道桥二级公路毕业设计

'道桥毕业设计摘要本次设计主要是泉州二级公路B段线路进行设计，设计的内容主要包括选线、平面设计、纵断面设计、横断面设计、超高设计、挡土墙设计、沥青混凝土路面设计。为了经济适用，本次设计路基宽度为14m，土路肩0.5m，为了保障排水，路面路拱度2%，土路肩为3%。路堤处设边坡，比例1:1.5，路堑处设边沟，边沟坡度1:1，高度和深度均为0.5m，在深挖的路段另设截水沟截水沟，截水沟坡比、高度和深度同边沟一致。路面采用沥青混凝土路面，又由于该路路面等级高，所承受交通量较重，因此采用三层式结构，即表面层采用4cm厚的细粒式密集配沥青混泥土，中面层采用5cm厚中粒式密集配沥青混泥土，下层面采用6cm厚粗粒式密集配混泥土。本次设计全部按照相应规范编写，平面图为手绘图，其余图均为电脑出图。关键词泉州二级公路选线沥青混泥土59 AbstractThisdesignismainlyquanzhousecondaryroadsBsectionroutesforthedesign,thedesignofcontentmainlyincludesroute,graphicdesign,alignmentdesign,cross-sectionaldesign,ultra-highdesign,retainingwalldesign,asphaltconcretepavementdesign.Inordertoeconomyapplicable,thedesignofroadbedwidthto14m,dirtroadshoulder0.5m,inordertoensuredrainage,pavingroadarchdegrees2%,dirtroadshoulderfor3%.Embankmentslope,proportionina1-1.5,cuttingplacesetditches,ditchesslope1:1,heightanddepthare0.5m,indeepdigsectionsanothersetcutditchcutditch,cutditchslope,heightanddepththanwithditchesandconsistent.Pavementusingofasphaltconcretepavement,andbecausehigh,weinheritroadlevel,sothemethodheaviertrafficinthreelayers,namely,typestructureusingintersecting4cmthickfine-grainedtypeofasphaltmixesclay,denseworthyofusing5cmthicklayerofgrainoftypeofasphaltmixesclay,densematchbynextlevel6cmthickcoarsegrainedtypedensematchsmixesclay.SkeywordQuanzhousecondaryroadsrouteselectionAsphaltmixesclay59 目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1总体设计的基本任务11.2沿线自然条件21.3道路建设的意义2第2章公路等级32.1交通分析32.2主要技术指标4第3章道路选线及平面设计63.1选线的原则与步骤63.1.1选线的原则63.1.2选线的步骤73.2平面线形设计83.2.1直线段83.2.2曲线段83.3方案比选14第4章纵断面设计164.1纵坡设计164.1.1设计要求164.1.2设计的步骤174.2竖曲线设计18第5章路基设计225.1横断面设计225.2超高设计225.2.1超高设计步骤225.3土石方计算与调配265.3.1土石方计算265.3.2调配原则2759 5.3.3调配方法27第6章排水设计29第7章挡土墙的设计337.1挡土墙的布置及构造337.2挡土墙的土压力计算347.2.1库伦主动土压力计算347.2.2挡土墙稳定性验算377.2.3增加挡土墙稳定性的措施387.2.4挡土墙的排水设施38第8章边坡防护40第9章路面结构设计439.1路面排水形式439.2轴载分析439.3路面结构组合设计469.3.1面层类型和等级选择469.3.2路面厚度计算509.3.3弯拉应力验算54结论57致谢58参考文献5959 ContentsAbstractIChapter1Intorduction11.1Thebasictaskoftheoveralldesign11.2Naturalconditionsalongthe21.3Roadconstructionsignificance2Chapter2Highwayrating32.1Trafficanalysis32.2Itsmaintechnicalindices4Chapter3Roadrouteandgraphicdesign63.1Theprinciplesandstepsoflocation63.1.1Routeprinciple63.1.2Routesteps73.2Horizontalalignmentdesign83.2.1Straightsegment83.2.2Curvesegment83.3Schemeisselected14Chapter4Alignmentdesign164.1ZongPodesign164.1.1Designrequirements164.1.2Designsteps174.2Verticalcurvedesign18Chapter5Roadbeddesign225.1Cross-sectionaldesign225.2Ultra-highdesign225.2.1Ultra-highdesignsteps225.3Tcalculationandallocate265.3.1Tcalculation2659 5.3.2Allocationprinciples275.3.3Allocationmethods27Chapter6Drainagedesign29Chapter7Retainingwalldesign337.1Thelayoutandstructureoftheretainingwall337.2Theretainingwall"searthpressurecalculation347.2.1Coulomb"sactiveearthpressurecalculation347.2.2Retainingwallstabilitychecking377.2.3Increasethestabilityofretainingwallmeasures387.2.4Theretainingwall"sdrainagefacilities38Chapter8Slopeprotection40Chapter9Pavementdrainagedesign439.1Pavementdrainageform439.2Axleloadanalysis449.3Pavementstructurecombinationdesign469.3.1Facingtypesandlevelschoice469.3.2Pavementthicknesscalculation509.3.3Flexuralstresschecking54Conclusion57Thanks58References5959 第1章绪论二级公路是供汽车行驶的双车道公路，是连接中等以上城市的干线公路，是通往大工矿区、港口的主要干线。二级公路具有车速较高、通行能力大、技术指标高。二级公路在车辆运行方式、路线几何构造（平面、纵断面线型、横断面构造）、附属设施等各个方面都具有很高的要求。[1]1.1总体设计的基本任务总体设计是在项目工程可行性研究报告所作项目建设必要性、经济合理性、技术可行性、实施可能性和最佳综合社会经济效益发挥的可靠性等综合研究的基础上，对路线作出的全面安排，包括如下几方面。1.路线方案路线方案是依据指定的路线总方向（路线起终点和中间主要控制点）和设计公路的性质、任务及其在公路网中的作用，考虑了社会、经济因素和复杂的自然条件等拟定的路线走向。路线方案是否合理将直接关系到公路本身的工程投资、运输效率和使用质量，还影响到在公路网中是否起到应有作用。因此要在各种可能的方案中，通过调查分析、比选，确定出一条最优路线方案来。2.线形设计公路线形系指由公路平、纵、横三个方面组成的立体形状、公路的基本形状是由选线定下来的，从这个意义上讲，选线时就已经开始了现形设计的工作。但是此处所讲的线形设计是狭义的，仅指路线既定以后，平纵面平纵要素的组合问题。公路线形严格限制着汽车行驶的安全性、舒适性及经济性，还直接影响建成后的使用质量和经济效果，所以线形设计是非常重要的。路线设计应依据公路等级及其功能，正确运用技术指标，保持线形连续均衡，确保行驶安全舒适；二级公路应做好总体设计，使各技术指标的设置与平、纵组合恰当，线形平面顺适、纵面均衡。二级公路应注意立体线形设计，尽量做到线形连续、指标平衡、视觉良好59 、景观协调、安全舒适。上述要求的中心意思可用这样一句话来表达，那就是：在保证使用任务和经济合理性的前提下，尽量修建安全度高、舒适的公路。对于行驶力学方面要求，已体现在一些技术指标中，不难满足。而如何才能满足驾驶人员视觉和心理方面的要求正是目前线形设计所考虑的问题。公路是一个带状构造物，反应在驾驶人员眼里的是它的立体形状。研究或评价线形的好坏时，应以平面、纵断面组合的立体线形为主要对象。公路线形的好坏，从公路使用者的角度来看，可从经济性、快速性、安全性和舒适性四个方面来评判，其中又可从安全性和舒适性的感受最为直接。为此平、纵线形组合时，要注意如下基本原则。(1)应在视觉上能自然诱导驾驶员的实现，并保持视觉的连续性。(2)平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使视觉上、心理上保持协调。(3)在保证有足够视距的前提下，驾驶员看到前方的弯曲一般不宜超过两个，立面上的起伏不超过三个。(4)选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。3.沿线设施依据公路的功能、设计交通量、通行能力及需要的服务水平，研究确定拟建公路的安全设施、管理设施、服务设施等的合理布局和建设规模，并检查与公路主题工程设计和环境的适应情况。收费公路还应论证收费制式、收费方式及站点布置。1.2沿线自然条件泉州境内地形以山地、丘陵为主，地势南低北高。属于亚热带季风气候，冬季十分短暂，一年四季的平均气温都在18℃以上。泉州是降水极其充沛的地区，年最高降雨量可达1800mm。梅雨季节的潮热闷湿，和7、8月的台风频频。1.3道路建设的意义本公路的建设通车对泉州的经济往来和贸易交流起着积极的推动作用，给当地居民带来交通上的便利，也势必将对当地的经济的发展产生极其重要的意义。道路运输的特点是激动、灵活，适应性强，直达，迅速，单车运量小。公路的建设，深刻的影响着它所服务的每一个人它接触的每一寸土地。59 第2章公路等级2.1交通分析公路根据交通量及其使用功能、性能分为五个等级:高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。高速公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为6000辆以上，专供汽车方向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。一级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为15000-3000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶全部控制出入的公路。二级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为3000-7500辆以上，专供汽车行驶的公路。三级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为1000-4000辆以上的公路。四级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量双车道1500辆以下，单车道200辆以下。1.已知资料该路段初始交通量见表2—1，交通量年平均增长率8.5%。表2—1交通量(单位：辆/日)小客车——3800中型车解放CA1OB150黄河JN10570吉尔13060尼桑CK10G90东风EQ140130大型车交通SH36180太脱拉138150延安SX1611502.交通计算59 我国标准规定，将涵盖小客车与小型货车的“小客车”定为各级公路设计交通量换算的标准车型。用于道路规划与技术等级划分的机动车折算系数见表2—2。表2—2各级公路车辆折算系数车型编号代表车型折算系数车种说明1小客车1.019座以下的客车和载质量<2t的货车2中型车1.519座以上的客车和载质量>2t且≤7t的货车3大型车2.0载质量>7t且≤14t的货车4拖挂车3.0载质量>14t的货车初始年交通量：=3800+1.5×（150+70+60+90+130）+2.0×（80+150+150）=5310(辆/日)3.公路等级假设泉州B段路线远景设计年限为12年，交通年增长率为8.5%，则远景设计年限交通量N。N=N0×（1+k）n-1=5310×（1+8.5%）12-1=13026.3(辆/日)由远景设计年限交通量N=13026.3辆/日，查《公路工程技术标准》（JTGB），简称《标准》，拟定该公路为二级公路双向两车道，设计车速80km/h。2.2主要技术指标1.平面技术指标(1)二级公路路基宽度、硬路肩宽度，土路肩宽度。表2—3二级公路路基、路肩宽度(单位：m)一般值最小值路基宽度12.0010.0059 硬路肩宽度2.752.5土路肩宽度0.750.5在本设计中，路基宽度取14.00m，硬路肩取2.75m，土路肩取0.5m，设计车速为80km/h，双向两车道。(2)停车视距：110m(3)圆曲线最小半径见表2—4。表2—4圆曲线指标（单位：m）圆曲线最小半径一般值270极限值220不设超高最小半径路拱≤2.0%2500路拱>2.0%7500缓和曲线最小长度702.纵断面设计技术指标(1)二级公路设计车速为80km/h时，最大纵坡为5%，纵坡长度在700m以内。(2)竖曲线最小长度和最小半径见表2—5。表2—5竖曲线最小长度和最小半径(单位：m)凸形竖曲线半径一般值4500极限值3000凹形竖曲线半径一般值3000极限值2000竖曲线长度一般值170极限值70第3章道路选线及平面设计59 3.1选线的原则与步骤道路选线是一个涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作。它是由面到带，由带到线，由粗到细的过程，是逐步具体化、逐步补充修改和提高的过程。选线要先通过总体布局解决基本走向，然后再解决局部路线方案知道具体定线。[2]3.1.1选线的原则1.平原地区公路路线特点平原主要是指一般平原、山间盆地、高原等地区平坦地区，地面高度变化微小，有时的轻微的起伏和倾斜。平原地区除泥沼。盐泽土、河谷漫滩、海边滩涂等外，一般多为耕地，分布有各种建筑设施，居住点较密，在天然河网地区，还有水塘、河叉，沟渠多等特点，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及区县半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。平原地区地形对路线的限制不大，路线平面线形顺直。在一边地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增长了距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，线是把路线总方向内所规定绕过的地点，如城镇、工厂、农场、乡村以及风景文物地点作为控制点，然后再大控制点之间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该绕行，从而建立一系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直达的基础上适当的调整，是路线的平纵断面配合好。2.平原公路选线原则及依据选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。3.1.2选线的步骤59 选线工作必须由浅入深，由轮廓到具体，按照测设程序分阶段分步骤进行，比较分析后，选定最合理的路线。一般按全面布局、逐步安排和具体定线三个步骤进行。1.全面布局在路线总方向（起、迄点和中间必须经过的城镇或地点）确定后，从大面积着手由面到带进行总体布置的过程，此项工作最好先地形图上进行路线布局，选定出可能的路线方案，然后进行踏勘与资料收集，根据需要与可能结合具体条件，通过必选落实必须通过的主要控制点，放弃那些应避让的控制点，逐步缩小路线活动范围，进而定出大体得路线布局，为下一步定线工作奠定基础。2.逐段安排在总体路线方案既定的基础上，以相邻主要控制点间划分段落，根据道路标准结合其间具体地形通过试坡展线方法逐段加密细部控制点，进一步明确路线走法，这样就构成了路线的雏形。这一步工作和关键在于探索与落实路线方案，为实现具体定线提供可能的途径。这一步工作如做得好仔细，研究得周到，就可以减少以后的不必要的改线与返工。3.具体定线有了上述路线轮廓即可进行具体定线。根据地形平易与复杂程度不同，可分别采取现场直接定线或放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些点位中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段，延伸相邻直线段的交点，即为路线的转角点。随后拟定出曲线半径，至此定线工作基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适技术指标，以期使整个线形得以连贯协调。依据上述方法和步骤在已有的地形图上选出两个合理可行的道路方案，第一方案主要由两个同向平曲线和若干直线组成；第二方案主要由两个反向平曲线和若干直线组成。由于受到互通式立体叉匝道的限制两方案的总体走向是一致的，在各路线第二平曲线到终点段的直线重合沿河岸与立体交叉相衔接。3.2平面线形设计3.2.1直线段59 直线是平面线形中的基本线形。在设计中，过长和过短的直线都不是好的线形。因此对直线的最大长度和最小长度应加以限制，直线使用与地势平坦、视线目标无障碍处。在平原区，直线作为主要线形要素较为适宜。直线有测设简单。前进方向明确、路线短捷等优点，直线路段能提供较好的超车条件，对双车道公路有必要在间隔适当距离处设置一定长度的直线。但长直线易使驾驶员由于缺乏警觉产生疲劳而发生事故。且在地形变化复杂地段，工程费用高，因此，要避免使用过长的直线，并注意直线的设置与地形、地物、环境相适应。3.2.2曲线段在平面线形中，圆曲线是最常用的基本线形，圆曲线在路线遇到障碍或地形需要改变方向时设置。各级公路。城市道路无论转角大小均应设置圆曲线。圆曲线如果配合得当，可获得圆滑舒顺的路线。为缓和汽车的行驶，符合汽车行驶的轨迹，在直线的曲线之间或在不同半径的两圆曲线之间，一般采用曲率半径不断改变的缓和曲线进行组合。缓和曲线的作用是缓和人体感到的离心加速度的急骤变化，且使驾驶员容易做到均顺地操纵方向盘，提高视觉的平顺度及线形的连续性。缓和曲线是从曲率为零渐渐地向某一定值变化的曲线，和符合汽车行驶的自然轨迹。1.圆曲线半径确定原则圆曲线半径的确定应注意一下几点：(1)一般情况下宜采用极限最小半径的4-8倍或超高为2%-4%的圆曲线半径。(2)地形条件受限制时应采用大于或极近于一般最小半径。(3)地形条件特别困难时方可采用极限最小半径。(4)应同前后线形相协调，使之构成连续、均衡的线形。(5)应同纵断面线形相配合，避免小半径与陡坡相重合。(6)每个弯道半径的确定，应根据实地、地物地质、人工构造物及其他条件的要求，用外距、切线长、曲线长、曲线上任意点位、合成纵坡等控制条件反算，并结合标准综合确定。2.平曲线要素计算平曲线如图3—所示。59 图3—1平曲线要素(1)第一方案①第一曲线转角=26.5°，圆曲线半径R1=600m，交点桩号：JD1K1+200.3曲线要素如图3—1，计算曲线上设缓和曲线后的曲线基本要素。q===70p===1.36T1=(R+P)tan+q=(600+1.36)tan+70=211.6β0===6.69°L==×26.5×600+140=417.37LY=L-2LS=417.37-2×140=137.3759 E=（R+P）sec-R=(600+1.36)sec-600=1959J=2T-L=2×211.6-417.37=5.83五个基本桩号ZH=JD-T=K1+200.3-211.6=K0+988.7HY=ZH+LS=K1+988.7+140=K0+128.7YH=HY+LY=K1+128.7+137.37=K1+266.07HZ=YH+LS=K1+266.07+140=K1+406.07QZ=HZ-=K1+406.07-=K1+197.385JD=QZ+=K1+197.385+=K1+200.3②第二曲线转角=35°，圆曲线半径R1=600m，交点桩号：JD1K2+545曲线要素如图3—1，计算曲线上设缓和曲线后的曲线基本要素。T2=(R+P)tan+q=(600+1.36)tan+70=259.6β0===6.69°L==×35×600+140=506.33LY=L-2LS=506.33-2×140=226.33E=（R+P）sec-R=(600+1.36)sec-600=1307.26J=2T-L=2×259.6-506.33=12.87五个基本桩号ZH=JD-T=K2+545-259.6=K2+285.4HY=ZH+LS=K2+285.4+140=K2+425.4YH=HY+LY=K2+425.4+226.33=K2+651.73HZ=YH+LS=K2+651.73+140=K2+791.7359 QZ=HZ-=K2+791.73-=K2+538.565JD=QZ+=K2+538.565+=K2+545③第三曲线转角=34°，圆曲线半径R1=600m，交点桩号：JD1K3+549曲线要素如图3—1，计算曲线上设缓和曲线后的曲线基本要素。T3=(R+P)tan+q=(600+1.36)tan+70=253.9β0===6.69°L==×34×600+140=495.87LY=L-2LS=495.87-2×140=215.87E=（R+P）sec-R=(600+1.36)sec-600=1367.16J=2T-L=2×253.5-495.87=11.13五个基本桩号ZH=JD-T=K3+545-549=K3+295.5HY=ZH+LS=K3+295.5+140=K3+435.5YH=HY+LY=K3+435.5+215.87=K3+435.5HZ=YH+LS=K3+651.37+140=K3+791.73QZ=HZ-=K3+791.73-=K3+543.435JD=QZ+=K3+543.435+=K3+549(2)第二方案①第一曲线转角=32°，圆曲线半径R1=600m，交点桩号：JD1K1+161曲线要素如图3—1，计算曲线上设缓和曲线后的曲线基本要素。59 p===1.36T1=(R+P)tan+q=(600+1.36)tan+70=172.44β0===6.69°L==×32°×600+140=474.9LY=L-2LS=474.9-2×140=194.9E=（R+P）sec-R=(600+1.36)sec-600=2037.5J=2T-L=2×172.44-474.9=-130.02五个基本桩号ZH=JD-T=K1+161-172.44=K0+988.56HY=ZH+LS=K1+988.7+140=K1+128.56YH=HY+LY=K1+128.7+194.9=K1+323.46HZ=YH+LS=K1+266.07+323.46=K1+323.46+140=K1+463.46QZ=HZ-=K1+463.46-=K1+226.01JD=QZ+=K1+226.01+=K1+161②第二曲线转角=71°，圆曲线半径R1=600m，交点桩号：JD1K2+350.2曲线要素如图3—1，计算曲线上设缓和曲线后的曲线基本要素。T2=(R+P)tan+q=(600+1.36)tan+70=428.95β0===6.69°L==×71°×600+140=883.1359 LY=L-2LS=883.13-2×140=603.13E=（R+P）sec-R=(600+1.36)sec-600=783.42J=2T-L=2×428.95-883.14=-25.23五个基本桩号ZH=JD-T=K2+545-428.95=K1+921.25HY=ZH+LS=K2+61.25YH=HY+LY=K2+61.25+603.13=K2+664.38HZ=YH+LS=K2+664.38+140=K2+804.38QZ=HZ-=K2+804.38-=K2+362.815JD=QZ+=K2+362.815+=K2+350.2③第三曲线转角=50°，圆曲线半径R1=600m，交点桩号：JD1K3+205.2曲线要素如图3—6，计算曲线上设缓和曲线后的曲线基本要素。T3=(R+P)tan+q=(600+1.36)tan+70=280.42β0===6.69°L==×35°×600+140=663.3LY=L-2LS=663.3-2×140=283.3E=（R+P）sec-R=(600+1.36)sec-600=690.49J=2T-L=2×280.42-663.3=-102.46五个基本桩号ZH=JD-T=K3+205.2-280.42=K2+924.78HY=ZH+LS=K2+924.78+140=K3+64.7859 YH=HY+LY=K3+64.78+283.3=K3+348.08HZ=YH+LS=K3+348.08+140=K3+488.08QZ=HZ-=K3+488.08-=K3+256.43JD=QZ+=K3+256.43+=K3+205.23.3方案比选路线方案是路线设计中最根本的问题。方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率。更重要的是影响到路线在公路网中是否起到应有的作用，即是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。一条路线的起终点及中间必须经过的城镇或地点，通常是公路网规划所规定或领导机关根据社会主义建设需要制定的。两个据点之间有许多不同的走法，有的可能沿某河、越某岭，也可能沿某几条河，翻某几个岭；可能走某河的这一岸，靠近某城镇，也可能走对岸，避开某城镇，等等。这些每一种可能的走法就是一个大的路线方案。作为选线工作的第一步就是要在各种可能的方案中，在深入调查的基础上，综合考虑路线方案选择的主要因素，通过方案的比选，提出合理的路线方案来。[3]选择路线方案应综合考虑以下主要因素。(1)路线在政治、经济、国防上意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，战备、支农、综合利用等重要方针的体现。(2)路线在铁路、公路、航道等交通网系中的作用与沿线工矿、城镇规划的关系，及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。(3)沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响；要求的路线技术等级与实际可能达到的标准及其对路线使用任务。性质的影响。(4)影响路线方案选择的因素是多方面的，各种因素又多是互相影响的。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，综合考虑自然条件、技术和标准、等因素，通过多方案的比较精心选择提出合理的推荐方案。有平曲线的计算结果，在地形图上画出道路的平面线形,仔细观察可以看出方案一、二路线长度相差不大，路线二经过的地区大多是林区，破坏生态环境，以及其他经济技术指标的比较59 见表3-1，所以经过认真考虑和研究决定选用第一方案，对第一方案作详细的设计。表3—1道路主要指标比较表指标单位第一方案第二方案路线长度m44504500路线延长系数——1.281.29转角个数个33总转角平均度数°31.841.33曲线最小半径m600600结论——推荐不推荐以后设计均已第一方案计算。第4章纵断面设计59 纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定，排水及工程量等的要求对纵坡的大小长短、前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理，线形平顺圆滑的最优线形，以达到行车安全、快速、舒适，工程造价省，运营费用较少的目的。[4]路线纵断面按一百年一遇，设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态，所需的最小填筑高度来控制标高线形设计上避免出现断背曲线，反向竖曲线之间直线长度不足3s行程的则加大竖曲线半径，使竖曲线首尾相接。此外，所选用的半径还满足行车视距的要求。4.1纵坡设计4.1.1设计要求1.一般要求(1)纵坡设计必须满足《标准》的有关规定，一般不轻易使用极限值。(2)纵坡应力求平缓，避免连续陡坡，过长陡坡和反坡。(3)纵断面线形应连续，平顺，均衡，并重视平纵面线形的组合。2.线形要求从行车安全，舒适和视觉良好的要求来看，要求纵断面线形注意一下几点。(1)在短距离内应避免线形起伏，易使纵断面线形发生中断，视觉不良；避免“凹陷”路段，若线形发生凹陷出现隐蔽路段，使驾驶员视觉不适，产生莫测感，影响行车速度和安全。(2)在较大的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近顶部的纵坡宜放缓些。(3)纵坡变化小的，宜采用较大的竖曲线半径。纵断面线形设计应注意与平面线形的关系，汽车专用公路应设计平纵面配合良好协调的立体线形。(4)纵坡设计应结合沿线自然条件综合考虑，为利于路面和边沟排水，一般情况下最小纵坡不小于0.3%为宜，在手洪水影响的沿河路线及平原区低速路段应保证路线的最低标高，以免遭受洪水冲刷，而确保路基的稳定。59 纵坡设计应争取填、挖平衡，尽利用挖方做就进填方，以减少借方和废方，节省土石方量，降低工程造价。4.1.2设计的步骤1.准备工作纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面的地面线绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。标注纵断面控制点，纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过为止的标高级受其他因素限制路线中必须通过控制点、标高等。[5]2.试坡在已标出的“控制点”纵断面图上，根据各技术指标和选线意图，结合地面线的起伏变化，以控制点为依据，在其间穿插取值，同时综合考虑纵断面设计中的平纵组合问题，即当竖曲线和平曲线重合时，应设法使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。试坡的要点可以归纳为“前后照顾，以点定线，反复比较，以线交点”。[6]3.调坡根据以下两方面进行。(1)结合选线意图，将试坡线与选线时所考虑的纵坡进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍。(2)对照技术标准，详细检查设计最大纵坡，坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别是要注意陡坡与平曲线。竖曲线与平曲线、路线交叉、等地方的坡度是否合理，发现问题要及时调整修正。(3)调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短、纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。4.定坡59 经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。坡度值一般是用三角板推平行线法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一。变破点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。设计纵坡时还应注意一下几点：(1)平竖曲线重合时。要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况。(2)大中桥上不宜设置竖曲线。如桥头路线设有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10m以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变。(3)小桥涵上允许设计竖曲线，为保证路线纵面平顺，应尽量避免出现急变“驼峰式纵坡”。(4)注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇附近、陡坡急变处纵坡特殊要求。(5)纵坡设计时，如受控制点约束导致纵面线形起伏过大，纵坡不够理想，或者土石方工程量过大而又无法调整时，可用纸上移线的方法修改平面线形，从而改善纵面线形。4.2竖曲线设计竖曲线设计，首先确定合适的半径，宜选用较大的竖曲线半径。在不过分增加工程量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值，特别是前后两相邻纵坡的代数差小时，竖曲线更应采用大半径，以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。反向曲线间，一般由直坡段连续，亦可以相互直接连接。反向竖曲线间设置一般直坡段，直坡段长度一般不小于计算速度行驶3s的行程长度。如受条件限制也可相互直接连接，后插入短直线。公路纵坡线变坡点见图4—1，d1为A点处司机视线高度，d2为B点障碍物或司机的视线高度，为变坡角。本设计中停车视距S停=110m。表4—1公路曲线最小半径设计车速/（km/h）——80凸曲线最小半径/m一般值4500极限值3000凹曲线最小半径/m一般值300059 极限值2000本次设计路线中共有6个竖曲线，凸曲线、凹曲线半径都取20000m。竖曲线示意图如图4—1。图4—1变坡点示意图1.竖曲线1i1=0.04,i2=-0.02,变坡点桩号K0+650竖曲线长度：L=R(i2-i1)=20000×(-0.02+0.04)=400m切线长度：T===200m外距：E===1m起点：K0+546终点：K0+846长度：300m2.竖曲线2i1=-0.05,i2=-0.04,变坡点桩号K1+150竖曲线长度：L=R(i2-i1)=20000×(-0.04+0.05)=200m切线长度：T===100m外距：E===1m起点：K1+050终点：K1+25059 长度：200m3.竖曲线3i1=0.05,i2=0.02,变坡点桩号K1+800竖曲线长度：L=R(i2-i1)=20000×(0.02-0.05)=600m切线长度：T===300m外距：E===2.25m起点：K1+500终点：K2+100长度：600m4.竖曲线4i1=-0.03，i2=-0.032，变坡点桩号K2+600竖曲线长度：L=R(i2-i1)=20000×(-0.032+0.03)=40m切线长度：T===20m外距：E===0.01m起点：K2+584终点：K2+616长度：32m5.竖曲线5i1=-0.032，i2=-0.03,变坡点桩号K3+300竖曲线长度：L=R(i2-i1)=20000×(-0.03+0.032)=40m切线长度：T===20m外距：E===0.005m起点：K3+282终点：K3+350长度：78m6.竖曲线659 i1=-0.03，i2=-0.025，变坡点桩号K3+850竖曲线长度：L=R(i2-i1)=20000×(-0.025+0.03)=100m切线长度：T===50m外距：E===0.006m起点：K3+776终点：K3+924长度：148m第5章路基设计路基设计计算包括每个横断面方向的宽度及设计标高的计算，并将计算结果路基设计表。路基设计表是公路设计文件中的主要技术文件之一，它是综合路线平、纵、横设计资料汇总而生成的，在表中填有公路平面线形、纵断面设计资料以及路基超高等数据。[7]59 5.1横断面设计1.确定路基标准横断面图本公路的横断面采用的是整体式。横断面组成主要包括：行车道、中间带、路肩、边坡、排水设施（边沟、排水沟等）等。2.绘制路基横断面图路基横断面图的绘制按如下步骤进行。(1)依据横断面测量资料绘制横断面地面线。(2)依据路基设计表中的有关数据，绘制路福的位置。(3)参照路基标准横断面图绘制路基边坡与地面线相交，并在需要设置支挡防护处绘制支挡结构物的断面图。(4)依据综合排水设计，绘制路基边沟等在横断面上的位置。依据上述步骤，在A3图纸上绘制的道路横断面图并计算出填挖面积，标在图上。3.路基横断面宽度设计的公路为二级公路，路基宽度为14m，行车道为3.75m，硬路肩为2.75m，土路肩为0.5m，硬路肩右侧各设置路缘石。5.2超高设计5.2.1超高设计步骤1.超高横坡度的确定当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应在曲线上设置超高。超高的横坡度依据公路等级、行车道速度、平曲线半径，并结合路面类型、气候条件和车辆组成等条件确定。2.超高缓和长度的确定(1)确定超高缓和段长度根据公路等级、设计速度和平曲线半径查表得圆曲线的超高值iy=5%，公路。采用绕边线旋转，超高渐变率p=，所以超高缓和段长度：59 Lc===65m而缓和曲线Ls=140m，取Lc=Ls=140m，路拱坡度iz=2%，土路肩坡度iJ=3%，路面宽度B=6.5m，bJ土路肩宽度。超高横坡超高渐变率：P==>，满足排水要求，所以Lc=140m。表5—1绕内边线旋转超高值计算公式超高方式计算公式备注x≤x0x≥x0圆曲线外缘bJiJ+(bJ+B)iy1.计算结果均为与设计之高差；2.临界断面距超高缓和段起点：x0=Lc；3.加宽值bx按加宽公式计算中线bJiJ+iy内缘bJiJ-(bJ+bw)iy过渡段外缘bJ(iJ-iZ)+[bJiZ+(bJ+B)iy]中线bJiJ+izbJiJ+·iy内缘bJiJ-(bJ+bx)izbJiJ-(bJ+bx)iy(2)计算临界断面x0x0=Lc=×140=56m(3)计算各桩号处得超高值超高起点为ZH（HZ）点，分别计算出x值，然后分别代入表5—1的计算公式中，加宽过渡采用比例过渡，加宽值bw=1.0m。土路肩在超高起点前1m变成与路面相同的横坡，且在整个超高过渡段保持与相邻行车道相同的横坡。第一圆曲线计算结果见表5—2。表5—2超高值计算结果表桩号X(m)加宽值bx(m)59 外侧超高值（m）中线超高值（m）内侧超高值（m）K1+010(ZH)0x0=560.6430.2360.119-0.006K1+110(HY)——1.0000.3650.178-0.030K1+150——1.0000.3650.178-0.030K1+200(QZ)——1.0000.3650.178-0.030K1+250——1.0000.3650.178-0.030K1+290(YH)——1.0000.3650.178-0.030K1+30090>x0=560.6430.2360.119-0.006K1+35040x0=560.6230.2290.119-0.005K2+425(HY)——1.0000.3650.178-0.03059 K2+450——1.0000.3650.178-0.030K2+500——1.0000.3650.178-0.030K2+540(QZ)——1.0000.3650.178-0.030K2+550——1.0000.3650.178-0.030K2+600——1.0000.3650.178-0.030K2+655(YH)——1.0000.3650.178-0.030K2+70070>x0=560.5000.1850.096-0.001K2+75020x0=560.5000.1850.096——59 K3+440(HY)——1.0000.3650.178-0.030K3+450——1.0000.3650.178-0.030K3+500——1.0000.3650.178-0.030K3+545(QZ)——1.0000.3650.178-0.030K3+550——1.0000.3650.178-0.030K3+600——1.0000.3650.178-0.030K3+650(YH)——1.0000.3650.178-0.030K3+70060>x0=560.4290.1590.075——K3+75010[KC]所以抗滑动稳定性满足要求。2.抗倾覆稳定性验算稳定距：==0.98+103.5×1.76+23×1.13+10.7×1.24+0.77×1.91=223.97KN.m倾覆力矩：=E(Ey-h)=37.8×（0.98-0.5）=18.144KN.m故k0===12.35>[k0]=1.5故抗倾覆性满足要求。59 3.基地应力与偏心距的验算偏心距：e=-Zn≤[e]Zn=-==1.48me=-Zn=-1.48=-0.48≤[e]====故基地应力满足要求。7.2.3增加挡土墙稳定性的措施1.增加抗滑稳定性的方法(1)采用倾斜基底。(2)采用凸榫基础。(3)采用人工基础。2.增加抗倾覆稳定性的方法(1)展宽墙趾。(2)改变墙面及墙背坡度。(3)改变墙身断面形式。3.提高地基承载力或减少基底应力的方法(1)采用人工基础。(2)采用扩大基础。7.2.4挡土墙的排水设施挡土墙常用排水设施的可以分为地面排水和强身排水两部分。地面排水主要是防止地表水渗入墙背土体和地基。主要措施包括：在墙后地面设置排水沟、务实地面松土，必要时采取封闭处理；对路堑挡土墙墙趾前得边沟予以铺砌加固等。[12]59 强身排水主要是为了迅速排除土内积水。其方法是在浆砌挡土墙墙身的适当高度处设置一排或多排泄水孔（下图），泄水孔尺寸一般为15cm×10cm、10cm×10cm、15cm×20cm的矩形孔，或直径为5~10cm的圆形孔。泄水孔间距一般为2~3m，干旱地区可适当增大，上下排水孔交错布置。为保证顺利泄水和避免墙外水倒灌，泄水孔应向外侧倾斜，最下一排泄水孔出口应高出地面或边沟或积水常水位0.3m。为防止水分渗入地基，最下一排底部应铺设0.3m厚的粘土隔水层。当墙背透水性差或可能发生冻胀时，应在最低一排泄水孔至墙顶一下0.5m高度范围内铺设砂卵石排水层（图c）。图7—3挡土墙排水孔及反滤层构造第8章边坡防护路基边坡滑坍是公路上常见的一种现象，它影响到车辆的正常运营和安全，严重者甚至造成事故，中断交通。所以是对边坡进行防护。59 1.坡面防护(1)植物防护①种草适应于边坡坡度不陡于1:1，不浸水或短期浸水但地面径流速度不大于0.6m/s的土质边坡。草的品种选用适应当地的土质和气候条件，最好是根系发达，叶茎低矮，多年生长，几年草籽混种。②铺草皮铺草皮可用于较高、较陡的边坡。当坡面冲刷严重、边坡较陡，径流速度大于0.6m/s，最大流速达1.8m/s时，应根据具体情况分别采用平铺、水平叠置、垂直坡面或与坡面成一半坡角的倾斜叠植草皮。③植树主要用于堤岸边的河滩上，用来降低流速，促使泥沙淤积，防止水流直接冲刷路堤。若多排林带与水方向斜交，还可以起挑水作用，改变水流方向。沙漠与雪害地区，防护林带还可以起阻砂防雪的作用。(2)矿料防护对于无法采用植物防护的岩石边坡，还可以采用沙石、水泥、石灰等矿物材料进行坡面防护。①抹面防护适用于易风化而表面比较完整，尚未削落的岩石边坡，如页岩、泥沙岩的新坡面。常用的抹面材料有石灰炉渣混合浆、三合土和四合土等。②喷浆防护适用于易风化和坡面不平的岩石挖方边坡，浆层厚度一般为2.0cm。喷浆的水泥用量较大，可用于重点工程地段。③勾缝防护适用于比较坚硬，且裂缝多而细的岩石边坡，防止水分进入岩层内造成病害。④灌浆防护适应于坚硬但裂缝较深和较宽的岩石边坡，借砂浆的胶结力，使坡面表层成为防水整体。(3)砌石防护①石砌护坡59 用于土质或风化岩质路堑或土质路堤边坡的坡面防护，亦可用于浸水路堤及排水沟渠的冲刷防护。②护面墙护面墙是一种浆砌片石覆盖层。常用与严重风化破碎的岩石挖方边坡。2.冲刷防护为了防止水流直接危害沿河、滨海路堤以及有关堤坝护岸的边坡和坡脚，必须采用一定的冲刷措施。防止冲刷的措施一共有两种：一种是加固岸坡的直接防护，另一种是改变水流性质的间接防护。根据河流情况、水流性质及岸坡具体受冲刷情况，可单独使用一种，亦可两种同时使用、综合治理。[13](1)直接防护①抛石防护抛石防护主要防护直接受水流冲刷的边坡或坡脚，对于季节性浸水和长期浸水的情况均适应。盛产石料地区，当水流速度大于3.0m/s或更高时，植树与砌石防护无效果，可采用抛石防护。②石笼防护当水流速度达到或超过5.0m/s时，可改变石笼防护。石笼用铁丝编织成框架，内填石料，设在坡脚处，以防急流和大风浪破坏堤岸，亦可用来加固河床，防止淘刷。铁丝框架可以做成圆柱形或箱形。(2)间接防护设置导致构造物可以改变水流方向，消除和减缓水流对堤岸的直接破坏，同时可以使堤岸近旁缓慢淤泥，彻底消除水流对局部堤岸的损害。设导治构造物的间接防护措施主要是设坝，按与其河道的相对位置，一般可分为丁坝、顺坝。①丁坝丁坝的作用是导流和挑流，把水挑离河岸，改变水流状况，间接保护路堤。丁坝由坝头、坝身和坝根三部分组成，其断面为梯形。丁坝所受的外力较小，其断面尺寸主要依据构造要求、施工条件和使用要素确定。②顺坝及格坝顺坝的作用是导流，基本上不改变原有水流的状态。当河床断面窄小，不允许过多侵占或地质条件不宜修筑丁坝时，可以采用顺坝。布置顺坝前，必须先有一个合理导致线，顺坝与上、下游河岸的衔接必须协调，坝的起点应选在水流匀顺的过渡段，以免强水冲刷，终点可与河岸连在一块。本设计采用砌石防护。59 第9章路面结构设计9.1路面排水形式59 一般公路的路面排水的设施，通常由路拱坡度、路肩横坡和边沟组成。高速公路和一级公路的路面排水，一般由路面排水、中央分隔带排水组成，必要时可采用路面结构排水。[14]本设计采用路拱排水，路面双向坡采用2%的路拱坡度，土路肩采用3%的坡度如图9—1。图9—1路面排水形式9.2轴载分析泉州二级公路工程B段路线沿途有大量碎石，并有水泥、石灰粉煤灰等供应，根据预测该路交通量组成如表9—1所示，使用年限内，交通量平均增长率为8.5%。表9—1预测交通组成车型前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组成后轴距（cm）交通量（次·）东风EQ14023.7069.001双——50059 黄河JN15049.00101.601双——400黄河JN16259.50115.001双——200交通14125.5555.101双——400延安CZ36147.6090.702双132.0150延安SX16154.6491.252双135.01001．轴载分析路面设计以双轮单载100KN为标准轴载。(1)当以设计弯沉为指标及验算沥青层底拉应力时，各级轴载换算采用公式N=计算，小于25KN的轴载不计，计算结果见表9—2所列。表9—2轴载换算结果汇总表车型（KN）东风后轴69.0011500100.8前轴49.0016.4400115.059 黄河JN150后轴101.6911400428.6黄河JN162前轴59.5016.4200133.8后轴115.0011200367.3交通141前轴25.5516.44006.8后轴55.101140029.9长征CZ361前轴47.6016.415038.0后轴90.702.21150215.8延安SX161前轴54.6416.410046.2后轴91.252.21100147.7合计：=1629.9二级公路沥青路面的设计年限为12年，二车道的车道系数是0.5，则设计使用期累计当量轴次为：==×0.61=次(2)当验算半刚性基层层底拉应力时，各级轴载采用公式=计算，小于500KN轴载不计，，计算结果如表9—3所示：表9—3轴载换算结果总汇表车型（KN）东风EQ140后轴69.2011.050026.3059 黄河JN150后轴101.69118.5400454.2黄河JN162前轴59.5011.020058.1后轴115.0011.0200611.8交通141后轴55.1011.04003.4长征CZ361后轴90.7031.0150206.1延安SX161前轴54.6416.410014.7后轴91.2531.0100144.2合计：=1518.8则半刚性基层层底拉应力验算的累计当量轴次为：===次9.3路面结构组合设计沥青结构组合应该结合交通荷载、环境因素和当地建筑材料等条件，从技术经济角落出发，选择经济合理的路面结构体系，以充分发挥路面各层及结构的整体效能。根据理论分析和实践经验，路面组合设计中，通常应遵循以下原则。[15]9.3.1面层类型和等级选择选择面层类型和等级是路面组合设计的第一步。由于面层直接承受行车荷载和环境因素作用，因此亦选择强度高、耐磨、稳定性好的材料作面层。公路等级越高、交通量越大，面层的等级也就越高，见表9—4为适应不同公路等级的路面类型。表9—4选择面层类型59 公路等级路面等级面层类型设计年限设计年限内累计标准（抽次/车道）高度公路一级公路高级路面沥青混泥土15>400×104二级公路高级路面沥青混泥土12200×104~400×104次高级路面热拌沥青碎石、沥青贯入式10100×104~200×104三级公路次高级路面乳化沥青碎石、沥青表面处治810×104~100×104四级公路中级路面水结碎石、泥结碎石、级配碎石、半整齐石块路面5≤10×104地基路面粒料改善土51.按路面受力特征选择各结构层次作用于路面上的行车荷载，在路面结构中所产生的应力和应变随深度的增加而降低。因此，早进行路面结构组合时，各结构层应按照强度和刚度自上而下递减的规律组合，以充分发挥各层次材料的性能。同时考虑到面层强度、刚度高，造价也高，而基层和底层强度、刚度较低，造价也较低这一情况，在厚度组合式，宜从上到下、由薄到厚，已达到经济的目的。[16]由于直接承受行车荷载和环境因素的作用，要求用强度高、刚度高。稳定性好的材料作面层。高等级公路上的沥青面层通常采用两层或三层。表面层采用中粒式或细粒式沥青混泥土，中面层采用和底面层中粒式和粗粒式沥青混泥土。采用沥青贯入碎石作面层，通常需在其上加铺沥青表面处治或沥青砂做封层，或将其做成上拌下贯式，以防止面层渗水。各级公路沥青面层推荐如表9—5所示。表9—5沥青层推荐厚度公路等级推荐厚度（cm）公路等级推荐厚度（cm）高速公路12~18三级公路2~4一级公路10~15四级公路1~1.559 二级公路5~10————2.考虑结构层自身结构特性路面结构是由各自结构特性的不同结构组成。在组合时要注意相邻层次的相互影响，尽量避免和消除相邻层次间的不利影影响。此外，在软弱潮湿的路基上，不宜直接铺筑碎石基层，以防止污染基层或产生过大的变形。[16]为保证路面结构层之间传递应力的连续性和结构的整体性，层间结合应尽量紧密稳定。[17]3.考虑不利水温状况的影响在湿度较大的某些中湿和潮湿路段上铺沥青路面，由于沥青面层不透气，使得路基和基层中因温度和湿度坡差向上积聚的水分无法通过面层排除，如果基层水稳定性不好，例如含泥量较多，朔性指标较大的泥结碎石、级配砾石等，一旦遇水变软，强度、刚度急剧下降，致使路面破坏。因此，一般应选择水稳定好的材料作沥青面层的基层，特别是中湿潮湿路段。此外，在路基水温地质条件较差的潮湿和过湿路段，除加强路基排水外，可采用低剂量石灰稳定路基土上层或加设粒料垫层等技术措施进行综合处理，以改善路基水温状况。并保证处理后土基回弹模量不小于25MPa。[18]本次设计，经计算，路面设计使用年限内一个车道上累计标准轴次为600×104次左右，根据表9—5面层类型性的选择，面层宜选择沥青混泥土，又由于该路路面等级高，所承受交通量较重，因此采用三层式结构，即表面层采用4cm厚的细粒式密集配沥青混泥土，中面层采用5cm厚中粒式密集配沥青混泥土，下层面采用6cm厚粗粒式密集配混泥土。4.土基回弹模量的确定本次设计有高填深挖，高填处离地表水较远，填面干燥，路面稠度=1，土基回弹模量E0=40MPa。深挖处离地下水较近，处于过湿地段，路面稠度=0.8，E0=28.5MPa。5.确定各层材料的抗压模量与劈裂强度按设计弯沉计算厚度时采用20℃抗弯模量，细粒式沥青混泥土1400Mpa，中粒式密级配沥青混泥土1200Mpa，粗粒式密级配沥青混泥土1000MPa，，二灰碎石抗压模量1500Mpa，石灰土抗压模量550MPa。15℃时，细粒式沥青混泥土2000Mpa，中粒式密级配沥青混泥土1800Mpa，粗粒式密级配沥青混泥土1400MPa。劈裂强度：细粒式沥青混泥土1.4MPa，中粒式密级配沥青混泥土1.0Mpa，粗粒式密级配沥青混泥土0.8Mpa，二灰碎石0.65Mpa，石灰土59 0.225MPa。6.设计指标的确定(1)设计弯沉二级公路取=1.0，面层沥青混泥土，取=1.0，半刚性基层，地基层总厚度大于20cm，取=1.0。=600···As·Ab=600×-0.2×1.0×1.0×1.0=26.14（mm）(2)验算各层材料容许拉应力=/细粒式密集配沥青混凝土K=0.09·AS·/Ac=0.09×1.0×.22/1.0=2.83=/=1.4/2.83=0.49MPa中粒式密级配沥青混凝土KS=0.09×AS×/Ac=0.09×1.0×.22/1.0=2.83=/=1.0/2.83=0.35MPa粗粒式密级配沥青混凝土KS=0.09×AS×/Ac=0.09×1.0×.22/1.0=2.83=/=0.8/2.83=0.283MPa59 石灰石KS=0.45×AS×/Ac=0.45×.11/1.0=2.25=/=0.225/2.502=0.09MPa水泥石灰KS=0.35×AS×/Ac=0.35×.11/1.0=1.946=/=0.65/1.946=0.334MPa7.设计参数汇总经计算，路面设计弯沉值为26.14(mm)对于深挖过湿路面设计计算参数见表9—6所示。表9—6设计参数汇总表材料名称厚度（cm）20℃抗压模量15℃抗压模量容许拉应力细粒式沥青混凝土4140020000.49中粒式沥青混凝土5120018000.35粗粒式沥青混凝土6100014000.283二灰碎石201500——0.334石灰土？550——0.09土基——28.5————9.3.2路面厚度计算路面厚度是根据多层弹性理论，并考虑到路面实际使用情况以及计算的合理性，一层间接触条件为完整连续体系时，在双圆均布荷载作用下，轮隙中心处实测路表弯沉值Ls等于设计弯沉值Ld的原则进行计算。目前均采用多层体系分析及设计程序进行任意多层结构的弯沉计算及厚度设计。如图9—2所示。59 图9—2路表弯沉计算公式由于力学计算模型与实际路面的差异，以及土基、路面材料的非线性及参数理论值与实际状态的差异等因素，使理论弯沉值的实测弯沉值之间存在一定误差，因此需要对理论弯沉值进行修正，通过大量实测资料进行分析，得到如下实测弯沉和理论弯沉值关系：F=1.63·在进行路面厚度计算时，先进性路面结构组合设计，即先拟定路面各结构层，确定土基回填模量、结结构层材料回填模量和劈裂强度等力学强度参数，并先拟定某基层或底基层作为设计层，拟定面层和其他各层的厚度。通常对于采用半刚性基层、底基层的沥青路面，可选任一层为设计层；当采用半刚性基层、粒料累材料为底基层时，通常应拟定面层、底基层厚度，以半刚性基层为设计层；当采用柔性基层、底基层的沥青路面时宜拟定面层、底基层的厚度，求算基层厚度，此时，如计算出的柔性基层（粒料类基层）厚度过大，可考虑选用沥青碎石作上基层，以减薄路面厚度，同时增加结构的强度和稳定性。[19]F=1.63·=1.63××=0.48这是一个多层体，对于深挖过湿路面计算式可先将多层体系转换为当量体系，求出中间层的厚度H，然后再求出基层厚度，转换见下表9—7。表9—7多层体系转换表59 h1=4cmE1=1400MPah1=4cmH=？cmE1=1400MPaE2=1200MPaE0=28.5MPah2=5cmE2=1200MPah3=6cmE3=1000MPah4=20cmE2=1500MPah5=？cmE5=550MPa土基——由h/==0.376，==0.857，查表得=6.10由h/==0.376，==0.024，查表得K1=1.61L===0.412K2===0.042由h/==0.376，==0.024，K2=0.042，查表得=4.65，从而H=4.65×10.65=49.52cm根据等级路基弯沉的结构层转换公式：H=×+hi=6×+20×+h5×+5=5.561+21.949+0.722h5+5=49.25所以h5=23.56cm，取24cm。对于高填干燥路面设计计算参数见表9—8所示。表9—8设计参数汇总表材料名称厚度（cm）20℃抗压模量15℃抗压模量容许拉应力细粒式沥青混凝土4140020000.495120018000.3559 中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土6100014000.283二灰碎石201500——0.334石灰土？550——0.09土基——40————对于高填干燥路面，计算式可先将多层体系转换为当量体系，求出中间层的厚度H，然后再求出基层厚度，转换见下表9—9。表9—9转换表h1=4cmE1=1400MPah1=4cmH=？cmE1=1400MPaE2=1200MPaE0=40MPah2=5cmE2=1200MPah3=6cmE3=1000MPah4=20cmE2=1500MPah5=？cmE5=550MPa土基——F=1.63·=1.63××=0.546由h/==0.376，==0.857，查表得=6.10由h/==0.376,==0.033，查表得K1=1.70L===0.469K2===0.045由h/==0.376,==0.033，K2=0.045，查表得=4.13从而H=4.13×10.65=43.98cm。59 根据等级路基弯沉的结构层转换公式：H=×+hi=6×+20×+h5×+5=5.561+21.949+0.722h5+5=43.98所以h5=15.95cm，取16.00cm。所以石灰土高填为16.00cm，深挖为24cm。9.3.3弯拉应力验算1.高填情况时弯拉应力验算(1)粗粒式密集配沥青混凝土底层弯拉应力h=4×+5×+6=14.6cmH=20+16×=25.24cm由==1.73，==1.07，查诺谟图得为压应力，不需验算，由此可知细粒式、中粒式沥青混凝土层底均为压应力。(2)水泥碎石底层弯拉应力h=4×+5×+6×+20=35.43cmH=16cm==3.33==0.37∴查诺谟图得=0.12==3.33==0.37==0.062∴查诺谟图得m1=1.28==1.50==0.37==0.06259 ∴查诺谟图得m2=1.60=pm1m2=0.7×0.12×1.28×1.6=0.172＜=0.334MPa(3)石灰土底层弯拉应力h=35.43cmH=16cm==3.33==0.37==0.062==1.50=0.4n1=1.01n2=0.3=pn1n2=0.7×0.4×1.01×0.3=0.084＜=0.09MPa由以上计算结果得知，路面满足设计要求。2.深挖情况时弯拉应力验算(1)粗粒式密集配沥青混凝土底层弯拉应力h=4×+5×+6=14.6cmH=20+24×=27.87cm由==1.73==1.07查诺谟图得为压应力，不需验算，由此可知细粒式、中粒式沥青混凝土层底均为压应力。(2)水泥碎石底层弯拉应力h=4×+5×+6×+20=35.43cmH=24cm==3.33==0.37∴查诺谟图得=0.12==3.33==0.37==0.0518∴查诺谟图得m1=1.2859 ==1.50==0.37==0.0518∴查诺谟图得m2=1.09=pm1m2=0.7×0.12×1.28×1.09=0.1172＜=0.334MPa(3)石灰土底层弯拉应力h=35.43cmH=24cm==3.33==0.37==0.0518==2.254=0.37n1=1.06n2=0.32=pn1n2=0.7×0.37×1.06×0.32=0.088＜=0.09MPa由以上计算结果得知，路面满足设计要求。结论59 本次设计主要是对泉州二级公路B线路的设计，通过本次设计，对大学四年来知识的一个总结，在这次设计中，遇到了很多困难和问题，是老师和同学们的帮助才使我成功的完成了设计。1.在本次设计中，主要有选线、方案比选、横纵断面设计、超高设计、挡土墙设计、路面设计。选线是最关键的，关系到设计的成败，选线时应尽量穿越等高线少，选线平缓，保证填挖不要过大。方案比也是设计中必不可少的一个细节，优中选优，保证自己设计的路线符合实际要求，能越用到实际中去。路面设计采用沥青混凝土路面，保证路面的强度和平坦。每当做完一步都要进行验算，看自己的设计是否符合规范要求，如果不符合，在重新拟定尺寸，在反复计算验算，最终保证设计符合要求。2.在设计中需要很多软件，如CAD、Office等软件，通过这次的毕业设计，能学习并熟练掌握这些软件，对以后的学习和工作有着很大的帮助。3.在本设计中，我学到了很多的知识，但是还有很多的不足，比如超高、挡土墙，在以后的学习和工作中，我一定会虚心学习，争取做得更好。致谢59 每当我在设计中遇到问题时，总是老师和同学们给我无私的指导与支持。每一次走进系教研室，我都能感受到一种亲切热情的气氛，因为教研室的老师们，不管是不是自己的导师，总会热心的尽自己最大的努力来帮助我指导我，有问必答，热心指导，客服重重困难完成毕业设计。感谢李洪东老师在百忙之中抽出时间来细心地检查我的设计，耐心的标记出一处处的错误，来让我改正不断的学习。感谢杨海涛老师、王海军老师、黄学欣老师、许姗姗老师、杨艳娟老师、于秀娟老师、董连成老师对我的帮助指导。感谢佳泉同学对设计的帮助，感谢大千同学教我CAD和其他软件。这一次的毕业设计是我人生中一笔巨大的财富，这次设计不仅仅是科学知识的学习，更是一种感激，更是一种帮助，更是一种激励！参考文献1姚祖康．公路设计手册．人民交通出版社,2004:10-222裴玉龙．公路勘测设计．黑龙江科学技术出版社,2005:20-4359 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