交通工程计算书

'南京工业大学本科生毕业设计（论文）第一章概述1.1道路状况该路段按一级公路标准设计，路基总宽25.5米，设计速度80公里/小时，全长4.8km，双向四车道，均为新建公路。本条道路的建设对区域经济的发展提供了强大的动力，加强了区域之间的交流与合作。1.2设计依据1.2.1设计依据南京工业大学毕业设计任务书及相关资料说明1.2.2标准《公路工程技术标准》(JTJB01--2006)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）某省道兴化至泰州段是一级公路，路段设计行车速度为80km/h，标准横断面宽为25.5米。路面结构设计年限为15年，路面结构计算荷载为Bzz—100。1.2.3排水设计标准按照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)要求进行排水设计。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）第二章交通量分析与预测2.1公路交通的进一步调查与分析公路交通的调查分析是公路养护改善工程前期工作中重要的组成部分，是进行交通现状评价、综合分析养护改善工程项目的技术等级、工程建设规模及工程方案设计的重要依据。交通调查的目的是为了掌握目前路网中的交通流分布、组成及运行特征等情况，对交通现状做出详细的分析，为道路交通量预测提供基础数据。2.1.1已有资料的回顾与评价结合区域经济状况和发展预测，分析交通量调查资料，进行交通量预测。2.1.2调查资料的进一步分析从调查资料可以看出，过境车辆在交通量组成中占绝大部分，随着时间的推移，货车增长率较快，客车的增长率较慢。2.2交通量预测2.2.1交通量预测总体思路由于公路运输与社会经济有着密不可分的联系，社会经济的发展决定着公路运输的发展，反过来公路运输也影响着社会经济的发展速度与水平。因此，本设计在进行交通量预测时的总体思路是在已有调查资料分析统计的基础上通过分析社会经济与交通运输发展两者之间的相互关系，把握未来交通量的增长趋势，研究区域未来的交通生成和交通分布情况及客货流量和流量特点，考虑了本设计路段正常增长的趋势型交通量，并考虑本项目建成后对区域形成的交通诱增和其他运输方式的转移交通量，最后得出本项目的交通量预测结果。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）2.2.2交通量预测方法1.预测特征本项目的预测特征年为2008年、2015年、2020年、2022年，预测基年为2005年。2.预测方法概述交通量预测一般包括趋势交通量、转移交通量和诱增交通量三个部分的分析和预测，其中趋势交通量的预测是基础。(1)趋势交通量交通运输的发展与社会经济活动有着内在的必然联系，反应到量上体现为交通量与社会经济指标之间的相关关系。从以往对江苏省内其他公路项目的研究，以及国外的资料表明，在经济发展初期，交通运输量急速增长，而当经济水平达到一定水平时，交通运输的增长速度减慢，之后，随着经济的进一步发展，交通运输的增长率稳定。(2)转移交通量一条公路干线的形成，会对区域内的运输结构产生一定的影响，可能引起客货流量在各种运输方式间的重新分配。(3)诱增交通量诱增交通量来源于新形成的交通发生源。2.2.3交通量预测根据前面的预测思路，经分析计算，得出交通量增长率如表2-1表2-1交通量增长率表预测特征年20052008201520202022趋势型增长0.0750.0800.0700.070注：此处在计算时，折中的取0.08作为设计年限内的增长率。远景设计年的平均日交通量依道路使用任务及性质，根据历年交通量观测资料推算求得。目前一般按年平均增长率累计计算确定。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）(2-1)式中：——远景设计年的平均日交通量（辆/日）——起始年平均日交通量（辆/日），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量。——年平均增长率（%）——远景设计年限。根据公路等级和功能，查《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）得，具有干线功能的一级公路的设计交通量应按20年预测。预测结果见表2-2。表2-22006—2025年该路段的交通量预测表年份小货中货大货小客大客拖车汽车折算量诱发交通量合计20051341107123913841261013388296368520061469117326115161381113711324403620071579126128116301481193989349433820081697135530217521591284289375466420091824145732518831711374610403501320101961156634920251841484956433538920112209176439322802071665581488606920122385190542424622241806027527655420132576205745826592421946509569707920142782222249528722612097030615764520153005240053531022822267593664825620163215256857233193022428124710883420173440274761235513232598693760945320183681294065538003452779301813101152019393931467014066370296995287010823202042143366750435039531710649931115802021450936018024655423339113959961239157 南京工业大学本科生毕业设计（论文）2022482538538584981453363121921066132582023516341239185329484389130461141141862024552444129835702518416139591220151792025591147211052610155544514936130616242注：上表中的趋势交通量、诱发交通量及合计交通量均为折算成中型载货汽车以后的交通量。将2025年预测的交通量折合成小客车的年平均日交通量为24363辆/日，查《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）得，确定相应的公路等级为四车道一级公路。2.3方案初步设计根据交通量预测结果及该路所处的政治、社会地位和现行《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）中有关规定，本工程拟采用双向四车道一级公路的标准。中间设3m的中间带（中央分隔带宽2m,路缘带2×0.5m）,行车道宽2×8m，两侧设2.5m宽的硬路肩，土路肩宽度为0.75cm，路基宽25.5m。设计速度为80km/h，设计洪水频率为1/100。整个设计过程需结合所在地区的地形、地貌、工程地质、河流、水文等因素进行综合考虑，采取相应的技术措施，以保证结构满足使用要求。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）第三章选线3.1概述选线是根据路线基本走向和技术标准，结合地形、地质条件，考虑安全、环保、土地利用和施工条件，以及经济等因素，通过全面比较，选定路线中线的全过程。它是道路建设的基础工作，面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方的因素。为了保证选线和勘测设计质量。降低过程造价，必须全面考虑，由粗到细，由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤分析比较，进行多方案比较，才能定出合理的路线。3.2道路选线的基本要求路线是道路的骨架，它的优劣影响道路功能的发挥和在路网中的作用。路线设计除受自然条件的影响外，尚受诸多社会因素的制约。选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：在路线设计的各个阶段，运用各种先进手段对线路方案做深入，细致的研究，在多方论证的基础上，选定最优路线方案。选线应与农田基本建设相配合，做到少占田地，并尽量不占高产田，经济作物田，经济林园等。对沿线必占田地，应按照国家有关规定，做好造地还田等规划和必要设计。选线要注意环境保护。注意修建道路及汽车运作所产生的影响和污染等。路线设计应保证行车安全，舒适，快捷的前提下，使工程量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。路线设计应注意立体线形设计中平。纵，横面的舒顺，合理配合。注意与环境的相协调。应对工程地质和水文地质进行勘测，弄清它对道路的影响。对不良地质地段和特殊地区做特殊处理。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）3.3选线要点平面线形应采用较高的技术指标，避免采用长直线或小偏角，但不应为避免长直线而随意转弯。在平原河网地区，应注意尽量避开软土地基，并根据河流及通航情况，选择适当地点用较高的技术指标通过，并使交角适当，平、纵线形组合良好，跨河构造物最少。 平原地区城镇较多，居民集中，经济、文化较为发达，人文环境丰富，选线时应以绕避为主，尽量不破坏或少破坏，并采用较高的技术指标通过。在避让局部障碍时，要注意线形的连续舒顺。纵面线形应结合桥涵、通道、交叉等构造物的布局，合理确定路基设计高度，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。3.3.1线形设计的要求设计中应注意线形设计应平顺、流畅、连续并同自然环境相协调。设计速度高的公路应选用较高的技术指标，不应轻易采用技术指标的最小(或最大)值，并保持各种线形要素的均衡性，避免线形突变。技术指标变化大的路段，宜采用运行速度进行检验。3.3.2软土和泥沼地区选线的要点软土和泥沼都具有压缩性高和强度低的特点，对工程建筑物会造成滑坍和沉陷等危害。道路建成后路基常有下降，造成路面过早破坏，给行车，养护带来很大困难。软土泥沼地区以修建路堤为主，且路堤高度不宜超过极限高度。在宽广的软土地区，路线应尽量避免沿排水管道边缘或湖塘边缘布线，因为这些地方为水流浸润，地基教软弱。基地两侧的变形也不均匀，对路基的稳定不利。路线必须通过软土泥沼地区时应尽量选择在软土，泥沼最窄，淤泥较浅，沼底横坡不大，地势较高及取土条件较好的地段。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）3.4路线方案选择和比选在本设计中选出了两条路线，通过路线走向与河位、区域、河塘、稻田等的关系的综合比较，在本设计中采用方案一的路线走向。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）第四章平面线形设计4.1概述道路是一条三维空间的带状实体，该实体表面的中心线为中线，道路中线的空间位置为路线。路线在水平面上的投影为路线的平面。路线平面的形状为平面线形。理想的平面线形应与汽车的重心轮迹线完全重合。实践证明：在直线和圆曲线之间设置了缓和曲线，使平面线形在视觉上更加平顺，能更好的引导驾驶员的视线，路线更容易被驾驶员跟踪。直线、圆曲线和缓和曲线，称之为平面线形三要素。因此，世界各国道路平面线形均是由三要素组成的。4.2平面线形设计某省道兴化至泰州段，长4.8KM。该路段按一级公路标准设计，路基总宽25.5米，设计速度80km/小时。设计年限为15年。4.2.1选用直线线形时，应根据路线所处地段的地形、地貌、地物，并考虑驾驶者的视觉、心理状态等合理布设。4.2.2直线的最大长度应根据驾驶员的心理反应和视觉效果来确定，在本设计中采用直线的最大长度不超过20v。所以在本设计中直线最大长度为20v=20*80=1600m。4.2.3初步设计进一步优化为了进一步提高老路行车道板的利用率并结合桥梁改造方案，施工图设计阶段对初步设计线形做了进一步优化。4.3直线公路平面线形由直线、平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和缓和曲线两种。直线路段，应根据路线所处地段的地形、地物、驾驶人员的视觉、心理状态以及保证行车安全等合理布设。直线的最大与最小长度的布设应有所限制，一条公路的直线与曲线长度的比例应合理。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。直线线形不宜过短，其最小直线长度为：当计算行车速度≥60km/h时，同向曲线间的最小直线长度(以m计)以不小于行车速度(以km/h计)的6倍为宜；反向曲线间最小直线长度(以m计)以不小于行车速度(以km/h)的2倍为宜。4.4圆曲线各级公路不论转角大小均应设置圆曲线，在选用圆曲线半径时应与设计速度相适应，并应尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高等级公路的使用质量。依据《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)所列可知一般一级公路的一般最小半径为为400m，极限最小半径为250m。当采用圆曲线最小半径时，应采用大于或等于以上所列一般最小半径值。当地形条件或其他特殊情况限制时，方可采用以上所列极限最小半径。4.4.1圆曲线最大半径选用圆曲线半径时。在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径，但圆曲线最大半径不宜超过10000m.4.4.2直线线形不宜过短，曲线间设置直线段时，其最小长度为同向曲线大于6v=480m，反向曲线大于2v=160m圆曲线最小长度67m由于设计转角较小，圆曲线半径较大曲线足够长不需设缓和曲线本工程全长4.87Km，共设平曲线3处，均不设超高，半径设置满足一级公路规范要求，详细指标见下表：表4-1全线平曲线要素表57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）交点号交点桩号交点坐标转角值(度分秒)半径(米)XY起点K0+000.003665112.087487199.145JD1K0+469.1463664684.569487402.57628°26′18″800.JD2K1+457.8743664093.370488212.88336°13′36″900.JD3K3+794.5893661854.748488925.54422°20′31″1000.终点K4+870.0923660780.258488837.5224.5计算示例4.5.1设缓和曲线的平曲线(3—4)(3—5)β=Ls1800/6.28R(3—6)(3—7)(3—8)(3—9)(3—10)57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）图4-2平曲线计算图式中：——切线转向角(º)；R——曲线半径(m)；Ls——缓和曲线长(m)；T——切线长(m)；E——外距(m)；L——曲线全长(包括缓和曲线)(m)；J——校正值(m)；q——切线增长值(m)；p——曲线内移值(m)；——缓和曲线角(°)。平曲线设计及线形要素和曲线上的五个基本桩号，我们一交点2为例，算例如下：交点JD2桩号K1+457.874，R=900m，L1=100m转角α=右36°13"36"一级公路车速80km/h,那么内移值p=（1002/24*900）-1004/2384R3=0.463m57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）曲线长度=[（36013,36,,-6032,*2）*3.14*900/180]+200=669.01m切线长度=(900+0.463)tg（360/2）+0.463=344.5m外矩=（900+0.5）sec180-900=47.4m第一缓和曲线起点桩号ZH=K1+457.874-T1=K1+123.351第一缓圆点桩号 HY=K1+123.3+L1=K1+223.351曲线中点桩号QZ=K1+223.351+L/2=K1+457.847第二圆缓点桩号YH=QZ+L/2=K1+692.398第二缓和曲线终点HZ=YH+L2=K1+792.3984.5.2平曲线设计校核(1)缓和曲线长度LS>最小值70m；(2)圆曲线半径R>一般最小半径400m；(3)中间圆曲线长度L>最小长度(3s行程)；(4)考虑线形协调性，缓和曲线：圆曲线：缓和曲线小于1:2:1，较为理想；(5)平曲线为对称性基本型曲线。4.6平面设计总结在尽量满足规划要求的前提下，力求线形直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。通过看书、查找资料、翻阅规范和老师的指点，努力完成了平面的选线和定线。在此基础上进行了详细的平面设计，包括直线和平曲线(圆曲线、缓和曲线)的详细设计。在进行平面定线的过程中，有时为了达到设计规范的某一项技术指标，要进行反复的调整，使所定的线路能更加的符合规范和地形、环境的要求。在整个过程中我经过反复推敲，终于找到一条比较合适的线形。因为所处地段为平原区，农田池塘较多，考虑到当地的农副产品的运输，使当地有一个良好的发展环境。从技术指标上看是最符合规范的一种平曲线。平面标注，从起点开始每间隔2057 南京工业大学本科生毕业设计（论文）米进行百米桩标注，平曲线的控制桩号必须标明，公里桩也必须标明。公里桩用公里桩号的标准图标进行标注。在每个转角处，须用图框标明转角的各个要素。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）第五章纵断面线形设计5.1概述沿线路中线竖直剖切再进行张开即为路线纵断面。因自然因素的影响及经济性要求，路线纵断面总是一条起伏的空间线，纵断面图是道路纵断面设计的主要成果，也是道路设计的技术文件之一。在纵断面图上有2条主要线：一条是地面线，另一条是设计线。纵断面设计线由直坡线和竖曲线组成。5.2一般要求5.2.1纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)的各项规定。5.2.2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。连续上坡或下坡地段，应避免设置反坡段。越岭线垭口附近的纵坡应尽量缓一些。5.2.3纵坡设计应对沿线地形、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。5.2.4一般情况下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。5.2.5平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。5.2.6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和缓一些。5.2.7在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）表5-1纵断面设计技术指标设计技术指标规范值设计技术指标规范值设计车速(km/h)80凹曲线一般最小半(m)2000最大纵坡(％)5凸曲线一般最小半径(m)3000最短纵坡(m)200竖曲线最小长度(m)675.3纵坡及坡长设计5.3.1纵坡限制(1)最大纵坡最大是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大纵坡值。他是道路纵断面设计的重要控制指标，在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。(2)最小纵坡为使行车快速、安全和畅通，一般希望道路纵坡设计得小一些为好。但是，路堑或设置雨水口、低填方以及其他横向排水不畅通路段，为保证排水要求，防止积水影响道路行车或防水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.5％的最小纵坡，特殊情况下不小于0.3％。路堤、干旱少雨地区道路最小纵坡可不受上述限制5.3.2坡长限制(1)最大坡长道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大。纵坡越陡，坡长越长，对行车影响越大。事实上，影响最大坡长的因素有很多，比如海拔高度、载油量、油门开启程度、滚动阻力系数及档位等，必须结合试验和调查资料综合研究后确定。(2)最小坡长最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和行车安全的要求考虑的，如果坡长过短，使道路纵向变坡点增多，汽车行驶在连续起伏路段产生的超重与失重的变化频繁，导致乘客感觉不舒适，车速越高越感突出。其次，从缓坡的加速(上坡)和减速(下坡)功能的发挥来看，坡长太短则作用不大。(3)平纵线形的配合57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）计算行车速度≥60km/h的公路，必须注重平、纵面的合理组合。不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶者在视觉和心理方面的要求。5.3.3平均纵坡越岭路线连续上坡(或下坡)路段，相对高差为200～500m时平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时平均纵坡不应大于5%，且任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。5.4竖曲线5.4.1竖曲线设计注意点当汽车行驶在纵坡变坡点时，为了缓和因车辆动能变化而产生的冲击和保证视距，必须插入竖曲线。竖曲线一般采用圆曲线和二次抛物线两种。由于竖曲线的前后坡差很小，抛物线呈非常平缓的线形，因曲率变化较小，所以实际上同圆曲线几乎相同。在实际设计中，可根据计算的方便，采用抛物线或圆曲线。5.4.2合成坡度《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)所列；规定一级公路平原微丘区最大容许合成坡度为10.5%。合成坡度的计算公式为；(3-1)式中：—合成坡度(%)—超高坡度或路面横坡(%)—纵坡坡度(%)当陡坡与小半经曲线相重叠时，在条件许可的情况下，以采用较小的合成坡度为宜。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）各级公路的最小合成坡度不宜小于0.5%，在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%。当合成坡度小于0.5%时，则应采取综合排水措施，保证路面排水畅通。5.4.3竖曲线及计算算例ω=(3-2)L=(3-3)T=(3-4)E=(3-5)其中：L—竖曲线长度；R—圆弧半径；      ω—变坡点前后坡段纵坡值代数差；   T—竖曲线切线长度；   E—竖曲线外距；图4-1竖曲线设计图竖曲线要素计算算例（以K1+620为算例）桩号K1+620处：高程为4.18m，坡度设计：-0.560%，0.660%,R=12000(凹曲线)ω==0.660%+0,560%=1.22%曲线长L=RW=120001.22%=146.4m57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）切线长度T=L/2=146.4/2=73.2m外距E==0.22m计算设计高程竖曲线起点桩号=K1+620-73.2=K1+546.8竖曲线终点桩号=K1+620+73.2=K1+693.2竖曲线上各点坐标用公式y=计算，具体过程见《纵坡竖曲线表》。5.5纵断面线形设计《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)所列：纵断面线形应与地形相适应，设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形，避免在短暂距离内出现频繁起伏。应避免能看见近处和远处而看见中间凹处之线形。较长的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近坡顶的纵坡宜适当放缓。相邻纵坡之代数差小时，应尽量采用大的竖曲线半径。交叉前后的纵坡应平缓。纵坡值的选用：各级公路的最大纵坡值与纵坡限制长度不应轻易采用只有在越岭线中为争取高度，缩短路线长度或避开工程艰巨地段时，方可采用。纵坡以平、缓为宜，最小纵坡不应小于0.3%，干旱少雨地区可不受此限制。相邻竖曲线的衔接应注意：同向竖曲线间，特别是同向竖曲线之间。如直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。反向竖曲线间宜插入直线坡段，亦可直接连接。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）5.6平纵线形的组合设计速度≥60km/h的公路，必须注重平、纵面的合理组合。不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶者在视觉和心理方面的要求。《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)所列：5.6.1平、纵组合设计原则：1)应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。2)纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。3)合成坡度应组合得当，以利于路面排水和行车安全。5.6.2平、纵配合的基本要求:1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍大于竖曲线。2)合成坡度的控制应与线形组合设计相结合。有条件时，一般最大合成坡度不应大于8％，最小合成坡度不应小于0.5％，应避免急弯与陡坡相重合的线形。如下图所示：图4-2平曲线和竖曲线的组合3)平、纵面线形组合设计应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。4)平纵线形设计中应避免的组合。5)设计速度大于等于40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半经平曲线。6)凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合。7)直线上的纵面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）8)直线段内不能插入短的竖曲线。9)小半经曲线不宜与缓和曲线相互重叠。10)避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。5.6.3经检查本设计中的平纵组合均满足规范要求。5.7线形与环境的协调根据《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)规定：平、纵面线形组合必须注意与路线所经地区的环境相配合。对设计速度高的公路，线形设计和周围环境配合尤为重要。应充分利用自然风景如孤山、湖泊、大树，或人工建筑物如水坝、桥梁、农舍，或在路旁设置一些设施等，以消除景观单调感，使公路与大自然融为一体。线形与环境的协调应遵循以下原则：尽量少破坏公路周围的地貌、地形、天然树林、建筑物等。横面设计要使边坡造型和绿化与现有景观相适应，弥补挖方或填土对自然景观的破坏。有条件时，可适合放缓边坡或将边坡的边坡点修整圆滑，使边坡接近于自然地面的形式，增进路容美观。为减轻在长直线公路上驾驶的单调感，应使驾驶者能看到前方显著的景物。公路两侧的绿化应避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。5.8纵断面的的设计步骤和纵断面图的绘制路线纵断面图应示出高程、地面线、设计线及其要素，注出桥涵、隧道、路线交叉等的位置、结构类型、孔数及、跨径、水准点编号、位置和高程，以及断链、设计洪水位、影响路基设计的地下水位等。1)根据中桩及水准记录，绘出纵断面图的地形线，取水平比率为1：2000，垂直比率为1：200。2)了解路线设计要求。3)根据中线测设资料，绘出全线的交角点、平曲线。4)确定纵断面控制点，初试拉坡。57 南京工业大学本科生毕业设计（论文）5)调整坡度线。6)确定纵坡。7)确定和计算竖曲线。5.9纵断面设计总结纵断面是道路设计的重要技术图表之一，它主要反映路线起伏、纵坡与原地面切割等情况。道路的纵断面线形应根据道路的性质、任务、等级和地形、地物、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、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行组合设计。本设计路线所经地区地势起伏不大，所以纵坡都取的比较小，这也符合一级公路纵坡的要求。57 南京工业大学本科毕业设计（论文）第六章横断面设计6.1概述道路横断面是指中线上任意一点的法向切面，它由横断面设计和地面线组成。公路横断面的组成处理包括与行车有关的路幅外，还包括与路基工程、排水工程、环保工程有关的各种设施。绘制横断面设计图纸，作为计算土石数量的施工的依据。在路基横断面图中一般还包括：路堤、路堑、护坡路基、挡土墙路基等断面。6.2路基标准横断面设计6.2.1一级公路的路基横断面为整体式断面，包括行车道、路肩(硬路肩及土路肩)以及错车道等组成部分。6.2.2道路横断面组成包括：行车道、路肩、人行道、边坡、护坡、边沟。6.2.3路基标准横断面形式本路段采用一级公路标准，设置横断面形式为：采用双向四车道横断面标准，路基全宽为25.5m，其中两侧行车道宽各为2x8m，硬路肩为2x2.5m,土路肩为2x0.75m。路面横坡2%，土路肩横坡3%。路基设计标高为道路中心线处路面标高。6.2.4路基边坡、护坡道及边沟一般路段路基采用直线式边坡，路基边坡高度(路肩边缘到护坡道内侧高差)≤6.0m时，坡率为1：1.5，边沟边坡坡率为1：1。6.2.5路基超高、加宽设计本标段平曲线满足一级公路技术指标要求，需设置超高，无需加宽设计（对R>250m的圆曲线，因其加宽值甚小，可不叫宽。）。6.2.6公路用地界一般路段以边沟外2.0m为公路用地界；沿(压)河、沟、塘路段，河塘边坡防护基础外缘以外2.0m为公路用地界。桥梁上部正投影外侧2m处为公路用地界。57 南京工业大学本科毕业设计（论文）具体尺寸见《路基标准横断面图》。具体设计参数及数据见《路基设计表》。6.2.7路基设计的基本要求：1)路基应根据其使用要求和当地自然条件(包括地质、水文和材料情况等)并结合施工方案进行设计，即应具有足够的强度和稳定性，又要经济合理。2)影响路基强度和稳定性的地面水和地下水，必须采用拦截或排出路基以外的措施，作好综合排水设计，形成完整的排水系统。3)修筑路基取土和弃土时，应符合环保要求，宜将取土坑、弃土堆加以处理，减少弃土侵占耕地，防止水土流失和淤塞河道。规定的路基宽度为行车道与路肩宽度之和。对于公路横断面设计，主要是绘出横向地面线后，根据纵断面设计所确定的路基填挖高度、路基宽度、选定的边坡坡度、边沟尺寸绘出路基的轮廓线，通常把这项工作成为“戴帽子”，具体设计步骤如下：1)点绘各横断面的横向地面线；2)根据《公路路基设计规范》(JTGD30-2006的规定，确定路基宽度;按照土质、水文条件拟定路基边坡坡度；按照排水要求拟定边沟、节水沟等尺寸；3)按弯道半径大小分别拟定超高加宽值；4)根据纵断面设计资料，按设计标高，在路基设计表上逐桩进行计算，完成路基设表。6.3路基横断面布置6.3.1．路基横断面布置由横断面设计（查《公路工程技术标准》（JTGB01—2003））部分可知，路基宽度为25.5m，其中路面跨度为16.00m，中间带宽度为3.00m，其中中央分隔带宽度为2.0m，左侧路缘带宽度为0.5×2=1.0m，硬路肩看度为2.0×2=4.0m，土路肩宽度为1×2=2m。；路面横坡为2%，土路肩横坡为4%57 南京工业大学本科毕业设计（论文）(1)查《公路路线设计规范》得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1~2%，故取路拱坡度为2%；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%~4%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。57 南京工业大学本科毕业设计（论文）(2)超高设计为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡,称为超高。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。(3)超高横坡度及超高渐变率的确定超高坡度按计算行车速度、半径大小来计算，并结合路面类型、当地自然条件和车辆组成等最后确定。由直线段的双向路拱横断面逐渐过渡到圆曲线的全超高单向横断面，其间必须设置超高过渡段。查《公路路线设计规范》，取超高横坡为6%，超高渐变率为1/200。超高过渡方式选用绕中央分隔带边缘旋转的方式。6.3.2超高加宽汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，平曲线内侧应增加路基路面宽度称为曲线加宽。当平曲线的半径大于250m时，其加宽值甚小，可以不设加宽。所以本设计中不予考虑。6.3.3．路基边坡由横断面设计可知（查《公路路基设计规范》（JTGD30-2004））本公路路基边坡由于路基填土高度均小于6m，且采用1：1.5的坡度，护坡道为1.0m，且由于该段公路非高填土，故不需要进行边坡稳定性验算。路基压实标准路基压实采用重型压实标准，压实度应符合《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）表5.0.4的要求57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)路基压实度表5.0.4填挖类别路床顶面以下深度（m）路基压实度（高速公路、一级公路）零填即挖方0~0.300~0.80—≥96填方0~0.800.80~1.50＞１.50≥96≥94≥93由于路线地处水网地区，设计中应加强挖淤排水及清除表土的严格要求。路基基底为耕地或土质松散时，应在填前进行压实，路基设计时，可考虑了清理场地后进行填筑压实，厚度按0.2m计列压实下沉所填增加的土方量。6.3.4公路用地宽度根据路基布置形式，填土高度及边坡形式计算路基用地范围，《规范》要求的公路用地宽度界限为公路路堤两侧排水沟外边缘以外不小于1m范围内的土地；在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，此处设置为3m。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)第七章路基设计7.1.路基填料沿线筑路用土采用备土形式，取土以利用低产田和被公路分割的边角地以及开挖河道、鱼塘等解决，在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣（粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。高速公路、一级公路路基填料最小强度和填料最大粒径应符合表5.3.1.4的规定，砂类土填筑。路基填料最小强度和最大粒径要求表5.3.1.4项目分类路面底面以下深度（cm）填料最小度（CBR）（%）填料最大粒径（mm）一级公路填方路基上路床0~30810下路床30~80510上路堤80~150415下路堤150以下315零填及路堑路床0~3081057 南京工业大学本科生毕业设计(论文)注：①当路床填料CBR值达到表列要求时，可采取掺石灰或其它稳定材料处理②粗粒土（填石）填料的最大粒径，不应超过压实层厚度的2/37.2路基处理⑴一般路基处理原则：路基河塘地段，先围堰清淤、排水，然后将原地面开挖成台阶状，台阶宽1.0m，内倾3%，，并回填5%灰土至原水面（标高按1.0m控制），路基底部30cm采用5%石灰土处理，路床顶面以下0~80cm采用7%石灰土处理；路基高度≤2.0m路段，清楚耕植后，将原地面挖至25cm深压实后才可填筑，路床顶面以下均采用掺7%石灰土处理；路基高度>2.0m的路段，路床顶面以下0~60cm采用7%石灰土处理层,立　　即底部设3%土拱,土拱设30cm5%石灰土处理层,对于路基中部填土的掺灰,又施工建设。立根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定处理的土层及掺灰量。⑵　路床处理（《公路路基设计规范》（JTGD30-2004））①路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。②　挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。③　填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理基底土密实，地面横坡缓于1：5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂、砾等透水性材料。路堤基底为耕地或土质松散时，应在填筑前进行压实，高速公路、一级公路和一级公路路堤基底的压实度（重型）不应小于85%，路基填土高度小于路床厚度（80cm）时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准；基底松散土层厚度大于30cm时，应翻挖再回填分层压实。水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基说，应按特殊路基处理。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)路基土的掺灰剂量，可根据当地情况实验确定，一般粘质土采用石灰或二灰处理，粗粒土可以采用325号水泥处理。⑶　特殊路基处理（河塘路基的处理）路基河塘地段，先围堰，进行放水或排水挖除淤泥，然后将原地面开挖成台阶状，台阶宽≥1.0m，内倾3%，并回填5%灰土至原水面（标高按1.0m来控制），路基底部30cm采用5%石灰土处理，路床顶面以下0~80cm采用7%石灰土处理。7.3路基防护（（查JTJ013—95）《公路路基设计规范》）⑴路基填土高度H<3m说，采用草坪网布被防护，为防止雨水，对土路肩边缘及护坡道的冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm，在护坡道上铺到边沟内侧为止。而对于高等级道路，则采用六角形空心混凝土预制块防护，本段公路采用六角形空心混凝土预制块。⑵路基填土高度H>3m，时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3≤H≤4m时，设置单层衬砌拱，当4＜H≤6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cm×30cm×50cm的长方体预制块，拱圈部分采用5cm×30cm×65cm的弧形预制块（圆心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块间用7.5号砌浆灌注。⑶路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30cm，下设10cm砂垫层，基础埋深60cm,底宽80cm，个别小的河塘全部填土。⑷桥梁两端各10cm及挖方路段采用浆砌片石满铺防护，路基两侧边沟全部浆砌片石满铺防护，厚25cm。7.4．路基施工的一般规定⑴　路基施工宜以挖作填，减少土地占用和环境污染。⑵　路基施工中各施工层表面不应有积水，填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况，做成2%~4%的排水横坡。⑶　雨季施工或因故中断施工时，必须将施工层表面及时修理平整并压实。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)⑷　施工过程中，当路堑或边坡内发生地下水渗流时，应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低地下水位。⑸　排水沟的出口应通至桥涵进出口处。⑹　取土坑应有规则的形状，坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统。⑺　当设计未规定取土坑位置或规定的取土坑的贮土量不能满足要求须另寻土源上四，应按照下列规定办理：力求少占农田和改地造田当地面横坡定于1：10时，路侧取土坑应设在路基上侧，在桥头两侧不宜设取土坑，特殊情况下，可在下游一侧设置，但应留有宽度不小于4。0m的护坡道。取土坑的边坡，内侧宜为1：1.5，外侧宜小于1：1，沿河地段的坑底纵坡可减少至0.1%，沿线取土坑的坑底纵坡不宜小于0.2%，坑底一般宜高出附近水域的常年水位，取土坑的坑底横坡可做成向路线外侧倾斜的单向坡，坡厚为2%~3%，当取土坑坑底宽度大于6m时，可做成向中间倾斜的双向横坡，并在中间设置底宽0.4m的纵向排水沟，当坑底纵坡大于0.5%时，可以不设排水沟。当沿河弃土时，不得阻塞河流，挤压挤孔和造成河岸冲刷。7.5．填方路基的施工⑴土方路基应分层甜筑压实，用透水性不良的土填筑路堤说，应控制其含水量在最佳压实含水量大2%之内。⑵土方路基，必须根据设计断面，分层填筑、分层压实，采用机械压实时，分层的最大摊铺层厚，按土质类别，压实机具功能碾压遍数等，经过经验确定，但最大摊铺厚度，不宜超过50cm，填筑至路床底面，最后一层的最小压实厚度，不应小于8cm。⑶路堤填土宽度每侧应宽于填层设计厚度，压实厚度不得小于设计宽度，最后削坡。⑷填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。⑸原地面纵坡大于2%的地段，可采用纵向分层法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。⑹若填方分几个作业段施工，两段交接处，不在同一时间填筑则先填地段应按1：1坡度分层留台阶。若两个地段同时填，则应分层相互交叠、衔接，其搭接长度不得小于2m。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)⑺河滩路堤填土，应连同护坡道在内，一并分层填筑，可能受水浸淹部分的填料，应选用水稳性比较好的土料，河槽加宽，加深工程应在修筑路堤前完成，调治构造物应提前修建。⑻两侧取土，提高在3m以内的路堤可用推土机从两侧分层推填，并配合平地机分层填平，土的含水量不够多时，用洒水车并用压路机分层碾压。⑼填方集中地区路基的施工取土场运距在1km范围内时，可用铲运机运送，辅以推土机开道，翻松硬土，取整取土段，清除障碍等。（10）取土场运距超过1m范围时，可用松土机翻松，用挖掘机或装载机配合自卸车运输，用平地机平整填土，配合洒水车压路机碾压。7.6边沟的施工⑴边沟应分段设置出水口，梯形边沟没段长度不宜超过300m，梯形边沟不宜超过200m。⑵平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生，曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。⑶土质边沟当沟底纵坡大雨3%的应采用加固措施。7.7特殊路基处理（软土）7.7.1软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低，一般不超过50KN/m2。在软土地基修筑堤防工程，必须解决好四个方面的问题：①地基的强度和稳定性问题。②地基的变形问题。③地基的渗漏和溶蚀问题。④地基的振动液化与振沉问题。较常见的有换土法，就是将原来不良的基层挖出，人工回填质地较好的土。还有强夯法，粉喷桩法，预压砂井法，振动水冲法，抛石挤淤法等方法。在本设计中对于软土地基的处理我选用了粉喷桩法。7.7.2某省道兴化至泰州段位于软土地基路段，其土层状态基本是表层1～3ｍ厚硬塑层，下8～10ｍ厚软、流塑层，再下为硬塑层(或基岩)，采用粉喷桩处理软土地基，即以水泥57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)作为固化剂，利用深层搅拌机械将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩，并吸收周围水分，经过一系列物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体，它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性具有明显的效果。下面我以粉喷桩为例详细列出其操作方法。7.7.3施工准备1、粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，土工试验报告，室内配比试验报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。2、场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。3、施工机具准备，进行机械组装和试运转。4、粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。5、粉喷桩所用的水泥(425＃普通硅酸盐水泥)应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固料。7.7.4施工工艺流程粉喷桩施工操作步骤为：①深层搅拌机械就位。②预搅下沉(至设计标高)。③搅拌提升，同时喷干水泥粉至地面以下0.5m处(设计桩顶)。④在桩上部的5m长范围内重复搅拌一次(1/3～1/2)桩长、桩上部强度要求较高。⑤重复搅拌提升，直到离地面下0.5m，上部回填5%灰土(或水泥土)并压实。⑥关闭搅拌机械移位至下一桩位。7.7.5施工注意事项1、控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度。2、严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。3、定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量不得大于2cm。当钻头提升至地面以下0.5m时，喷粉机应停止喷粉。4、当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉，在第二次喷粉接桩时，其喷粉重叠长度不得小于1m。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)5、粉喷桩施工时，泵送水泥必须连续，固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录，其用量误差不得大于±1%。6、为保证搅拌机的垂直度。应检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，每工作班检查不少于2次，使垂直度偏差不超过1%。7、搅拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求，搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录，深度应达到设计要求，时间误差不得大于5秒，施工前应丈量钻杆长度，并标上明显标志，以便掌握钻入深度，复搅深度。施工中出现问题应及时处理、做好记录。8、储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg，如储量不足时，不得对下一根桩开钻施工。9、粉喷桩必须根据试验确定的技术参数进行施工，操作人员应如实记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、钻入深度及每根桩的钻进时间等，监理人员应随时检查记录情况。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)第八章路面结构设计8.1路面原始设计条件该路段处于Ⅳ1区，为黏质土，稠度为1.05：设计年限：15年；全交通段预测平均增长率：8%；车道系数：0.45；交通资料如下:表8-1交通组成表车型前轴重后轴重轴数轴轮组数后轴距(m)交通量小客车2750解放CA10B19.4060.851双—400黄河JN15049.00101.601双—600交通SH36160.002x110.002双130.0200太脱拉13851.402x80.002双132.0250吉尔13025.7559.501双—300尼桑CK10CK1039.2576.001双—240路面设计以100KN的双轮组单轴载作为标准轴载(1)以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)a).轴载换算轴载换算采用如下的计算公式：(8-1)式中：N—标准轴载当量轴次，次/日—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日P—标准轴载，KN—被换算车辆的各级轴载，KNK—被换算车辆的类型数—轴载系数。C2:轮组系数。双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38，m是轴数。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，应考虑轴数系数。轴载换算结果如表所示57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)表8-2轴载换算结果表车型解放CA10B前轴19.4114006.08后轴60.851140046.089黄河JN150前轴49.0016.4600142.458后轴101.6011600642.893交通SH361前轴60.0016.4200138．729后轴110.002.21200666．056太脱拉138前轴51.4016.425088.473后轴80.002.21250208.355吉尔130前轴25.7516.43005．25后轴59.501130031．352尼桑CK10G前轴39.2516.424026．278后轴76.001124072．7362074.749注：交通量年预计年增长率r=8%,小客车总重较小，轴载分析中可略去不计b).累计当量轴数计算根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数是0.4～0.5取0.45，=8%，累计当量轴次：57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)（属于中等交通）(2)验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次a).轴载换算验算半刚性基底层底拉应力公式为式中：为轴数系数，为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。计算结果如表所示：表8-3累计当量轴数结果表车型解放CA10B后轴60.85114007.519黄河JN150后轴101.6011600681.241交通SH361前轴60.0011.852006.215后轴2×110.00312001050.461太脱拉138前轴51.4011.852502.253后轴2×80.003125095.829吉尔130后轴59.50113004．713尼桑CK10G后轴76.001124026．7131874．94457 南京工业大学本科生毕业设计(论文)次由上面的计算得：设计年限内一个车道上的累计标准轴次约为925万次左右，属中等交通等级。根据规范推荐路面结构，得出两种方案。方案一：面层采用沥青混凝土（18cm），其中表面层采用细粒式密级配沥青混土AC-13（厚度4cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土AC-20（厚度6cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土AC-25（厚度8cm）；基层采用水泥碎石（厚度待定-设计层）；底基层采用石灰土碎石（取20cm）。方案二：面层采用沥青混凝土（18cm），其中表面层采用细粒式密级配沥青混土AC-13（厚度4cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土AC-20（厚度6cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土AC-25（厚度8cm）；基层采用水泥石灰砂砾土（厚度待定-设计层）采用级配碎石（取20cm）。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)8.2各层材料的抗压模量与劈裂强度高等级公路规范规定材料设计参数需实验确定，本毕业设计由于条件限制，材料设计参数直接取用沥青路面设计规范中的建议数值，得到各层材料抗压模量和劈裂强度。方案一：20℃抗压模量：AC-13:1400MPa;AC-20:1200MPa;AC-25:1000MPa。15℃抗压模量:AC-13:2000MPa;AC-20:1800MPa;AC-25:1400MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混土1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土1.0MPa，粗粒式密级配沥青混凝土0.8MPa，水泥碎石0.5MPa，石灰土碎石0.35MPa。方案二：20℃抗压模量：AC-13:1400MPa;AC-20:1200MPa;AC-25:1000MPa。15℃抗压模量:AC-13:2000MPa;AC-20:1800MPa;AC-25:1400MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混土1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土1.0MPa，粗粒式密级配沥青混凝土0.8MPa，水泥石灰砂砾土0.35MPa。8.3土基回弹模量的确定该路段处于Ⅳ1区，为黏质土，路基处于中湿状态，稠度取1.05。查规范得土基回弹模量为35.00MPa。8.4设计指标的确定对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层层底拉应力的验算。a．设计弯沉值该公路为一级公路，路面等级系数Ac=1.0，面层是沥青混凝土路面As=1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型系数Ab=1.0。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)设计弯沉值为：==600*9252830.135-0.2*1.0*1.0*1.0=24.26（0.01mm）b.各层材料的容许层底拉应力方案一：材料名称KsAC-131.40.48AC-201.00.34AC-250.80.27水泥碎石0.50.25石灰土碎石0.350.14方案二：材料名称KsAC-131.40.48AC-201.00.34AC-25080.27水泥石灰砂砾土0.350.1758.5设计资料总结设计弯沉值为24.26（0.01mm）相关资料汇总如下表：57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)方案一：材料名称H（cm）5℃抗压模量20℃抗压模量允许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土4200014000.48中粒式沥青混凝土6180012000.34粗粒式沥青混凝土8140010000.27水泥碎石？150015000.25石灰土碎石209009000.14土基——3535——方案二：H15℃20℃57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)材料名称（cm）抗压模量抗压模量允许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土4200014000.48中粒式沥青混凝土6180012000.34粗粒式沥青混凝土8140010000.27水泥石灰砂砾土？100010000.175级配碎石20225225——土基——3535——8.6确定设计层厚度方案一：利用东南大学路基路面计算程序得满足弯沉指标57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)的设计层厚度为20cm，面层各层层底为压应力，满足容许拉应力要求；水泥碎石拉应力值小于容许拉应力值,所以拉应力验算满足要求。取水泥碎石厚度为20.00CM。防冻厚度满足要求。新建路面结构厚度计算公路等级:一级公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:24.26(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:200(mm)a按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=24.26(0.01mm)H(4)=200mmLS=1.9(0.01mm)由于设计层厚度H(4)=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求.H(4)=200mm(仅考虑弯沉)b按容许拉应力计算设计层厚度:H(4)=200mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(4)=200mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(4)=200mm(第3层底面拉应力计算满足要求)57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)H(4)=200mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(4)=200mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H(4)=200mm(仅考虑弯沉)H(4)=200mm(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通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:----------------------------------------细粒式沥青混凝土40mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80mm----------------------------------------水泥碎石土200mm----------------------------------------石灰碎石土200mm----------------------------------------新建路基.方案二：利用东南大学路基路面计算程序得满足弯沉指标的设计层厚度30.40CM。面层各层层底为压应力，满足容许拉应力要求；水泥石灰砂拉应力值小于容许拉应力值,所以拉应力验算满足要求。取水泥碎石厚度为30.40CM。防冻厚度满足要求。新建路面结构厚度计算公路等级:一级公路57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:24.26(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:200(mm)A按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=24.26(0.01mm)H(4)=300mmLS=28.5(0.01mm)H(4)=350mmLS=25.6(0.01mm)H(4)=304mm(仅考虑弯沉)B按容许拉应力计算设计层厚度:H(4)=304mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(4)=304mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(4)=304mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(4)=304mm(第4层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H(4)=304mm(仅考虑弯沉)H(4)=304mm(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.57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:----------------------------------------细粒式沥青混凝土40mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80mm----------------------------------------水泥石灰砂砾土304mm----------------------------------------级配碎石200mm----------------------------------------新建路基8.7方案比较8.7.1结构层厚度方案一,方案二，。8.7.2弯拉应力验算方案一、方案二都满足要求.8.7.3路面结构组合设计方案一中面层采用沥青混凝土（三层，其中上面层采用细粒式沥青碎石混合料，中面层采用中粒式沥青混凝土，下面层采用粗粒式沥青混凝土），基层采用水泥碎石土，底基层采用石灰碎石土57 南京工业大学本科生毕业设计(论文);方案二中面层采用沥青混凝土（三层，其中上面层采用细粒式沥青碎石混合料，中面层采用中粒式沥青混凝土，下面层采用粗粒式沥青混凝土），基层采用水泥石灰砂砾土，底基层采用级配碎石。综上比较，本人选取方案一的路面结构层组合设计。8.8水泥混凝土路面某省道兴化至泰州段公路自然区划IV1区，道路等级为一级，路基为粘质土，采用混凝土路面，双向四车道。交通调查得知，设计车道使用初期标准轴载日作用次数为2074.749。设计该路面厚度。（1）交通分析查《公路工程技术标准》得，一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级。临界荷位处得车辆轮迹横向分布系数取0.2，去交通量年平均增长率为8%。可计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为Ne={Ns[(1+gr)t-1]*365η}/gr=20740749*[(1+0.08)30-1]*365*0.2/0.08=1.7*107次属于重交通等级。（2）初拟路面结构由表可知，安全等级为二级的道路对应的变异水平等级为中级到低级。根据一级公路，重交通等级和中级变异水平等级，由表得处拟普通混凝土面层厚度为0.25m。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚0.18m。垫层为0.15低剂量无机结合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽4m，长5m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。（3）查《公路工程技术标准》（JTGB01-2003，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0Mpa，相应弯拉弹性模量标准值为31Gpa。路基回弹模量取30Mpa。低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600Mpa，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300Mpa。=(0.152×600+0.182×1300)÷(0.182+0.22)=1013Mpa57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)=(600×0.183+1300×0.23)÷12+(0.15+0.18)2÷4÷(1÷600÷0.15+1÷1300÷0.18)＝2.57Mpa=(12×2.57÷1013)1/3＝0.312m＝4.293=4.293×0.3120.792×30×(1013÷30)1/3＝165Mpa普通混凝土面层的相对刚度半径按r=0.537h解得r=(4)荷载疲劳应力标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为MPa因纵缝为设计拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数按公路等级查综合系数：57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)故（5）温度疲劳应力由最大温度梯度标注值Tg表可知：Tg可取92℃/m。板长为5m,l/r=7,39,h=25cm,℃。EC=31000MPa。通过查温度应力系数Bz图得知：Bz=0.43。根据公路自然区划，通过查回归系数a.b和c表：a=0.841,b=0.041c=1.323=0.522根据MPa查可靠度设计标准：一级公路安全等级为二级，相应于三级的变异系数水平等级为中级，目标可靠度为85%。再根据查得的目标可靠度和变异水平等级，查可靠度系数rr=1.16按公式因而，所选普通混凝土面层厚度（0.25cm）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。在本设计中采用沥青混凝土路面，水泥混凝土路面与沥青混凝土路面各有优缺点。目前我在高速公路，一级公路中多采用沥青混凝土路面。沥青路面平整，驾驶舒适性高，沥青路面维修方便，维修完成后，可马上开放交通，晴天不扬尘、雨天不泥泞的特点，行车噪音低、抗滑性能好、且造价低、施工工艺简单方便、易于维修保养。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)第九章排水及附属设施9.1路基排水设计（1）.把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除。（2）把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减少对路基路面的危害。（3）隔断，疏干和降低影响路基稳定性的地下水，将其引导到路基范围之外。9.1.1一般规定`路基应设置完善的排水设施，以排除路基、路面范围内的地表水和地下水，保证路基和路面的稳定，防止路面积水影响行车安全。排水设计应根据公路等级、沿线地形、地质、气象、桥涵位置等综合考虑，合理布置，并有足够的排水能力。完善对进出水口的处理，使各项设施衔接配合，确保排水通畅和养护工作量最小。路基排水设计应与农田水利建设规划相配合，防止冲毁农田或危害农田水利设施，当路基占用灌溉沟渠时，应予恢复，并采取必要的防渗措施。公路穿过村镇居民区时，排水设计应与现有供、排水设施及建设规划相集合。路基地表排水设施包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、蒸发池、油水分离池、排水泵站等，应结合地形和天然水系进行布设，并做好进出口的位置选择和处理，防止出现堵塞、溢流、渗漏、淤积、冲刷和冻结等现象。路基地表排水设施的概率流量计算，对高速公路、一级公路应采用15年，其它等级公路应采用10年的重现期内任意30min的最大降雨强度(mm)。各类地表排水设施的断面尺寸应满足设计排水流量的要求，沟顶应高出沟内设计水面0.2m以上。地表排水沟管排放的水流不得直接排入饮用水水源、养殖池。路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跃水井和急流槽，各类地段排水沟应高出设计水位0~2m以上。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:1~1:1.5,一级公路的边沟的深度不应小于0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.5%，边沟可采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护，一级公路当采用M7.5的砂浆强度，边沟长度不宜超过500m，截水沟横断面可采用梯形，边坡视土质而定，一般采用1:10~1:1.5，深度及宽度不宜小于0.5m，沟底纵坡不宜小于0.5%，水流通过陡坡地段时可设置跌水等或急流槽，应采用浆砌片石或水拧混凝土预制块砌筑，边墙应高出设计水位0.2m以上，其横断面形式为矩形，槽底应做成粗糙面，厚度为0.2~0.4m，混凝土为0.1~0.3m，跃水的台阶高度可采用0.3~0.6m，台面坡度应为2%~3%，急流槽以纵坡不宜陡于1:1.5，急流槽过长时应分段修筑，每段长度不宜超过10m。9.2路面排水设计本公路的路面排水主要是采用路肩排水措施，组要由拦水带、急流槽和路肩排水沟组成以及中央分隔带排水设施组成。⑴　路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方边坡应进行防护。路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置排水带，并通过急流槽将水排出路基。拦水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成，拦水带高出路肩12cm,顶宽8~10cm。急流槽的设置距按路肩排水的容许容量计算确定以20m~50m为宜，急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近，并考虑到地形、边坡状态及其它排水设施的联接。⑵　中央分隔带排水中央分隔带排水设施由纵向排水沟（明沟、暗沟）、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。在设置超高路段，路面水由中央分隔带排水设施排出，在干旱少雨地区，采用凸形中央分隔带，可设开口明槽，雨水流向下半幅路面排出，开口明槽可采用封闭式，横断面尺寸为高×宽=15cm×20cm，间距宜为3~5m。中央分隔带纵向排水沟（管）与横向排水管联接时可采用集水井的形式，横向排水管直径一般采用20~60cm水泥混凝土管成塑料排水管，管底纵坡不应小于1%，出口应采取防护措施。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)设置超高段的中央分隔带的排水沟可设雨水井，雨水井的设置间距应根据流量计算确定，一般为10~30m。相邻雨水井间用直径20~40cm的水泥混凝土管纵向联接，管底最小纵坡不应小于0。3%，雨水井回击雨水可直接排入桥涵或通过横向排水管排出。多雨地区的中央分隔带，表面不作封闭时，可设地下排水渗沟，排水渗沟两侧可用沥青砂、沥青土工布或粘土封闭，排水渗沟顶与路床顶面齐平，渗沟宜采用直径5cm~8cm的硬塑料管将水引致路基边坡以外。中央分隔带设置纵向碎石盲沟和横向排水管排出中间带填土渗水。盲沟采用矩形断面，纵坡不小于0.3%， 可与路面纵坡度相同，其沟底、侧壁、中间带土基表面及中央分隔带路面结构外侧采用2cm厚水泥砂浆抹面并涂以液体石油沥青及铺设防渗土工布。碎石盲沟顶面铺层透水土工布，以防中间带填土污染碎石盲沟而降低其透水功能。中央分隔带纵向碎石盲沟内贯通埋设ø6cm带孔塑料管，间隔40米设置较盲沟底面低25cm的集水槽，集水槽内埋设带孔塑料三通管并与横向ø20cm硬塑料排水管相接，将中央分隔带中下渗水排出路基以外。结构见图：中央分隔带排水图57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)9.3桥涵设计桥涵设计原则1.公路桥涵应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要，按照使用、经济、安全和美观的原则进行设计；2.桥型的选择应符合因地制宜、就地取材和便于施工的原则。特大、大、中桥应进行必要的方案比较，选择最佳的桥型方案；3.公路桥涵应适当考虑农田排灌的需要。靠近村镇及水利设施的桥梁应综合利用；4.新建桥涵的设计应尽量采用标准化的装配式的结构采用机械化和工厂化施工；5.标准设计或新建桥涵当跨径在60米时，应采用标准跨径；6.桥梁纵轴线尽量与流水主流线正交，必须斜交时不应大于45度，工程条件特殊情况不能满足时也可大于45度。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)结语本次某省道兴化至泰州（XYY）段，初步设计历时14周，经前期搜集各类相关的规范及参考书，依据各种技术规范的前提下，结合各相关的计算进行线形设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路面结构设计和路基路面排水设计等。在进行线形设计时，首先做了两个平面线形方案，再通过技术经济指标进行方案比选，最后选择一个技术上合理、经济上可行的方案为平面线形方案。在进行平面线形设计时，主要是通过平曲线的相关半径及选择合适的缓和曲线长度来设置平曲线。在进行道路纵断面设计，要先确定各控制点的标高，然后按照填、挖平衡及满足汽车行驶要求，设计出竖曲线。在进行横断面设计时，要根据设计交通量确定横断面各个组成部分宽度，再结合纵断面上各桩号的设计高进行各横断面处填挖高计算、土石方计算及相应的边坡、护坡道、边沟的平面位置的绘制。根据平面图上边沟的平面高程，结合地形图上的河流及沟渠进行排水沟设计，确定各排水沟的沟底高程。根据路基设计标准横断面以及沟底的设计高程，以及各桩号处的地面线即可绘出各桩号处的横断面图，这样就能进行土石方的计算以及相应的土石方调配方案的拟定。在进行路面结构层设计时，先按照规范对路面类型进行方案比选，确定一种适合本设计路段的路面类型。然后计算路面的设计弯沉值并拟定的路面结构层，对各层的弯拉应力进行检验，看其是否满足要求。整个设计都是按照相关的设计规范,结合相关指导书进行，设计过程都是用鸿业市政道路设计软件完成，由于软件的不稳定再加上时间的仓促和水平的有限，毕业设计中难免存在不妥之处，敬请各位老师指正。57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)致谢在毕业设计即将结束之际，要特别感谢仲艳老师的指导和帮助，不仅对我的设计方案提出了具体的建议，还对设计过程中遇到的困难及时提供解决方法，使这次毕业设计我能够顺利进行和完成。感谢本组同学的帮助，我们充分发扬了团结就是力量的优势，相互之间能及时采集到资料、获取新的信息；感谢其他组的同学，在我计算和输入数据到电脑时帮助我解决很多困难，使我的论文和设计能顺利做好。感谢四年来各位老师的辛勤教育和栽培。在此，谨向他们表示真诚的感谢！57 南京工业大学本科生毕业设计(论文)参考文献【1】中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》（JTGB01-2006）北京：人民交通出版社，2004【2】中华人民共和国行业标准《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）北京：人民交通出版社，2005【3】中华人民共和国行业标准《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）北京：人民交通出版社，2006【4】中华人民共和国交通部行业标准《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）北京：人民交通出版社，2006【5】中华人民共和国交通部行业标准《城市道路设计规范》（CJJ37-90）北京：中国建筑工业出版社，1991【6】中华人民共和国交通部《公路工程概算定额》北京：人民交通出版社，2001，8【7】吴瑞麟沈建武编著，《城市道路设计》北京：人民交通出版社，2003【8】邓学钧主编，《路基路面工程》北京：人民交通出版社，2005【9】张雨化主编，《道路勘测设计》北京：人民交通出版社，2004【10】严家伋编著，《道路建筑材料》北京：人民交通出版社，1996，6【11】黄晓明主编，《沥青路面设计》北京：人民交通出版社，2002，9【12】高冬光编著，《桥涵水文》北京：人民交通出版社，2003，8【13】中华人民共和国交通部行业标准《公路桥涵标准图----钢筋混凝土圆管涵》北京：人民交通出版社，1999，5【14】李彬主编，《公路工程地质》北京：人民交通出版社，1997，6【15】徐家钰，郭忠印主编，《土木工程专业毕业设计指南》（道路工程分册）北京：中国水利水电出版社，200057'