广梧高速公路设计计算书

'湖北工业大学毕业设计广梧高速公路第一标段设计摘要：本设计为广梧高速公路第一标段设计。设计主要包括公路选线定线、平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、路面设计、道路排水设计及桥涵设计等等几个主要部分。考虑到平原地区地势平坦，路线全长3781.052m，共设2处交点，涵洞7个。平面线形设计包括直线以及各类曲线要素的确定，圆曲线采用的半径皆为1000m。纵断面设计要求确定竖曲线及其要素、以及涵洞布设位置等，最大纵坡值额为1.64%，最小纵坡为0.55%，共设3处竖曲线，竖曲线半径最大值为20000m,最小值为10000m。横断面设计包括路面宽度、路基的填高以及边坡的确定，还要考虑土石方调运问题，设计的路基宽度为26.0m路面宽度为15.0m。。路面设计主要是确定路面结构形式，并确定各结构层合理的厚度，本设计选用沥青路面，面层厚15（4+5+6）cm，基层为6cm厚度，底基层为16cm厚度。关键词：高速公路路线路基路面涵洞设计挡土墙52 湖北工业大学毕业设计ThefirstsectionofGuangWuExpresswayDesignAbstract:ThisdesignisthefirstsectionofGuangWuexpressway.Designincludesrouteselectionofhighwayalignment,horizontalalignmentdesign,longitudinaldesign,cross-sectionaldesign,roaddesign,roadanddrainagedesignandthedesignofthebridgeandsoonseveralmainparts.Takingintoaccounttheplainterrainflat,theroutelength3781.052m,atotalof2intersection,culvert7.Theplanealignmentdesignincludeslinearandallkindsofcurveelements,theradiusofcirclecurveis1000m.Longitudinalsectiondesignrequiresverticalcurveanditselements,andthelocationoftheculvertlaid.,determiningthemaximumlongitudinalslopevalueamountof1.64%,minimumverticalslopeof0.55%,atotalofthreeverticalcurve,verticalcurveradiusmaximum20000m,theminimumis10000m.Designcrosssectionalwidthofpavement,subgradefillingheightandslope,butalsoconsidertheproblemofearthworkallocationandtransport,designroadbedwidthforwiththewidthofpavement15.0m.Pavementdesignismainlydeterminethepavementstructures,andtodeterminethestructurallayerthickness,thedesignselectionofasphaltpavement,thesurfacelayerofthick(154+5+6)cm,base6cmthickness,thebottombaseis16cmthickness.Keywords:highwaysubgradepavementculvertdesignretainingwall1.52 湖北工业大学毕业设计目录1.绪论51.1.项目概述51.2.项目建设的重要意义51.3.我国高速公路的发展52.路线设计72.1.公路技术标准的确定72.2.路线方案设计82.3.路线平面设计83.纵断面设计163.1.纵断面概述163.2.路线比选214.横断面设计224.1.行车道与路肩设计224.2.超高设计244.3.土石方的计算和调配285.沥青路面设计295.1.轴载295.2.确定路面等级和面层类型335.3.初拟路面结构335.4.各层材料的抗压模量与霹裂强度的确定345.5.土基回弹模量345.6.设计指标的汇总355.7.路面结构层厚度的计算375.8.弯拉应力的验算395.9.方案确定415.10.路面材料的技术要求416.挡土墙设计4152 湖北工业大学毕业设计6.1.挡土墙的布置426.2.仰斜式路堤墙验算447.涵洞设计477.1.概述477.2.盖板涵设计说明478.高速公路绿化设计498.1.特点498.2.设计原则498.3.措施499.结束语50致谢51参考文献521.52 湖北工业大学毕业设计1.绪论1.1.项目概述广梧高速公路(马安至河口段)是汕尾至清水河国家重点公路的重要组成部分,是沟通港澳、珠三角、广西及西南各省的重要通道。对于其气候来说，该路段位于北回归线以南,属亚热带季风气候,高温多雨。年平均气温21.3℃,一月平均气温12.9℃,七月平均气温28.5℃,极端最低气温-3℃,极端最高气温39℃。山区气温较平地低2℃,无霜期332d。年平均雨量1590mm,多集中在4月—9月。对于地质、地形、地貌、水文条件来说，本段高速公路大多属丘陵区,山丘标高130～250m,高差50～80m,地形坡度16～20°,地形十分破碎,山体不连续,无明显脊线。有较大范围软土分布,且软土性质较差。沿线所经地区成土母岩主要有花岗石和沙页岩等,土壤类型主要由赤红壤、红壤、石灰土和水稻土等组成。1.2.项目建设的重要意义近几十年来，随着公路等级的不断提高以及汽车性能的不断改善，再加上高新技术在公路运输中的广泛应用，使得公路运输越来越快捷、安全、舒适、方便，公路在国民经济和社会生活中的地位日益提高。拟建公路对于拉动沿线经济增长具有重要意义，也是构建便捷、通畅、高效、安全的交通运输体系的重要组成部分。该公路的建成可以改善沿线城镇的运输条件和投资环境，可以加快这些城镇的信息传播和对外交流，可以有效地促进公路沿线资源的开发利用，有利于沿线经济的快速发展。1.3.我国高速公路的发展52 湖北工业大学毕业设计交通运输业是我国社会经济发展的基础产业，是推动我国经济发展和社会进步的强大动力。反过来，迅猛发展的社会经济需要与之发展相适应的发达完善的交通运输系统，建国50多年来，我国的年客运量、货运量增长迅速，公路里程也得到了大大延伸，基本实现了县县通公路。尤其是上世纪80年代，高速公路在我国实现了零的突破以后，很快进入了高速建设阶段。然而高速公路在带来巨大经济效益和社会效益的同时，也带来了对诸如生态环境、社会环境等的不良影响，如果这些问题得不到及时解决，将会严重制约高速公路建设事业的健康发展。1.1.1.我国高速公路的发展历程高速公路是社会经济发展的必然产物,它的产生、发展是与整个社会的政治、经济等发展息息相关的。改革开放以后,我国高速公路建设事业取得了突出成就。1988年,我国第一条高速公路———全长18.5公里的沪嘉高速公路建成通车。此后,又相继建成全长375公里的沈大高速公路和143公里的京津塘高速公路。进入1990年代,在国道主干线总体规划指导下,我国高速公路建设步伐不断加快,每年建成的高速公路由几十公里上升到1000公里,甚至高达5000公里。在过去的11年间,我国高速公路从1992年的652公里增加到2003年的近3万公里,高速公路通车总里程已仅次于美国,名列世界第二位。1.1.2.我国高速公路发展对策实现高速公路建设项目融资渠道的多元化。目前高速公路建设资金来源有:国家财政拨款、政府发行国债、世界银行、亚洲开发银行等国外银行贷款、国外政府贷款、国内银行贷款以及招商引资等。为加快高速公路建设步伐,减少政府过多的行政干预,解决大量的资金缺口问题,选择和有序发展具备公路工程施工总承包条件而且实力雄厚的施工企业,进行高速公路项目BOT经营。针对公路收费站点存在的问题,我国将规范有序地发展收费公路。减少收费站点,规范经营权转让行为。要继续做好公路收费站点清理工作,凡是不符合规定的收费站点,必须坚决撤销,不容动摇。要规范经营权转让,避免低价转让,并着力解决转让后的后续管理问题。根据经济社会发展的要求和交通加快发展的新形势，我国交通部对我国高速公路进行了科学合理的规划。规划了以首都放射线、南北纵线和东西横线为骨架的全国高速公路“7918”网。高速公路公路网的规划充分考虑了东部、中部、西部地区的交通与经济的适应。52 湖北工业大学毕业设计对于高速公路对环境产生的不良影响，必须引起我们的高度关注采取切实有效措施加以防范和治理。首先分析因修建公路而对环境产生的各种影响及其影响的程度和范围，根据需要采取专门的环境保护措施，积极开展环境保护的有关工作；其次是在公路的设计、施工及运营管理过程中，注意凸显公路各组成部分的环保功能，使公路在运输功能发挥的同时，对沿线环境的负影响最小。1.路线设计1.1.公路技术标准的确定为了满足经济发展、设计交通量、路网建设和功能的要求，公路必须分等级建设。《公路工程技术标准》（JTGB01—2003），将公路根据功能和适应的交通量分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。高速公路属于高等级公路。中国交通部《公路工程技术标准》规定，高速公路指“能适应年平均昼夜小客车交通量为25000辆以上、专供汽车分道高速行驶、并全部控制出入的公路”。各国尽管对高速公路的命名不同，但都是专指有4车道以上、两向分隔行驶、完全控制出入口、全部采用立体交叉的公路。此外，有不少国家对部分控制出入口、非全部采用立体交叉的直达干线也称为高速公路。国际道路联合会在历年的统计年报中，把直达干线也列入高速公路范畴。高速公路的建设情况可以反映一个国家和地区的交通发达程度、乃至经济发展的整体水平。　高速公路属于高等级公路。一般能适应120公里/小时或者更高的速度，路面有4个以上车道的宽度。中间设置分隔带，采用沥青混凝土或水泥混凝土高级路面，设有齐全的标志、标线、信号及照明装置；禁止行人和非机动车在路上行走，与其他线路采用立体交叉、行人跨线桥或地道通过。从定义可以看出，一般来讲高速公路应符合下列4个条件：(1)只供汽车高速行驶；(2)设有多车道、中央分隔带，将往返交通完全隔开；(3)设有平面、立体交叉口；(4)全线封闭，出入口控制，只准汽车在规定的一些立体交叉口进出公路。高速公路的建设情况反映着一个国家和地区的交通发达程度、乃至经济发展的整体水平。优点：（一）高速行车，（二）通行能力大，运输效率高；缺点：（一）占地多，对环境影响大，（二）投资大，造价大。52 湖北工业大学毕业设计1.1.路线方案设计1.1.1.道路选线的一般原则（1）路线设计应在保证行车安全、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。（2）选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，并尽量不占高产田、经济作物田和经济林等。路线应与农田水利建设相配合，有利农田灌溉，尽可能少和农田溉管渠道相交，把路线布置在管道上方非灌溉的一侧或管道的尾部，如果不能避免，要考虑路线开挖对农田水利设施的影响。（3）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观，重视原有自然状态和重要历史文物遗址。（4）对不良地质地段和特殊地区，一般情况下路线应设法绕避；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。（5）选线应重视环境保护，注意因修建道路及汽车运行所产生的影响和污染等。（6）合理考虑路线与城镇关系。选线应以避为主，并采用较高的技术标准通过。在避绕局部障碍时，要注意线形的连续舒顺。国防公路和高等级公路，一般应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点。又要考虑便于支农运输，便利群众，便利与工矿的联系，做到“靠村不进村，利民不扰民”。（7）处理好路线与桥位关系。特大桥原则上要服从路线总方向并满足桥头接线要求，桥路综合考虑。小桥涵位置应服从路线走向。（8）正确处理新旧路关系。1.2.路线平面设计道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理的确定平面线形三要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调[1]。52 湖北工业大学毕业设计1.1.1.平面线形设计的一般原则（1）平面线形应直捷、连续、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贯。（3）只有在地形特别困难，自然展线无法争取到需要的距离以克服高差，或因地质条件而无法采取自然展线时，在低等级道路上才可以采用回头曲线。（4）平曲线应有足够的长度。曲线长度过短，使得驾驶员操作方向盘困难；乘客的生理和心理感受不好。1.1.2.直线设计直线以最短的距离连接两目的地，具有路线短捷、缩短里程和行车方向明确的特点。视距良好，易于排水。但从行车的安全和线形的美观来看，过长的直线，线形呆板，行车单调，容易使驾驶员产生疲劳感，也容易发生超车和超速行驶。采用直线线形时应该特别注意直线同地形的关系，在运用直线线形并决定其长度时，必须采取严谨的态度，不宜采用过长的直线。在我国，根据经验，直线的最大长度，在城镇及其附近或其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的。但是直线的距离也不能过短，特别是同向曲线和反向曲线之间不能设置过短的直线。同向曲线是指两个转向相同的圆曲线之间用直线或缓和曲线或径相连接而成的平面线形。其中间直线长度就是指前一曲线的终点至后一曲线的起点之间的长度。当此直线的长度很短的时候，在视觉上容易形成直线与两端曲线构成反弯的错觉，使整个线形缺乏连续性，形成所谓的“断背曲线”。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定，当计算行车速度≥60km/h时，同向曲线间直线最短长度以不小于设计行车速度的6倍（以m计）为宜；反向曲线是指两个转向相反的圆曲线之间用直线或缓和曲线或径相连接而成的平面线形。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定，当计算行车速度≥60km/h时，反向曲线间直线最短长度以不小于设计行车速度（以m计）的2倍为宜；当曲线两端设有缓和曲线时，也可以直接相连，构成S形曲线。52 湖北工业大学毕业设计1.1.1.圆曲线半径设计圆曲线半径是圆曲线的主要技术指标。汽车在圆曲线上行驶时，半径越小离心力越大，驾驶员操作困难，对行车不利。所以在选择圆曲线半径时应尽可能选择较大的值。圆曲线半径有最大半径和最小半径的要求《公路路线设计规范》（JTGD20—2006），规定最大半径不超过10000m。最小半径只有在地形困难时才采用，根据行车速度的不同而不同。对于100km/h的一级公路，《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定其极限最小半径为400m，一般最小半径为700m[2]。1.1.2.缓和曲线设计缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。因车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过度行驶，缓和曲线要有足够的长度，以使驾驶员能从容的打方向盘、乘客感觉舒适、线形美观流畅、圆曲线上的超高和加宽的过渡也能在缓和曲线段完成。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定了各级公路缓和曲线的最小长度。对于100km/h的一级公路，缓和曲线最小长度值为85m。1.1.3.平面要素组合类型（1）基本型曲线如下图2—1，按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。适用场合：交点间距不受限。从线形的协调性出发，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成1：1：1～1:2:1。并注意满足设置基本型曲线的几何条件：2β≤α（2.1）式中：α—路线转角（°）β—回旋线角（°）（2）S形曲线两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。52 湖北工业大学毕业设计①S形相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。当采用不同的参数时，A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。②在S形曲线上，两个反向回旋线之间不设直线，是行驶力学上所希望的。不得已插入直线时，必须尽量地短，其短直线的长度或重合段的长度应符合下式（2.2）：（2.2）式中：l—反向回旋线间短直线或重合段的长度。③S型两圆曲线半径之比不宜过大，宜为：R2/R1=1～1/3。1.1.1.平面线形要素组合计算计算图示如下图2-3所示：切线增长值：（2.3）内移值：（2.4）缓和曲线角：（°）（2.5)切线长：(2.6）平曲线长：（2.7）外距：（2.8）切曲差：（2.9）式中：—转角(度)；—缓和曲线长(m)；—圆曲线半径(m)。52 湖北工业大学毕业设计图2-1平曲线要素图示1.1.1.主点桩号计算以交点里程桩号为起算点：(2.10)(2.11)(2.12)(2.13)(2.14)1.1.2.路线设计图正如路线设计图2-2所示，实线段为平面设计道路，其有两交点JD1和JD2，两交点距离适中。52 湖北工业大学毕业设计图2-2路线设计图1.1.1.平曲线要素及主点桩号计算示例（1）JD1平曲线要素计算对于JD1为=29°58′，R=1000m，Ls=200m，JD1=K1+554.12，JD2=K2+735.83。主点桩号计算：52 湖北工业大学毕业设计验算：（2）JD2平曲线要素计算对于JD2为=31°12′，R=1000m，Ls=200m，JD1=K1+554.12，JD2=K2+735.83。主点桩号计算52 湖北工业大学毕业设计验算：其他交点具体计算结果见直线、曲线、转角表。1.1.1.回旋线与圆曲线长度比、S形参数比（1）正线回旋线与圆曲线长度比、S形参数比（见下表2-3）表2-3正线回旋线与圆曲线长度比交点半径R(m)缓和曲线LS（m)圆曲线长LR（m)LS：LR：LSJD11000200323.011:1.62:1JD21000200344.541:1.72:1Ls：Lr：Ls在1：1:1～1:2:1之间均符合要求1.1.2.平曲线的敷设平曲线的敷设主要是指圆曲线和缓和曲线的敷设。在曲线敷设之前，需要在已选定的路线上标上桩号。曲线敷设的方法是采用切线支距法。在ZH点建立坐标系，坐标系的X轴方向与ZH点处的直线同向，Y轴垂直于X轴。然后每隔20m（以桩号计）计算一个点的坐标。对于缓和曲线，坐标计算的公式如下：（2.16）52 湖北工业大学毕业设计（2.17）对于圆曲线，坐标计算的公式如下：（2.18）（2.19）（2.20）具体计算结果见逐桩坐标表。1.纵断面设计1.1.纵断面概述路线的纵断面是指沿着公路中线竖直剖切然后展开的线。把公路的纵断面图与平面图结合起来,就能准确地定出公路的空间位置。纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线,它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；另一条设计线是一条具有规则形状的几何线，反映了公路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘高程作为路基设计高程。1.1.1.纵坡设计的一般要求（1）纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）的各项规定。（2）为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值。合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。（3）纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。（4）一般情况下山岭重丘区纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。52 湖北工业大学毕业设计（5）对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些。（6）在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。1.1.1.纵坡（1)最大纵坡：是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。各级公路最大纵坡见下表3-1。表3-1各级公路最大纵坡设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%）3456789(2)理想最大纵坡：是指设计车型在油门全开的情况下，持续以希望速度等速行驶所能克服的坡度。(3)不限长度最大纵坡：是指设计车型在油门全开的情况下，持续以容许速度等速行驶所能克服的坡度。容许速度一般为设计速度的1/2～2/3（高速路取低限，低速路取高限）。(4)最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。最小纵坡值：0.3%，一般情况下0.5%为宜。(5)最小限制坡长：最小坡长规定汽车以设计速度的9～15S的行程为宜。80km/h的公路，最小坡长一般值为250m，最小坡长最小值为200m。(6最大坡长限制：指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。各纵坡坡长限制见下表3-2。表3-2设计速度100km/h时纵坡长度限制表纵坡坡度（%）坡长（m）3——470055006——52 湖北工业大学毕业设计1.1.1.纵坡设计的步骤（1）准备工作：在坐标纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。（2）标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，平面交叉和立体交叉点，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。（3）试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。（4）调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。（5）核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。（6）定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。变坡点一般要调整到10m的整桩号上。（7）《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）规定，连续上坡(或下坡)时，应在不大于规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3％，其长度应符合纵坡长度的规定[3]。若地形限制不严，当设计速度≥60km/h时缓和路段宜小于2%，其长度为设置竖曲线后的直线段的长度。1.1.2.竖曲线纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车用一段曲线来缓和，称为竖曲线。（1）竖曲线半径在不过分增加工程量的情况下，竖曲线设计时宜选用较大的竖曲线半径，获得平顺且连续的纵断面线形。《公路工程技术标准》（JTGB01—52 湖北工业大学毕业设计2003）规定，当设计速度为80km/h时，凸竖曲线最小半径的一般值是4500m，极限值是3000m[3]。凹型竖曲线最小半径的一般值是3000m，极限值是2000m。竖曲线最小长度的极限值是70m，最小长度一般值为170米。（2）竖曲线要素计算（图示见下图3-3）计算公式如下：（3.1）（3.2）（3.3）（3.4）式中：—两纵坡段的坡差(%)；L—竖曲线长度(m)；T—切线长度(m)；E—外矩(m)；R—竖曲线半径(m)。图3-3竖曲线要素图示1.1.1.纵线形组合设计（1）平纵线形组合原则①应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。②注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调。③选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。52 湖北工业大学毕业设计④应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。(2)平纵线形组合的基本要求①平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线②平曲线与竖曲线大小应保持均衡1.1.1.拟建路线纵坡设计成果（1）变坡点K0+630.00处竖曲线：根据设计得知：拟定R=10000，则：计算变坡点K0+630.00处竖曲线起终点的高程计算：已知变坡点桩号：K0+630.00高程为-4.04m坚曲线起点桩号=（K0+630.00）-157.8=K0+472.20坚曲线起点高程=-4.04-157.8×（-1.519%）=-1.64m坚曲线终点桩号=(K0+630.00)+157.8=K0+787.80坚曲线终点设计高程=-4.04+157.8×1.636%=-1.46m（2）变坡点K1+580.00处竖曲线：根据设计得知：拟定R=17000，则：计算变坡点K1+580.00处竖曲线起终点的高程计算：52 湖北工业大学毕业设计已知变坡点桩号：K1+580.00高程为11.50m坚曲线起点桩号=（K1+580.00）-278.8=K1+301.2坚曲线起点高程=11.50-278.8×（1.636%）=6.94m坚曲线终点桩号=(K1+580.00)+278.8=K0+787.80坚曲线终点设计高程=11.50+278.8×（-1.644%）=6.92m（3）变坡点K2+720.00处竖曲线：根据设计得知：拟定R=20000，则：计算变坡点K2+720.00处竖曲线起终点的高程计算：已知变坡点桩号：K2+720.00高程为-7.23m坚曲线起点桩号=（K2+720.00）-219.4=K2+500.6坚曲线起点高程=-7.23-219.4×（-1.644%）=-3.66m坚曲线终点桩号=(K2+720.00)+219.4=K2+939.4坚曲线终点设计高程=-7.23+219.4×0.550%=6.03m经过检验，计算变坡点K0+630.00处竖曲线的起终点位于平面设计直线段内，变坡点K1+580.00与K2+720.00处竖曲线的起终点位于平面设计缓和曲线段内，其满足平纵线性组合的基本要求。1.1.路线比选路线方案的选择是路线设计中最根本的问题，目的是合理的解决设计道路的起讫点和路线走向。路线方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到公路在路线网中是否能起到应有的作用[3]。52 湖北工业大学毕业设计1.1.1.影响路线方案选择的主要因素影响路线方案选择的因素很多，应综合考虑以下主要因素：（1）路线在政治、经济、国防上的作用，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，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、航空等综合交通运输体系中的作用，与沿线工矿，城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。（3）沿线自然条件的影响。（4）设计道路的主要技术标准（如最大纵坡）和施工条件（对困难山区）的影响。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，结合考虑自然条件、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，精心选择，提出合理推荐方案。2.横断面设计2.1.行车道与路肩设计一般组成：如下图4-1所示（1）行车道：公路上供各种车辆行驶车道，有快、慢车道。（2）路肩：位于行车道外缘，具有一定宽度的带状结构部分。（3）中间带：高速公路及一级路中用于分隔对向车辆的组成部分。图4-1横断面图52 湖北工业大学毕业设计1.1.1.行车道宽度行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车道和慢车道，在一般公路和城市道路上还有非机动车道。行车道的宽度要根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定。1.1.2.行车道宽度行车道宽度应该满足车辆行驶的需要，双车道公路应满足错车、超车行驶所必须的余宽，六车道公路应满足车辆并列行驶所需的宽度。具体尺寸见下表4-2。表4-2行车道宽度公路等级高速公路计算行车速度（km/h）12010080车道数（条）86486464车道宽度（m）3.753.753.753.753.753.753.753.5行车道宽度（m）4×7.53×7.52×7.54×7.53×7.52×7.53×7.52×7.0本道路属于高速公路，根据设计车速和车道数，行车道宽度采用2x7.5m。1.1.3.路肩行车道外缘至路基边缘之间的带状部分成为路肩。其作用在于：（1)保护支撑路面结构。（2)供临时停车之用。(3)作为侧向余宽一部分，增加驾驶的安全和舒适感。这对保证设计车速是必要的。尤其在挖方路段，还可以增加弯道视距，减少行车事故。(4)提供道路养护作业、埋设地下管线的场地(5)对未设人行道的道路，可供行人及非机动车使用。52 湖北工业大学毕业设计本道路属于高速公路，设计时速100/h，硬路肩取3m，土路肩取0.5m。1.1.1.路拱为了迅速排除路面上的雨水，采用中间高两边低的直线型路拱。为有利于路面排水，沥青混凝土路面路拱坡度采用2%，土肩横坡为3%。1.1.2.边沟边沟是路基两侧布置的纵向排水沟。设置于挖方和低填路段，路面和边坡水汇集到边沟后，通过跌水井或急流槽引到桥涵进出口处或通过排水沟引到路堤坡脚以外，排出路基。设计路线的边沟的断面形式依据《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）采用矩形。边沟底宽与深度设置为0.6m。1.1.3.边坡路堤的边坡坡度，应根据填料的物理力学性质、气候条件、边坡高度以及基底的工程地质与水文地质条件进行合理的选定。拟建公路路堤边坡采用1:1.5的坡度，路堑边坡取为1：0.5。1.2.超高设计一般组成：（1）行车道：公路上供各种车辆行驶总称，有快、慢车道。（2）路肩：位于行车道外缘，具有一定宽度的带状结构部分。（3）边坡：为保证路基稳定，在路基两侧做成的坡面。（4）边沟：为汇集、排除路面、路肩及边坡的流水，在路基内侧设的纵向水沟。（5）中间带：高速公路及一级路中用于分隔对向车辆的组成部分。52 湖北工业大学毕业设计图4-3标准横断面图：表4-4设中央分隔带公路绕分隔带边缘旋转超高值计算公式超高位置超高值计算公式行车道外边缘h1硬路肩外边缘h2土路肩外边缘h3双坡阶段x≤x0曲线内侧hi1=-b1i1hi2=hi1-b2i2hi3=hi2-b3i3曲线外侧h01=（2x/x0-1）b1i1h02=（2x/x0-1）（b1i1+b2i2）i1h03=h02-b3i3旋转阶段x≥x0曲线内侧hi1=-b1ixhi2=hi1-b2ixhi3=hi2-b3i3曲线外侧h01=b1ixh02=h01+b2ixh03=h02b3i3全超高阶段曲线内侧hi1=-b1ibhi2=hi1-b2ibhi3=hi2-b3ib曲线外侧h01=b1ibh02=h01+b2ibh03=h02-b3i3中间变量x0，当时ix注：b1、b2、b3—行车道（含左侧路缘带）、硬路肩、土路肩宽度；i1、i2、i3—分别为行车道、硬路肩、土路肩的横坡度；hi1、hi1、hi3—分别为曲线内侧行车道、硬路肩、土路肩外边缘的超高值；h01、h02、h03—分别为曲线外侧行车道、硬路肩、土路肩外边缘的超高值。超高缓和段长度计算：式中：Lc—超高缓和段长度；52 湖北工业大学毕业设计β—旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘宽度；Δi—超高坡度与路拱坡度的代数差；P—超高渐变率。1.1.1.JD1平曲线超高计算此平曲线起点桩号为K0+186.08，终点桩号为K1+909.09，行车道横坡度i1=0.02，硬路肩横坡度i2=0.02，土路肩横坡度i3=0.03，根据公路等级、设计速度和平曲线半径查表得圆曲线超高值=3%。超高缓和段长度：=90.0m缓和曲线Ls=200m＞Lc=90.0m，取Lc=Ls=200m，即超高过渡在缓和曲线全长范围内进行。横坡从路拱坡度（-2%）过渡到超高横坡（3%）时的超高渐变率：（不符合要求）所以超高过渡段不能在缓和曲线全长范围内进行，取Lc=100m（符合要求）双坡阶段长度：=80m此时，（满足条件）双坡阶段（x≤x0）：桩号K0+600：任意点到超高缓和段距离：x=（K0+600）－（K0+501.104）=98.9m曲线内侧：行车道外边缘超高：hi1=-b1i1=-11.75×0.02=-0.235m硬路肩外边缘超高：hi2=hi1-b2i2=-0.235-3.25×0.02=-0.3m土路肩外边缘超高：hi3=hi2-b3i3=-0.3-0.75×0.03=-0.3225m52 湖北工业大学毕业设计曲线外侧：行车道外边缘超高：h01=（2x/x0-1）b1i1=（2×98.9/125-1）×11.75×0.02=0.137硬路肩外边缘超高：h02=（2x/x0-1）（b1i1+b2i2）=（2×98.9/125-1）×（11.75+3.25）×0.02=0.175土路肩外边缘超高：h03=h02-b3i3=0.175-0.75×0.03=0.153旋转阶段（x≥x0）：桩号K0+700：任意点到超高缓和段距离：x=（K0+700）－（K0+501.104）=198.896m任意点超高横坡：=0.044曲线内侧：行车道外边缘超高：hi1=-b1ix=-11.75×0.044=-0.517m硬路肩外边缘超高：hi2=hi1-b2ix=-0.517-3.25×0.044=-0.66m土路肩外边缘超高：hi3=hi2-b3i3=-0.66-0.75×0.03=-0.683m曲线外侧：行车道外边缘超高：h01=b1ix=11.75×0.044=0.517m硬路肩外边缘超高：h02=h01+b2ix=0.517+3.25×0.044=0.66m土路肩外边缘超高：h03=h02-b3i3=0.66-0.75×0.03=0.638m全超高阶段（圆曲线段）：桩号K0+800：曲线内侧：行车道外边缘超高：hi1=-b1ib=-11.75×0.06=-0.705m硬路肩外边缘超高：hi2=hi1-b2ib=-0.705-3.25×0.06=-0.9m土路肩外边缘超高：hi3=hi2-b3ib=-0.9-0.75×0.06=-0.945m曲线外侧：行车道外边缘超高：h01=b1ib=11.75×0.06=0.47m硬路肩外边缘超高：h02=h01+b2ib=0.47+3.25×0.06=0.665m52 湖北工业大学毕业设计土路肩外边缘超高：h03=h02-b3i3=0.665-0.75×0.03=0.643m平曲线主要及要素桩号同理可得其他桩号超高值，见路基设计表。1.1.土石方的计算和调配1.1.1.调配要求（1）土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。（2）纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。（3）土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。（4）借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。（5）不同性质的土石应分别调配。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。1.1.2.调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。表格调配法的方法步骤如下：（1）准备工作调配前先要对土石方计算惊醒复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。（2）横向调运即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。52 湖北工业大学毕业设计（3）纵向调运确定经济运距根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离见区免费运距（4）计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量废方数量=挖余—纵向调出本桩的数量总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量（5）复核横向调运复核填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核填缺=纵向调运方+借方挖余+纵向调运方+废方总调运量复核挖方+借方=填方+借方以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。（6）计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方数量1.沥青路面设计1.1.轴载根据工程可行性研究报告可知路段所在地区近期交通组成与交通量，见表5-1。预测交通量增长率为6.0%。沥青路面累计标准轴次按15年计。52 湖北工业大学毕业设计车次/车辆GAIOBEQ140JN150JN253NJ230太脱拉138解放带货挂辆/昼夜1201802101601002020表5-1近期交通组成与交通量1.1.1.轴载分析（1）路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载。当以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力为设计指标时，轴载换算采用如下的计算公式：(5-1)式中：——标准轴载的当量轴次，（次/日）；——被换算车辆的各级轴载作用次数，（次/日）；——标准轴载，（kN）;——被换算车辆的各级轴载，（kN），轴载小于25kN的轴载作用不计；——轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。——轴数系数，当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，当轴间距小于3m时，双轴或多轴时按下式计算(5-2)—轴数。当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，采用如下公式：(5-3)式中：——轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09；——轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，当轴间距小于3m时，双轴或多轴时按下式计算—轴数。设计年限累计当量标准轴载数公式：(5-4)52 湖北工业大学毕业设计式中：——设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标准当量轴次；——设计年限（年）；——路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）；——设计年限内交通平均增长率（%）；——与车道数有关的车辆横分布系数，简称车道系数；（1）计算：表5-2轴载换算结果表（弯沉）车型（）（次/日）解放GAIOB后轴60.851112013.83黄河EQ140后轴69.201118036.29东风JN150前轴49.006.4121060.36后轴101.6011210225.01黄河JN253前轴55.06.4116076.01后轴66.012.216057.75跃进NJ230后轴69.201110020.16太拖拉138前轴51.406.41207.08后轴80.0012.22016.67解放带货挂后轴72.312.22010.73523.89注：轴载小于25的轴载作用不计；累计当量轴次：根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，双向四车道的车道系数是0.4~0.5，取0.4。52 湖北工业大学毕业设计表5-3轴载换算结果表（半刚性材料结构层的层底拉应力）车型（）（次/日）解放GAIOB后轴60.85111202.26黄河EQ140后轴69.20111809.47东风JN150后轴101.6011210238.43黄河JN253前轴55.018.5116024.77后轴66.01316017.28跃进NJ230后轴69.20111005.26太拖拉138前轴51.4018.51201.79后轴80.00132010.06解放带货挂后轴72.313204.49313.81注：轴载小于50kN的轴载作用不计；累计当量轴次：根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，双向四车道的车道系数是0.4~0.5，取0.4。3)交通等级我国沥青路面交通等级的划分按两种方法进行：第一种方法以设计年限内一个车道通过的标准当量轴次进行划分；第二种方法以运营车辆的大客车、中型货车、大型货车、拖挂车等车型在一个车道上的日平均车数进行划分，取两种方法得出的较高交通等级作为沥青路面交通等级。具体见下表5-4。表5-4沥青路面交通等级[7]交通等级BZZ--100累计标准轴次Ne（次/车道）大客车及中型以上货车交通量（辆/天/车道）52 湖北工业大学毕业设计轻交通＜3×106＜600中等交通3×106~1.2×107600~1500重交通1.2×107~2.5×1071500~3000特重交通﹥2.5×107﹥3000SBS改性沥青的高低温性能明显优于普通沥青，同时SBS改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂以及抗疲劳性能都比普通沥青混合料有较大幅度的提高，从而减小了路面破损产生的概率，这样可以推迟路面维修周期。所以结合料沥青选用A级90号，上面层采用SBS改性沥青。根据沥青路面交通等级表，交通等级属于中等交通。1.1.确定路面等级和面层类型由于公路等级为高速公路，宜采用高级路面，沥青混凝土面层。1.2.初拟路面结构初拟路面结构，根据规范来确定沥青面层的厚度。沥青层厚度宜根据公路等级、交通量和交通组成、气候条件以及所选路面结构类型等因素拟定：当采用半刚性基层沥青路面时，高速公路、一级公路的沥青层厚度可为120～180mm；二级公路的沥青层厚度宜为60～120mm；三级公路的沥青层厚度宜为30～50mm(拌和法)或15～30mm(层铺法表处)；四级公路的沥青层厚度宜为10～30mm。二级、三级公路一般采用双层式沥青面层。根据规范的推荐结构，路面结构面层采用：4cm的细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+7cm粗粒式沥青混凝土+水泥稳定碎石为基层（厚度待定）+36cm水泥稳定砂砾为底基层，以水泥稳定碎石为设计层。4cmA细粒式沥青混凝土14006cmB中粒式沥青混凝土12007cmC粗粒式沥青混凝土1000?D水泥稳定碎石130020cmE水泥稳定砂砾1500土基40图5-5方案一路面结构简图52 湖北工业大学毕业设计1.1.各层材料的抗压模量与霹裂强度的确定查表得到各层材料的抗压模量和劈裂强度，抗压模量取20℃的模量，各值均规范中给定范围的中值，因此，得到20℃的抗压强度模量如下表：表5-6各层材料抗压和劈裂强度表材料名称H（cm）20℃抗压强度模量（mpa）劈裂强度(mpa)细粒式密级配沥青混凝土414001.4中粒式密级配沥青混凝土612001.0粗粒式密级配沥青混凝土710000.8水泥稳定碎石？13000.5水泥稳定砂砾2015000.6土基—40—1.2.土基回弹模量该路处于I区，路槽底距地下水位平均高度为H=1m+1.2m=2.2m,由于该高度大于（1.8——2.0m），属于干燥路基。用D=30cm承载板测的弯沉值：P（Kpa）0.050.100.150.200.250.30L(0.01mm)4069728896110根据土基回弹模量计算公式：（5-5）-泊松比，土基取0.3552 湖北工业大学毕业设计-承载板直径30cm-承载板压应力-相对于承载板压应力的回弹变形求得1.1.设计指标的汇总1.1.1.设计弯沉值的计算根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-2004）中的规定式中：——设计弯沉值（0.01mm）；——设计年限内一个车道累计当量轴次；——公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2；——面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌和冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1；中、低级路面为1.2。——基层类型系数，对半刚性基层=1.0；柔性基层=1.6；对于混合式基层采用线性内插确定基层类型系数：式中：——为半刚性基层或底基层上柔性结构层总厚度（cm）；设计弯沉：（5-6）即1.1.2.各层材料容许底层拉应力材料的容许拉应力应按下列公式计算：52 湖北工业大学毕业设计式中：——路面结构层材料的容许拉应力(MPa);——沥青混凝土或半刚性材料的极限抗拉强度(MPa)，由试验确定。我国沥青路面设计规范采用极限劈裂轻度；——抗拉强度结构系数。1对沥青混凝土的极限抗拉强度，系指15℃时的极限抗拉强度；对水泥稳定类材料龄期为90d的极限抗拉强度(MPa)；对二灰稳定类、石灰稳定类的材料龄期为180d的极限抗拉强度(MPa)。对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数，宜按式(8.0.6-2)计算：对无机结合料稳定集料类：对无机结合料稳定细粒土类：（1）细粒式密级沥青混凝土（2）中粒式密级沥青混凝土（3）粗粒式密级沥青混凝土（4）水泥稳定碎石（5）水泥稳定砂砾52 湖北工业大学毕业设计1.1.1.设计资料汇总表5-7各层材料资料汇总表材料名称H（cm）20℃抗压强度模量（mpa）15℃抗压强度模量（mpa）容许拉应力(mpa)细粒式密级配沥青混凝土4140020000.6573中粒式密级配沥青混凝土6120018000.4695粗粒式密级配沥青混凝土7100014000.3404水泥稳定碎石？130013000.3106水泥稳定砂砾20150015000.3727土基—4040—1.2.路面结构层厚度的计算1.2.1.确定水泥稳定碎石层厚度弯沉综合修正系数——路面计算弯沉值（0.01mm）；p,δ——标准车型的轮胎接地压强(MPa)和当量圆半径（cm）；——土基回弹模量值(Mpa)；由以上取p=0.7δ=10.6552 湖北工业大学毕业设计表5-8弹性体系换算表一1400Mpa1200Mpa1000Mpa1300Mpa1500Mpa根据规范的规定，理论弯沉系数为：查诺模图得：a=6.3查诺模图得：所以52 湖北工业大学毕业设计查诺模图得：∴根据∴故取1.1.弯拉应力的验算1.1.1.细粒式密级配沥青混凝土底查诺模图得σ为压应力，不需验算。1.1.2.中粒式密级配沥青混凝土底52 湖北工业大学毕业设计查诺模图得σ为压应力，不需验算。1.1.1.粗粒式密级配沥青混凝土底查诺模图得σ为压应力，不需验算。1.1.2.水泥稳定碎石底查诺模图得σ为压应力，不需验算。E水泥稳定砂砾底52 湖北工业大学毕业设计查诺模图可得：∴1.1.方案确定通过以上分析，从技术指标上比较，方案能满足技术要求。综合考虑材料、施工条件及经济等方面因素，最终确定路面类型和结构层组合为道路面层上层选择4cm细粒式沥青混凝土，中面层选择6cm中粒式沥青混凝土,下面层选择7cm粗粒式型沥青混凝土；基层采用10cm水泥稳定碎石；底基层采用20cm水泥稳定砂砾。路面结构如图7.3所示：1.2.路面材料的技术要求根据规范规定：（1）沥青混合料中的细集料，宜用机制砂和天然砂，或石屑与天然砂配制。细集料应具有一定棱角性，洁净、干燥、无风化、无杂质，不含土。（2）沥青路面的粗集料应选用碎石，也可选用经轧制的碎砾石。对三级、四级公路的沥青层可用经筛选的小砾石。粗集料应用无风化、微风化的石料轧制而成，不含土和杂质，石料坚硬、表面粗糙、洁净，轧成碎石形状方正；（3）半刚性基层所用集料与结合料取自沿线料场，沥青选用重交通70#石油沥青，上面层采用SBS改性沥青，技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》相关规定；2.挡土墙设计挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和山坡墙等类型。52 湖北工业大学毕业设计重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片（块）石砌筑，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙圬工量大，但其型式简单，施工方便，可就地取材，适应性强，故被广泛采用。当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近，基础情况相似时，应优先选用路肩墙，按路基宽布置挡土墙位置，因为路肩挡土墙可充分收缩坡脚，大量减少填方和占地。若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙，并作经济比较后确定墙的位置。沿河堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。1.1.挡土墙的布置1.1.1.挡土墙的纵向布置挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图。布置的内容有：(1)确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接，与桥台连接时，为了防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。路堑挡土墙在隧道洞口应结合隧道洞门，翼墙的设置做到平顺衔接；与路堑边坡衔接时，一般将墙高逐渐降低至2m以下，使边坡坡脚不致伸入边沟内，有时也可以横向端墙连接。(2)按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。(3)布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶，台阶尺寸视纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1：2。(4)布置泻水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。1.1.2.挡土墙的横向布置横向布置，选择在墙高最大处，墙身断面或基础形式有变异处以及其它必须桩号处的横断面图上进行。根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横断面图。52 湖北工业大学毕业设计1.1.1.平面布置对于个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河曲线挡土墙，应作平面布置，绘制平面图，标明挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。1.1.2.挡土墙的基础埋置深度(1)对于土质地区，基础埋置深度应符合下列要求：①无冲刷时，应在天然地面以下至少1m；②有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m；(2)受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采用1.25m，但基底应夯实一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。(3)对于岩石地基，应清除表面风化层。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。墙趾前地面横坡较大时，应留出足够的襟边宽度，以防止地基剪切破坏。(4)当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下或采用其它措施，以防止挡土墙滑动。1.1.3.排水设施挡土墙应设置排水措施，以疏干墙后土体和防止地面水下渗，防止墙后积水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力，消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。排水措施主要包括：设置地面排水沟，引排地面水；夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水及地面水下渗，不要时可加设铺砌；对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固，一防止边沟水渗入基础；设置墙身泄水孔，排除墙后水。浆砌片石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔。墙高时，可在墙上部加设一排汇水孔。排水孔的出口应高出墙前地面0.3m；若为路堑墙，应高出边沟水位0.3m；若为浸水挡土墙，应高出常水位0.3m。为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料及滤层，以免孔道阻塞。52 湖北工业大学毕业设计1.1.1.沉降逢与伸缩缝为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，需根据地质条件的变异和墙高，墙身断面的变化情况设置沉降缝。为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，以内感设置伸缩缝。设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔10~15m设置一道，兼器两者的作用，缝宽2~3cm，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m。1.2.仰斜式路堤墙验算1.2.1.基本参数拟采用浆砌块石，墙高2.0m，填土高a=0，边坡1：1.5。墙背仰斜，坡度N=1:-0.1墙身分段长度10m。计算荷载：公路一级土壤地质情况：公路处IV6区，填背填土容重，计算内摩擦角墙背填土与墙背间的摩擦角，,容许承载力=400KPa，摩擦系数f=0.50，墙身材料25号砂浆2.5号砂浆砌片石，砌体容重r1=23KN/m3，容许压应力＝600KPa，容许剪应力＝100KPa容许拉应力＝80KPa。则计算基本参数如下：墙面高度(m)：h1=1.75墙背坡度(+,-)：N=-0.1墙面坡度：M=0.25墙顶宽度(m)：b1=0.66墙趾宽度(m)：db=0.3墙趾高度(m)：dh=1.3基地内倾坡度：N2=0.1污工砌体容重(KN/m3)：r1=23路堤填土高度(m)：a=0路堤填土坡度：M0=1.5路基宽度(m)：b0=26土路基宽度(m)：d=0.5填料容重(KN/m3)：R=18填料内摩擦角(度)：φ=35外摩擦角(度)：δ=17.5基底摩擦系数：μ=0.5基底容许承载力：[σ0](KPa)=400挡土墙分段长度(m)：L1=10荷载作用均布土层厚度ho=q／R=0.5652 湖北工业大学毕业设计1.1.1.计算结果：(1)求破裂角θ假设破裂面交与荷载内，采用相应的公式计算：挡墙的总高度：H=2.0m挡墙的基地水平总宽度：B=7.767m则θ=arctg(1.103)=47.8°验算破裂面是否交于荷载内：堤顶破裂面至墙踵：(H+a)tgθ=2.206m荷载内缘至墙踵：b+Htgα+d=1.381m荷载外缘至墙踵：b+Htgα+d+b0=27.381m故破裂面交于荷载内,与原假设相符，所选用公式正确。则计算图式为：(2)求主动土压力系数K和K152 湖北工业大学毕业设计(3)求主动土压力及作用点位置=10.415KN=2.174KN(4)抗滑稳定性检算挡土墙体积V=94.035m3挡土墙自重G=2162.806KN因为kc≥1.3，则抗滑稳定性检算通过。(5)抗倾覆稳定性检算因为k0≥1.5，则抗倾覆稳定性检算通过。(6)基底应力检算B=7.767m52 湖北工业大学毕业设计因为e≤B/6因为σmax<σ0，则基地应力检算通过。则所设挡土墙符合布置要求。1.涵洞设计1.1.概述涵洞是指在公路工程建设中，为了使公路顺利通过水渠不妨碍交通，设于路基下修筑于路面以下的排水孔道（过水通道），通过这种结构可以让水从公路的下面流过 。用于跨越天然沟谷洼地排泄洪水，或横跨大小道路作为人、畜和车辆的立交通道，或农田灌溉作为水渠。涵洞主要由洞身、基础、端和冀墙等 。涵洞是根据连通器的原理，常用砖、石、混凝土和钢筋混凝土等材料筑成。一般孔径较小，形状有管形、箱形及拱形等 。涵洞设计属于涵洞施工前的前期工作，应结合现场实际地形，地质情况，对其位置，方向，孔径，长度，出入口高程等进行设计。本高速公路段选用盖板涵。1.2.盖板涵设计说明1.2.1.类型按涵顶填土高度设计为两种形式１.分离式基础钢筋混凝土盖板而一般适用涵顶填土厚度０.５～４.５米。２.整体式基础钢筋混凝土盖板涵一般适用涵顶填土厚度２.５～７.５米。52 湖北工业大学毕业设计1.1.1.设计要点上部构造：（1）装配式钢筋混凝土预制盖板按筒支板计算内力，不考虑涵台传来的水平力。（2）盖板设计为变厚度板，根据内力计算分别确定跨中与极端的厚度。（3）计算涵洞上车辆荷载引起的竖向土压力时，车轮按其着地面积的边缘向下作30°角分布，当几个车轮的扩散线相重叠时，以最外边扩散线为准。（4）盖板顶最小填土高度为0.5米。（5）预制益权按99厘米和74厘米两种宽度绘制，若需变更盖板宽度，可参照本图的配筋根数按实际板宽进行折算。（6）当为斜交涵洞时，洞口两端盖板按实际设计为梯形盖板，可预制拼装，也可就地现浇。下部构造（1）计算涵台内力时，分离式基础盖板涵洞假定盖板与涵底铺砌为支撑，涵台作为上下端简支的竖梁，承受台后的水平压力;整体式基础盖板涵洞，按一端简支，一端固定的竖梁计算。（2）当涵洞的基底上承载力小于本图所拟定的容许范围时，即不能使用本通用图，此时可在基底设置砂砾石、碎石或砂垫层，提高基底承载力，使其达到本图所拟定的容许范围后方可使用。（3）台后活载换算成土柱高度，计算台后土压力。（4）部分涵顶填土厚度较小的涵洞，在活载作用下台身产生较大的偏心距，设计时适当加大了按弯曲抗拉强度验算条件计算的台身宽度。（5）图中未附涵台及一字式墙勾缝工程数量，设计时可按具体尺寸予以计算。52 湖北工业大学毕业设计1.高速公路绿化设计1.1.特点高速公路绿化设计应具有不断满足变化中的动态视觉要求的特点,由于高速公路为带状构造物,非点即面,所经过的区域的地理位置、自然环境、土壤条件以及社会环境，人文景观的不同而有不同的布置特点。1.2.设计原则全盘考虑,统一规划,协调一致。保护自然,维护生态环境,适地适树,依靠科学,讲求园林艺术效果。严格遵守交通线路的特殊要求,保障行车安全,充分利用当地植物,实现路域植被快速、立体化恢复。1.3.措施为了绿化和使路容不显得过于单调，可采用植树种草的措施，同时还有助于道路防护。具体方法有：（1）种草适用于冲刷轻微，边坡高度较小，坡度较缓的边坡防护。选用的草籽应注意当地的土壤和气候条件通常以容易生长、根部发达、茎叶低矮、枝叶茂密或者由匍匐茎的多年生草种为宜，最好采用集中草籽混和播种，使之生成一个良好的覆盖层。（2）铺草皮的适用条件与种草类似，方法有：平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮和卵石方格草皮。（3）植树可加强地基稳定性，防止冲刷、防风、砂等，可以是带状或条形，也可以栽成防护的全部区域。降低路面噪声在现在高速公路运行中显得日益重要，目前国内外采取多种方法降低高速公路噪声对环境的污染和对沿线居民身体健康的损害。对其进行防治,要从减少振动源和阻挡传播途径两方面着手。主要方法有采用新型路面材料降低噪声的产生，依靠新材料,新工艺,采用消噪沥青路面材料,是控制噪声源行之有效的措施；或者构筑隔音墙阻断噪音传播等。52 湖北工业大学毕业设计结束语经过近三个月的设计，在老师的悉心指导和严格要求下，我完成了广梧高速公路第一标段的设计设计。毕业设计是对大学四年学习成果的一次大检阅，平时课堂上学到的知识很难以融会贯通，通过本次毕业设计，让我们平时课堂上的知识得到了进一步的巩固，通过毕业设计基本可以将平时所学的一些知识应用到实际的设计中。设计刚开始时，由于对纬地软件的不熟悉，导致绕了很多弯路，甚至出现一些错误，造成了很多次的返工。但是，正是这一次次的尝试磨练了我的耐性并加强了我对软件的操作水平。在这次设计中，我不仅收获了专业知识，还在与同学的沟通交流方面有了很大的提高，为未来踏上社会、步入工作岗位打下了良好基础。毕业设计忙了两个多月，深深地体会到这是一个连接学习和工作的桥梁。毕业设计的完成标志着大学生活的结束，今后迎接我们的是更多的挑战，但是通过毕业设计的磨练，我相信我能够更好的面对这些，把握机遇。在大学里我们得到了最好的锻炼，我们要将学到的知识转换成力量，为了自己的梦想而努力。52 湖北工业大学毕业设计致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的导师。老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，老师都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的每个可爱的同学们和尊敬的老师们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本设计的顺利完成。在设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!谢谢你们!最后感谢土木工程与建筑学院和我的母校—湖北工业大学四年来对我的大力栽培。52 湖北工业大学毕业设计参考文献[1]JTGB01-2003公路工程技术标准[S]北京，人民交通出版社；2003[2]JTGD20-2006公路路线设计规范[S]北京，人民交通出版社；2006[3]JTGD30-2004公路路基设计规范[S]北京，人民交通出版社；2004[4]JTJ012-2002公路水泥混凝土路面设计规范[S]人民交通出版社；2002[5]JTJD50-2006公路沥青路面设计规范[S]北京，人民交通出版社；2006[6]JTJF10-2006公路路基施工技术规范[S]北京，人民交通出版社；2006[7]JTJ018-97公路排水设计规范[S]北京，人民交通出版社；1997[8]邓学均路基路面工程[M]北京，人民交通出版社；2002[9]JTGD63-2007公路桥涵地基与基础设计规范[S]人民交通出版社；2007[10]JTG/TD65-04-2007公路涵洞设计细则[S]北京，人民交通出版社；2007[11]（JTGD60＿2004)《公路桥涵设计手册》[S]，人民交通出版社；200452'