公路毕业设计计算书

'.本科毕业设计XXX公路设计XXX燕山大学2013年6月 本科毕业设计XXX公路设计学院（系）：建筑工程与力学学院专业：土木工程（道桥）学生姓名：XXX学号：指导教师：徐秋实答辩日期：2013年6月23日 燕山大学毕业设计任务书学院：建筑工程与力学学院系级教学单位：土木工程系学号学生姓名XXX专业班级土木工程（道桥）题目题目名称XXX公路设计题目性质1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型1.毕业设计（√）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（√）主要内容在教学用图上进行道路初步勘测与设计，确定路线方案；道路详细测量与施工图设计；编写计算书和设计说明；绘制路线方案图和施工图；编制必要的表格；路基设计，包括边坡稳定验算以及挡土墙设计；路面设计，要求按照水泥砼路面和沥青砼路面多方案比选；初步编制路面工程估算。基本要求初步勘测与设计阶段在教学用地形图上研究可能的路线方案，并绘出路线平面及纵断面设计图(比例尺为1:10000)，进行路线方案的技术与经济比较，确定选用方案。在初步设计选定的方案中确定一段3～4公里，沿路中线两侧各200米的地带上，将原地形图放大(比例尺为1：2000），并进行路线平面、纵断面详细设计，路基设计，路面结构设计。毕业设计图纸包括：路线比较方案平面、纵断面图，详细设计的路线平面、纵断面图，道路横断面图、路面结构图、防护工程设计图等。参考资料《道路勘测设计》教材，现行的《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》、《公路沥青路面设计规范》、《公路水泥混凝土路面设计规范》、《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》、《公路工程基本建设项目设计文件图表示例》等。周次第1-2周第3-5周第6-8周第9-11周第12-13周第14周第15-18周应完成的内容前期工作准备。调研。熟悉绘图软件，熟悉地图。初步勘测与设计，方案比选，确定工程方案。道路详细技术测量，道路平面、纵断面设计，路基工程设计。道路排水、防护工程设计，路面结构设计，桥涵方案设计。汇总设计说明及图表整理。毕业设计工程概预算。计算书与施工图修改、打印、装订，准备答辩。指导教师：职称：年月日系级教学单位审批：年月日 摘要摘要随着社会经济的发展，公路起着越来越重要的作用。本文主要讲述了公路设计中的一个完整过程。本设计主要分两个阶段：初步设计阶段和详细设计阶段。首先，讨论道路修建的可行性，从地形，地质，气象，水文条件等自然因素和交通量的增长情况来论述该公路修建的可行性与必要性，为道路修建进行理论研究。目的是为了避免或减少建设项目决策的失误，提高投资的综合效果。其次，本着合理利用当地资源，综合考虑地形，地质，水文气象条件等自然因素和当前交通量以及交通量增长情况来确定公路等级，并根据公路等级来确定道路设计中的技术指标。通过已确定的设计指标，为方案的初步拟定提供技术参考，从而为最终方案的确定打下基础。最后，为了做到路线方案的最优，选择两条方案分别进行初步设计。根据一定的技术指标来进行方案的比选，选择合理的路线方案来进行详细设计。详细设计是沿路中线两侧各200米的地带上，将原地形图放大，并进行路线平面、纵断面详细设计，路基设计，路面结构设计等工作。之后对详细设计方案做工程概预算，列出工程清单。关键词　公路设计；路基设计；路面设计；排水设计 燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractAsthedevelopmentwiththesocialeconomy,thehighwayplaysmoreandmoreimportantrole.Thisdesigncontainsthewholestageinthedesigningcourse.Firstofall,discussingthefeasibilitybuildinginroad,attopograph,andthegrowthsituationsofvolumeoftrafficcomeandexpoudthefactthisfeasibilityandnecessitywhohighwaybuildmeteorologicalhydrologyterms,etc.naturalfactorsesgeology.Buildthetheoreticalhydrologyresearchfortheroad.Purposeistoavoidorreducethedecision-makingmistakesofconstructionproject,toincreasethecombinedeffectofinvestment.Secondly,inlinewithutilizinglocalresourcesrationally,Considerandatpresentandvolumeoftrafficincreasetrafficsituationcomeanddeterminehighwaygradetopographies,geologies,hydrometorologicaltermesesesnaturalfactors.Throughtheidentifieddesignofindicators,itprovidetechnicalreferenceforthetentativelysetprogram,whichlaythefoundationforthedeterminationofthefinalroutescheme.Atlast,comeanddetermineroadthetechnicalindicatorsofdesignaccordingtohighwaygrade.Moreover,foraccomplishingschemeoptimumroute,choosetwoschemestobedesignedtentativelyrespectively.Comeandcarryontothenselecting,chooserationalrouteschemedesignindetailschemeaccordingtocertaintechnicalindicator.Detaileddesignisalongthemidlineoftheupperzoneof200meters,enlargetheoriginalterrainandmaketheflatoftheroute,profiledetaileddesign,designofembankment,pavementstructuredesign.Thenmaketheprogrambudgetforthedetaileddesign,andthenlisttheprojectlist.Keyword　highwaydesign;subgradedesign;pavementdesign;drainagedesignIII 目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景11.1.1公路运输特点11.1.2我国公路现状21.2我国公路发展3第2章道路的可行性研究52.1项目背景52.2可行性研究的原则52.3现有公路技术状况评价52.4工程建设可行性论证6第3章自然情况对道路的影响分析73.1自然情况对道路选线的影响73.2自然情况对道路设计的影响73.3自然情况对道路施工的影响8第4章道路技术等级的确定及技术指标确定9第5章技术指标的研究与确定105.1平面设计技术指标的确定105.1.1直线105.1.2圆曲线115.1.3缓和曲线125.1.4行车视距135.1.5平面视距的保证135.2纵断面设计技术指标的确定135.2.1纵坡1375 5.2.2竖曲线155.3路面要求165.3.1路面设计的基本要求165.3.2路面等级165.3.3路拱坡度165.3.4路面排水17第6章初步勘测与初步设计186.1路线设计186.1.1选线的一般原则186.1.2平面设计186.2方案比选196.2.1影响路线方案选择的主要因素196.2.2方案比选20第7章详细设计217.1平面设计217.1.1平曲线要素的计算217.1.2曲线主点桩号的计算227.1.3逐桩坐标计算237.2纵断面设计247.2.1概述247.2.2纵坡设计的步骤和方法247.2.3竖曲线计算267.3横断面设计277.3.1路基宽度的确定277.3.2路堤和路堑边坡坡度的确定277.3.3超高与加宽计算27第8章排水设计318.1路基边坡及沟渠设计318.1.1边沟设计3175 8.1.2排水沟设计328.1.3边沟设计验算328.2路面排水设计358.3涵洞设计358.3.1涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点358.3.2涵洞选用原则358.3.3确定涵洞孔径368.3.4确定涵洞纵坡378.3.5确定涵洞长度38第9章路基设计399.1路基设计的基本要求399.1.1路基宽度399.1.2路基高度399.1.3路基压实409.1.4边坡坡度409.2路基边坡稳定性验算419.2.1路堑边坡稳定性验算419.2.2路堤边坡稳定性验算429.3路基防护429.4挡土墙设计439.4.1设计资料439.4.2挡土墙平面、立面布置439.4.3挡土墙横断面布置，拟定断面尺寸439.4.4主动土压力计算449.4.5挡土墙抗滑稳定性验算469.4.6抗倾覆稳定性验算479.4.7基底应力及合力偏心距验算479.4.8墙身截面强度验算489.4.9挡土墙的伸缩缝与沉降缝设计4975 9.4.10挡土墙的排水设施设计509.5软土路基计算与处理509.5.1软土的临界高度计算509.5.2软土地基处理50第10章路面设计5110.1混凝土路面设计5110.1.1交通分析5110.1.2初拟路面结构5310.1.3接缝设计5610.2沥青路面设计5910.2.1交通分析5910.2.2初拟路面结构6310.3路面方案选择70第11章工程造价71结论74参考文献75致谢7675 第1章绪论第1章绪论1.1课题背景1.1.1公路运输特点近几年来，我国公路运输的货运量和货运周转量都有大幅度的提高，公路运输的地位越来越重要。（1）机动灵活机动灵活是公路运输最大的优点。公路运输在空间上很容易实现“门到门”运输，并且可以根据客户需求随时提供运输服务，能灵活制定运营时间表，运输服务的弹性大。同时能根据各户需求提供个性化服务，最大限度的满足不同性质的货运运输。（2）驾驶人员容易培训与其他运输工具相比，汽车驾驶技术简单，容易掌握。汽车驾驶员培训一般只需几个月的时间，而其他运输工具驾驶员则需要较长的时间。（3）运输成本高公路运输的总成本包括固定成本和变动成本两部分。对于运输企业而言，固定成本所占的比例相对较高。由于公路运输的单次运输量较小，相对于铁路运输和水路运输而言，每吨公里的运输成本较高。研究表明，公路运输的成本分别是铁路运输成本的11.1~17.5倍，水路运输成本的27.7~43.6倍，管道运输成本的13.7~21.5倍，但是只有航空运输成本的6.1%~9.6%。（4）运输能力小每辆普通载货汽车每次至多仅能运送50吨左右的货物，约为货物列车的1/100;长途运输一般也只能运送50位左右的旅客，仅相当于铁路普通列车的1/36~1/30。此外，由于汽车体积小、载重量不大，运送大件货物较为困难，因此，在一般情况下大件货物和长距离运输不太适宜采用公路运输。（5）能耗高75 第1章绪论公路运输属于能耗高的一种运输方式。根据相关研究资料，公路运输能耗分别是铁路运输能耗的10.6~15.1倍，沿海运输能耗的11.2~15.9倍，内河运输能耗的13.5~19.1倍，管道运输能耗的4.8~6.9倍，但比航空运输能耗低，只有航空运输能耗的6.0%~8.7%。（6）环境污染严重据美国环境保护机构对各种运输方式造成污染的研究分析，公路运输的汽车是造成环境污染的罪魁祸首，其中有机化合物污染占81%，氮氧化物污染占83%，一氧化碳污染占94%。公路运输造成的污染是水路运输的3.3倍。（7）原始投资少，资金周转快公路运输与铁路、水路、航空运输方式相比，所需固定设施简单，车辆购置费用一般也比较低，因此投资回收期较短。有关资料表明，在正常经营情况下,公路运输的投资每年可周转1~3次，而铁路运输则需要3~4年才能周转一次。鉴于公路运输的以上特点，公路运输比较适合于内陆地区中短距离的货物运输，以及与铁路、水路进行联运，为铁路、港口集疏运物资。另外，公路运输还可以在农村以及农村与城市之间进行货物的运输，可以在远离铁路的区域从事干线运输。随着高速公路网的修建，公路运输将逐渐形成短、中、长途运输并举的局面。1.1.2我国公路现状随着新中国的成立，华夏儿女开始在一穷二白的废墟上开始了大规模的社会主义建设，公路开始在中华大地上迅速延伸。1950-1952年，新中国新建公路3846公里，改建公路18931公里，加上恢复通车的公路，全国公路通车总里程近13万公里。1953年，第一个五年计划开始实施，举世闻名的川藏、青藏公路于54年底建成通车，这是中国人民不畏艰苦、百折不挠的意志的缩影。第二个五年计划受到“大跃进”的干扰，公路建设遇到了极大的阻力，很多新建公路质量很差，而且由于缺乏统一规划，一些公路建成后根本无车行驶，后又改路为田。在纠正了“大跃进”的错误后，中国公路建设在“调整、巩固、充实、提高”75 第1章绪论八字方针指引下进入了第三个五年计划建设时期，成鹰、宝成、川黔、渝厦、福温、沈丹、滩石等国家干线公路在这个时期相继建成。尽管十年文革给我们民族带来了巨大的伤害，可是关系到国防建设和国家安全的公路建设却仍在动乱中进步。曲曲折折的中国公路建设发展到1978年，总里程达到89万余公里。尽管等级低、质量差，但它的确通到了全国90%以上的乡（镇），初步形成了遍布全国各地的公路网。:bwdEni1P1.2我国公路发展根据公路交通科技发展的战略目标，按照交通科技的需求和“综合集成、重点突破”的方针，今后交通科技发展具有牵动性、前瞻性、关键性的战略重点主要为以下六个方面：（1）智能化数字公路交通管理技术　　推进公路交通的信息化进程，改善运营管理，优化资源配置，提高公路交通信息化水平，实现智能化的交通运输、数字化的行业管理、人性化的社会服务；最大程度地发挥综合交通的运输服务功能，实现便捷和快速运输。（2）特殊自然环境下建养技术　　攻克特殊自然环境下的建养关键技术，支撑公路交通基础设施建设，改善交通网络的状况与性能，实现加快发展、扩充能力的目标，提高公路交通设施的使用品质和使用寿命。（3）一体化公路运输技术　　构筑公路运输网络一体化、运输载体一体化、运输装卸一体化、运输场站一体化和运输辅助设施一体化、管理一体化的新型联合运输系统。通过应用一体化运输技术，改善公路交通服务水平，提高系统运行效率，实现不同运输方式之间货物的无缝衔接和旅客的零换乘。（4）交通科学决策支持技术　　面向交通改革与发展的重大决策问题，开展交通决策支持技术的研究，实现公路水路交通决策的科学化和民主化。在交通发展战略、政策法规、管理体制、运营组织等领域实现决策的数字化、可视化和协调化，为科学决策和民主决策提供技术支持，提高决策的科学性、质量和效率。（5）公路交通安全保障技术　　研究开发公路交通安全保障技术，提高公路交通的事故预防、应急反应和救助处理能力，75 第1章绪论降低交通伤亡数量及事故率，建立一个更安全更可靠的公路交通系统，使我国公路交通达到社会公认的安全水准。（6）绿色交通技术　　开展以环保和节能为重点的绿色交通技术的研究，缓解我国环境污染和资源短缺的压力，建立一个与自然和社会环境友善和谐、污染程度少、土地使用合理、能源消耗适度的绿色公路交通体系，促进21世纪公路交通可持续发展目标的实现。75 第2章道路的可行性研究第2章道路的可行性研究可行性研究是在建设前期对建设项目的一种考虑与鉴定。对拟建项目在技术上是否可行，在经济上是否有利，建设上是否可能，所进行的综合分析和全面科学论证的技术经济研究活动。目的是为了避免或减少建设项目决策的失误，提高投资的综合效果。2.1项目背景本设计拟在以上夼村为起点，途经王家疃村，以丁家夼村为终点修建一条新建公路，该区域属低山丘陵区，山丘起伏和缓，域气温属暖温带大陆性气候，气候干燥，降雨量少,具有冬季干冷和夏季干热的气候特点。上夼村一带虽地处山岭区，但为适应新的经济形势下快速发展的需要，解决影响经济发展的交通问题，促进地区经济交流，该道路的拟建十分必要。同时，修建本项目是该地区现实交通需求，是改善该地区路网结构的需要，是促进文化、社会、发展、改善该地区人民精神物质生活的需要，是适应交通量迅速增长的需要。可见该道路的拟建有其重要意义。2.2可行性研究的原则根据以下原则对道路建设项目进行可行性研究：(1)依据该地区的整体规划，要满足该地区的发展要求；(2)因地制宜，结合当地地形特征，合理安排，连接城市道路网络，满足交通需求；(3)技术先进，经济合理，分步实施，远近结合，满足环境和成本节约的要求；(4)结合土地利用规划，桥涵规划，科学协调，合理布置路线。2.3现有公路技术状况评价该地区75 第2章道路的可行性研究一直没有合理、合适的路线，为适应交通量迅速增长的需求和减少司机车辆的绕行，改善交通环境，该项目建设已是势在必行。原有土路达到四级及以上标准的路段很少。公路基础差，路面窄，路面均为泥结碎石路面，公路弯多而急，坡陡而多，一般都不符合标准的平曲线，行车条件差，严重影响行车速度，车速仅能达到十公里左右，由于地方政府财力有限，群众集资养护公路困难，致使近年公路路况急剧恶化，急需铺筑新建道路。随着改革开放的深入，经济建设和社会的发展，该地区道路网建设滞后的矛盾逐渐暴露出来，现有路况严重影响经济发展和对外开放形象。为消除这一困难，带动该地区经济发展创造良好的交通基础设施条件，新建该公路势在必行。2.4工程建设可行性论证改善公路网络结构是党中央国务院已及早提出“村村通公路的宏伟目标”。该地区交通基础设施落后，交通不便，人民生活水准不高。修建此路能购使局部地区达到真正的村村通公路，这对于改善农村路网结构有着积极的意义。该地区新建道路工程具有规划可行、建设可行、方案可行、效益可行。该地区地面起伏，山丘连绵，仅靠等外路不利于城镇居民交往及对外发展，该地区矿产资源丰富，有着较多的铜矿等矿物资源，因交通不便大量资源难以外运，致使长期经济滞后，影响人民生活水平的提高。修建该路必然能缓解交通制约因素，便于交通运输、对吸引外资、对外开放、促进该地区经济的腾飞，使该处人民早日过上小康生活都有着重要意义。因此，为了达到方便快捷，促进经济的发展的要求，有必要、有能力在两地间修一条等级较高的公路。75 第3章自然情况对道路的影响分析第3章自然情况对道路的影响分析3.1自然情况对道路选线的影响本设计的路段选线时应尽量不占或少占农田，冬季盛行风向为西北风，路线走向应尽量与信风方向一致，避免正交。该地区地势起伏较大，地形错综复杂，应综合考虑平、纵、横三者的关系，适当的掌握标准，提高线形质量。3.2自然情况对道路设计的影响路基路面裸露在大气中，其稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定。因此，应深入调查公路沿线的自然条件，从总体到局部，从大区域到具体路段，分析研究，因地制宜地采取有效的工程措施，以确保路基路面具有足够的强度和稳定性。设计中路基路面的排水设计至关重要，否则会导致稳定性下降，出现破坏现象。(1)地质条件沿线山体稳定，基本无不良地质状况，个别路段为软土，需进行特别处理。山坡上1m以下是碎石土，山顶多有碎落现象，在碎落地区设置碎落台，以堆积碎落岩屑和土石，便于养护时清理。(2)气候条件该路段所在地区处西北干旱区，该地区大部分水位很低，虽然冻深多在100~150cm以上，但一般道路冻害较轻。丘陵区1.5m以上的深路堑冬季积雪厚，雪水浸入路面造成危害，所以沥青面层材料应具有良好的防透水性，路肩也应防水处理。由于气候干燥，砂石路面经常出现松散、搓板和波浪现象。(3)水文和水文地质条件山坡地下水3米以下，洼地地下水1.5m以下，小河子附近有河流经过，道路沿线应做好排水工作，以免水毁路基。(4)75 第3章自然情况对道路的影响分析植被及土壤分布多丘陵和山地，山岗处树木较多，农田处有灌木区，农田多旱地。沿线多粘质土，山坡上1m以下是碎石土。(5)建筑材料分布沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。(6)深路堑应加强边坡防护和防排水设计，高路堤应注意边坡稳定。7fLLV23.3自然情况对道路施工的影响该地区处于西北干旱区，降雨量较少，丘陵区1.5m以上的深路堑冬季积雪厚，雪水浸入路面造成危害，所以沥青面层材料应具有良好的防透水性，路肩也应防水处理。道路作为带状结构物，其施工面受地形的限制很大，应该注意在不同的地形条件下选择不同的施工机具及施工方法。75 第4章道路技术等级的确定及技术指标确定第4章道路技术等级的确定及技术指标确定经调查该地区近期交通量资料如下：表4-1交通量资料车型数量折换系数三菱FR4156001五十铃NPR595G4703江淮HF140A3201.5东风S19135B4002五十铃EXR181L2801.5江淮HF1503803交通增长率：7%折算成小货车近期日交通量为：远期日交通量预测为：查《公路工程技术标准》可知，一级公路的设计年限为20年，二级公路的设计年限为15年。一级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为15000~30000辆(四车道)或25000~55000辆(六车道)，二级公路一般能适应各种车辆折合成小客车的远景设计年限年平均日交通量为5000~15000辆。故根据《公路工程技术标准》，应建二级公路，为双车道公路。75 第5章技术指标的研究与确定第5章技术指标的研究与确定本设计为山岭区二级公路，查《公路工程技术标准》可知，作为城乡结合部混合交通量大的集散公路或是位于地形等条件受限制的路段时，设计行车速度宜采用60km/h。5.1平面设计技术指标的确定5.1.1直线5.1.1.1直线的适用条件S平面线形采用直线时应注意线形与地形的关系，并应符合直线的最大长度和最小长度要求；在运用直线线形并决定其长度，原则是宜直则直、宜曲则曲。在下述路段上可采用直线：(1)路线完全不受地形，地物限制的平原区或山间的宽阔河谷地带；O5_E"um(2)城镇及其近郊道路，或以直线为主体进行规划的地区；Z"S>i*Ts(3)长大桥梁、隧道等构造物路段；nqgfAQsE)(4)路线交叉点及其附近；MMhd-B1O&(5)双车道公路提供超车的路段。5.1.1.2直线的最大长度uKpl+>直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，应注意其对应的纵坡不宜过大。若两侧地形过于空旷时，宜采取种植不同的树种或设置一定建筑物等技术措施予以改善。定线时应注意把能引起兴趣的自然风景或建筑物纳入驾驶员的视线范围之内。规范规定，在景色单调的地点最好直线长度控制在20V以后，本设计速度不大于60km/h，所以最大直线长度为1200m。?1Z=s5.1.1.3直线的最小长度规定二级公路eHqf3f–同向曲线间的直线最小长度为6V，即360m。<6v7_反向曲线间的直线最小长度为2V，即120m。
~ikTo-当直线两端没有缓和曲线时，可直接相连,构成S形曲线。em>CSBx本设计中均采用大于一般最小半径曲线相连，曲线间直线最小长度均满足要求。;`F0%0d75 第5章技术指标的研究与确定5.1.2圆曲线圆曲线是平曲线的重要组成部分，圆曲线的设计主要确定其半径值以及超高和加宽。_fMooI)U15.1.2.1圆曲线的最小半径(1)极限最小半径极限最小半径是指各级公路在采用允许最大超高和允许的横向摩阻系数情况下，能保证汽车安全行驶的最小半径。极限最小半径是路线设计中的极限值，是在特殊困难的条件下不得已才使用的，一般不轻易采用。9^c_^-8n<}(2)一般最小半径fl)Oto7一般最小半径是指各级公路在采用允许的超高和横向摩阻系数时，能保证汽车以设计速度安全、舒适行驶的最小半径。一般最小半径是在通常情况下推荐采用的最小半径。一方面考虑了汽车在这种曲线上以设计速度或以接近设计速度行驶时，旅客有充分的舒适感；另一方面考虑到在地形比较复杂的情况下不会过多的增加工程量。4pc=MR(3)不设超高最小半径vW]BOzK当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。各级公路圆曲线最小半径的规定值如下表所示：表5-1圆曲线半径d]@9kG设计速度/km·h-112010080604030圆曲线最小半径/m一般值100070040020010065极限值65040025012560305.1.2.2圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000m。<0lfkeD5.1.2.3圆曲线半径的选用75 第5章技术指标的研究与确定在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用了不需设超高的大半径曲线，本设计中最大半径为400m，极限最小半径及一般最小半径均未采用，设置曲线最小半径为250m。n:;2Z5.1.2.4平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线(或超高、加宽缓和段)和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。o/9V1"平曲线的最小长度：70m。本设计中，平曲线的最小长度为365.925m，满足平曲线的最小长度要求。bBg?x4bu平曲线中圆曲线的最小长度取：35m，本设计中，圆曲线最小长度为65.93m，同样满足平曲线中圆曲线的最小长度要求。tn:9
5.1.2.5关于小偏角的曲线长《公路路线设计规范》规定：平原微丘区转角等于或小于时，平曲线长度一般值是700/m，底限值是100m。其中为路线转角值，本设计中没有小于等于7°的转角，所以满足要求。5.1.3缓和曲线缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：~|fd=E%(1)离心加速度变化率不过大；q.rnZU(2)控制超高附加纵坡不过陡；(3)控制行驶时间不过短；(4)符合视觉要求。ai}8+L8-因此，《公路路线设计规范》规定：山岭区二级公路缓和曲线最小长度为60m。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。在本设计中，每个转点处都设有缓和曲线。iB[%5i-75 第5章技术指标的研究与确定5.1.4行车视距F)<f8F行车视距是否充分，直接关系着行车的安全与速度，它是公路使用质量的重要指标之一。@cSz!E}行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。:
`oYD《公路路线设计规范》规定，二级公路设计视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。[V}I34UN对于山岭区二级公路，停车视距取75m，超车视距一般值取350m，底限值取250m。#OH#&{H5.1.5平面视距的保证汽车在弯道上行驶时，弯道内侧行车视线可能被树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物所遮挡，因此，在路线设计时必须检查平曲线上的视线是否能得到保证，如有遮挡时，则必须清除视距区段内侧适当横净距内的障碍物。当视野内有稀疏的成行树木，单棵树木或灌木，对视线的妨碍不大并可引导行车或能构成行车空间时，则可予以保留。9LzQp`InysDfp"
C,5.2纵断面设计技术指标的确定5.2.1纵坡纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度，直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。<~vamim#K5.2.1.1最大纵坡Tld%NE汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其他阻力增加，必然导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，制动容易升温发热导致失效，驾驶员心里紧张、操作频繁，容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而，应对最大纵坡进行限制。~z%K9YcyU75 第5章技术指标的研究与确定最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，《公路路线设计规范》对二级公路最大纵坡规定如下：mEr*n二级公路最大纵坡为6%。D=o9+5SlwgO1`zP!9Z5.2.1.2最小纵坡各级公路的路堑以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于0.3%的纵坡(一般情况下以采用不小于0.5%为宜)。当必须设计平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。y"!`.E7d5.2.1.3最小坡长如果坡长过短，变坡点增多，形成“锯齿”的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。为提高公路的平顺性，应减少纵坡上的转折点；两凸形竖曲线变坡点间的间距应满足行车视距的要求，同时也应保证在换档行驶时司机有足够的反应时间和换档时间，通常汽车以计算行车速度行驶9s~15s的行程可满足行车舒适和插入竖曲线的要求。各级公路最小坡长，如下表：表5-2各级公路最小坡长设计速度/km·h-11201008060403020最小坡长一般值40035025020016013080最小值300250200150120100605.2.1.4最大坡长汽车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时间低挡行驶，易引起发动机效率降低。下坡时，由于频繁刹车将缩短制动系统的使用寿命，影响行车安全。一般汽车的爬坡能力以末速度约降低至设计车速的一半考虑，对坡度的最大坡长应加以限制。《标准》规定平原微丘区二级公路最大坡长如下表：4%aODr8表5-3设计速度为60km/h二级公路的纵坡长度限制纵坡坡度/%3456纵坡长度/m120010008006005.2.1.5平均纵坡平均纵坡是衡量纵断面线形设计质量的一个重要指标。1X.5cl?V75 第5章技术指标的研究与确定为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长，应控制路线总长度内的平均纵坡。《公路路线设计规范》规定二级公路越岭路线的平均纵坡以接近5.5%(相对高差为200~500m)和5%(相对高差大于500m)为宜。并注意连续3000m路段范围内的平均纵坡不宜大于5.5%。(5-1)U(dTtL!|c:8式中——平均纵坡；hp/}Z"A=——相对高差；]6v6&YV——路线长度。(x2I*<7P5.2.2竖曲线为保证行车舒适平顺、安全、视距良好及满足平、竖曲线组合的要求，在变坡点处均应设置竖曲线。40sT对凹形竖曲线最小半径的确定主要考虑：限制离心力不过大、汽车在跨线桥下行车视距的保证和夜间行车视距的保证和夜间行车前灯照射范围内的视距保证等三个方面。《公路路线设计规范》建议在条件许可的情况下二级公路=6000m]xBQ7Xqf
|要求设计竖曲线^n"ve2。设计中设置的凹曲线最小半径为10000m。J6U3}SO=y(2)凸形竖曲线最小半径Y-hGHnh]"确定凸形竖曲线最小半径主要考虑保证汽车行驶视距和汽车能够安全行驶通过曲线段。通常当汽车行驶在凸形竖曲线变坡点附近时，由于变坡角的影响在司机的视线范围内将产生盲区。此时司机的视距与变坡角的大小及视线高度有密切关系。当变坡角较小时，不设竖曲线也能保证视距，但变坡角较大时，必须设竖曲线以满足行车视距的要求。`So*#T根据《公路路线设计规范》中内容，建议在条件许可的情况下二级公路取=9000m的要求设计竖曲线T.HS.
。设计中设置的凸曲线最小半径为7000m。J"`,];su5.2.2.2一般最小半径和极限最小半径3#}5dO75 第5章技术指标的研究与确定在条件许可的条件下，应尽量满足上述凹、凸竖曲线的视距要求，但上述的最小半径，在条件较差时，并不是设计竖曲线所必须的最小值要求。《公路工程技术标准》规定在设计速度为60km/h时，凹形竖曲线半径的一般值为2000m；极限值为1400m。pi[:"}m]/P凸形竖曲线半径的一般值为1500m，极限值为1000m，竖曲线最小长度为35m。^$c+r%9k当然通常采用大于或等于上述一般最小半径值，当受地形条件及其它特殊情况限制时方可采用上述极限最小半径值。5.3路面要求5.3.1路面设计的基本要求各级公路的行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、硬路肩和紧急停车带均应铺筑路面。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、性质、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，其表面应达到平整、密实和抗滑的要求。各级公路路面可根据交通量发展需要一次建成或分期建成。kq$0~lNI$5.3.2路面等级路面等级一般按下表的规定选用。jtH>&O表5-4路面等级路面等级面层类型所使用公路等级高级水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石高速、一级、二级次高级沥青贯入式碎石、路拌沥青碎石、沥青表面处治二级、三级中级泥结或级配碎石、水结碎石、其他粒料三级、四级低级各种粒料或当地材料改善土四级5.3.3路拱坡度路拱坡度主要是考虑路面排水的要求，路面越粗糙，要求路拱坡度越大。路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件，按表5-5规定的数值采用。土路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%~2%。yyv1.25，可得1:0.5的边坡满足要求，稳定。图9.1条分法图解75 第9章路基设计9.2.2路堤边坡稳定性验算桩号K1+300处附近，填方高度最大，为6.781m，需要进行边坡稳定性验算。滑动面上内摩擦角，其中土的容重为边坡比例为，，黏结力。利用圆弧滑动面的条分法计算，(9-1)式中、——换算系数；——摩擦系数，为tan。表9—3表解法计算结果表边坡坡度滑动圆弧的圆心ABABABABAB1:1.53.066.252.546.502.157.151.908.331.7110.10K值2.2691.991.821.761.80由上表得，=1.76，表解法为近似解，值要求应提高，要求>1.5，本坡满足，故该坡稳定。9.3路基防护路基防护是确保道路全天候使用，使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施，是路基设计的主要项目之一。路基的防护的方法，一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护主要有植物防护和工程防护两类。植物防护有种草、铺草皮、种树等形式；工程防护有框格防护、封面、护面墙、喷射混凝土护坡等形式。对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实。冲刷防护有间接和直接防护两类。直接防护有植物、砌石、石笼、挡土墙等形式。75 第9章路基设计对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等。(1)路堤边坡防护路堤高度小于3m边坡均直接撒草种防护；路堤高度大于3m均采用方格网植草护坡。(2)路堑边坡防护路堑高度小于3m边坡均直接撒草种防护；路堑高度大于3m均采用人字形骨架植草护坡。9.4挡土墙设计9.4.1设计资料(1)荷载：计算荷载汽车-20级，验算荷载挂车-100；(2)墙后填料为砂性土，容重，计算内摩擦角，填料与墙背间的摩擦角；(3)地基为整体性较好的石灰岩，其容许承载力，基地摩阻系数；(4)墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体，砌体容许压应力为，容许剪应力为，容许拉应力为。9.4.2挡土墙平面、立面布置二级公路在桩号为K1+250~K1+350路段采用浆砌片石重力式挡土墙。9.4.3挡土墙横断面布置，拟定断面尺寸挡土墙墙高，取基础埋置深度，挡土墙纵向分段长度取=10m；面坡倾斜坡度1:0.25，背坡倾斜坡度1:0.25，；墙顶填土高度，填土边坡坡度1:1.5，，汽车荷载边缘距路肩边缘，。具体形式如图9.175 第9章路基设计图9.1K1+300挡土墙形式示意图9.4.4主动土压力计算(1)车辆荷载换算(9-2)式中——换算土层厚度(m)；——车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m取20；墙高大于10m，取10；墙高在2～10m之间时，附加荷载强度用直线内插值计算；作用在墙顶或墙后填土上的人群荷载强度规定为3；作用于挡墙栏杆顶的水平推力采用0.75，作用于栏杆扶手上的竖向力采用1。——墙背填土的重度()由直线内插法得：时，换算均布土层厚度：(2)主动土压力计算(假设破裂面交于荷载中部)1)破裂角75 第9章路基设计由得：验核破裂面位置：堤顶破裂面至墙锺：荷载内缘至墙锺：荷载外缘至墙锺：由于破裂面至墙锺的距离大于荷载内缘至墙锺的距离并且小于荷载外缘至墙锺的距离，所以破裂面交于路基荷载中部的假设成立。并且直线形俯斜墙背，且墙背倾角较小，不会出现第二破裂面。2)主动土压力系数和=0.15875 第9章路基设计3)求主动土压力4)土压力的作用点9.4.5挡土墙抗滑稳定性验算为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。即：(9-3)式中——挡土墙自重；——墙背主动土压力的水平与垂直分力；——基底倾斜角，；——基底摩擦系数，查经验数据表取0.5；——主动土压力分项系数，当组合为I、II时，取1.3。不等式左边为：75 第9章路基设计不等式右边为：由上述计算结果得：成立，因此该挡墙抗滑稳定性满足要求。9.4.6抗倾覆稳定性验算要使挡墙抗倾覆满足要求即满足：式中——墙身、基础及其上的土重合力重心到墙趾的水平距m；,成立，因此该挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。9.4.7基底应力及合力偏心距验算(1)基础底面的压应力作用于基底的合力偏心距为：其中：所以基础底面的压应力满足要求。75 第9章路基设计(2)基底合力偏心距荷载组合为Ⅱ：挡土墙结构自重、土重、土侧压力、汽车荷载引起的土侧压力相组合。查表可知，坚密的岩石地基的合力偏心距须有，由以上计算可知是满足的。(3)地基承载力抗力值地基应力的设计值应满足地基承载力的抗力值要求，当偏心荷载作用时，应满足以下公式(9-4)式中——基底平均压应力；——地基承载力抗力值；式中——基础底面每延米的面积，即基础宽度，×1.0；——每延米作用于基底的总竖向设计值kN；式中——地基承载应力标准值；——承载力修正系数，取；——基底下持力层上土的天然容重；——基础地面以下各土层的加权平均容重；——基础底面宽度小于3m时取3m，大于6m时取6m；——基础底面的埋置深度m。显然，所以满足地基承载力的要求。9.4.8墙身截面强度验算选取一个截面进行验算：即二分之一墙高处。75 第9章路基设计(1)强度计算(9-5)式中——设计轴向力(kN)；——重要性系数，取1.0；——恒载(自重及襟边以上土重)引起的轴向力kN和相应的分项系数；——主动土压力产生的轴向力，——挡土墙构件的计算截面积，；——材料极限抗压强度(KPa)，；——抗力分项系数，受压片石砌体取2.31；——轴向力偏心影响系数，。满足要求。(2)稳定计算(9-6)式中意义同前；－弯曲平面内的纵向翘曲系数；因为，所以认为此挡墙是矮墙，取。成立。同理选取另一个截面进行验算：2-2截面(即变阶处)，经验算强度与稳定验算均满足，所以挡墙截面强度满足要求。9.4.9挡土墙的伸缩缝与沉降缝设计把伸缩缝和沉降缝结合在一起，统成为变形缝，沿墙长每10米75 第9章路基设计设置变形缝，变形缝全高设置，其宽度取0.02米，缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青木板，塞入深度为0.2米。9.4.10挡土墙的排水设施设计在墙身上沿墙高和墙长设置泄水孔，其为10cm20cm的方孔，具有向墙外倾斜的坡度，间距取为2.5m，泄水孔的进水侧设反滤层，厚度为0.4m，在最下排泄水孔的底部设置隔水层。9.5软土路基计算与处理9.5.1软土的临界高度计算软土处于K2+325—K2+425附近，此处地基属于均质薄层软土地基，此时圆弧滑动面与软土底面相切，则（9-7）式中：—容许填土的临界高度，m—软土的快剪粘结力，Kpa—填土的容重，KN/m³—稳定因数，其值与路堤坡脚及湿度因素值有关本地软土=11.3Kpa，=17KN/m³设=4m。则=1.5，查图得=6由于计算值与假定值相差小于1%，H定为4m。由于在此范围内的软土临界高度大于路基高度，所以不需要进行稳定性验算。9.5.2软土地基处理由于本地区的软土为浅层地基，且主要为淤泥、淤泥质土，所以由《建筑地基处理技术规范》确定采用换填法处理地基，通过碾压法对换填土进行压实和处理。75 第10章路面设计第10章路面设计Ndx.SOj10.1混凝土路面设计10.1.1交通分析10.1.1.1混凝土路面设计基准期由表10-1可知：二级公路的设计基准期为20年。表10-1可靠度设计标准公路技术等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路安全等级一级二级三级四级设计基准期/年30302020目标可靠度/%95908580目标可靠指标1.641.281.040.84变异水平等级低低～中中中～高10.1.1.2标准轴载及轴载当量换算水泥混凝土路面结构设计以100kN单轴-双轮组荷载为标准荷载。不同轴-轮型和轴载的作用次数，应按公式(10-1)式中——的单轴—双轮组标准轴载的通行次数；——各类轴—轮型级轴载的总重kN；——轴型和轴载级位数；——各类轴—轮型级轴载通行次数；——轴－轮型系数；单轴—双轮组：；(10-2a)单轴—单轮组：3p-0.43；(10-2b)双轴—双轮组：-5p-0.22；(10-2c)三轴—双轮组：-8p-0.22。(10-2d)75 第10章路面设计由已知交通组成资料计算的各轴载当量换算次数如下表：表10-2轴载当量换算表车型轴型/kN轮轴型系数/次/日三菱FR415前轴单轴单轮30.0514.36000后轴单轴双轮51.016000.01东风S19135B前轴单轴单轮20.1610.94700后轴双轴双轮72.604700五十铃EXR181L前轴单轴单轮60381.732034.46后轴三轴双轮10003200江淮HF150前轴单轴单轮45.1431.64000.51后轴单轴双轮101.51400507.59五十铃NPR595G前轴单轴单轮23.5571.22800后轴单轴双轮44.012800江淮HF140A前轴单轴单轮18.9569.13800后轴单轴双轮41.813800注：小汽车和轴载小于40kN的特轻轴重对结构影响忽略不计，不纳入当量换算。10.1.1.3标准轴载累计当量作用次数由表10-1可靠度设计标准得：二级公路设计基准期20年，安全等级为三级。由表10-3临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.54。交通量年平均增长率为5%。则设计基准期内混凝土面板临界荷位处所承受的标准轴载累计当量作用次数可按式(10-3)计算。(10-3)式中——100kN的单轴—双轮组标准轴载的通行次数；——交通量年平均增长率；——设计基准期(年)；——临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数。由式(10-3)得次75 第10章路面设计表10-3车辆轮迹横向分布系数公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.17～0.22二级及二级以下公路行车道宽>7m0.34～0.39行车道宽≤7m0.54～0.62该设计车道标准轴载累计作用次数=2.5256次，依据表10-4得路面交通等级为重交通等级。表10-4交通分级交通等级特重重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数Ne/104＞2000100～20003～100＜310.1.2初拟路面结构二级重交通，变异水平等级为中级，初拟普通水泥混凝土面层厚度为（《路基路面工程》表16-17），可靠度系数（《路基路面工程》表16-22）。普通混凝土弯拉强度标准值（《路基路面工程》表16-23），抗压强度41.8MPa，弯拉弹性模量32GPa（《路基路面工程》表16-25）。10.1.2.1方案1该段土基刚度：，最小防冻层厚度为60cm。初拟路面结构为：普通混凝土面层25cm+石灰粉煤灰稳定粒料20cm+二灰土20cm。初拟路面结构为：表10-5初拟路面结构表普通水泥混凝土0.25m二灰稳定砂砾0.20m二灰土0.20m土基---------基层顶面当量回弹模量：75 第10章路面设计当量弯曲刚度：当量厚度：回归系数：基层顶面当量回弹模量：普通水泥混凝土面层的相对刚度半径：标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力：接缝传荷折减系数：；疲劳应力系数：；75 第10章路面设计综合系数：；荷载疲劳应力：IV区最大温度梯度，取板长L=4m，,又混凝土板厚，根据图16-14可查得，温度应力系数。于是得最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力：温度疲劳应力系数：式中—回归系数；（表16-29Ⅲ区）代入数值得:温度疲劳应力：可靠度系数，在以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计极限状态时，需满足：，代入数值：可见，能够满足荷载应力和温度应力的综合疲劳作用要求。路面总厚度为0.65m，满足最最小防冻层0.6m的要求。10.1.2.2方案2初拟路面结构为：普通混凝土面层25cm+石灰粉煤灰稳定粒料20cm+天然砂砾30cm。见表（4-2）75 第10章路面设计初拟路面结构为：表4-2初拟路面结构表普通水泥混凝土0.25m二灰稳定砂砾0.20m天然砂砾0.30m土基---------计算过程同上，代入数值可得到各参数如下：可见，能够满足荷载应力和温度应力的综合疲劳作用要求。路面总厚度为0.75m，满足最最小防冻层0.6m的要求。10.1.3接缝设计10.1.3.1纵向接缝设计(1)一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。纵向施工缝采用平缝形式，上部应锯切槽口，深度为30-40mm，宽度为3-8mm,槽内灌塞填缝料，构造如图10.1所示；因混凝土板块小于4.5m，故可不必考虑设置纵向缩缝。75 第10章路面设计图10.1纵向施工缝构造(单位mm)(2)纵缝应与路线中线平行。在路面等宽的路段内或路面变宽路段的等宽部分，纵缝的间距和形式应保持一致。路面变宽段的加宽部分与等宽部分之间，以纵向施工缝隔开。加宽板在变宽段起终点处的宽度不应小于1m。(3)拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚中央，并应对拉杆中部100mm范围内进行防锈处理。其中拉杆的直径、长度和间距，可以参照表10-12取用。施工布设时，拉杆间距应按横向接缝的实际位置应予以调整，最外侧的拉杆距横向接缝的距离不得小于l00mm。(4)连续配筋混凝土面层的纵缝拉杆可由板内横向钢筋延伸穿过接缝代替。表10-12拉杆直径、长度和间距面层厚度/mm到自由边或未设拉杆纵缝的距离/m3.003.503.754.50200~250260~300注：拉杆直径、长度和间距的数字为直径长度间距10.1.6.2横向接缝设计(1)每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应尽可能选在缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，应采用加传力杆的平缝形式，其构造如图10.2(a)所示；设在胀缝处的施工缝，其构造与胀缝相同。遇有困难需设在缩缝之间时，施工缝采用设拉杆的企口缝形式，其构造如图10.3(b)所示。75 第10章路面设计图10.2横向施工缝构造（尺寸单位mm）(a)设传力杆平缝(b)设拉杆企口缝(2)横向缩缝可等间距或变间距布置，采用假缝形式。本公路属非特重和重交通公路，故可采用不设传力杆假缝形式，其构造如图10.3所示。图10.3横向缩缝构造(不设传力杆假缝)(尺寸单位mm)(3)横向缩缝顶部应锯切槽口，深度范围为44~55mm，取50mm，宽度为3~8mm，槽内填塞填缝料。(4)在邻近桥梁或其他固定构造物处或与其他道路相交处应设置横向胀缝。设置的胀缝条数，视膨胀量大小而定。低温浇筑混凝土面层或选用膨胀性高的集料时，宜酌情确定是否设置胀缝。胀缝宽20mm，缝内设置填缝板和可滑动的传力杆。胀缝的构造如图10.4所示。75 第10章路面设计图10.4胀缝构造（尺寸单位mm）(5)传力杆应该采用光面钢筋。钢筋尺寸和间距可以查表10-13来选用。另外，最外侧的传力杆距纵向接缝或自由边的距离可以取为150~250mm。表10-13传力杆尺寸和间距面层厚度/mm传力杆直径传力杆最小长度传力杆最大间距220284003002403040030026032450300280354503003003850030010.2沥青路面设计10.2.1交通分析10.2.1.1路面设计年限依照规范要求查表10-14各级公路沥青路面设计年限，二级公路设计年限为12年。表10-14各级公路沥青路面设计年限公路等级设计年限/年公路等级设计年限/年高速、一级15三级8二级12四级610.2.1.2累计标准轴载当量轴次计算75 第10章路面设计我国路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载。以BZZ-100表示。(1)采用弯沉值和沥青层的层底拉应力为设计指标1)各级轴载按下式换算成标准轴载的当量轴次(10-13)式中——标准轴载当量轴次(次/日)；——各种被换算车辆的作用次数(次/日)；——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。当轴间距大于3m时，轴数系数等于轴数m；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数=1+1.2(m−1)。2)设计年限内累计当量标准轴载数在沥青路面设计中，既要考虑使用初期日交通量和使用年限末期交通量，还要根据路面的设计使用年限，计算出车道累计承担多少次标准轴载的反复作用。已知设计年限为12年，设计年限内交通量平均增长率为5%，查表10-15车道系数表，对双向两车道取车道系数=0.7。由式(10-3)得设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次表10-15车道系数表车道特征车道特征双向单车道1.0双向六车道0.3~0.4双向两车道0.6~0.7双向八车道0.25~0.35双向四车道0.4~0.575 第10章路面设计表10-16轴载换算结果表(弯沉)车型轴型/kN/次/日三菱FR415前轴单轴单轮30.016.460020.41后轴单轴双轮51.01160032.07东风S19135B前轴单轴单轮20.116.44702.80后轴双轴双轮72.611470116.73五十铃EXR18L前轴单轴单轮6016.4320221.97后轴三轴双轮10011320320.00江淮HF150前轴单轴单轮45.116.440080.15后轴单轴单轮101.511400426.76五十铃NPR59G前轴单轴单轮23.516.42803.29后轴单轴双轮44.0112807.87江淮HF140A前轴单轴单轮18.916.43801.73后轴单轴双轮41.8113808.55(2)采用半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标1)各级轴载按下式换算成标准轴载P的当量轴次N(10-14)式中——各种被换算车辆的作用次数(次/日)；——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18.5，四轮组为0.09。当轴间距大于3m时，轴数系数等于轴数m；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数(10-15)由已知交通组成资料计算的各轴载当量换算次数如下表：75 第10章路面设计表10-17轴载换算结果表(半刚性基层层底拉应力)车型轴型/kN/次/日三菱FR415前轴单轴单轮30.016.46000.25后轴单轴双轮51.0116002.75东风S19135B前轴单轴单轮20.116.44700.01后轴双轴双轮72.631470108.82五十铃EXR18L前轴单轴单轮6011.853209.94后轴三轴双轮100513201600.00江淮HF150前轴单轴单轮45.111.854001.27后轴单轴单轮101.511400450.60五十铃NPR59G前轴单轴单轮23.516.42800.02后轴单轴双轮44.0112800.39江淮HF140A前轴单轴单轮18.916.43800.00后轴单轴双轮41.8113800.35注：小汽车和轴载小于40kN的特轻轴重对结构影响忽略不计，不纳入当量换算。2)设计年限内累计当量标准轴载数已知设计年限t为12年，设计年限内交通量平均增长率r为5%，查表10-15两车道系数表，对双向两车道取车道系数η=0.65。由式(10-3)得设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次：10.2.1.3交通等级以营运车辆中的大客车、中型货车、大型货车、拖挂车等车型在一个车道上的日平均车数进行划分，查表10-18，路面交通等级属于中交通。表10－18沥青路面交通等级交通等级BZZ-100kN累计标准轴次/次·车道-1大客车及中型以上的各种货车交通辆/辆·(d·车道)-175 第10章路面设计续表10-18轻交通<600中交通600~1500重交通~1500~3000特重交通>300010.2.2初拟路面结构设计弯沉：式中—公路等级系数（二级公路为1.1）；—面层类型系数（沥青面层为1.0）；—路面结构类型系数（初拟为半刚性基层为1.0）；—设计年限内一个车道累积轴次。路面结构材料的容许弯拉应力：式中—抗拉结构抗拉强度系数。根据结构材料不同，按以下公式计算：（沥青层）；（水泥、二灰稳定粒料）；（二灰土、石灰土）；（贫混凝土）—路面结构材料的极限抗拉强度。初选路面结构层材料，各项参数如下表3-2所示：75 第10章路面设计表10-19初选路面结构层材料表材料抗压模量（MPa）弯拉强度（MPa）结构强度系数容许拉应力（MPa）20°C(弯沉)15°C(弯拉)细粒式沥青混凝土140020001.22.2800.526中粒式沥青混凝土120016001.02.2800.439粗粒式沥青混凝土90012000.82.2800.625水泥稳定碎石150015000.61.9800.303二灰稳定砂砾5505500.61.9800.303二灰土8008000.32.5450.118石灰土5505500.252.5450.098级配碎石230230天然沙砾18018010.2.2.1方案1该段土基刚度，最小防冻层厚度为60cm。初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土4cm+中粒式沥青混凝土6cm+粗粒式沥青混凝土9cm+水泥稳定碎石20cm+石灰粉煤灰砂砾，以石灰粉煤灰砂砾为设计层。将各设计参数输入路面结构设计软件得，石灰粉煤灰砂砾厚度为24.2cm，可满足弯沉和弯拉应力要求。为方便施工，取为25cm。路面总厚度64cm>60cm，满足最小防冻层厚度要求。表10-20路面结构设计表细粒式沥青混凝土4cm中粒式沥青混凝土6cm粗粒式沥青混凝土9cm75 第10章路面设计续表10-20水泥稳定碎石20cm石灰粉煤砂砾25cm（1）沥青路面结构厚度电算公路等级:二级公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:26.3(0.01mm)路面设计层层位:5设计层最小厚度:150(mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土4014000200000.82中粒式沥青混凝土6012000160000.73粗粒式沥青混凝土909000120000.64水泥稳定碎石20015000150000.145石灰粉煤灰砂砾?550055000.086新建路基32按设计弯沉值计算设计层厚度：LD=26.3(0.01mm)H(5)=150mmLS=2.3(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)75 第10章路面设计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)=200mmσ(4)=0.145MPaH(5)=250mmσ(4)=0.126MPaH(5)=213mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(5)=213mmσ(5)=0.085MPaH(5)=263mmσ(5)=0.076MPaH(5)=242mm(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)=242mm(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600mm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.(2)交工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级：二级公路新建路面的层数：5标准轴载：BZZ-100层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)(mm)1细粒式沥青混凝土40140002000012中粒式沥青混凝土60120001600013粗粒式沥青混凝土90900012000175 第10章路面设计续上表4水泥稳定碎石200150001500015石灰粉煤灰砂砾2505500550016新建路基321计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值：第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=2(0.01mm)第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=2.2(0.01mm)第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=2.5(0.01mm)第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=3.2(0.01mm)第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=8.5(0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS=291.1(0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力：(未考虑综合影响系数)第1层底面最大拉应力σ(1)=-0.226(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-0.048(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=-0.024(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=0.126(MPa)第5层底面最大拉应力σ(5)=0.078(MPa)10.2.2.2方案2初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土4cm+中粒式沥青混凝土6m+粗粒式沥青混凝土9cm+石灰粉煤灰砂砾20cm+石灰粉煤灰土23cm+级配碎石20cm，以石灰粉煤灰土为设计层。将各设计参数输入路面结构设计软件得，石灰粉煤灰土厚度为22.1cm，可满足弯沉和弯拉应力要求。为方便施工，取为23cm。路面总厚度82cm>60cm，满足最小防冻层厚度要求。表10-21路面结构设计表细粒式沥青混凝土4cm中粒式沥青混凝土6cm75 第10章路面设计续表10-21粗粒式沥青混凝土9cm石灰粉煤砂砾20cm石灰粉煤灰土23cm级配碎石20cm（1）沥青路面结构厚度电算公路等级：二级公路新建路面的层数：6标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：26.3(0.01mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土4014000200000.82中粒式沥青混凝土6012000160000.73粗粒式沥青混凝土909000120000.64石灰粉煤灰砂砾200550055000.145石灰粉煤灰土?800080000.086级配碎石200230023007新建路基32路面设计层层位：5设计层最小厚度：150(mm)按设计弯沉值计算设计层厚度：LD=26.3(0.01mm)75 第10章路面设计H(5)=200mmLS=27.2(0.01mm)H(5)=250mmLS=25.1(0.01mm)H(5)=221mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(5)=221mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(5)=221mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(5)=221mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(5)=221mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(5)=221mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度：H(5)=221mm(仅考虑弯沉)H(5)=221mm(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（2）交工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级：二级公路新建路面的层数：6标准轴载：BZZ-100层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土40140002000012中粒式沥青混凝土60120001600013粗粒式沥青混凝土9090001200014石灰粉煤灰砂砾2005500550015石灰粉煤灰土25080008000175 第10章路面设计续上表6级配碎石2002300230017新建路基321计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值：第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=25.1(0.01mm)第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=27.9(0.01mm)第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=32.7(0.01mm)第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=40.5(0.01mm)第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=64(0.01mm)第6层路面顶面交工验收弯沉值LS=218.3(0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS=291.1(0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力：(未考虑综合影响系数)第1层底面最大拉应力σ(1)=-0.234(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-0.009(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=0.099(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=0.005(MPa)第5层底面最大拉应力σ(5)=0.072(MPa)10.3路面方案选择沥青路面与水泥混凝土路面相比，前者具有以下优点：(1)足够的力学性能，能承受车辆荷载施加到路面上的各种作用力；(2)一定的弹性和塑性变形能力，能承受应变而不破坏；(3)与汽车轮胎的附着力较好，可保证行车安全；(4)有高度的减振性，可使汽车快速行驶，平稳而低噪声；(5)不扬尘，且容易清扫和冲洗；(6)维修工作比较简单，且沥青路面可再生利用。对于本工程，沥青原料比混凝土原料更容易获得，且材料较为经济。通过工程概预算可知沥青混凝土道路的造价是混凝土道路造价的一半左右。综合以上优点，经过各方面考虑，故本二级公路采用沥青路面。75 第11章工程造价第11章工程造价75 第11章工程造价第11章工程造价75 第11章工程造价表11-2工程造价工程量计算草稿表序号项目名称计算表达式单位数量1挖一般土方路断面面积乘以路中心线长度，具体由纬地软件计算所得，但具体施工时还有放坡2填方由纬地软件计算所得3基层水泥稳定碎石宽度乘以设计中心线长度(未明确加宽的每侧各加25cm)40874.464基层石灰粉煤灰碎石40874.465面层水泥混凝土面层工程量按设计中心线长度乘以设计宽度38149.4966面层沥青混凝土面层工程量按设计中心线长度乘以设计宽度38149.496表11-3工程取费表序号项目名称单位基数费率/%小计1小计元————.906（沥青）.017（混凝土）人工费+机械费元————7956.79（沥青）7151.84（混凝土）2规费元7956.79（沥青）93978.395（沥青）7151.84（混凝土）3575.92（混凝土）小计+规费元————.695（沥青）.680（混凝土）3税金元.67（沥青）3.3866433.030（沥青）.31（混凝土）.272（混凝土）4合计元————.046（沥青）.953（混凝土）75 结论结论本设计是对山岭区二级新建公路设计，全线长5.45公里。根据给定资料，通过交通量的计算与预测确定本公路为二级公路，设计速度为60km/h。经过反复审查、修改，使整条线路各项指标达规范要求，并且在各自条件下尽量使用最高指标。本次设计的难点在于克服较大高差，使路线的平面和纵断面结合良好，使纵坡满足技术指标要求。同时在该地区有部分软土地基，所以通过用换填法对软土地基进行处理，使其满足工程要求。该毕业设计的主要内容包括：道路的选线、定线，平纵横设计，路基防护及其排水设计，路面结构设计等。通过具体的设计过程，使我们基本掌握了道路设计的基本程序和基本内容。我做毕业设计是一个既被动又主动的过程，先是被问题挡住，只能正确面对，再主动解决，现在才真正体会到毕业设计的重要意义，能真正提高学生各方面的能力，真正是一次理论和实践的结合。通过本次毕业设计，我对专业知识有了更加深入的认识与了解，对于道路设计的一些步骤与需要注意的问题，都有了更多的了解，并且可以对纬地和CAD等专业软件熟练使用。通过这次毕业设计，我们对以后的工作内容与方向有了一定的了解，对本专业的工作内容有所认识，使我有了更多的收获。75 参考文献参考文献1崔政权，李宁﹒边坡工程-理论与实践最新发展[M]﹒北京：中国水利水电出版社，19992邓学钧﹒路基路面工程[M]﹒北京：人民交通出版社，20013姚祖康﹒路面设计手册[M]﹒北京：人民交通出版社，19984JTGB01-2003，公路工程技术标准[S]﹒北京：人民交通出版社，20045JTGD20-2006，公路路线设计规范[S]﹒北京：人民交通出版社，20066JTGD30-2004，公路路基设计规范[S]﹒北京：人民交通出版社，20047TGD40-2002，公路水泥混凝土路面设计规范[S]﹒北京：人民交通出版社，20038JTGD50-2006，公路沥青路面设计规范[S]﹒北京：人民交通出版社，20069JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S]﹒北京：人民交通出版社，200410JTJ018-97，公路排水设计规范[S]﹒北京：人民交通出版社，199811JTGF80/1-2004，公路工程质量检验评定标准[S]﹒北京：人民交通出版社，200412顾客明﹒公路桥涵手册《涵洞》[M]﹒北京：人民交通出版社，199913孙家驷﹒道路设计资料集3－路基设计[M]﹒北京：人民交通出版社，200314孙家驷﹒道路设计资料集4－路面设计[M]﹒北京：人民交通出版社，200315张雨化﹒公路勘测设计[M]﹒北京：人民交通出版社，199716SHIMinglei1,DENGXuejun.OnPhysicalandMechanicalBehaviorof.NaturalMarineIntermediateDeposits[J].ChinaOceanEngineering,2005,19(1):111-11917WebsterS.L.，R.HGrau，andR.PWilliams.DescriptionandApplicationofDualMassDynamicConePenetrometer[R].U.S.ArmyEngineerWaterwaysExperimentStation，InstructionReport，No.GL-92-3，199275 致谢通过这次毕业设计，我对我们大学学到的各学科知识有了更深入的了解，使我们学到的知识得到了应用，这样，更能帮助我们记住所学的知识。很快我们就步入了工作岗位，而这次毕业设计也正是我们对以后工作的一种熟悉的过程，所以，很感谢学校给我们安排了这次毕业设计，让我们对专业知识有了更深入的了解。 燕山大学毕业设计评审意见表指导教师评语：成绩：指导教师签字：年月日评阅人评语：成绩：评阅人签字：年月日 燕山大学毕业设计答辩委员会评语表答辩委员会评语：总成绩：答辩委员会成员签字：答辩委员会主席签字：年月日'