二广高速公路4标段道路设计毕业论文.doc 68页

武汉理工大学毕业设计（论文）二广高速公路4标段道路设计毕业论文1.绪论1.1引言随着我过现代化城市的建设和发展，人们的活动半径越来越大，对公路运输的要求也越来越高。由于道路运输有着灵活机动，运送速度快，运输的技术简单，投资回收快的特点，公路运输也最受到欢迎。就公路运输业而言，欧美、日本等经济发达国家的公路运输结构体系，经历了网络扩张、扩大能力、到快捷、高效的发展过程。国外的道路运输比我国要发达得多。早在第二次世界大战以后，道路运输首先在几个发达国家迅速地发展起来。我国公路建设方面成就十分显著。国家在基础建设资金的大规模连续投入之后,公路基础设施显著改善,公路路网也更加合理。目前我国道路客运设施尚未得到根本改善的条件下，道路年客运运输量占了全国总年客运量的70%以上，有的省则高达90%。世界各国经济发展的历史证明，道路运输是商品经济发展的催化剂。经济发达国家，其交通运输特别是道路运输必定很发达。因此，道路运输发展水平作为衡量和反映一个国家和一个地区经济发展水平的主要指标之一，高速公路是本世纪20年代兴起的一种安全、快速、通过能力大的新型交通手段。我国大陆从70年代初就开始了高速公路修建的前期准备工作，其中包括高速公路的技术资料翻译、科学考察、可行性研究以及测设工作。1981年交通部制订的《公路工程技术标准》中列入了高速公路的技术标准。二（连浩特）广（州）高速公路怀集至三水段是国家高速公路网二（连浩特）广（州）高速的重要组成部分，东接已建成的广（州）三（水）高速公路，向西贯穿广东省西部腹地肇庆市，在肇庆市怀集县与拟建的二广高速连州至怀集段相接。二（连浩特）广（州）高速公路怀集至三水段工程可行性研究报告由中国公路工程咨询总公司（以下简称中咨公司）于2004年4月完成，并通过了广东省交通厅组织的评审，2005年6月本项目获交通部核准，2005年10月国家发改委对本项目进行了批复。1.2毕业设计的主要内容67 武汉理工大学毕业设计（论文）道路是一条三维空间的实体。它是由路基、路面、桥梁、涵洞、和沿线设施所组成的线形构造物。一般所说的路线，是指道路中线的空间位置。路线在水平面上的投影称作路线的平面。沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面。中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横切面。路线设计是指确定路线空间位置和各部分尺寸的工作，即通常所说的路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计。三者是相互关联，既分别进行，又综合考虑。本次设计是二广高速4标段道路设计，起点桩号K37+936.714，终点桩号K49+680，全长11.843286KM。2基本资料2.1地形简介2.1.1地形地貌四会至广宁段地处广东西部偏北，多属于丘陵低山区，地势高差较大，地形地貌复杂；根据地貌的成因、形态及组合特征，地貌单元可划分为山前冲积盆地、构造剥蚀丘陵、山间冲洪积小盆地三大单元；地势北西高南东低，由北西向南东呈倾斜状；地貌类型以丘陵及丘陵间冲洪积盆地为特征，沿线农田、村庄分布较为密集，植被发育，多以农作物、果树、经济林为主，鱼塘、灌溉沟渠遍布勘察区域，沿线河流主要有绥江及其支流。线路沿线的主要地貌单元大致可分段划分如下：⑴YK37+936.714～YK38+500，属于山前冲积盆地，区内发育低矮残丘，山丘之间地形较为平坦，地势起伏小，表层为第四纪冲积层，其厚度较大，层位变化较复杂，地表为鱼塘或农作物种植地。⑵YK38+500～YK42+200，属于构造剥蚀丘陵地貌，路线沿丘陵间沟谷展布，两侧为低矮丘陵，山坡自然坡度一般平缓，切割浅，峰顶呈浑圆状，地形起伏不大，部分边坡切割较深；山上植被较为发育，多以灌木为主，沟谷呈狭窄的“V”字型，谷底为农田或果园。⑶YK42+200～YK46+700，属于构造剥蚀重丘地貌，山丘叠起，较为连续，路线跨越沟谷或横切山丘，自然坡度较陡，峰顶多呈锥状，基岩埋深浅，低凹沟谷基岩裸露，边坡切割较深，相对高度一般超过100m，山上植被较为发育，多以灌木为主，谷地为农田、果树。⑷YK46+700～K49+680，为微丘、丘陵间冲洪积盆地地貌，路线跨越绥江后沿河床阶地、丘陵间沟谷、盆地展布，河谷呈开阔的“U”字型，绥江河床宽约100～300m，水深2～6m，四季通航，属于国家六级航道；线路沿线地表多为第四纪冲积层所覆盖，其厚度大小不等，变化较大，层位变化较复杂；区内多为农田、鱼塘，山丘多已开发种植有果树、竹木等经济林。67 武汉理工大学毕业设计（论文）2.1.2沿线筑路材料、水、电等建设条件2.1.2.1筑路材料本路段位于平原微丘区，项目沿线周边地区筑路材料供应充分，储量大，质量好，多为经营性料场，运输条件较为便利，能满足工程要求。石料：项目区位于珠江三角洲边缘地带，为平原微丘区至山岭重丘区过渡地带，周边地区石料储量丰富，产地较多，供应充分。主要有四会市城中区的振兴石场、四会市贞山区的白坟前石场、四会市迳口石场等。砂料：因防洪需要，西江流域目前已经禁止在采砂，项目区沿线砂料主要来源为绥江砂，砂源储量丰富。但目前产量较低，施工前应提前组织协调，扩大生产，以保证工程需要。石灰：料场位于三水市迳口镇与四会市迳口镇交界处，现有灰窑三处，石灰产量较大，石灰质量高。水泥：项目区域水泥生产厂家众多，所生产各种标号水泥可满足路用要求。2.1.2.2水、电项目区沿线沟渠密布，水网发育，水资源较为丰富，水质纯净，可满足工程用水需要。项目区位于珠江三角洲地带，沿线经济发达，电网密布，工程用电较为方便。考虑到今年来国家电力较为紧张，施工前应提前与电力部门进行协调，落实工程用电，保证工程进度。2.1.2.3钢材、木材、沥青钢材、木材、沥青等均可在肇庆、广州等地市场上购买。沥青应采用符合重交通道路石油沥青技术要求的优质沥青。2.1.2.4、交通条件区内各等级道路纵横交错，河流水系发达，航运便利，为本项目施工期的交通提供了有利的条件，各种筑路材料和施工机械均可顺畅的到达工地各工点。2.1.3交通量资料表2-1交通组成及交通量表车型双向交通量跃进NJ230585解放CA10B905黄河JN150385长征XD250305依土姿TD501485菲亚特650E24567 武汉理工大学毕业设计（论文）太脱拉13847该路段设计年限20年，交通量年平均增长8.5%，车道系数η=0.5，在公路自然区划上属于Ⅳ6区（武夷南岭山地过湿区），地貌属中低山、丘陵地貌，南东部为珠江三角洲平原，采用沥青混凝土路面。区域内多年平均降雨量1832mm，多年最大降雨量2428.5mm，多年最小降水量1128.7mm；每年4～9月为雨季，平均降水量1377.7mm，6月份降雨量最大，暴雨较多，月平均降雨量314.7mm，由于暴雨集中，对新开挖地表易造成破坏，而且勘察区内局部地势较为低洼，雨季时有洪涝现象。区域内年平均风速1.7m/s，强风向主要为东北到东南风，约占35%，平均风速2.4m/s，极大风速26m/s；次为西到西北风，占18%，平均风速2.3m/s，极大风速12m/s，静风占28%，其余风向偏少。台风是本地区常见的自然灾害，每年4月至11月都受到影响。台风盛行期在7～9月，台风过境最大风速28m/s，瞬时风速高达35m/s，破坏力很强，伴随台风而来的是暴雨，甚至引发山洪暴发、山体滑塌等灾害。本路段位于平原微丘区，项目沿线周边地区筑路材料供应充分，储量大，质量好，多为经营性料场，运输条件较为便利，能满足工程要求。2.2设计依据根据批准的设计任务书、地质勘测报告、国家关于公路设计施工的《规范》、《规程》、《标准》等。如：1)《公路路线设计规范》(JTJ011—2006）2)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50－2006）3)《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40－2004）4)《公路排水设计规范》(JTJ018－1997）5)《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034－2000）6)《公路自然区划标准》(JTJ001－1986）7)《公路路基设计规范》(JTGD30－2004）8)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60－2004）9)《公路工程技术标准》(JTGB01－2003）10)《公路路基施工技术规范》(JTJ033-1995）3.路线设计3.1道路技术等级确定67 武汉理工大学毕业设计（论文）四会至广宁段技术标准执行广东省交通厅对四会至广宁段的审查意见，四会至广宁段设计速度80km/h；路基宽度整体式路基为32.0m，分离式路基为16.0m，桥涵宽度与路基同宽；桥涵设计汽车荷载等级为公路－Ⅰ级；设计洪水频率特大桥为1/300，其余桥涵、路基为1/100。3.2路线方案的拟定与比选3.2.1选线原则1)在路线设计和选线中，应该尽量避开农田，做到少占或不站高产田。2)路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，运营费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。3)选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对工程的影响。一般情况下路线应设法绕避特殊地基地区。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。4)选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题。3.2.2山岭区选线要点山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，路线平纵横三方面都受到约束；同时地质、气候条件多变，都影响路线的布设。但山脉水系清晰，给选线指明了方向：不是顺山沿水，就是横越山岭。纵面线形结合桥涵、通道、隧道等构造物的布局，合理确定路基设计高度，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。3.2.3平面设计技术指标的确定1)直线直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。规范规定，高速公路同向圆曲线的最小直线长度不小于6V、反向圆曲线的最小直线长度不小于2V。本设计速度为80km/h。2)圆曲线圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。(1)圆曲线的最小半径①极限最小半径②一般最小半径③不设超高最小半径表3-1圆曲线半径67 武汉理工大学毕业设计（论文）技术指标高速公路（80km/h）一般最小半径400极限最小半径750不设超高最小半径路拱2500路拱3350(2)圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于5400米。(3)圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用不需设超高的大半径曲线。(4)平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；缓和曲线长度：圆曲线长度：缓和曲线长度宜在：1：1：1到1：2：1之间。平曲线的最小长度一般值：400m平曲线最小长度极限值取：140m3)缓和曲线缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：(1)离心加速度变化率不过大;(2)控制超高附加纵坡不过陡;(3)控制行驶时间不过短;(4)符合视觉要求;因此，《公路路线设计规范》JTGD20-2006规定：高速公路（80）缓和曲线最小长度为70m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。4)行车视距行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。《公路路线设计规范》JTGD20-2006规定：高速公路（80）停车视距St取110m。3.2.4路线方案定测、施工图设计及修编阶段路线方案执行广东省交通厅对本项目初步设计路线方案的审查意见以及肇庆市广贺公路有限公司关于“二广高速公路四会至广宁段定测外业验收会议纪要”（以下简称定测验收会议纪要）的意见。（1）起点四会城区路段（YK37+936.714～K41+400段）初步设计对该段提出了K线、A线方案作比较。该段线位主要受三水至四会段终点线位控制，因三水至四会段终点方案厅审查意见明确采用C线方案，本路段A线方案同三水至四会段C线方案相接，根据审查意见本段采用初步设计A线方案。（2）罗汶路段（K59+500～K63+500段）67 武汉理工大学毕业设计（论文）初步设计提出了I线、D线方案作比较。I线方案为不设隧道的明线方案，沿绥江江边山脚布线；D线方案为设罗汶隧道的隧道方案。根据审查意见本段采用初步设计推荐的I线方案。（3）白坎咀路段（K72+350～YK77+000段）白坎咀路段初步设计提出H线、K线方案作比较，H线沿白坎嘴村北侧山坡布线，K线则在白坎嘴村与先坑村之间穿越。根据审查意见本段采用初步设计推荐的H线方案。定测阶段对H线方案作了进一步的优化。（4）K77+600~本合同段终点段厅预审查意见“该段路线方案受广宁至怀集段起点段路线方案比选的影响，应结合广宁至怀集段起点段路线方案的比选后再综合确定”。广东省院经初步设计阶段的综合方案比选，广宁至怀集段起点段确定了与本段衔接的路线推荐方案（Z线方案），并经广东省交通厅审查同意，定测阶段本项目终点路段采z与广东省院推荐的Z线方案衔接初步设计G线方案，即H+G+Z线方案.（5）K44+300～K44+600路段K44+300～K44+600段初步设计采用隧道方案（初步设计新英隧道），考虑到新英隧道地质条件较差，在抬高该段纵坡后，路堑边坡高度基本在40m以下，且较短，根据定测外业验收意见，在业主与地方协调解决弃土场的情况下，新英隧道调整为路堑方案，该段按路堑方案调整抬高路线纵坡约4～5米。（6）江口围路段（YK46+200～K47+800段）江口围路段路线两次同省道S263交叉，初步设计就纵面方案进行了两次跨越省道S263的高架桥方案与省道S263裁弯取直，减少主线跨越的路基方案的比较。根据审查意见采用两次跨越省道S263的高架桥方案。（7）对带洞路段（K58+000～K61+500）路线方案的说明本路段基本采用工可推荐方案，根据现场地形、地物控制情况对线形进行了必要的优化调整。K58+000～K61+000段初测阶段先后进行了三个方案的测设研究。第一次测设方案在调查中发现该线位需要搬迁广宁县县级文物保护单位农会旧址，地方群众反映比较强烈，且距离村庄较近，占用农田也较多，为了保护文物，尽量减少拆迁扰民，将该段线位作了修改。为减少占用农田在本路段又研究了傍山线，傍山线主要存在三个问题：a、需拆迁110KV线路铁塔一座、且经实测高压线净空不能满足规范要求，需要升高铁塔，经向电力部门了解，该高压线即将增压至220KV。b、临山脚为带洞小学，学校需要搬迁。c、带洞村位于山边，线位从带洞村中穿过，把带洞村一分为二，需拆迁大量房屋（有较多二层以上楼房）。d、经线位计算，傍山线较初测线位长65m。仍占用部分农田。鉴于以上原因，傍山线在两次踏勘后，没有进行初步测量，最终确定的初测线位（施工图设计方案）位于第一次初测线位和傍山线研究线位之间，为节约用地，该路段适当增大纵面指标，以减少路基填方。67 武汉理工大学毕业设计（论文）3.3道路技术标准确定1)高速公路四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000-55000辆/日，六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量45000-80000辆/日。2)高速公路和具有干线功能的一级公路的设计交通量应按20年预测。3)高速公路设计应做好总体设计，使各种技术指标的设置与平纵横线形组合恰当，平面顺适，纵面均衡；各构造物的选型与布置合理、实用、经济。4)车道宽度应符合规定要求，设计速度80km/h的车道宽度为3.75m，设计速度100km/h的车道宽度为3.75m。5)高速公路、一级公路各路段的车道数应根据设计交通量、采用的服务水平确定。6)高速公路、一级公路整体式断面必须设置中间带。中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成，其各部分宽度应符合规定的要求。设计时速80km/h中央分隔带宽度的一般值为2.00m，最小值为1.00m；左侧路缘带宽度一般值0.50m，最小值0.50m；中间带宽度一般值3.00m，最小值2.00m。7)路肩宽度应符合规定。高速公路设计时速80km/h右侧硬路肩一般值为2.50m，最小值为1.50m，土路肩宽度一般值取0.75m，最小值取0.75m。高速公路、一级公路应在右侧硬路肩内设右侧路缘带，其宽度为0.50m。高速公路的右侧硬路肩宽度小于2.50m时，应设置紧急停车带。紧急停车带宽度应为3.50m，有效长度不应小于30m，间距不宜大于500m。8)高速公路、一级公路的互通式立体交叉、服务区、停车区、公共汽车停靠站、管理设施等的出入口处，应设置加减速车道。高速公路、一级公路以及二级公路的连续上坡路段，当通行能力、运行安全受到影响时，应设置爬坡车道。爬坡车道宽度应为3.50m。9)各级公路路基宽度应符合规定。高速公路四车道设计时速80km/h的路基宽度一般值为24.50m，路基宽度最小值21.50m。各级公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和，当设有中间带、加减速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道等时，应计入这些部分的宽度。确定路基宽度时，中央分隔带宽度、左侧路缘带宽度、右侧硬路肩宽度、土路肩宽度等的“一般值”和“最小值”应同类项相加。10)高速公路、一级公路的停车视距应符合规范要求，高速公路四车道设计时速80km/h的停车视距为110m。高速公路、一级公路以及大型车比例高的二、三级公路，应采用货车停车视距对相关路段进行检验。11)直线的最大与最小长度应有所限制。一条公路的直线与曲线的长度设计应合理。圆曲线最小半径应符合规范规定，高速公路四车道设计时速80km/h的圆曲线最小半径一般值为400m，圆曲线最小半径极限值为250m。路拱≤2%时的不设超高最小半径为2500m，路拱≥67 武汉理工大学毕业设计（论文）2%时的不设超高最小半径为3350m。直线与小于规范规定的圆曲线最小半径相衔接时，应设置回旋线。回旋线参数及其长度应根据线形设计以及对安全、视觉、景观等的要求，选用较大的数值。12)最大纵坡应符合规定要求。高速公路设计时速80km/h的最大纵坡5%。越岭路线连续上坡或者下坡路段，相对高差为200-500m时，平均纵坡不应大于5.5%；相对高差大于500m时，平均纵坡不应大于5%。任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。纵坡的最小坡长应符合规范规定，高速公路设计时速80km/h的最小坡长取200m。不同纵坡的最大坡长应符合规范要求，高速公路设计时速80km/h，纵坡坡度为3%的最大坡长取1100m，纵坡坡度为4%的最大坡长取900m。公路纵坡变更处应设竖曲线。竖曲线最小半径和最小长度应符合规范规定。高速公路设计时速80km/h的凸型竖曲线一般值取4500m，凸型竖曲线的极限值取3000m。高速公路设计时速80km/h的凹形竖曲线半径一般值取3000m，高速公路设计时速80km/h的凹形竖曲线极限值取2000m，竖曲线最小长度取70m。13)路基路面应根据公路功能、公路等级、交通量，结合沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计，保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性。同时，路面面层应满足平整和抗滑的要求。路基设计应重视排水设施与防护设施的设计，取土、弃土应进行专门设计，防止水土流失、堵塞河道和诱发路基病害。路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免因深挖、高填对其造成不良影响。高速公路、一级公路宜采用浅挖、低填、缓边坡的路基断面形式。高速公路路面不宜分期修建，但位于软土、高填方等沉降较大的局部路段，可按“一次设计、分期实施”的原则实施。14)路基设计洪水频率应符合规范规定，高速公路路基设计洪水频率取1/100。路基高度设计，应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时考虑地下水、毛细水和冰冻的作用，不使其影响路基的强度和稳定性。沿河及受水浸淹的路基边缘标高，应高出规定的设计洪水频率的计算水为加壅水高、波浪侵袭高和0.5m的安全高度。15)路堤基底应清理和压实。基底强度、稳定性不足时，应进行处理，以保证路基稳定，减少工后沉降。路基防护应根据公路功能，结合当地气候，水文，地质等情况，采取相应防护措施，保证路基稳定。路基防护应采用工程防护与植物防护相结合的防护措施，并与景观相协调。深挖、高填路基边坡路段，必须查明工程地质情况，针对其工程特性进行路基防护设计。对存在稳定性隐患的边坡，应进行稳定性分析，采用加固、防护措施。沿河路段必须查明河流特性及其演变规律，采取防止冲刷路基的防护措施。凡侵占、改移河道的地段，必须做出专门的防护设计。16)路面设计标准轴载为双轮组单轴100KN。路面结构层所选材料应满足强度、稳定性和耐久性的要求。同时路面垫层材料宜采用水稳性好的粗粒料或各种稳定类粒料。17)路基路面排水应符合以下规定：路基、路面排水设计应综合规划、合理布局，并与沿线排灌系统想协调，保护生态环境，防止水土流失和污染水源。根据公路等级，结合沿线气象、地形、地质、水文等自然条件。设置必要的地表排水、路面内部排水、地下排水等设施，并与沿线排水系统相配合，形成完整的排水体系。特殊地质环境地段的路基、路面排水设计，必须与该特殊工程整治措施相结合，进行综合设计。表3-2道路技术指标67 武汉理工大学毕业设计（论文）序号项目单位主要技术指标1设计车速km/h802路基宽度一般值m24.5最小值21.53平曲线半径一般值m400极限值250不设超高最小半径路拱≤2.0%m25004平曲线最小长度m400缓和曲线最小长度m705最小纵坡%0.36最大纵坡%57最小坡长m2008相应纵坡的最大坡长3%m11004%9005%700<3%不限制9停车视距m11010竖曲线半径凸形一般值m4500极限值m3000凹形一般值m3000极限值m200011竖曲线最小长度m7012平曲线最大超高%83.4道路平面设计3.4.1道路平面线性相关概念与要求1)道路是一条带状的三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线附属设施所组成。路线在水平面上的投影线性称为道路的平面线型，而沿中线竖直剖切再沿着道路里程展开的立面投影线型成为道路的纵断面线型。中线上任意一桩号的法向切面是道路在该桩号的横断面。2)在设计顺序上，一般是在尽量顾及纵、横断面平衡的前提下定平面，沿这个平面线型进行高程测量和横断面测量，取得地面线和地质、水文及其它必要的资料后，再设计纵断面和横断面、路线设计的范围，只限于路线的几何性质，不涉及结构。3)现代道路平面线型是由基本几何线型即直线、圆曲线和缓和曲线的合理组合而构成，称之为“平面线型三要素”67 武汉理工大学毕业设计（论文）不受地形、地物限制的平坦地区或者山涧谷底、市镇及其近郊，或规划方正的农耕区、长大隧道、桥梁等构造物路段、路线交叉点及其前后路段、双车道公路提供超车的路段可以采用直线。但直线的最大长度应该有所限制：(1)在长直线上纵坡不宜过大，因为长直线加上陡坡下坡行驶很容易导致超速行车(2)长直线与大半径凹形竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和或者改善图3-3平曲线几何元素图(3-2)67武汉理工大学毕业设计（论文）(3-3)(3-4)(3-5)(3-6)(3-7)(3-8)式中：T—切线长，m；L—曲线长，m；E—外距，m；J—校正数或称超距，m；R—圆曲线半径，m；α—转角主点桩号计算如下:JD3桩号为K41+704.238表3-4平曲线几何要素表67 武汉理工大学毕业设计（论文）R(m)A1(m)A2(m)LH1(m)LH2(m)L(m)7704000207.7920.000525.82167 武汉理工大学毕业设计（论文）3.4.2平曲线设计逐桩坐标表表3-5见附录一3.5道路纵断面设计3.5.1纵断面设计原则纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线的自然地理条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。纵坡设计的一般要求为：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，和理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。3)纵坡设计应对沿线地形、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，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。5)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，如大、中桥引道等，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、水利等方面的要求。3.5.2平纵组合设计1)设计原则(1)应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，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。(3)选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。(4)注意与道路周围环境的配合，它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。2)平曲线与竖曲线的组合(1)平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于平曲线。(2)平曲线与竖曲线大小应保持平衡。3)暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理、悦目。3.5.3道路坡长及坡度确定67 武汉理工大学毕业设计（论文）道路最大纵坡和最小纵坡的限制,是为满足行车和排水要求.为使车辆行驶平顺，应尽量减少纵断面上的转坡点并设置大半径的竖曲线，坡长坡缓宜长，坡陡宜短。根据《公路工程技术标准》JTGB01-2003规定，山岭重丘区高速公路最大纵坡为5%，最小坡长为200m。纵断面设计时所用图式如下：图3-6竖曲线要素示意图竖曲线长度L或竖曲线半径R：或竖曲线切线长T：竖曲线任意一点竖距h：竖曲线外距E：或纵断面设计结果如表3-7表3-7纵断面设计结果变坡点前坡后坡半径（m）桩号设计高程YK43+29046.8412.2001%-0.50845%∞4道路横断面设计和路基设计4.1横断面布置及加宽、超高67 武汉理工大学毕业设计（论文）4.1.1横断面布置根据设计交通量，拟建高速公路，其横断面各组成部分的取值可根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件和抗震设防等因素确定，并且应该符合公路建设的基本原则和相关规范的具体要求。本路段路基按六车道高速公路（80km/h）标准，其标准横断面如图3-8：四会至广宁段设计速度80Km/h，路基宽度32m。路基断面组成为：中间带3.00m（含左侧路缘带2×0.50m），行车道2×3×3.75m，硬路肩2×2.50m（含右侧路缘带2×0.5m），土路肩2×0.75m；图4-1标准横断面示意图4.1.2路拱横坡路拱坡度需要考虑路面类型和当地的自然条件。查《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)，沥青路面横坡宜取1.0～2.0%。考虑到该地区降雨量，路面排水状况和施工行车安全舒适，拟采用2.0%的路拱横坡。公路的硬路肩，采用与行车道相同的横坡。土路肩的横坡采用4%，路拱形式拟采用直线形式。4.1.3超高及加宽该路段内有一曲线段，但其线形指标较大，故可以不设超高和加宽。4.1.4中央分隔带形式及开口中央分隔带表面采用凸式，全宽2.0m，表面种草绿化、植树防眩；为抢险、急救和维修方便，中央分隔带每2km左右设一处开口，开口端部为半圆形，开口长度为30m。4.2路基设计4.2.1一般路基设计1)一般规定(1)路基设计之前，应做好全面调查研究，充分收集沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等设计资料。67 武汉理工大学毕业设计（论文）(2)路基设计应根据当地自然条件和工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。(3)沿河及受水浸淹的路基边缘标高应高出按1/100设计洪水频率的计算水位加壅水高、波浪侵袭高和0.5m的安全高度。2)路基断面形式、坡度本路段路基采用整体式断面，其边坡坡率确定如下：边坡高度H边坡坡率H≤8.0m边坡坡率采用1:1.58.0m＜H≤12.0m上部8.0m边坡采用1:1.5，下部边坡采用1:1.7512.0m＜H≤20.0m上部8.0m边坡采用1:1.5，下部边坡采用1:1.75，并在边坡高度8.0m处设置2.0m的平台3)填料选择及填筑方式(1)填料选择一般原则如下：①路床填料应均匀、密实，填料最大粒径应小于100mm，路床顶面横坡应与路拱横坡一致。②路床加固应根据土质、降水量、地下水类型及埋藏深度、加固材料来源等，经比选采用就地碾压、换土或土质改良、加强地下排水、设置土工合成材料等加固措施。③填方路基应优先选用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料，填料最大粒径应小于150mm。④泥炭、淤泥、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土等，不得直接用于填筑路基。⑤液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土。不得直接作为路堤填料。⑥浸水路堤应选用渗水性良好的材料填筑。当采用细砂、粉砂作为填料时，应考虑振动液化的影响。⑦桥涵台背和挡土墙背应优先选用渗水性良好的填料。在渗水材料缺乏的地区，采用细粒土填筑时，宜用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料进行处治。填料要求如下:本设计路段土质为粘性土，所需填料尽可能在沿线集中设置的线外取土坑取。又因为本线路挖方量较大，山坡削下的岩石和隧道挖出的岩石可以作为路基填筑使用。如岩石块太大粒径不能要求时，应对岩石块进行破碎使其满足粒径要求，然后用于路基下部填筑，上部还是用粘土填筑。对地下水位相对较高且随汛期变化较大的地区，为保证填筑后路基的强度和稳定，满足路基填料强度和压实度标准及路基施工要求，67 武汉理工大学毕业设计（论文）采用细粒土作填料时，土的含水量应接近最佳含水量，当含水量超过最佳含水量过高时，应采取晾晒或掺入石灰、水泥、粉煤灰等材料进行处治，并通过试验确定其配合比，其CBR值必须满足表3－1的数值。通过掺加石灰从而有效的改善土质含水量，便于路基的压实，保证路基的强度和施工过程中的工期要求。又因沿线填土含水量的大小与地层、施工季节、降水情况及施工方案有较为密切的关系，如果路基填料强度和含水量能满足要求，或在施工工期允许的情况下，通过翻晒等方法能降低土的含水量,则可以不掺或少掺石灰。表4-2路基填料最小强度、粒径及压实度要求项目分类路面底面以下深度（m）填料最小强度（CBR）（%）压实度（％）最大粒径（cm）填方路基上路床0～0.3089610下路床0.30～0.8059610上路堤0.80～1.5049415下路堤1.50以下39315注：当路基填料的CBR值达不到表列要求时，可掺石灰或其他稳定材料处理。(2)填筑方式一般路基填筑:一般路基均采用分层摊铺分层碾压，有利于压实，保证强度均匀。每填一层，经过压实符合标准规定后方可再填上一层。松铺厚度与地基条件、土质、松铺土层干密度有关。用不同材料填筑路基时，须遵守下列规则：①不同性质的填料应分层铺筑，不得混杂乱填（但可掺配后使用），以免形成水囊或滑动面。每种填料层累计总厚不宜小于0.5m。②不同填料的层位安排，应考虑路基工作条件。凡不因潮湿或冻融影响而变更其体积的优质土应填在上层；路堤的浸水或受水位涨落影响的部分，宜尽可能选用透水性好而不易被水冲蚀的材料，如漂（卵）石、砂砾、片（碎）石等；当路堤稳定受到地下水或地表长期积水影响时，路堤底部也应填以水稳性好、不易风化的砾石材料或采用无机结合料处治的土。根据该地区路基填土的实际情况，中间部位考虑到施工工期、季节、填料含水量情况等因素，施工过程中应在保证路基强度、压实度及水稳定性的前提下依照实际情况决定处理的土层及掺灰量，设计时按中部总体积30%掺5%石灰控制掺灰总量。桥涵处路基填筑:为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降，减轻跳车现象，提高高速公路车辆行驶的舒适性，对桥梁和涵洞两侧路基填筑需进行特殊处理。①桥涵台后路基处理范围67 武汉理工大学毕业设计（论文）对桥梁、涵洞的台后路基处理范围见表3-2：表4-3桥涵构造物台后路基处理范围构造物类型底部长度（m）上部长度（m）备注桥梁≥3～4＞3+2H含台前溜坡及锥坡且需超常0.3m压实，H为台后路堤高度涵洞≥2～3＞2+2H②桥台后路基填料要求桥台后路基范围内的路基填料要求采用石灰土（石灰含量5%～8%）填筑，其材料的CBR除路床顶面以下30cm大于8%以外,其余均要求大于5%，该范围内的压实度﹥96%。4)边坡防护路基边坡防护，主要是保证路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏，从而提高边坡的稳固性，还可美化路容，增加行车的舒适感。本路段路基的边坡采用拱形骨架护坡（填方）和锚杆挂网喷射混凝土防护（挖方）。骨架采用7.5号的浆砌片石填筑，采用20号的混凝土预制板嵌边，骨架间种草。4.2.2路基压实标准与压实度提高路基的密实度，可以增加强度和稳定性，降低土体的压缩性、透水性和膨胀性，控制水分积聚和侵蚀引起的病害。压实度是指土压实后达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值。路基压实度标准是通过对原有道路的大量调查研究，并考虑路基的实际工作情况和使用要求以及施工条件等因素而制订的。路基上层受行车荷载和气候因素的影响大，压实要求应高一些；路基下层影响较小，要求可适当降低。路面等级高时，对行车平稳性的要求也高，路面容许产生的变形量要小，压实要求应提高；路面等级低时，可相应下降。现行规范规定，土质路基的压实度应不低于表3-1所列的数值4.2.3路基施工要求及注意事项1）路基施工要求路基的填挖，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，以便始终保持施工场地的干燥。路基填挖范围内的地表障碍物，事先应予以拆除，其中包括原有房屋的拆迁，树木和从另茎根的清除，以及表层种植土，过湿土与设计文件或规程所规定之杂物等的清除。路基取土与填筑，必须有条不紊，有计划有步骤地进行操作，这不仅是文明施工的需要，而且是选土和合理利用填土的保证。路堑开挖应在全横断面进行，自上而下一次成型，注意按设计要求准确放样，不断检查校正，边坡表面削齐拍平。67 武汉理工大学毕业设计（论文）路堤应视路基高度及设计要求，先着手清理和加固地基。潮湿地基尽量疏干预压，如果地下水位较高、因工期紧或其他原因无法疏干，第一层填土适当加厚或填以砂性土后再予以压实。一般情况下，路堤填土应在全宽范围内分层填平、充分压实，每日施工结束时表层填土应压实完毕，防止间隔期中雨淋或曝晒。2）施工注意事项①路堤填筑应注意的问题路堤一般都是利用当地土石作填料，按一定方案在原地面上填筑起来的。为了保证路堤的填筑质量，必须注意以下问题。路堤基底的处理。路堤基底指路堤填料与原地面的接触部分，为使两者结合紧密，避免路堤岩基底滑动，需视基底土质、水文、坡度和植被情况及填土高度采取相应的处理措施。填料选择。由于沿线土石的性质和状态不同，用其填筑的路基稳定性亦有很大差异，为保证路堤的强度与稳定性，应尽可能选择当地稳定性良好的土石做填料。填土压实。填土压实是保证路堤填筑质量的关键。为此，必须控制土的含水量和压实度，选择合适的压实机械与压实厚度，以及合理的施工填筑方案等。②路堑开挖应注意的问题路堑地段的病害主要是排水不畅，边坡过陡或缺乏适当支挡结构物。为此，无论在整个施工过程中或竣工后都必须充分重视路堑地段的排水，设置必要而有效的排水设施。路堑边坡应按设计度，由上而下逐层开挖，并适时进行边坡修整和砌筑必要的防护设施。5路面结构设计5.1基本设计资料该路段设计年限20年，交通量年平均增长8.5%，车道系数η=0.5，在公路自然区划上属于Ⅳ6区（武夷南岭山地过湿区），地貌属中低山、丘陵地貌，南东部为珠江三角洲平原，采用沥青混凝土路面。区域内多年平均降雨量1832mm，多年最大降雨量2428.5mm，多年最小降水量1128.7mm；每年4～9月为雨季，平均降水量1377.7mm，6月份降雨量最大，暴雨较多，月平均降雨量314.7mm，由于暴雨集中，对新开挖地表易造成破坏，而且勘察区内局部地势较为低洼，雨季时有洪涝现象。区域内年平均风速1.7m/s，强风向主要为东北到东南风，约占35%，平均风速2.4m/s，极大风速26m/s；次为西到西北风，占18%，平均风速2.3m/s，极大风速12m/s，静风占28%，其余风向偏少。台风是本地区常见的自然灾害，每年4月至11月都受到影响。台风盛行期在7～9月，台风过境最大风速28m/s，瞬时风速高达35m/s，破坏力很强，伴随台风而来的是暴雨，甚至引发山洪暴发、山体滑塌等灾害。本路段位于平原微丘区，项目沿线周边地区筑路材料供应充分，储量大，质量好67 武汉理工大学毕业设计（论文）多为经营性料场，运输条件较为便利，能满足工程要求。交通组成及交通量表车型双向交通量跃进NJ230585解放CA10B905黄河JN150385长征XD250305依土姿TD501485菲亚特650E245太脱拉138475.1.1.设计原则公路建设不可避免地对沿线生态环境造成一定影响，环境保护设计贯穿于项目各阶段和主体工程设计的各个组成部分，使公路建设与生态环境保护协调发展。本工程环保对策是“以防为主，防治结合”，因地制宜合理使用土地，增加植被，保护自然环境，加强管理与监测，防止污染。因此本项目设计中，我们提出如下公路建设中生态环境保护的设计原则：①选线时注意顺应地形、地貌，减少高填深挖，尽量减少对自然环境的破坏，以“不破坏就是最大的保护”为设计宗旨；②公路建设尽可能保证原有生态系统的连续性，尽量绕避自然保护区、文化名胜区和水资源保护区；施工期间注意保护自然水流形态，施工结束后必须清理河道中的工程废弃物；③尽量维持路域生态系统的稳定，系统内的绿化因地制宜，尽可能选用乡土物种，并尽量淡化界域概念，减少施工对周边环境的破坏；④保护公路沿线的动植物，以求生态系统稳态发展，加强施工管理减少植被破坏；⑤尽量进行生态环境恢复，包括公路用地范围内的绿化、水土流失防治，和沿线环境整治。5.2沥青路面设计5.2.1轴载分析我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表5-1确定。67 武汉理工大学毕业设计（论文）表5-1标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮当量圆直径d（mm）21.30轮胎接地压强P（Mpa）0.70两轮中心距（cm）1．5d﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。式中：—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；—标准轴载（）；—各种被换算车型的轴载（）；C1—轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38；C2—轴数系数。—被换算车型的轴载级别。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：式中：m—轴数。表5-2轴载换算结果车型（）（次/日）跃进NJ230前轴23.7011585—后轴69.2011585117.93解放CA10B前轴19.4011905—后轴60.8511905104.28黄河JN150前轴49.001138517.29后轴101.6011385412.52长征XD250前轴37.80112954.29后轴2×72.60112951494.09依土姿TD50前轴42.2011148534.8267 武汉理工大学毕业设计（论文）后轴90.00111485939.03菲压特650E前轴33.00112451.97后轴72.001124558.69太脱拉138前轴51.4011472.60后轴2×80.0012.247798.81∑N3986.32则其设计年限内一个车道上的累计量轴次：式中—设计年限内一个车道的累计当量次数；t—设计年限，由材料知，t=20年；—设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；—设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，γ=0.085；—车道系数，由材料知η=0.5。则：次。﹙2﹚验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于50KN的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。式中：—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；—标准轴载（）；—各种被换算车型的轴载（）；—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；表5-3轴载换算结果车型（）（次/日）跃进NJ230前轴23.7011585—后轴69.201158530.76解放CA10B前轴19.4011905—后轴60.851190517.0167 武汉理工大学毕业设计（论文）黄河JN150前轴49.0011385—后轴101.6011385437.13长征XD250前轴37.8011295—后轴2×72.60112955828.48依士姿TD50前轴42.20111485—后轴90.00111485639.24菲压特650E前轴33.0011245—后轴72.001124517.69太脱拉138前轴51.4011470.23后轴2×80.0012.2474441.00∑N11411.54则其设计年限内一个车道上的累计量轴次为：次。5.2.2结构组合与材料选取根据《公路沥青路面设计规范》，并考虑公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供应，路面结构层采用沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石（厚度待定），底层采用低剂量水泥稳定碎石，采用三层式沥青混凝土面层，表层采用细粒式沥青玛蹄脂，中面层采用中粒式密级配沥青混凝土，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土。5.2.3各层材料的抗压模量和劈裂强度土基回弹模量的确定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂强度已参照规范给出的推荐值确定。见表5-4。表5-4结构组合参数层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量①SMA-134180014001.2②中粒式沥青混凝土6180012001.0③8120010000.867 武汉理工大学毕业设计（论文）粗粒式沥青混凝土④水泥稳定碎石待定150015000.5⑤低剂量水泥稳定碎石209009000.25⑥土基—3030—5.2.4设计指标的确定﹙1﹚设计弯沉值公路为高速公路，则公路等级系数取1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数取1.0；路面结构为半刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数取1.0。式中：—设计弯沉值—设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数—公路等级系数，高速公路为1.0—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0—基层类型系数，半刚性基层为1.0所以﹙2﹚各层材料按容许层底拉应力，按下列公式计算：式中：—路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）；—路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载的疲劳弯拉应力（Mpa）；—抗拉强度结构系数。对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数：对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数：表5-5结构层容许弯拉应力材料名称（Mpa）（Mpa）细粒沥青玛蹄脂1.45.180.23中粒沥青混凝土1.05.180.19粗粒沥青混凝土0.85.180.1567 武汉理工大学毕业设计（论文）水泥稳定碎石0.52.660.19低剂量水泥稳定碎石0.253.410.075.2.5面层组合设计高速公路路面沥青混凝土面层应具有良好的抗滑耐磨、高温稳定性好、抗裂强等性能。各层沥青混合料应满足所在层位的功能要求，便于施工，不容易离析。各层应连续施工并连结成为一个整体。1)材料要求(1)沥青由《公路沥青路面施工技术规范》可得其技术指标见表：表5-6道路石油沥青技术要求指标单位等级沥青标号90号针入度（25℃，5s，100g）0.1mm80～100针入度指数PIA-1.5～+1.0软化点（R&B）不小于℃A4460℃动力粘度不小于Pa·sA14010℃延度不小于cmA2015℃延度不小于cmA100蜡含量（蒸馏法）不大于%A2.2闪点不小于℃245溶解度不小于%A99.5残留针入度比不小于%A57残留延度（10℃）不小于cmA8(2)粗集料沥青层用粗集料选用碎石。粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙，质量符合表的规定：表5-7沥青混合料用粗集料质量技术要求指标单位高速公路表面层其他层次石料压碎值，不大于%2628洛杉矶磨耗损失，不大于%2830表观相对密度，不小于—2.602.5067 武汉理工大学毕业设计（论文）吸水率，不大于%2.03.0坚固性，不大于%1212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%1518%1215%1820水洗法＜0.075mm颗粒含量，不大于%11软石含量，不大于%35(3)细集料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，其质量应符合表的规定：表5-8沥青混合料用细集料质量要求项目单位高速公路表观相对密度，不小于—2.50坚固性（＞0.3mm部分），不小于%12含泥量（小于0.075mm的含量），不大于%3砂当量，不小于%60亚甲蓝值，不大于g/kg25棱角性（流动时间），不小于S30(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，其质量应符合表5-9的要求：表5-9沥青混合料用矿粉质量要求项目单位高速公路表观密度，不小于t/m32.50含水量，不大于%1粒度范围＜0.6mm＜0.15mm＜0.075mm%100%90～100%75～100外观—无团粒结块亲水系数—＜167 武汉理工大学毕业设计（论文）塑性指数—＜42)配合比设计本设计采用马歇尔试验配合比设计方法，沥青混合料技术要求应符合表5-10的规定，并有良好的施工性能。表5-10密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准试验指标单位高速公路击实次数（双面）次75试件尺寸mm空隙率VV深约90mm以内%3～5深约90mm以下%3～6稳定度MS不小于kN8流值FLmm2～4沥青饱和度VFA％65～753)强度指标沥青混合料的车辙试验的动稳定度不低于800次/mm；水稳定性指标：浸水马歇尔试验残留稳定度不小于80%，冻融劈裂试验残留强度不小于75%；在温度－10℃、加载速率50mm/min条件下，低温弯曲试验破坏应变不小于2000με；渗水系数不大于120ml/min。5.2.6路面结构层厚度的计算﹙1﹚理论弯沉系数的确定式中：δ—当量圆半径；E1—面层材料20℃时的抗压回弹模量F—弯沉综合修正系数，因此：F=1.63×[15.05/2000/10.65]0.38(45/0.70)0.36=0.463=15.05×1400/(2000×10.65×0.7×0.463)=3.052﹙2﹚确定设计层厚度采用三层体系表面弯沉系数，由诺莫图算设计层厚度。h/δ=4/10.65=0.376E2/E1=1200/1400=0.857；由三层体系弯沉系数诺莫图查得：=6.22。h/δ=4/10.65=0.376=45/1200=0.0375；由三层体系弯沉系数诺莫图查得K1=0.63。67 武汉理工大学毕业设计（论文）又因为K2=/(K1）=3.052/（6.22×0.63）=0.78，，，由上查表得：H/δ=6.28，H=10.65×6.28=66.86。由可知：H=29.9+1.1h4因为H=66.86cm，可知h4=33.6cm，故取h4=34cm。如图所示：____________________________________________h1=4cmE1=1400MPah=4cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200MPah3=8cmE3=1000MPaH=？cmE2=1200MPah4=34cmE4=1500MPah5=20cmE5=900MPaE0=45MPaE0=45MPa5.2.7沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算﹙1﹚沥青混凝土面层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=1400MPah=19.3cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200MPah3=9cmE3=1000MPaH=49.49cmE2=1200MPah4=34cmE4=1500MPah5=20cmE5=900MPaE0=45MPaE0=45MPa，。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。﹙2﹚水泥稳定碎石层层底拉应力验算67 武汉理工大学毕业设计（论文）____________________________________________h1=4cmE1=1400MPah=49.76cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1200MPah3=8cmE3=1000MPaH=20cmE2=1200MPah4=34cmE4=1500MPah5=20cmE5=900MPaE0=45MPaE0=45MPah==49.76cm，=20cm由h/=49.76/10.65=4.67,,查表得=0.09h/=4.67,E2/E1=1200/1400=0.86,查表得m1=0.91h/=4.67,,查表得m2=1.6由公式r1=Pr1=Pm1m2=0.7×0.09×1.6×0.91=0.092Mpa1000≥54≥0.55500～1000≥50≥0.50250～500≥45≥0.455.3.2路面施工步骤及施工工艺1)面层施工步骤及施工工艺施工准备→配合比设计→混合料的拌制→混合料的运输→混合料的摊铺→沥青路面的压实及成型→养护→路面成型检测。2)基层施工步骤及施工工艺施工准备→培路肩→湿润下承层→摊铺→碾压→质量检测→养护拌和站准备→拌和→运输高等级公路基层质量检测内容、标准和检测频率序号检测内容标准检测频率67 武汉理工大学毕业设计（论文）1压实度³98%4处/200m/层2平整度10mm2处/200m，每处连续测10尺计20m3高程+5mm，-10mm4点/200m4厚度-10mm1点/200m/每车道5宽度+0以上4处/200m6配合比碎石±2%粉煤灰±1.5%石灰-1%7横坡±0.3%4断面/200m8强度0.8MPa1处/100m（一天一次）3)底基层施工步骤及施工工艺高速公路的底基层可用路拌法施工，施工要求如下所示：准备下承层→施工放样→运输和摊铺集料→运输和摊铺粉煤灰→运输和摊铺石灰→拌和及洒水→碾压→质量检测→养护高等级公路石灰土底基层质量检测内容、标准和检测频率序号检测内容标准检测频率1压实度³96%4处/200m/层2石灰剂量-1%1处/200m3平整度15mm2处/200m，每处连续测10尺计20m4高程+5mm，-15mm4点/200m5厚度-12mm1点/200m/每车道6宽度+0以上4处/200m7横坡度±0.3%4断面/200m8强度0.5MPa1处/100m（一天一次）6道路工程量计算67 武汉理工大学毕业设计（论文）6.1路基土石方量计算   若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：               V=（A1+A2）L÷2式中：V——体积，即土石方数量（m3）；  A1、A2——分别为相邻两断面的面积（m2）；   L——相邻断面之间的距离（m）。  此法计算简易，较为常用，一般称之为“平均断面法”。选取YK37+936.714到K39+950这一段土石方计算：土石方数量计算应注意的问题：（1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；（2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；（3）换土、挖淤泥或挖台阶等部分应计算挖方工程量，同时还应计算填方工程量；（4）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖方增加）；（5）路基土石方数量中应扣除大中桥所占的体积，小桥及涵洞可不予考虑。6.2路基土石方调配   土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向：以及计价土石方的数量和运量等。通过调配合理地解决各路段土石方平衡与利用问题，使从路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和弃上，以减少占用耕地和降低公路造价。填方土源：附近挖方利用借土挖方去向：调往附近填方弃土（一）土石方调配原则（1）就近利用，以减少运量：在半填半挖断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量。（2）不跨沟调运：土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越调运。（3）高向低调运：应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土；位于山坡上的回头曲线段优先考虑上线向下线的土方竖向调运。（4）经济合理性：   应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。 远运利用的费用：运输费用、装卸费等67 武汉理工大学毕业设计（论文） 借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。 土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方或借方占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时移挖作填虽然运距超出一些：运输费用可能稍高一些，但如能少占地，少影响农业生产，这样，对整体来说也未必是不经济的。 （5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。 （6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损坏农田。 （二）土石方调配方法 土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等，目前生产上多采用土石方计算表调配法，该法不需绘制累积曲线图与调配图，直接可在土石方表上进行调配，其优点是方法简捷，调配清晰，精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是： （1）土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。 （2）弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用、填缺与挖余数量。 （3）在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，供土石方调配时参考。 （4）根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。 （5）经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。 （6）土石方调配后，应按下式进行复核检查：              横向调运十纵向调运十借方=填方              横向调运十纵向调运十弃方=挖方              挖方十借方=填方十弃方67 武汉理工大学毕业设计（论文）7路基防护工程设计7．1一般路堤边坡防护本项目一般路堤边坡防护采用喷播植草、砼预制块坦拱植草、浆砌片石衬砌拱植草等防护，桥头路基及互通匝道低路堤采用砼空心六角预制块植草防护形式：1）当路堤边坡高度H≤4m时，路堤边坡采用植草防护。2）当路堤边坡高度4m＜H≤6m时，路堤边坡采用砼预制块坦拱植草防护。3）当路堤边坡大于6m＜H≤12m时，路堤边坡采用浆砌片石衬砌拱植草防护。4）当路堤边坡高度12m