高速公路施工组织设计毕业论文.doc 95页

02级本科毕业设计论文第95页共95页高速公路施工组织设计毕业论文1引言地区地处苏北，地理位置比较闭塞，过去经济相对比较落后，区内交通设施也很落后，但随着区内乡镇及个体企业经济的快速发展，现在的交通状况日益成为经济发展的瓶颈，改善交通成为亟待解决的问题。虽然近几年当地政府投入了很多资金用于公路建设，但是与其他发达地区相比，差距仍很大，远不能满足新形势下对公路运输的要求。归纳起来，还存在如下几方面的问题：(1)数量少，虽然已经有些道路，但都不是高速公路，缺乏与外界迅速沟通的通道。(2)质量差，标准低，已有的公路多属低级公路，有些还年久失修，通车里程低，而且还有达不到技术标准的“等外路”。(3)没有路面铺装，属晴通雨阻的道路比例也很大，有的公路防护设施不全，抗灾能力很差。当前公路建设的发展速度既跟不上经济的发展，也跟不上交通量的增长。因此，出于促进经济发展以及为子孙后代造福的长远规划，在该地区建设高速公路已经刻不容缓。该道路建成后将会成为加速该地区经济发展的重要通道，它的建成不仅对本地区有促进作用，同时还有助于改善整个苏北地区的交通状况，响应政府“振兴苏北”的宏伟战略。使区域与区域之间的经济协作日益紧密。本道路是该地区未来的一个重要对外出入口，具有重要的意义。 02级本科毕业设计论文第95页共95页2设计原始资料和依据2.1自然地理情况本设计地段属于冲击平原，地形开阔，地势起伏平缓，大部分地面高程在30～38m之间，沿线河流、排灌沟渠交错，农田水利设施完善，乡村道路网密集，区域内均为高产农田区。2.2土壤、地质、水文资料、气候2.2.1土壤设计线路经过的地段主要由第四系松散沉积层所组成。第四系松散沉积层由全新统(Q4a1)的低、高液限粘土夹粗砂及更新统(Q3a1)的低、高液限粘土所组成。由于古河道多次变迁作用，底层厚度分布不均，堆积层厚度上部全新统(Q4a1)一般在3～9m，局部达10m，地层岩性主要为低、高液限粘土，其为2%～10%，下部上更新统(Q3a1)沉积厚度一般10m～40m，地层岩性主要为低、高液限粘土，呈中～低等压缩性。2.2.2地质构造本设计地段位于徐州市任庄地区OP段，属于新华系第二起带与秦岭—昆仑纬向构造带交汇部位，属于华北地抬次级构造单元，地质构造简单。2.2.3水文1地表水：路线经过区段主要河流，河流一般情况下流量受季节影响及人工调控影响较大，监测表明沿线河流水质对混凝土不具侵蚀性。2地下水：沿线第四系沉积层内富含大量的地下水，地下水一般埋深1～2.5m，并随汛期发生变化。监测表明沿线河流水质对混凝土不具侵蚀性。3地震：少数地震造成一些构造物不同程度的破坏，郯庐断裂带及其外围地区共发生有感地震9次。根据江苏省地震烈度区划，本地区烈度为7度。4气候：路线经过地区属暖温带半湿润季风气候区，海洋型与大陆型过度的气候特征较明显，气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬寒夏热。年内夏、秋季降水相对集中，易出现暴雨造成涝灾，其余季节的降雨量偏少。气候区内的年平均气温13.70C，以7、8月份最热，年平均最高气温19.40C，历年的平均最底气温9.10 02级本科毕业设计论文第95页共95页C，历年平均极端最高气温39.90C，历年平均极端最低气温-22.40C。历年的最大积雪深度20cm，最大冻土深度是33cm，历年平均的无霜期16.5天，气候区年内的平均降水量884.0mm，历年的最大年降水量1358.0mm，以7～10月份降水较为集中，区域内常年的主导风向为东北风，历年的平均风速为3.3m/s，最大风速为16.8m/s，8、9月份受台风影响区内空气湿度较高，年平均相对湿度为70%左右，最大相对湿度为85%，最小相对湿度为65%。2.3交通量资料表2-1高速公路的近期交通量车型小汽车黄河JN-150跃进NJ-130解放CA-10B太脱拉138交通量（辆/日）3000120010001800800交通量年平均增长率r=8%。2.4桥涵水文资料本段有河流，大部分地区为农田，夏秋雨季降水量大时易产生洪涝灾害，设计洪水位为35.9m。2.5设计依据部颁《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)部颁《公路路线设计规范》(JTJ011—2003)部颁《公路路基施工技术规范》(JTJ033—1995)部颁《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)部颁《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034—1993)部颁《公路沥青路面设计规范》(JTGD50—2004)部颁《公路路基设计规范》(JTGD30—2004)部颁《公路排水设计规范》(JTJ018—1997)拟建公路的设计任务书拟建公路的设计原始资料拟建公路所处地区地形图 02级本科毕业设计论文第95页共95页3路线设计3.1道路的可行性研究工程可行性研究就是在项目建设前必须进行各项研究工作的最重要阶段，主要是通过全面地调查研究和过程勘查、测量等工作，进行技术、经济论证，分析、判断建设项目的技术可行性和经济合理性，为工程项目的决策提供依据保证工程的经济效益。3.2道路技术等级确定3.2.1公路分级《公路工程技术标准》规定根据使用任务﹑功能和适应的交通量将公路分为高速公路﹑一级公路﹑二级公路﹑三级公路﹑四级公路五个等级。　　高速公路为专供汽车分向﹑分车道行驶并全部控制出入的干线公路，根据车道数的不同它又可分为四﹑六﹑八车道高速公路。　　四车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限平均昼夜交通量为25000～55000辆。　六车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限平均昼夜交通量为45000～80000辆。　　八车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限平均昼夜交通量为60000～100000辆。　　其它公路为除高速公路以外的干线公路﹑集散公路﹑地方公路分四个等级。3.2.2确定道路等级1公路等级的选用应根据公路功能、路网规划、交通量并充分考虑项目所在地区的综合运输体系和远期发展等经论证后确定。2一条公路可分段选用不同的公路等级或同一公路选用等级不同的设计速度和路基宽度，但不同公路等级设计速度路基宽度间的衔接应协调顺适。3预测的设计交通量介于一级公路与高速公路之间，拟建公路为干线公路时宜选用高速公路，拟建公路为集散公路时宜选用一级公路。设计年限的选择宜根据各地国民经济发展的实际情况和该公路在公路网中的地位，并考虑投资条件综合地确定。新建高速公路、一级公路的路面设计年限应为15年，有特殊要求时可适当延长设计年限。对改建、扩建的高速公路、一级公路的路面设计年限宜为10年至15年，大修加铺工程可视具体情况确定设计年限。 02级本科毕业设计论文第95页共95页表3-1高速公路的近期交通量车型小汽车黄河JN-150跃进NJ-130解放CA-10B太脱拉138交通量（辆/日）3000120010001800800交通量年平均增长率r=8%。由交通资料得折算成小汽车的近期交通量：式(3-1)式中：—折算成小汽车的近期交通量；—小汽车的近期交通量；—中型汽车的近期交通量；—拖挂车的近期交通量。表3-2车辆换算系数表车辆类型换算系数小汽车1.0小型载货汽车1.53-5吨载货汽车2.05吨以上载货汽车2.5中、小型公共汽车2.5大型公共汽车无轨电车3.0摩托车0.8则(辆／日)因远景设计年限为15年，交通量预计年增长率。设计年限内路线上平均昼夜交通量按下式计算：式(3-2)式中：Ne—设计年限内路线上折算成小汽车的平均昼夜交通量； 02级本科毕业设计论文第95页共95页N1—折算成小汽车的近期交通量；—交通量预计年增长率；—设计年限。则(辆／日)由《公路工程技术标准》的规定，当把各种汽车折合成小汽车的年平均昼夜交通量为25000以上时，要修建高速公路。3.3路线方案的拟订与比选路线方案的选择是路线设计的最根本的问题，目的是合理地解决设计道路的起讫点和走向。根据指定的路线总方向和设计道路的性质、任务及其在公路网中的作用，考虑社会、经济因素和复杂的自然条件等拟定路线方向。在勘测设计过程中，要结合路线的性质及其在路网中的作用、经济控制点、近远期交通量、主要技术指标、自然条件等因素，进一步认真研究落实。3.3.1选线选线的目的就是在符合国家发展建设的需要下，结合自然条件，选定合理的路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，并达到行车迅速安全、经济舒适及构造物稳定耐久且易于养护的目的。道路选线可按以下原则：1道路选线应根据道路使用任务和性质、综合考虑路线区域内国民经济的发展情况与远景规划，正确处理好近期与远期的关系，在总体规划的指导下，合理选定方案。2认真领会计划任务书的精神，依靠当地地形、气候、土壤、地质、水文等原始资料，不遗漏有价值的方案。3道路线形布局必须符合国家的方针政策，力争路线短捷及保证行车安全。4道路选线贯彻经济与运营经济结合的原则，在不增加工程造价的情况下，尽量提高技术指标，在不降低技术指标的情况下，尽量降低工程造价。5充分利用地形，尽量回避不利地带，正确运用技术指标，对路线与地形的配合加以研究，搞好路线平、纵、横三方面的结合。6桥位应在服从路线总方向的原则，不要因桥位而过多地增加路线，桥位尽量选在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段上，并方便群众。小桥涵位置应服从路线走向，但在不降低路线技术指标的情况下，也应当照顾小桥涵位置的合理。 02级本科毕业设计论文第95页共95页7道路与道路或道路与铁路应尽量减少交叉次数，应合理选用交叉类型，以达到行车安全畅通的目的。8道路设计应实行远近结合、分期修建、分段定级的原则，以取得投资及用地的最佳效益。9要考虑施工条件对选线的影响。推荐路线方案要注意结合可能的施工方法和施工力量，并积极采用新结构、新材料和先进的施工技术。3.3.2方案比选路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，通过多方案的比较，精心选择出合理的方案。路线设计保证路线的整体协调，做到平面顺适、纵面均衡、横断面合理。根据等高线地形图，采用纸上定线的方法研究可能的方案，并经过比较论证确定最后的方案。本设计根据当地的实际情况，合理考虑自然条件、技术指标和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等重大影响因素进行比较论证，力争修建一条具有高技术标准、低工程造价的道路。3.3.3路线的两套方案图3-1路线平面线形3.3.4高速公路技术标准表3-3高速公路技术标准 02级本科毕业设计论文第95页共95页序号项目主要技术指标１平曲线极限最小半径（m）650２平曲线一般最小半径（m）1000３平曲线不设超高最小半径（m）5500４平曲线不设缓和加宽最小半径（m）250５平曲线最小长度（m）200６停车视距（m）210７纵坡最大纵坡(度)3%最小纵坡(度)0.3%８竖曲线最小半径(m)凹形17000凸形200003.3.5方案比选本道路属于平原地区，地面高度变化微小，有时有轻微的起伏和倾斜，平原地区除泥沼、盐渍地、河谷漫滩等外，多为耕地，分布有各种建筑物，居民点较多，在天然河网地区还有水塘、河汊、沟渠等特点。平原区选线一方面要考虑由于地势比较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的标准，另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制，选线要考虑各方面的因素。现对两套方案进行分析如下。表3-4方案比选表 02级本科毕业设计论文第95页共95页项目方案一：直线-平曲线-直线方案二：直线-平曲线-直线-平曲线-直线主要参数指标平曲线α=29°R=2000mT=592.765mE=68.314mJ=22.469mL=1163.060mLs=150m平曲线1α=38°R=1500mT=606.779mE=87.383mJ=38.958mL=1174.410mLs=180m平曲线2α=47°R=1800mT=872.981mE=163.612mJ=90.084mL=1609.650mLs=180m曲线率=27.700%曲线率=66.980%桥涵6座4座其它农田、水渠等从上面两个方案比较来看，方案1和方案2的路线总长度差不多，但方案1中的直线段长度太长，这不利于行车安全,根据经验就高速公路而言曲线率通常要占路线总长的40%以上，而且方案1平面线形不仅与其他道路相交太多，还与许多河流交叉，导致桥涵的增加，这样既不利于行车，造价也会提高。所以综合各方面因素，选择方案2作为最佳路线方案。 02级本科毕业设计论文第95页共95页4平面设计道路是一个带状构造物。它的中线是一条空间曲线。道路的平面线形当受到各种自然条件(主要是地质、地形、地物)的限制而发生转折时，为消除道路的突然转折，使汽车安全顺适的通过，在转折处就应设置曲线。曲线一般为圆曲线、缓和曲线及其组合。因此直线、圆曲线、缓和曲线是平面线形的组成要素。平面设计的主要任务是合理的确定以上三要素。4.1直线4.1.1直线的特点作为平面线形要素之一的直线，在道路中使用最广。因为两点之间直线最短，加之笔直的道路给人以短捷直达的良好印象，在美学上直线也有其自身的特点。在车辆直线上行驶受力简单、方向明确、驾驶操作简易。从测设方面看，直线只需定出两点，就可方便的测定方向和距离。基于直线的这些优点，在各种线型中广泛采用。4.1.2直线最大长度直线线形大多难以与地形相协调，若长度运用不当，不仅破坏了线形的连续性，也达不到线形设计自身的协调。由于直线的安全性差,一些国家对直线作了规定，德国规定不超过20V(V是设计车速，用km/h表示),前苏联规定为8km,美国为4.83km，我国目前尚无统一规定。总的原则是：公路线形与地形相适应,与景观相协调,直线的最大长度应有所限制,当采用长直线线形时,为弥补景观单调的缺陷,应结合具体情况采取相应技术措施。无论是汽车专用公路还是一般公路在任何情况下都要避免追求长直线的错误倾向。4.1.3直线的最小长度在两个圆曲线间存在直线最小长度问题。本道路采用的两个圆曲线属于反向曲线，反向曲线间的直线应符合规定。转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和加宽缓和的需要以及驾驶人员转向操作的需要，如无缓和曲线时，宜设置一定长度的直线。《公路路线设计规范》规定，当计算行车速度≥60km/h时，反向曲线的最小长度以不小于行车速度的2倍为宜。本道路两个反向曲线，其间直线长度取值见表4-4。4.2圆曲线 02级本科毕业设计论文第95页共95页各级公路与城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分，圆曲线具有易与地形相适应、可循环性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。4.2.1圆曲线半径半径是圆曲线的重要几何元素，半径一旦确定，则其大小及曲率也就确定，平曲线半径计算公式为：式(4-1)式中：V—行车速度(km/h)；ih—路面横坡，有超高时为路拱横坡，有超高时为超高横坡；μ—为横向力系数。1圆曲线最小半径一般最小半径是指在通常的情况下采用的最小半径。它介于极限最小半径与不设超高最小半径之间，其超高值随着半径的增大而按比例减小。其μ和ih见下表:表4-1一般最小半径μ、ih取值表计算行速度（km/h）120100806050304020μ0.050.050.060.060.060.060.050.05ih0.060.060.070.080.070.070.060.06表4-2各级公路圆曲线最小半径公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020极限最小半径(m)65040025012540012525060125306015一般最小半径(m)10007004002007002004001002006510030不设超高最小半径(m)550040001500150040001500250060015003506001502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尽量采用大半径，但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与直线有太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果，同时也无谓增加计算和测量上的麻烦，所以《公路工程技术标准》规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m。 02级本科毕业设计论文第95页共95页4.2.2圆曲线半径的确定圆曲线能较好的适应地形的变化，并可获得圆滑的线形,圆曲线在适应地形情况下,应尽量选用较大半径,在确定半径时应注意以下几点:1一般情况宜采用极限最小半径的4～8倍或超高为2%～4%的圆曲线半径。2地形条件受限制时,应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径。3应同前后先行要素相结合,使之构成连续均衡的曲线线形。4应同纵断面线形相结合,避免小半径曲线与陡坡相重合。5每个弯道半径值的确定,应按技术标准根据实际选用。本道路考虑直线最小长度并结合实际确定两个平曲线最小半径为1500m，1800m。4.3缓和曲线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应设置缓和曲线。在直线上,曲率半径为无穷大,而在圆曲线上,曲率为1/R,半径为R,如两种线形相连接,则在连线出会产生突变点，加入缓和曲线,则曲率渐变,线形较佳。4.3.1缓和曲线长度及参数的确定1缓和曲线长度《公路工程技术标准》规定当曲线半径小于5500m时，应设置缓和曲线。缓和曲线的长度受一下两个因素限制：(1)从控制方向操作的最短时间考虑：如果缓和曲线长度太短,使驾驶员操作不便,所以应保证驾驶员在缓和曲线上操作有一定的时间。缓和曲线的最小长度为:Ls(min)=V/1.2(m)。(2)离心加速度变化率考虑：汽车行驶在缓和曲线上,离心加速度随缓和曲线曲率变化而变化,如变化过快会使旅客感到横向的冲击。《公路工程技术标准》规定的缓和曲线长度根据道路等级和设计车速按下表取值：表4-3缓和曲线最小长度公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020缓和曲线最小长度(m)10085705085150703550253520综合考虑以上两点确定本道路缓和曲线长度取180m。 02级本科毕业设计论文第95页共95页2平曲线几何参数的确定图4-1基本型平曲线表4-4参数取值表序号参数取值单位1交点个数2个2路线总长4.253Km3平均每公里交点数0.470个4直线最大长度876.404m5直线最小长度254.520m6缓和曲线最大长度180m7缓和曲线最小长度180m8平曲线最大长度1669.655m以上数据符合规范要求，可以进行要素计算。几何元素有：q、p、β0、T、L、E、J，其计算公式如下：式(4-2)式(4-3)式(4-4)式(4-5)式(4-6)式(4-7) 02级本科毕业设计论文第95页共95页式(4-8)式中：α—转角(度)；β0—缓和曲线角(度)；T—切线长(m)；L—曲线长(m)；Ls—缓和曲线长(m)；E—外距(m)；J—校正数或称超距(m)；R—圆曲线半径(m)。计算示例(平曲线1)：由前所述：LS=180m，α=380，R=1500m平曲线2计算同上。 02级本科毕业设计论文第95页共95页表4-5平曲线几何要素汇总表曲线曲线1曲线2几何要素q=89.998mq=89.993mp=0.900mp=0.750mβ0=3.4280β0=2.8650T=606.779mT=872.981mE=87.383mE=163.612mL=1174.410mL=1655.878mJ=38.189mJ=90.084m4.5视距为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，因此必须满足行车视距的要求。行车视距是否足够，直接关系到行车的安全与迅速，它是道路使用质量的重要指标之一。因高速公路有中央分隔带，无对向车辆，因此，不存在错车、会车视距，并且高速公路的车道数均在4个车道以上，快慢车道用划线分隔行驶，各行其道，也不存在超车问题。因此，只需考虑停车视距的问题。停车视距是指驾驶人员自看到前方障碍物起至到达障碍物前安全停止所需要的最短的行车距离。《公路工程技术标准》规定高速公路的停车视距为210m。4.6逐桩坐标计算采用坐标法计算逐桩坐标，本路线的四个控制点坐标为：QD坐标为X=0.000Y=0.000JD1坐标为X=817.793Y=-277.254JD2坐标为X=3049.234Y=510.787ZD坐标为X=4068.604Y=-30.454导线方位角计算公式：设交点坐标为JD(XJ、YJ)，交点相邻直线的方位角为，。式(4-9) 02级本科毕业设计论文第95页共95页式(4-10)1直线上桩坐标计算：ZH点坐标：式(4-11)式(4-12)例：求直线上桩号为100的点的坐标，设其里程为L，曲线起点里程为ZH，曲线终点里程为HZ。起点至直缓点间桩号为100的坐标：2曲线上任一点的坐标：曲线上任意点的切线横距：式(4-13)式中：—缓和曲线上任意点至ZH(或HZ)点的曲线长;—缓和曲线长度。第一缓和曲线(ZH～HY)上桩号360点坐标： 02级本科毕业设计论文第95页共95页3圆曲线内任一点的坐标：例：求QZ的坐标：其余各点计算方法同上。经Excel整理得本道路直线、曲线及转角表和逐桩坐标表见表格附录表1和2。 02级本科毕业设计论文第95页共95页5道路纵断面设计纵断面是道路设计的重要技术指标之一。它主要反映路线起伏、纵坡与原地面的切割等情况，把道路的纵断面与平面图、横断面图结合起来，就能够完整地表达出道路的空间位置和立体线形。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、水文等条件，考虑路基稳定、排水的工程量等的要求，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设计。5.1纵断面设计的方法5.1.1纵断面设计原则1保证路线纵断面指标满足设计规范且在满足立体交叉物的净空标准前提下，尽可能采用较高的技术指标，尽量降低填土高度，节省工程量，减少占用的耕地量。2纵断面线形力求与地形相适应，设计成视觉连续平顺且光滑，线形避免在短距离内出现连续起伏。3对于行人与行车的通道，在地形、地势条件有利于解决排水的情况下，一般避免下挖造成通道内积水，通道的布设在满足净空的要求和使用要求基础上，着重考虑尽量使沿线居民出行便利，生产和生活均不受其影响。4纵断面设计时考虑平纵线形组合设计，着重考虑了平纵指标的协调，平纵曲线的对应关系，避免将凸形竖曲线顶点与凹形竖曲线的底部置于平曲线起终点，或反向曲线的拐点。纵断面线形与平面线形一样，也应采用较高的经济技术指标，竖曲线半径均达到视觉要求。5尽量减少变坡点的数量，设置大半径竖曲线。6注意平、纵组合，竖曲线宜包含在平曲线内，即“平包竖”原则。5.1.2确定和标注标高控制点控制点是指影响纵坡设计的标高控制点，如路线起点、终点，越岭垭口，中小桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪水位的洪水位，隧道进出口，片面交叉和立体交叉点，人行和农用车通道，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。1桥梁区最小填土高度 02级本科毕业设计论文第95页共95页本道路中路基高度主要受农田和其他积水路段的最小填土高度、人行通道净空、桥下净空、河流洪水位等因素控制。将上述标高控制点标注于地形图中，设计时应注意。由此地区桥涵水文资料可知，设计洪水位35.9m，此路段属于平原区填土高度不大。填土高度要满足设计洪水位+0.5m(安全高度)的设计要求，所以桥涵地区纵断面设计标高>35.9+0.5=36.4m,填土高度约>36.4—33.8=2.6m。2通道净空通道设置是平原区高速公路控制路基高度的主要因素，通道数量既要满足沿线群众生活、工作便利的要求，又不能过多设置而增加工程投资。为合理确定通道数量，尽可能降低路基设计高度，通道对道路网现状和规划进行全面的分析研究，综合平衡，合理分类，确定道数和位置及高度。本道路中，地方道路拟采用下穿方式横过主线。根据通道的使用功能和实际调查资料，下穿主线的通道属于人行通道，其净高为2.2m。一般情况下，为满足通道的排水要求，通道底面标高应高于地面标高，如周围地势较低，可以适当下挖通道。在500米以内有多条通道与主线相交的话，可以采用合并共同使用一条通道的做法，以降低工程量节约投资。5.2纵坡设计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》的规定。2为保证车辆能以一定的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。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。4一般情况下，纵坡设计应考虑填挖平衡。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。6对连接段纵坡，如桥引道及通道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。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。5.2.1最大纵坡 02级本科毕业设计论文第95页共95页最大纵坡是道路纵断面设计的重要指标，在地形起伏较大的地区最大纵坡的大小直接影响路线的长度、使用质量、行车安全、运营成本和工程的经济性。各级公路允许的最大纵坡是根据汽车的动力性能、道路等级、自然条件以及工程、运营经济等因素，通过综合分析，全面考虑合理确定的。《公路工程技术标准》和《路线设计规范》对我国公路的最大纵坡的规定如下表：表5-1各级公路最大纵坡公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020最大纵坡（%）345546576869本道路属于平原地区，所选坡度均较小，均满足最大纵坡限制。具体取值详见表5-6。5.2.2最小纵坡为保证挖方路段、设置边沟的低填方路段和横向排水不畅地段的排水，以防止积水渗入路基而影响其稳定性，应采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计小于0.3%的纵坡时边沟应作单独排水设计。本道路地势平坦，纵坡取值较小，但大于0.3%。具体取值详见表5-6。5.2.3坡长限制1最短坡长限制最短坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的。如果坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏的地段产生的增重或减重的变化频繁，导致乘客感觉不适，车速越高越突出，从路容美观、相邻两竖曲线的设置和纵面视距等也要求有一定的长度。从线形的几何构成来看，纵断面是由一系列的直线段和竖曲线所构成，若坡长过短，则不能满足设置竖曲线这一几何条件的要求，故应对纵坡的最小长度加以限制。《公路工程技术标准》规定各级道路最短坡长应按下表选用：表5-2各级公路的最小坡长公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020最小坡长(m）30025020015025015020012015010010060最短坡长具体取值详见表5-6。2最大坡长限制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，对行车影响也较大，连续上坡发动机过热影响机械效率,行驶条件恶化 02级本科毕业设计论文第95页共95页。对高速公路，即使是2%的纵坡，坡长也不宜超过1500m。道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常的行驶影响很大，纵坡越陡，坡长越长，对汽车影响也越大。《公路工程技术标准》和《路线设计规范》对最大坡长限制见下表:表5-3各级公路纵坡长度限制（m）公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020纵坡坡度（%）390010001100120010001100——————470080090010008001000900110010001100110012005—600700800—80070090080090090010006—500600—600—7006007007007008007———————500—500—6008—————————300—4009———————————200纵坡长度具体取值详见表5-6。5.3竖曲线设计纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车安全、舒顺，需要在变坡点处设置竖曲线。我国规定各级公路及城市道路在变坡点处均应设置竖曲线，竖曲线半径均以圆曲线半径表示。竖曲线设置的主要作用如下：1确保道路纵向行车视距。2缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击缓冲作用。3将竖曲线与平曲线恰当组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。5.3.1竖曲线最小半径1竖曲线设计的限制因素在纵断面设计中，竖曲线的设计要素受众多因素的限制，其中有三个限制因素决定着竖曲线的最小半径或最小长度。(1)缓和冲击 02级本科毕业设计论文第95页共95页汽车行驶在竖曲线上时，产生的径向离心力在凹形竖曲线上是增重，在凸形竖曲线上是减重。增重与减重达到某种程度时，旅客就有不舒适的感觉，同时对汽车的悬挂系统也有不利的影响，所以为了解决这个问题在确定竖曲线半径时，对离心加速度要加以控制。根据试验，离心加速度限制在0.5m/s²～0.7m/s²比较合适。Rmin=v²/3.6或Lmin=v²ω/3.6式(5-1)(2)时间行程不过短汽车从直坡道行驶到竖曲线上，尽管竖曲线半径较大,如其长度过短,汽车倏忽而过旅客会感到不舒适。最短应满足3秒行程,即Lmin=Vt/3.6=V/1.2式(5-2)(3)满足视距要求汽车行驶在凸形竖曲线上,如果半径太小,会阻挡司机的视线.为了行车安全,对凸形竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。竖曲线半径取值见表5-6。2竖曲线最小半径和最小长度《公路工程技术标准》规定的一般最小半径和最小长度见下表:表5-4凸形竖曲线最小半径和最小长度计算行车速度(km/h)1201008060403020极限最小半径(m)11000650030001400450250100一般最小半径(m)170001000045002000700400100竖曲线最小长度(m)100857050352520表5-5凹形竖曲线最小半径计算行车速度(km/h)1201008060403020极限最小半径(m)4000300020001000450250100一般最小半径(m)6000450030001500700400200本工程处于平原地区，地势较平坦，参数易接近极限值，具体取值见下表。 02级本科毕业设计论文第95页共95页表5-6参数取值表序号参数取值单位1变坡点数2个2纵断面总长4.253km3平均每公里变坡点数0.470个/km4竖曲线总长2.527km5竖曲线占纵断面比例59.417%6最小坡度0.305%7最大坡度0.465%8最小坡长840.572m9最大坡长2298.755m10直线最小长度263.367m11直线最大长度1035.168m12凸曲线半径150000.000m13凹曲线半径180000.000m以上数据均符合要求，可以进行要素计算。5.3.2竖曲线各要素计算图5-1竖曲线要素示意图计算公式如下：ω=式(5-3)L=Rω或R=L/ω　式(5-4)T=L/2=Rω/2式(5-5)式(5-6)式中：ω—两纵坡段的坡差(%)；L—竖曲线长度(m)；T—切线长度(m)； 02级本科毕业设计论文第95页共95页E—外矩(m)；R—竖曲线半径(m)。计算示例：已知在k0+840.572凸形竖曲线变坡点1处，竖曲线半径R＝150000m，i1=0.4648%,i2=-0.3048%,则：ω＝i2－i1＝0.7696%L=Rω=150000×0.7696%=1154.430mT=L/2=577.215mE=T²/(2R)=577.215²/(2×150000)=1.110m竖曲线起点桩号：K0＋840.572－T=K0+263.358m竖曲线起点高程：39.907—T×0.4648%=37.224m竖曲线终点桩号：K0+840.572+T=K1+417.787m计算竖曲线内任意一点的高程：桩号K0+400.000处：横距：x1=(K0+400)—(K0+263.358)=136.642m竖距：m切线高程：m设计高程：37.859—0.0062=37.853m变坡点2处计算同上。表5-7竖曲线要素汇总表变坡点桩号R(m）ωL（m）T（m）E（m）K0+840.0001500000.769%1154.430577.2151.110K3+139.3271800000.762%1372.766686.3831.3095.4平、纵线形组合设计5.4.1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注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关。3选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。 02级本科毕业设计论文第95页共95页4注意与道路周围环境的配合。5.4.2“平包竖”组合设计本道路的设计在满足上述各技术参数及设计要求的前提下，通过拉坡尽量控制填土高度以减少工程量。竖曲线半径尽可能取大值，并尽量减少竖曲线个数，使路线不致频繁起伏。考虑平曲线与竖曲线的组合，本段设计做到了“平包竖”，平曲线与竖曲线相互重合，且平曲线稍长于竖曲线，竖曲线的起始点分别放在平曲线的两个缓和曲线内。平曲线与竖曲线大小保持均衡，满足美学要求，使得平纵面技术指标均衡，组合合理，在视觉上也能自然诱导驾驶员的视线，保证了视觉连续，线形平顺而圆滑。 02级本科毕业设计论文第95页共95页6道路横断面设计道路横断面是指中线上各点的法向切面，是由横断面设计线和地面线所构成的。路线设计中所讨论的横断面设计只限于与行车直接有关的那一部分，即各组成部分的宽度、横向坡度等问题。6.1道路建筑界限及用地道路建筑界限是指为保证车辆、行人安全、对道路和桥面上以及隧道中规定的高度和宽度范围类不允许有任何障碍物的空间界限，又称建筑净空。建筑界限由净高和净宽两部分组成。在道路横断面设计中，道路标志、护栏、照明灯柱、电杆、行道树以及跨线桥的桥台、桥墩等的任何部分不得侵入建筑界限之内。道路用地是指修建、养护道路及其沿线设施，依照国家规定所征用的地幅。对新建公路路堤两侧排水沟外边缘以外，或路堑坡顶截水沟外边缘以外不少于1m的土地为公路用地范围，在有条件地段，一级、高速公路不小于3m，二级公路不小于2m。6.2横断面组成一般组成：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。标准横断面图如下：图6-1标准横断面图 02级本科毕业设计论文第95页共95页6.3车道数的确定由《公路工程技术标准》的规定高速公路四车道适应的按各种汽车折合成小客车的远景设计年限平均交通量为25000～55000辆，则确定该公路为四车道高速公路；且又为平原地区，所以计算行车速度选为120km/h。6.4行车道宽度行车道宽度直接影响道路的通行能力、行车速度、行车安全、工程造价等。行车道宽度必须有能满足错车、超车或并列行驶及车辆与路肩间所必需的余宽。路面宽度主要决定于车道数和每一车道的宽度。计算公式如下：车道数=远景年限单向设计小时交通量×2/每一车道的设计通行能力。根据调查研究及参考国外资料,设计车速≥100km/h时,车道宽度应为3.75m，设计车速≤100km/h时,车道宽为3.5m。考虑我国货载汽车占比例较大,车型、车速不一，低等级道路均为混合交通道路，车道要求较宽，当设计车速〉40km/h时,采用3.75m,反之采用3.5m。具体情况见下表:表6-1各级公路行车道宽道表公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路计算行车速度（km/h）120100806010060804060304020车道数（条）8644444422221或2行车道宽度（m）2×152×11.252×7.52×7.52×7.52×7.02×7.52×7.09.07.07.06.03.5或6.0本道路属于高速公路，根据设计车速和车道数确定采用2×7.5m。6.5路肩、分隔带、路拱及超高6.5.1路肩路肩由右侧路缘带(高速公路及一级公路设)、硬路肩、土路肩三部分组成。由于我国土地紧张，因而确定路肩宽度应在满足路肩功能要求的条件下，尽量采用较窄宽度的原则确定。高速公路、一级公路的路肩宽度应考虑发生故障时车辆随时都可在路肩上停靠所需的宽度。 02级本科毕业设计论文第95页共95页表6-2路肩宽度表公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020硬路肩宽度一般值（m）3.253.002.752.503.002.50——————最低限值（m）3.002.752.502.751.50———————土路肩宽度一般值（m）0.750.750.750.50.750.501.500.750.750.750.50或1.5最低限值（m）——0.5—————————本道路属于高速公路，设计时速120(km/h)，硬路肩取3.5m，土路肩取0.75m。6.5.2中央分隔带四条和四条以上车道的公路应设置中间带。由两条左侧路缘带及中央分隔带组成。一般高速公路、一级公路设中间带。中间带的宽度是根据行车道以外的侧向余宽，防止驶入对向行车道的护栏、种植、防眩网等所需的设置宽度而定的。《公路工程技术标准》规定的最小中间宽度随公路等级、地形条件变化取4.5m。中央分隔带的表面形式采用凸型。为便于养护作业和某些车辆在必要时驶向反向车道，中央分隔带应按一定距离设置开口部。间距取为2000米，开口端部的形状采用弹头形如下图。图6-2中央分隔带开口6.5.3路拱为了迅速排除路面上的雨水，采用中间高，两边低的抛物线型路拱。考虑到道路纵坡度比较小，并结合《公路路线设计规范》，为有利于路面排水，路拱坡度采用2%，土肩横坡为4%。6.5.4超高1最大超高为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成 02级本科毕业设计论文第95页共95页外侧高于内侧的单向横坡的超高形式。此段路线设计中平曲线的半径R<5500m，所以必须设置超高段。超高的横坡度按公路等级、计算行车速度、圆曲线半径、路面类型、自然类型和车辆组成等情况确定。最大横坡度式(6-1)但为避免产生内侧滑移：(指横向附着系数)式(6-2)2超高过渡方式由直线段的双向横坡断面渐变到圆曲线上的单向横坡的路面称超高或超高过渡段，本道路设有中间带所以应按又中间带公路的超高过渡方式来设置，其方式如下：图6-3超高过渡方式3其间超高缓和段长度Lc计算：圆曲线：圆曲线上为全超高，根据《公路路线设计规范》取iy＝4%。缓和段：由直线段的双向横坡断面渐变到圆曲线段全超高的单向横坡断面，其间必须设超高缓和段，双车道公路超高缓和段长度按式计算：式(6-3)式中：Lc—超高缓和段长度(m)；B—旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度等于8.75m；—超高坡度与路拱坡度代数差(%)；p—超高渐变率，采用1/200。则：又因为不设超高的半径为5500m，此点距ZH点的距离为：根据此条件确定超高缓和段长度：180-49.090=130.910m，取150m。4计算各桩号处超高 02级本科毕业设计论文第95页共95页超高起点为:K0+319.520,直线段的硬路肩坡度与行车道相同,为2%，土路肩为4%。圆曲线内侧的土路肩、内外侧的硬路肩坡度与行车道的坡度相同，均为4%，外侧的土路肩坡度为-4%。内侧土路肩坡度过渡段的长度为：所以取，内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前，变成-4%，与路面横坡段相同。分别计算各桩号处距离超高起点的x值，然后分别代入计算公式。例超高缓和段起点处，计算结果如下：外侧：内侧：表6-3超高值计算结果桩号左中右K0+0.0004220-2-2-4K0+276.5014220-2-2-4K0+279.5204220-2-2-2K0+368.0924220222K0+412.5204440444K0+434.5205550555K1+253.8575550555K1+275.9994440444K1+320.2854220222K1+393.8574220222K1+408.8574220-2-2-4K2+352.1934220-2-2-4K2+355.2612220-2-2-4K2+445.261-2-2-20-2-2-4K2+490.261-4-4-40-4-4-4K3+799.916-4-4-40-4-4-4K3+839.916-2-2-20-2-2-4K3+919.9162220-2-2-4K3+922.9164220-2-2-4K4+253.2764220-2-2-46.6标准横断面组成中间带4.5m(左侧路缘带为2×0.75m，中央分隔带3.0m)，行车道为 02级本科毕业设计论文第95页共95页2×2×3.75m,硬路肩(含右侧路缘带0.5m)为2×3.5m,土路肩为2×0.75m。中央分隔带为凸形，考虑道路纵坡度比较小，并结合《路线设计规范》，为了有利于路面排水，路拱坡度采用2%，土肩横坡为4%，全线路线平曲线半径均大于250m，不需加宽。标准横断面图见图纸设计部分。 02级本科毕业设计论文第95页共95页7一般路基设计公路路基承受着土体本身的自重和路面结构的重量，同时还承受由路面传递下来的行车荷载，所以路基是公路的承重主体。一般路基是指在一般工程地质条件下修筑填挖高度不太大的路基。其设计可直接参照规范规定或标准图。路基本身设计主要包括：填料选择、压实标准、边坡形状和坡度以及地基处理等内容。路基横断面的典型形式，可归纳为填方路基、挖方路基和填挖结合路基等三种类型。7.1路基设计要求1选择路基断面形式，确定路基宽度与路基高度。2选择路基填料与压实标准。3确定边坡形状与坡度。4路基排水系统布置与排水结构设计。5坡面防护与加固设计。6附属设计。7.2路基宽度路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。表7-1公路路基宽度公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路计算行车速度（km/h）120100806010060804060304020车道数8644444422221或2路基宽度(m)一般值42.53527.5或2826.524.522.525.522.5128.58.57.56.5变化值40.53325.524.5232024204.5或7 02级本科毕业设计论文第95页共95页路基占用土地，是公路通过农田或用地受限制地区时的突出问题，建路占地必须综合规划，统筹兼顾，讲究经济效益，农业与交通相互促进，根据《公路工程技术标准》规定，结合设计通行能力及交通量大小确定路基宽度28m。7.2.3路基高度该道路沿线地下水位埋深约在地表1.5m以下，路基最小填土高度由地下水位和地表水及暴雨量控制。通过调查，收集沿线所经地区的降雨量资料，为确保路槽底部长期处于干燥或中湿状态，农田和其他积水路段的最小填土高度以不低于1.5m为宜。对于个别地势较高、距离较短的路段，如果因满足最小填土高度而导致前后路段的路基填土高度过大，则采用下挖换填的方式通过。7.3填方路基填方路基是指全部用岩土填筑而成的路基，本道路填土高度在1.5m～18m范围内，属于一般路堤，填方高度不大，填方数量较少，全部或部分填方可在路基两侧设置取土坑，使之与排水沟渠结合，为防止受流水侵害，保证边坡稳定，在边坡与沟渠之间设置护坡道。7.3.1填料选择筑路路堤的材料应以采用强度高、水稳性好、压缩性小、便于施工压实以及运距短的土、石材料为宜。在选择时，一方面要考虑料源和经济性，另一方面要顾及填料的性质是否合适。为节约投资和少占耕地或良田，一般应利用附近路前或附属工程的弃方作为填料，或者把土坑布置在荒地、空地或劣地上。一般不含有害杂质的土，均可用作路基填料，如：不易风化的石块，碎(砾)石土，砂土，砂性土，粉性土，重粘土，易风化的软质岩石等。对于高速公路的填方路基，填料的最小强度(CBR值)和最大粒径应满足《路基设计规范》，具体见下表：表7-2填料要求项目分类路面底面以下深度(m)填料最小强度（CBR）（%）高速公路、一级公路二级公路三、四级公路上路堤0.8～1.5433下路堤1.5以下3227.3.2填筑规则用不同性质的土填筑路堤时，须遵守下列规则：1不同性质的土要分层铺筑，不得混杂乱填。2各类土层的安排，应考虑路基的工作条件。 02级本科毕业设计论文第95页共95页3透水性较小的土填在下层时，其顶面应做成4%的双向横坡，以保证上层透水性土有排水出路。4当上下两部分填料的颗粒尺寸相差较大时，其间应加设有砂石材料铺成的反滤层。5相邻两段用不同类土填筑的路堤，应力求采用斜面连接，以免产生明显的不均匀变形。据地质资料，本次设计线路经过地段主要由第四系松散沉积层所组成，表层为素填土和粘性土，土质均一，呈硬塑—半硬塑状。本施工段K0+000～K3+480、K3+980～K4+4253.276为填方路基，K3+480～K3+980为挖方路基，所需填料部分来自于挖方的土方，尽量做到填挖平衡。根据本地区的地质地形以及实际环境。为满足路基填料强度和压实标准及施工要求，对特殊路段路基填土进行适当掺加石灰处理。7.3.3路基压实路基土经过充分压实后，会变得相当紧密，可减小压缩性、透水性和体积变化，提高强度、抗变形能力和水稳性，以消除大部分因自重和干湿作用引起的自然沉陷及行车反复作用产生的压密变形，避免冻胀和翻浆现象，避免水的侵蚀造成的滑塌等病害。路基压实应充分考虑路基填土的工程性质、气候条件等制定合理的压实工艺，严格在最佳含水量下压实，合理选择压实标准。路基土的压实标准按重型实试验方法确定。重型击实试验方法的压实功能相当于12～15t压路机的碾压效果。我国《公路路基设计规范》规定的压实度标准见下表。表7-3路基压实度填挖类型路面底面以下深度(m)压　　实　　度(%)高速公路、一级公路一级公路二级公路公路三、四级公路公路上路堤0.80～1.50≥94≥94≥93下路堤1.50以下≥93≥92≥90由于本道路是高速公路，采用重型击实试验来测得路基的压实度，填筑路堤前应清除地表15cm耕植土，在清除后的地面上进行蹍压，其压实度应大于95%。7.3.4路基边坡边坡形式采用台阶形边坡，采用1：1.5的坡度，以增加边坡的稳定性，并便于施工，各层的高度和坡度可按稳定性验算的结果确定。路基边坡坡度对路基稳定十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。公路路基的边坡如下： 02级本科毕业设计论文第95页共95页图7-1路基边坡示意图一般路堤边坡可根据填料种类和边坡高度按下表选用。表7-4填方边坡坡度表填料种类边坡的最大高度(m)边坡坡度1：M全部高度上部高度下部高度全部高度上部高度下部高度粘性土、粉性土、砂类土20812—1：1.51：1.75砂、砾12——1：1.5——漂（块）石土，卵石土、砾（角砾）类土、碎石20128—1：1.51：1.75不易风化的石块20812—1：1.31：1.5本道路根据路基高度可知属于一般路基，土质为粘性土，所以综合考虑拟采用1：1.5的边坡坡度。7.3.5路堤基地的处理根据原始资料本道路大部分基地为粘土，应先夯实基地，然后填筑路堤。在水塘和浅水塘，则应先挖沟疏干，清除表层淤泥，腐殖土等，然后填筑路堤，在基地强度不足或属软土的地段，则应作稳定性验算，并作处理措施。在桥涵处，含水量较大，可通过掺加一定量的石灰，改善含水量，使其达到最佳含水量，便于路基压实，保证路基的强度。沿线填土含水量的大小于与地层、施工季节、降水情况及施工方案有较为密切的关系，因此，当路基填料强度和含水量不能满足要求；或在施工工期允许的情况下，可以通过翻晒等方法来降低土的含水量,则可以不掺加或少掺石灰。7.3.6稳定性分析 02级本科毕业设计论文第95页共95页路基在复杂的自然环境中，其稳定性随环境条件和时间的增长而变化，有可能因自然平衡条件被破坏等，使坡体沿某一滑动面而产生滑坡。路堤是由人工填筑而成，填料性质可由人为方法控制，因此在边坡稳定性分析时，对于土的物理力学数据的选用，给予可能出现的最不利情况，应力求能与路基将来的实际情况相一致。对边坡高度超过20m的路堤或地面斜坡坡率陡于1:2.5的路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤，应进行个别勘察设计，对重要的路堤应进行稳定性监控。本道路路基属于一般路基，经充分压实后，路基符合稳定性要求，不需进行稳定性验算。7.4其他路基挖方路基是指全部在天然地面开挖而成的路基。挖方边坡可视高度和岩土层厚度情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚处设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流。图7-3挖方路基土质挖方边坡设计应根据边坡高度、土得适度、密实程度、地下水、地面水的情况、土的成因类型及生成时代等因素确定。一般情况下，土质挖方边坡坡度可根据路线附近已建的人工边坡及自然山坡稳定状况，参照下表确定。表7-5挖方边坡坡度密实程度边坡高度（m）<2020～30胶结1：0.3～1：0.51：0.5～1：0.75密实1：0.5～1：0.751：0.75～1：1.0中密1：0.75～1：1.01：1.0～1：1.5较松1：1.0～1：1.51：1.5～1：1.75注：1高速公路一般采用较缓的边坡；2软质岩山当边坡稳定并防护时，可采用较陡边坡。本道路边坡采用1：1.5。 02级本科毕业设计论文第95页共95页对高速公路，当挖方为软质、风化岩层及土质边坡时，根据坡面稳定状况和碎落情况进行边坡防护，并考虑绿化与工程措施相结合。半挖半填路基兼有路堤和路堑两者的特点。填方部分的局部路段，如遇原地面的短缺口，可采用砌石护肩。如果填方量较大，就近利用废石方，砌筑护坡或护墙。有时填方部分还需要设置路肩或挡土墙，确保路基稳定，进一步压缩用地宽度。7.5路基防护与加固为防治路基病害和保证路基稳固，除做好路基排水外，还应根据当地水文、地质及材料等情况，采取有效的防护措施。这是路基设计的主要内容之一，其重要性因道路等级的提高和交通量的急剧增长而日益突出。7.5.1浆砌片石防护浆砌片石护坡的厚度一般为0.2～0.5m，用于冲刷防护时，根据流速大小和波浪大小确定最小厚度，一般不小于0.35m。在本段道路设计中，边坡坡度选择1∶1.5。路基的最小填筑高度H＞1.5m时，采用浆砌片石防护，砂浆的强度不应低于M5，浆砌片石的厚度宜为0.25～0.50m，浆砌片石护坡应每隔10～15m设置2cm宽的伸缩缝并在中下部设泻水孔以排泄护坡背面的积水及减少透水压力。泻水孔的直径为10cm的圆形孔，其间距为2～3m，泻水孔后0.5m范围内应设置反滤层。根据此地区的地理环境，在河流地段边坡潮湿或有严重冻害，会使浆砌片石护坡产生变形而失去应有的功能，所以应先进行排水、疏干或在护坡背后采用砾石、砂砾等作为填料。对于H≤6m的桥台，桥梁台后10m的路堤边坡和对于H＞6m的桥头台，桥梁台后20m的路堤边坡及锥坡、溜坡等防护均采用7.5号浆砌片石防护。对于通道及涵洞口锥坡采用7.5号浆砌片石防护。7.5.3地基加固在地基与堤身的接触部分，地基顶面应视土质、植被、水文和坡度等情况给与适当处理，以保证堤身稳定和下沉量小。路堤应坐落在具有足够强度和低压缩性的地基上，以免引起滑动破坏和大量沉降。根据经验，一般的地基，大多符合支撑路堤的要求，而对于干湿的细粒土地基，往往会出现承载力不足的问题，因此要进行地基加固处理。 02级本科毕业设计论文第95页共95页本道路部分路段为耕地，应先将地基土的全部或一部分换填为强度较高和透水性较好的材料，压实后再填筑，必要时应将松土翻挖后回填压实，提高地基承载力，减少沉降量。在路堤经过水田池塘的路段，采用抛石法，用不小于30cm的片石，从路堤中部向两侧抛填，将泥沼或软土挤出，再用重型压路机压实，在其上铺设反滤层，再行填土，或采用排水疏干、挖除淤泥等处理措施，具体应根据积水深度和淤泥层厚度等具体情况，以保持基底的稳固。对于排灌用的沟渠，应尽可能的保护其原有的灌溉系统，特殊情况下可使其改道。在原有沟渠上填筑路堤时，需要进行基底处理。处理的方法为：对沟渠底部进行清淤，然后抛石，回填掺灰5%的石灰土至原地面平齐时其底部压实度大于85%。上部压实要求同一般路基部分。7.6路基附属设施为了确保路基的强度，稳定性和行车安全，与一般路基工程有关的附属设施还有护坡道等。这是路基设计的组成部分，正确合理地设置是十分重要的。护坡道是保护路基边坡稳定性的措施之一，设置的目的是加宽边坡横向距离，减小边坡平均坡度。护坡愈宽，愈有利于边坡稳定，本道路护坡道取2.0m，坡度为4%。兼顾边坡稳定性与经济合理性，护坡道一般设在挖方坡脚处，边坡较高时也可设在边坡上方及挖方便颇得边坡处。7.7特殊地段路基设计路基设计应从路线选择、工程勘测、路基防护技术等各方面综合论证，确定特殊地段的设计方案。本道路地处冲击平原，地质构造简单，土质优良，但河道众多，部分路段穿越淤泥地区，还需建造桥梁，因此对这部分地段应特殊处理。对于桥台及通道两侧处的路基，如填筑的土基能满足强度要求，则采用土基，如不能满足强度要求，则采用级配碎石或砂砾来填筑，满足强度要求后，进行桥梁或通道的建筑。对于淤泥段，应将淤泥杂物进行清理、清除，一般除过厚淤泥必须挖换好土外，多数情况下在土被疏干后可填砂砾等，即可压实。如遇淤泥不厚，仅为表面一层时，一级以上公路应按软土、沼泽地区情况进行处治。7.8路基施工要求及注意事项1路基施工前，应该全面熟悉设计文件并进行现场调查，建立健全施工队伍和管理机构，做好一切准备。 02级本科毕业设计论文第95页共95页2土质路基的挖填，首先必须搞好施工排水，包括开挖地面临时排水沟槽及设法降低地下水位，以便始终保持施工现场的干燥。雨季施工，尤应按照施工技术操作规程的有关规定，做好原地面临时排水设施，并与永久排水设施相结合，排除的雨水不得引起水沟淤积和路基冲刷。3路基挖土范围内的地表障碍物，事先应予以拆除。填土前，必须将原地面上杂草、树根、农作物残根、腐殖土、垃圾杂物全部清除，并应将路堤填筑范围内清理留下的坑、洞、墓穴填平，用原地的土或砂性土回填，分层夯实至填筑高程。4路基取土与填筑必须有条不紊，有计划有步骤地进行，这是文明施工和合理利用填土的保证，不同性质的土一般不允许任意混填。填土应由路中向两边进行。可分段分层填筑，先填筑低洼地段，后填一般路段，须保持有一定的路拱和纵坡，随时防止雨水聚集，影响填方质量。5填筑路堤的土方，不得使用淤泥、腐殖土，或含杂草、树根等以及含水饱和的湿土。所用填土应与旧路堤相同最好。6路堤分层填平压实，是确保施工质量的关键，任何填土和任何施工方法均应按此要求组织施工。分层厚度一般为松铺30cm，压实厚约为20cm。路基填筑压实的宽度应不小于设计宽度，以便最后削整边坡。严禁边坡不足，进行帮宽贴坡。7路堑开挖，应在全横断面进行，自上而下一次成型，主要按设计要求准确放样，不断检查校正，边坡表面削齐拍平，路堑底面如果水文条件不良，应根据路面强度设计要求，采取加深边沟、设置盲沟的方式进行处理。8本地区部分路段经过耕田，在填筑路堤前，全段应由地表向下至少清除15cm的耕植土，清表深度以清除地表植物的根茎为准。清表后经碾压稳定后方可开始填土。9当路基穿过河滨、水塘等，应在路基坡脚以外两侧筑土坝(由土袋填筑)，排除坝与坝之间积水，并清除淤泥后，在河床(或塘底)可先铺一层砾石砂、粗砂或碎石(透水性良好的材料)，厚约15～30cm，作为隔离层，然后分层填筑、分层压实。10桥梁处施工时，应进行准备工作，首先沿桥背纵向开挖3m长，抽干地下水，分层(≤30cm)铺垫级配碎石层，用压路机碾压8～10遍，回填至原地面线；然后沿桥台台背纵向10m范围内清除原地面以下30cm的浮土并整平，并采用上述方法回填级配碎石层至原地面标高，用振动式压路机压实，边角部位用手扶式振动夯板夯实，使其压实度达到90%以上。准备工作完成后，在级配碎石层上摊铺2cm厚的粗砂，以免土工格网直接与碎石接触而被压断。 02级本科毕业设计论文第95页共95页8路面结构设计8.1路面设计的内容路面结构设计是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车荷载的作用，且直接暴露于自然环境中，经受各种自然因素的作用。路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50%以上。因此，做好路面立设计是至关重要的。路面设计不是简单的路面结构设计，还应包括路面类型与结构方案设计、路面建筑材料设计、路面结构设计和经济评价。8.2路面结构设计原则1路面设计应认真做好现场资料收集、掌握沿线路基特点，查明路基干湿类型，在对不良地质路段处理的基础上，进行路基路面综合设计。2在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、节约投资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。3应结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广。4设计方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施工中废弃料的处理，积极推动旧面层和基层的再生利用，应保护施工人员的健康和安全。8.3路面设计步骤沥青路面结构设计一般有以下四步：1根据设计任务书的要求，进行交通量分析，确定路面等级和面层类型、计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉。2按路基土类于干湿类型，将路基划分为若干路段，确定各路段土基回弹模量值。3参考规范推荐结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比实验测定个结构层的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。4根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路沥青路面混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求，如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。 02级本科毕业设计论文第95页共95页8.4路面类型的选择8.4.1选择依据路面类型的选择应在充分调查与勘测道路所在地区自然环境条件、使用要求、材料供应、施工和养护工艺等，并在路面类型选择的基础上考虑路基支承条件确定结构方案。由于路面工程量大，基垫层材料应尽可能采用当地材料，并注意使用各种废弃物；高速公路的面层不仅考虑其结构承载力，更要考虑其防滑等表面特性，应采用优质耐久的路面材料，必要时，应考虑采用新型路面结构形式、新材料、新施工工艺。路面的功能和结构承载力是通过设计、施工、养护等共同保证的，所以应合理确定路面类型和结构。8.4.2确定路面等级和面层类型本路段地处冲积平原，地势开阔，计算交通量为37009辆/日，交通较大，设计时速为120km/h的高速公路，设计年限为15年，当地可供应大量的优质石灰，另外该地区附近还有发电厂，有丰富低价的粉煤灰可供使用。根据水文资料，年内夏、秋季降水相对集中，易出现暴雨造成涝灾，根据实际情况以及工程经验，综合考虑，本路段应考虑采用抗滑表层。可供选择的路面形式一般有柔性路面(如沥青混凝土)和刚性路面(如水泥混凝土)。下面对这两种类型进行技术经济比较：1沥青混凝土路面：优点：具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、防滑、噪音低、施工期短、养护维修简便、易采用机械化施工、适宜于分期修建等；缺点：强度低、温度耐久性低、使用寿命短。2水泥混凝土路面：优点：强度高、稳定性好、耐久性好、有利于夜间行车；缺点：对水泥和水的需要量大、有接缝、有晴天反光现象、噪音较大、养护维修较难、修复困难、不易采用机械化施工。根据实际情况并结合以上比较方案，综合考虑，本路段采用沥青混凝土路面。8.5路面设计参数8.5.1交通量分析 02级本科毕业设计论文第95页共95页交通量分析是路面设计的第一步。根据所具有的交通量观测或预测资料确定路面设计年限内累计标准轴载作用次数。为此，必须采集交通量资料，进行轴载换算。考虑各种车型的交通组成(或比例)，确定各种车型的代表轴重，再将不同车型的轴重换算成标准轴载的当量轴次，求得交工后第一年双向日平均当量轴次(N1)。根据原始资料提供的车辆轴载见表8-1。表8-1车辆轴载表序号汽车车型总重（KN）前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数轮组数交通量（辆/日）1小汽车1双30002黄河JN-150150.6049.00101.601双12003跃进NJ-13053.6015.3038.301双10004解放CA-10B80.2519.4060.851双18005太脱拉138211.4051.40280.002双800设计年限内交通量的平均增长率(r)应根据《工程可行性研究报告》中有关预测的交通量增长率，分析论证确定设计交通量的平均增长率。该道路高速公路交通量年平均增长率为8%。8.5.2累计标准轴载作用次数的计算1标准轴载作用在路面上的交通荷载是由不同轴载重量组成的，每一级轴载对路面都产生不同的损坏程度。通常都采用最简单的方法就是按照疲劳等效的原则将不同重量的轴载等效换算成标准轴载。路线设计中的交通量换算主要考虑的是汽车在道路上行使时占用的空间，以车型为标准，而路面设计的换算是考虑轴载重量对路面结构的疲劳破坏。2根据《沥青混凝土路面设计技术规范》的标准轴载换算表8-2标准轴载的计算参数标准轴载BZZ-100标准轴载P(KN)100轮胎接地压强p(MPa)0.70单轮传压面当量圆直径d(cm)21.30两轮中心距(cm)1.5d(1)以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于25kN的各级轴载(包括车辆的前后轴)P1的作用次数n1，均换算成标准轴载P的当量次数N： 02级本科毕业设计论文第95页共95页式(8-1)式中：N—标准轴载的当量轴次，(次/日)；—被换算成车型的各级轴载作用次数，(次/日)；P—标准轴载，(KN)；P1—被换算成车型的各级轴型，(KN)；C1—轴载系数；C2—轮组系数，单轮组6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴载计算，此时轴载系数为m；当轴间距小于3m时，应按双轴或多轴计算，此时轴载系数按下式计算：C1=1+1.2(m-1)根据交通量和公式计算可得N，计算示例(黄河JN-150)：前轴：(次/日)后轴：(次/日)其他车型以此计算，结果如下表：表8-3轴载换算参数表序号车型Pi（KN）C1C2ni（次/日）（次/日）1黄河JN-150前轴49.0016.41200344.917后轴101.60111258.7902跃进NJ-130前轴15.3016.410000后轴38.301115.3793解放CA-10B前轴19.4016.418000后轴60.8511207.3404太脱拉138前轴51.4016.4800283.110后轴280.002.211333.470 02级本科毕业设计论文第95页共95页注：轴载小于25KN的忽略不计。共计：(次/日)(2)当进行半刚性基层层底拉应力验算时，当量作用次数为：式(8-2)式中:—轴数系数；—轮组系数，单轮组18.5，双轮组1。当轴间距小于3m时，根据交通量和公式计算可得：计算示例(黄河JN-150)：前轴：轴载小于50KN，N=0(次/日)后轴：表8-4轴载换算参数表序号车型Pi（KN）C1′C2′ni（次/日）（次/日）1黄河JN-150前轴49.00118.512000后轴101.6011.01362.4802跃进NJ-130前轴15.30118.510000后轴38.3011.003解放CA-10B前轴19.40118.518000后轴60.8511.033.8304太脱拉138前轴51.40118.580072.110后轴280.0031.0805.310注：轴载小于50KN的忽略不计。 02级本科毕业设计论文第95页共95页共计：(次/日)3累计当量轴次Ne：式(8-3)式(8-4)式中：Ne—设计年限内一个车道上累计当量轴次(次)；T—设计年限(年)；N1—路面竣工后第一年双向平均当量轴次(次/日)；γ—设计年限内交通量的平均年增长率(%)；η—车道系数，参照《沥青混凝土路面设计技术规范》见下表。表8-5车道系数车道特征车道系数双向单车道1.0双向两车道0.6～0.7双向四车道0.4～0.5双向六车道0.3～0.4双向八车道0.25～0.35本道路是双向四车道η=0.45。则=(次)=(次)4交通等级根据表8-6的规定划分为五个等级。设计时可根据累计标准轴次Ne(万次/车道)，选择一个较高的交通等级作为设计交通等级。 02级本科毕业设计论文第95页共95页表8-6交通等级交通等级BZZ-100KN累计标准轴次Ne(万次/车道)中型以上货车及大客车（辆/日）A特轻交通<100<300B轻交通100～400300～1000C中交通400～12001000～4000D重交通1200～25004000～10000E特重交通>2500>10000由上表知本道路属于D级重交通，路面采用90#道路石油沥青。8.5.3计算设计弯沉值Ld式(8-5)式中：Ld—路面设计弯沉值(0.01mm)；Ne—设计年限内一个车道上累计当量轴次(次/日)；Ac—公路等级系数，高速公路为1.0；As—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；Ab—基层类型系数，半刚性基层，底基总厚度等于或大于20cm时，Ab=1.0。则。8.5.4土基回弹模量的确定新建公路初步设计时，宜根据查表法，经综合分析、论证，根据原始资料确定沿线不同路基状况的路基回弹模量设计值。本道路按照查表法估计路基回弹模量设计值，应按以下步骤进行：1确定临界高度临界高度指在不利季节，路基分别处于干燥、中湿或潮湿状态时，路床表面距地下水位或地表积水水位的最小高度。可根据土质、气候条件按当地经验确定。该工程在徐州附近，属Ⅱ5区，由于填土高度>2m，所以该路段路基为干燥类型。2拟定土的平均稠度在新建公路的初步设计中，因无法实测求得土的平均稠度，可根据路段路基的干湿类型，根据《规范》和表8-7得到各路段土的平均稠度Wc值。 02级本科毕业设计论文第95页共95页表8-7路基干湿状态的稠度建议值干湿状态土组干燥状态中湿状态潮湿状态过湿状态wc≥wc1wc1＞wc≥wc2wc2＞wc≥wc3wc＜wc3土质砂wc≥1.201.20＞wc≥1.001.00＞wc≥0.85wc＜0.85粘质土wc≥1.101.10＞wc≥0.950.95＞wc≥0.80wc＜0.80粉质土wc≥1.051.05＞wc≥0.900.90＞wc≥0.75wc＜0.75注：Wc1、Wc2、Wc3分别为干燥和中湿、中湿和潮湿、潮湿和过湿状态路基的分界稠度，Wc为路床表面以下800mm深度内的平均稠度。该道路路基属于干燥状态，土质为粘性土，所以Wc取1.10。3估计路基回弹模量设计值根据土类和气候区以及拟定的路基土的平均稠度，参考《二级自然区划各土组土基回弹模量参考值表》估计路基回弹模量设计值为45.0MPa。当采用重型击实标准时，路基回弹模量设计值可较表列数值提高20%～35%，所以最终取值为54MPa。8.6结构层设计8.6.1面层组成设计1面层直接承受车轮荷载反复作用和各种自然因素影响，并将荷载传递到基层以下。因此，它应满足表面功能性和结构性的使用要求。面层可为单层、双层或三层。表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久的服务功能，同时应具有高温抗车辙、抗低温开裂、抗老化等品质。中、下面层应密实、基本不透水，宜选用高温抗车辙、热稳性好的沥青，或选用稠度高的沥青。并具有高温抗车辙、抗剪切、抗疲劳的力学性能。在本道路方案中，面层组成拟采用三层，上层可选细粒式沥青砼、中粒式沥青砼、粗粒式沥青混凝土或粗粒式大粒径沥青碎石。道路设计应广泛采用新材料新技术。沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)在当前国内外普遍重视和青睐，是用以解决路面抗滑与耐久性矛盾的先进技术措施之一。SMA改性沥青路面提高了抗车辙能力和抗滑阻力，增强了粘结力及抗水损害能力，具有优良的高温稳定性、较好的低温抗裂和抗反射裂缝的能力，使用寿命长。且具有吸声功能，由于SMA改性沥青路面具有良好的路用性能和大大降低行车噪音的功能，使得SMA路面成为道路发展的趋势。技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》相关规定。 02级本科毕业设计论文第95页共95页各沥青层的厚度应与混合料的公称最大粒径相匹配，一般沥青层的最小压实厚度不宜小于混合料公称最大粒径的2.5～3倍，以利于辗压密实，提高其耐久性、水稳性。根据《公路沥青路面设计规范》沥青层最小厚度和适宜厚度宜符合表8-8要求。表8-8沥青混合料结构层的最小压实厚度与适宜厚度沥青混合料类型公称最大粒径（mm）最小压实厚度（mm）适宜厚度（mm）细粒式沥青砼4.751015～25细粒式沥青砼9.52020～25细粒式沥青砼13.23030～40中粒式沥青砼164040～60中粒式沥青砼195060～80粗粒式沥青砼26.56070～100粗粒式大粒径沥青碎石26.57080～120粗粒式大粒径沥青碎石31.590100～150特粗式大粒径沥青碎石37.5100120～1508.6.2基层组成设计基层是主要承重层，应具有稳定、耐久、较高的承载能力。本道路选用的基层材料及其指标如下：1集料组成石灰：根据《公路沥青路面设计规范》规定石灰质量应符合GB1594规定的III级以上消石灰或生石灰的技术指标。粉煤灰：根据《公路沥青路面设计规范》规定粉煤灰中的SiO2,、Al2O3和Fe2O3总量应大于70%，烧失量不宜大于20%，比面积大于2500cm2/g。碎石：压碎值<35%，最大粒径≤37.5cm。土：宜采用塑性指数12～20的粘性土。2配合比根据《公路沥青路面设计规范》附录D2表推荐使用石灰、粉煤灰和土的推荐配合比为10：30：60。3底基层设置在基层之下, 02级本科毕业设计论文第95页共95页并与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用的次要承重层，因此，对底基层材料的技术指标要求可比基层材料略低，底基层的二灰土的配合比为10：30：60，抗压回弹模量为600Mpa，劈裂强度0.3Mpa。基层厚度应根据交通量大小、材料力学性能和扩散应力的效果，充分发挥压实机具的功能，以及有利于施工等因素选择各结构层的厚度。各结构层的材料变化不宜过于频繁，不利于施工组织、管理。根据《公路沥青路面设计规范》各种结构层施工最小厚度与适宜厚度应符合表8-9的要求。表8-9结构层最小压实厚度与适宜厚度结构层类型最小压实厚度（mm）适宜厚度（mm）上拌下贯沥青碎石6060～100沥青贯入式碎石4040～80沥青表处1010～30水泥稳定类150*180～200石灰稳定类150*180～200石灰粉煤灰稳定类150*180～200贫混凝土150180～240级配碎、砾石80100～200泥结碎石80100～150填隙碎石100100～120注：*为半刚性基层补强的最小厚度。8.7结构组合设计8.7.1设计原则沥青路面结构层次的合理选择和安排，是整个路面结构经济合理的关键，根据理论分析和多年的使用经验，在路面结构设计中应遵循以下原则：1根据使用要求及当地气候、水文、土质材料等自然条件，密切结合当地实践经验进行路基路面综合设计。2在遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利与养护的原则下，比选路面结构设计方案。3对分期修建的路面工程应通过技术经济论证合理设计结构层次和厚度，使前期工程能在后期充分利用。 02级本科毕业设计论文第95页共95页8.7.2初拟路面结构设计时，应先拟定某一层作为设计层，根据施工厚度要求拟定面层和其它各层的厚度。当采用半刚性基层、粒料类材料为底基层时，宜拟定面层、底基层厚度，一般半刚性基层为设计层可得到合理的结构；当采用柔性路面结构时，宜拟定面层、底基层的厚度，计算基层的厚度，当求得基层厚度太厚时，可考虑选用半刚性底基层，其上选用沥青稳定碎石作基层，以减薄路面总厚度，增加结构强度和稳定性。拟定两种结构形式如下：表8-10结构组合一层次材料厚度(cm)抗压回弹模量（MPa）劈裂强度(MPa)200C150C1细粒式沥青玛蹄脂SMA4140015001.42中粒式沥青混凝土AC-20I6120016001.03大粒径沥青碎石LSM10120014000.84二灰稳定砂砾？13000.65二灰土206000.36土基—54以二灰稳定砂砾为设计层。表8-11结构组合二层次材料厚度(cm)抗压回弹模量（MPa）劈裂强度(MPa)200C150C1细粒式沥青混凝土AK-13A4140020001.42中粒式沥青混凝土AC-20I6120018001.03粗粒式沥青混凝土AC-30II8100014000.84水泥砂砾？15000.55二灰土207506土基—54以水泥砂砾为设计层。 02级本科毕业设计论文第95页共95页8.8结构厚度计算8.8.1计算原理根据《公路沥青路面设计规范》路面结构设计应采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行计算，路面荷载及计算点如图如下图所示。图8-1路面荷载及计算点图示高速、一级、二级公路的路面结构设计，应以路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层层底拉应力(拉应变)及半刚性材料层的层底拉应力为设计指标。路面结构厚度设计应满足结构整体承载力与抵抗疲劳开裂的要求：1轮隙中心处(A点)路表计算弯沉值LS小于或等于设计弯沉值Ld，即：2轮隙中心(C点)或单圆荷载中心处(B点)的层底拉应力应小于或等于容许拉应力，即：8.8.2容许拉应力沥青混凝土面层、半刚性材料基层、底基层以弯拉应力为设计指标时，材料的容许拉应力应按下列公式计算：式(8-6)式中：—路面结构层材料的容许拉应力()；—沥青混凝土或半刚性材料的极限抗拉强度()；—抗拉强度结构系数，对于沥青混凝土面层：；对于无机结合料稳定集料类：；对于无机结合料稳定细粒土：。 02级本科毕业设计论文第95页共95页8.8.3各层容许弯拉应力1沥青混凝土上面层容许弯拉应力：2沥青混凝土中面层容许弯拉应力：3沥青混凝土下面层容许弯拉应力：4碎石沙砾基底容许弯拉应力：5二灰土容许弯拉应力：8.8.4按设计弯沉值计算路面厚度路面厚度根据多层弹性理论、层间接触条件为完全连续体系时，在双圆均布荷载作用下，轮隙中心处实测路表弯沉值ls等于设计弯沉值ld的设计原则进行计算。路表弯沉值应按下式计算：式(8-7)式(8-8)弯沉综合修正系数：式(8-9)式中：ls—路面实测弯沉值(0.01mm)；、—标准车型的轮胎接地压强()和当量圆半径(cm)； 02级本科毕业设计论文第95页共95页—弯沉综合修正系数；—理论弯沉系数；或—土基回弹模量值()；、、—各层材料回弹模量值；、、—各结构厚度(cm)。计算综合修正系数F：计算αC：8.8.5三层体系换算多层路面与三层路面的等效换算，换算时将多层体系得第一层作为上层，其厚度和模量保持不变，将第2～n-1层作为中层并把它们换算为第2层模量的等效厚度，再加上模量不变的下层空间体则得到一个弯沉等效的三层体系。由前面方案可转化为下面三层体系：h1Eh2E2h3E3h4E4……E0hE1HE2E0图8-2多层体系弯沉等效换算图示1由、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14—14得，。2由、 02级本科毕业设计论文第95页共95页查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14—14得：可得：。3由、、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14—14得：即。方案一：h1=4cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200Mpah3=10cmE3=1000Mpah4=？E4=1300Mpah5=20cmE5=600Mpa土基E0=54Mpah1=4cmE1=1400MpaH=?E2=1300Mpa土基E0=54Mpa图8-3多层体系弯沉等效换算图示(方案1)式(8-10)方案二：h1=4cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200Mpah3=8cmE3=1000Mpah4=?E4=1500Mpah5=20cmE5=750Mpa土基E0=54Mpah1=4cmE1=1400MpaH=?E2=1500Mpa土基E0=54Mpa图8-4多层体系弯沉等效换算图示（方案２) 02级本科毕业设计论文第95页共95页8.9验算各层弯拉应力8.9.1验算方案1的弯拉应力１验算SMA上层底面弯拉应力h1=4cmE1=1500MpaH=?E2=1600Mpa土基E0=54Mpa三层体系转换图如下：h1=4cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200Mpah3=10cmE3=1000Mpah4=20cmE4=1300Mpah5=23cmE5=600Mpa土基E0=54Mpa图8-5多层体系弯拉应力换算图示（上面层）式(8-11)可得：、。在双圆均布垂直荷载作用下，根据多层弹性理论，层间接触条件为完全连续体系，在双圆荷载作用下按下式计算层底拉应力：式(8-12)式中：、－系数。根据、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14-18得：,即沥青上面层不受弯拉，所以沥青上面层的抗弯拉强度均满足设计要求。 02级本科毕业设计论文第95页共95页2验算沥青混凝土中面层弯拉应力三层体系转换图如下：h1=4cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200Mpah3=10cmE3=1000Mpah4=20cmE4=1300Mpah5=23cmE5=600Mpa土基E0=54Mpah=？E1=1500MpaH=？E2=1600Mpa土基E0=54Mpa图8-6多层体系弯拉应力换算图示（中面层）式(8-13)由、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14-18得：,即沥青混凝土上面层不受弯拉，所以沥青中面层的抗弯拉强度均满足设计要求。3验算沥青混凝土下面层弯拉应力三层体系转换图如下：h1=4cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200Mpah3=10cmE3=1000Mpah4=20cmE4=1300Mpah5=23cmE5=600Mpa土基E0=54Mpah=？E1=1000MpaH=20cmE2=1300Mpa土基E0=54Mpa图8-7多层体系弯拉应力换算图示（下面层） 02级本科毕业设计论文第95页共95页由、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14-18得：,即沥青混凝土上面层不受弯拉，所以沥青中面层的抗弯拉强度均满足设计要求。4验算二灰稳定砂砾弯拉应力三层体系转换图如下：h1=4cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200Mpah3=10cmE3=1000Mpah4=20cmE4=1300Mpah5=23cmE5=600Mpa土基E0=54Mpah=？E1=1300MpaH=23cmE2=600Mpa土基E0=54Mpa图8-8多层体系弯拉应力换算图示（二灰砂砾层）(1)由、查《路基路面工程》三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图14—18(上层中层层间连续)得，。(2)由、、查《路基路面工程》三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图14—18(上层中层层间连续)得，m1=1.22。(3)由、、 02级本科毕业设计论文第95页共95页查《路基路面工程》中的三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图14—18(上层中层层间连续)得，m2=0.95。因此，所以抗弯拉强度满足设计要求。5验算二灰土基层弯拉应力三层体系转换图如下：h1=4cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200Mpah3=10cmE3=1000Mpah4=20cmE4=1300Mpah5=23cmE5=600Mpa土基E0=54Mpah=？E1=1300MpaH=23cmE2=600Mpa土基E0=54Mpa图8-9多层体系弯拉应力换算图示（二灰土）(1)由、查《路基路面工程》中的三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图14—19(上层中层层间连续)得，。(2)由、查《路基路面工程》中的三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图14—19(上层中层层间连续)得，。(3)由、、查《路基路面工程》三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图14—19(上层中层层间连续)得，n2=0.45。因此，故层底抗弯拉强度满足设计要求。 02级本科毕业设计论文第95页共95页8.9.2验算方案2的弯拉应力１验算沥青上层底面弯拉应力h1=4cmE1=2000MpaH=?E2=1800Mpa土基E0=54Mpa三层体系转换图如下：h1=4cmE1=2000Mpah2=6cmE2=1800Mpah3=8cmE3=1400Mpah4=28cmE4=1500Mpah5=20cmE5=750Mpa土基E0=54Mpa图8-10多层体系弯拉应力换算图示（上面层）可得：、。在双圆均布垂直荷载作用下，根据多层弹性理论，层间接触条件为完全连续体系，在双圆荷载作用下按下式计算层底拉应力：式中：、－系数。根据、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14-18得：,即沥青上面层不受弯拉，所以沥青上面层的抗弯拉强度均满足设计要求。2验算沥青混凝土中面层弯拉应力三层体系转换图如下： 02级本科毕业设计论文第95页共95页h1=4cmE1=2000Mpah2=6cmE2=1800Mpah3=8cmE3=1400Mpah4=28cmE4=1500Mpah5=20cmE5=750Mpa土基E0=54Mpah=？E1=1800MpaH=？E2=1400Mpa土基E0=54Mpa图8-11多层体系弯拉应力换算图示（中面层）由、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14-18得：,即沥青混凝土上面层不受弯拉，所以沥青中面层的抗弯拉强度均满足设计要求。3验算沥青混凝土下面层弯拉应力三层体系转换图如下：h1=4cmE1=2000Mpah2=6cmE2=1800Mpah3=8cmE3=1400Mpah4=28cmE4=1500Mpah5=20cmE5=750Mpa土基E0=54Mpah=？E1=1400MpaH=28cmE2=1500Mpa土基E0=54Mpa图8-12多层体系弯拉应力换算图示（下面层） 02级本科毕业设计论文第95页共95页由、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14-18得：,即沥青混凝土上面层不受弯拉，所以沥青中面层的抗弯拉强度均满足设计要求。4验算水泥稳定砂砾弯拉应力三层体系转换图如下：h1=4cmE1=2000Mpah2=6cmE2=1800Mpah3=8cmE3=1400Mpah4=28cmE4=1500Mpah5=20cmE5=750Mpa土基E0=54Mpah=？E1=1500MpaH=23cmE2=750Mpa土基E0=54Mpa图8-13多层体系弯拉应力换算图示（水泥砂砾层）(1)由、查《路基路面工程》三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图14—18(上层中层层间连续)得，。(2)由、、查《路基路面工程》三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图14—18(上层中层层间连续)得，m1=1.30。(3)由、、查《路基路面工程》中的三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图14— 02级本科毕业设计论文第95页共95页18(上层中层层间连续)得，m2=0.95。因此，所以抗弯拉强度满足设计要求。5验算二灰土基层弯拉应力三层体系转换图如下：h1=4cmE1=2000Mpah2=6cmE2=1800Mpah3=8cmE3=1400Mpah4=28cmE4=1500Mpah5=20cmE5=750Mpa土基E0=54Mpah=？E1=1500MpaH=28cmE2=750Mpa土基E0=54Mpa图8-14多层体系弯拉应力换算图示（二灰土）(1)由、查《路基路面工程》中的三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图14—19(上层中层层间连续)得，。(2)由、查《路基路面工程》中的三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图14—19(上层中层层间连续)得，。(3)由、、查《路基路面工程》三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图14—19(上层中层层间连续)得，n2=0.55。因此，故层底抗弯拉强度满足设计要求。 02级本科毕业设计论文第95页共95页8.10方案比选根据徐州地区的自然地理状况以及材料的经济结合施工条件，一方面本地属于平原地区少石子但产砂，另一方面附近有火力发电厂可产生大量粉煤灰，所以选择方案二是经济可行的。8.11计算路面交工验收弯沉值路面交工验收弯沉值按下式计算：弯沉综合修正系数：1由、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14—14得，。2由、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14—14得，k1=1.1。3由、、查《路基路面工程》(邓学军、张登良编，人民交通出版社)的三层体系表面弯沉系数诺谟图14—14得：。则。所以路面交工验收弯沉值：当以设计弯沉值为控制指标时，；当以拉应力为控制指标时，应以最后确定的路面结构厚度和材料模量所计算的弯沉值为路面交工时的验收弯沉值。 02级本科毕业设计论文第95页共95页9沥青路面施工要求9.1对路用材料的技术要求9.1.1对沥青的要求在沥青路面建设过程中，材料起到至关重要的作用。有些新建的高速公路沥青路面出现早期损坏，材料是重要的原因。因此，这里特别强调要把好材料关，应该以试验为依据，严格控制质量，防止使用不符要求的材料造成损失。沥青路面采用的沥青标号，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。该工程沥青面层选用重交通90#道路石油沥青。技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》相关规定。本方案所用的SMA沥青混合料指标如下表。表9-1SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求试验项目单位技术要求试验方法不使用改性沥青使用改性沥青马歇尔试件尺寸mmφ101.6mm×63.5mmT0702马歇尔试件击实次数[1]两面击实50次T0702空隙率VV[2]％3～4T0708矿料间隙率VMA[2]不小于％17.0T0708粗集料骨架间隙率VCAmix[3]不大于VCADRCT0708沥青饱和度VFA％75～85T0708稳定度[4]不小于kN5.56.0T0709流值mm2～5－T0709谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失％不大于0.2不大于0.1T0732肯塔堡飞散试验的混合料损失或浸水飞散试验％不大于20不大于15T07339.1.2粗集料的要求沥青层用粗集料包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等，但高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣。粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙。根据《公路沥青路面施工技术规范》，质量应符合表9-1的规定。 02级本科毕业设计论文第95页共95页表9-2沥青混合料用粗集料质量技术要求指标单位高速公路及一级公路其他等级公路试验方法表面层其他层次石料压碎值不大于％262830T0316洛杉矶磨耗损失不大于％283035T0317表观相对密度不小于t/m32.602.502.45T0304吸水率不大于％2.03.03.0T0304坚固性不大于％1212－T0314针片状颗粒含量（混合料）不大于其中粒径大于9.5mm不大于其中粒径小于9.5mm不大于％％％15121818152020－－T0312水洗法<0.075mm颗粒含量不大于％111T0310软石含量不大于％355T0320路面上面层选用符合要求的玄武岩，软石含量<3%，中、下面层可采用石灰岩等石料。压碎值<25%，磨光值<42，强度>100Mpa(高速公路要求)。9.1.3细集料的要求沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。细集料必须由具有生产许可证的采石场、采砂场生产。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，沥青面层用细集料应符合《公路沥青路面施工技术规范》规定的质量要求，见表9-2的规定。细集料的洁净程度，天然砂以小于0.075mm含量的百分数表示，石屑和机制砂以砂当量(适用于0～4.75mm)或亚甲蓝值(适用于0～2.36mm或0～0.15mm)表示。表9-3沥青混合料用细集料质量要求项目单位高速、一级公路其他等级公路试验方法表观相对密度不小于t/m32.502.45T0328坚固性(>0.3mm部分)不小于％12－T0340含泥量(小于0.075mm)不大于％35T0333砂当量不小于％6050T0334亚甲蓝值不大于g/kg25－T0346棱角性(流动时间)不小于S30－T0345 02级本科毕业设计论文第95页共95页该工程的天然砂可采用河砂或海砂，沥青黏结力不小于4级(水煮法)，通常宜采用粗、中砂，其规格应符合规范规定，砂的含泥量超过规定时应水洗后使用，海砂中的贝壳类材料必须筛除。开采天然砂必须取得当地政府主管部门的许可，并符合水利及环境保护的要求。9.1.4填料沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求。拌和机的粉尘可作为矿粉的一部分回收使用。但每盘用量不得超过填料总量的25%，掺有粉尘填料的塑性指数不得大于4%。粉煤灰作为填料使用时，用量不得超过填料总量的50%，粉煤灰的烧失量应小于12%，与矿粉混合后的塑性指数应小于4%，其余质量要求与矿粉相同。高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤灰作填料。9.2基层施工要求沥青面层施工前应对基层进行检查，基层质量不符合要求的不得铺筑沥青面层。半刚性基层沥青路面的基层与沥青层宜在同一年内施工，以减少路面开裂。施工时，应尽量安排在温暖高温的季节，以利于形成早期强度而成形。二灰土底基层应采用拌和机械集中拌和，不得采用路拌，用摊铺机铺筑，防止水分蒸发和产生离析。当二灰的铺筑厚度超过碾压有效厚度时，应分层铺筑，并压实达到规定标准，最好采用振动压路机碾压，蹍压时严格按路面基层施工规范规定的蹍压次序进行。二灰的表面平整度容许偏差不超过10mm；标高的容许偏差为0～+10mm。碾压和整形的全部操作应在当天完成。碾压完成后第二天，必须进行养生，及时洒水。洒水养生时必须注意控制洒水量，特别是不能泡水，养生期一般为7d。养生结束后，应立即浇洒透层油。9.3热拌沥青混合料路面施工1铺筑沥青层前，应检查基层或下卧沥青层的质量，不符要求的不得铺筑沥青面层。旧沥青路面或下卧层已被污染时，必须清洗或经铣刨处理后方可铺筑沥青混合料。2沥青混合料必须在沥青拌和厂(场、站)采用拌和机械拌制，拌和厂与工地现场距离应充分考虑交通堵塞的可能，确保混合料的温度下降不超过要求，且不致因颠簸造成混合料离析。沥青混合料可采用间歇式拌和机或连续式拌和机拌制。高速公路和一级公路宜采用间歇式拌和机拌和。SMA混合料只限当天使用。 02级本科毕业设计论文第95页共95页3热拌沥青混合料应采用沥青摊铺机摊铺，在喷洒有粘层油的路面上铺筑改性沥青混合料或SMA时，宜使用履带式摊铺机。摊辅机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。摊铺速度宜控制在2～6m/min的范围内。对改性沥青混合料及SMA混合料宜放慢至1～3m/min。当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，予以消除。4压实成型的沥青路面应符合压实度及平整度的要求。沥青混凝土的压实层最大厚度不宜大于l00mm，沥青稳定碎石混合料的压实层厚度不宜大于120mm，但当采用大功率压路机且经试验证明能达到压实度时允许增大到150mm。5沥青路面的施工必须接缝紧密、连接平顺，不得产生明显的接缝离析。上下层的纵缝应错开l50mm(热接缝)或300～400mm(冷接缝)以上。相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位lm以上。接缝施工应用3m直尺检查，确保平整度符合要求。6热拌沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度低于50℃后，方可开放交通。需要提早开放交通时，可洒水冷却降低混合料温度。7铺筑好的沥青层应严格控制交通，做好保护，保持整洁，不得造成污染，严禁在沥青层上堆放施工产生的土或杂物，严禁在已铺沥青层上制作水泥砂浆。 02级本科毕业设计论文第95页共95页10道路排水设计及桥涵方案设计路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基路面的病害有多种，形成病害的因素有很多种，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面设计、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。路线经过地区属暖湿带半湿润季风气候区，海洋型与大陆型过度的气候特征较明显，气候温暖、四季分明、雨量充沛、冬寒夏热。年内夏、秋季降水相对集中，易出现暴雨造成涝灾，其余季节的降雨量偏少。气候区年内的平均降水量884.0mm，历年的最大年降水量1358.0mm，以7～10月份降水较为集中。10.1路基排水路基排水的目的是将路基范围内的土基湿度降到一定的限度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基路面具有足够的强度与稳定性。对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引导至路基范围以外的适当地点。路基排水是一项经济有效的防治病害的技术措施，路基排水设计包括整个排水系统的规划和具体排水结构物的设计。10.2路基排水设计的一般原则1路基设施要因地制宜，全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。2各种路基排水沟渠的布置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增加涵管或加大涵管孔径。3路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟渠和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程。4路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固使用，又必须讲究经济效益。5为了减少对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排出路面结构内的水。10.3排水设施分类 02级本科毕业设计论文第95页共95页路基排水设计时，必须拦截路基上方的地表径流，迅速汇集基身表面的降水，截流、疏干和降低危害路基的地下水，把这些水引排到适当地点，或通过桥涵宣泄至路基下方的水道内，勿使它们危及路基的稳定性。路基排水设施分为：10.3.1地面排水沟渠是指排出地面水的设施，本道路设有边沟。依据沿线具体条件，选用标准横断面形式。边沟的纵坡与路线纵坡一致，平坡路段，边沟不小于0.3%的纵坡。边沟横断面采用梯形,其内侧边坡为1:1,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。路面水大部分沿路线纵坡和路面横坡漫流经路基边坡进入路基边沟，排至路基之外。另一部分路面下渗水通过设置在二灰碎石顶面的沥青封层表面和路肩下的碎石透水层以及每隔10~15m设置一道横向塑料排水管排至防护的边坡，流入边沟。边沟形式及尺寸见下图：图10-1边沟横断面形式示意图10.3.2地下排水沟管是指处治地下水的设施，由暗沟、渗沟和渗井等。其特点是排水量不大，主要以渗流方式汇集水流，并就近排出路基范围以外。1暗沟又称盲沟，沟内分层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并排泄至指定地点的。在路基两侧边沟下面设置盲沟，用以将低地下水，防止毛细水上升至路基工作区范围内，形成水分积聚而造成冻胀和翻浆，或土基过湿而降低强度等。盲沟构造简单，沟内全部填满颗粒材料，横断面成矩形，沟壁倾斜约1：0.2，底宽与深度h大致为1：3，深约1～1.5m，底宽约0.3～0.5m，主要用于中央分隔带排水。2渗沟采用渗透方式将地下水汇集于沟内，并通过沟底通道将水排至指定地点，作用是降低地下水位或拦截地下水。渗沟与盲沟相比尺寸大些，埋置更深，浅埋约2～3m，深约6m，用于中央分隔带排水。10.4路基排水的综合设计 02级本科毕业设计论文第95页共95页路基排水设计必须先进行总体规划和综合设计，将针对某一水源和满足某项要求而设置的各种排水设施组成统一完整的排水系统，做到有的放矢、相互协调、布置恰当、水流顺畅，以提高效果降低造价。布置路基排水系统时，应联系路线的平纵面和横断面，沿线的地形、地质、气候和水文等情况进行综合考虑。一般布置如下：1在路线平面图上绘出必要的路堑坡顶线和路堤坡脚线。2在路基的上侧山坡上设置截水沟拦截地表径流。3在路基的两则按需要设置边沟汇集并排出道路表面的水，以使路基经常保持干燥。4将截水沟、边沟等水流，用排水沟引排到指定的低地、河沟或桥涵等处。5选定桥涵的位置，使这些沟渠同桥涵连成排水网络。10.5路面排水设计路界地表排水的目的是把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除出路界，同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围以外，以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。10.5.1中央分隔带排水中央分隔带排水,采用锯齿纵向碎石结合横向排水管排出中央分隔带间填土渗水。中央分隔带排水管沟管底纵坡与路面纵坡相同，最小坡度不小于0.3%。中央分隔带排水沟(管)采用水泥混凝土预制件或浆砌片石砌筑。纵向排水沟管与横向排水沟管连接时，采用集水井的形式。设置超高段的中央分隔带的排水沟设雨水井。该地区属多雨地区，中央分隔带表面不做封闭时，设地下排水渗沟，排水渗沟两侧可用沥青土工布封闭。排水渗沟应该与路床顶面齐平，纵向碎石盲沟每40m左右设一集水槽和一横向塑料排水管，渗沟两侧采用直径为8cm的硬塑料管将水排至路基边坡以外，横向塑料排水管采用C15水泥混凝土固定。具体设置如下图：图10-2中央分割带排水示意图10.5.2路面内部排水 02级本科毕业设计论文第95页共95页为了保持路面基层和路基的干燥状态，可设置良好的路面内部排水系统。常用的路面内部排水系统如下图所示，其中，透水基层可以多孔水泥稳定碎石、沥青稳定碎石、贫水泥混凝土等。图10-3路面内部排水示意图10.6边沟排水设计10.6.1边沟断面尺寸的确定本道路为高速公路采用干砌片石的对称梯形排水沟，汇水段长度为L=500m，边沟纵坡i为0.3%，边坡坡度为1：1.5，路拱横坡为2%，其路基坡面填土高度为4.0m，坡面流长12.5m，护坡道宽2.0m，横坡4%，坡面流长2.0m，沟深1m。沟壁的粗细系数n，按《公路排水设计规范》表8.1.3沟壁或管壁的粗细系数(n)取值0.025。以25cm厚的浆砌片砌筑，10号沙浆勾缝，下图为全挖式边沟示意图：图10-4边沟示意图10.6.2设计径流量流量是路基排水设计的基本依据，其大小与汇水面积和一定频率下的径流厚度，以及会水区域内的地形、地貌及地表植被等因素有关。设计流量的对于明渠而言可按下式计算：式(10-1)式中：Q—设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度(mm/min)；F—汇水面积；—径流系数。计算参数：1汇水面积F和径流系数Ψ：沥青混泥土汇水面积为：500×12.5=6200m2，查规范知路面径流系数取0.95； 02级本科毕业设计论文第95页共95页路基坡面汇水面积为：500×7.746=3873m2，坡面径流系数为0.6；护坡汇水面积为：2.063×500=1031.5m2，查规范知坡面径流系数取0.5；因此总的汇水面积为：F=6200+3873+1031.5=11104.5m2。汇水区的径流系数：2汇流历时：式(10-2)式中：t1—坡面流历时(min)；ls—坡面流长度12.5m；is—坡面流的坡度2%；m—地表粗度系数,查《公路排水设计规范》表3.0.4沥青混泥土路面的粗细系数M1=0.313，路基坡面及护坡道的粗度系数为M2=0.2。本设计中先假定汇流历时为15分钟。3设计重现期根据公路的等级查《公路排水设计规范》表3.0.2设计降水的重现期,路面界内坡面排水,设计重现期15年。4降雨强度当地缺乏雨量资料时,可利用标准降雨强度等值线图和有关转换关系,按下式计算降雨强度　式(10-3)式中：—5年重现期和10分钟降雨历时的标准降雨强度(mm/min)按公路所在地区查《公路排水设计规范》图3.0.7-1查取2.5mm/min；—重现期转换系数，为设计重现期降雨强度同标准重现期降雨强度的比值()，按公路所在地区由《公路排水设计规范》表3.0.7-1查取1.27；—降雨历时转换系数，为降雨历时t的降雨强度同10分钟降雨历时的降雨强度的比值()，按公路所在地区的60分钟转换系数，由《公路排水设计规范》表3.0.7-2查取，由图3.0.7-2查取，徐州地区60分钟降雨强度转换系数查表3.0.7-2可得15分钟降雨历时的转换系数。由此得，15年重现期15分钟降雨历时的强度如下： 02级本科毕业设计论文第95页共95页因此：设计径流量：10.6.3检验汇流历时汇流历时按下式计算：路面坡面(横坡为2%，坡面流长为12.5m)的汇流历时为：路基坡面(坡度为1：1.5，坡面流长为7.746m)的汇流历时为：护坡道(坡度为4%，坡面流长为4.12m)的汇流历时为：沟内汇流历时:式(10-4)1水利半径按下式计算：式(10-5)式中：R—水力半径；A—过水断面面积(m2)按式计算，其中：m—边沟内侧边坡坡度，b—排水沟沟底宽度(m)，h—沟深(m),；ρ—过水断面湿周(m)按式因此：2沟渠平均流速浆砌片石明沟粗糙系数n=0.025，沟底纵坡i=0.3%，沟渠的平均流速：式(10-6) 02级本科毕业设计论文第95页共95页式中：n—沟壁粗糙系数，0.025；R—水力半径；I—沟底纵坡。则所以沟内汇流历时：。总的汇流历时：故以上边沟尺寸设计满足道路排泄的要求。10.6.4流量检验沟渠断面流量Q计算如下：式(10-7)式中：过水断面积w=0.75，V=1.01m/s。因此：所以排水设计满足泻水能力的要求。10.7桥涵方案设计10.7.1一般规定1桥梁应根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求等条件进行综合设计。2桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段。3桥梁设计应遵循安全适用经济美观和有利环保的原则并考虑因地制宜便于施工、就地取材和养护等因素。4桥涵的设置应结合农田基本建设考虑排灌的需要。5宜进行景观设计上跨高速公路、一级公路的桥梁应与自然环境和景观相协调。6采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构机械化和工厂化施工。10.7.2设计要点1涵洞、通道设计本路线跨越原有的道路，通道的布置以原有的道路为主，对于乡村小道根据通行状态设置过人通道，满足通道最小净高要求。本道路主线在500m以内与多条小道相交，采用合并使用一条通道的方案，以减少工程。2桥梁设计 02级本科毕业设计论文第95页共95页(1)路线跨越原有的河流时(河宽大于5m)，桥涵的布设以原有的河流为基础，本设计中由于路线与河道斜交，桥涵相对特殊，纵轴线与河流主线成27度，增大了桥的长度。(2)本道路桥面净空符合《公路工程技术标准》第2.0.7条公路建筑限界的规定。(3)本道路无通航要求，跨线桥桥下净空符合被交叉公路等建筑限界的规定，桥下净空还应考虑排洪以及河床冲淤等情况。10.7.3桥涵位置及尺寸由于此地区属冲积平原，沿线河流、排灌沟渠交错，在设计中需要建造的桥梁有2座，涵洞2个。具体布置见下表。表10-1构造物设计表起点桩号中点桩号跨径（m）净高（m）名称K0+429K0+4351x62.2钢筋混凝土箱形通道K0+940K0+9801x404.5预应力混凝土连续梁桥K1+660K1+7001x404.5预应力混凝土连续梁桥K2+220K2+2261x62.2钢筋混凝土箱形通道10.8土石方数量的计算与调配10.8.1土石方的计算路基土石方数量首先计算横断面的面积，然后计算体积，最后进行土石方的调配。横断面面积包括填方面积(AT)和挖方面积(AW)，两者分别计算。土石方数量计算采用平均断面法，该方法适用于断面之间填方或挖方面积大小相近，计算公式为：式(10-8)式(10-9)式中：VT、VW—相邻两断面之间的填方、挖方体积(m3)；AT1、AT2—相邻两断面的填方面积(m2)；AW1、AW2—相邻两断面的挖方面积(m2)；L—相邻两断面之间的距离(m)。计算示例：本段道路土石方计算取K0+460m～K0+960m之间。按间距20m进行分段计算。K0+460～K0+480m之间的断面面积如下图所示： 02级本科毕业设计论文第95页共95页图10-6路基断面示意图路基上底宽28m，下底宽38m，填土高约3m，两断面之间距离20m，本段填方体积约为：、本段挖方体积约为：、其他各段依次类推。10.8.2路基土石方的调配1尽可能移挖作填，以减少废方和弃方。2废方要妥善处理，应使弃土不占或少占农田，在可能的条件下，宜将弃土平整为可耕地，同时要防止水土流失、堵塞河流或冲淤农田。3路基填方如需路外借土，应结合地形、农田排灌等情况选择借土地点，并综合考虑借土还田、整地造田等措施。4综合考虑选用合理的经济运距，用以分析工程用土石调运还是外借。10.8.3调配的方法在土石方数量计算复核完毕后即可进行调配。调配在土石方数量表上进行。首先进行横向调配，满足本桩号利用方的需要，然后计算挖余和填缺的数量。根据挖余和填缺量分布情况，可以大致看出调运的方向和数量，结合纵坡情况和经济运距对利用方进行纵向调配。调配一般在本公里范围内进行，必要时也可跨公里调配，但须将数量和方向分别注明。调配的结果示于土石方数量表上，并可按下式复核：横向运距+纵向调运+借方=填方具体见表格附录表3路基设计表、表4边沟布置表和表5土石方数量计算表。 02级本科毕业设计论文第95页共95页11高速公路绿化设计11.1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。11.2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。11.3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。 02级本科毕业设计论文第95页共95页参考文献1张雨化.道路勘测设计.北京：人民交通出版社，19972张延楷，张金水.道路勘测设计.上海：同济大学出版社，19983成从修.高速公路路线设计.上海：人民交通出版社,19824邓学均，张登良.路基路面工程.北京：人民交通出版社，19995陆鼎中，程家驹.路基路面工程.上海：同济大学出版社，19956姚祖康.路基路面工程.上海：同济大学出版社,19947CivilEngineering.2000(4)8张廷楷.高速公路．北京：人民交通出版社，19909严家汲.道路建筑材料.北京：人民交通出版社，199610路面(公路设计手册).北京：人民交通出版社,199311周宪华等.路基设计原理与计算.北京：人民交通出版社，198912王毅峰,李贯江.高速公路绿化设计.辽宁：辽宁交通科技,2006.1 02级本科毕业设计论文第95页共95页表格附录表1直线、曲线及转角表交点号交点坐标交点桩号转角值曲线要素值（m）XY半径(m)缓和曲线长度(m)切线长度(m)曲线长度(m)外距(m)校正值(m)1234567891011起点0.0000.000K0+000.000JD1817.793-277.254K0+863.83038°Y1500180606.7791174.41087.38338.189JD23049.234510.787K3+230.33047°Y1800180872.9811655.878163.61290.084终点4068.604-30.454K4+253.276交点号曲线位置曲线主点桩号直线长度及方向备注第一缓和曲线起点第一缓和曲线终点曲线中点第二缓和曲线起点第二缓和曲线终点直线长度(m)交点间距(m)计算方位角(度)1121314151617181920起点JD1K0+254.520K0+434.520K0+844.188K1+253.856K1+433.836254.520863.829341JD2K2+310.261K2+490.261K3+145.089K3+799.916K3+979.916876.4252366.50319终点273.3591154.148332 02级本科毕业设计论文第95页共95页表2逐桩坐标计算表桩号坐标方向角（度）桩号坐标方向角(度)X坐标Ｙ坐标X坐标Ｙ坐标QDK0+0000.0000.000-18.721K2+1402058.170167.44919.451K0+02018.608-6.419-18.721K2+1602077.028174.10919.451K0+04037.550-12.838-18.721K2+1802095.887180.76919.451K0+06056.492-19.257-18.721K2+2002114.745187.42919.451K0+08075.4337-25.676-18.721K2+2202133.604194.08919.451K0+10094.375-32.095-18.721K2+2402152.462200.74919.451K0+120113.317-38.515-18.721K2+2602171.321207.40919.451K0+140132.259-44.934-18.721K2+2802190.179214.06919.451K0+160151.201-51.353-18.721K2+3002209.038167.44919.451K0+180170.143-57.772-18.721ZHK2+310.2612218.715217.48619.451K0+200189.084-64.191-18.721K2+3202227.897220.72819.442K0+220208.026-70.611-18.721K2+3402246.76227.37619.372K0+240226.968-77.030-18.721K2+3602265.635233.98919.232ZHK0+254.520824.720-510.415-18.721K2+3802284.530240.54419.020K0+260245.910-83.449341.282K2+4002303.453247.01718.738K0+280264.855-89.859341.347K2+4202322.412253.38618.386K0+300283.812-96.232341.498K2+4402341.414259.62617.962K0+320302.791-102.543341.734K2+4602360.464265.71417.468K0+340321.800-108.761342.054K2+4802379.571271.62516.903K0+360340.848-114.858342.459HYK2+490.2612389.397274.58216.586K0+380359.942-120.806342.949K2+5002398.738277.33716.276K0+400379.092-126.577343.524K2+5202417.967282.83515.639K0+420398.302-132.141344.184K2+5402437.256288.12015.002HYK0+434.520412.291-136.034344.716K2+5602456.603293.19014.366K0+440417.579-137.469344.926K2+5802476.005298.04413.729K0+460436.925-142.541345.690K2+6002495.459302.68313.093K0+480456.337-147.355346.454K2+6202514.964307.10512.456K0+500475.811-151.91347.217K2+6402534.517311.31111.819K0+520495.345-156.205347.981K2+6602554.115315.29911.183K0+540514.933-160.239348.745K2+6802573.756319.06810.546K0+560534.574-164.011349.509K2+7002593.438322.6209.909K0+580554.264-167.521350.273K2+7202613.159325.9529.273K0+600573.998-170.768351.037K2+7402632.915329.0658.636K0+620593.774-173.752351.801K2+7602652.704331.9598.000K0+640613.588-176.472352.565K2+7802672.525334.6327.363K0+660633.437-178.928353.329K2+8002692.374337.0856.726K0+680653.316-181.119-181.119K2+8202712.249339.3186.090 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表K0+700673.223-183.044-183.044K2+8402732.147341.3295.453K0+720693.154-184.704-184.704K2+8602752.067343.1194.816K0+740713.105-186.098-186.098K2+8802772.005344.6884.180K0+760733.073-187.226-187.226K2+9002791.959346.0353.543K0+780753.055-188.087-188.087K2+9202811.928347.1602.907K0+800773.046-188.682-188.682K2+9402831.907348.0632.270K0+820793.043-189.011-189.011K2+9602851.895348.7451.633K0+840813.042-189.072-189.072K2+9802871.890349.2040.997QZK0+844.188817.231-189.052-189.052K3+0002891.889349.4410.360K0+860833.041-188.868-188.868K3+0202911.888349.456-0.276K0+880853.036-188.396-188.396K3+0402931.887349.248-0.912K0+900873.022-187.658-187.658K3+0602951.883348.818-1.549K0+920892.996-186.654-186.654K3+0802971.872348.167-2.185K0+940912.956-185.383-185.383K3+1002991.853347.293-2.822K0+960932.897-183.846-183.846K3+1203011.823346.197-3.459K0+980952.815-182.044-182.044K3+1403031.779344.879-4.095K1+000972.708-179.976-179.976QZK3+145.0893036.854344.509-4.257K1+020992.571-177.643-177.643K3+1603051.720343.340-4.732K1+0401012.402-175.046-175.046K3+1803071.642341.579-5.369K1+0601032.196-172.184-172.184K3+2003091.543339.597-6.005K1+0801051.95-169.059-169.059K3+2203111.421337.394-6.642K1+1001071.661-165.670-165.67K3+2403131.274334.971-7.278K1+1201091.325-162.019-162.019K3+2603151.098332.327-7.915K1+1401110.938-158.106-158.106K3+2803170.892329.462-8.552K1+1601130.498-153.933-153.933K3+3003190.653326.378-9.188K1+1801150.000-149.498-149.498K3+3203210.378323.075-9.825K1+2001169.441-144.804-144.804K3+3403230.065319.553-10.461K1+2201188.818-139.851-139.851K3+3603249.712315.812-11.098K1+2401208.127-134.641-134.641K3+3803269.316311.853-11.735YHK1+253.8571221.463-136.871-136.871K3+4003288.875307.677-12.371K1+2601227.365-129.173-129.173K3+4203308.387303.283-13.008K1+2801246.531-123.460-123.460K3+4403327.848298.673-13.645K1+3001265.631-117.529-117.529K3+4603347.257293.847-14.281K1+3201284.672-111.408-111.408K3+4803366.611288.806-14.918K1+3401303.660-105.127-105.127K3+5003385.908283.550-15.554K1+3601322.604-98.714-98.714K3+5203405.145278.079-16.191K1+3801341.513-92.198-92.198K3+5403424.320272.396-16.828K1+4001360.395-85.607-85.607K3+5603443.431266.500-17.464K1+4201379.261-78.968-74.355K3+5803462.476260.391-18.101 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表HYK1+433.8371379.261-74.355-78.968K3+6003481.451254.072-18.738K1+4401398.12-72.309-72.309K3+6203500.355247.542-19.374K1+4601416.979-65.649-65.649K3+6403519.185240.802-20.011K1+4801435.837-58.989-58.989K3+6603537.939233.854-20.647K1+5001454.696-52.329-52.329K3+6803556.615226.698-21.284K1+5201473.555-45.669-45.669K3+7003575.210219.334-21.921K1+5401492.413-39.009-39.009K3+7203593.722211.765-22.557K1+5601511.272-32.349-32.349K3+7403612.149203.990-23.194K1+5801530.130-25.689-25.689K3+7603630.488196.011-23.831K1+6001548.989-19.029-19.029YHK3+799.9163666.820179.480-24.467K1+6201567.847-12.369-12.369K3+7803648.738187.829-25.101K1+6401586.706-5.709-5.709K3+8003666.895179.444334.895K1+6601605.5640.9500.950K3+8203684.960170.862334.294K1+6801624.4237.6107.610K3+8403702.940162.102333.764K1+7001643.28214.27014.270K3+8603720.843153.188333.305K1+7201662.14020.92920.929K3+8803738.68144.140332.916K1+7401680.99927.58927.589K3+9003756.46134.983332.598K1+7601699.85734.24934.249K3+9203774.195125.739332.351K1+7801718.71640.90940.909K3+9403791.896116.429332.174K1+8001737.57447.56947.569K3+9603809.574107.075332.068K1+8201756.43354.22954.229HZK3+979.9163827.16797.739332.033K1+8401775.29160.88960.889K3+9803827.24097.699-27.966K1+8601794.15067.54967.549K4+0003844.90588.320-27.966K1+8801813.00874.20974.209K4+0203862.56978.941-27.966K1+9001831.86780.86980.869K4+0403880.23469.562-27.966K1+9201850.72687.52987.529K4+0603897.89860.183-27.966K1+9401869.58494.18994.189K4+0803915.56350.804-27.966K1+9601888.443100.849100.849K4+1003933.22741.425-27.966K1+9801907.301107.509107.509K4+1203950.89232.046-27.966K2+0001926.160114.169114.169K4+1403968.55622.667-27.966K2+0201945.018120.829120.829K4+1603986.22113.288-27.966K2+0401963.877127.489127.489K4+1804003.8853.909-27.966K2+0601982.735134.149134.149K4+2004021.550-5.469-27.966K2+0802001.594140.809140.809K4+2204039.214-14.848-27.966K2+1002020.452147.469147.469K4+2404056.879-24.227-27.966K2+1202039.311154.129154.129ZDK4+253.2764068.604-30.453-27.966 02级本科毕业设计论文第95页共95页表3路基设计表桩号平曲线坡度及竖曲线地面标高设计高填挖高度(m)路基宽(m)路边及中桩与设计高之高差(m)施工时中桩(m)边坡1：M护坡道边沟坡脚坡口至中桩距离备注护坡道宽坡度坡度形状底宽(米)沟深(米)内坡(1：M)填挖左右左中桩右填挖左右左右左右左右左右1234567891011121314151617181920212223242526272829QDK0+00034.30361.71414-0.30-0.251.71.51.5224%4%111116.2316.16高2034.3036.0931.7931414-0.30-0.251.7931.51.5224%4%11梯1116.3716.3程4034.3036.1861.8861414-0.30-0.251.8861.51.5224%4%111116.5316.36设6034.3036.2791.9791414-0.30-0.251.9791.51.5224%4%11形1116.6716.49计8034.3036.3722.0721414-0.30-0.252.0721.51.5224%4%111116.8316.62线10034.3036.4652.1651414-0.30-0.252.1651.51.5224%4%111116.9716.76在12034.3036.5582.2581414-0.30-0.252.2581.51.5224%4%111117.2616.87中14034.3036.6512.3511414-0.30-0.252.3511.51.5224%4%111117.417.01央16034.3036.7442.4441414-0.30-0.252.4441.51.5224%4%111117.4117.09分18034.3036.8372.5371414-0.30-0.252.5371.51.5224%4%111117.5517.23隔20034.3036.932.631414-0.30-0.252.631.51.5224%4%111117.9717.43带220ZH34.3037.0232.7231414-0.30-0.252.7231.51.5224%4%111118.1217.57边240--------34.3037.1162.8161414-0.30-0.252.8161.51.5224%4%111118.2917.64缘260254.5234.3037.2082.9081414-0.30-0.232.9081.51.5224%4%111118.4317.8128034.337.3013.0011414-0.30-0.143.0011.51.5224%4%111118.4918.1530034.3037.393.091414-0.30-0.063.091.51.5224%4%111118.6318.4132034.4037.4773.0771414-0.300.033.0771.51.5224%4%111118.6118.5334034.4037.5613.1611414-0.300.123.1611.51.5224%4%111118.7318.78 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表36034.4037.6423.2421414-0.300.23.2421.51.5224%4%111118.919.0538034.4037.7213.3211414-0.400.293.3211.51.5224%4%111118.8919.29400HY34.4037.7973.3971414-0.400.373.3971.51.5224%4%111118.7219.54420--------34.4037.873.471414-0.500.463.471.51.5224%4%111118.719.77440434.5234.4037.9413.5411414-0.600.523.5411.51.5224%4%111118.8419.9446034.4038.0093.6091414-0.600.523.6091.51.5224%4%111118.9520.0448034.4038.0753.6751414-0.600.523.6751.51.5224%4%111119.1920.1650034.4038.1373.7371414-0.600.523.7371.51.5224%4%111119.2920.2552034.4038.1973.7971414-0.600.523.7971.51.5224%4%111119.2420.2854034.4038.2553.8551414-0.600.523.8551.51.5224%4%111119.3320.3656034.4038.313.911414-0.600.523.911.51.5224%4%111119.4920.5458034.4038.3623.9621414-0.600.523.9621.51.5224%4%111119.5720.6260034.4038.4114.0111414-0.600.524.0111.51.5224%4%111119.5720.6762034.4038.4584.0581414-0.600.524.0581.51.5224%4%111119.6420.7464034.4038.5024.1021414-0.600.524.1021.51.5224%4%111119.7120.8366034.4038.5434.1431414-0.600.524.1431.51.5224%4%111119.7820.8968034.4038.5824.1821414-0.600.524.1821.51.5224%4%111119.7620.8870034.4038.6184.2181414-0.600.524.2181.51.5224%4%111119.8220.9372034.5038.6524.1521414-0.600.524.1521.51.5224%4%111119.6420.8274034.5038.6824.1821414-0.600.524.1821.51.5224%4%111119.6920.8776034.5038.714.211414-0.600.524.211.51.5224%4%111119.7420.978034.5038.7364.2361414-0.600.524.2361.51.5224%4%111119.7820.93800凸34.5038.7584.2581414-0.600.524.2581.51.5224%4%111119.6820.95820QZi=0.465%34.5038.7794.2791414-0.600.524.2791.51.5224%4%111119.7120.98840----------------34.5038.7964.2961414-0.600.524.2961.51.5224%4%111119.7820.99 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表860844.18839.90734.5038.8114.3111414-0.600.524.3111.51.5224%4%111119.8121.01880a=380K0+840.57234.5038.8234.3231414-0.600.524.3231.51.5224%4%111119.8121.08900R=1500i=-0.305%33.8038.8325.0321414-0.600.525.0321.51.5224%4%111120.8922.14920T=606.78R=15000033.8038.8395.0391414-0.600.525.0391.51.5224%4%111120.9122.16940L=1174.4T=577.21533.8038.8435.0431414-0.600.525.04300224%4%11111414960E=87.38E=1.11133.8038.8445.0441414-0.600.525.04400224%4%11111414980Ls=18033.8038.8435.0431414-0.600.525.0431.51.5224%4%111120.9222.16K1+00033.8038.8395.0391414-0.600.525.0391.51.5224%4%111120.9522.212033.8038.8335.0331414-0.600.525.0331.51.5224%4%111120.9422.24033.8038.8235.0231414-0.600.525.0231.51.5224%4%111120.9422.166033.8038.8115.0111414-0.600.525.0111.51.5224%4%111120.9222.148033.8038.7974.9971414-0.600.524.9971.51.5224%4%111120.9222.0910033.8038.784.981414-0.600.524.981.51.5224%4%111120.8922.0712033.8038.764.961414-0.600.524.961.51.5224%4%111120.8122.0314033.8038.7374.9371414-0.600.524.9371.51.5224%4%111120.782216033.8038.7124.9121414-0.600.524.9121.51.5224%4%111120.7221.9818033.8038.6844.8841414-0.600.524.8841.51.5224%4%111120.6821.9420033.8038.6534.8531414-0.600.524.8531.51.5224%4%111120.1322.23220YH33.8038.624.821414-0.600.524.821.51.5224%4%111120.0822.18240--------33.8038.5844.7841414-0.600.524.7841.51.5224%4%111120.0722.11260253.85733.8038.5464.7461414-0.600.494.7461.51.5224%4%111120.0522.0228033.8038.5044.7041414-0.500.414.7041.51.5224%4%111120.1921.8430033.8038.464.661414-0.400.324.661.51.5224%4%111120.2521.6432033.8038.4144.6141414-0.300.244.6141.51.5224%4%111120.221.434033.8038.3644.5641414-0.300.154.5641.51.5224%4%111120.221.2 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表36033.8038.3134.5131414-0.300.074.5131.51.5224%4%111120.2420.9938033.8038.2584.4581414-0.30-0.024.4581.51.5224%4%111120.1620.78400HZ33.8038.2014.4011414-0.30-0.114.4011.51.5224%4%111120.0820.55420--------33.8038.1414.3411414-0.30-0.194.3411.51.5224%4%111119.9920.33440433.85733.8038.084.281414-0.30-0.254.281.51.5224%4%111119.8120.1746033.8038.0194.2191414-0.30-0.254.2191.51.5224%4%111119.7220.0748033.8037.9584.1581414-0.30-0.254.1581.51.5224%4%111119.6420.0150033.8037.8974.0971414-0.30-0.254.0971.51.5224%4%111119.5519.9252033.8037.8364.0361414-0.30-0.254.0361.51.5224%4%111119.4719.7754033.8037.7753.9751414-0.30-0.253.9751.51.5224%4%111119.3819.6856033.8037.7143.9141414-0.30-0.253.9141.51.5224%4%111119.2819.6458033.8037.6533.8531414-0.30-0.253.8531.51.5224%4%111119.1919.5560033.8037.5923.7921414-0.30-0.253.7921.51.5224%4%111119.119.5262033.8037.5313.7311414-0.30-0.253.7311.51.5224%4%111119.0119.4364033.8037.473.671414-0.30-0.253.671.51.5224%4%111118.8519.3566033.8037.4093.6091414-0.30-0.253.6091.51.5224%4%111118.7719.2668033.8037.3483.5481414-0.30-0.253.54800224%4%1111141470033.9037.2873.3871414-0.30-0.253.3871.51.5224%4%111118.4718.9372033.9037.2263.3261414-0.30-0.253.3261.51.5224%4%111118.3618.8374033.9037.1653.2651414-0.30-0.253.2651.51.5224%4%111118.2718.7476033.9037.1043.2041414-0.30-0.253.2041.51.5224%4%111118.5718.678033.9037.0433.1431414-0.30-0.253.1431.51.5224%4%111118.4818.580033.9036.9823.0821414-0.30-0.253.0821.51.5224%4%111118.418.4682033.9036.9223.0221414-0.30-0.253.0221.51.5224%4%111118.3118.3684033.9036.8612.9611414-0.30-0.252.9611.51.5224%4%111118.3518.2 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表86033.9036.8002.9001414-0.30-0.252.91.51.5224%4%111118.2618.1188033.9036.7392.8391414-0.30-0.252.8391.51.5224%4%111118.0618.0390033.9036.6782.7781414-0.30-0.252.7781.51.5224%4%111117.9617.9492033.9036.6172.7171414-0.30-0.252.7171.51.5224%4%111117.8817.8394033.9036.5562.6561414-0.30-0.252.6561.51.5224%4%111117.7917.7496033.9036.4952.5951414-0.30-0.252.5951.51.5224%4%111117.6517.6198033.9036.4342.5341414-0.30-0.252.5341.51.5224%4%111117.5617.52K2+00033.7036.3732.6731414-0.30-0.252.6731.51.5224%4%111117.8317.712033.7036.3122.6121414-0.30-0.252.6121.51.5224%4%111117.7317.624033.7036.2512.5511414-0.30-0.252.5511.51.5224%4%111117.3517.546033.7036.192.491414-0.30-0.252.491.51.5224%4%111117.2617.458033.7036.1292.4291414-0.30-0.252.4291.51.5224%4%111117.1617.3810033.7036.0682.3681414-0.30-0.252.3681.51.5224%4%111117.0717.2912033.7036.0072.3071414-0.30-0.252.3071.51.5224%4%111116.9717.1714033.7035.9462.2461414-0.30-0.252.2461.51.5224%4%111116.8817.0816033.7035.8852.1851414-0.30-0.252.1851.51.5224%4%111116.7817.0218033.7035.8242.1241414-0.30-0.252.1241.51.5224%4%111116.6916.9320033.7035.7632.0631414-0.30-0.252.0631.51.5224%4%111116.5916.8322033.7035.7022.0021414-0.30-0.252.0021.51.5224%4%111116.516.7324033.7035.6411.9411414-0.30-0.251.9411.51.5224%4%111116.416.6626033.7035.581.881414-0.30-0.251.881.51.5224%4%111116.316.5728033.7035.5191.8191414-0.30-0.251.8191.51.5224%4%111116.2416.29300ZH33.7035.4581.7581414-0.30-0.251.7581.51.5224%4%111116.1516.2320--------33.7035.3971.6971414-0.20-0.251.6971.51.5224%4%111116.116.083402310.2633.7035.3361.6361414-0.10-0.251.6361.51.5224%4%111116.1115.98 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表36033.7035.2761.5761414-0.10-0.251.5761.51.5224%4%111116.1515.8838033.7035.2151.51514140.010-0.251.5151.51.5224%4%111116.1715.7940033.7035.1541.45414140.080-0.251.4541.51.5224%4%111116.215.742033.7035.0931.39314140.150-0.251.3931.51.5224%4%111116.2215.61440HY33.7035.0321.33214140.230-0.291.3321.51.5224%4%111116.2415.45460---------33.7034.9711.27114140.30-0.361.2711.51.5224%4%111116.2615.254802490.2633.7034.9121.21214140.370-0.431.2121.51.5224%4%111116.2715.0350033.7034.8551.15514140.410-0.471.1551.51.5224%4%111116.2414.8952033.7034.81.114140.410-0.471.11.51.5224%4%111116.1414.8354033.7034.7481.04814140.410-0.471.0481.51.5224%4%111116.0714.7556033.7034.6980.99814140.410-0.470.9981.51.5224%4%111115.9914.6958033.7034.650.9514140.410-0.470.951.51.5224%4%111115.9214.6260033.7034.6040.90414140.410-0.470.9041.51.5224%4%111115.8414.4862033.7034.5610.86114140.410-0.470.8611.51.5224%4%111115.7814.4164033.7034.5190.81914140.410-0.470.8191.51.5224%4%111115.714.466033.7034.480.7814140.410-0.470.781.51.5224%4%111115.6414.3468033.7034.4430.74314140.410-0.470.7431.51.5224%4%111115.5814.2870033.7034.4090.70914140.410-0.470.7091.51.5224%4%111115.5314.2372033.7034.3760.67614140.410-0.470.6761.51.5224%4%111115.5214.1874033.7034.3460.64614140.410-0.470.6461.51.5224%4%111115.4814.1476033.6034.3180.71814140.410-0.470.7181.51.5224%4%111115.5914.2678033.6034.2920.69214140.410-0.470.6921.51.5224%4%111115.5514.2380033.6034.2690.66914140.410-0.470.6691.51.5224%4%111115.5414.1882033.6034.2480.64814140.410-0.470.6481.51.5224%4%111115.514.1584033.6034.2290.62914140.410-0.470.6291.51.5224%4%111115.4714.11 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表86033.6034.2120.61214140.410-0.470.6121.51.5224%4%111115.4414.0988033.6034.1970.59714140.410-0.470.5971.51.5224%4%111115.4114.0890033.6034.1850.58514140.410-0.470.5851.51.5224%4%111115.3914.0692033.6034.1740.57414140.410-0.470.5741.51.5224%4%111115.5614.3294033.6034.1670.56714140.410-0.470.5671.51.5224%4%111115.5514.3196033.6034.1610.56114140.410-0.470.5611.51.5224%4%111115.5614.3198033.6034.1570.55714140.410-0.470.5571.51.5224%4%111115.5514.31K3+00033.6034.1560.55614140.410-0.470.5561.51.5224%4%111115.5114.322033.6034.1570.55714140.410-0.470.5571.51.5224%4%111115.5114.324033.6034.160.5614140.410-0.470.561.51.5224%4%111115.5214.326033.6034.1650.56514140.410-0.470.5651.51.5224%4%111115.5314.3380凹33.6034.1730.57314140.410-0.470.5731.51.5224%4%111115.5414.25100QZi=-0.305%32.9034.1831.28314140.410-0.471.2831.51.5224%4%111116.6115.32120----------------32.9034.1951.29514140.410-0.471.2951.51.5224%4%111116.6515.361403145.0932.932.9034.2091.30914140.410-0.471.3091.51.5224%4%111116.6715.38160a=470K3+139.32732.9034.2261.32614140.410-0.471.3261.51.5224%4%111116.7315.44180R=1800i=0.458%32.9034.2441.34414140.410-0.471.3441.51.5224%4%111116.7615.46200T=872.78R=18000032.9034.2651.36514140.410-0.471.3651.51.5224%4%111116.815.49220L=1609.65T=686.38332.9034.2881.38814140.410-0.471.3881.51.5224%4%111116.8415.52240E=163.61E=1.30932.9034.3141.41414140.410-0.471.4141.51.5224%4%111116.8816.67260Ls=180i=-0.305%32.9034.3411.44114140.410-0.471.4411.51.5224%4%111116.9216.7128032.9034.3711.47114140.410-0.471.4711.51.5224%4%111116.9615.4430033.7034.4030.70314140.410-0.470.7031.51.5224%4%111115.8114.2932033.7034.4380.73814140.410-0.470.7381.51.5224%4%111115.8614.3134033.7034.4740.77414140.410-0.470.7741.51.5224%4%111115.9114.36 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表36033.7034.5130.81314140.410-0.470.8131.51.5224%4%111115.7414.3838033.7034.5540.85414140.410-0.470.8541.51.5224%4%111115.814.4440033.7034.5970.89714140.410-0.470.8971.51.5224%4%111115.8614.542033.7034.6420.94214140.410-0.470.9421.51.5224%4%111115.9314.5744033.7034.690.9914140.410-0.470.991.51.5224%4%111115.9614.6246033.7034.741.0414140.410-0.471.041.51.5224%4%111116.0414.6948033.7034.7921.09214140.410-0.471.0921.51.5224%4%111116.1214.850037.6034.8462.7514140.410-0.472.751.51.5224%4%111118.924.352037.6034.9022.714140.410-0.472.71.51.5224%4%111118.8424.2654037.6034.9612.6414140.410-0.472.641.51.5224%4%111118.7224.1756037.6035.0222.5814140.410-0.472.581.51.5224%4%111118.6224.1458037.6035.0852.5214140.410-0.472.521.51.5224%4%111118.4924.0560037.6035.1512.4514140.410-0.472.451.51.5224%4%111118.3723.9162037.6035.2182.3814140.410-0.472.381.51.5224%4%111118.2423.8164037.6035.2882.3114140.410-0.472.311.51.5224%4%111118.0723.7266037.6035.362.2414140.410-0.472.241.51.5224%4%111117.9223.6168037.6035.4342.1714140.410-0.472.171.51.5224%4%111117.8323.5570037.6035.5112.0914140.410-0.472.091.51.5224%4%111117.6723.4472037.6035.592.0114140.410-0.472.011.51.5224%4%111117.4223.2974037.6035.671.9314140.410-0.471.931.51.5224%4%111117.2523.1676037.6035.7541.8514140.410-0.471.851.51.5224%4%111117.1223.04780YH37.6035.8391.7614140.410-0.471.761.51.5224%4%111116.9422.91800---------37.4035.9271.4714140.410-0.471.471.51.5224%4%111116.2922.478203799.9137.4036.0161.3814140.340-0.41.381.51.5224%4%111116.2622.2284037.4036.1081.2914140.260-0.321.291.51.5224%4%111116.2321.8886037.4036.1991.214140.190-0.251.21.51.5224%4%111116.221.63 02级本科毕业设计论文第95页共95页续上表88037.4036.2911.1114140.120-0.251.111.51.5224%4%111116.1621.590037.4036.3831.0214140.040-0.251.021.51.5224%4%111116.1321.3692037.2036.4740.731414-00-0.250.731.51.5224%4%111115.3920.8794037.2036.5660.631414-0.10-0.250.631.51.5224%4%111115.3520.73960HZ37.2036.6570.541414-0.20-0.250.541.51.5224%4%111115.3220.61980----------36.8036.7490.051414-0.30-0.250.051.51.5224%4%111114.4819.87K4+0003979.9236.8036.840.041414-0.30-0.250.041.51.5224%4%111114.2919.782036.8036.9320.1321414-0.30-0.250.1321.51.5224%4%111114.119.644036.9037.0240.1241414-0.30-0.250.1241.51.5224%4%111114.1319.676036.9037.1150.2151414-0.30-0.250.2151.51.5224%4%111114.0419.538036.9037.2070.3071414-0.30-0.250.3071.51.5224%4%111114.1919.3710036.9037.2980.3981414-0.30-0.250.3981.51.5224%4%111114.3314.1112036.5037.390.891414-0.30-0.250.891.51.5224%4%111115.0714.8314036.0037.4811.4811414-0.30-0.251.4811.51.5224%4%111115.9715.7116036.0037.5731.5731414-0.30-0.251.5731.51.5224%4%111116.115.8918035.5037.6652.1651414-0.30-0.252.1651.51.5224%4%111116.9916.7720035.5037.7562.2561414-0.30-0.252.2561.51.5224%4%111117.1316.9122035.5037.8482.3481414-0.30-0.252.3481.51.5224%4%111117.2717.0424035.0037.9392.9391414-0.30-0.252.9391.51.5224%4%111118.1717.9ZDK4+253.27635.003831414-0.30-0.2531.51.5224%4%111118.2617.99 02级本科毕业设计论文第95页共95页表4边沟布置表左边沟（排水沟）中桩右边沟（排水沟）备注沟底标高(m)沟底宽(m)沟中心距中桩距离(m)地面高(m)桩号设计高(m)沟中心距中桩距离(m)沟底宽(m)沟底标高(m)1234567891032.718122.20034.4K0+42037.8723.270132.980　32.628122.34034.4K0+44037.94123.440133.000　32.625122.44034.4K0+46038.00923.540133.00032.528122.69034.4K0+48038.07523.650132.99132.524122.79034.4K0+50038.13723.750132.99232.618122.74034.4K0+52038.19723.780133.03232.616122.83034.4K0+54038.25523.860133.03332.565122.99034.4K0+56038.3124.040132.97132.563123.07034.4K0+58038.36224.120132.97132.611123.07034.4K0+60038.41124.170132.98232.609123.14034.4K0+62038.45824.240132.98232.607123.21034.4K0+64038.50224.330132.97132.605123.28034.4K0+66038.54324.390132.97132.653123.26034.4K0+68038.58224.380133.01532.652123.32034.4K0+70038.61824.430133.01632.804123.14034.5K0+72038.65224.320133.12332.804123.19034.5K0+74038.68224.370133.12332.795123.24034.5K0+76038.7124.400133.13332.794123.28034.5K0+78038.73624.430133.13332.883123.18034.5K0+80038.75824.450133.14432.882123.21034.5K0+82038.77924.480133.14432.852123.28034.5K0+84038.79624.490133.15532.852123.31034.5K0+86038.81124.510133.15532.862123.31034.5K0+88038.82324.580133.12232.151124.39033.8K0+90038.83225.640132.42432.142124.41033.8K0+92038.83925.660132.422 02级本科毕业设计论文第95页共95页表5路基土石方表桩号挖方面积填方面积平均挖方面积平均填方面积距离总挖方数量总填方数量本桩利用方土石方调配借方弃方(m2)(m2)(m2)(m2)(m)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)1234567891011K0+4203.939115.133.939113.6920.0078.78227478.78K0+4403.895117.973.917116.5520.0078.34233178.34K0+4603.895120.623.895119.3020.0077.90238677.90K0+4803.852123.733.874122.1720.0077.48244377.48K0+5003.850126.203.851124.9720.0077.02249977.02K0+5203.931128.113.89127.1920.0077.80254477.80K0+5403.931130.443.931129.3020.0078.62258678.62K0+5603.875104.133.930131.7720.0078.60263578.60K0+5803.875105.223.875134.1420.0077.50268377.50K0+6003.892106.373.883136.0520.0077.66272177.66K0+6203.899107.443.895137.8720.0077.90275777.90K0+6403.966107.653.933139.6820.0078.66279478.66K0+6603.966108.593.966141.3920.0079.32282879.32K0+6803.978110.433.973143.2020.0079.46286479.46K0+7003.911110.863.945144.9020.0078.90289878.90K0+7208.13141.806.02143.7220.00120.42874120.4K0+7408.13143.048.13142.4220.001632848163K0+7608.03143.568.08143.3020.001622866162K0+7808.03144.598.03144.0820.001612882161K0+8008.19145.128.11144.8620.001622897162K0+8208.19145.948.19145.5320.001642911164K0+8408.18146.878.18146.4020.001642928164K0+8608.18147.478.18147.1720.001642943164K0+8808.13147.968.15147.7120.001632954163K0+9008.13177.738.13162.8420.001633257163K0+9208.13178.168.13177.9520.001633559163小计500.002846.32722622846.3269415.68 02级本科毕业设计论文第95页共95页目次1引言12设计原始资料和依据22.1自然地理情况22.2土壤、地质、水文资料、气候22.3交通量资料32.4桥涵水文资料32.5设计依据33路线设计43.1道路的可行性研究43.2道路技术等级确定43.3路线方案的拟订与比选64平面设计104.1直线104.2圆曲线104.3缓和曲线124.5视距154.6逐桩坐标计算155道路纵断面设计185.1纵断面设计的方法185.2纵坡设计195.3竖曲线设计215.4平、纵线形组合设计246道路横断面设计266.1道路建筑界限及用地266.2横断面组成266.3车道数的确定276.4行车道宽度276.5路肩、分隔带、路拱及超高276.6标准横断面组成307一般路基设计327.1路基设计要求327.2路基宽度327.3填方路基337.4其他路基367.5路基防护与加固37 02级本科毕业设计论文第95页共95页7.6路基附属设施387.7特殊地段路基设计387.8路基施工要求及注意事项388路面结构设计408.1路面设计的内容408.2路面结构设计原则408.3路面设计步骤408.4路面类型的选择418.5路面设计参数418.6结构层设计478.7结构组合设计498.8结构厚度计算518.9验算各层弯拉应力558.10方案比选638.11计算路面交工验收弯沉值639沥青路面施工要求649.1对路用材料的技术要求649.2基层施工要求669.3热拌沥青混合料路面施工6610道路排水设计及桥涵方案设计6810.1路基排水6810.2路基排水设计的一般原则6810.3排水设施分类6810.4路基排水的综合设计6910.5路面排水设计7010.6边沟排水设计7110.7桥涵方案设计7410.8土石方数量的计算与调配7511高速公路绿化设计7711.1特点7711.2设计原则7711.3措施77结论78致谢79参考文献80表格附录81