和当地的工程地质、水文地质和地面排水条件有关。此外，地貌、气候等因素对其稳定性也有很大影响。设计时应参考当地稳定的自然山坡和人工坡的坡度，并结合采用施工方法等诸因素综合考虑。土质挖方边坡坡度应根据边坡高度、土的密实程度、地下水、地面水的情况、图的成因类型及生成时代等因素确定。在一般情况下，土质挖方边坡坡度，可参照下表取用，设计取值是因地制宜，结合当地成熟经验，并进行综合分析而定。6、路基填土与压实（1） 路基填土路基土体的强度与稳定性，取决于土的物理力学性质和当地自然因素的影响程度，并与填土的高度及施工技术条件有关，因此应综合考虑上述因素选择路基填土。如透水性较小的土层，位于透水性较大的土层下面，则透水性较小的土层表面应自填轴线向两边做成不小于4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面，则透水性较大的土层表面，应做成水平的。为了防止雨水侵蚀冲刷，可覆盖透水性较小的土层。（2） 路基压实为保证路基的强度和稳定性，使路面有一个必要的稳固土基，在填筑土堤是，应将填土分层压实。在松散土的挖方路段也应进行压实。一般路基土的压实程度，应随填土深度的变化而不同。路面一下约1.01.2深度内的陆地上层，由于承受行车荷载作用较大，要求尽可能接近最大压实度，1.01.2m深度以下的路堤填土，压实度可适当降低。7、边沟设计边沟设置在挖方路基的路肩外侧或路堤坡脚外侧，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的小量地面水。1) 边沟流量路基边沟流量一般仅作概略估计，不予计算。其他排水沟渠的水流一般应避免进入边沟。为防止边沟水流满溢或产生冲刷，应尽可能利用当地有利地形条件，采取相应措施，将边沟水流分段排除于路基范围之外，减少边沟的集中流量2) 边沟断面形式边沟断面形式采用梯形，底宽与深度规定一般都不应小于0.4m；该路段边沟深度为0.6m。边沟边坡应根据地质情况而定，内侧边坡一般为1：11：1.5.3) 边沟出水口边沟水流不应滞留在沟内，设计时注意出水口的设置，使之不危害路基。4) 平曲线路段的边沟在设置超高的弯道内，超高方法，不论采用变轴线旋转或中轴线旋转，均须考虑内、外侧边沟的排水问题。当路线纵坡符合下式的条件时，设置超高不致影响边沟排水：内测边沟：外侧边沟：式中：路线设计纵坡； 边沟最小排水纵坡，一般为0.5%，困难地段可采用0.3%；8、挡土墙设计1) 挡土墙的类型、构造（只提及本段路设计的挡土墙类型，构造） 挡土墙的类型路堑式挡土墙使用于山坡陡峻，用以降低边坡高度，减少山坡开挖，避免破坏山体平衡与地质条件不良，用以支挡可能坍滑的山坡土体。当受地形限制或因与其他建筑物相干扰，必须约束坡脚时，防止陡坡路堤下滑时设置路堤挡土墙。石砌重力式挡土墙能够依靠强身自重抵御土压力；型式简单，取材容易，施工简便。适用于产石料地区；地基良好，非地震和沿河受水冲刷地区，墙高6m以下采用干砌；其他情况宜采用浆砌。 挡土墙的构造墙背：石砌挡土墙墙背，可做成仰斜、垂直、俯斜、凸形折线和衡重式五种。仰斜墙背所受主动土压力较小，墙身断面较经济。用于路堑墙时，墙背与开挖的临时边坡较贴合，因而开挖量与回填量均较少，仰斜墙背适用于路堑墙，墙址处地面平缓的路肩墙或路堤墙。仰斜墙背的坡度不宜缓于1：0.3，以免施工困难。墙面：基础以上的墙面，其坡度应与墙背的坡度相配合。地面横坡较陡时，墙面可采用1：0.051：0.20，地面横坡平缓时，墙面可缓些，但一般不缓于1：0.3，以免过多增加墙高。墙顶：墙顶的最小宽度，浆砌片石时，不应小于0.5m。基础：绝大部分挡土墙都直接修筑在天然地基上，当地基较弱时，地形平坦，而强身又超过一定高度时，为了减小基地压应力，可在墙址处伸出一台阶，以拓宽基底。墙址台阶的宽度，不得小于20。台阶的高宽比可采用3：2或2：1。基础的埋置深度应按地基的性质、承载力的要求、冻胀的影响、地形和水文地质条件确定。一般情况下埋置深度应在地表以下不小于1m，墙址前地面倾斜时，趾前应留有足够的襟边宽度，以防地基剪切破坏。襟边的宽度，可按嵌入深度的12倍考虑泄水孔：浆砌片石强身，墙高时，可在墙上部加设泄水孔。泄水孔尺寸可视泄水量的大小而定，一般为510cm、10cm10cm、15cm20cm等的方孔或直径为510cm的圆孔。孔眼间距一般为23cm，干旱地区，可予增大；多雨地区，可予减小。沉降缝与伸缩缝：为避免低级不均匀沉陷而引起的墙身开裂，需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝。同时，为了减少圬工砌体因收缩硬化和温度变化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝。沉降缝和伸缩缝是设在一起的，一般每隔1015m设置一道。缝宽23cm，自墙顶作到基地，缝内可用胶泥填塞。2) 挡土墙的布置挡土墙的布置，通常在路基横断面图和墙址纵断面图上进行。布置前，应实地核对路基横断面，测绘墙址处的纵断面，收集墙址处的地质和水文资料。 挡土墙的位置：路堑墙，大多设在边沟旁。山坡挡土墙，应考虑设在基础可靠处。墙的高度，应保证设置在墙后墙顶以上的边坡稳定。路堤墙的墙高或截面圬工数量相近，基础情况相仿时，作路肩挡墙较为有利。 挡土墙的纵向布置在：在墙址纵断面图上进行。确定挡土墙的起终点或墙长，选择挡土墙与路基或其他结构物的链接方式。按地基及地形情况进行分段，确定沉降缝及伸缩缝的位置。布置各段挡土墙的位置。墙确定泄水孔的位置，包括数量、间距和尺寸等。 绘制横断面图：绘制起终点、墙高最大处、墙身断面和基础形式变异处以及其它必需桩号的挡土墙横断面图。按计算结果布置墙身断面，确定基础形式和埋置深度，指定墙背填料的类别等等。3) 挡土墙材料要求及施工注意事项 材料要求石料应经过挑选，质地均匀，无裂缝，不宜风化。石料的抗压强度不低于25MPa。尽量选用较大的石料砌筑。片石应具有两个大致平行的面，其厚度不宜小于15cm，其中一条边长不小于30cm.体积不小于0.01m。一般挡土墙选用5号砂浆浆砌。 施工注意事项施工前应做好地面排水和安全生产的准备工作。在松软地层、坍方或坡积层地段，基坑不宜全断开挖，以免在挡土墙砌筑过程中发生坍方。挡土墙的底部、顶部和墙面外层，宜选用较整齐的大块石砌筑。浆砌挡土墙应错缝砌筑，需待砂浆强度达到70%以上时，方可回填墙背填料。墙背填料应符合设计要求，避免采用膨胀性和高塑型土壤，并做到分层填筑，分层夯实。浆砌挡土墙的墙顶，可用5号砂浆抹平，厚2cm。4) 重力式挡土墙的计算要求 重力式挡土墙本身必须有足够的整体稳定性，墙身截面应具有足够的强度，以抵御墙后的土体。为此，重力式挡土墙的设计需要满足下列要求。重力式挡土墙计算要求要求指标1、不产生墙身沿基地的滑移破坏滑动稳定系数 2.不产生墙身绕墙趾倾覆倾覆稳定系数 3.不出现因基地过度的不均匀沉陷而引起墙身倾斜作用于基底的合力偏心距（土质地基）4.地基不出现过大的下沉基底的最大压应力小于地基的容许承载力5.墙身截面不产生开裂、破坏墙身截面上的压应力及剪应力、拉应力小于材料的容许应力，作用于截面上的合力偏心距9、浆砌重力式路堑挡土墙设计程序（1）设计资料：1 公路等级： 三级公路，属平原微丘区。路基宽度7.5m，路面宽度6.5m，路肩宽度0.5m。2 设计路段：K3+340-K3+440（直线段）3 路线设计资料 路线设计纵坡为0.531，各桩号中心线填挖高度及设计标高如下： K3+340，挖1.60，设计标高为92.4地面高程为94K3+360，挖0.49，设计标高为92.51，地面高程为93K3+380，挖1.09，设计标高为92.61，地面高程为93.7K3+400，挖2.18，设计标高为92.72，地面高程为 94.9K3+420，挖2.28，设计标高为92.82，地面高程为95K3+440，挖0.07，设计标高为92.93，地面高程为93 补测路中线左侧6.45m处墙址的高程：桩号高程（m)桩号高程(m)K3+32094K3+40095K3+34094K3+42095.4K3+36093.2K3+44093K3+38094K3+460934 设计荷载： 计算荷载为公路III级5 地基情况：基地摩擦系数f=0.4,地基容许承载力=500kpa6 墙背填料： 采用当地材料，单位体积重为=18.0KN/m3，=35。7 墙体材料： 采用5砂浆砌筑25号片石，=23.0KN/m3 , 外摩擦角=/2；材料容许压应力a=700Kpa。8 基础及稳定系数： 滑动稳定系数KC=1.3；倾覆稳定系数为KO=1.5。（2） 设计挡土墙的断面尺寸：代入标准图：浆砌仰斜式路堑墙填土容重：，地基土容重，砌体容重。挡土墙面坡：1：0.25，路堑边坡：1：1.25.墙高H=10.00m,墙顶宽B=1.44m，墙底宽B=1.44m,基底宽B=1.99m,墙址宽DL=0.65m,墙址高DH=1.00m,全墙高HH=11.39m,墙背坡1:N=1:0.25,基底坡1:N=1:0.2,上墙土压力E=2.36Kpa,下墙土压力E=160.93,滑动稳定系数Kc=1.57,滑动稳定系数Kc=1.48,抗倾覆稳定系数1.50,偏心率e/B=0.04,基底应力=271.76kpa基底应力=157.05kpa,圬工数量V=16.9m/m（3） 布置挡土墙的伸缩缝，沉降缝及排水设施沉降缝和伸缩缝是设在一起的，一般每隔15m设置一道。缝宽23cm，自墙顶作到基地，缝内可用胶泥填塞。泄水孔为直径为10cm的圆孔,孔眼间距为3m.（4） 挡土墙埋深：路基以下1.6m二、路面设计1、路面设计要求及内容1) 路面的作用路面是道路的上部结构，常由各种坚硬材料分层地铺筑于路基之上构筑而成。路面应能承受交通荷载和大气自然因素的作用，并且还要与周围环境衬托。2) 路面的设计原则 沥青路面：路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计。在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合力选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济比较。结合当地条件，积极推广成熟的科研成果，对行之有效的新材料、新工艺、新技术应在路面设计方案中积极、慎重地加以运用。路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全。为提高路面工程质量，应推行机械化施工。 水泥混凝土路面：水泥混凝土路面设计应根据公路交通量及公路的使用任务、性质，并结合当地气候、水文、土质、材料、实践经验以及施工和养护条件等，通过技术经济比较，做出符合要求并与环境条件相适应的经济合理的路面设计。3) 路面设计要求 基本要求：公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任务、功能、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计。路面应具有良好的稳定性和足够的强度，其表面应满足平整、抗滑和排水要求。各级公路的行车道，路缘带、硬路肩和应急停车带等均应铺筑路面。各级公路路面可根据交通量发展需要，一次建成或分期修建。 结构性能要求：路面应有足够的强度和刚度，使路面不裂、不碎、不沉、耐磨，无轮辙和推移、拥包等不容许的变形；路面应有足够的稳定性，是路面能承受冷热、干湿、东融合荷载的长期反复作用；路面应具有足够的耐久性，使路面在荷载、气候因素的长期综合多次作用下耐疲劳、耐老化和没有不容许的塑性变形累积；路面应有足够的平整度，使车辆平稳行驶，不产生不容许的颠簸振动和过大的行驶阻力；路面应有足够的粗糙度，使车轮与路面之间有足够的附着力或摩阻力。 功能性能要求：路面应与周围环境协调，如洁净少尘，低振动，低噪声；使路面平整，保持行车的舒适性，也保证车辆运行的费用；使路面抗滑，防溅水，防喷雾，保证行车安全。4) 路面设计内容 路面结构类型选择：根据交通、当地环境和设计任务的要求，论证选择路面结构的类型 路面结构组合设计：根据使用要求、交通特性和当地环境等情况，通过论证、比选，选择各结构层的种类，确定各结构层的层位。 路面结构设计验算：根据设计规范规定的方法与程序，验算路面结构在交通、环境条件下，承载能力、疲劳耐久性能是否满足规范规定的允许条件指标及达到规范规定的最基本要求，确定路面板以及各结构层的厚度。 路面结构排水设计：精心布置地面排水和结构内部排水系统和排水设施。 结构层材料组成设计与试验验证 细部设计：包括路面接缝，路面与构造物的连接、路面与路缘石、硬路肩、交叉口细部等方面的设计。2、沥青混凝土路面的设计1) 沥青混凝土路面的特点:沥青混凝土路面具有很高的强度和密实度，并且在常温下具有一定塑性。它的强度和密实度是各种沥青矿料混合料中最高的。密实沥青混凝土的透水性小、水稳性好，有较大的抵抗自然因素和行车作用的能力，因此，它的寿命长、耐久性好。可以大面积施工，现场操作方便，完成后可以及时通车。沥青混凝土面层是适合现代高速汽车行驶的一种优质高级柔性面层。2) 沥青混凝土路面适用条件:沥青混凝土适用于做各级公路的沥青路面面层。对高速公路、一级公路的表面层、中面层、下面层应采用沥青混凝土；二级公路的表面层宜用沥青混凝土。3) 沥青混凝土路面结构设计 路面结构组成：沥青路面结构层可有面层、基层、底基层、垫层组成。 路面等级与类型：路面等级、面层类型应与公路等级、交通量相适应。路面等级、面层类型的选择应根据公路等级与使用要求、设计年谢安内标准轴载的累积当量轴次、筑路材料和施工机械设备等因素确定。 沥青面层厚度：应根据公路等级、交通量及组成、沥青品种和质量以及其后条件等因素，按照半刚性基层上沥青层推荐厚度，综合论证选用。二级公路沥青层推荐厚度为510cm。 结构层厚度：路面面层、基层、底基层的结构和厚度，应与公路等级、气候、水文、筑路材料、交通量及其组成等相适应。为了方便施工管理和组织，路面结构层次不宜太多，材料变化不宜频繁。4) 沥青混凝土面层 选择沥青：该路段年最低平均气温为0C以上，属于热区，所以其沥青选择照下表。热区石油沥青AH-50 AH-70A-60 A-100 沥青混合料的压实度：沥青混凝土、沥青碎石的压实度当以马歇尔试验密度时，对高速公路、一级公路压实度应达到95%，其他等级公路应达到94%。当以试验段的密度为标准密度时应达到98%的压实度。5) 沥青路面基层、底基层的设计 基层、底基层应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区还应具有一定的抗冻性。 基层、底基层结构设计应贯彻就地取材的原则，认真做好当地材料的调查，根据不同公路等级、交通量对基层、底基层的技术要求，选择技术可靠、经济合理的基层，底基层结构。 半刚性材料基层、底基层的配合比设计，应根据重型击实标准制件，混合料7d龄期的无侧限抗压强度试验确定。 一般公路的基层宽度宜比面层宽出25cm，底基层每侧宜比基层款15cm. 基层和底基层的压实度，强度标准及其施工应符合有关规定。6) 新建沥青路面的设计流程新建沥青路面厚度设计按以下步骤进行： 根据设计任务书的要求，按照设计回弹弯沉值和容许完弯拉应力两个设计指标，分别计算设计年限内的标准轴载累计当量轴次，确定交通量等级，面层类型，并计算设计弯沉值和容许弯拉应力。当量标准轴载数N：当以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标当以半刚性材料层底拉应力为设计指标时设计年限累计当量标准轴载数N：路面设计弯沉值：结构层容许弯拉应力： 沥青面层抗拉强度结构系数K：无机结合料稳定集料抗拉强度结构系数K：无机结合料稳定细粒土抗拉强度结构系数K：贫混凝土基层抗拉强度结构系数K： 按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，沿线将路基划分为若干路段，确定各路段的路基回弹模量E。 参考本地区工程经验，你定若干个路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比设计，测定各结构层材料的抗压回弹模量与抗拉强度，确定各结构层的设计参数E，。 计算路面结构表面弯沉值以及结构层层底弯拉应力。 根据设计指标，采用多层弹性体系理论设计程序计算路面结构设计层的厚度，即
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