公路毕业设计计算书

'西南科技大学本科生毕业论文III目录摘要ⅢAbstractⅣ第1章绪论11.1我国公路发展规划11.2设计背景21.2.1盐亭县人文地理以及交通概况21.2.2梓潼县人文地理以及交通概况31.2.3绵阳盐亭—梓潼公路建设经济性分析41.3设计原始资料4第2章道路技术等级的确定62.1公路等级的确定62.2公路设计速度的确定72.3公路各项技术指标的确定7第3章选线设计183.1选线的一般原则183.2选线的方法和步骤183.3路线方案的比选19第4章道路平面线形设计234.1平面线形设计的要点234.2平面线形要素组合设计234.3平面线形要素组合计算234.4计算机辅助设计26第5章道路纵断面设计335.1.纵断面设计的主要内容和要求335.2.纵断面线形设计原则335.3纵断面设计方法步骤345.4平纵线形组合设计355.5竖曲线要素组合计算36 西南科技大学本科生毕业论文III5.6计算机辅助设计37第6章道路横断面设计426.1概述426.2超高设计426.3加宽设计456.4土石方计算与调配45第7章道路路基路面设计487.1路基设计487.1.1路基设计内容及要求487.1.2路基断面设计487.1.3路基稳定性分析497.1.4路基边坡防护与加固设计497.1.5挡土墙设计517.1.6软土地基处理607.2路面结构设计617.2.1路面结构设计内容617.2.2路面结构计算62第8章路基路面排水设计728.1路基路面排水设计原则728.2排水设计728.2.1边沟设计738.2.2截水沟设计738.2.3排水沟738.2.4跌水和急流槽748.2.5桥涵布设748.2.6其他排水设施75结论76参考文献77致谢78 西南科技大学本科生毕业论文III绵阳盐亭—梓潼公路设计（K5＋000－K10＋000）摘要：本设计为从绵阳盐亭—梓潼的一段山岭重丘区二级公路常规设计，目的是在盐亭与梓潼之间建设一条联系两地的交通要道，加速两地间物资流转并带动两地及公路沿线区域的经济发展。本设计分为初步设计和详细设计两个步骤。初步设计中，首先根据所给交通量资料确定道路等级，然后在1:2000的地形图上确定3条备选路线，分别进行平面设计，纵断面设计，横断面设计，桥涵设置，最后对所定路线进行方案比选，从中选出最佳方案。详细设计从确定方案中选取5km进行设计，设计时速为60km/h，采用水泥混泥土路面。此外还对路基、路面、排水、挡墙、涵洞等进行了详细设计。本设计运用了纬地道路、理正岩土等专业软件进行计算机辅助设计。关键词：平面设计；纵断面设计；横断面设计；混凝土路面设计；排水设计 西南科技大学本科生毕业论文IIITheHighwayDesignofMianyangYantingtoZitong（K5＋000－K10＋000）Abstract：ThisdesignisageneralonethatisaboutarodeofsecondgradfromMianyangYantingtoZitonginthemountainousarea.ConstructingatrafficarterybetweenYantingandZitongwillreducecarriagesandpromotetheeconomicdevelopmentofareasalongthehighwayandofthetwoplaces.Thisdesignismadeupofprimarydesignanddetaileddesign.Intheprimarydesignprocess,firstofall,weshoulddetermineroadgradeaccordingtothetrafficdata,then,threespareroutesaredeterminedintheterrainmapwithascaleof1:2000,includingthegraphicdesign,thelongitudinaldesign,thecross-sectionaldesign,thebridgesandculvertssetting,Atlast,thereisacompareinthethreeprojectsandthebestwillbeadopted.Inthedetaileddesignprocess,about5kilometersisselectedfromtheprojectdetermined.Thedesignspeedis60km/handutilizecementconcretepavement.Inaddition,thesubgrade,pavement,drainage,retainingwalls,culvertshavebeendesignedinstressaswell.ThisdesignalsoappliedsomeprofessionalsoftwarelikeHintCAD5.9andLizheng5.11toconductcomputer-aideddesign.Keywords:Graphicdesign,Profiledesign,Cross-sectionaldesign,Concretepavementdesign,Drainagedesign 西南科技大学本科生毕业论文第1章绪论1.1我国公路发展规划1.我国公路发展现状我国拥有13亿人口和960万平方公里的国土面积，交通对国民经济的发展具有基础性、先导性的作用，因此，我国始终把发展交通运输作为国家经济建设的重点。随着改革开放和商品经济的发展，我国公路建设取得了令世人瞩目的成绩。一是我国公路建设规模快速增长。截止2009年底，全国公路总里程达386.08万公里。其中国道15.85万公里，省道26.60万公里，县道51.95万公里，乡道101.96万公里，村道183.00万公里，专用公路6.72万公里。2009年中国公路建设投资也显著增长。全社会完成公路建设投资9668.75亿元。“十五”的五年间，全社会共完成公路交通建设投资1.98万亿元，年均增长18.7%，是“九五”期间的完成投资的2.2倍，“十一五”前四年公路建设总投资达2.85万亿元，已经超过“十五”投资总和的1.44倍。到2010年年底，全国公路网总里程达到398.4万公里，五年新增63.9万公里。高速公路由“十五”期末的4.1万公里发展到7.4万公里，新增3.3万公里。而2010年全年新增高速公路9200公里左右，创下历史新高，同比增长近一倍。二是高速公路从无到有，发展迅速。从1988年我国第一条高速公路沪嘉高速公路建成通车起，到2010年底，我国高速公路通车里程达7.4万公里，稳居世界第二。三是农村公路建设稳步发展。改革开放初期我国农村公路只有59万公里，截止2010年底，全国农村公路通车里程达345万公里。全国乡镇通公路率达到92.7%，东中部地区达到94%，西部地区达到98%。四是桥隧建设成果举世瞩目。桥梁建设方面，我国相继建成很多深水基础、大跨径、施工难度高的大桥和特大桥。2007年又有两座世界一流的桥梁建成通车（一座是世界上首座跨径超过1000米的斜拉桥--苏通长江公路大桥，一座是36公里长的杭州湾跨海大桥），这标志着我国桥梁建设技术已经达到世界先进水平，我国由桥梁大国步入桥梁强国。隧道建设方面，我国相继建成了如中梁山、六盘山等一批特长隧道。2007年，总长18公里的秦岭终南山隧道建成，是世界上建设规模最大的高速公路隧道。2.我国公路发展规划在新时期公路建设中，按照“安全、舒适、环保、示范”77 西南科技大学本科生毕业论文的方针，以科学发展为指导，坚持以人为本走资源节约型交通发展之路，是我国公路运输交通实现可持续发展的必由之路。根据我国国民经济和社会发展的长远规划，我国公路在未来几十年内，将通过“三个发展阶段”来实现公路交通运输现代化的奋斗目标。第一阶段：近期达到交通运输紧张状况得到明显缓解，对国民经济的制约状况有明显改善。第二阶段：在2020年左右达到公路交通基本适应国民经济和社会的发展。第三阶段：在本世纪中叶基本实现公路交通运输现代化，达到中等发达国家水平。我国现今的公路规划是：到2020年左右建成约3.5万公里的“五纵七横”12条国道主干线公路，它是以高速、一、二级公路为主，连接全国所有100万人口以上的特大城市和93%的50万人口以上的大城市。该公路干线系统的建成将各省省会、直辖市、中心城市、主要交通枢纽和重要口岸连接起来，车辆行驶速度可以提高一倍。国道路网包括放射线、南北纵线、东西横线三类组成。1）放射线：放射线是由北京连接国家周边城市的干线公路，由北京分别通往沈阳、哈尔滨、塘沽、福州、珠海、广州、深圳、昆明、拉萨、银川、加格达奇的11条路线和北京外环线组成，由顺时针方向依次编号为101至112，总长23178km。2）南北纵线：由北向南的干线公路，共28条，由东往西排列，编号201至228，总长38004km。3）东西横线：由东向西的干线公路，共30条，自北向南排列，编号301至330，总长488555km。近十几年来，国道干线建设已取得重大进展，到2020年国道主干线系统的建成，将极大的提高交通运输量，彻底改善我国的道路交通运输。1.2设计背景1.2.1盐亭县人文地理以及交通概况盐亭县位于绵阳市东南部，全县幅员面积1647.6平方公里，耕地60万亩，总人口60.26万人，有回、蒙、羌、藏等少数民族。盐亭是全国瘦肉型猪基地县，栽桑养蚕历史悠久，全县栽桑、养蚕、缫丝、织绸形成一条龙，丝绸织品畅销国内外，为四川省蚕茧生产基地县。盐亭属亚热带湿润季风气候区，年平均降水量825.8毫米，平均气温17.3℃77 西南科技大学本科生毕业论文，无霜期294天；春早，夏热，秋短，冬温，气候温和，热量充沛。全县森林覆盖率高达55%，从南到北，从东到西，茂密葱翠的森林掩映着城市和村庄，到处是鸟语花香和醉人的碧绿。穿行盐亭大地，无不为其山之幽静、水之清澈、景之美丽、气之神爽而陶醉。盐亭山水四季风韵各不相同：阳春三月，白花争艳，青枝绿叶；炎阳夏季，浓荫蔽日，蝉鸣山野；秋高气爽，丹桂飘香，硕果累累；数九寒冬，瑞雪纷纷，银装素裹。盐亭属盆中丘陵区，北高南低，一般海拔350-650米，山丘起伏，沟壑纵横。盐亭属亚热带湿润季风气候区，年平均降水量825.8毫米，平均气温17.3℃，无霜期294天；春早，夏热，秋短，冬温，气候温和，热量充沛，动植物品类繁多。县内有梓江、弥江、湍江、榉溪、雍江5条河流，流经县境246.7公里。地下矿藏石油、天然气、盐囱、膨润土、石灰石、白垩土及遍布全县的砂石建筑材料，大都先后得到开发利用，给社会经济带来了生气和活力。亚硝酸盐、永磁电机、丝绸、活性白土白酒、食用天然色素、猪牛羊制品和各种方便快餐食品等特级产品极具开发价值。盐亭境内交通便捷，路网纵横交错，40分钟可达绵阳科技城，两个小时可达省会成都，绵盐路、盐南路、盐三路相继建成通车，盐蓬路正在建设中，已建设等级公路465公里，实现了乡乡通油路、村村通公路。汽车客运量170万人次、货运量36万吨。建成文同干道二期工程，总投资1100万元；井子口至双碑乡道油路11km，总投资133万元；完成省道成南路盐（亭）至三（台）界至县城井子口23km一级收费路及梓江二桥的省市立项工作；两河场镇旧街拓宽全面竣工；建成玉龙镇榉溪大桥，金鸡镇雍江大桥，柏梓镇固龙井漫水大桥。1.2.2梓潼县人文地理以及交通概况文昌故里——梓潼，位于四川盆地西北部，绵阳市东北。全县辖32个乡镇1个园区329个村15个社区，总人口38万。县城距省会成都172公里，离中国科技城绵阳49公里，108国道纵贯南北，302省道横贯东西，是镶嵌在“四川经济发展黄金开发线”上的一颗耀眼明珠。梓潼县地处四川盆地西北边缘丘陵向低山过渡地带，县境东西宽约35公里，南北长约52.5公里，幅员面积1442.32平方公里，其中耕地面积32331公顷，耕地占幅员面积30%，森林面积42186公顷，森林覆盖率达到38.48%，丘陵和低山占全县幅员面积的95.3%。梓潼气候属中亚热带湿润季风气候类型，年平均气温16.5℃，无霜期264天，降水902.4毫米。77 西南科技大学本科生毕业论文梓潼历为川北交通要道，被誉为联结川陕的“金牛蜀道”，是“地联秦关，矜领益州”之重镇。国道108线斜穿梓潼境内长达42公里，县内公路以国道108线为轴线，以连接四周邻县的10条干线公路为骨干，形成了四通八达的交通网络，另外还有宝成双轨铁路、成广高速公路擦境而过。1.2.3绵阳盐亭—梓潼公路建设经济性分析交通是国民经济发展和社会发展的基础产业，是全面建设小康社会发展经济的先决条件，“十一五”规划的制定，要按照“五个统筹”的要求，最大程度地发挥市场在资源配置中的基础性作用，树立科学的发展观，以人为本，切实把维护最广大人民的根本利益体现在交通发展规划之中。绵阳盐亭至梓潼地形地貌起伏频繁变化，山丘连绵，属于山岭重丘区，现有的公路不足以满足城镇居民交往及对外发展需求和日益增加的交通量。沿线砂石材料丰富，有小型的采石场和石灰厂，提供了良好的修建公路的基层材料，施工时可因地制宜，就地取材，降低工程造价。若在绵阳盐亭至梓潼间新建公路，建成后既可缓解交通状况，极大的降低两个城市经济发展的物流运输费用，增强盐亭和梓潼两城市的区域竞争力，带动区域经济发展，又可促进小型厂企的投产扩产，故而可以充分调动广大群众筑路的积极性，也能通过多渠道、多形式的筹集资金。因此，为了达到区域交通方便快捷，形成发达的交通网络，促进经济的发展，有必要在盐亭与梓潼之间修一条较高等级的公路，促进两个市区的经济发展。综上所述，盐亭至梓潼公路的修建对当地社会经济的发展意义重大。1.3设计原始资料1.地形图一张：比例尺1：2000；2.交通资料：据调查，近期（起始年）交通组成及数量如下：小汽车：2200辆/日（年平均，下同）载重汽车：1950辆/日其中：车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距交通量东风EQ14023.7069.201双轮组——35077 西南科技大学本科生毕业论文解放CA10B19.4060.851双轮组——800菲亚特650E33.0072.001双轮组——500依士兹TD5042.2090.001双轮组——300预测交通量年平均增长率：5%。3.初定设计年限：15年，设计时速：60km/h。4.自然地理条件：该区属亚热带温润气候，四季分明，冬暖夏热，年平均气温17～18.8℃，极端最高气温43℃，极端最低气温-3.8℃。年平均降雨量1032mm，年平均雾日50天，平均风速1.75m/s。本地区地震烈度为Ⅳ度。山坡地段上覆1～3m粘土表层，下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩，呈互层状产出；水田段淤泥0.5m，其下2～5m粘土。5.材料供应：沿线附近可采集到砂、碎石、块石、片石、条石，沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根据计划需要供应。6.其他资料由指导老师给定。77 西南科技大学本科生毕业论文第2章道路技术等级的确定2.1公路等级的确定根据《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）的规定，公路根据其使用任务、功能及适应交通量可分为高速公路、一级、二级、三级和四级公路五个等级，因此交通量是拟定公路等级的重要指标。交通量是指一定时间间隔内各类车辆通过道路某一断面的总数，其计量单位常用小时交通量（pcu/h）或年平均日交通量（pcu/d，全年总交通量除以365天而得）。其具体数值由交通调查和交通预测确定，而交通调查分析和交通预测是公路建设项目可行性研究阶段进行现状评价、综合分析建设项目必要性及可行性的基础，也是确定公路建设项目的建设规模、公路等级、工程设施、经济效益评价及平纵几何线形设计的主要依据。设计交通量是指拟建或拟改建道路到达远景设计年限时所能达到的年平均日交通量，其值可根据历年交通观测资料确定，目前多按年平均增长率推算求得。远景设计年限年平均日交通量计算公式：(2-1)其中：——远景设计年限年平均日交通量（pcu/d）——起始年平均日交通量（pcu/d）——预测交通量年平均增长率（%）——预测设计年限（y）《标准》规定各级公路车辆折算系数如下：表2—1汽车折算系数车型编号代表车型折算系数1小客车1.02中型车1.53大型车2.04拖挂车3.0由设计资料有：小汽车：2200辆/日（年平均，下同）载重汽车：1950辆/日其中：77 西南科技大学本科生毕业论文东风EQ140：350辆/日解放CA10B：800辆/日菲亚特650E：500辆/日依士兹TD50：300辆/日预测交通量年平均增长率：5%。根据远景设计年限年平均日交通量计算公式可求得：起始年平均日交通量：=2200×1+350×1.5+800×1.5+500×1.5+300×1.5=5125辆/日远景设计年限年平均日交通量：=5125×=10148辆/昼夜查《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）可知，四车道一级公路应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，六车道一级公路应能适应25000—55000辆（六车道），双车道二级公路应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，三级公路应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2000—6000辆。综合考虑本设计应建二级公路，为主要供汽车行驶的双车道公路。2.2公路设计速度的确定设计速度即计算行车速度，是指在气候条件良好、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（包括几何要素、路面、附属设施等）的影响时，具有中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适地行驶的最大行驶速度。依据《公路工程技术标准》（JTGB01—2003），二级公路作为干线公路或城市间的干线公路时可选用80km/h，作为城乡之间交通量大的集散公路时，宜采用60km/h，位于地形等自然条件复杂的山区，经论证在局部路段可采用40km/h。综合分析所设计的公路所处地形及其建成后的使用任务等，采用设计速度为60km/h。2.3公路各项技术指标的确定1.直线(1)直线的特点77 西南科技大学本科生毕业论文直线作为平面线性要素之一，在道路设计中使用较多。直线具有很多优点，直线道路可形成短捷直达的美学效果，汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易，且在测设中直线只需定出两点，就可方便地测定方向和距离。但在地形起伏较大的地区，直线难与地形想适应，将产生高填深挖的路基，破坏自然景观，过长的直线会使驾驶员感到单调，易疲倦和急躁，从而易超速行驶，对安全行车不利，因此应合理运用直线。(1)直线的适用条件路线完全不受地形地物限制的平原区或山间的开阔河谷地带；城镇及其近郊道路或规划以直线为主体的地区；平面交叉点及其附近；长大桥梁、隧道等构造物路段；双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供超车的路段。(2)直线的最大长度直线的最大长度应有所限制，合理的直线长度应根据驾驶员的心理反应和视觉效果确定。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措施。根据《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定，最大直线长度为20Vm，本设计设计速度为60km/h，故最大长度限制为1200m。(3)直线的最小长度本设计的设计速度为60km/h，根据《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定得：同向曲线间的直线最小长度为6V，即360m；反向曲线间的直线最小长度为2V，即120m。1.圆曲线圆曲线作为平面线形要素之一，各级道路不论转角大小均应设置圆曲线。(1)圆曲线的特点圆曲线上任意一点的曲率半径R为一常数，曲率1/R为一常数，测设和计算简单；圆曲线上任意一点的方向都在不断的改变，比直线更能适应地形的变化，由不同半径的多个圆曲线组合成的复曲线，对地形地物和环境有更好的适应能力；汽车在圆曲线转弯时各轮轨迹的半径不同，比在直线上行驶多占用路面宽度；汽车在圆曲线上行驶受到离心力的作用，对行车的安全性、舒适性等产生不利影响，且圆曲线半径越小、行驶速度越高，对行车越危险；汽车在小半径圆曲线内侧行驶时，视线受到路堑边坡或其他障碍物的阻挡，视距条件相对较差，易发生行车事故。77 西南科技大学本科生毕业论文(1)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，增大行车视距，提高舒适性等，但半径过大将增加施工和测设的难度，所以圆曲线半径不宜超过10000m。(2)圆曲线的最小半径圆曲线最小包括极限最小半径，一般最小半径和不设超高的最小半径。极限最小半径是路线设计中的极限值，在特殊困难的地质条件下不得已才使用；一般最小半径指在通常情况下推荐采用的最小半径；不设超高的最小半径是指不设横向超高，圆曲线与直线段采用相同路拱横坡，也能满足行驶稳定性的圆曲线最小半径。根据《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定可知圆曲线半径指标：见表2—2。表2－2圆曲线半径(m)技术指标山岭、重丘二级公路一般最小半径200极限最小半径125不设超高最小半径路拱≤2%1500路拱＞2%19001.缓和曲线缓和曲线是道路平曲线要素之一，设置在直线与圆曲线间或半径相差较大转向相同的两个圆曲线之间的曲率连续变化的曲线，缓和曲线有回旋线、三次抛物线、双纽线等几种形式，本设计采用回旋线形式。回旋线是曲率随曲线长度成比例变化的曲线，其基本公式：(2-2)其中：——回旋线上某点的曲率半径(m)；——回旋线上某点到原点的曲线长(m)；——回旋线参数，一般取R/3~R。(1)缓和曲线的最小长度缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：旅客感觉舒适；超高渐变率适中；77 西南科技大学本科生毕业论文行驶时间不过短。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计时速60km/h时公路回旋线最小长度为50m。(1)缓和曲线的省略《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定满足下列情况可不设缓和曲线：直线与圆曲线间，圆曲线半径大于或等于不设超高的最小半径时；半径不同的同向圆曲线间，小圆半径大于或等于不设超高的最小半径时；复曲线中小圆半径大于小圆临界半径(60km/h时为500m)，且符合下列条件之一时：a)小圆曲线按规定设置相当于最小缓和曲线长度的回旋线时，大圆与小圆内移值只差不超过0.1m；b)设计速度小于80km/h时，大圆半径与小圆半径之比小于2。1.平曲线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。平曲线最小长度一般不应小于2倍缓和曲线长度，由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线其长度不短于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。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计时速60km/h时平曲线最小长度一般值为300m，最小值为100m，公路转角小于等于时平曲线长度为：(为路线转角值，当<时，取=)。2.视距行车的视距是否充分，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。行车视距可分为：停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。二级公路对视距的要求：(1)每条车道均应满足停车视距的要求；(2)应满足会车视距要求，其长度不小于停车视距的2倍；(3)大型车比例较高的下坡路段应采用下坡路段货车停车视距进行检验；(4)具有干线功能的二级公路宜在3min的行驶时间内，提供一次满足超车视距要求的路段。77 西南科技大学本科生毕业论文《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计时速60km/h的停车视距为75m，超车视距一般值为350m，最小值为250m。下坡段货车停车视距见表2—3。表2－3速度60km/h的下坡段货车停车视距纵坡坡度(%)034567下坡段货车停车视距(m)8589919395971.纵坡纵坡的坡度与坡长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，也反映了工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡坡度、坡长及其相互组合进行合理安排。(1)最大纵坡汽车沿陡坡向上行驶时，坡度阻力及其他阻力增加，导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，在较长的陡坡上行驶时易出现发动机水箱开锅、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化；汽车沿陡坡向下行驶时，驾驶员刹车频繁，制动次数增加，制动器易升温发热导致失效，继而引起交通事故，尤其遇到冰滑、泥泞道路时更易出现安全事故，因而应限制最大纵坡。最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计时速60km/h时最大纵坡为6%。(2)最小纵坡在长路堑、低填方及其他横向排水不畅的路段，为保证行车安全和纵向排水需要防止积水渗入路基而影响其稳定性，而规定最小纵坡值。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：公路纵坡不宜小于0.3%，采用平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。(3)平均纵坡平均纵坡是指一定长度路段两端点的高差与该路段长度的比值，是衡量纵断面线形设计质量的一个重要指标，平均纵坡计算式：(2-3)其中：——平均纵坡(%)；——相对高差(m)；77 西南科技大学本科生毕业论文——路线长度(m)。为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长，保证车辆安全顺适行驶应控制路线总长度内的平均纵坡。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：二级公路越岭路线连续上坡或下坡的路段平均纵坡不应大于5.5%(相对高差为200-500m)和5%(相对高差大于500m)，且任意连续3000m路段的平均纵坡不宜大于5.5%。(1)合成坡度合成坡度是指道路纵坡和横坡的矢量和，其计算公式为：(2-4)其中：——合成坡度(%)；——路线纵坡(%)；——超高值(%)。纵坡越大，圆曲线半径越小，合成坡度就越大，合成坡度较大时将使汽车重心发生偏移，给汽车行驶带来危险，因此在有平曲线的坡道上应控制合成坡度的值。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计时速60km/h的二级公路的最大合成坡度为9.5%，为保证路面排水，最小合成坡度不宜小于0.5%，当小于0.5%时应采用综合排水措施保证路面排水通畅。在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%。(2)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克服坡度阻力，易引起发动机效率降低；下坡行驶频繁制动易使制动器发热失效，影响行车安全，因此对坡度的最大坡长应加以限。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计速度60km/h的纵坡最大坡长见表2—4。表2－4速度60km/h的纵坡最大坡长纵坡坡度(%)3456最大坡长(m)12001000800600(3)最小坡长如果坡长过短变坡点增多，形成“锯齿形”的路段，容易造成行车增重与减重频繁，影响公路的服务水平。相邻竖曲线的设置和纵面视距也要求坡长应有最短长度，同时也应保证在换档行驶时驾驶员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的路程可满足行车舒适和插入竖曲线的要求。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计速度60km/h的公路最小坡长为150m。77 西南科技大学本科生毕业论文(1)缓和坡段在纵断面设计中，当纵坡的长度达到或超过限制坡长时，应设置缓和坡段，以恢复在较大纵坡上降低的速度，减少下坡制动次数，保证行车安全。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：缓和坡段的纵坡应不大于3%，长度应不小于最小坡长。1.竖曲线竖曲线是在道路纵坡的变坡处设置的竖向曲线，是为满足行车舒适平顺、安全及视距的要求，竖曲线线形可以采用抛物线或圆曲线两种，本设计采用抛物线。(1)竖曲线最小半径竖曲线的最小半径限制因素包括：缓和冲击、行驶时间不过短、满足视距的要求。凸形竖曲线最小半径确定凸形竖曲线最小半径必须保证汽车行驶视距和能安全行驶通过曲线段。汽车在凸形竖曲线变坡点附近行驶时，半径过小的竖曲线使驾驶员的视线范围内产生盲区，对行车不利。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计速度60km/h的公路凸形竖曲线最小半径一般值2000m，极限值1400m。凹形竖曲线最小半径确定凹形竖曲线最小半径应考虑限制离心力过大，保证汽车在跨线桥下的行车视距，夜间行车前灯照射范围等三个方面。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计速度60km/h的公路凹形竖曲线最小半径一般值1500m，极限值1000m。(2)竖曲线最小长度在地形较好的条件下，应尽量满足上述凹、凸竖曲线的视距要求，采用半径大于一般最小值的竖曲线设计，竖曲线的长度应相当于设计速度的3s的行程。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：设计速度60km/h的公路竖曲线最小长度一般值为120m，最小值为50m。2.路基(1)路基设计的基本要求77 西南科技大学本科生毕业论文路基是路面的基础，是公路的承重主体。路基应根据其使用要求和自然条件(包括地质、水文和材料情况等)并结合施工方法进行设计，既要经济合理，又要有足够的强度和稳定性。在路基整体结构中还必须包括各项附属设施，有路基排水，路基防护与加固，以及与路基工程直接相关的设施。通过特殊地质水文条件和超过规范规定的高填深挖的路基，应做好调查研究，并结合当地实际经验，进行个别设计和验算，确保路基具有足够的强度和稳定性。(1)路基宽度公路路基宽度为行车道路面与路肩宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、路缘石时，尚应包括这些部分的宽度。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：二级公路设计速度为60km/h时路基宽度可取10m和8.5m，本设计取车道宽度为3.5m，硬路肩宽度0.75m，土路肩宽度取0.75m，路基宽度10m。(2)路基高度路基高度指路堑的开挖深度和路堤的填方高度，是路基设计高程与原地面高程之差。路基高度有中心高度和边坡高度之分，中心高度是指路基中心线处设计高程与原地面高程之差；边坡高度是指路基两侧边坡填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。路基高度的设计应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，并考虑地下水﹑毛细水以及冰冻作用，使其不致影响路基的强度和稳定性。路基高度应根据其临界高度并结合公路沿线具体条件及排水、防护措施确定路堤的最小填土高度。以边坡高度大小可将路堤划分为：矮路堤(填土高度小于1.0~1.5m)；高路堤(土质边坡填方高度大于18m，石质边坡填方高度大于20m)；一般路堤(填土高度在1.5~18m范围内)。大于20m的路堑为深路堑。路基的设计标高：新建公路的路基设计标高为路基边缘标高，在设置超高，加宽地段，则为设置超高，加宽前的路基边缘标高。沿河或受水浸淹的路基，其标高应根据标准规定的设计洪水频率所计算求得的设计水位，再加壅水高、波浪侵袭高和0.5m的安全高度。(3)路基压实度公路路堤应分层铺筑，均匀压实，使其具有一定的密实度，确保路面的使用品质和使用寿命。《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）规定：路基压实度见表2—5。表2—5路基压实表填挖类别路床顶面以下深度(m)路基压实度(%)零填方及挖方0～0.30——0.30～0.80≥95填方0～0.80≥950.80～1.50≥9477 西南科技大学本科生毕业论文﹥1.50≥92注：1.上表所列数值系重型击实试验法求得的最大干密度的压实度；2.特殊干旱或特殊潮湿地区，表内压实度数值可减少2%－3%。(1)路基边坡坡度路堤边坡坡度根据《公路路基设计规范》（JTGD30—2004）规定：路堤边坡坡度见表2—6，砌石边坡坡度见表2—7。表2－6路堤边坡坡度表填料类别边坡坡率上部高度(H≤8m)下部高度(H≤12m)细粒土1:1.51:1.75粗粒土1:1.51:1.75巨粒土1:1.31:1.5软质岩石1:1.51:1.75中硬岩石1:1.31:1.5硬质岩石1:1.11:1.3注：路堤边坡高度超过表列数值时属于高路堤，应进行单独设计。表2－7砌石边坡坡度表砌石高度(m)内坡坡度外坡坡度≤51:0.31:0.5≤101:0.51:0.67≤151:0.61:0.75路堑边坡坡度路堑边坡坡度，应根据当地自然条件、土石种类及其结构、边坡高度和施工方法确定。本设计中为砂粘土、泥岩或砂岩，根据《公路路基设计规范》（JTGD30—2004）规定：土质路堑边坡坡度取1:1~1:1.5，岩质路堑边坡取1:0.1~1:0.5.(2)路基排水77 西南科技大学本科生毕业论文路基排水的任务就是将路基范围内的土基湿度降到一定的范围以内，使路基一直处于干燥状态，保证路基及路面有足够的强度和稳定性。排水设施的设计要因地制宜、合理布局、经济适用，结合当地水文条件和道路等级情况，并充分有利地形和自然水系，注意与农田水利相配合，必要时进行特殊设计。路基排水设备分为：地面排水设备和地下排水设备。地面排水设备包括边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、渡槽、倒虹吸、积水池等；地下排水设备包括暗沟(管)、盲沟、渗沟、渗井、渗水隧洞、检查井等。二级公路路基设计洪水频率为1/50。(1)路基附属设施路基附属设施是路基设计的组成部分，用以确保路基的强度、稳定性和行车安全。附属设施一般包括：取土坑、弃土坑、护坡道、碎落台、堆料坪、错车道等。护坡道宽度至少1.0m，碎落台宽度一般1.0~1.5m。1.路面(1)路面设计基本要求路面结构沿横断面方向由行车道、硬路肩和土路肩组成，包括爬坡车道、避险车道等附加车道。公路路面应根据交通量及其组成情况、公路等级、使用任务、性质、当地材料及自然条件等，结合路基进行综合设计，路面应具有良好的稳定性、足够的强度和耐久性，其表面应达到平整、密实和抗滑的要求。路面可分为柔性路面、刚性路面、半刚性路面三类，本设计采用刚性路面。(2)路面等级按路面面层使用品质、材料、结构的强度和稳定性，将路面分为四个等级，见下表：表2－8路面等级路面等级面层类型所适用公路等级高级水泥混泥土、沥青混泥土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石高速、一、二级次高级沥青贯入碎(砾)石、路拌沥青碎石、沥青表面处治、半整齐石块二、三级中级泥结或级配碎(砾)石、水结碎石、不整齐石块、其他粒料三、四级低级各种粒料或当地材料改善土四级(3)路拱横坡度路拱横坡度用以保证路面雨水及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度。根据《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：二级公路应根据路面类型和当地自然条件，采用双向路拱横坡度，由路中央向两侧倾斜，其值不小于1.5%，硬路肩横坡值应与车道横坡值相同，车道或硬路肩横坡小于3%时，土路肩横坡应比车道或硬路肩横坡大1%~2%。77 西南科技大学本科生毕业论文本设计路拱横坡度取2%，硬路肩横坡取3%，土路肩横坡取3%。(1)路面排水路面排水是及时将降落在路面和路肩表面的雨水排走，避免造成路面积水影响行车安全。可采用路面表面排水、路面内部排水和边缘排水系统。路面表面排水一般情况下采用路堤边坡上横向漫坡的方式排出路面表面水，路堤较高坡面易受冲刷时，应沿路肩外侧边缘设置拦水带汇集路面表面水，且拦水带过水断面内的水面不得漫过右侧车道中心线。路面内部排水各项设施的泄水能力均应大于渗入路面结构的水量，且下游排水设施的泄水能力应超过上游泄水能力。各项排水设施不应被渗流从路面结构、路基和路肩中带来的细料堵塞，保证排水设施的排水能力不随时间的推移而很快丧失。1.桥梁和涵洞公路桥涵应根据所在公路的功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求，结合当地水文地质、通航等条件进行综合设计，同时遵循安全、经济、适用、美观、环保等原则，并考虑因地制宜、便于施工、就地取材和养护。桥头及其引导的平纵横技术指标应与路线总体相协调，桥头两端线形应与桥上线形相配合。桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%。位于城镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。桥涵设计应满足设计洪水频率、桥下净空等要求。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定：二级公路桥涵设计洪水频率符合下表规定。表2－9桥涵设计洪水频率桥涵类别特大桥大桥中桥小桥涵洞及小型排水构造物设计洪水频率1/1001/1001/1001/501/50第3章选线设计3.1选线的一般原则1.在设计路线的各个阶段，运用各种先进手段对路线方案做深入的、细致的研究，在多种方案论证比选的基础上，选定最优的方案。2.路线设计在保证行车安全、舒适的前提下，尽量做到工程量小、造价低、77 西南科技大学本科生毕业论文营运费用低、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大的情况下，尽量采用较高的技术指标。1.选线应与当地农田基本建设相配合，少占田地，做好造地还田等规划。2.路线经过名胜、风景、古迹地区时，应与周围环境、景观相协调，并注意保护原有自然状态和重要历史文物遗址。3.选线时对工程地质和水文等进行勘测调查，对不良地质地段和特殊地区，一般情况下路线应设法绕避，当必须穿过时，应选择合适位置缩小穿越范围，并采取必要的工程措施加以防护。4.选线应重视环境保护，注意由道路修筑和汽车运营所产生的影响和污染。5.选线应考虑平纵横的相互结合和合理配合。3.2选线的方法和步骤1.路线方案选择：路线方案选择主要是解决起、终点间路线基本走向问题。通常是在小比例尺(1：2.5～1：10万)地形图上找出各种可能的方案，收集找出的各可能方案的有关资料进行初步评选，确定多条具有进一步比选价值的方案，然后进行现场勘察，通过多方案的比选得出一个最佳方案来。2.路线带选择：在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点即构成路线带。路线带选择一般该在1：1000～1：5000比例尺的地形图上进行。3.具体定线：定线是根据技术标准和路线方案，在有利的路线带内进行平纵横综合设计，具体定出道路中线。具体定线有纸上定线、实地定线和航测定线，本设计采用纸上定线。纸上定线是在大比例尺(1:1000~1:2000)的地形图上确定道路中线具体位置。本设计地形位于四川盆地，大部分属山岭、重丘区，纸上定线步骤如下：(1)定导向线在1：2000比例尺地形图上找出各种可能走法，仔细研究路线布局阶段选定的主要控制点的地形、地质情况，选择有利地形拟定路线各种可能的走法。然后用两脚规放坡定坡度线，确定中间控制点，分段调整纵坡，定导向线。(2)修正导向线参照导向线定出直线和平曲线，量取地形变化特征点的桩号及地面高程，绘制纵断面地面线，设计理想纵坡，量取各桩的概略设计77 西南科技大学本科生毕业论文高程。然后进行一次修正导向线，用纵断面修正平面，避免纵向高填深挖；再进行二次修正导向线，用横断面最佳位置修正平面，避免横向填挖过大。(1)定线二次修正的导向线是一条平面折线，不满足公路技术标准的要求，必须适当取直后，用平曲线连接定出中线的确切位置。3.3路线方案的比选路线方案的比选是路线设计中最根本的问题。方案是否合理，关系到公路的工程投资、施工难度和运输效率等，更影响到路线在公路网中是否起到应有的作用。1.路线方案比选考虑的主要因素(1)路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务，品质的要求，改革开放，综合利用等重要方针的体现；(2)路线在铁路、公路、水运、航空等交通网系中的作用，与沿线城镇，工矿等规划的关系，以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、气象等自然条件的影响；(4)路线主要技术标准和施工条件的影响；(5)与沿线旅游景点、历史遗迹、风景名胜的联系等。在满足使用任务和性质要求的前提下，综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，通过多方案的比较，最后选出合理方案。2.本设计路线方案的比选详细的方案比选，它包括技术和经济指标的详细计算比选。技术指标主要有：路线的长度及增长系数、交点数、转角度数以及转角的平均度数、最小曲线半径、最大纵坡及长度、与已有道路及铁路的交叉数目；经济指标主要有：土石方工程数量、桥涵工程数量、隧道工程数量、挡土墙工程数量、工程总造价、占地总面积等。再综合考虑方案的经济效益及社会效益，得出最佳方案。本设计路线方案的比选严格根据《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）的相关要求进行，主要的技术指标见表3—1。表3－1本公路设计主要技术指标公路等级二级公路地形山岭、重丘设计速度60km/h77 西南科技大学本科生毕业论文行车道宽度3.5×2m硬路肩0.75×2m土路肩0.75×2m路基宽度10m圆曲线一般最小半径200m圆曲线极限最小半径125m不设超高最小半径1500m平曲线最小长度一般值300m极限值100m停车视距75m超车视距350m最大纵坡6%平均纵坡最大值5.5%合成坡度最大值9.5%最小坡长150m缓和曲线最小长度50m凸形竖曲线一般最小半径2000m凸形竖曲线极限最小半径1400m凹形竖曲线一般最小半径1500m凹形竖曲线极限最小半径1000m最大直线长度1200m竖曲线最小长度一般值120m极限值50m最小直线长度同向曲线360m反向曲线120m按照以上各项主要技术指标进行对研究分析得到的三个较好方案(见表3—2)进行比选，选出合理的路线方案：表3－2方案比选表评价指标单位方案一方案二方案三77 西南科技大学本科生毕业论文路线长度km4939.7824971.2974957.228航空长度km4533.7764546.9644541.146路线增长系数1.08961.09351.0916转角总和°′″461°0′47.7″486°48′13.4″421°30′13″转角平均度数°′″41°54′36″40°34′1.2″42°13′1.3″平曲线个数个111210最小半径m150150150竖曲线个数个645最小半径m300050004000纵断面最大纵坡坡度％3.8976-2.6373.783最大纵坡坡长m96011901160最小纵坡坡度％-0.12200.121最小纵坡坡长m470250460工程数量填方m3230199.6581364.6380770.9挖方m3210792.7491651.9362674.0总土方m3440992.31073016.5743444.9大桥个000小桥个121涵洞个141516最大填挖方高度填m11.4017.1016.01挖m18.6025.6326.08桥梁长度m202020注：1.航空长度——路线起点到终点间的直线距离，用以计算路线增长系数，可作为方案比选的技术指标；2.转角参数——转角总和及转角评均度数是反映路线顺直程度的一种技术指标。77 西南科技大学本科生毕业论文由上表可以分析：三个方案在路线长度上比较，方案二和方案三较方案一稍长，方案二和方案三的路线增长系数比方案一大，可见方案一在路线的里程上比方案二和方案三都要好。方案一平面转角个数为11个，少于方案二的12个，多于方案三的10个，在平均平面转角度数上，方案一也属于居中水平。在纵断面设计上，方案一的变坡点有6个，多于方案二和方案三，方案一在最大纵坡和最小纵坡上取值均比另两个方案稍大，从纵面线形设计上看方案一起伏更大，但是这样更贴近地形，土石方数量大大减少，在土方数量控制上，方案一的总的挖填数量远小于方案二和方案三，且方案一的填挖方接近平衡，在控制上显得经济，方案二和方案三在填挖上不能平衡，且方案二借方数量比较大。在最大填挖方上，均为方案一比方案二和方案三低，故方案一占优。三个方案的路线走向大致相同，都穿过5个居民点，连接了多条乡村公路，可极大的改善沿线交通状况，方便沿线居民出行及农业发展。综上所述，结合各方面因素综合考虑路线方案，方案一较方案二和方案三总体上有优势，因此绵阳盐亭—梓潼K5+000~K10+000段设计选用方案一。具体的路线走向详见平面设计图。第4章道路平面线形设计4.1平面线形设计的要点道路平面线形是由三种基本的几何线形组成：直线、圆曲线、缓和曲线。平面线形设计的基本原则：1.平面线形应直捷、流畅、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。2.保持平面线形的均衡与连77 西南科技大学本科生毕业论文续。直线与平曲线的组合应避免以下组合：长直线尽头接小半径平曲线；短直线接大半径平曲线。平曲线与平曲线之间设计指标应连续、均衡，避免突变，相邻两圆曲线的大半径与小半径之比宜小于2.0，相邻回旋线参数之比宜小于2.0。1.注意与纵断面设计相协调。2.平曲线应有足够的长度。4.2平面线形要素组合设计平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三要素组成。三要素可以组合成不同的线形，主要线形有：基本型曲线、S形曲线、卵形曲线、凸形曲线、C形曲线、复合形曲线、回头形曲线等。本设计采用基本形曲线和S形曲线。基本型曲线：是按直线—回旋线()—圆曲线—回旋线()—直线的顺序组成。本设计采用两回旋线参数=，基本形曲线宜设计成回旋线()、圆曲线、回旋线()的长度之比为1:1:1~1:2:1，使线形协调。S形曲线：是指两个反向圆曲线用两段反向回旋线连接的曲线组合形式。设计S形曲线时应注意：相邻两回旋线参数、宜相等；用不相等参数时，、之比应小于2(、分别为大小圆回旋线参数)；两圆曲线半径之比宜为/=1~1/3(、分别为大小圆半径)；当受地形条件限制不得已插入短直线或两回旋线相互重合时，短直线或重合段长度应满足：(4-1)4.3平面线形要素组合计算本设计采用的基本型曲线(=）要素计算过程，其公式主要有：内移值：(4-2)切线增值：(4-3)缓和曲线角：(4-4)切线长：(4-5)平曲线长度：(4-6)77 西南科技大学本科生毕业论文圆曲线长度：(4-7)外距：(4-8)切曲差：(4-9)式中：—缓和曲线长度（m）R—圆曲线半径（m）—转角（）图4—1圆曲线要素计算图取JD1进行平面线形要素计算：转角：16°16′48.6″（）；圆曲线半径：R=700m；缓和曲线长：Ls=80m。内移值：==0.381(m)切线增值：=77 西南科技大学本科生毕业论文=39.996(m)切线长：==140.175(m)平曲线长度：==278.899m)圆曲线长度：=278.899－2×80=118.899(m)外距：==7.509(m)校正值：=2×140.673－278.797=1.45(m)平曲线主点桩号计算：JD1桩号：K5+644.563直缓(ZH)=JD1－=(K5+644.563)－140.175=K5+504.388缓圆(HY)=ZH＋=(K5+504.388)＋80=K5+584.388曲中(QZ)=HY＋/2=(K5+584.388)＋118.899/2=K5+643.838圆缓(YH)=HY+=(K5+584.388）+118.899=K5+703.288缓直(HZ)=YH＋=(K5+703.288)+80=K5+783.288JD1=QZ＋/2=K5+643.838+1.45/2=K5+644.563校核无误。同样计算出JD2~JD11的平曲线要素以及桩号，见表4—1：4.4计算机辅助设计纬地软件是专门用来进行公路设计的软件，该软件能够方便的进行平面线形设计。各交点设计计算界面如下：77 西南科技大学本科生毕业论文图4－2JD1设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文表4－1平曲线要素及主点桩号表77 西南科技大学本科生毕业论文图4－3JD2设计界面图图4－4JD3设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文图4－5JD4设计界面图图4－6JD5设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文图4－7JD6设计界面图图4－8JD7设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文图4－9JD8设计界面图图4－10JD9设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文图4－11JD10设计界面图图4－12JD11设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文第5章道路纵断面设计沿道路中线竖直剖开再展开后即为道路纵断面。由于自然因素的影响以及经济性的要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间曲线。纵断面设计主要任务是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件、综合考虑路基稳定以及工程经济性的要求，研究纵坡、竖曲线等，以便达到行车安全迅速、运输经济合理以及乘客感觉舒适的目的。5.1.纵断面设计的主要内容和要求1.纵断面设计的主要内容根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，确定变坡点、路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长等，并设计竖曲线，绘出路线纵断面图。2.纵断面设计的要求(1)纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）中有关纵坡的各项规定；(2)保证行驶的安全性和舒适性，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和频繁。无特殊情况尽量不采用极限纵坡值，山区道路的垭口处的纵坡应尽量放缓一些；(3)竖曲线应选用较大半径，受地形限制时可采用一般最小值，特殊困难时才能采用极限最小值；(4)坡长应不小于设计速度的9s行程，连续起伏路段，纵坡值应尽量小，避免出现“锯齿形”纵断面；(5)相邻两竖曲线衔接时，直坡段至少应为设计速度的3s行程，直坡段不长应合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线；(6)填挖平衡是纵坡设计的重要控制因素，尽量就近移挖作填以减少借方，减少土石方数量和其他工程量，降低工程造价。5.2.纵断面线形设计原则1.纵断面线形应满足纵坡及竖曲线各项规定，包括最大纵坡、最小纵坡、最小坡长、坡长限制、竖曲线最小半径和最小长度等，以及控制点和构造物对纵断面的要求；2.纵断面线形设计应结合速度、地形条件，对纵坡长度、大小及前后坡段、竖曲线半径、与平面线形组合等进行综合协调考虑，设计出平顺连续的纵断面线形；77 西南科技大学本科生毕业论文1.平面直线路段不应在短距离出现凹凸频繁的纵断面线形，凸起部分易挡住视线，凹起部分易形成盲区，对行车不利；2.连续上下坡路段应符合平均纵坡规定，长陡坡注意设置缓和坡段；3.长下坡直线坡段底端不应设置小半径的凹形竖曲线或平曲线；4.纵断面设计应考虑路基路面排水要求，纵坡不宜过小或采用平坡；5.设置回头曲线地段，应按回头曲线技术标准先定出该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线主曲线内不宜设竖曲线；6.纵向填挖宜平衡，尽量就近移挖作填以减少借方，节省土石方数量和其他工程量，降低工程造价5.3纵断面设计方法步骤1.准备工作：在米格纸上按比例标注里程桩号和标高，每隔10m点绘地面线。填写有关内容；2.标注控制点：如路线起、终点、越岭垭口、大中桥涵、沿溪线洪水位隧道进出口、路线交叉点、铁路道口、重要城镇通过点、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，在这些点位间进行穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最终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直坡线，将直坡线延长交汇定出变坡点初始位置；4.调整：按照标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、合成坡度、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当，若有问题应进行调整；5.核对：选择有控制作用的重点横断面，检查是否填挖过大、坡脚落空或挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整纵坡；6.定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和高程确定下来。变坡点一般应调整到10m的整桩号上；7.竖曲线设计：根据技术标准、平纵组合原则等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素；8.设计高程计算：竖曲线设计完后，计算出路线各点高程，一般里程桩号每10m计算高程，平曲线、竖曲线、桥涵等处加密计算高程。77 西南科技大学本科生毕业论文5.4平纵线形组合设计1.平、纵线形组合设计原则(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)保持平、纵线形的技术指标大小应均衡；(3)选择合适的合成坡度，以利于路面排水和行车安全；(4)注意与道路周围环境的配合。2.平、纵线形组合设计类型(1)平面直线与纵断面直坡线的组合这种线形组合最为简单，行驶过程中路线视景缺乏变化，容易使司机产生疲劳感。高速行车时容易导致交通事故，设计中可采取绿化等措施来弥补景观单调的不足。在但在交通比较复杂的路段，这种线形组合是有利的。(2)平面直线与纵断面凹型竖曲线组合这种组合具有较好的视距，行车条件较好，设计中应避免采用较短的凹形竖曲线；避免长直线末端插入小半径曲线；连续两凹形竖曲线间避免插入短直坡线。(3)平面直线与纵断面凸型竖曲线组合这种组合视距条件差、线形单调，应尽量避免；使用这种组合应采用较大半径竖曲线；当连续出现凹形和凸形竖曲线时，造成不良视觉效果，一般应尽量避免。(4)平面曲线与纵断面直坡线组合只要平曲线半径选择适当，纵坡不过陡，这种组合效果较好，设计时应注意检查合成坡度是否超限；(5)平面曲线与纵断面凹(凸)形竖曲线组合这种组合形式较为复杂，如果均衡协调使平纵线形要素大小适宜、位置适当，可以获得视觉舒适、诱导效果良好的空间线形。3.平、纵线形应避免的组合平曲线和竖曲线重合为理想组合，但地形等条件的限制不能常做到这种组合，但应避免下列组合：(1)避免竖曲线顶部或底部插入小半径平曲线；(2)避免将小半径平曲线的起终点设在或接近竖曲线顶部或底部；(3)避免竖曲线顶部或底部与反向平曲线拐点重合；(4)避免小半径竖曲线和缓和曲线重合；77 西南科技大学本科生毕业论文(1)避免长直线上设置陡坡或长度、半径小的竖曲线；(2)避免出现暗凹、驼峰、跳跃等线形。5.5竖曲线要素组合计算竖曲线要素计算主要公式：坡差：(5-1)切线长：(5-2)曲线长：(5-3)外距：(5-4)图5—1竖曲线计算简图取变坡点1进行竖曲线要素算：变坡点桩号K5＋960.000，高程为505.539=－1.8006%=2.8468%半径=6000m变坡角：=2.8468%－(－1.8006%)=4.6474%(为凹形竖曲线)切线长：==139.422m曲线长：=2×139.422=278.844m77 西南科技大学本科生毕业论文外距：==1.620m竖曲线设计高程计算：竖曲线起点桩号=(K5＋960.000)－139.422=K5+820.578竖曲线起点高程=505.539+139.422×1.8006%=508.050m竖曲线终点桩号=(K5＋960.000)+139.422=K6+099.422竖曲线终点高程=505.539+139.422×2.8468%=509.508m其他各竖曲线要素计算方法同变坡点1，所有竖曲线要素见表5—1：5.6计算机辅助设计各边坡点设计计算界面如下：图5－2变坡点1设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文表5－1竖曲线要素及桩号序号桩号竖曲线纵坡（％）变坡点间距直坡段长标高（m）凸曲线半径R（m）凹曲线半径R（m）切线长T（m）外距E（m）起点桩号终点桩号+-（m）（m）0K5+000522.8247　　　　　　-1.80061960820.5781011K5+960505.5388　6000139.42189901.6198721609K5+820.578K6+099.4222.846782780553.99046112K6+740527.74373000　86.587639861.2495698961K6+653.412K6+826.588-2.92572880635.74375463K7+620501.9973　5000157.66860552.4859389175K7+462.331K7+777.6693.381016590309.72176274K8+210521.94537000　122.60963161.0737944129K8+087.390K8+332.610-0.12211780544.12723415K8+990520.99286000　113.26313421.0690447975K8+876.737K9+103.263-3.89755470269.32138046K9+460502.6743　3000　87.41548537　1.2735778471　K9+372.585　K9+547.415　1.930146480392.58451467K9+940511.93977 西南科技大学本科生毕业论文图5－3变坡点2设计界面图图5－4变坡点3设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文图5－5变坡点4设计界面图图5－6变坡点5设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文图5－7变坡点6设计界面图77 西南科技大学本科生毕业论文第6章道路横断面设计6.1概述公路横断面的组成及各部分尺寸应根据设计交通量、设计速度、地形条件等因素确定，保证通行能力和交通安全，尽量减少占地面积、工程造价，发挥其最大经济和社会效益。本设计采用整体式横断面，其横断面主要包括：行车道：公路上供各种车辆行驶部分的总称。路肩：位于行车道的外缘到路基边缘，具有一定宽度的带状结构部分。中间带：高速公路和一级公路用于分隔对向车辆的路幅组成部分，通常设置在行车道中间，本设计为二级公路，不设置中间带。本设计路面宽度10m，双向行车道3.5×2m，硬路肩0.75×2m，土路肩0.75×2m，行车道和硬路肩横坡度2%，土路肩横坡度3%,如图6—1。图6—1横断面图特殊的道路横断面组成还包括：爬坡车道，加减速车道，错车道，紧急停车道，避险车道。6.2超高设计为减小或抵消车辆在平曲线上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高内侧低的单向横坡的形式，形成平曲线超高，合理的设置超高可以部分甚至全部抵消离心力，提高汽车在曲线上行驶的稳定性与舒适性。超高横坡度在缓和曲线上是逐渐变化的超高，而在圆曲线上是与圆曲线半径相适应的全超高，从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段为超高过渡段，1.超高值的计算最大超高值与极限最小半径是相对应的，超高值的计算公式：77 西南科技大学本科生毕业论文(6-1)式中：—超高横坡度(%)；—横向力系数；60km/h时与关系为：—行车速度(km/h)；—圆曲线半径(m)；当计算出的超高值小于路拱横坡时时，取；计算出的超高值大于最大超高时，取。1.超高的过渡方式本设计为二级公路，无中间分隔带，当超高值等于或小于路拱横坡度时，超高过渡只需行车道外侧绕中线逐渐抬高至与内侧横坡相等；当超高值大于路拱横坡度时，可采用绕中线旋转、绕外边线旋转、绕内边线旋转三种形式。本设计为新建公路，采用绕内边线旋转，绕内边线旋转是先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡时，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至达到超高值。2.超高过渡段长度超高过渡段应有一定长度，以使行车舒适、路容美观和排水通畅。双车道公路最小超高过度段长度计算公式为：(6-2)式中：—最小超高过渡段长度(m)；—旋转轴至行车道外边缘宽度(m)，绕内边线旋转时为行车道宽度；—超高坡度与路拱横坡度的代数差(%),绕内边线旋转时，；—超高渐变率，60km/h绕内边线旋转时取1/125。设置超高过度长度时应注意以下几点：(1)一般情况下超高过渡段长度宜等于缓和取线长度，；(2)当计算的，应修改平面线形使，当无法修改时可将超高过渡起点前移；77 西南科技大学本科生毕业论文(1)若，只要超高渐变率，仍取，否则超高过渡段可设在缓和曲线内，但全超高断面应设在缓圆点或圆缓点处。1.超高值计算平曲线超高设计好后，应计算出道路中线和内外侧与设计高程之差，其计算公式如下表：表6-1绕边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式备注圆曲线上外缘1．计算结果均为与设计高程之高差2．临界断面距过渡段起点：3．x距离处的加宽值：中线内缘过渡段上外缘中线内缘注：—路面宽度；—路肩宽度；—路拱坡度；—路肩坡度；—超高横坡度；—超高缓和段长度；—与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离；—路肩外缘最大抬高值；—X距离处路基外缘抬高值；77 西南科技大学本科生毕业论文—路中线最大抬高值；—路基内缘最大降低值；—X距离处路中线抬高值；—X距离处路基内缘降低值；—路基加宽值；—x距离处路基加宽值；超高值的详细计算结果见设计成果的路基超高加宽表。6.3加宽设计汽车在曲线上行驶时，由于各轮迹半径不同，其中以后内轮轮迹半径最小，且偏向曲线内侧，因此在曲线内侧应增加路面宽度，以确保在曲线上行车的顺适与安全。平曲线加宽值的确定：由《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）规定，二级公路采用第3类加宽值。对于＞250m的圆曲线，由于加宽值很小，可以不加宽；=200~250加宽0.8m；=150~200m加宽1.0m。公路路面加宽后，路基也应相应加宽。加宽可采用比例过渡和高次抛物线过渡，本设计采用比例加宽，则加宽缓和段内任意点的加宽值：(6-3)式中：——任意点距缓和段起点的距离(m)——加宽缓和段长(m)——圆曲线上的全加宽(m)对设置有缓和曲线的平曲线，加宽长度应与缓和曲线长度相同；对不设置缓和曲线但设有超高过渡段的平曲线，可采用与超高过渡段相同的加宽长度。加宽设计的详细计算结果见设计成果的路基超高加宽表。6.4土石方计算与调配路基土石方是道路工程的主要工程量，土石方量一般都很大，是作为道路测设质量的主要技术经济指标，路基设计和施工中，应合理调运挖方作为填方的作业，以减少工程造价。1.土石方量计算77 西南科技大学本科生毕业论文由于地面形状不是规则的几何体，计算值只能是近似的，计算的精度取决于测绘横断面时的采点目睹、中间桩距和计算公式与实际接近程度等。若相邻两断面均为填方或挖方且面积大小相近，则可以假定断面为一棱柱体进行计算，此法称为“平均断面法”，其计算公式为：(6-4)式中：—体积；、—分别为相邻两断面的面积；—相邻断面之间的距离。若、相差较大，则与棱台更为接近，计算出的土方精度较高，其计算公式为：(6-5)式中：，其中。1.土石方调配土石方调配是为确定填方用途来源和挖方弃土的去向，以及土石方数量和运量的计价，合理地解决各路段土石方平衡和利用，将从路堑挖出的土石方在经济调运条件下移挖作填，减少路外借土和弃土，减少耕地占用、降低道路造价、减少对环境的破坏。土石方调配原则如下：(1)半挖半填的断面中，应先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，再考虑纵向调配，减少土石方总运输量；(2)必须根据地形和施工条件进行合理调配，选用适当运输方式，确定合理经济运距，分析工程用土是调运还是外借；(3)土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，大沟不作跨越调运，尽可能减少和避免上坡运土；(4)位于山坡的回头曲线优先考虑上下线的土方竖向调运；(5)土石方移挖作填时应考虑经济运距，综合考虑借方弃方的占地等对农业生产的影响；(6)不同土石方根据工程需要分别调配，保证路基稳定和构造物的材料供应；(7)土石方调配的借土弃土应事先同地方协商，妥善处理。土石方详细计算与调配结果见设计成果的土方计算表。77 西南科技大学本科生毕业论文第7章道路路基路面设计7.1路基设计7.1.1路基设计内容及要求1.路基设计内容包括77 西南科技大学本科生毕业论文(1)确定断面形式、路基宽度、路基高度；(2)路基填料及压实标准；(3)边坡形状与坡度的确定；(4)布置路基的排水系统和设计排水结构；(5)坡面的防护和加固设计；2.路基设计一般要求(1)其他附属设施设计。深度在路基顶面以下0.8m范围内的路基是承受行车荷载的的应力作用区，这部分路基的强度和稳定性应根据路基路面综合设计原则确定；(2)一般路基可结合当地地形、地质等情况，直接选用标准横断面或设计规定，不进行个别路基的论证和验算；(3)超过规范规定的高填深挖以及地质水文条件特殊的路基，为确保路基的强度和稳定性，应进行个别设计和验算；(4)路基设计还应包括各项附属设施，包括：路基排水、路基防护加固、路基工程直接相关的设施，如弃土坑、取土坑、碎落台、护坡道、堆料坪、错车道等。7.1.2路基横断面设计1.本设计路基主要设计标准(1)路基宽度：路基宽度10m，行车道2×3.5m，土路肩2×0.75m，硬路肩2×0.75m。(2)路拱横坡：2%(3)路肩横坡：3%(4)路基土质：砂粘土(5)设计荷载：公路级路基典型横断面形式有三种：路堤、路堑和填挖结合路基。本设计的路基设计的主要内容的技术指标的确定见2.3节的内容。路堤边坡采用二级台阶形式，护坡道宽度，每级台阶高度，下部台阶坡度采用，上部台阶坡度采用。路堑边坡采用二级台阶形式，护坡道宽度，每级台阶高度，下部台阶坡度采用，上部台阶坡度采用。路堤高度大于设置一级台阶护坡高度（6m）或占地过宽时，采用挡土墙支护。路堑挖深过大（）时采用护面墙支护，详见本章7.1.4节。77 西南科技大学本科生毕业论文本设计的路基计算数据见设计成果：路基计算表格。7.1.3路基稳定性分析影响路基稳定性的因素有岩土性质、边坡高度、工程质量与经济等。一般情况下，不超过8m的土质边坡和不超过12m的岩质边坡可按一般路基设计，可不进行稳定性计算，当地质水文条件复杂、高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性分析。路基边坡稳定性的分析方法有:工程地质法(类比法)、力学分析法、图解法。力学分析法是数学解法，是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力与抗滑力，按静力平衡原理计算的两者比值为稳定性系数(7-1)当时，边坡处于极限平衡状态；时，边坡不稳定；时，边坡稳定。考虑安全因素，提高安全系数，工程上一般取作为路基边坡稳定性分析的界限值。本设计中超过8m的土质边坡和超过12m的岩质边坡，当其稳定性系数时，采用挡墙进行支护，挡墙设计见本章7.1.5节。7.1.4路基边坡防护与加固设计岩土所填筑的路基，由于直接暴露于在大气中，长期受到自然因素的作用，岩土在水温等不利条件作用下，物理、力学性质发生变化。浸水后土的强度降低；岩性差的岩体在水温变化条件下加剧风化；路基表面在温差作用下循环胀缩导致强度降低和剥蚀；沿河路堤受流水冲刷侵蚀，易遭破坏；地下水浸入使岩土表层失稳加剧路基水毁病害；湿软地基承载力不足导致路基沉陷。因此为确保路基的强度与稳定性，路基的防护加固，也是必不可少的工程技术措施。且随着公路等级越高，维护正常的汽车运输，减少公路灾害，确保行车安全，保持公路与自然环境相互协调，路基的防护与加固更有必要。路基防护与加固设施主要有：边坡坡面防护、沿河路提防护与加固以及湿软地基的加固处治等。本设计的路堤路堑都未有高填深挖，且地质较为良好，因此主要采用边坡坡面防护进行路基边坡防护与加固。坡面防护主要是保护边坡表面少受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，延缓和防止软弱岩土表面风化、碎裂、剥蚀的进程，达到保护路基边坡的整体稳定性的效果，在一定程度上还可兼顾路基美化和协调视觉效果和自然环境。77 西南科技大学本科生毕业论文坡面防护常用设施有植物防护和工程防护。1.植物防护植物防护可协调环境，美化路容，调节边坡土的温度与湿度，起到固结和稳定边坡的作用。一般适用于坡高不大、边坡较为平缓的土质坡面，是一种简易有效的防护措施。其方法有种草、铺草皮和植树。土质边坡防护还可采用拉伸网草皮、固定草种布或网格固定撒种。种草适用于边坡坡度不大于1:1，不浸水或短期浸水但地面径流速度不超过，土质适宜种草的边坡，根据当地的气候条件，选容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密或有匍匐茎的多年生草种，几种草籽混合种植，掺砂或与土粒混合均匀播种。铺草皮适用于坡面冲刷比较严重，边坡较陡，径流速度大于且小于时，根据具体条件采用平铺、水平叠铺。垂直坡面或有一定坡角的坡面可倾斜叠铺草皮，也可采用片石铺砌成方格或拱式边框，方格或框内再铺草皮。植树主要适用于堤岸边的河滩处，降低流速使泥沙淤积，防止直接冲刷路堤，多排树林堤岸与水流方向斜交还可起到排水改变水流方向作用。树木的品种的选择及种植位置和宽度，应根据防护要求、流水速度等因素，结合当地经验综合考虑而定。2.工程防护在不适应种植植物的地方，可以就地取材，采用沙石、水泥、石灰等进行坡面防护，工程防护主要措施有：砂浆抹面、勾缝、喷涂、石砌护坡以及护面墙等。抹面防护适用于石质挖方边坡，岩石表面易受风化，但比较完整尚未剥落，常用抹面材料为石灰浆，抹面厚度应根据材料和坡面情况而定，一般2~10cm。喷浆适用于易风化且坡面不平整的岩石挖方边坡，厚度一般为5~10cm，喷浆施工简便，效果较好，但水泥用量大，造价高，重点工程选用。对于坡面较陡或易风化的坡面，可在喷浆前先铺设加筋材料，喷浆坡面应设排水孔。石砌护坡要求坡面稳定，重要路段或暴雨集中地区的土质高边坡，桥涵附近的坡面与岩坡、地面排水沟渠，浸水路堤等可用干砌片石加固，石砌护坡可采用单层或双层护面，片石应逐块嵌紧且错缝，护面厚度一般不小于20cm。护面墙用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡，墙高一般不超过10m，超过10m应分级砌筑，中间设平台，且墙面应紧贴坡面，表面砌平。3.本设计主要防护与加固工程方案77 西南科技大学本科生毕业论文工程方案：主要采用石砌护面墙和植物生态防护两种。方案综合比较：护面墙优点是使用范围广泛，施工工艺较为简单，项目区域施工经验较丰富，工程造价相对较低，收效快。同时充分充分利用本地区多石头的特点，本设计拟定石砌护面墙方案。该护坡方案适用于挖方深度比较大的路堑坡面防护。本设计中的路堑边坡的设计方法是挖方深度大于6m时，视土层厚度而定直接采用石砌护面墙。石砌护面墙方案见图7—1、7—2。图7—1石砌护面墙正面示意图7.1.5挡土墙设计路基填方高度大于一级护坡高度6m或占地过宽时，采用挡土墙进行支挡。本设计是采用纬地软件进行挡土墙设计的，采用衡重式挡土墙，墙顶距路肩水平距离2m，高度及墙身截面尺寸根据地形变化而变化，具体的设计数据见挡土墙设计文件。挡土墙的验算则利用理正岩土5.1软件进行。77 西南科技大学本科生毕业论文图7—2石砌护面墙剖面面示意图下面对K7+420处设计的挡土墙进行验算，《公路路基设计规范》规定等代均布土层厚度计算式为：(7-2)其中：—等代均布土层厚度(m)；—车辆荷载附加荷载强度，墙高<2m时取，墙高>10m时取，其间按直线内插法取值；—墙后填料容重()。等代均布土层厚度：挡土墙尺寸如图7—3(单位：m)：77 西南科技大学本科生毕业论文1.原始条件：(1)墙身尺寸:墙身总高：9.200m上墙高：3.600m墙顶宽：1.25m台宽：1.500m面坡倾斜坡度：1:0.150上墙背坡倾斜坡度：1:0.250下墙背坡倾斜坡度：1:-0.250采用1个扩展墙址台阶：墙趾台阶b1：0.300m墙趾台阶h1：0.500m77 西南科技大学本科生毕业论文墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率：0.200:1下墙土压力计算方法：力多边形法。(1)给定物理参数：圬工砌体容重：23.000kN/m3圬工之间摩擦系数：0.400地基土摩擦系数：0.500砌体种类:片石砌体砂浆标号:5石料强度:30MPa挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角：35.000°墙后填土粘聚力：0.000(kPa)墙后填土容重：18kN/m³墙背与墙后填土摩擦角：17.5°地基土容重：18kN/m³修正后地基土容许承载力：500.000kPa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°。(2)坡线土柱:坡面线段数:2表7—1坡面线段数折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数13.0002.000025.0000.0001第1个:距离1.500m,宽度3.500m,高度0.611m77 西南科技大学本科生毕业论文地面横坡角度：20.000°墙顶标高：0.000m挡墙分段长度:15.000m。1.土压力计算：=============================================组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.0002.填土重力分项系数=1.0003.填土侧压力分项系数=1.0004.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000=============================================[土压力计算]计算高度为9.949m处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角=30.590°按假想墙背计算得到:第1破裂角：33.840°Ea=178.609，Ex=64.909，Ey=166.397(单位：kN)作用点高度Zy=1.332m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=15.949°第1破裂角=31.840°Ea=117.002，Ex=73.713，Ey=90.862(单位：kN)作用点高度Zy=1.600m计算下墙土压力无荷载时的破裂角=34.514°按力多边形法计算得到:破裂角：33.982°Ea=167.015，Ex=166.710，Ey=10.091(单位：kN)作用点高度Zy=2.856m墙身截面积=30.609m2重量=704.006kN(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.500采用倾衡重台上填料重=102.502kN重心坐标(2.394,-1.634)(相对于墙面坡上角点)斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:77 西南科技大学本科生毕业论文基底倾斜角度=11.310°Wn=790.846kNEn=146.143kNWt=158.169kNEt=215.956kN滑移力=57.786kN抗滑力=468.495kN滑移验算满足:Kc=8.107>1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=475.298kN>0.0地基土摩擦系数=0.500地基土层水平向:滑移力=240.423kN抗滑力=466.338kN地基土层水平向滑移验算满足:Kc2=1.940>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=2.604m相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=4.873m相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=7.200m相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=4.457m相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=2.108m验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=882.103抗倾覆力矩=2738.842倾覆验算满足:K0=3.105>1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=1406.515>0.0(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=936.989kN,作用于墙趾下点的总弯矩=1856.739基础底面宽度B=3.817m偏心距e=-0.073m基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.982m基底压应力:趾部=217.268kPa踵部=273.691kPa最大应力与最小应力之比=217.268/273.691=0.794作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.0730.1673.817=0.636(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=217.268600.000(kPa)77 西南科技大学本科生毕业论文墙踵处地基承载力验算满足:压应力=273.691650.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=245.479500.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)上墙截面强度验算上墙重力Ws=163.116kN上墙墙背处的Ex=73.713kN上墙墙背处的Ey=18.428kN相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂Zw=1.266m相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂Zy=1.600m相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂Zx=2.290m[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂Zn=0.720m截面宽度B=2.690m偏心距e1=0.625m截面上偏心距验算满足:e1=0.6250.2502.690=0.673(m)截面上压应力:面坡=161.528背坡=-26.551kPa压应力验算满足:计算值=161.528800.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=26.55180.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=0.40780.000(kPa)斜截面剪应力检算:斜剪应力验算满足:计算值=38.97380.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=181.544kN轴心力偏心影响系数=0.606挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.690m2材料抗压极限强度Ra=1600.000kPa圬工构件或材料的抗力分项系数=2.31077 西南科技大学本科生毕业论文偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=1.000计算强度时:强度验算满足:计算值=181.5441128.686(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=181.5441128.686(kN)(六)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=29.138m2重量=670.174kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.607m[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=873.629kN作用于墙趾下点的总弯矩=1823.502相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=2.087m截面宽度B=3.930m偏心距e1=-0.122m截面上偏心距验算满足:e1=-0.1220.2503.930=0.983(m)截面上压应力:面坡=180.800背坡=263.795kPa压应力验算满足:计算值=263.795800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-27.74380.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=873.629kN轴心力偏心影响系数=0.989挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.930m2材料抗压极限强度Ra=1600.000kPa圬工构件或材料的抗力分项系数=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.984计算强度时:强度验算满足:计算值=873.6292690.822(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=873.6292648.464(kN)77 西南科技大学本科生毕业论文(七)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为8.700m处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角=30.590°按假想墙背计算得到:第1破裂角：33.840°Ea=178.609Ex=64.909Ey=166.397(单位：kN)作用点高度Zy=1.332m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=15.949°第1破裂角=31.840°Ea=117.002，Ex=73.713，Ey=90.862(单位：kN)作用点高度Zy=1.600m计算下墙土压力无荷载时的破裂角=34.104°按力多边形法计算得到:破裂角：33.428°Ea=126.517Ex=126.286Ey=7.644(单位：kN)作用点高度Zy=2.332m[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=27.161m2重量=624.692kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.650m[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=825.700kN作用于墙趾下点的总弯矩=1453.646N-m相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.761m截面宽度B=3.680m偏心距e1=0.079m截面上偏心距验算满足:e1=0.0790.2503.680=0.920(m)截面上压应力:面坡=253.458kPa背坡=195.292kPa压应力验算满足:计算值=253.458800.000（kPa）切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-35.40280.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数=1.00077 西南科技大学本科生毕业论文验算截面上的轴向力组合设计值Nd=825.700(kN)轴心力偏心影响系数=0.994挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.680(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.984计算强度时:强度验算满足:计算值=825.7002534.723(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=825.7002493.664(kN)验算完毕，所设计挡土墙满足强度、刚度、稳定性等要求。挡墙上设置10cm×10cm的矩形泄水孔，视挡墙高度设置一排或多排泄水孔，泄水孔坡度4%，间距3m，最下排泄水孔高出墙前地面30cm，墙后泄水孔处设置反滤层，沿路线方向每15m设置一道沉降伸缩缝，缝宽3cm，缝内用沥青木板沿墙内、外、顶三边填塞，深度不小于150mm。7.1.6软土地基处理软土是淤泥和淤泥质土的总称。主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。它具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。软土的抗剪强度较低，填土后受压，可能产生侧向滑动或较大的沉降，从而导致路基的破坏，一般要求采取适当的稳定措施。1.处理方法的种类及选择：（1）垫层法：通常用于路基填方较低的地段，要求在使用中软基的沉降值不影响设计预期目的。设置垫层时，可以根据具体情况采用不同的材料，常用的材料有砂或砂砾及灰土，也可用土工格栅、片石挤淤、砂砾垫层综合使用处理。（2）换填法：在公路施工中遇到含水量较高，软弱层较浅，且易于挖除不适宜材料时，一般采取挖除换填法，包括受压沉降较大，甚至出现变形的软基和泥沼地带。处理这种地基，开挖前要做好排水防护工作，将开挖出的不适宜材料运走或做处理，然后按要求分层回填，回填材料可视具体情况用砂、砂砾、灰土或其他适宜材料。77 西南科技大学本科生毕业论文（3）排挤法：当公路经过水溏、鱼池和较深的流动性强的淤泥地段时，常遇到含水量高、淤泥压缩性大、淤泥质粘土软基以及水下软基等，对这类软基可采用排挤法来处理。排挤法又可分为两种：一种是抛石排挤，另一种是爆炸排挤。（4）表层排水法：对土质较好因含水量过大而导致的软土地基，在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。（5）塑料排水板：塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下被插入软土地基后，能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水，并沿垂直排水通道排出，使土体固结，从而提高地基的承载力。塑料排水板具有良好的力学性能、足够的纵向通水能力、较强的滤膜渗透性和隔土性。（6）挤密砂桩法：采用类似沉管灌注桩的机械和方法，通过冲击和振动，把砂挤入土中而形成的。挤密砂桩的主要作用是将地基挤实排水固结，从而提高地基的整体抗剪强度与承载力，减少地基的沉降量和不均匀沉降。这种方法一般能较好地适用于砂性土，不适用于饱和的软粘土地基处理。挤密砂桩用砂标准要求与袋装砂井的砂基本相同，不同的是挤密砂桩也可使用砂和角砾的混合料，含泥量不得大于5%。1.本设计中软土地基处理方法的选择：由于本设计中公路要经过一处水溏（约30m），涉及到软土地基处理。综合考虑各种方法的优劣及经济状况，决定采用排挤法处理。7.2路面结构设计7.2.1路面结构设计内容路面是在路基顶面行车部分用各种坚硬材料铺设的层状结构物。混凝土路面设计的主要内容包括：1.路面结构层设计；2.混泥土面板厚度设计；3.面板尺寸与接缝设计；4.路肩设计；5.混泥土路面的钢筋配筋设计；7.2.2路面结构计算1.路面结构层及板厚的确定77 西南科技大学本科生毕业论文本设计采用的水泥混凝土路面结构，混凝土路面设计方法以弹性地基板的温度应力、荷载应力分析方法为基本理论，以混泥土路面板的弯拉应力作为极限状态和设计控制指标。(1)原始资料公路自然区划：Ⅴ区公路等级：二级公路路基土质：砂粘土路面宽度(m)：7m交通量平均增长：5%计算类型：普通水泥混凝土路面厚度计算(2)交通分析根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)表3.0.1，二级公路设计基准期为20年，安全等级为二级，目标可靠度85%。由表A.2.2，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.62。已知交通量的年增长率为5%。设计混泥土路面所用到公式有：标准轴载作用次数：(7-3)标准轴载累计次数：(7-4)板底地基当量回弹模量计算：(7-5)(7-6)(7-7)(7-8)弯曲刚度：(7-9)相对刚度半径：(7-10)77 西南科技大学本科生毕业论文设计轴载在临界荷位处产生的荷载应力：(7-11)最重轴载在临界荷位处产生的荷载应力：(7-12)荷载疲劳应力计算：(7-13)最大荷载应力计算：(7-14)疲劳应力系数：(7-15)综合温度翘曲应力：(7-16)(7-17)内应力的温度应力系数：(7-18)最大温度应力：(7-19)温度疲劳应力系数：(7-20)温度疲劳应力：(7-21)路面结构极限状态校核：(7-22)(7-23)车道使用初期标准轴载日作用次数，式(7-3)：=60（次）则基准期内车道标准荷载累计作用次数，式(7-4)：（次）查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)表3.0.7可知轴载等级为中等交通荷载等级。(1)初拟路面结构查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)表3.0.1《可靠度设计标准》，安全等级为二级的道路对应的变异水平等级为中级。根据二级公路、中等交通等级和中级变异水平等级，初拟普通水泥混凝土路面厚度为0.24m；查表4.4.2-1及表77 西南科技大学本科生毕业论文4-1，基层选用石灰粉煤灰稳定碎石，厚度为0.18m；垫层选用级配砾石，厚度为0.15m。水泥混凝土板尺寸的长度为5m，宽度为4.25m（单向路幅宽度为3.5m的行车道+0.75m的硬路肩）。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。(1)路面材料参数确定查《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)表3.0.8和附录E.0.3：混凝土面层弯拉强度标准值取4.5MPa，相应的弯拉弹性模量取29GPa，泊松比为0.15。查附表E.0.3-2，粗集料为砂岩的混凝土线膨胀系数。查表E.0.1-1，取低液限黏土的回弹模量为。查表E.0.1-2，湿度调整系数为1，由此得到路床顶综合回弹模量为。查表E.0.2-2，取石灰粉煤灰稳定类基层回弹模量为。查表E.0.2-1，取级配砾石垫层回弹模量为。按式(7-5)—式(7-8)计算板底地基当量回弹模量如下：即板底地基综合回弹模量取为365.391MPa。普通混凝土面层板的弯曲刚度按式(7-9)计算，相对刚度半径按式(7-10)计算：(2)荷载应力计算：按式(7-11)和(7-12)计算设计和最重轴载在临界荷位处产生的荷载应力：77 西南科技大学本科生毕业论文按式(7-13)计算荷载疲劳应力，按式(7-14)计算最大荷载应力其中，考虑接缝传荷能力的应力折减系数；综合系数；疲劳应力系数，式(7-15)。(1)温度应力计算：查表3.0.10可知：V区最大温度梯度取88℃/m。按式(7-16)-式(7-18)计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数。按式(7-19)计算最大温度应力：温度疲劳应力系数按式(7-20)计算：再由式(7-21)计算温度疲劳应力：(2)结构极限状态校核：查表3.0.1及表3-1，二级公路、中等变异水平条件下的可靠度系数取1.13。按式(7-22)和式(7-23)校核路面结构极限状态是否满足要求。77 西南科技大学本科生毕业论文由以上计算可知，所选路面满足结构极限状态要求，因此，所选的混凝土面板厚度为0.24m时能够满足设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用，以及最重轴载在最大温度梯度时的一次极限作用。路面结构为普通水泥混凝土路面，厚度为0.24m，基层选用石灰粉煤灰稳定碎石，厚度为0.18m，垫层为级配砾石，厚度为0.15m。路面结构图见7—4。图7—4水泥混凝土路面结构图(尺寸单位：cm)路面混泥土板表面刻槽，构造深度0.5mm，间距30mm，保证行车安全。1.路面接缝设计(1)纵向接缝纵向接缝应与路线中线平行，其布设应根据路面宽度和施工铺筑宽度而定，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，上部锯切槽口，深度为35mm，宽度为5mm，槽内灌塞填缝料。一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置纵向缩缝，纵向缩缝采用假缝形式，锯切的槽口深度应大于施工缝的槽口深度，缩缝宽度取80mm。纵向接缝的拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚的中央，对拉杆中部100mm范围内进行防锈处理。根据《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40—77 西南科技大学本科生毕业论文2011）取拉杆的直径14mm、长度700mm和间距600mm，且最外侧的拉杆距横向接缝的距离400mm。纵缝构造见图7—5。图7—5纵缝构造(尺寸单位：mm)a)纵向施工缝；b)纵向缩缝(1)横向接缝每日施工完成或临时中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应选在横向缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，应采用传力杆的平缝形式，设在胀缝处的施工缝,其构造与胀缝相同。横向缩缝等间距布置，采用假缝形式。横向缩缝顶部锯切槽口，深度为50mm，宽度为5mm，槽内填塞填缝料。横缝处每隔400mm设置传力杆，最外侧一根传力杆间距325mm(距纵向接缝或自由边)，传力杆直径14mm，长度为400mm。缩缝构造见图7—6。77 西南科技大学本科生毕业论文图7—6横向缩缝构造(尺寸单位：mm)a)不设传力杆假缝；b)设传力杆假缝横向施工缝采用设传力杆的企口缝形式，顶部锯切槽口，深度为50mm，宽度为5mm，槽内填塞填缝料，传力杆采用光面钢筋,直径28mm，长度为400mm，间距300mm，最外侧一根传力杆间距175mm(距纵向接缝或自由边)。横向施工缝构造见图7—7。在邻近桥梁处设置横向胀缝，缝宽20mm，深30mm，缝内设置填缝板和可滑动的传力杆。传力杆应采用光面钢筋。钢筋直径28mm，长度400mm，间距300mm，传力杆的半段固定在混泥土内，另半段涂沥青并裹敷聚乙烯膜，并套上长80mm的塑料套筒，筒底与杆端留30mm空隙，用木屑填充，保证板的自由伸缩。最外侧一根传力杆间距175mm(距纵向接缝或自由边)。胀缝构造见图7—8。77 西南科技大学本科生毕业论文图7—7横向施工缝(尺寸单位：mm)图7—8胀缝构造(尺寸单位：mm)(1)接缝填缝材料胀缝接缝板应选用能适应混凝土板膨胀收缩、施工时不易变形、复原率高和耐久性好的材料，本设计公路填缝材料选用沥青浸制的软木板。2.面板配筋设计钢筋混凝土面层的配筋量下式确定：(7-19)式中：As—每延米混凝土面层板宽（或长）所需的钢筋面积（mm2）；Ls—计算纵向配筋时，为横缝间距（m）；计算横向配筋时，为无拉杆的纵缝或自由边之间的距离（m）；h—面层板厚度（mm）；μ—面层与基层之间的摩擦系数，基层为石灰粉煤灰稳定碎石，取3.5；77 西南科技大学本科生毕业论文fsy—钢筋的屈服强度（MPa），取235MPa每延米混凝土面层宽所需的纵向钢筋面积：每延米混凝土面层宽所需的横向钢筋面积：由于计算所得须配钢筋面积较小，因此按《公路水泥混泥土路面设计规范》（JTGD40—2011）规定配筋：纵、横向钢筋均采用直径8mm的光面钢筋，纵向间距150mm，横向间距200mm，纵向钢筋设在面层顶面下100mm，横向钢筋设在纵向钢筋下方；纵向钢筋的搭接长度一般不小于300mm，搭接位置错开，搭接端接线与纵向钢筋的夹角小于；边缘钢筋至纵缝或自由边的距离100mm。混凝土面层自由边缘下基础薄弱或接缝为未设传力杆的平缝时，在面层边缘的下部配置钢筋。选用2根直径为12mm的螺纹钢筋，置于面层底面之上50mm，间距为100mm，钢筋两端向上弯起，弯起角为45°，弯起终点距钢筋末端400mm，距顶端50mm，钢筋末端距混泥土板边缘距50mm，连接钢筋选用直径6mm的光圆钢筋，间距100mm。角隅钢筋构造见图7—9，边缘钢筋构造见图7—10。本设计的路面水泥混凝土板分块的示意图见图7—11。图7—9角隅钢筋构造图(尺寸单位：mm)77 西南科技大学本科生毕业论文图7—10边缘钢筋构造(尺寸单位：mm)图7-11道路水泥混泥土板分块图(尺寸单位：mm)77 西南科技大学本科生毕业论文第8章路基路面排水设计水对路基的危害可表现为：使路基松软，降低路基强度，严重时引起路基冻胀、翻浆、边坡坍塌等，甚至整个路基沿倾斜基底滑动，造成路基毁灭性的破坏；水对路面的危害表现为：降低路面材料强度，造成路面基层承载能力下降，在水泥路面接缝处和路肩处造成唧泥，最终导致水泥路面板块的破坏。为排出路基内、路面的地下水和地表水，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，使各种排水设施相互结合形成一个功能齐全，排水性能强的排水系统本设计路基路面完全按照《公路排水设计规范》(JTJ018—97)，结合沿线具体条件进行设计。8.1路基路面排水设计原则1.排水设施应全面规划、因地制宜、合理布局、综合治理、经济实效，充分利用有利地形和自然水系，一般情况下排水沟渠宜短不宜长，以使水流及时疏散，就近分流；2.各种排水设施的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当加大桥涵孔径或增设涵管，防止农业用水影响路基稳定；3.设计前必须进行调查研究，调查水源及地质条件，考虑路基排水与桥涵位置相配合，地下地面排水相配合，沟渠的平面布置与竖向布置相配合，排水困难和不良地质路段，应与路基防护加固工程相配合进行特殊设计；4.路基排水设计应防止水土流失，尽量不要破坏天然水系，尽量选择有利地质条件设置人工沟渠，减少排水设施的防护与加固工程；5.结合当地水文条件等具体情况，注意就地取材，既要稳定适用，又要讲究经济效益；6.排水设施应尽量阻止水进入路面结构，利用路面横坡将雨水向两侧排走，以免路面范围内积水，减少水对路面的破坏作用；7.路面排水方式及设施的选定应综合考虑，包括道路纵坡坡度的大小、路基横断面形式、道路等级及路堤填土高度等因素，进行合理的设计。8.2排水设计77 西南科技大学本科生毕业论文路基排水设施分为地面排水设施和地下排水设施，本设计主要考虑地面排水设施。地面排水设施包括边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽等，必要时可设置渡槽、倒虹吸、积水池等。二级公路应满足能承受10年的重现期内任意30min的最大降雨强度，地表水沟沟顶应高出设计水位0.2m以上。8.2.1边沟设计边沟设置在挖方路基的路肩外侧或填土高度较低的路堤坡脚外侧的纵向人工沟渠，与路中线平行，其主要功能是汇集和排出路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟的排水量不大，通常不需要进行水文、水力计算，边沟紧靠路基，不允许其他排水沟渠的水汇入，也不能与其他人工沟渠合并使用，可与取土坑结合使用，起到很好的边沟排水作用。边沟横断面形式主要有梯形、矩形、三角形、流线型几种，本设计根据沿线具体条件，采用梯形边沟，边沟采用M5的砂浆浆砌片石，边沟底宽，两侧边坡均取1:1，边沟高度取，边沟纵坡与路线纵坡一致，纵坡小于5%时取5%，每400m设置边沟出水口，必要时加密，边沟出水口设置应结合地形地质条件及桥涵位置，将水引到路基范围之外。8.2.2截水沟设计截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶之外，或者填方路堤上方的适当位置，其作用是拦截排出路基上方流向路基的地面流水，分担流向边沟的水流，保证填方坡角和挖方边坡不受流水冲刷。降水量较小或坡面坚硬及边坡较低以致冲刷效果不大时的地段可以不设截水沟。反之则必要时可设两道或多道截水沟。截水沟位置应尽量与绝大多数地面流水方向相垂直。本设计在挖方路段和填方路段都设置截水沟，断面形式为梯形，沟底宽度，沟的边坡坡度为1:1，内侧沟深，挖方填方路段的截水沟统一设置位置距边沟外边缘5.0m，截水沟每400m用排水沟、急流槽或涵洞等将水引出，视地形情况或其他因素，必要时加密截水沟水流引出位置，截水沟纵向坡度大致与地面坡度相同，但最小坡度不小于0.3%，土质较差地段截水沟沟底沟壁用浆砌片石加固，砂浆强度M5。8.2.3排水沟77 西南科技大学本科生毕业论文排水沟主要用于排除来自边沟，截水沟或其它水源的水流，并将其引至路基范围以外的指定地点。路线受到多沟渠的水流影响时，为保证路基不受水害，可设置排水沟，以调节水流整治水道。排水沟位置应根据需要并结合地形条件确定，离路基尽可能远些，距坡角不宜小于2m，连续长度不宜超过500m，排水沟和其他沟渠相接时，应使排水沟与原有沟渠成不大于的锐角相交，将水流排入沟渠。本设计排水沟的断面形式设计为为梯形，底宽，深度。边坡坡度1：1。沟底纵坡根据路线纵断面而定，取1%～4%，当纵坡大于3%时，使用浆砌片石加固，排水沟的长度根据实际需要确定，最大长度不大于500m，排水沟距路基的距离5m。8.2.4跌水和急流槽跌水和急流槽用于纵坡大于10%，水头高差大于1.0m的陡坡地段，急流槽直接采用岩质坡面挖槽，并用砂浆护壁，槽底倾斜。8.2.5桥涵布设本路段小桥涵设置时主要考虑路基排水涵，上游洞口考虑流向，下游洞口以不危及农田村镇为原则，同时考虑到圆管涵便于施工，又经济简便，排水量已合适本设计，本设计采用圆管涵。本设计在K9+595处设置一小桥，用以跨越小溪，其设置的位置以及数据见表8—1：表8—1桥梁表序号起始桩号终止桩号结构形式桥梁全长跨径分布控制标高195859605简支板桥20m单跨20m508.500涵洞共设置11处，其设置的位置以及数据见表8—2表8—2涵洞表序号中心桩号结构形式孔径填土高度涵底标高15100.000圆管涵1.0m1.2m519.00025420.000圆管涵1.0m2.91m513.00035833.000圆管涵1.5m5.84m502.50046140.000圆管涵1.0m1.42m507.00056460.000圆管涵1.5m1.60m518.00066960.000圆管涵1.0m3.61m518.00077150.000圆管涵1.5m2.71m513.00087414.000圆管涵1.5m4.05m497.00097680.000圆管涵1.0m2.16m503.00077 西南科技大学本科生毕业论文107900.000圆管涵1.0m1.60m510.000118410.000圆管涵1.0m3.81518.000128880.000圆管涵2.0m1.61519.000139060.000圆管涵1.0m2.05516.000149300.000圆管涵1.0m1.32507.0008.2.6其他排水设施本设计主要涉及以上排水设施，其他排水设施应视施工具体条件或本设计未考虑到的情况可增加设置。如蒸发池，可根据施工取土位置，利用取土坑设置。77 西南科技大学本科生毕业论文结论本次设计主要做了选线、平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、路基路面设计、挡墙设计以及排水设计等工作。1.选线：此设计为纸上选线，在平面地形图上选定控制点，从路线的顺直、里程、穿越等高线密集度、连接控制点等方面选定3个方案进行详细比选。详细比选主要从里程总长、平面交点个数及平均转角、竖曲线最小半径、最大纵坡、工程总量等经济技术指标方面进行比选，最终选定第一方案。2.平面线形：共设计11个交点，最大转角73°09′54″，最大半径1000m，最小半径150m；最长缓和曲线为131m，最短缓和曲线为60m；除两处S型曲线，圆曲线间最小直线长度为171m。3.纵断面：兼顾平面进行设计，共设计6个变坡点，凸曲线最大半径7000m，最小半径3000m，凹曲线最大半径6000m，最小半径3000m；最大纵坡3.38%，最小纵坡-0.12%，最大纵坡时变坡点间距590m。4.横断面：路面宽度10m，双向行车道3.5×2m，硬路肩0.75×2m，土路肩0.75×2m，行车道和硬路肩横坡度2%，土路肩横坡度3%；最大超高横坡8%，加宽设计五处，最大加宽值1m。5.路基路面：路堤边坡上部坡度1:1.5，下部1:1.75；路堑边坡上部坡度1:0.75，下部1:0.5，边坡采用石砌护面墙防护和挡墙防护两种。路面采用水泥混泥土路面，分3层，面层为普通水泥混凝土，厚0.24m；基层选用石灰粉煤灰稳定碎石，厚0.18m，垫层为级配砾石，厚0.15m；水泥混凝土面板尺寸5×4.25m；横缝为设传力杆的假缝，纵缝为设拉杆平缝。6.排水：边沟、排水沟、截水沟均为梯形，底宽0.6m，高0.6m，边坡1:1；圆管涵14处，涵洞最大管径2.0m，设计洪水频率1/50；小桥1处，跨径20m。77 西南科技大学本科生毕业论文参考文献[1]中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTGB01—2003）[S]．北京：人民交通出版社,2004.3[2]中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准条文说明（JTGB01—2003）[S]．北京：人民交通出版社,2004.3[3]中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范（JTGD20—2006）[S]．北京：人民交通出版社，2006.10[4]中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTGD30—2004）[S]．北京：人民交通出版社，2005.1[5]中华人民共和国行业标准.公路排水设计规范（JTJ018—97）[S]．北京：人民交通出版社，1998.3[6]中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40—2011)[S]．北京:人民交通出版社，2011.11[7]中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(JTGD60—2004)[S]．北京:人民交通出版社，2004[8]中华人民共和国行业标准.砌体结构工程施工质量验收规范(GB50203—2011)[S]．北京:人民交通出版社，2011[9]戴冀峰马健霄主编.交通工程概论[M].北京:人民交通出版社,2006.4[10]杨少伟著.道路勘测设计（第三版）[M]．北京:人民交通出版社,2009.6[11]孙家驷主编.公路小桥涵勘测设计.（第三版）[M]．北京:人民交通出版社,2004.9[12]邓学均著.路基路面工程.（第三版）[M]．北京:人民交通出版社,2008.5[13]孙家齐陈新民主编.工程地质[M].武汉:武汉理工大学出版社,2007.8[14]袁聚云等著.土质学与土力学(第四版)[M].北京:人民交通出版社,2009.2[15]刘丽萍主编.基础工程[M].北京:中国电力出版社,2007.8[16]凌天清曾德荣著.公路支挡结构[M]．北京:人民交通出版社,2006.1[17]姚玲森主编.桥梁工程（第二版）[M].北京:人民交通出版社,2008.777 西南科技大学本科生毕业论文致谢历时近三个月的时间终于将毕业设计做完，在完成本设计过程中遇到了无数的困难和障碍，但都在老师和同学的帮助和指导下一一克服了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师——朱宝龙老师、李晓宁老师和陈棠茵老师，他们对我进行了无私的指导和帮助，同时感谢他们的谅解与包容，因为他们不厌其烦的帮助我进行设计计算书和图纸的修改和指正，可以说没有他们的帮助也就没有今天的这个毕业设计。再一次向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢！其次要感谢大学四年来所有教过我的老师，他们的辛勤劳动为我打下土木工程专业知识的基础。然后要感谢我的同学和朋友，在我做设计的过程中给予我了很多素材，还在计算书和图纸的撰写和排版过程中提供热情的帮助。我还要感谢这篇计算书中所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者研究成果的帮助和启发，我将很难完成本毕业设计的写作，在此向各学术界的前辈们致敬！最后，我要感谢我的父母，没有他们辛勤的付出也就没有我的今天，在这一刻，将最崇高的敬意献给他们！由于我的水平有限，所做毕业设计难免有疏漏和不足之处，恳请各位老师和同学批评和指正。77'