高速公路毕业设计

'湖南科技大学本科生毕业设计（论文）摘要本设计为桂林至柳城高速公路K0+000至K1+686.75段的初步设计。主要内容包括：平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、挡土墙设计、公路排水及防护工程、路面结构设计。在设计过程中参阅了相关文献资料，并严格按照规范标准设计。线形设计部分，充分考虑了地形地质、安全、环保、土地利用、施工条件及经济等因素；纵断面设计根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线；在横断面设计部分综合考虑公路等级、行车要求、自然地质条件、施工方法，兼顾当地农田建设，保证路基的稳定和排水，来作出正确的设计。在路基设计部分选择合理的路堤填料与压实标准；在挡土墙设计部分，采用了重力式挡土墙，倾斜基底，充分考虑了挡土墙的经济性和安全性；在公路排水及防护工程部分充分考虑到当地地质状况，以及美化环境、改善景观和舒缓驾驶人员视觉疲劳等因素，对该路段部分边坡采用草皮护坡以及窗式护面墙等进行防护；在路面结构设计部分，根据设计要求和实地情况选用了沥青混凝土路面。关键词：平纵横设计；路基设计；挡土墙设计；路面设计 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）ABSTRACTThisdesignstudiesthehighwayfromGuilintoLiuchengwhichcoversK0+000~K1+686.75,including:graphicdesign,alignmentdesign,cross-sectionaldesign,roadbeddesign,retainingwalldesign,roaddrainageaswellasprotectiveengineeringandpavementstructuredesign.Thedesignisinstrictaccordancewiththecodestandardandconsultsrelatedreferences.Thefactorsoftopography,geology,safety,environmentalprotection,landuse,constructionconditionandeconomicsweretakenintoconsiderationinlineardesin;inthelignmentdesign,accordingtotheroadgrade,naturalconditionsandcontrolelevationofstructure,thedesigndeterminestheappropriateelevation,thelongitudinalslopeandslopelengthofeachslopesection,anddesignsverticalcurve;inthepartofcross-sectionaldesign,thedesignconsidershighwaygrade,drivingrequirements,naturalgeologicalcondition,theconstructionmethod,andlocalfarmlandconstructioninordertoguaranteethestabilityofroadbedanddrainage.Intheroadbeddesignpartweshouldselectreasonableembankmentpackingandcompactedstandards;inthepartofretainingwalldesign,thedesignerusesagravityretainingwallandslopingbaseandtheeconomyandsafetyofretainingwallaretakeninaccount;inthedesignofhighwaydrainageandprotectiveengineering,inviewofthefactorsoflocalgeologycondition,landscaping,landscapeimprovementandrelievingofvisualfatigueofdrivers,thedesignusesgrasssodaswellasfacingwallofwindow-typetoprotectpartofthesideslope;inthepartofpavementstructuredesign,accordingtothedesignrequirementsandlocalconditions,thedesignselectsbituminousconcretepavement.Keywords:flatfreelydesign;subgradedesign;retainingwalldesign;pavementdesign 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）目录第一章前言-1-第二章路线设计-2-2.1线形设计一般原则-2-2.2平面线形要素及组合类型-2-2.3平面设计方法-3-2.4平曲线设计-4-2.4.1平曲线要素计算-5-2.4.2逐桩坐标计算-6-2.5纵断面设计-6-2.5.1纵坡-6-2.5.2纵坡设计的一般要求-7-2.5.3纵坡设计的步骤-7-2.5.4竖曲线-8-2.5.5平、纵线形组合设计-9-2.6横断面设计-9-2.6.1横断面组成-9-2.6.2行车道宽度-10-2.6.3路肩-10-2.6.4路拱-10-2.6.5边沟-11-2.6.6边坡-11-2.6.7超高-11-2.6.8行车视距的验算-13-2.6.9填挖方计算-15-第三章路基路面设计-20-3.1概述-20-3.1.1路基路面工程特点-20-3.1.2路基路面应具备的性能-20-3.2一般路基设计-21-3.2.1路基的类型和构造-21-3.2.2设计依据-21- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）3.2.3路基填土与压实-22-3.3路基稳定性分析-22-3.3.1路堑边坡稳定性验算-23-3.3.2路堤边坡稳定性验算-23-3.4路基防护与加固-24-3.4.1路基防护工程-24-3.4.2路基加固工程-25-3.4.3挡土墙设计计算-27-3.4.4挡土墙附属设施设计-34-第四章排水设计-35-4.1概述-35-4.1.1公路排水设计的内容-35-4.1.2设计依据-35-4.1.3公路排水设计一般原则-35-4.2路基排水-36-4.2.1地表排水设备-36-4.2.2边沟设计-36-4.2.3截水沟设计-37-4.2.4排水沟构造设计-38-第五章涵洞设计-40-5.1概述-40-5.1.1涵洞分类-40-5.1.2涵洞选用原则-40-5.2涵洞拟定与设计-40-5.2.1圆管涵设计-40-第六章路面设计-45-6.1计算累计标准轴次-45-6.2拟定路面结构组合方案-48-6.3路面结构层各个材料理论值-49-6.4路面结构层厚度确定-50-第七章结论-52-参考文献-53- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）致谢-54-附录A-55-附录B-62- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第一章前言毕业设计是学生对大学四年所学专业知识及相关学科知识经行综合运用，是对学生动手能力和操作能力的重要检验手段。它能将专业基础知识、办公软件和相关学科综合起来以实践化，同时增强自己对电脑的动手能力及对专业转件的熟悉和学习等。本设计为广西省桂林至柳城高速公路K0+000～K1+686.75段的初步设计，要求在近三个月的时间里完成毕业论文，包括设计说明书和路线平面图、路线纵断面图、路线横断面图、路面结构图、路堤挡土墙设计图、坡面防护一般设计图、涵洞构造图以及《路基设计表》、《路基土石计算表》、《直线、曲线及转角表》、《纵坡、竖曲线表》等图纸、表格及相关内容。在本设计过程中部分设计资料不足，本人参考了交通部有关设计技术规范、相关专业书籍、不断向老师和同学请教和讨论，争取做到规范、合理。其论文共分八章进行阐述，并配有相关的插图和表格。由于理论知识和实践经验有限，尽管在设计中借助了一些文献及参考资料，在设计中仍存有许多不足的地方，敬请各位老师和同学们多多指正，本人将非常感谢！-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第二章路线设计2.1线形设计一般原则(1)平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。(2)保持平面线形的均衡与连贯①长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。②高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。(3)平曲线应有足够的长度汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定：①汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难一般按6s的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为60km/h时，平曲线一般值取200m，最小值取125m。②小偏角的平曲线长度当路线转角α≤7°时称为小偏角。设计计算时，当转角等于7°时，平曲线按6s行程考虑；当转角小于7°时，曲线长度与α成反比增加；当转角小于2°时，按α＝2°计。2.2平面线形要素及组合类型平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线，这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式。就公路平面线形设计而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和复合型六种。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）直线以最短的距离连接两目的地，具有路线短捷、缩短里程和行车方向明确的特点。视距良好，易于排水。但从行车的安全和线形的美观来看，过长的直线，线形呆板，行车单调，容易使驾驶员产生疲劳感，也容易发生超车和超速行驶。采用直线线形时应该特别注意直线同地形的关系，在运用直线线形并决定其长度时，必须采取严谨的态度，不宜采用过长的直线。在我国，根据经验，直线的最大长度，在城镇及其附近或其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的。但是直线的距离也不能过短，特别是同向曲线和反向曲线之间不能设置过短的直线。同向曲线是指两个转向相同的圆曲线之间用直线或缓和曲线或径相连接而成的平面线形。其中间直线长度就是指前一曲线的终点至后一曲线的起点之间的长度。当此直线的长度很短的时候，在视觉上容易形成直线与两端曲线构成反弯的错觉，使整个线形缺乏连续性，形成所谓的“断背曲线”。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定，当计算行车速度≥60km/h时，同向曲线间直线最短长度以不小于设计行车速度的6倍（以m计）为宜；反向曲线是指两个转向相反的圆曲线之间用直线或缓和曲线或径相连接而成的平面线形。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定，当计算行车速度≥60km/h时，反向曲线间直线最短长度以不小于设计行车速度（以m计）的2倍为宜；当曲线两端设有缓和曲线时，也可以直接相连，构成S形曲线。圆曲线半径是圆曲线的主要技术指标。汽车在圆曲线上行驶时，半径越小离心力越大，驾驶员操作困难，对行车不利。所以在选择圆曲线半径时应尽可能选择较大的值。圆曲线半径有最大半径和最小半径的要求《公路路线设计规范》（JTGD20—2006），规定最大半径不超过10000m。最小半径只有在地形困难时才采用，根据行车速度的不同而不同。本次毕业设计道路为高速公路某段，设计速度100km/h,《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定规定其极限最小半径为400m，一般最小半径为700m。2.3平面设计方法(1)平面设计的重点公路平面设计的重点是选线和定线，在满足技术标准的前提下，路线距离短，挖方量少，土石方平衡时公路平面的主要内容。(2)平面设计的具体步骤和要求资料收集现场踏勘选线与定线校核与审核-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）2.4平曲线设计表2.1本路段主要技术指标表序号指标名称规范值序号指标名称规范值1公路等级六车道高速公路8停车视距(m)1602路基宽度(m)33.59凸形竖曲线一般最小半径(m)100003设计行车速度(km/h)10010凹形竖曲线一般最小半径(m)45004平曲线极限最小半径(m)40011最短坡长(m)2505平曲线一般最小半径(m)70012设计洪水频率1/100;6不设超高最小平曲线半径(m)400013汽车荷载等级公路－I级7最大纵坡(％)4根据指导老师给的地形图，由于本身地形图存在限制，最大化选线，总长1686.75m。总共有2个交点。图2-1平面线形图-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）2.4.1平曲线要素计算内移值：(2.1)切线增长值：(2.2)缓和曲线角：(2.3)切线长：(2.4)平曲线长：(2.5)外距：(2.6)切曲差：(2.7)式中：α—转角(度)—缓和曲线长(m)—圆曲线半径(m)图2-2基本型曲线计算图示-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）2.4.2逐桩坐标计算图2-3中桩坐标计算示意图放线时一般是根据导线点坐标用全站仪或者CPS测量路线交点坐标，计算交点转角和方位角，交点间距；再根据计算的结果、选定的圆曲线半径和缓和曲线长度，计算中线上各桩坐标。2.5纵断面设计2.5.1纵坡(1)最大纵坡：是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。各级公路最大纵坡见下表2.2。表2.2各级公路最大纵坡设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%）3456789(2)理想最大纵坡：是指设计车型在油门全开的情况下，持续以希望速度等速行驶所能克服的坡度。(3)不限长度最大纵坡：是指设计车型在油门全开的情况下，持续以容许速度等速行驶所能克服的坡度。容许速度一般为设计速度的1/2～2/3（高速路取低限，低速路取高限）。(4)最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。最小纵坡值：0.3%，一般情况下0.5%为宜。(5)最小坡长限制：最小坡长规定汽车以设计速度的9～15S的行程为宜。60km/h的公路，最小坡长一般值为200m，最小坡长最小值为150m。(6)最大坡长限制：指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。各纵坡坡长限制见下表2.3。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）表2.3设计速度100km/h时纵坡长度限制表纵坡坡度（%）坡长（m）31000480056002.5.2纵坡设计的一般要求(1)纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）的各项规定。(2)为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值。合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。(3)纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。(4)一般情况下山岭重丘区纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。(5)对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些。(6)在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。2.5.3纵坡设计的步骤(1)准备工作：在坐标纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。如果给定地形图，则不用。(2)标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，平面交叉和立体交叉点，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。(3)试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。(4)调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。(5)核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）(6)定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。变坡点一般要调整到10m的整桩号上。(7)《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）规定，连续上坡(或下坡)时，应在不大于规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3％，其长度应符合纵坡长度的规定。若地形限制不严，当设计速度≥60km/h时缓和路段宜小于2%，其长度为设置竖曲线后的直线段的长度。2.5.4竖曲线图2-4竖曲线要素示意图竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围二者几乎没有差别。竖曲线要素计算：如图2-4所示，i1和i2分别为两相邻两纵坡坡度，ω=i2-i1，ω为“+”时，表示凹形竖曲线；ω为“-”时，表示凸形竖曲线。竖曲线长度L或竖曲线半径R：(2.8)竖曲线切线长T：(2.9)竖曲线任意一点竖距h：(2.10)竖曲线外距E：(2.11)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）以变坡点1为例计算如下：K0+347.676，高程37.221m，i1=-3.25%，i2=2.079%,ω=i2-i1=2.079+3.25%=5.347%，为凹形。取竖曲线半径R=3000m。曲线长:L=3000*5.347%=160.41m切线长:T=160.41/2=80.205m外距:E=80.205*（5.347%）/4=1.1m计算设计高程竖曲线起点桩号=K0+347.676-80.205=K0+267.471竖曲线起点高程=37.221+T×3.25%=39.83m2.5.5平、纵线形组合设计(1)平纵线形组合原则:①应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。②注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调。③选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。④应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。(2)平纵线形组合的基本要求:①平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线②平曲线与竖曲线大小应保持均衡(3)平纵线形设计中应避免的组合：①避免竖曲线的顶低部插入小半径的平曲线。②避免将小半径的平曲线起、讫点设在或接近竖曲线的顶部底部。③避免使竖曲线顶部底部与反向平曲线的拐点重合。④避免小半径的竖曲线与缓和曲线重合。⑤避免在长直线上设置陡坡或长度短、半径小的竖曲线。⑥避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视线中断的线形。2.6横断面设计2.6.1横断面组成(1)行车道：公路上供各种车辆行驶车道，有快、慢车道。(2)路肩：位于行车道外缘，具有一定宽度的带状结构部分。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）(3)中间带：高速公路及一级路中用于分隔对向车辆的组成部分。2.6.2行车道宽度行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车道和慢车道，在一般公路和城市道路上还有非机动车道。行车道的宽度要根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定。行车道宽度应该满足车辆行驶的需要，双车道公路应满足错车、超车行驶所必须的余宽，四车道公路应满足车辆并列行驶所需的宽度，高速公路、一级公路有四条以上车道，一般设置中央分隔带，分隔带两侧的行车只有同向行驶的汽车。根据《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）6.2规定如下表：表2.4高速公路行车道宽度公路等级高速公路设计速度（km/h）12010080车道数86486464路基宽度（m）一般值42.0034.5028.0041.0033.5026.0032.0024.50最小值40.0025.0038.5023.5021.50本道路为高速公路根据设计车道数（6）和设计速度（100km/h），行车道宽度采用3×4.0m。2.6.3路肩行车道外缘至路基边缘之间的带状部分成为路肩。其作用在于：①保护支撑路面结构。②供临时停车之用。③作为侧向余宽一部分，增加驾驶的安全和舒适感。这对保证设计车速是必要的。尤其在挖方路段，还可以增加弯道视距，减少行车事故。④提供道路养护作业、埋设地下管线的场地⑤对未设人行道的道路，可供行人及非机动车使用。本公路属于高速公路硬路肩取3m、土路肩取0.75m。2.6.4路拱为了迅速排除路面上的雨水，采用中间高两边低的直线型路拱。其倾斜的大小用百分率表示。路拱横坡的形式有抛物线形、直线形、直线接抛物线形、折线形等。沥青混凝土路面及硬路肩路拱横坡为2%，土路肩路拱横坡为3%。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）2.6.5边沟边沟是路基两侧布置的纵向排水沟。设置于挖方和低填路段，路面和边坡水汇集到边沟后，通过跌水井或急流槽引到桥涵进出口处或通过排水沟引到路堤坡脚以外，排出路基。设计路线的边沟的断面形式依据《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）采用矩形和梯形两种形式。边沟底宽与深度都为0.6m。2.6.6边坡路基边坡坡度对路基稳定十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。路基边坡坡度的大小，取决去边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡高度。拟建公路地处地势崎岖的山岭地区，边坡较为稳定，只设置一级边破，路堤边坡采用1：1.5，路堑边坡采用1：0.5.2.6.7超高(1)为了抵消曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的超高形式。合理的超高限制，可全部和部分抵消离心力，提高汽车在平曲线上行驶的稳定性和舒适性。(2)当设计时速100Km/h，路线设计中平曲线的半径R<4000m（即不设超高最小半径）时，必须设置超高段。设计中JD1、JD2处半径均小于4000m，所以均要设置超高。超高值计算公式如下：(2.12)其中：R——圆曲线半径µ——横向力系数v——汽车行驶速度具体超高值见超高加宽表。(3)超高过渡方式分有中间带和无中间带两种有中间带道路的超高过渡：绕中间带的中心线旋转、绕中央分隔带边缘旋转、绕各自车道中线旋转。无中间带的超高过渡：绕车道内侧边缘旋转、绕路中线旋转、绕车道外侧边缘旋转。本道路为高速公路，设置1m中央分隔带，采用绕中间带边线旋转的超高过渡方式。(4)超高缓和段-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）由直线段的双向横坡断面渐变到圆曲线段全超高的单向横坡断面，其间必设超高缓和段,公路超高缓和段长度按下式计算：(2.13)式中：Lc—超高缓和段长度(m)；Bˊ—旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度。本设计中取7.5m；△i—超高坡度与路拱坡度代数差(%)；p—超高渐变率，采用1/175；超高缓和段长度确定主要从两个方面来考虑：一是从行车舒适性来考虑，缓和段长度越长越好；二是从横向排水来考虑，缓和段长度短些好。确定缓和段长度Lc时应考虑一下几点：①一般情况下，取Lc=Ls(缓和曲线长度），即超高过渡段在缓和曲线全长范围内进行。②若Ls＜Lc，应修改平面线性，使Ls≥Lc。当平面线性无法修改时，可将超高过渡段起点前移，超高过渡段起点可以设置在缓和曲线前的直线段处。③若Ls＞Lc，但只要横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时，超高渐变率P≥1/330,仍取Lc=Ls。表2.5绕中央分隔带边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式x距离处行车道横坡值备注外侧C计算结果为与设计高之差D0设计高程为中央分隔带外侧边缘D点的高程内侧C0加宽值按加宽计算公式计算D-当时。为圆曲线上的超高值(5)超高计算示例以正线JD1为例进行计算。R=1500m，Ls=90m,ZH=K0+103.351,路拱坡度2%，土路肩横坡3%。(D道路中线，C右侧路缘带外缘，B硬路肩外缘，A土路肩外缘）①计算超高值-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）①确定超高缓和段长度缓和曲线Ls=90m＞Lc=49.875m。取Lc=90m时，横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时的超高渐变率：所以超高过渡段长度取90m.②过渡段上取桩号K0+550，直缓点K0+523.148，缓圆点K0+613.148作为计算示例：过渡段加宽值：外侧：外侧抬高：内侧：内侧抬高：2.6.8行车视距的验算行车视距定义：汽车在行驶中，当发现障碍物后，能及时采取措施，防止发生交通事故所需要的必须的最小距离。高速公路采用停车视距，停车视距可分为反应距离、制动距离、安全距离三部分。时速100km/h的停车视距为160米。视距计算中需确定目高和物高。目高（视线高）：是指驾驶人员眼睛距地面的高度，规定以车体较低的小客车为标准，采用1.2m。物高：路面上障碍物的高度，0.10m。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）对纵断面的凸形竖曲线，在规定竖曲线最小半径时已经考虑，只要满足规定的竖曲线半径，亦满足了竖曲线视距的要求。下穿式立体交叉凹形竖曲线的视距本公路没有涉及。所以，在视距检查中，应重点检查路线平面上的“暗弯”，即平曲线内侧有树林、房屋、边坡等阻碍驾驶员视线的平曲线。视距曲线是指驾驶员视点轨迹线每隔一定间隔绘出一系列与视线相切的外边缘线。在视距曲线与轨迹线之间的空间范围，应保持通视，如有障碍物则要予以清除。在弯道各点的横断面上，驾驶员视点轨迹线与视距曲线之间的距离叫横净距，用h表示。本公路平曲线设计两个交点都设置缓和曲线，JD2圆曲线长度(L´)大于停车视距。JD2计算图示：图2-5设置缓和曲线L´﹥S设置缓和曲线L´﹥S岩石路堑边坡坡度为1:0.5，离路面高度1.3m处（驾驶员视点离地面1.2m加上物高0.1m），边坡离坡脚的水平距离为1.3×0.5=0.65m；坡脚离路基边缘有1.5m的碎落台和0.6的边沟；硬路肩宽度为3m，土路肩宽度为0.75m。所以0.65+1.5+0.6+3+0.75=6.5m﹥4.64m,能保证视距要求，不用特意开挖视距台。JD1计算：-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）图2-6设置缓和曲线时横净距计算图因为2.80m<6.5m,所以满足视距要求。2.6.9填挖方计算路基土石方是公路工程的一项主要工程量，在公路设计和路线方案比较中，路基土石方数量的多少是评价公路测设质量的主要技术经济指标之一。地面形状是很复杂的，填、挖方不是简单的几何体，所以其计算只能是近似的，计算的精确度取决于中桩间距、测绘横断面时采点的密度和计算公式与实际情况的接近程度等。计算时一般应按工程的要求，在保证使用精度的前提下力求简化。(1)横断面面积计算：路基的填挖断面面积，是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线者为填，低于地面线者为挖，两者应分别计算。通常采用积距法和坐标法。1.积距法：如图4-4将断面按单位横宽划分为若干个梯形和三角形，每个小条块的面积近似按每个小条块中心高度与单位宽度的乘积：Ai=bhi则横断面面积：A=bh1+bh2+bh3+…+bhn=b∑hi当b=1m时，则A在数值上就等于各小条块平均高度之和∑hi。图2-7横断面面积计算（积距法）-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）2.坐标法：如图4-5已知断面图上各转折点坐标（xi,yi）,则断面面积为：A=[∑（xiyi+1-xi+1yi)]1/2坐标法的计算精度较高，适宜用计算机计算。图2-8横断面面积计算（坐标法）(2)土石方数量计算：路基土石方计算工作量较大，加之路基填挖变化的不规则性，要精确计算土石方体积是十分困难的。在工程上通常采用近似计算。即假定相邻断面间为一棱柱体，则其体积为：(2.14)式中：V—体积，即土石方数量（m3）；A1、A2—分别为相邻两断面的面积（m2）；L—相邻断面之间的距离（m）。此种方法称为平均断面法，如图。用平均断面法计算土石方体积简便、实用，是公路上常采用的方法。但其精度较差，只有当A1、A2相差不大时才较准确。当A1、A2相差较大时，则按棱台体公式计算更为接近，其公式如下：(2.15)式中：m=A1/A2，其中A1＜A2。第二种的方法精度较高，应尽量采用，特别适用计算机计算。图2-9土石方计算-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）用上述方法计算的土石方体积中，是包含了路面体积的。若所设计的纵断面有填有挖基本平衡，则填方断面中多计算的路面面积与挖方断面中少计算的路面面积相互抵消，其总体积与实施体积相差不大。但若路基是以填方为主或以挖方为主，则最好是在计算断面面积时将路面部分计入。也就是填方要扣除、挖方要增加路面所占的那一部分面积。特别是路面厚度较大时更不能忽略。(3)土石方调配：土石方调配原则：1.在半填半挖的断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，多余的土石方再作纵向调配，以减少总的运量。2.土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越运输，同时应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土。3.为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。4.土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方和借方的占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时路堑的挖方纵调作路堤的填方，虽然运距超出一些，运输费用可能高一些，但如能少占地、少影响农业生产，这样，对整体来说未必是不经济的。5.不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。6.位于山坡上的回头曲线路段，要优先考虑上下线的土方竖向调运。7.土方调配对于借土和弃土事先同地方商量，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，整地造田等措施。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，损害农田。土石方调配方法：土石方调配方法，目前生产上采用土石方计算表调配法，直接在土石方表上进行调配，其优点是方法简单，调配清晰，精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是：1.土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡大沟等注明在表旁，供调配时参考。2.计算并填写表中“本桩利用”、“填缺”、“挖余”各栏。当以石作填土时，石方数应填入“本桩利用”的“土”一栏，并以符号区别。然后按填挖方分别进行闭合核算，其核算式为：填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余3.在作纵向调配前，根据“填缺”、“挖余”-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）的分布情况，选择适当施工方法及可采用的运输方式定出合理的经济运距，供土方调配时参考。4.根据填缺、挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济少占用农田的原则，具体拟定调配方案。将相邻路段的挖余就近纵向调配到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头表明在纵向调配栏中。5.经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。6.调配完成后，应分页进行闭合核算，核算式为：填缺=远运利用+借方挖余=远运利用+废方7.本公里调配完毕，应进行本公里合计，总闭合核算除上述外，尚有：（跨公里调入方）+挖方+借方=（跨公里调出方）+填方+废方8.土石方调配一般在本公里内进行，必要时也可跨公里调配，但需将调配的方向及数量分别注明，以免混淆。9.每公里土石方数量计算与调配完成后，须汇总列入“路基每公里土石方表”，并进行全线总计与核算。至此完成全部土石方计算与调配工作。土石方调配计算的几个概念：1.平均运距土方调配的运距，是从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。在路线工程中为简化计算起见，这个距离可简单地按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算，称平均距离。2.免费运距土、石方作业包括挖、装、运、卸等工序，在某一特定距离内，只按土、石方数量计价而不计运费，这一特定的距离称为免费运距。施工方法的不同，其免费运距也不同，如人工运输的免费运距为20m,铲运机运输的免费运距为100m。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。3.经济运距填方用土来源，一是路上纵向调运，二是就近路外借土。一般情况用路堑挖方调去填筑距离较近的路堤还是比较经济的。但如调运的距离过长，以至运价超过了在填方附近借土所需的费用时，移挖作填就不如在路堤附近就地借土经济。因此，采用“借”还是“调”，有个限度距离问题，这个限度距离既所谓“经济运距”，其值按下式计算：（2.16）式中：B—借土单价（元/m3）；T—远运运费单价（元/m3•km）；-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）L—免费运距（km）。经济运距是确定借土或调运的界限，当调运距离小于经济运距时，采取纵向调运是经济的，反之，则可考虑就近借土。4.运量土石方运量为平均超运运距单位与土石方调配数量的乘积。在生产中，例如工程定额是将人工运输免费运距20m，平均每增运距10m划为一个运输单位，称之为“级”，当实际的平均运距为40m，则超远运距20m时，则为两个运输单位，称为二级；在路基土石方数量计算表中记作：总运量=调配（土石方）数量×n（2.17）n=（L-L免）/A（2.18）式中：n—平均超运运距单位，（四舍五入取整数）L—土石方调配平均运距（m）L免—免费运距（m）A—超远运距单位（m）（例如人工运输A=10m，铲运机运输A=50m；）5.计价土石方数量在土石方计算与调配中，所有挖方均应予计价，但填方则应按土的来源决定是否计价，如是路外就近借土就应计价，如是移“挖”作“填”的纵向调配利用方，则不应再计价，否则形成双重计价。即计价土石方数量为：V计=V挖+V借（2.19）式中：V计—计价土石方数量（m3）V挖—挖方数量（m3）V借—借方数量（m3）-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第三章路基路面设计3.1概述3.1.1路基路面工程特点路基路面是道路的主要工程结构物。路基是在天然地表面按照道路设计的线形和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺展而成的层状结构物。路基是路面结构的基础，坚强而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要保证，而路面结构层的存在又保护了路基，使之避免了直接经受车辆和大气的破坏作用，长期处于稳定状态。路基路面相辅相成，实际上是不可分离的整体。3.1.2路基路面应具备的性能为了保证公路最大限度的满足车辆运行的要求，提高车速、增强安全性、舒适性，降低运输成本和延长道路使用年限，要求路基路面具有下述一系列性能。(1)承载能力行驶在路面上的车辆，通过车轮把荷载传给地面，由路面传给路基，在路基路面结构内部产生应力、应变、位移。如果路基路面结构整体或某一组成部分的强度或抗变形能力不足以抵抗这些应力、应变及位移，则路面会出现断裂，路面表面会出现波浪或车辙，路基路面结构会出现沉陷，使路况恶化，服务水平下降。因此要求路基路面结构整体及其各组成部分都具有与行车荷载相适应的能力。(2)稳定性在天然地表面建筑的道路结构物改变了地表自然的平衡，在达到新的平衡之前，道路结构物处于一种暂时的不稳定状态。新建的路基路面结构袒露在大气中，经受大气温度、降水与温度变化的影响，结构物的物理、力学性质随之发生变化，处于另外一种不稳定状态。路基路面结构能否经受这种不稳定状态，而保持工程设计所需要的几何状态及物理力学性质，称为路基路面的稳定性。(3)耐久性路基路面工程投资大，从规划、设计、施工至建成通车需要较长的时间，对于这样的大型工程都应有较长的使用年限。(4)表面平整度-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）路面表面平整度是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要使用性能。不平整的路表面会增大行车阻力，并使汽车产生附加的震动回应。这种震动回应会造成行车颠簸，影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适。同时，震动回应还会对路面施加冲击力，从而加剧路面和汽车机件的损伤和轮胎的磨损，并增加油料的消耗，不平整的路面还会积水，加速路面的破坏。因此，为了减少震动冲击力，提高行车速度，增加行车舒适性，路面应保持一定的平整度。(5)表面抗滑性能路面表面要求平整，但不宜光滑，汽车在光滑的路面上行驶，车轮与路面之间缺乏足够的附着力和摩擦力。雨天高速行车、紧急制动，或爬坡、转弯时，车轮也易产生空转或打滑，致使行车速度降低，油料消耗增多，甚至引起严重的交通事故。所以，路面表面应具有一定的抗滑性能。3.2一般路基设计3.2.1路基的类型和构造由于填挖情况的不同，路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。路堤是指全部用岩土填筑面成的路基，路堑是指全部在天然地面开挖面成的路基，此两者是路基的基本类型。当天然地面横坡大，且路基较宽，需要一侧开挖而另一填筑时，为填挖结合路基，也称为半填半挖路基，填挖结合是路基横断面的主要形式。（1）路堤按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.0～1.5m者，属于矮路堤；填土高度大于18m(土质)或20m(石质)的路堤属于高路堤；填土高度在1．5～18m范围内的路堤为一般路堤。（2）路堑路堑常见的横断面形式有全挖路基、台口式路基及半山洞路基。挖方边坡可视高度和岩土层情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚处设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流。路堑的上方应设置截水沟，以拦截和排除流问路基的地表径流。挖方弃土可堆放在路堑的下方。边坡坡面易风化时，在坡脚处设置0.5～1.0m的碎落台，坡面可采用防护措施（3）半填半挖路基位于山坡上的路基，通常取路中心的标高接近原地面标高，以便减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，形成半填半挖路基，若处理得当，路基稳定可靠，是比较经济的断面形式。3.2.2设计依据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）人民交通出版社《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）人民交通出版社《公路路基设计手册》（第二版）人民交通出版社-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）3.2.3路基填土与压实路基填土需分层压实，使之具有一定的密实度。土质路堑开挖至设计标高后，需检验路基顶面工作区内天然状态土的密实度，若密实度通常低于设计要求，应在挖开后再分层压实，使之达到一定的密实度。分层压实的路基顶面能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用产生的压密变形，确保路面的使用质量和使用寿命。从路基的实际工作状态分析，路基顶面约150cm范围内的土层，较强烈的感受到行车荷载的反复作用以及水温的反复干湿和冻融作用。在路堤下层上述影响小,但是土体的自重力和地下水或地面滞水的毛细作用影响较大。高路堤的中部，各项因素的影响都不严重。因此，对于路基的不同层位应提出不同的压实要求，上层和下层的压实度应高些，中间层可低些。试验法分轻型与重型两种。重型击实试验法单位击实功为轻型的4.5倍，适用于高速公路、一级公路、二级公路。公路路堤除了80cm深度的路床土之外，以下部分的路基一律按重型击实实验法求得的最大干密度控制压实度。强度和压实度要求见下表：表3.1路基压实度及填料要求表项目分类路面底面以下深度（cm）填料最小强度（CBR）（%）压实度（%）填料最大粒径（cm）0填方路基上路床0～3069510下路床30～8049510上路堤80～15039415下路堤150以下29215零填及路堑路床0～30695103.3路基稳定性分析路基边坡的稳定性涉及岩土性质与构造、边坡高度与坡度、工程质量与经济等多种因素。一般情况下，对于边坡不高的路基，例如不超过8米的土质路基、不超过12米的石质路基边坡，可按一般路基设计，采用规定的坡度值，不做稳定性验算。地质与水文条件复杂、高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性的分析验算，据此选定合理的边坡坡度及相应的工程技术措施。路基边坡稳定性的力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取两者之比为稳定系数K。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）3.3.1路堑边坡稳定性验算拟建公路路堑边坡为石质，由于无法实际勘察，根据《边坡工程技术规范》，结构面类型为硬性结构面，结构面结合程度较好，按直线滑动面的解析法验算挖方最高处的边坡稳定性。取KO+100挖方边坡：摩擦角φ=30°，重度γ=25.48KN/m3，黏结力c=100kPa，H=13.7米，采用边坡1:0.5。2.644﹥1.3，该路堑边坡稳定。所以本公路所有路堑边坡都比较稳定。3.3.2路堤边坡稳定性验算一般来说土具有一定的黏结力，因此边坡滑动面多呈现曲面，通常假定为圆弧滑动面。按圆弧滑动面条分法的表解法验算最高路堤的边坡稳定性。已知K0+000路堤边坡:内摩擦角φ=20°，黏聚力c=40，重度γ=18KN/m3，边坡坡度为1:1.5，H=9.64m。则行车荷载换算高度为0.6m，所以H=9.64m,查表的5个圆心的A、B值,计算结果如表：表3.2表解法计算结果表　圆心项目Q1Q2Q3Q4Q5A3.062.542.151.91.71B6.256.57.158.3310.1K2.552.372.432.62.95Kmin﹥1.5,路堤边坡稳定。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）3.4路基防护与加固3.4.1路基防护工程一、路基防护工程类型(一)边坡坡面防护1．植物防护：种草、铺草皮、植树。2．工程防护(矿料防护)：框格防护、封面、护面墙、干砌片石护坡、浆砌片石护坡、浆砌预制块护坡、锚杆钢丝网喷浆、喷射混凝土护坡。(二)沿河河堤河岩冲刷防护1．直接防护：植物、砌石、石笼、挡土墙等。2．间接防护：丁坝、顺坝等导治构造物以及改河营造护林带。二、各种防护工程适用条件(一)植物防护1．种草防护适用于边坡稳定，坡面受雨水冲刷轻微，且易于草类生长的路堤与路堑边坡。播种方法有撤播法、喷播法和行播法。当前推广使用的两种新方法是湿式喷播技术和客土喷播技术。2．铺草皮适用于需要迅速绿化的土质边坡。草皮护坡铺置形式有平铺式、叠铺式、方格式和卵(片)石方格式四种。3．植灌木与种草、铺草皮配合使用，使坡面形成良好的防护层，适用于土质边坡和膨胀土边坡，但对盐渍土经常浸水、经常干旱的边坡及粉质土边坡不宜采用。(二)工程防护1．框格防护适用于土质或风化岩石边坡进行防护，框格防护可采用混凝土浆砌片(块)石、卵(砾)石等做骨架。2．封面包括抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等防护形式。(1)抹面防护适用于易风化的软质岩石挖方边坡，岩石表面比较完整，尚无剥落。(2)捶面防护适用于易受雨水冲刷的土质边坡和易风化的岩石边坡。(3)喷浆和喷射混凝土防护适用于边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石挖方边坡。3．护面墙用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡。用护面墙防护的挖方边坡不宜陡于1：0．5。4．石砌护坡(1)干砌片石护坡适用于易受水流侵蚀的土质边坡、严重剥落的软质岩石边坡、周期性浸水及受水流冲刷较轻(流速小于2~4m／s)的河岸或水库岸坡的坡面防护。(2)浆砌片(卵)石护坡适用于防护流速较大(3~6m／s)、波浪作用较强，有流水、漂浮物等撞击的边坡。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）(3)浆砌预制块防护适用于石料缺乏地区。预制块的混凝土强度不应低于C15。5．锚杆铁丝网喷浆或喷射混凝土护坡适用于直面为碎裂结构的硬岩或层状结构的不连续地层，以及坡面岩石与基岩分离并有可能下滑的挖方边坡。(三)土工织物防护1．挂网式坡面防护适用于风化碎落较严重的岩石边坡。2．土工织物复合植被防护的典型形式是三维土工网(垫)植草防护，主要适用于边坡坡度缓于1：1，边坡高度小于3m的土质边坡。3．其他土工织物防护有草坪植生带、适用于破碎或易风化破碎的岩石路堑边坡的锚杆挂高强塑料网格喷浆(喷射混凝土)，以及土工对于本次道路边坡防护工程采用以下方式：(1)一般路段采用植物防护。路基填土高度H≤8m时，采用草坪网布被防护，为防止雨水对土路肩边缘的冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm，铺到边沟内侧为止。对于H>8m的路堤边坡和H<12m的路堑边坡，采用菱形水泥混凝土空心块植物护坡，空心预制块的混凝土强度不应低于C20，厚度不应小于150mm。空心预制块内应填充种植土，喷播植草。植物防护主要是在土质适宜的地方种草。宜采用易成活、生长快、根系发达、叶茎矮或有匍匐茎的多年生草种，同时几种草籽混种。混凝土块骨架植草防护既稳定路基边坡，又能节省材料、造价较低、施工方便、造型美观，能与周围环境自然融合。(2)对于H>12m的路堑边坡，采用锚杆混凝土框架植物防护。锚杆采用非预应力的全长粘结型锚杆，锚杆保护层厚度不应小于20mm。框架应采用钢筋混凝土，混凝土强度不应低于C25，框架内宜植草。锚杆混凝土框架植草防护是近年来在总结了锚杆挂网喷浆（混凝土）防护的经验教训后发展起来的，它既保留了锚杆对风化破碎岩石边坡主动加固作用，防止岩石边坡经开挖卸荷和爆破松动而产生的局部楔型破坏，又吸收了浆砌片石（混凝土块）骨架植草防护的造型美观、便于绿化的优点。3.4.2路基加固工程一、路基加固工程的类型划分按路基加固的不同部位分为：坡面防护加固、边坡支挡、湿弱地基加固3种类型。1．坡面防护加固：路基防护中均有加固作用。2．边坡支挡：包括路基边坡支撑和堤岸支挡。(1)路基边坡支撑：护肩墙、护坡、护面墙、护脚墙、挡土墙。(2)堤岸支撑：驳岸、浸水挡墙、石笼、抛石、护坡、支垛护脚。3．湿弱地基加固：辗压密实、排水固结、挤密、化学固结、换填土。二、常用路基挡土墙-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）(一)重力式挡土墙重力式挡土墙是我国目前最常用的一种挡土墙形式，多用浆砌片(块)石砌筑。特点：形式简单、施工方便、就地取材，适应性强。缺点：墙身截面大，圬工数量大。重力式挡土墙墙背形式可分为俯斜、仰斜、垂直、凸形折线(凸折式)和衡重式5种。(二)加筋土挡土墙特点：利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦、且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。加筋土挡墙是柔性结构物。(三)锚杆挡土墙锚杆挡土墙适用于缺乏石料的地区和挖基困难的地段，一般用于岩质路堑段，但其他具有锚固条件的路堑墙也可使用，还可应用于陡坡路堤。壁板式锚杆挡土墙多用于岩石边坡防护。按墙面的结构形式可分为柱板式锚杆挡土墙和壁板式锚杆挡土墙。（1）挡土墙的用途挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。在公路工程中广泛应用于支挡路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。（2）挡土墙的类型及适用范围挡土墙类型分类方法较多，一般以挡土墙的结构形式分类为主，常见的挡土墙形式有：重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可以收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路已有的重要建筑物。路堑挡土墙设置在堑坡底部，主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡，同时可减少挖方数量，降低边坡高度。（3）挡土墙设置一般规定①挡土墙类型应综合考虑工程地质、水文地质、冲刷深度、荷载作用情况、环境条件、施工条件、工程造价等因素。②在勘察设计阶段，应对挡土墙地基基础进行综合地质勘察，查明地基地质条件和地基承载能力。设计中应分析预测挡土墙对环境产生的影响，确定必要的环境保护方案和植物措施；在施工阶段应采用合理施工方法，尽量减少对环境和相邻路基段的不利影响。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）③挡土墙可采用锥坡与路堤连接，墙端应伸入路堤内不应小于0.75m，锥坡坡率宜与路堤边坡一致，并宜采用植草防护措施。挡土墙端部嵌入路堑原地层的深度，土质地层不应小于1.5m；风化软质岩层不应小于1.0m；微风化岩层不应小于0.5m。④应根据挡土墙墙背渗水量合理布置排水构造。具有整体式墙面的挡土墙应设置伸缩缝和沉降缝。⑤挡土墙墙背填料宜采用渗水性强的砂性土、砂砾、碎（砾）石、粉煤灰等材料，严禁采用淤泥、腐殖土、膨胀土，不宜采用粘土作为填料。在季节性冻土区，不应采用冻胀性材料做填料。⑥路肩式挡土墙的顶面宽度不应占据硬路肩、行车道及路缘带的路基宽度范围，并应设置护栏。3.4.3挡土墙设计计算经过边坡稳定性分析，路堑与路堤都是稳定的，但是为了确保路基稳定，同时可以收缩填土坡脚，减少填方数量，支撑开挖后不能自行稳定的边坡，可减少挖方数量，降低边坡高度，因此本次在K0+100到KO+180及K0+980到K1+120处设置仰斜式路堑挡墙，在K0+000至K0+020处设置重力式路堤挡墙。一、路堑挡土墙设计车辆荷载：计算荷载：公路I级。因是路堑挡土墙，故不考虑车辆荷载。公路等级：高速公路；设计车速：100km/h墙身构造：拟采用浆砌片石挡土墙，填土边坡1：0.5，。墙H=6m，挡墙顶端b=1500mm，墙面倾角1：0.25，墙背倾角1：-0.09，墙底倾斜角1：5，。假定土壤地质情况：墙背填土重度。对于路堑挡土墙，墙后除了利用开挖的土石回填部分外，其余均为天然土石因此习惯上多参考自然山坡的坡脚来确定设计内摩擦角。本次设计等效内摩擦角内取（稍大于边坡坡度）；地基，容许承载力取500kpa，基底摩擦系数0.5。墙身材料：5号砂浆砌，25号片石，砌体容量,砌体容许压应力1500kPa，容许剪应力80kPa。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）3-1路堑挡土墙示意图（）；(3.1)(3.2)将G代入得：(3.3)(3.4)式中：γ——墙后填土的重度（KN/m）；Φ——填土的内摩擦角(°)；δ——墙背与填土间的摩擦角(°)；β——墙后填土表面的倾斜角(°)；α——墙背倾斜角(°)，俯斜墙背为正，仰斜墙背为负；H——挡土墙高度(m)；-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）Ka——主动土压力系数。当参数γ、φ、δ、α、β固定时，Ea随破裂面的位置而变化，即Ea是破裂面θ的函数。为求最大土压力Ea，首先要求对应于最大土压力时的破裂角θ。取dEa/dθ=0可得到破裂角θ。最终可求得最大主动土压力Ea值：(3.5)由于φ=63.5，α=0，δ=1/2×63.5=31.75°,H=6m，γ=18kN/m3又因为填土边坡1：1.0.5，所以β=arctan1:0.5=63.4°。把上述数据代入公式可得Ea=42.56KN/m。所以土压力的水平和垂直分力为：=cos(3.6)=sin(3.7)可算得=38.05KN/m，==19.06KN/m。挡土墙的稳定性检算：当挡土墙设置位置的地基条件比较好时，墙的整体稳定性常为控制因素。挡土墙的稳定性包括抗滑稳定性和抗倾覆稳定性两个方面。（1）抗滑稳定性检算挡土墙的抗滑稳定性是指在土压力和其他外边作用下，基底摩擦阻力抵抗墙体滑移的能力，用抗滑稳定系数表示。即作用于挡土墙的最大可能抗滑力与实际下滑力之比：(3.8)因为V=S×1=11.4m所以W=11.4×23=262.2kN又因为墙底倾斜角为1：5，所以-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）所以挡土墙抗滑稳定性满足要求。（2）抗倾覆稳定性检算挡土墙的抗倾覆稳定性是指墙体抵抗绕墙趾向外转动倾覆的能力，用抗倾覆稳定系数K0表示。K0对于墙趾的稳定力矩之和与倾覆力距之和的之比，即(3.9)对于一般地区挡土墙可按下式计算：(3.10)表3.3力臂计算表分块体积重力力臂①7.5172.51.8417②1.9845.540.9806③1.2929.671.2844④0.6314.491.6819总11.4262.21.62由图形可算得，式中，ZG=1.62m。Zx=2.68m，Zy=1.5m。故抗倾覆稳定安全系数为：所以抗倾覆稳定性满足要求。(3)挡土墙基底合力偏心距及基底应力检算进行基底应力检算，是为保证挡土墙的基底应力不超过地基允许承载力，控制作用于挡土墙基底的合力偏心距，以避免挡土墙基础发生明显的不均匀沉降。设作用于基底的合力法向分力为∑N,,其对墙趾的力臂为ZN,则合力偏心距e应为：(3-11)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）(3-12)代入数据由式得所以e满足要求。所以挡墙满足要求。（4）墙身截面强度检算强身截面强度检算是为了保证墙身有足够的强度。对于一般挡土墙，可取一、二个控制截面进行检算。本设计对墙身底部、1/2墙高处截面进行验算，强度检算包括强度检算和稳定检算两个方面。①墙身底部：法向应力检算：假定检算墙身底部处的截面，截面以上部分的挡土墙的自重G=γV,而,G=23×9.4792=218.02（kN）。主动土压力：。=cos=sin故两者竖直分力：水平分力：-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文），由挡土墙图示可得出，墙底截面以上部分，，，，可算出所以截面上的法向应力：所以法向应力验算合格剪应力检算：所以剪应力检算符合要求。②1/2墙高处截面：法向应力检算：假定检算墙身底部处的截面，截面以上部分的挡土墙的自重G=γV,而G=23×5.21=119.83（kN）。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）主动土压力：。=cos=sin故两者竖直分力：水平分力：由挡土墙图示可得出，墙底截面以上部分，，，，可算出所以截面上的法向应力：所以法向应力验算合格剪应力检算：-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）所以剪应力检算符合要求。3.4.4挡土墙附属设施设计（1）排水设计挡土墙的排水处理是否得当，对岩石或土坡的稳定性影响很大，直接影响到挡土墙的安全与使用效果。挡土墙的排水设施通常由地面排水和墙身排水组成。地面排水，主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。因此，可设置地面排水沟以截留地表水。夯实回填土顶面和地表松土，以减少雨水和地面水下渗，必要时应加设铺砌，采取封闭处理。为防止地表水渗入地基，可夯实墙前回填土及加固边沟等。墙身排水，主要是为了迅速排除墙后积水。通常是在非干砌的挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。本设计中采用直径10cm×10cm的方孔，间距为3.0m，上下两排的间距为2.5m。最下一排泄水孔的底部距地面2m，并在每个泄水孔后设置反滤层，防止沙石进入而堵塞孔道。在最下排泄水空的底部设置隔水层。（2）沉降缝与伸缩缝为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况，设置沉降缝。为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝，须设置伸缩缝。通常，把沉降缝和伸缩缝结合在一起，统称为变形缝。本设计中，沿墙身10m设置一道变形缝，缝宽0.025m，缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋，塞入深度不应小于15cm。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第四章排水设计4.1概述为排出路基、路面内的地面水和地表水，保证路面和路基的稳定，防止路面积水影响行车安全，应设置完善的排水设施。本设计为二级公路，路基路面排水应综合设计使各种排水设施形成一个功能齐全，排水性能强的完整排水系统。排水设计要因地制宜，全面规划、综合治理、经济实用，充分利用有利地形和自然水系。各种路基排水沟渠的设置和连接应尽量不占或少占农田，并与当地农田水利设施相配合，必要时可适当加大涵管孔径或增设涵管等以利于农田灌溉。排水沟渠应选择地形，地质较好的地段通过，以节约加固工程投资。排水沟渠的出水口应尽可能引至天然河沟，不应使水流直接流入农田，损害农业生产。排水构造物的设计应贯彻就地取材的原则，要迅速排出有害水，保证公路运输畅通。4.1.1公路排水设计的内容公路排水设计可划分为四部分：（1）横向穿越路界排水——由涵洞、桥梁引排穿越路界的溪流、河道中的水；（2）路界表面排水——指公路用地范围内的表面排水，包括路面排水、中间带排水、坡面排水和由相邻地带或交叉道路流入路界内的排水等；（3）路面结构内部排水——通过裂缝、接缝或面层空隙下渗到路面结构（面层、基层和垫层）内部，或者由地下水或道路两侧滞水浸入路面内部的水分的排除或疏干；（4）地下排水——危及路基稳定或影响路基强度的含水层地下水的排除或疏干。4.1.2设计依据《公路排水设计规范》（JTJ018-97）人民交通出版社《公路排水设计手册》（第一版）人民交通出版社《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）人民交通出版社《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）人民交通出版社4.1.3公路排水设计一般原则1.排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，做到及时疏散，就近分流。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）2.各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定，并做到路基排水有利于农田排灌。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道，两者必需合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。3.设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地下排水与地面排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。4.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程。对于重点路段的主要排水设施，以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应注意必要的防护与加固。5.路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。6.为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。4.2路基排水4.2.1地表排水设备（1）边沟：设置在挖方路基的路肩外侧，或低路堤的坡脚外侧，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。（2）截水沟：设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当处，用以截引路基上方流向路基的地表径流，防止冲刷和浸蚀挖方边坡和路堤坡脚，并减轻边沟的泄水负担。（3）排水沟：用来引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。（4）积水池：设置在年降雨量不大，晴天数多，空气相对湿度小，多风易蒸发的空旷荒野平坦地段。（5）急流槽：在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽。4.2.2边沟设计挖方路基及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤，在路肩外缘均应设计纵向人工沟渠，称为边沟。设置在挖方路基的路肩外侧，或低路堤的坡脚外侧，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。一般排水量不大不需要进行水文和水力计算。它紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水流引入，亦不与其他人工沟渠并合使用。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）边沟横断面形式，一般有梯形、矩形、三角形及流线形等。边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1:1，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。石方路段的边沟宜采用矩形横断面，起内侧边坡直立，坡面应采用浆砌片石防护，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。边沟出水口附近水流冲刷比较严重，必须采取相应措施。边沟的纵坡度应尽量与路线纵坡保持一致。平坡路段，边沟宜保持不小于0.5%的纵坡，特殊情况容许采用0.3%。当路线纵坡坡度小于沟底所必需的最小纵坡坡度时，边沟应采用沟底最小纵坡坡度，并缩短边沟出水口的间距。边沟不宜过长，尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带，必要时设置涵洞，将边沟水横穿路基从另一侧排出；出水口的间距不宜超过500m。边沟出水口的排放应结合地形、地质条件及桥涵水道位置，引排到路基范围以外，本设计中挖方路基边部设底宽和高都为为0.6m矩形边沟，面上的表面水，当挖方边沟与填方排水沟相差不大时，可采用渐变的排水沟顺接，当高差较大时，应采用急流槽连接。由图可知过水断面面积为：A=0.6×0.6=0.36m2图4-1边沟截面图4.2.3截水沟设计截水沟又称天沟，一般设置在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外，用以拦截并排除地面水流向路基的沟渠。可减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水的冲刷。截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。截水沟的长度以200~500m为宜；超过500m时，可在中间适宜位置增设泄水口，由急流槽分流排引。①：截水沟设计的一般要求：a.当路基挖方上侧山坡汇水面积较大时，应设置截水沟。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）b.截水沟的设计应能保证迅速排除地面水。c.截水沟应结合地形合理布置。d.若因地形限制，截水沟绕行，附近又无出水口时可分段考虑中部急流槽衔接。e.若由于地形限制，汇水量较大，如将截水沟的水流引到自然沟或路堤地段有困难时，可在挖方低处设置涵洞，直接将水引到路基的另一侧。截水沟的出水口：截水沟内的水流应避免排入边沟。应尽量利用地形，将截水沟中的水流排入截水沟所在的山坡一侧的自然沟中，或直接引到桥涵进口处，以免在山坡上造成冲刷。截水沟的出水口，应与其他设备平顺的衔接，必要时设置急流槽和砥水。截水沟的长度不宜超过500m。截水沟离开路基的距离：山坡路堤上方的截水沟，离路堤坡脚至少2.0m，并用开挖截水沟的土在路堤与截水沟之间修成向沟倾斜土台。截水沟离开挖方路基坡顶的距离，因土质而异，以不影响边坡稳定为原则，对于一般土层，距离应大于5m。由于本设计中在填土高度大于7m处都进行了挡墙设置，故不在路堤段进行截水沟设置。②：截水沟的断面形式：在本设计中拟采用横断面为梯形断形式，内、外侧边坡均为1：1，底宽0.6m，高0.6m。切在与流水相反的方向设置宽约0.6m左右的挡水埂，做成反向横坡为2%的坡度。故根据实际地形在路堑段设置截水沟。其大致断面形式如下图所示：图4-2截水沟的断面形式图4.2.4排水沟构造设计排水沟主要用途在于引水，用于排泄来自边沟、截水沟或其他水源的水流，以形成整个排水系统。排水沟的平面布置，取决于排水要求与当地地形。排水沟的布置，必须结合地形自然条件，因势利导，平面上力求短捷平顺，以直线为宜，必须转向时，尽量采用较大半径（10~20m以上），徐缓改变方向，保证水流舒畅；纵面上控制最大和最小纵坡，以1%~3%为宜，纵坡大于3%，需要加固，大于7%，则应改用急流槽，以确保排水的畅通。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）排水沟的形式：一般采用梯形断面，其大小应根据流量确定，深度与宽度不小于0.5m。边坡视土质而异，一般在1:1~1:1.5。本次设计深度和高度均采用0.6m，左右两坡为1：1.，沟底纵坡不小于0.5%，在特殊情况下允许减小到0.2%。还应尽量采用直线，如必须转弯时，其半径不小于10~20m，排水沟长度根据实际需要而定，通常在500m以内。排水沟截面形式如下图：图4-3排水沟截面图-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第五章涵洞设计5.1概述5.1.1涵洞分类按建筑材料，涵洞分为石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、钢波纹管涵等按构造形式，涵洞分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵等按填土高度，涵洞分为明涵、暗涵。当涵洞洞顶填土高度小于0.5m时称明涵，当涵洞洞顶填土高度大于或等于0.5m时称为暗涵。按水力性质，涵洞分为无压力式、半压力式、压力式三种。5.1.2涵洞选用原则涵洞应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要，按照实用、经济、安全和美观的原则进行设计。同时，公路涵洞设计应适当考虑农田排灌的需要。适当考虑各方面的综合利用。涵洞主要是为了排泄地面水流而设置的横穿路基的小型排水构造物，其布置应结合地形、地物、地质等条件沿路合理布置，用来排水的涵洞应尽量与水流方向一致，与路线方向垂直，避免布置不当引起的壅水、涡流、下游冲刷过大等现象。5.2涵洞拟定与设计5.2.1圆管涵设计圆管涵的标准跨径通常取50、75、100、125、150（cm）。本设计为山区丘陵地按一沟一涵设计涵洞，下面以排水总体规划图中K0+380处的涵洞计算为例，参考资料为《公路排水设计手册》，以下系数及表均由此书中摘取。采用的方法为径流形成法，此法是以暴雨资料为主推算小流域洪水流量的一种方法，是公路部门目前普遍使用的一种计算方法，该公式只适用于汇水面积F≤30km2的小流域。①设计流量：(5.1)式中：QP——规定频率为P时的雨洪设计流量（m3/s）F——汇水面积（km2），根据详细设计平面图计算得：F=0.064km2h——暴雨径流厚度（mm）由表3.2-5查得本地区为暴雨分区的第三区-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）由表3.2-7查得汇水区土的吸水类属第Ⅳ类由表3.2-6取汇流时间为t＝30min根据公路类型，本地区设计洪水频率为1/50根据以上四个因素值查表得h＝37mmZ——被植物或坑挖滞流的径流厚度由表3.2-8根据地面特征查表得Z＝5mmΨ——地貌系数，根据地型、汇水面积F、主河沟平均坡度Iz决定汇水面积F（km2）F＜10km2由表3.2-9查得Ψ=0.1β——洪峰传播的流量折减系数，由汇水面积重心至桥涵的距离（L0＝<1Km）及汇水区的类型（丘陵汇水区）综合查3.2-10表得，本设计取β=1；γ——汇水区降雨不均匀的折减系数，查表3.2-11，由于汇水区得长度宽度均小于5Km，故不予考虑，取γ=1；δ——考虑湖泊或小水库调节作用对洪峰流量影响的折减系数，本地区有一个小池塘面积为3854m2，所以3854/64000=6%，查表3.2-12可得δ取0.99.将各值带入公式5-1计算得m3/s确定涵洞孔径d：初选临界水深hk时的充满度为hk/d=0.7。查3.3-3表，k=0.221。则管径为：(5.2)取管径d=1.5m。以d=1.5m代入计算时，可得查表得到相应的。故临界水深临界流速和临界坡度的确定：查表可得，当时，，，。则：临界流速：-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）(5.3)m/s临界坡度为：(5.4)‰涵前水深：圆管涵洞门采用八字翼墙式，则流速系数取0.89，假设涵前流速=0，则：(5.5)所以如果涵前流速，则涵前水深一定小于1.02，因此涵前水深满足规定。涵洞进水口处最小净空高度涵内正常水深H0和流速V0涵洞坡度为临界坡度即：=4.15‰，断面流量特征值(5.6)满流时的断面流量特征值由查表可得充满度，由此-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）查表可得断面的流速特征值相对值满流时的断面流速特征值为流速特征值涵内流速(5.7)小于混凝土的圆管流速。采用临界坡度时，涵内正常水深h0和流速v0均与临界水深hk和临界流速vk相同。涵洞底坡等于临界坡度，涵前水深小于允许水深，涵洞进水口处得净空高度大于要求得最小净空高度，涵洞出口处水深（涵内水深）大于下游正常水深，涵洞水流状态为无压自由流。最大纵坡的确定：假设涵洞内正常流速采用允许流速（），则涵洞纵坡可增大。由流量公式，涵内过水断面面积为。则，查表3.3-3的充满度。由此，正常水深m。查表知断面的流速特征相对值,其中由此：。则‰。可见涵洞纵坡I可在ik=4.15‰～52.8‰范围内选择。确定涵洞长度-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）式中：B——路基宽度，为10米B上,B下——由路基中心至上，下游路基边缘的宽度，当路基无加宽时均为0.5B，即为5.0米；H——路基填土总高度，即由路基中心至路基边缘高度，此涵洞处为3.7米h上，h下——涵洞上下游洞口建筑高度，h上取2.5米，h下取2米m——路基边坡坡度（按1：m），m=1：1.5i0——涵底坡度（以小数表示）i0=2%L上，L下——涵洞上，下游长度涵洞全长：L=L上+L下=6.6+7.78=14.38m-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第六章路面设计6.1计算累计标准轴次路面以双轮组单轴载100KN为标准轴载。拟定该高速公路为双向六车道，公路I级荷载。（1）当以弯沉值和沥青层的层底拉应力为设计指标时按下式完成轴载当量的换算。=（6.1）当轴间距小于3m时，，——轴数（2）当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时按下式完成轴载当量的换算：=（6.2）当轴间距小于3m时，，——轴数——标准轴载的当量轴次（次/日）——各种被换算车辆的作用次数（次/日）——标准轴载（kN)——各种被换算车型的轴载（kN）——轴数系数——轮组系数，双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38.（3）设计年限一个车道通过的累计当量标准轴次按式：（6.3）——设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次——设计年限（年）——路面营运第一年双向日当量轴次（次/日）-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）——设计年限内交通量平均增长率（%）——与车道数相关的车辆横向分布系数，简称车道系数，双向六车道取高值为0.5.当以弯沉值和沥青层的层底拉应力为设计指标时，计算表格如下：6-1弯沉值和层底拉应力轴载换算表车型车型位置轴载（KN)轴数组数轴数系数C1轮组系数C2交通量（辆/日）换算交通量小客车桑塔纳2000前轴　　　　　3100.00　　　后轴　　　　　3100.00　中客车SH141前轴25.551.002.001.001.00600.001.59　　后轴55.101.002.001.001.00600.0044.89大客车CA50前轴28.701.002.001.001.00700.003.07　　后轴68.201.002.001.001.00700.00132.45小货车吉尔130前轴25.751.002.001.001.001500.004.10　　后轴59.501.002.001.001.001500.00156.76中货车CA390前轴35.001.002.001.001.00800.008.31　　后轴70.151.002.001.001.00800.00171.12　EQ140前轴23.701.002.001.001.00750.000.00　　后轴69.201.002.001.001.00750.00151.19大货车JN150前轴49.001.002.001.001.00800.0035.93　　后轴101.601.002.001.001.00800.00857.19-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）续表6-1车型车型位置轴载（KN)轴数组数轴数系数C1轮组系数C2交通量（辆/日）换算交通量特大车日野ZM440前轴60.001.002.001.001.00800.0086.71　　后轴100.002.002.002.201.00800.001760.00拖挂车五十铃EXR181L前轴60.001.002.001.001.0060.006.50　　中轴100.001.002.001.001.0060.0060.00　　后轴100.002.002.002.201.0060.00132.00交通量增长率(%)　　　　　　6.00　日累计轴载当量轴次（次/日）　　　　　　3611.82累计当量轴次（次/车道）　　　　　　10739756.726.2当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，计算表格如下：6-2半刚性材料轴载换算表格车型车型位置轴载（KN)轴数组数轴数系数C1轮组系数C2交通量（辆/日）换算交通量小客车桑塔纳2000前轴　　　　　3100.00　　　后轴　　　　　3100.00　中客车SH141前轴25.551.002.001.001.00600.000.01　　后轴55.101.002.001.001.00600.005.10大客车CA50前轴28.701.002.001.001.00700.000.03　　后轴68.201.002.001.001.00700.0032.76小货车吉尔130前轴25.751.002.001.001.001500.000.03　　59.501.001.001500.0023.56-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）后轴1.002.00续表6-2车型车型位置轴载（KN)轴数组数轴数系数C1轮组系数C2交通量（辆/日）换算交通量中货车CA390前轴35.001.002.001.001.00800.000.18　　后轴70.151.002.001.001.00800.0046.91　EQ140前轴23.701.002.001.001.00750.000.01　　后轴69.201.002.001.001.00750.0039.44大货车JN150前轴49.001.002.001.001.00800.002.66　　后轴101.601.002.001.001.00800.00908.32特大车日野ZM440前轴60.001.002.001.001.00800.0013.44　　后轴100.002.002.002.201.00800.001760.00拖挂车五十铃EXR181L前轴60.001.002.001.001.0060.001.01　　中轴100.001.002.001.001.0060.0060.00　　后轴100.002.002.002.201.0060.00132.00交通量增长率(%)　　　　　　6.00　日累计轴载当量轴次（次/日）　　　　　　3025.46累计当量轴次（次/车道）　　　　　　8996220.26累计当量轴次在1074万左右，查表可知该道路交通等级为重交通。6.2拟定路面结构组合方案路基设计使用年限内一个车道上累计标准轴载次为327万次左右，查表可得路面为轻交通路面，面层宜选择沥青混凝土，由于该路为高速，一般采用三层沥青面层结构，因此采用三层式结构，根据沥青面层适宜厚度，可表面层采用5cm厚细粒式密集配沥青混凝土，中面层采用6cm的中粒式密集配沥青混凝土，下层采用7cm的粗粒式密集配沥青混凝土。基层可采用20cm二灰碎石，底基层采用15cm沙砾。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）6.3路面结构层各个材料理论值对于沥青混凝土的极限劈裂强度，取时的极限劈裂强度，因此按规范中给定的参考值平均值来取：细粒式密集配沥青混凝土劈裂强度为1.4MPa,中粒式密集配沥青混凝土劈裂强度为1.0MPa，粗粒式密集配沥青混凝土劈裂强度为1.4MPa，二灰碎石0.65MPa，水泥石灰沙粒土0.35MPa。（1）路面设计弯沉值：（6.1）——设计弯沉值——设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数——公路等级系数，高速公路为1.0——面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0——路面结构类型系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6。半刚性基层：=23.55（0.01mm)（2）计算各材料层底容许拉应力：（6.2）——路面各材料的极限抗拉强度（极限劈裂强度MPa）——路面各材料容许拉应力（MPa）——抗拉强度结构系数，根据各材料不同计算公式不同。沥青混凝土面层:=2.22，所以细粒式密集配沥青混凝土:=1.4/3.17=0.44MPa所以中粒式密集配沥青混凝土:-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）=1/3.17=0.32MPa所以粗粒式密集配沥青混凝土:=0.8/3.17=0.25MPa二灰碎石：=0.22所以水泥石灰沙粒土容许拉应力:=0.35/2.08=0.17MPa6.3设计参数汇总表：层位材料厚度（cm)20℃抗压模量（MPa）15℃抗压模量（MPa）容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土5140020000.442中粒式沥青混凝土6120018000.323粗粒式沥青混凝土710001200　0.254二灰碎石20015001500　0.225水泥石灰沙粒土—100010000.176.4路面结构层厚度确定公路等级:高速公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:23.55(0.01mm)路面设计层层位:5设计层最小厚度:150(mm)6.4新建路面结构厚度计算表层位结构层材料名称厚度(mm)20℃平均抗压模量(MPa)标准差15℃平均抗压(MPa)标准差容许应力1细粒式沥青混凝土50140020000.442中粒式沥青混凝土60120018000.323粗粒式沥青混凝土70100012000.254石灰粉煤灰碎石200150015000.225水泥石灰砂砾土？100010000.176新建路基36-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=23.55(0.01mm)H(5)=150mmLS=2(0.01mm)由于设计层厚度H(5)=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求.H(5)=150mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H(5)=150mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(5)=150mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(5)=150mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(5)=150mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(5)=150mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H(5)=150mm(仅考虑弯沉)H(5)=150mm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度500mm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第七章结论本设计是桂林至柳城高速公路K0+000-K1+686.75段初步设计，设计的主要内容有：路基平、纵、横断面设计及土石方调配；路基排水、防护工程设计；涵洞设计；挡土墙设计；路面结构设计。在设计中，我得出了如下几个结论：(1)在进行道路设计时，我们应当熟悉了解各类规范，并按照规范要求确定各项技术指标。(2)设计的各个环节是前后相连的，我们在设计时应尽量考虑周全，保证前后能相互衔接，比如说在进行平面设计时，我们只有将线形设计好了，在纵断面设计时才好进行拉坡。(3)在设计时，我们要综合考虑经济、技术、环境等各方面的影响，进行经济和技术比选，确定最优方案。这一点主要体现在挡土墙的设计，路面结构设计阶段。(4)在设计的过程中，经常会遇到很多问题，我们应该积极面对，多查阅资料和书籍，这样我们才能将问题解决。比如在进行纬地建模的时候，刚开始我觉得很陌生，感觉无从下手，但当我查看了一些相关的文献和资料后，我便开始慢慢有了头绪，在老师的指导下，最后完成了任务。(5)做设计时应该多和同学交流，多向老师请教，这样我们才能发现设计中存在的问题和不足，不断提高自己的设计水平。总的来说，毕业设计是我们对四年所学知识的一个综合及运用，同时也是对我们所学知识的一个升华。它不仅要求我们掌握各方面的专业知识，而且要求我们能熟练操作各种专业软件及办公软件。活到老，学到老，知识是永远学不完的，我觉得毕业设计更多的是教会了我们如何不断获取新知识来解决自己所遇到的问题。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）参考文献[1]JTGB01-2003.公路工程技术标准.北京:人民交通出版社,2004.[2]交通部行业标准.公路路线设计规范.北京:人民交通出版社.2000.[3]JTJ011-94.公路路线规范.北京:人民交通出版社.1996.[4]扬少伟.道路勘测设计［Ｍ］.北京:人民交通出版社,1997.[5]JTJD30-2004.公路路基设计规范.北京:人民交通出版社,2006.[6]邓学钧.路基路面工程［Ｍ］.北京:人民交通出版社,2000.[7]陈忠达.公路挡土墙设计手册.北京:人民交通出版社,2006.[8]交通部第二公路勘察设计院.公路设计手册（路基）.北京:人民交通出版社,1996.[9]高大钊、袁聚云.土质学与土力学.北京:人民交通出版社,2001.[10]姚祖康.公路排水设计手册.北京:人民交通出版社,2002.[11]叶镇国.水力学与桥涵水文.北京:人民交通出版社,1998.[12]顾克明、苏清洪等.公路桥涵设计手册.涵洞.北京:人民交通出版社,1993.[13]JTGD40-2002.公路水泥混凝土路面设计规范.北京:人民交通出版社,2006.[14]JTGD50-2004.公路沥青路面设计规范.北京:人民交通出版社,2005.[15]张起森.公路施工组织及概预算[M].北京:人民交通出版社,1999.[16]李嘉.专业英语.土木工程专业.北京:人民交通出版社,2003.-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）致谢从论文选题到搜集资料，从提纲的完成到正文的反复修改，我经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中，心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。我要感谢我的导师聂忆华老师。她为人随和热情，治学严谨细心。从选题、定题、撰写提纲，到论文的反复修改、润色直至定稿，老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导。正是有了老师们的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才得以顺利完成。我还要感谢在大学四年中给我们授课的所有老师们，是他们让我学到了很多很多知识，让我看到了世界的精彩，让我学会了做人做事。最后感谢四年里陪伴我的同学、朋友们，有了他们我的人生才丰富，有了他们我在奋斗的路上才不孤独，谢谢他们。-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）附录A路堤挡土墙：重力式挡土墙验算[执行标准：通用]计算项目：重力式挡土墙8计算时间：2012-05-2520:58:15星期五------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:墙身高:3.550(m)墙顶宽:0.600(m)面坡倾斜坡度:1:0.050背坡倾斜坡度:1:0.360采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.300(m)墙趾台阶h1:0.500(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙踵台阶b3:0.350(m)墙踵台阶h3:0.530(m)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）墙底倾斜坡率:0.156:1物理参数:圬工砌体容重:23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.500墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力:150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:30.000(度)墙后填土粘聚力:100.000(kPa)墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力:500.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数:1.200墙踵值提高系数:1.300平均值提高系数:1.000墙底摩擦系数:0.500地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:30.000(度)土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:3折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数11.5990.914021.5000.000039.0006.0000坡面起始距离:0.000(m)地面横坡角度:20.000(度)墙顶标高:0.000(m)=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为3.939(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角：0.000(度)Ea=0.000Ex=0.000Ey=0.000(kN)作用点高度Zy=0.000(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第2破裂角=0.000(度)第1破裂角=0.000(度)Ea=0.000Ex=0.000Ey=0.000(kN)作用点高度Zy=0.000(m)墙身截面积=5.491(m2)重量=126.287kN墙背与第二破裂面之间土楔重=64.343(kN)重心坐标(1.563,-1.037)(相对于墙面坡上角点)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.500采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=8.850(度)Wn=188.361(kN)En=0.000(kN)Wt=29.328(kN)Et=0.000(kN)滑移力=-29.328(kN)抗滑力=94.181(kN)滑移验算满足:Kc=9418054.000>1.300地基土摩擦系数=0.500地基土层水平向:滑移力=0.000(kN)抗滑力=99.746(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=9974600.000>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.160(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.495(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=-0.389(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=0.000(kN-m)抗倾覆力矩=277.803(kN-m)倾覆验算满足:K0=27780332.000>1.500(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=188.361(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=277.803(kN-m)基础底面宽度B=2.545(m)偏心距e=-0.202(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.475(m)基底压应力:趾部=38.705踵部=109.319(kPa)最大应力与最小应力之比=109.319/38.705=2.824作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.202<=0.250*2.545=0.636(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=38.705<=600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=109.319<=650.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=74.012<=500.000(kPa)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=4.998(m2)重量=114.964kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.109(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.495(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=-0.389(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=179.308(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=258.821(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.443(m)截面宽度B=2.515(m)偏心距e1=-0.186(m)截面上偏心距验算满足:e1=-0.186<=0.300*2.515=0.754(m)截面上压应力:面坡=39.644背坡=102.964(kPa)压应力验算满足:计算值=102.964<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-28.522<=110.000(kPa)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为3.050(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角：0.000(度)Ea=0.000Ex=0.000Ey=0.000(kN)作用点高度Zy=0.000(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=0.000(度)第1破裂角=0.000(度)Ea=0.000Ex=0.000Ey=0.000(kN)作用点高度Zy=0.000(m)墙身截面积=3.872(m2)重量=89.055kN墙背与第二破裂面之间土楔重=40.280(kN)重心坐标(1.482,-0.752)(相对于墙面坡上角点)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=3.747(m2)重量=86.189kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=0.733(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=1.851(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=0.000(m)[容许应力法]:法向应力检算:-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）作用于验算截面的总竖向力=126.469(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=128.989(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.020(m)截面宽度B=2.190(m)偏心距e1=0.075(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.075<=0.300*2.190=0.657(m)截面上压应力:面坡=69.614背坡=45.899(kPa)压应力验算满足:计算值=69.614<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-23.103<=110.000(kPa)=================================================各组合最不利结果=================================================(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=94.181(kN),滑移力=-29.328(kN)。滑移验算满足:Kc=100001.297>1.300安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=94.181(kN),滑移力=-29.328(kN)。地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=100001.297>1.300(二)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗倾覆力矩=277.803(kN-M),倾覆力矩=0.000(kN-m)。倾覆验算满足:K0=100001.500>1.500(三)地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.202<=0.250*2.545=0.636(m)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=38.705<=600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=109.319<=650.000(kPa)地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)地基平均承载力验算满足:压应力=74.012<=500.000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。(五)墙底截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=-0.186<=0.300*2.515=0.754(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=102.964<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=150.000(kPa)剪应力验算最不利为：组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-28.522<=110.000(kPa)(六)台顶截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）截面上偏心距验算满足:e1=0.075<=0.300*2.190=0.657(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=69.614<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=150.000(kPa)剪应力验算最不利为：组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-23.103<=110.000(kPa)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）附录B路堑挡土墙：重力式挡土墙验算[执行标准：通用]计算项目：重力式挡土墙计算时间：2012-05-3117:50:49星期四------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:墙身高:6.000(m)墙顶宽:1.500(m)面坡倾斜坡度:1:0.250背坡倾斜坡度:1:-0.092采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.300(m)墙趾台阶h1:0.500(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.200:1物理参数:圬工砌体容重:23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.500墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）墙身砌体容许拉应力:150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:63.400(度)墙后填土粘聚力:0.000(kPa)墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:31.700(度)地基土容重:18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力:500.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数:1.200墙踵值提高系数:1.300平均值提高系数:1.000墙底摩擦系数:0.500地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:30.000(度)土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:1折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数13.0006.0000坡面起始距离:0.000(m)地面横坡角度:20.000(度)墙顶标高:0.000(m)=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为6.540(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角：21.595(度)Ea=45.403Ex=40.646Ey=20.231(kN)作用点高度Zy=2.180(m)墙身截面积=12.742(m2)重量=293.064kN(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.500采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=11.310(度)Wn=287.373(kN)En=27.809(kN)Wt=57.475(kN)Et=35.889(kN)滑移力=-21.585(kN)抗滑力=157.591(kN)滑移验算满足:Kc=15759116.000>1.300地基土摩擦系数=0.500地基土层水平向:滑移力=40.646(kN)抗滑力=163.210(kN)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=4.015>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.965(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.900(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=1.640(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=66.659(kN-m)抗倾覆力矩=634.513(kN-m)倾覆验算满足:K0=9.519>1.500(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=315.182(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=567.855(kN-m)基础底面宽度B=2.754(m)偏心距e=-0.425(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.802(m)基底压应力:趾部=8.520踵部=220.391(kPa)最大应力与最小应力之比=220.391/8.520=25.867作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.425<=0.250*2.754=0.688(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=8.520<=600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=220.391<=650.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=114.456<=500.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=11.999(m2)重量=275.986kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.974(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.900(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.640(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=296.217(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=536.829(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.812(m)-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）截面宽度B=2.750(m)偏心距e1=-0.437(m)截面上偏心距验算满足:e1=-0.437<=0.300*2.750=0.825(m)截面上压应力:面坡=4.916背坡=210.530(kPa)压应力验算满足:计算值=210.530<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-28.308<=110.000(kPa)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为5.500(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角：21.595(度)Ea=32.110Ex=28.746Ey=14.308(kN)作用点高度Zy=1.833(m)墙身截面积=10.644(m2)重量=244.819kN[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=10.644(m2)重量=244.819kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.620(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.539(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.833(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=259.126(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=380.212(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.467(m)截面宽度B=2.371(m)偏心距e1=-0.282(m)截面上偏心距验算满足:e1=-0.282<=0.300*2.371=0.711(m)截面上压应力:面坡=31.302背坡=187.310(kPa)压应力验算满足:计算值=187.310<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-31.596<=110.000(kPa)=================================================各组合最不利结果=================================================-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=157.591(kN),滑移力=-21.585(kN)。滑移验算满足:Kc=100001.297>1.300安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=157.591(kN),滑移力=-21.585(kN)。地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=4.015>1.300(二)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗倾覆力矩=634.513(kN-M),倾覆力矩=66.659(kN-m)。倾覆验算满足:K0=9.519>1.500(三)地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.425<=0.250*2.754=0.688(m)墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=8.520<=600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=220.391<=650.000(kPa)地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)地基平均承载力验算满足:压应力=114.456<=500.000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。(五)墙底截面强度验算-66- 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=-0.437<=0.300*2.750=0.825(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=210.530<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=150.000(kPa)剪应力验算最不利为：组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-28.308<=110.000(kPa)(六)台顶截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=-0.282<=0.300*2.371=0.711(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=187.310<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=150.000(kPa)剪应力验算最不利为：组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-31.596<=110.000(kPa)-66-'