《道路工程课件》ppt课件

路基工程 目录第一节概述第二节一般路基设计第三节路基稳定性分析第四节路基防护与加固第五节公路排水第六节挡土墙第七节路基施工 第一节概述4.1.1路基工程特点与内容(1)路基理论路基是道路工程的基础，是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，主要是承受由路面传来的荷载。(2)路基工程的特点1结构简单；2受自然因素影响很大；3有大量土石方工程；4对自然环境也会造成一定的影响； (3)路基设计的内容1、选择合理的路基断面形式；2、选择路基填料与压实标准；3、确定边坡形状和坡率；4、路基排水系统设计和排水构造物设计；5、防护加固工程设计。4.1.2对路基的基本要求（1）为保证公路的使用品质，对路基的基本要求有如下四个方面1、要有足够的稳定性；2、要有足够的强度；3、要有足够的刚度；4、要有足够的耐久性。 （2）路基常见病害1、路堤沉陷2、路基边坡坍方⑴剥落⑵碎落⑶滑坡⑷崩塌3、路基翻浆4、路基沿山坡滑动 （3）路基产生病害的原因1、不良工程地质和水文地质条件；2、不良水文、气候因素；3、设计不合理；4、施工不按操作规程和设计要求进行。4.1.3路基的断面形式1、路基的基本断面形式：⑴路堤⑵路堑⑶半填半挖 2、路基横断面《公路路基设计规范》（JTJ013-95）①一般路堤护坡道：一般公路1～2m,高速公路＞3m.②河路堤路基必须保持一定的高度。有防护工程。 ③半填半挖路基当自然横坡陡于1:5时，路堤基地应挖成台阶，宽≥1m，且有2-40%向内倾斜的坡度。挖方边坡上方5m以外设截水沟。 ④矮墙路基用于土质松散处。矮墙用浆砌或干砌片石，高度不宜超过2m，顶宽0.5m-0.8m，墙内坡竖直，外坡为1:0.2-1:0.5．填方矮墙用浆砌片石，高不宜超过1.5m．软土地或冰冻严重地段不宜采用。 ⑤护肩路基用于坚硬岩石陡坡地段。填方不大，不宜填筑时。⑥砌石路基用于坚硬岩石地段，填方较大不宜建筑时采用。 ⑦土墙路基⑧脚路基当山坡上的填路基有斜坡下滑的倾向时采用。 ⑨挖方路基 4.1.4路基的干湿类型1、湿度来源①大气降水②地面水③地下水2、干湿类型①干燥②中湿③潮湿④过湿 3、划分依据①根据实测不利季节路床表面以下80cm深度内土的平均稠度Wc：②根据自然区划、土质类型。排水条件及路床表面距地下水位或地表积水位的高度按《规范》确定。式中：Wc—土的平均稠度WL—100g平衡锥所测土样液限含水量（％）WP—100g平衡锥所测土样塑限含水量（％）W—路床80cm深度内的平均含水量（％）根据分界稠度WC1,WC2,WC3查表4.1P125确定：干燥WC>WC1,中温WC1>WC>WC2潮湿，C2>WC>WC3过湿，WC1坡体稳定为安全可靠及考虑到一些工程上无法预见的因素，设计中采用K≥1.254、方法①直线滑动面法；②圆弧滑动面法。 直线滑动面法假定：滑动面为一平面适用于砂土、砾石、卵石等渗水材料填筑的路堤滑动面的稳定性系数为：对应于值最小的面是最危险滑动面路基边坡稳定路基边坡不能满足要求 圆弧滑动面法假定条件：不规则曲面假设为圆弧滑动面适用于采用带有粘性的土填筑的路堤稳定验算方法有：条分法、工程计算简化法、毕肖普法条分法——在假定滑动面为圆弧的基础上，将圆弧面上的滑动土体划分为若干个竖向土体，同时不考虑作用在土条两侧的力，该法偏于保守；工程计算简化法——主要以图解法确定K值，精度不高，也不便于计算机求解；毕肖普法——考虑作用在土条两侧的力，比较实用。 4.3.2浸水路堤稳定性验算浸水路堤的概念注意：把水的浮力、渗透水压力的作用考虑进去。4.3.3陡坡路堤稳定性验算当横坡陡于1：2或者说：1:2.5时，要保证：路堤边坡稳定滑动面不能出现在基底接触面或覆盖层下基岩上。稳定性演算的步骤：确定滑动面的位置和形状——直线滑动面法、折线滑动面法确定相关的设计参数计算剩余下滑力E 直线滑动面法 折线滑动面法 折线滑动面法 4.3.4深路堑边坡稳定性分析对于超过路基设计规范规定高度的碎石土路堑边坡，在有剪切试验结果和较可靠的经验数据时，一般用圆弧或直线滑动面法验算边坡的稳定性。对于较疏松的碎石土路边坡，宜用直线滑动面法 这样，路堑边坡的最小稳定性系数可直接按下式简化计算 4.4路基防护与加固4.4.1概述1、路基防护工程防止冲刷和风化，主要起隔离作用的措施称为防护工程。2、路基加固工程防止路基或山体因重力作用而坍滑，主要起支撑作用的支挡结构物称为加固工程。3、分类①防护工程分类a.坡面防护（边坡防护）b.冲刷防护②加固工程分类a.石垛b.土堤 4.4.2坡面防护选用防护类型应根据公路等级、当地气候、水文、地形、地质条件及筑路材料分布情况确定，并与周围景观协调。1、植物防护——是一种施工简单、费用不高、效果较好的坡面防护措施。植物覆盖表土，防止冲刷，避免风化，保护环境、美化路容。植物防护的措施：种草铺草皮植树框格防护 2、坡面处治用于坡面过陡或植物不易生长的坡面，选用勾缝、灌浆、抹面、喷浆、嵌补、锚固、喷射砼等处治措施。①勾缝：适用于岩石坚硬不易风化的路堑边坡防护，缝隙多而细，用水泥砂浆勾缝。②灌浆，裂缝大而深时也可用混凝土灌注。③抹面，适用于易风化而表面较宽整，尚未剥落的软质岩石。用水泥砂浆均匀紧贴坡面。④喷浆，将砂浆均匀喷射在易风化岩层的坡面上。⑤嵌补，补平坡面岩石中较深的凹坑，用砌石。⑥锚固，适用于岩石节理和构造面倾向路基有顺层滑动的可能，是垂直岩面钻孔至不滑动的较完整成坚硬岩石上，将钢筋穿入，灌注砼。⑦喷射砼，适用于易风化尚未严重风化且坡面干燥的岩石边坡。方法同喷浆。 3、护坡用于填方边坡，用砌石或铺砌砼预制块，煤渣空心砖等材料构筑。4、护面墙用于软质岩层或破碎岩石挖方边坡较陡地段。 4.4.3冲刷防护是沿河路基直接承受水流冲刷，为了保证路基稳定牢固，必须采取防止冲刷的措施。分为直接防护和间接防护两种。直接防护以加固岸坡为主间接防护以改变水流方向为主，降低流速，减少冲刷为主。4.3.3.1直接防护措施路基边坡及河岸冲刷防护主要类型如下表所示： 路基边坡及河岸冲刷防护工程表防护类型结构形式适用条件容许流速(m／s)水文地质条件注意事项植物防护铺草皮1.2～1.8承流方向与路线近乎平行．不受各种洪水主流冲刷的季节性漫水的路堤边坡防护种植防水林，挂柳有浅滩地段的河岩冲刷防护干砌片石护坡单层干砌厚一般0.25～035m,双层干砌厚上层0.25～0.35m．下层O.15～0.25m2～4水流方向较平顺的河滩地边缘，不受主流冲刷的路堤边坡应设最挚层．厚度一般为O．1—0.2m浆砌片石护坡厚0.25～0.4m厚0.3～0.6m4～64～8主流冲刷及波浪作用强烈处的路堤边坡有冻胀变形的边坡上．应设置垫层抛石石块尺寸根据流速波浪大小计算，一般0.3～0.5m3水流方向较平顺，无严重局部冲刷地段；已被水浸的路堤边坡及河岸抛石厚度不应小于石块尺寸之两倍石笼镀锌铁丝编织成箱形或圆形，笼内填石块5～6受洪水冲刷．但无滚石的地段和大石料缺少地区浸水挡土浆砌片(块)石或混凝土5～8峡谷急流地段，水流冲刷严重地段基础应埋在冲刷线以下1m，冰冻线以下0.25m,基础前设冲刷舫护措施,墙身设泄水孔混凝土预制块板平面尺寸一般为0.3～0.5㎡．厚度为0.06～0.25m;当受波浪作用严重的地方，平面尺寸可用2.0～3.O㎡．厚度可用0.5m3～12水流急，冲刷严重地段及无石料地区应设置垫层-厚度一般为0.1～0.2m 导流构造物为调节水流流速及方向。防护路基免受水流冲刷，可设置导流构造物。设置时，应根据河道的地形、地质、水文条件和防护要求，合理规划、布设。类型：顺坝、丁坝、石笼护坡注意：导流建筑物的防冲顺坝——常与水流平行，对通航河流比较适宜，多用于凹岸，起疏导水流的作用丁坝——轴线与水流方向成一夹角，将水流挑离河岸，用于改变流向、减低流速及束水归槽，改变流态，保护河岸和路基。 4.4.4加固工程作用——支挡路基土体，以保证路基在自重及各种因素的作用下保持稳定。常用的加固工程有：挡土墙、石垛及土堤。1、石垛：用于盛产石料地区，形式：垒石、填石、石跺2、土堤用于石料缺乏时。3、挡土墙作为一种用以保证路基边坡或山坡土体稳定的挡土结构物，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，以抵御墙后的土体压力。 第五节挡土墙一、挡土墙是一种保证路基边坡或山坡土体稳定的挡土结构物，本身具有足够的整体稳定性，墙身截面具有足够的强度，以抵御墙后的土体应力。二、挡墙构造常用挡土墙由墙身基础、排水设施、伸缩缝等组成。1、墙身2、基础①基础形式②基础埋深3、排水设施①地面排水②墙身排水4、沉降缝和伸缩缝①缝距10～15m;②缝宽2～3㎝；③缝内材料：a.胶泥；④填缝料在内、外、顶三方填塞；⑤填深不宜小于15㎝。 三、挡土墙分类1、位置分类①路堑墙；②路堤墙；③路肩墙；④山坡墙。2、材料分类①石挡土墙；②砖挡土墙；③砼挡土墙；④钢筋砼挡土墙。3、结构形式分：①重力式②衡重式③加筋式④锚杆式⑤锚碇板式⑥扶壁式⑦薄壁式 4、墙身断面分①仰式②垂直③俯式④凸形折线式⑤衡重式四、挡土墙的受力分析及计算已在《土质学与土力学中》介绍了。 五、挡土墙的工作原理1、普通重力式挡土墙gravitgretainingwall①材料片石（或块石）砌筑、砼②特点断面形式简单，施工方便，可就地取材，适应性强。③工作原理依靠墙身自重支撑土压力。2、衡重式挡土墙balanceweightretainingwall①材料同重力式挡土墙。②特点：可降低墙高，减少基础开挖量，基底面积小，要有足够地基承载力。③工作原理3、加筋土式挡土墙reinforcedearthretainingwall①材料a.面板钢筋砼预制块，厚应小于8㎝；b.筋带扁钢带。钢筋砼带。聚丙烯土工带。钢筋砼带应分节预制，分节长不宜小于3m。c.填料级配砂、砂类土、碎石土、中低液限粘性土、稳定土、满足质量要求的工业废渣。②特点实际上是一种重力式挡土墙。③工作原理 4、锚杆挡土墙①材料：锚丁用单钢筋或钢筋来，直径100～150mm，向下倾斜10～15°，间距不小于2m，锚孔内灌水泥砂浆。②特点用于较完整岩石地段的路堑边坡，墙身构造简单，墙体壁薄。③工作原理5、锚碇板挡土墙①材料墙面板用钢筋砼板；锚碇钢筋砼板面积不小于0.5㎡方形、矩形；拉杆用螺纹钢筋，φ不宜小于32㎜；填料应采用砾石。②特点：结构轻、柔性大。③工作原理6、钢筋砼悬臂挡土墙①材料钢筋砼②特点结构轻③工作原理7、钢筋砼扶壁式挡土墙①材料钢筋砼②特点结构轻受力状况优于悬臂式挡土墙。③工作原理 第六节公路排水4.6.1概述4.6.1.1公路排水分类排水系统由各种拦截、汇集、输送、排放地表水或地下水的排水设施和构造物组成。1、路界地表水排水，是指公路用地范围内的地表水排水。①路面排水②中央分隔带排水；③坡面排水；④由相邻地带或交叉路流入路界内的表面水的排除。2、路面内部排水①通过路面接缝、裂缝，面层空隙下渗；②地下水或地面两侧滞水侵入。3、地下排水：拦截、旁引、排除含水层的地下水4、公路构造物及下穿道路排水①桥面排水；②桥台及支挡构造物排水；③下穿道路排水。综合形成排水系统 4.6.1.2公路排水设计一般原则为了防止地面水和地下水对公路的损害，确保公路排水畅通，结构稳定，行车安全。1、全面规划、合理布局、少占农田、重视环保；2、综合考虑各方面因素，形成完善的排水系统；3、积极采用新材料、新技术、新工艺；4、应考虑便于施工、检查、养护维修；5、穿越城镇时，应与其现有排水系统相协调；6、特殊地段应做好处治措施。 4.6.2水文水利计算 4.6.3、路界地表排水4.6.3.1路界地表排水的目的和设计内容1、目的：是把公路用地范围内的水迅速排除。2、设计内容：①选择沟管类型；②布置位置；③确定断面形状及尺寸；④选用材料。 4.6.3.2、路界排水系统组成坡面排水；路面排水；中央分隔带排水；相邻地带排水；坡顶戴水沟；边坡平台截水沟；急流管；边沟；路面路肩横坡；拦水带；急流槽；坡脚排水沟。 4.6.4、路面内部排水1、防止水分进入路面①隔水层；②路拱；③填封路表缝隙；④采用透水性小的密级配面层材料；2、迅速排除水分①排水层；②排水管3、路面结构本身抗水性使路面结构具有足够强度以抵抗荷载和水的共同作用 4.6.5、地下排水4.6.5.1、设置条件①路堑开挖截断了坡体内的含水层，或山坡路堤基底范围内有含水层出露；②填挖交界处有含水层外露；③地下水位高；④土质边坡含水量较大；⑤滑坡地段拦截含水层。4.6.5.2、排水设施①暗沟；②暗管；③渗沟。 4.6.6、公路构造物及下穿道路排水 (3)桥面排水设计①泄水口a.最大间距不宜超过20m，圆形15～20㎝，矩形（30～40㎝）×（20～30㎝）；b.顶部用铸铁格栅盖板，顶部应地周围低5～10㎜；c.周围应设置补强钢筋；②泄水管铸铁，最小内径15㎝。③排水管a.采用铸铁、塑料、钢；b.内径大于或等于泄水管内径；c.纵向排水管坡度不小于0.5%；d.寒令地区竖向排水管末端宜距地面以上50㎝。 4.6.7、路基排水 4.6.7.2、地表排水①边沟是设置在路基边缘用于汇集、排除路基范围内和流向路基的少量地面水，是挖方路段和低填方路段必须设置的排水设施。a.断面形状梯形内侧边坡坡度为1：1.0～1：1.5外侧边坡坡度与挖方坡度相同。矩形用于石方路段，内侧直立。三角形用于少雨地区，内侧边坡1：2～1：3。流线形用于沙漠地区，防止积雪、堆河。b.断面尺寸沟深与底宽不应小于0.6m（高速、一级）0.4m（其他等级）边沟纵坡不应小于0.5%，容许采用0.3%；边沟长度不宜超过500m，多雨地区300m，少雨地区200m。②截水沟（天沟）是汇集并排除路基边坡上侧的地表水径流，保护挖方边坡和填方坡脚不被流水冲刷的一种地面排水设施。 a.断面形式梯形、边坡1：1.0～1:1.5b.断面尺寸底宽不小于0.5m；沟深不小于0.5m；沟底纵坡不小于0.5%；长度以200～500为宜。 ③排水沟是将边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水引排至路基范围以外指定地点的地面排水设施。a.断面形式梯形、边坡1：1.0～1:1.5b.断面尺寸沟深与底宽不应小于0.5m；沟底纵坡不小于0.5%，特殊情况用0.3%；长度不宜超过500m。 ④跌水与急流槽是在山岭重丘区道路由于地形险峻、排水沟渠纵坡较陡，使水流湍急，冲刷力强，为减少流速，降低能量，防止地基危害的一种地面排水设施。材料用浆砌石（块石）或水泥预制块。 ⑤倒虹吸管是指当路线跨越灌溉沟渠，而沟渠水位与路基标高相差不多时，设置明涵有困难时采用的一种地面排水设施。 ⑥渡槽是当原灌溉渠道与路基设计标高相差较大，驾设水槽或管道以路基上方跨越，以沟通道路两侧水流的一种地面排水设施。 ⑦蒸发池是气候干旱、排水困难地段用以排除地表水的一种地面排水设施。蒸发池边缘至路基边沟不小于5m，面积不小于20㎡。4.6.7.3、地下排水①暗沟是设置在地面以下，用于引导水流的地下排水设施。②渗沟是用渗透方式将地下水汇集于沟内并通过沟底通道将汇集的地下水沿水平方向排至指定地点。③渗井是竖向排除地下水的一种设施，是将路基上层地下水引向更深的地下汇水层中去，从而降低上层地下水位或全部排除上层地下水。 第七节路基施工一、路基施工方法1、人工施工2、简易机械化施工3、水力机械化施工4、爆破法施工5、机械化施工选择施工方法，应根据工程性质、工程数量、施工期限，可获得人力及机械设备的条件来考虑。 二、施工前的准备1、施工测量和放样2、路基横断面核查3、施工前复查和试验（W，WP，WL、WOP）4、试验路段①不同施工方案做试验路段，选择最佳方案；②位置选择具有代表性地段，路段长度不小于100m；③所用材料、机具与将来全线施工所用材料、机具相同；④施工完成后，检测有关指标，发现缺陷及时变更设计。 三、路基的压实1、压实度式中：——工地试样干密度；——击实所得最大干密度；（标准查表P166）2、压实土基的意义①提高土体密实度；②降低土本透水性；③减小毛细水上升高度；④防止水分积聚和侵蚀。 3、土基压实原理《土质学与土力学》中已讲。4、影响压实度的因素①含水量②土质③压实功能④压实机具夯击式作用最深；振动式次之；碾压式最线。⑤压实方法a.压实机具重量较小，作用时间较长，密实度高；b.碾压速度越高，压实效果越差。 四、路基填方施工1、基底处理及零填挖路床①基底处理a.清除杂草，深度不小于15㎝，清理后压实，在大于30㎝，深耕地段，应翻松、打碎、整平压实，特殊地基应做相应处理；b.地面横坡1：5～1：2.5时，挖成台阶，当陡于1：2.5时应做特殊处理。②零填挖路床a.0～30㎝若原天然土密实度达不到要求时，应将地面翻挖压实，达到要求密实度；b.易翻浆土层应挖除换土。2、填料选择3、最佳含水量确定①太干，用土前一天浇水；②太湿，晾晒。 4、填筑方法选择①水平分层法②竖向分层法③混合法5、填方压实①压实机具先轻后重；②碾压速度先慢后快；③碾压路线一般直线段先以路缘向路中心，再从中心向两侧顺次碾压；弯道没超高横坡度时，由低向高一侧碾压；碾压时相邻轮迹重叠左右（约15～20㎝）；振动压路机应重叠0.4～0.5㎝。④经常检查土的W及K，并采取相应措施。⑤压实机具的选择a.砂性土优选振动式、夯击式次之，静压式较差；b.粘性土优选静压式和夯击式，振动式较差。6、桥涵及构造物处填筑①填料的选择砂性土及透水性材料。②填筑方法③排水④压实 五、路基挖方1、开挖注意事项：①不得乱挖、超挖；②处理排水；③做好支挡工程；④提高生产效率；⑤移挖作填。2、路堑开挖方案选择：①纵挖法a.分段纵挖；用于路堑较长，运距较远。b.分层纵挖，用于深度不大。c.通道纵挖，用于土石方工程量集中段。②横挖法，适用于较短路堑。③石方开挖爆破法；松土法。 路面底面计起深度范围压实度(%)填挖类型(㎝)高速公路、一级公路其他公路路堤上路床O～30≥95≥93下路珠30～80≥95≥93上路堤80～150≥93≥90下路堤>150≥90≥90零填及路堑路床O～30≥95≥93土质路基压实度标准 3）螺旋展线在山脊利用山包盘旋，以旱桥、隧道跨线；在峡谷内，路线就地迂回，利用高架桥跨沟跨线； 利用山谷进行螺旋展线 ③山脊线定义：大体上沿分水岭布设的路线，称为山脊线。特点：土石方工程量小；水文和地质情况好，桥涵构造物较少；山脊线线位较高，一般远离居民点，不便于为沿线工农业生产服务；有时筑路材料及水源缺乏、曾加施工困难；地势较高，易积雪、结冰，对行车和养护不利。 山脊线控制垭口的选择分水岭方向顺直，起伏不大时，每个垭口均可暂定为控制点；地形复杂、起伏较大频繁，各垭口高低悬殊时，以低垭口作为控制点，高垭口舍去；在有支脉横隔时，对相距还远并排的几个垭口间，应选择其中一个与前后联系条件好的垭口作为控制点。 山脊线侧坡的选择当分水岭宽起伏不大时，路线以设在分水岭顶部为宜；如需将路线设在两侧山坡时，应选择坡面较整齐，横坡较缓，水文地质条件良好，积雪冰冻和支脉分布较少一侧。 山脊线控制垭口间的平均坡度两控制点间应力求距离短捷，坡度平缓。若平均坡度超过规定，则应视具体地形、地质条件，采取深挖、旱桥、隧道等工程措施，也可利用侧坡，山脊有利地形展线。 3、丘陵区选线要点①微丘区选线平面线形应充分利用地形处理好平、纵线形组合。不应迁就缩小地形，造成线形曲折，也不宜采用长直线，造成纵面线形起伏。②重丘区选线活动余地较大，应综合考虑平、纵、横三者的关系，恰当地掌握标准，提高线形质量，设计中应注意。 ②重丘区选线a.路线应随地形的变化布设，在确定路线平、纵面线位的同时，应注意横向填挖的平衡。应注意纵向土、石方平衡，以减少废方和借方。b.平纵横三个面应综合设计，不应只顾纵坡平缓而使路线弯曲，平面标准过低；或呆顾平面直捷纵坡平缓而造成高填深挖，工程过大；或只顾工程经济，过分迁就地形而使平纵面过多地采用极限或接近极限的指标。c.冲沟较发育地带二级公路、一级高速路可采用高路堤和高架桥的直穿方式；三、四级公路可采用绕越。 a.对于平坦地带，如无地质地物障碍影响时，可按平原区以直线方向为主层的原则布线；如有障碍或应联系的地点，则加设中国的控制点，相邻控制点间仍以直线相连；凡路线转弯处，设置与地形协调的长而缓的曲线。丘岭区布线方式 b.有较陡横坡的地带，则加设中间控制点，如无地形、地物、地质上障碍，路线应沿匀坡线布设；若两已定控制点有障碍，则在障碍处加设控制点，相邻控制点间仍沿匀坡线布设。丘岭区布线方式 c.有横坡较缓的起伏地带，走匀坡线与直线之间，选择平面顺适纵坡均衡的地段穿过；起伏较小时，低级路离直线远保证工程量小，高级路离直线近。起伏较大时，两侧高差常不相同，高差大的一侧常常是决定因素。丘岭区布线方式 六、定线定线是按照已定的技术标准，在选线布局阶段选定的“路线带”（或叫定线走廊）的范围内，结合细部地形、地质条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，确定井通常实地定出道路中线的确切位置的过程。定线方法直接定线：适用于标准较低的路线。纸上定线：适用于技术标准高的、地形、地物复杂的路线。 纸上定线纸上定线：在大比例尺（一般以1：1000为宜）地形图上确定道路中线的位置的过程。越岭线纸上定线的方法：（一）定导向线1．确定路线方案 2．绘均坡线等高线间平距：a=h/i平均 3．定导向线 4.平面试线穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。敷设曲线：按路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线半径，缓和曲线长度等。 （二）修正导向线1．点绘纵断面草图2．纵断面修正导向线。根据纵断面设计的填挖情况，对纵断面地面高程进行修正（挖方过大，降低地面高程；填方大，升高地面高程），在平面试线是的对应路段进行平面线位调整，称为修正导向线。3．横断面修正导向线（横断面校核）。 （三）定线经过几次修正导向线后，最终确定出满足《标准》、平纵线形都比较合理的路线导线，最终定出交点位置（一般由交点坐标控制）。 第五节线形设计一、线形设计的一般规定二、线形组合设计是指确定路线的空间位置，几何形状及尺寸的工作，包括平纵面线形设计和线形组合设计。三、平面线形设计四、纵面线形设计五、平纵面线形组合设计六、线形与环境的协调 一、线形设计的一般规定1、线形设计的基本要求①汽车行驶的力学要求；②司机视觉和心理要求；③地形、地物、环境相协调；④沿线土地利用，资源开发、社会经济条件相适应。 2、线形几何设计①是指路线平面几何要素设计，即直线、圆曲线、缓和曲线三者的组合设计，绘出平面设计图。②纵面线形设计是指在实地或纸上对确定的中桩进行纵断面测量，绘出纵断面图，在图上确定坡度线、竖曲线的位置，形状尺寸。③平纵线组合设计是指在完成平纵面线形设计后，用透视图法，对空间线形进行视觉分析，修正平纵面线形。 三、平面线形设计1、设计的一般原则①平面线应直捷连续均衡，并与地形地物相适应，与周围环境相协调；②各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量选用较大的圆曲线半径；③两周向曲线间应有足够的直线段，不得以短直线相连，否则应调整线形；④两反向曲线间夹直线段时，以设置不小于最小直线段为宜，否则应进行调整；⑤曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性；⑥应避免连续急弯的线形，可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。 2、直线的运用①下列路段宜采用直线a.不受地形地物限制的平坦地区或山区的开阔谷地；b.市镇及其近郊或规划方正的农耕区等以直线为主体的地区；c.桥梁、隧道等构造路段；d.路线交叉点前后；e.双车道公路提供超车路段。 ②当采用直线时应注意a.纵坡度不宜过大；b.与大半径凹形竖曲线结合为宜；c.两侧地形过于空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物等措施；d.长直线或长下坡尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定要求外，还必须采取设置标志，增加路面抗滑能力等安全措施。③直线长度不宜过短 3、圆曲线的运用①在适应地形的情况下应选用较大的曲线半径②在确定R时应注意：a.极限最小R的4～8倍或超高为2～4%的R；b.地形条件受限时，应采用大于或接近一般最小半径R；c.地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小R；d.应同前后线形要素相协调，使之构成连续，均衡的曲线形；e.应同纵面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡相重合。 4、回旋线的运用①在线形设计中应作为主要线形要素；（四级公路不采用）②回旋线参数： 5、平面线形要素组合类型①基本型“直线＋回旋线＋圆曲线＋回旋线＋直线” ②S型“圆曲线＋回旋线＋圆曲线” ③卵型“圆曲线＋回旋线＋圆曲线”a.A宜（R2为小圆）b.c.两圆曲间距 ④凸型“回旋线＋回旋线”a.A1A2应符合容许最小回旋线参数的规定；b.R应符合圆曲线一般最小半径的规定；c.只有在路线严格受地形、地物限制处方可采用。 ⑤复合型“两个以上回旋线在曲率相等处相连” ⑥C型“回旋线＋回旋线” 四、纵面线形设计1、一般原则①线形应与地形相适应，设计成视觉连续，平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现较频繁起伏；②应避免能看见近处和远处而看不见中间凹处之线形；③较长的连续上坡路段，宜将最陡纵坡放在底部，接近坡顶的纵坡宜适当放缓；④相邻纵坡三代数差小时，应尽量采用大的竖曲线半径；⑤交叉处前后的纵坡应平缓；⑥在积雪、冰冻地区，应避免采用陡坡。 2、纵坡值的运用①各级公路的最大纵坡值与纵坡限制长度不应轻易采用。只有在起岭线中为争取高度、缩短路线长度或避开艰巨地段等不得已时，方可采用。②纵坡以平缓为宜，最小纵坡不应小于0.3%，干旱少雨地区可不受此限制。 3、各种地形纵坡设计①平原微丘区纵坡应均匀平缓。丘陵区地形的纵坡应避免过分迁应地形而起伏过大。②山岭重丘区，沿溪线应尽量采用平缓坡度，坡长不宜超过规定限值，纵坡不宜大于6%。③越岭线的纵坡应力求均匀，应尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜连续采用极限长度的陡夹短距离缓坡的纵坡线形。越岭展线不应设置反坡。④山脊线和山腰线，除结合地形不得已时采用较大的纵坡外，在可能条件下应采用一递增的纵坡。 4、竖曲线设计的要求①竖曲线应选用较大的半径。当条件受限制时，可采用一般最小值，特殊困难不得已时方可采用极限最小值。②当有条件时，宜按下表规定进行设计③相邻同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线之间，如直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线，避免出现断脊曲线。④相邻反向竖曲线间宜插入直线坡段，亦可直接连接。 视觉所需的最小竖曲线半径值V（km/h）R（m）凸形凹形120200001200010016000100008012000800060900060004030002000 五、平纵面线形组合设计是指满足汽车运动学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续舒适，与周围环境的协调和良好的排水条件。1、原则①在视觉上能自然地引导司机的视线，并保持视觉的连续性；②保持平纵线形的技术指标大小均衡，不要悬殊太大，使视线在视觉上、心理上保持协调。③选择合适得当的合成坡度，利于路面排水和行车安全；④与道路周围环境相配合。 2、空间线形要素是指平纵面线形组合在一起，构成的立体线形。平面有直线、圆曲线、缓和曲线。纵面有直线、凸形竖曲线、凹形竖曲线。组合以后有六种空间线形要素：①平面直线＋纵面直线2a②平面直线＋凹形竖曲线2b③平面直线＋凸形竖曲线2c④平曲线＋纵面直线2d⑤平曲线＋凹形竖曲线索2e⑥平曲线＋凸形竖曲线2f 3、线形组合要点①2a：a.线形单调、枯燥；b.适用于交叉口；c.可用划线、标志、绿化等调节视觉。②2b：a.视距条件好;b.避免采用短凹竖曲线(L＞Rmin(3-4));c.两凹形竖曲线间不宜插入短直线;d.长直线末端不宜插入小半径凹形竖曲线间。 ③2c：a.视距条件差，线形单调，应尽量避免；b.应采用较大竖曲线半径。④2d：a.直线与圆曲线组合应适当，圆曲线半径大；b.平曲线半径与纵坡度协调c.避免急弯与陡坡相重合。⑤2e、2f当平纵面几何要素大小适当，均衡协调，位置适宜，可以获得视觉舒顺、诱导良好的空间线形。 4、平纵面线形组合最恰当的组合：竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点不要放在缓和曲线的以外的曲线上，也不要放在圆弧段之内。 六、线形与环境的协调1、原则①尽量少破坏公路周围的地貌、地形、天然树林、建筑物等；②当公路以挖方穿越山脊或通过宽阔林区时，路线应布设成曲线，以保持自然景观的连续；③为减轻在长直线公路上驾驶的单调感，应使驾驶者能看到前方显著的景物；④应根据技术和景观要求合理选定构造物的造型，使公路构造物成为自然景观中的一部分。 2、平纵面线形组合必须注意与路线所经地区的环境相配合；3、应充分利用自然风景如弧山、湖泊、大树，或人工建筑物如水坝、桥梁、农舍，或在路旁设置一些设施，以消除景观单调感，使公路与大自然融为一体；4、有条件时可适当放缓边坡或将边坡的变坡点修整圆滑，使边坡接近于自然地面的形式，增进路容美观；5、公路两侧的绿化应避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线，点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。 第六节平面交叉设计交叉口：道路与道路（或铁路）在同一平面上相交的地方称为平面交叉，又称为交叉口。一、交叉口设计的主要内容：（1）正确选择交叉口的形式，确定各组成部分的几何尺寸（2）进行交通组织，合理布置各种交通设施（3）验算交叉口行车视距，保证安全通视条件（4）交叉口立面设计，布置雨水口和排水管道 二、交叉口的交通分析进出交叉口的车辆可能产生的交错点：分流点——同一行驶方向的车辆向不同方向分离行驶的地点；合流点——来自不同行驶方向的车辆以较小的角度，向同一方向汇合行驶的地点；冲突点——来自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点。 减少或消灭冲突点的方法1．实行交通管制。在交叉口设置交通信号灯或由交通警指挥，使发生冲突的车流从通行时间上错开。2．采用渠化交通。在交叉口内合理布置交通岛、交通标志和标线、或增设车道等，引导各方向车流沿一定路径行驶，减少车辆之间的相互干扰。如环形平面交叉可消灭冲突点。3．修建立体交叉。将相互冲突的车流从通行空间上分开，使其互不干扰。这是解决交叉口交通问题最彻底的办法。 三、平面交叉口的基本类型1、按形式划分①十字形交叉②T形交叉③X形交叉④Y形交叉⑤错路交叉⑥多路交叉 2、按平面交叉口形式分①加辅转角式特点：简单、占地少、造价低、设计方便、车速低。适用：三、四级公路及城市一般道路。②分道转弯式特点：转弯车量大。适用：三、四级公路及城市一般道路。 ③加宽路口式特点：可减少转弯车辆对直行车辆的干扰，车速高、事故低、占地少、投资大。适用：二级公路及城市主干路。 ④渠化T形交叉 ⑤环形交叉 四、平面交叉设计要点1．设计要求：①保证相交道路上所有车辆和行人的交通畅通；②保证交叉口范围内的地面水迅速排出。2、设计内容：①正确选择交叉口形式，确定各组成部分尺寸；②合理布置各种交通设施；③交叉口立面设计和雨水口、排水管道的布置。 3、设计资料①相交道路的条数和等级；②车辆和行人估算交通量；③车辆和设计行车速度；④相交道路设计纵坡及横断面；⑤交叉口地形；⑥交叉口周围建筑物；⑦排水管道。 4．设计要点①平纵面设计要点a.平曲线满足《规范》中最小半径要求。b.纵坡以设置平缓坡段为宜，且满足最小坡长的规定。c.竖曲线同路段竖曲线。d.视距在交叉口以前的一定距离应能识别交叉的存在的信号、标志；无信号和停车控制的交叉，在交通量小的情况下，识别距离可采用各相交公路的停车视距。（停车视距=司机反映事件+汽车制动距离+最小安全距离） ②转弯处平、纵设计要点a.平面交叉处的圆曲线的半径，应根据平面交叉的类型、交通量，计算行车速度和交叉角确定。b.转弯处的纵坡、横坡和标高，应与相交公路相适应，并保证平面交叉范围内的路面排水流畅。c.交通量大转弯车辆多时，可增设减速车道和加速车道。 ③附加车道有变速车道和转弯车道两种。a.加速合流和减速分流处设加速、减速车道。b=3.0－3.5m(应根据公路等级、使用性质、速度变化范围、车辆特性和纵坡等因素经计算确定。一般可参照规范)。b.平面交叉符合下列情况，设右转车道平面交叉角小于60°，右转交通量较大；右转交通量较大，所需车速较高；有特殊需要时。 c.平面交叉除下列情况外，设左转车道不允许左转弯时设计通行能力有富裕时V＜40Km/h的双车道公路，PHT＜200辆/hd.右转车道是在进口右侧或同时在出口右侧拓宽。e.左转车道有三种方法：中间车道宽D≥4.5m,将道口一段中间带压缩D＜4.5m，将道口单向或双向车道向外侧偏转无中间时，将进口道一侧或两侧拓宽或占用对向车道。 f.左转弯车道长度L=Ld＋Le＋Ls其中：L——左转弯车道长度（m）Ld——分流长度（m）Le——减速长度（m）Ls——等候转弯车辆排队长度（m）g.左右转弯车道宽3m 五．平面交叉口里面设计1、原则①主要道路设计纵坡不变。②等级相同，交通量差别不大，有不同纵坡时，保持原纵坡不变，而改变横坡。③等级、交通量不同，主要道路不变，次要道路随主要道路而变。④至少一条道路纵坡离开交叉口。⑤有进水口处，不应使水流过行人横道。 2、基本形式（十字形交叉）①全由交叉口中心向外；②全向交叉口中心倾斜；③三条向外，一条向内；④三条向内，一条向外；⑤相邻两条向内，另两条向外；⑥相对两条向内，另两条向外。 第七节立体交叉设计一、立体交叉是指两条路在不同高度上相互交叉的连接方式。二、基本组成：跨线桥（地道）主线（正线）匝道出入口变速车道 三、立体交叉分类1、按相交路线跨越方式分①上跨式②下穿式2．按交通功能分①分离式②互通式3．按交通流线划分①完全互通式②交织式③平交式4．按收费方式划分①不收费式②收费式 四、立体交叉的布置规划1、立交位置的选择应以现有道路网或已批准的规划为依据。在保证主线畅通的前提下，综合考虑立交对地区交通的分散和吸引作用，立交的设置条件、技术上的合理性，经济上的可行性及拟选立交的形式，一般选择在地势平坦开阔、地质良好、拆迁较少以及相交道路具有较高的瓶、纵先行指标处。2、间距确定互通式立交间距时，主要考虑能均匀地分散交通，能满足交织路段长度的要求，满足标志和信号布置得需要及司机操作顺适的要求。 五、交形式的选择自然条件环境条件交通条件道路条件 六、互通式立体交叉1．基本形式①喇叭型（A）②喇叭型（B） ③半定向T型④定向Y型 ⑤菱型⑥苜蓿叶型 ⑦半苜蓿叶型⑧环型 第四章路面工程 目录第一节概述第二节沥青路面设计与施工第三节水泥砼路面设计与施工第四节其他路面及基(垫)层第五节路面排水 第一节概述一．路面是位于路基上方，直接承受荷载和自然因素的作用，由各种材料接受不同比例拌和，铺筑而成的一种带状构造物。二．路面结构1.面层2.基层3.垫层 三．路面类型1.按面层使用材料分：①沥青类②水泥砼③粒料④块料2.按强度构成原理分：①嵌锁法②级配法③稳定法④铺砌法 3．按荷载作用下的力学性质分：①柔性路面:各种基层（除水泥砼外)各类沥青面层，碎石面层，块料面层.②刚性路面：水泥砼作面层或基层。③半刚性路面：以石灰水泥稳定土，石灰水泥处治碎石，含工业废渣基层。4.常见路面结构层类型：①碎砾石类:a.泥结碎石：以碎石为骨料，黏土作填充料粘结料经压实而成的路面结构层。适用于基层和中级路面基层。 b.泥灰结碎石：以碎石为骨料，用一定数量的石灰和作粘结料,经压实而成的路面结构,适用于基层。c.级配碎（砾）石：由各种集料和土，按最佳级配原理配制并铺压而成的路面结构.适用于基层和中层路面面层。d.水结碎石：用大小不同的扎制碎石从大到小分层铺，洒水碾压，依靠碎石嵌锁和石粉胶结作用形成的路面结构层，适用于基层。②结合料稳定类：a.石灰（稳定）土：将一定量的石灰同粉碎土拌和，摊铺，在最佳含水量时压实，经养生成型的路面结构，适用于基，垫层。 b.水泥稳定土：在粉碎的和原来松散的土中掺入适量的水泥和水经拌和，压实，养生成型的路面结构层。适用于基，垫层。c.沥青稳定土用沥青做结合料，与粉碎的土或土集料混合经拌和，铺压而成的路面结构.用于基，垫层。d.工业废渣:用石灰或石灰下脚料做结合料,与活性材料及土或其他集料按一定配合比,加适量水拌和，铺压，养生成型的路面结构层.适用于基层，垫层。 ③沥青类a.沥青表面处治：用沥青和矿料按层或拌和方法，铺筑厚度不大于3cm的一种薄层路面面层，防水层，磨耗层，防滑层。b.沥青贯人碎石：用大小不同的碎石或砾石分层铺筑，颗粒尺寸自下而上逐层减小，同时分层贯人沥青，经分层压实而成的路面结构层。适用于次高级路面面层，高级路面基层，联结层。c.沥青碎石：以一定级配的矿料用沥青做不结合料，按一定比例配合，拌匀，铺压而成的路面结构层。适用于高级，次高级路面面层，高级路面基层，联结层。d.沥青砼：由适当比例的各种不同大小颗粒的矿料和沥青在一定温度下拌和成混合料，经铺压而成的路面结构层。 ④水泥砼：以水泥与水合成水泥浆为结合料，碎（砾）石为骨料，砂为填充料，按适当的配合比例，经加水拌和、摊铺、振揭、整平、养生所筑成的路面结构层。适用于高级路面面层、基层。⑤块料类a.整齐块石b.半整齐块石c.水泥石砼联锁块分别以加工的整齐块石、半整齐块石、预制的水泥砼联锁铺砌而成的路面面层。分别适用于高级路面面层、次高等级路面面层、高级路面面层。 四、路面等级1、高级路面①公路等级：高速、一、二级公路用；②面层类型：沥青砼、水泥砼；③特点：a.强度、刚度高，稳定性好；b.使用寿命长，能适应较繁重的交通量；c.平整无尘，能保证高速行车；d.养护费用少，运输成本低；e.投资大。2、次高级路面①公路等级：二、三级公路；②面层类型：沥青贯入式，沥青碎石、沥青表面处治； ③特点：a.强度、刚度较高；b.使用寿命较长，适应交通量较多；c.行车速度较高；d.造价较低；e.费用和成本较高。3、中级路面①公路等级：四级公路；②面层类型：碎（砾）石、半整齐块石、粒料类。③特点：a.强度、刚度低，稳定性差；b.平整度差，易扬尘；c.仅适应较小交通量；d.行车速度低，造价低；e.养护费用高、运输成本高。 4、低级路面①公路等级：四级公路；②面层类型：粒料、当地材料。③特点：a.强度、刚度最低；b.水稳性、平整度均差，易扬尘；c.仅适应较小交通量；d.低速行车，适用较小交通量；e.造价低，养护运输成本高。 五.路面的基本要求1.足够的强度刚度；2.足够的稳定性；3.足够的耐久性；4.足够的表面平整度；5.足够的表面挖滑性能；6.足够的少尘性和低噪声。 第二节沥青路面的设计与施工一.沥青路面的设计1.设计内容①材料的选择，混合料配合比设计、设计参数的测试与确定；②路面结构层组合与厚度计算；③路面结构方案地选；④路面加宽加固设计；⑤路面排水系统设计。2.设计原则①应根据使用要求及气候、水文、地质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计； ②在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜合理选材、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，选择技术先进、经济合理、安全可靠，有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。③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、慎重地加以应用。④应注意环保、施工人员健康和安全。⑤推广机械化施工；⑥高速、一级公路不宜分期修建。⑦对有可能产生较大沉降路段，宜按“分期修建”或“一次设计分期实施”原则。 3.路面结构组合设计①路面等级与路面类型的选择公路等级路面等级面层类型设计年限(年)设计年限内累计标准轴次(万次/一车道)高速公路一级公路高级路而沥青混凝土l5＞4∞二级公路高级路面沥青混凝土12＞200次高级路面热拌沥青碎石混合料、沥青贯入式10100～200三级公路扶高级路面乳化沥青碎石混合料、沥青表面处治10～100蹬级公路中级路面水结碎石、泥结碎石、级配碎(砾)石、半整齐石块路面≤10低级路面粒料改善土 半刚性基层上沥青层推荐厚度公路等级沥青层推荐厚度(㎝)公路等级沥青层推荐厚度(㎝)高速12～18三2～4一10～15四1～2,5二5～10②沥青层厚度确定 ③基层选择：a.有足够强度，水稳定性，抗冻性；b.收缩变形小，抗冲刷能力强；c.就地取材；d.确定合理配全地；e.每侧比路面宽至少25㎝。④垫层选择：a.材料宜选用粗砂、砂砾、碎石、媒渣、矿渣等。b.高速、一、二级公路排水垫层应铺至与路基同宽，三四级公路可比底基层每侧宽至少25㎝。⑤路面总厚度应满足最小总厚度的要求。 最小防冻厚度（㎝)土质粘性土、细亚砂土粉性土路基类型基、垫目类道路冻深(㎝)砂石类稳定土类工业废料类砂石类稳定土类工业废料类50～10040～4535～4030～3545～5040～4530～40100～15045～5040～4535～4050～6045～5040～45中湿150～20050～6045～5540～5060～7050～6045～50大于20060～7055～6550～5570～7560～7050～6560～10045～5540～5035～4550～6045～5540～50100～15055～6060～7055～6550～60潮湿150～20060～705S～6550～5570～8065～7060～65大干20070～8065～7555～7080～lOO70～9065～80 4.新建路面厚度设计①设计步骤a.根据设计任务书的要求，确定路面等级、面层类型、设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值；b.按路基土类和干湿类型，将路基划分为若干路段，确定各路段EO。c.根据设计弯沉值计算路面厚度；d.进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。②设计标准标准轴载BZZ-100、BZZ-60 标准轴载计算参数标准轴载BZZ-100标准轴载BZZ一100标准轴载P(kN)100单轮传压当量圆直径d(mm)21.30轮胎接地压强p(MPa)070两轮中心距(㎝)1.5d ③设计参数a.累计当量轴次Ne式中：Ne——设计年限内一个车道上的累计当量轴次；t——设计年限；N1——第一年双向平均日当量轴次；Nt——第t年双向平均日当量轴次；r——设计年限内交通量年半长率（%）η——车道系数。b.土基回弹模量EO；c.路面材料模量。 ④路面厚度计算a.容许弯沉值（设计弯沉值）式中：——容许弯沉值（0.01mm）——公路等级系数；——面层类型系数；——基层类型系数。b.容许弯拉应力式中：——容许弯拉应力值；——劈裂强度；——抗弯拉强度结构系数； c.容许剪应力式中：——容许剪应力；——抗剪裂强度；——抗剪结构强度系数；d.us/R作为控制指标确定路面厚度计算图式 式中：——路面A点实测弯沉值；——标准轴载接地压强；——标准轴载当量圆半径；——土基回弹模量；——理论弯沉系数；——弯沉综合修正系数。以≤确定厚度实际路面是一个多层体系，此时为了应用理论公式需将多层体系换算成三层体系： e.以作为控制指示确定路面厚度。计算图式式中：——最大拉应力——理论拉应力系数。使≤将多层体系换算为三层体系：将多层体系换算为三层体系： f.以——作为控制指标确定路面厚度。计算图式式中：——剪应力；——最大剪应力系数；——面层材料内摩擦角。要求；≤当有多层体系时，换算为三层体系的方法同以作为控制指标时的换算。例4-1指出如图路面结构体系中路表弯沉值最大值点位及第3层底面弯拉应力的最大值点位。并绘出各自的计算图式。 解：①当求路表弯沉值时：将多层体系换算为当量二层体系如下：=10＋14.2＋17.3＋19.9=61.4㎝双轮轮隙中心A气为弯沉最大值。 ②当求第3层底面弯拉应力时=5.9＋10.7＋16=32.6㎝=22＋19.1=41.1㎝最大值点C位于第三层底面双轮轮隙中心处。 [例4-2]确定如图结构层路表弯沉和剪应力的最大值点位，并绘出计算图式。层数模量（μPa）厚度（㎝）11000428008365015440022528 解：①当确定路表弯沉时：=8＋12.54＋15.02=38.85㎝最大点A位于双轮轮中心处。②当求最大剪应力值时：最大值D点位于车轮中心行车方向后方离车轮中心距离为0.9δ处。 二、沥青路面施工1、沥青表面处治：①层铺法，将沥青材料与矿质材料分层洒布与铺撒分层碾压成型。②拌和法；a.热拌热铺法；按热拌沥青混合料路面的规定执行。b.冷拌冷铺法：按乳化沥青碎石混合料路面的规定执行。2、沥青贯入式①撒料，撒铺应均匀，并不断检查松铺厚度和校验路拱。②碾压，先用6～8t压路机以2km/h的初碾速度压3～4遍，使集料稳定，无显著推移；碾压遍数一般为2～4遍。③浇洒第一遍沥青④撒布第一层嵌缝料⑤再碾压，立即用8～12t压路机碾压4～6遍，直到稳定；⑥浇洒第二层沥青——撒布第二层嵌缝料——碾压——3、热拌沥青混合料①混合料类型选择；②拌制及运输；③摊铺；④压实及成型。 三、沥青路面防滑1、提高沥青路面抗滑性能的措施①提高沥青混合料的抗滑性能；a.矿质骨料采用硬质粒料；b.矿料级配采用升级配；c.选用裹覆力大的较硬沥青；d.尽量减少沥青用量。②采用防滑封面结构a.在沥青混合料碾压完成后，立即铺撒硬质矿料，并压入混合料表面内；b.采用多孔沥青混合料铺成透水性面层，加速路面排水；③使用树脂系高分子材料对路面进行防滑处理，将粘结力强的人造树脂涂布在清规戒律路面上，然后铺撒硬质粒料，在树脂完全完全硬结之后，将未粘着的粒料的扫掉。2、抗滑性能指标①高速、一级公路宜在竣工后第一个夏季采用磨擦系数测定车，以（50±1）km/h的车速测定横向力系数SFC。②路面宏观构造深度TD，在峻工后第一个夏季用铺砂法或激光构造深度仪测定。③摆值Fb 3、评价路面抗滑能力指标的测定方法①铺砂法测定TDa.手工铺砂法，将细砂铺在路面上，计算嵌入凸凹不平的表面空隙中的砂的体积与覆盖面积之比。将全部砂都填入凸凹不平空隙中。b.电动铺砂法，用50ml砂，在玻璃板上铺50㎜宽时，标定厚度与长度的关系。按同法在测试路面上铺砂，测定摊铺长度。TD为：②激光构造深度仪测定TD高速脉冲半导体激光器产生红外线投射到路表面，从投射面散射光线由接受透镜聚焦到以线性分布的光敏二级管上，按收光线最多的二级管位置给出这一瞬间道路表面的距离，通过计算得出TD。 ③摆式仪测定BPN根据摆锤位能的损失等于摆锤擦过路面克服路面所做的功。④磨擦系数测定车测SFC承受恒定竖向荷载的测试轮与地面紧密接触，并与车辆前进方向成20°角，这样当车辆前进时在测试轮上产生一个横向摩阻力，由压力传感器测得，则 第三节水泥砼路面设计与施工一、水泥砼路面的类型1、普通砼（or无筋砼or素砼）是指除局部或接缝外均不配筋。2、钢筋砼是指板内配置纵、横钢筋或钢筋网。3、碾压砼是指水泥砼混合料经摊铺、碾压成型。4、钢纤维砼是指在砼中掺入钢纤维。5、连续配筋砼是指沿纵向配置连续钢筋。 二、水泥砼路面特点1、强度高；2、稳定性好；3、耐久性好；4、养护费用少，经济效益高；5、利于夜间行车；6、地水泥、水需要量大；7、接缝产生不利影响；8、开放交通迟；9、修复困难。 三、水泥砼路面常见病害1、断裂；2、碎裂；3、唧泥；4、借台；5、拱起；6、剥落；7、裂纹。 四、水泥砼路面的构造1、土基；2、垫层；3、基层；4、砼面板 五、接缝设计1、纵缝①纵向施工缝；②纵向缩缝； 2、横缝①横向缩缝； ②胀缝；（a）(b)(c) ③横向施工缝； 六、水泥砼路面设计参数1、标准轴载：B22-1002、交通分级：①特重NS＞1500②重NS=200～1500③中等NS=5～200④轻NS＜5NS——标准轴载作用次数。（次/d）3、使用年限：t=20～40年 4、累计作用次数是指设计使用年限内路面临界荷位上所受到的标准轴载累计作用次数Ne。临界荷位：①后轴一侧双轮组轮载作用于横缝边缘中部；②后轴轴载作用于板中部。5、设计强度；以28弯拉强度为标准。6、弯拉弹性模量；以实测为宜。7、基层顶面当量回弹模量Et式中：——实测弯沉值。不应低于P199表5.15规定值。 8、砼面板的最大温度梯度可按自然区划P200表5.17取用。表最大温度梯度计算值Tg公路自然区划Ⅱ、ⅤⅢⅣ、ⅥⅦTg(℃/㎝)0.83～0.880.90～0.950.86～0.980.93～0.98 七、板的平面尺寸及板厚的确定B：L=1：1.3B≤4.5mL=4～6mhnim=18m1、初估厚度按P202表取用表混凝土面板的初估厚度交通等级特重重中等轻初值厚度（hi/cm）＞2523～2521～23＜21 2、荷载应力计算式中：r——路面结构的相对刚度半径（cm）；r=50～100cm范围内的相对误差在2%以内；h——面板厚度(cm)3、温度应力计算4、板厚的确定式中：——砼设计弯拉强度 八、水泥砼路面的施工1、选择材料①水泥；②粗集料；③水；④外加剂。2、砼配合比的检验与调整①工作性；②强度；③水、水灰比、砂率。3、基层检验与整修①基层质量检验；②测量放样；4、砼面板施工①安装模板，布设钢筋；②接缝施工；③砼面板浇筑。 第四节其它路面及基（垫）层一、水泥砼桥面铺装结构1、粘结层；2、防水层；3、沥青面层。二、级配碎砾石基层1、路拌法施工工序：准备下承层→施工放样→运输和摊铺未筛分碎石→洒水使碎石湿润→运输撒布石屑→拌和并补充洒水→整形→碾压。2、厂拌法运输厂拌混合料→摊铺→整形→碾压。 三、稳定类基层1、路拌法施工工序准备下承层→施工测量→备料→摊铺→拌和→整平与碾压成型→初期养护。2、厂拌法施工调试拌和设备→摊铺→整形→碾压→养护。 第五节路面排水一、路面排水类型1、路面表面排水2、中央分隔带排水3、路面内部排水二、路表面排水1、拦水带2、路肩排水沟3、急流槽 三、中央分隔带排水1、纵向排水沟2、雨水井3、集水井4、排水渗沟5、表面封闭四、路面内部排水1、边缘排水2、基层排水3、垫层排水 第六章桥涵第一节概述第二节大中桥桥位选择第三节小桥涵勘测设计 第一节概述一.桥涵设计的基本要求桥涵是跨越各种障碍，提供通道的构造物，是公路的一个重要组成部分。设计时必须满足以下基本要求。(1)行车的要求桥涵首先要满足车辆行驶的安全、适用、舒适的求．即设计必须满足《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)等规定的桥涵净空、线形标准、设计荷载等的要求，并使桥涵结构在制造、运输、安装和使用过程中有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 (2)排水的要求桥涵的布置必须保证一定设计频率洪水流量的安全宣泄，同时应考虑农田排灌的需要。对于三、四级公路，在交通允许有限中断时，允许修建漫水桥和过水路面。(3)经济的要求桥涵设计除技术上应合理选择桥涵类型外，还应进行技术经济比较，使桥涵的总造价为最小。(4)施工上的要求桥涵结构应便于制造和架设，施工可行。(5)与路线一致的要求一般公路上的特大桥，大、中桥桥位，原则上应 服从路线走向．桥、路综合考虑，尽量选择在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段。(6)其他要求对于有通航要求或立体交叉的跨线桥，桥下净空还应保证通航或通车的净空要求。二.跨径和桥长(1)跨径桥涵跨径是指结构或构件支承间的水平距离，又分为计算跨径、标准跨径、净跨径。对设有支座的桥涵而言(如梁板桥，盖板涵)，计算跨径为相邻支座中心线间 水平距离，净跨径为设计水位处相邻两墩或台身内缘之间的水平距离；标准跨径为相邻两墩中线或墩中线与台背前缘间水平距离。对不设支座的桥涵而言(如拱桥、刚构桥、箱涵、拱涵)，计算跨径为上、下部结构相交面中心间的水平距离;内缘间的净跨径为上、下部结构相交处水平距离，标准跨径为净跨径。目前，我国公路桥涵及大小是以跨径来进行划分的,《公路工程技术标准》的有关规定见表6.1。 桥涵分类多孔跨径总长L(m)单孔跨径Lo(m)特大桥L≥500Lo≥100大桥100≤L＜50040≤Lo＜100中桥30＜L＜10020≤Lo＜40小桥8≤L≤305≤Lo＜20涵洞L＜8Lo＜5注：(1)Lo—单孔跨径．指标准跨径。(2)圃管涵及箱涵不论管径或跨径大小．孔数多少。均称为涵洞。(3)L—多孔跨径总长，仅是划分桥涵的指标。梁式桥、板式桥涵为多孔标准跨径的总长：拱式桥涵为两岸桥台内起拱线间的距离，其他形式桥为桥面系车道长度。桥梁涵洞按跨径分类表6.1 (2)桥长桥长又称为桥梁全长，有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙(侧翼或八字墙)尾端间的距离；无桥台的桥梁为桥面系行车道长度．如图6．1所示。 三.桥涵净空桥涵净空分为桥面净空和桥下净空.桥面净空为桥梁行车道，人行道上方应保持的空间界限。它与路线的等级有关，《公路工程技术标准》对各种等级的公路有具体的规定。桥梁桥面净空应与路线的建筑界限一致。桥下净空为满足桥下通航(或行车、行人)的需要和保证桥梁安全而对上部结构底缘以下规定的空间界限。根据不同结构类型的要求，《公路桥涵设计通用规范》规定非通航河流桥梁下净空和涵洞净空参照《公路桥位 勘测设计规范》(JTJ062～91)规定对有淤积的河床．应适当增加桥下净空的高度。跨线桥桥下净空要符合路线建筑界限的规定。农村道路从公路下面穿过时，其净空高度可根据当地通行的车辆和交叉情况而定。一般净高≥2．5m，净宽≥3.5m。四.桥涵设计流量和设计洪水频率桥涵及其附属工程的基本尺寸，都取决于设计流量的大小．设计流量过大将造成经济上的浪费.过小则带来安全隐患。适当地确定设计流量，就需要有一个 标准。目前我国桥涵结构都采用洪水频率作为设计标准，称为设计洪水频率。与设计洪水频率相对应的洪水流量，称为设计流量。同样．对应的洪峰流速、水位．称为设计流速、设计水位。《公路工程技术标准》对永久性桥涵设计洪水频率的规定见表6.5。桥涵设计洪水频率表6．5构造物名称公路等级高速公路厦一级公路二三四特大桥1／3001／1001／1001／100大、中桥l／100l／1001／1001／50小桥l／1001／501／251／25涵洞及小型排水构造物1／1001／501／25不作规定 五.桥下冲刷桥下冲刷是确定墩台基础埋置深度的重要因素。由于桥梁墩台压缩水流，导致桥下流速增大而引起桥下河床断面冲刷，这种冲刷称为桥下一般冲刷。一般冲刷的深度达到最大。此时桥下的垂线水深，称为一般冲刷深度。由于桥墩(台)的阻碍，水流在桥墩周围以强烈的涡流形式冲刷河床面泥沙。在墩(台)前产生冲刷坑。这种冲刷称桥墩(台)局部冲刷。随着冲刷坑的不断加深和扩大，坑底流速逐渐降低，水流夹沙能力减弱，进出坑中的泥沙趋向平衡，同时，冲刷坑底的泥沙逐渐 粗化，抗冲能力增加，使水流的冲刷作用与河床的抗冲作用也趋向平衡，冲刷趋于停止，局部冲刷坑达到最深。冲刷坑外缘与桥墩坑底的最大高差，为墩台局部冲刷深度。 第二节大中桥桥位选择一.桥位勘测的基本内容桥位设计直接关系到路基、桥梁的稳定，工程造价,施工与养护等。在进行桥位设计以前。必须对桥位地区地形、地质、水文以及经济情况等进行详细调查与测量,这项工作总称为桥位勘测，它包括下列主要内容。(1)桥位选择主要是合理选定桥梁跨河的位置。(2)桥位测量 测绘桥位处平面图，桥址地形图和桥址纵断面图。(3)水文调查与勘测通过水文站观测资料的搜集分析，形态调查，水文气象观测等，了解河流的水文和气象情况，为桥位设计提供必须的设计水位、设计流速、冲刷深度、风速、气温等水文和气象资料。(4)工程地质勘察查明桥位区域的地层岩性，地质构造，不良地质现象以及水文地质等工程地质条件，探明桥梁墩台地基覆盖层及基岩风化程度和风化层厚度及构造破碎程度，岩土的物理力学特性，地基承载力等。编写工程地质报告,阐明桥位区域的工程地质条件， 作出评价，提出建议。并绘制地质平面图。地质纵断面图，钻孔地质柱状图等。(5)其他工作除以上工作外，还应听取当地各部门对建桥的意见，并根据建桥目的和使用要求，同有关部门取得必要的协议。搜集有关编制施工方案及设计概(预)算所需要的资料。二.桥位选择(1)一般要求①一般应服从路线的总方向，并满足桥头接线的要求。特殊情况时，经过论证。也可以因桥位的要求而改变。 ②应从政治、国防和国民经济发展的要求出发，并考虑铁路、水利、航运和市政等方面的规划，尽可能相互协调配合。③要照顾群众利益，少占良田，避免拆迁有价值的建筑物。④要考虑施工场地，材料运输，设置便桥等要求。⑤桥轴线一般应为直线，否则宜采用较大的平曲线半径和较小的纵坡。(2)水文和地形方面要求①尽可能选在河道顺直、水流稳定、滩地较窄、河槽较宽较深且能通过大部分设计流量的河段上。 ②应避免在河汊、岛屿、沙洲、故河道、急湾、石梁、江河口以及容易形成流冰、流木阻塞的河段。③桥轴线应尽量与洪水主流流向正交，宜设在河滩与河槽流向一致的河段上。④与河岸斜交的桥位，应避免在引道上游形成水袋与回流区。⑤应考虑到河床在桥梁使用期限内可能发生的变形。此外，还要结合多类河段的特点，分别考虑下列要求：①峡谷性河段，一般宜采用单孔跨越。应尽量避免采用最小平曲线半径和最大纵坡。若不宜采用单孔跨越，可选在河谷 比较宽阔、水深较浅、流速较缓的河段，采甩多孔跨越，但应进行方案比较。②次稳定性河段，在弯曲河段上一般应选在主槽流向与河流总趋势一致的较长河段上。若河湾已发展到直逼河谷的基本岸边，则宜选在河湾顶部中间部位,不宜选在两湾之间的直线河段上。③变迁性河段，宜选在两岸与河槽稳定的束窄河段，若必须跨越扩散段时，也应选在河槽摆动范围较小的河段。④游荡性河段，应选在河岸有比较固定依托的较长束窄段上。桥轴线宜与河岸正交。 ⑤宽滩性河段，宜选在河滩地势较高，河槽居中、稳定和滩槽流量比较小的河段上。当滩、槽流量比大于2，河槽平均流速小于2m／s，滩内汊流距主槽较远时，宜选在河滩地形变化有利于分流的河段，并采用一河多桥方案。⑥冲积漫流性河段，宜选在冲击扇顶部或沉积区的下游。当必须跨越冲积扇时，桥轴线宜与洪水总趋势正交。若采用一河多桥方案，宜顺应等高线布设。(3)地质方面的要求①应尽可能选在河床有岩层或土质坚实，覆盖层较浅的地段，避免选在岩层有断层，滑坡，溶洞，石 膏，侵蚀性盐类以及其他地质不良地段。②地震区的桥位选择应按交通部颁发的《公路工程抗震设计规范》有关规定执行。(4)航运方面的要求①应选在远离浅滩急湾的顺直河段上，其顺直长度,在桥轴线的上游不宜小于最长拖船队或木排长度的3倍，顶推船队长度的4倍；在桥轴线的下游，则不宜小于最长拖船队或木排长度的1.5倍，顶推船队长度的2倍。②一般应选在航道稳定。具有足够水深的河段上；如不稳定，航道孔布置应留有余地。③桥轴线应与航迹线垂直。如斜交时，桥轴的法线 与航迹线的交角不宜大于5。否则应增大通航孔跨径。④在流放木排的河段上，宣选在码头，贮木场或木材编排场的上游。(5)其他方面的要求①在城镇附近的桥位，既要考虑城镇规划的要求，又要尽量避免通过市区；并应与治河、防洪、环境保护等规划相配合。②在旧桥附近的桥位，一般宜选在旧桥的下游。在实际工作中，往往不能选择一个桥位同时都满足上述各方面的要求；一般是选择几个桥位，通过分析比较后，选出一个较好的桥位，作为推荐方案。 三桥孔布置一般跨河桥，总跨径可参照水文计算来确定。当总跨径确定后，就要进行桥孔布置。各孔的跨径应当多大,这不仅影响到使用效果、施工难易等，并且在很大程度上关系到桥梁的总造价。跨径加大，上部结构的造价升高，下部结构的造价下降；反之，上部结构造价下降，下部结构造价升高。最经济的分孔是使上、下部结构造价相等并使总造价趋于最低。桥孔布置应与天然河流断面流量分配相适应。在滩槽稳定河段上，其左右河滩桥孔长度之比应近似等于左右河滩流量之比；在滩槽不稳定河段或桥址位于河弯段时，桥孔布置应考虑河床变形和流量不均匀分布的影响。 在山区的深谷上，或在水深流急的江河中，修建桥墩不利或困难，通常宜单孔跨越。有时为了避开不利的地质段，需要改变桥基位置，常将跨径加大或缩小。对于某些体系的多跨桥梁，为了使结构受力合理，各跨径之间应有适当的比例。如三跨连续梁，边跨与中跨之比约为0.8:1.0。桥孔布置还与施工能力有关，有时选用较大跨径经济上合理，但由于施工能力的限制只能采用较小跨径。总之，大中桥梁的桥孔布置是最基本、最复杂的问题，必须根据使用任务，桥位处的地形、地质、水文等具体情况，结合施工技术，经过技术经济等方面的比较,才能定出比较完美的方案。 四.桥孔长度桥孔长度是指设计水位处两桥台前缘之间(埋入式桥台则为两桥台护坡面之间)的水面宽度。扣除全部桥墩宽度后，称为桥梁孔径或桥孔净长。桥孔长度的确定，首先要确定桥孔净长，影响桥孔净长的因素较多，目前这些影响因素，还不能用一个比较完善的计算公式来表达。对峡谷性河段．可按地形布孔，不作桥孔长度计算，对其他河段，《公路桥位勘测设计规范》制定出各种桥孔净长计算经验公式，根据经验公式计算结果．再结合桥位地形、断面形态、河床地质、桥前壅水、冲刷深度、桥头引道、填土高度综合考虑分析确定桥孔长度。 第三节小桥涵勘测设计一、小桥涵勘测设计内容小桥涵在道路工程中占有重要地位．它具有跨越沟渠、道路排水、农田排灌、居民通行的功能，分布在公路的全线，工程量大，平原区每公里1～3道，山区3～5道，所占总造价约达20％，小桥涵勘测设计是公路勘测设计的重要组成部分。小桥涵勘测设计主要内容为：(1)小桥涵位置选择。(2)小桥涵类型选择。(3)桥涵测量与调查：包括水文勘测及调查．桥涵位置的地形及断面等测量，地质及其他调查等。为小 桥涵内业设计搜集资料。(4)设计流量计算，即水文计算。(5)孔径确定：根据设计流量，通过水力计算，结合小桥涵所在河沟的具体条件，确定涵洞及小桥的孔径尺寸。(6)小桥涵布置：绘出反映小桥涵及进出口附属工程细部构造布置图。(7)工程数量计算。二、小桥涵位置选择和测量 小桥涵位置选择主要包括两方面的内容，一是确定在路线的哪些位置需设小桥涵。二是当位置确定后，具体定出小桥涵的中心桩号、轴线方向以及在路线上的轴线位置。(1)位置选定一般情况下，应在下列位置考虑设置小桥涵。①一沟一桥(涵)凡路线与一条有明显沟形的干沟、小溪、河流相交，当上游汇水面积大于0．1km2时，原则上应设一座小桥涵。②农田灌溉涵洞路线经过农作物区，当跨越稻田、水渠，为了不致因修路阻水而影响自流灌溉或淹没庄稼时，必须设置满足排水的涵洞。 ③路基边沟排水涵洞山区公路的傍山线，为排出路基内侧边沟的流水，通常每隔200～400m应设置一道涵洞。④路线交叉时设涵当路线与铁路、公路或大车道、机耕道平面交叉时，为了不使边沟排水受阻，同时不致冲坏相交路线的路基，一般应设排水涵洞。⑤其他设涵情况在平原区，路线通过较长的低洼地带，为保证路基稳定，避免排水不畅及长期积水情．在地面具有天然纵坡的地方应设置多道涵洞。(2)小桥定位主要根据地形、水文、地质等综合选定。应考虑以下条件： ①桥梁纵轴线应尽可能与洪水主流方向垂直。如不能正交时，应使墩台轴线与水流方向平行，如图6.2。②桥位最好选在河流顺直、水流平稳地段。当路线选在河湾时，最好把桥位选择在河湾的上游。③桥位应选择在河床地质良好的地段。④桥位应在有利与路线平顺衔接的地段。⑤跨越溪沟时．桥位应在大河倒灌水位线范围以外，如图6.3。 (3)涵洞定位①顺沟设涵山区河沟坡陡流急，应顺沟设涵，如图6.4。②改沟设涵在平原区当河流弯曲时可改沟设涵，如图6.5。在山区坡陡水急，一般不宜改沟设涵强求正交，涵位布置应尽量符合水流方向，只有当河沟比较浅，沟底纵坡平缓、水流较小时才可考虑改沟设涵。改沟时要注意做引水及防护工程，并注意对下游农田的影响。 ③涵位与路基排水密切配合结合路线平、纵面设计，选择以下位置设置：路线上、下坡变坡处，如图6．6纵坡陡缓变坡处，如图6.7。当路线由大于5％的纵坡变换至小于3％的纵坡时。边沟水流由急变缓，易产生冲刷，应考虑设涵。 ④陡坡急弯处，当路线的偏角较大(大于90。)，平曲线半径较小，路线入弯道前的纵坡又为大于4％的陡坡时，边沟急流直接顶冲路基内侧，在暴雨期甚至水流溢出边沟漫过路基。在弯道起(止)点附近应设边沟排水涵，如图6.8。⑤在路基挖方边坡上。设有截水沟的挖方地段，截水沟出口处应设排水涵，如图6.9。 三.小桥涵类型选择小桥和涵洞的使用，主要根据设计流量、路堤高度、沟谷的深浅及河床纵坡、地基情况以及建筑材料等确定.一般在宣泄能力容许范围内，设计流量较小时，跨越常年水流或季节性水流漂浮物少，不受路堤高度限制时采用涵洞比采用小桥经济。当设计流量较大，河道漂浮物多或有泥石流或冲积堆，两岸为陡峭的深沟并填土过高时宜考虑采用小桥。(1)石拱桥(涵)(2)石盖板涵(3)钢筋混凝土盖析涵和钢筋混凝土箱涵 (4)钢筋混凝土圆管涵(5)钢筋混凝土板桥(6)钢筋混凝土拱桥(7)各类桥涵单孔与双孔的选择一般情况下，宜采用单孔。因为在相同的宣泄条件下。单孔比双孔要经济。双孔小桥涵通常是在建筑高度受限无法采用单孔，或因修建单孔跨径过大而不经济且河床中有良好的修建涵墩的地基条件时才采用。四小桥涵布置(1)一般要求小桥应按每座桥绘出正式的设计图。包括立面(或 纵剖面)、平面、横断面以及其他有关剖面及细部大样图a标注各部分尺寸、所用材料、标高及桥起讫点的里程。除此之外，图中还应绘出河床地面线、地质剖面线以及各种水位的标高，并附上文字说明及工程数量表。文字说明主要说明设计依据、设计技术要点、对地基的要求、施工事项及注意问题等。涵洞结构虽小，但数量多，设计工作量较大．所以在公路设计中一般只要求对每个涵洞绘一纵立面图；对于斜涵还要求绘出平面图。涵洞图中应示出设涵处原地面线、路基及边坡线以及涵洞纵向布置并注明各部分尺寸和标高以及地质土壤情况。每张图上可绘多个涵洞，按桩号排列，并附文字说明及工程. 五、小桥涵孔径确定孔径计算的任务是：在足以宣泄设计洪水流量并保证桥涵前壅水不致过高，桥涵下流速不致冲刷河床或结构物的条件下，通过水力计算确定合理经济的桥涵孔径尺寸。在孔径计算中，小桥涵与大中桥有着不同的特点。大中桥允许河床发生一定的冲刷，一般采用天然河槽平均流速作为设计流速。小桥涵一般不允许桥下和涵内的河底发生冲刷，但允许有较大的雍水高度，通常都采用人工加固河床的方法，来提高河床的容许(不冲刷)流速，以达到适当缩减孔径的目的。 六、小桥涵构造(1)小桥小桥构造基本上与大中桥相同，主要由上部结构，下部结构，附属结构组成，见图6.1。①上部结构，包括承重结构和桥面系。它的作用是承受车辆荷载，并通过支座传给墩台。②下部结构，包括桥墩、台和基础，是支承上部结构的建筑物。墩台的作用是支承上部结构，并将结构重量和车辆荷载传给基础；桥台还与路堤衔接，并抵御路堤的土压力。③附属结构，包括桥头路堤锥形护坡，护岸等。它的作用是防止路填土不致向河中坍塌，并抵御水流的冲刷。 (2)涵洞①涵洞组成涵洞是路基下一个横向过水构造物，由洞身和洞口组成。见图6.13 洞身一般由承重结构物(拱圈、盖板等)、涵台、基础、伸缩缝、防水层等构成。洞身的作用一是保证水流通过,二是直接承受荷载和填土压力，并传给地基。涵洞洞底应有适当的纵坡，以利排水，最小坡度为O.4％。洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物，洞口的作用一是使涵洞与河道顺接，水流进出顺畅，二是保证路基边坡稳定，不受水流冲刷。上游洞口称进水口，另一侧贝4称出水口.②洞身构造a．圆管涵由管身、基础、接缝组成。 加钢筋称钢筋混凝土圆管涵，不加钢筋称素混疑土圆管涵。b.盖板涵由盖板、涵台、基础、洞身铺砌、沉降缝组成。盖板：石料或标号40号以上的钢筋混凝土。盖板是涵洞的承重结构部分。沉降缝：分段设置沉降缝，间距3～6m，以防止不均匀沉降，沉降缝用填充料填筑。沉降缝应贯穿整个断面，缝宽2～3cm。置于均匀岩石地基上的涵洞，可不设沉降缝。c.拱涵由拱圈、护拱、拱上侧墙、涵台、基础；铺底、沉降缝、排水设施组成。 拱圈：为承重结构部分，一般采用石料、混凝土、砖等材料。矢跨比一般为1／2、1／3、1／4。护拱：主要作用是保护拱圈，防止活载冲击。护拱一般为矢高的一半。排水设施及沉降缝：设于拱背或台背，作用是排除路基渗水,使拱圈免受浸水的侵蚀。沉降缝设置方法同盖板涵。③洞口构造a．八字墙洞口正八字墙洞口：常用于河沟平坦顺直，无明显河槽，且沟底与涵底高差变化不大的地段，为 缩短翼墙长度，可将翼墙末端做成矮墙的潜入式八字墙，构造如图6.15。斜八字墙洞口：当涵洞与路线斜交时，宜采用斜交八字墙洞口形式。可有两种做法：一种是斜做洞口，帽石方向与路线方向平行；另一种是正做洞口，帽石方向与涵洞轴线方向垂直．b．端墙式洞口在涵台两端，修一垂直于台身，并与台身同高的矮墙叫端墙(一字墙)。端墙外侧用砌Z锥坡、砌石护坡、挡土墙等与沟槽和路基相连接。c．跌水井洞口由边沟与一字墙跌水井洞口组成，见图6.16。 c．跌水井洞口由边沟与一字墙跌水井洞口组成，见图6.16。d．平头式洞口常用于钢筋混凝土管涵，见图6.17。e．走廊式洞口由两个前后高度相等的平行墙构成,见图6．18。