一级道路设计毕业论文.doc 53页

南京工程学院毕业设计说明书一级道路设计毕业论文前言毕业设计是对我们大学所学专业知识的回顾和提升，做好设计能为我们以后的学习和工作打下坚实的基础。公路交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。我国从“七五”开始，公路建设进入了高等级公路建设的新阶段，近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的应用。本次设计中，运用了纬地设计程序、AutoCAD2008、公路路面设计系统等程序。查阅了相关资料后，做了以下工作：1明确设计任务的依据和概况。包括设计标准以及原则，沿线筑路材料等。2确定公路等级和技术标准。3平面设计，包括平面线形设计、纵断面设计、横断面设计。平面线形设计首先拟定路线方案根据孙家驷主编的《道路勘测设计》（人民交通出版社），根据选线的一般要求，综合考虑沿线地形、地物、地质、水文条件等影响因素，按照选线的步骤选定一条切实，可行的方案。纵断面线形设计是根据已经确定的路中线的位置，结合所经地面的起伏情况，在地面上确定各中桩点的具体位置和桩号，并用内插法计算各点面的地面高程。4路基设计。运用《土力学》（中国建筑工业出版社）、《基础工程》（中国建筑工业出版）、邓学均主编的《路基路面设计》（人民交通出版社）的各项规定对挡土墙进行设计。5路面设计。路面结构设计是根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）、《路基路面工程》（人民交通出版社）的要求，完成各项指标的设计。6小桥涵、平面交叉口设计。53 南京工程学院毕业设计说明书本设计的内容全面地包含了交通土建专业所学知识，是一次全面的设计演练。设计应达到的技术要求为满足实际施工要求，即所设计的内容正确、可行。为此，设计过程中要以设计规范为准绳，严格控制各设计内容满足规范和相关条例的要求。限于时间和经验的不足等方面的原因，在设计过程中难免有不尽合理和完善之处，尽请指正。第一章道路线形设计1.1设计要素确定1.1.1路线方案确定在本设计中，地形复杂、地区范围很广，路线方案的选择首先是在1:5000的航测地形图上从较大面积范围内选定一些细部控制点，连接这些控制点，形成路线布局，此时路线的雏形已经明显勾画出来。1.1.2确定道路等级公路根据交通量及其使用功能、性质分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。根据所给资料，查《公路工程技术指标》，先拟定按一级公路标准建设，双向4车道，路基宽度26米，设计车速为100km/h。1.2选线1.2.1一级公路只要技术指标公路几何指标的计算、确定与复核表表1.1计算行车速度（km/h）100纵坡不小于（%）0.3行车道宽度（m）2×7.5最大纵坡（%）4车道数4最小纵坡（%）0.3~0.5中间带中央分隔带宽度（m）一般值2.00坡长限值（m）纵坡坡度（%）31000极限值2.004800左侧路缘带宽度（m）一般值0.75缓和段坡长小于（%）3极限值0.50合成坡度（%）10.0中间带宽度（m）一般值3.50竖曲线凸形竖曲线半径（m）极限最小值6500极限值3.00一般最小值1000053 南京工程学院毕业设计说明书硬路肩宽度（m）一般值3.00凹形竖曲线半径（m）极限最小值3000极限值2.5一般最小值4500视距停车视距（m）160竖曲线最小长度（m）85行车视距（m）160视觉所需最小竖曲线半径值（m）凸形16000公路用地不小于（m）3m凹形10000平曲线极限最小半径（m）400V≥60km/h同向曲线间最小直线长度（m）6V一般最小半径（m）700反向曲线间最小直线长度（m）2V不设超高的最小半径（m）4000路基宽度（m）一般值26最大半径不应大于（m）10000变化值24.5最小长度（m）170最小坡长（m）250平曲线超高横坡不大于（%）10缓和曲线最小长度m85路拱横坡（%）1.0~2.01.2.2地形综述地形条件：本路段有部分农田分布，渠道纵横交错，湖泊较多。天然建筑材料基本为零，需要全部运输。地质条件：该地区地势平坦，地下水埋深平均为1.0m，路基土湿度较大，修筑时根据干燥条件要考虑填土高度。气候条件：本地区气候温暖适宜，不易发生翻浆和冻胀的情况。1.2.3选线原则平原地区公路选线应符合以下原则(1)根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的指导下，合理选择方案。(2)认真领会任务书的精神，深入现场，多跑、多看、多问、多比较，深入调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行比较。53 南京工程学院毕业设计说明书(3)充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从行车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。平原地区河道密布、沟塘众多，在交通工程建设中，特别是高等级公路建设中，桥涵构造物及沟塘软基处理增多，使得工程造价大大增加。在一级公路中，桥涵构造物和沟塘处理费用要占总造价的一半以上，因此所选路线直接影响着工程的总造价。在选线时要作认真的比较，绕避沟塘和减少中小桥涵的数量、合理选择大桥桥位可使桥长缩短，交角变小，但这样往往又会使路线变小。对一些方案的路线，进行估算比较后选择造价较低的路线，有时在个别地段，由于地形限制，要达到一级路的要求需要增加相当大的费用；例如沿河路线要跨越该河时，由于该河较宽且为等级航道，如果达到一级公路技术标准，要么使大桥角度斜穿河道，要么在桥头设匝道，大桥大角斜穿河道相应就增加了桥长和跨径，角度越大增加越大，所需要的费用也就越多；在桥头设置匝道，由于是等级航道，通航净空较大，桥头较高，要使匝道部分平曲线，竖曲线达到一级路要求，匝道将会很长，也就是说大大增加了路线长度，增加了费用。为了减少费用，在这些地段的路线常采用规范规定的极限值，甚至在极个别情况下，采用低于规范极限值的标准，这样虽使个别地段标准有所降低却省了数目可观的费用，同时通过交通工程的设计如设置急速标记、减速车道、加速车道等，弥补线形的不足，使路线线形总体能达到设计要求。(4)充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线城镇及地方经济的发展。平原地区多数是鱼米之乡，土地肥沃，水资源丰富，但是人口密集，特别是耕地尤为紧张，人均耕地0.5~1.0亩，修一条高等级公路要占用许多土地，在选线时，要考虑到尽可能少占耕地，不破坏农田水系。常用的方法是利用河堤，利用河堤好处较多，除了节省耕地，不破坏水系外，还有以下一些好处：①利用老路，这个地区以前的低等级公路大多数在河堤上建筑的，长期的自重作用和车辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定，在路基处理时可以节省费用；②可以减少拆迁，由于有老路的存在，沿线的拆迁量减少；③由于河堤较高，可以节约土地用量，减少耕地的开挖，节省了耕地；④可以带动沿线经济的发展，河网地区城镇、乡村多倚河而建，各乡镇间距距离较小，大多不超过53 南京工程学院毕业设计说明书10km，多为一些低等级砂石路相连且人口较多，每个乡镇达到4~8万人，当道路等级提高后，可以带动沿线许多行业的发展，特别是旅游业，由于交通的便利，经济发展大为加快；⑤有利于公路网路建设，利用老的低等级公路网进行技术改建，提高技术标准，改造成新型的高等级网络，可以加快路网建设的速度。1.2.4平原一级公路选线的依据(1)平原一级公路选线的依据主要有交通部颁发的规范，实测和预测交通量，地形图，地方政府以及建设单位下发的文件，会议纪要，设计任务书等，它们是路线设计不可缺少的资料。(2)实测和预测交通量(3)地形图比例为1：1000~1：5000，用于路线的方案的选择(4)地方政府建设单位的下发的文件，会议纪要，设计任务书是对道路设计提车的要求，在路线设计时要能充分满足这些要求1.3方案对比1.3.1方案比选考虑的主要因素本设计主要考虑的因素有：1.本一级路路线在铁路、公路等综合交通运输系统中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利建设的配合及用地情况。2.本道路的建设对沿线自然条件的影响。3.设计道路主要技术标准和施工条件的影响。1.3.2方案对比本设计拟定两个比选方案。53 南京工程学院毕业设计说明书图1.1两方案均符合平、竖曲线设计要求，比选内容见表3.1方案比选表表1.2比较项目方案一方案二路线总长4159.269m4584.36m线形平均圆曲线半径比方案2小，路线顺畅平均圆曲线半径较方案2大，路线较顺畅交点数目3个3个占用农田房屋情况较方案2少较方案1多平曲线最小半径800600安全评价安全安全征地拆迁较方案2少较方案1多竖曲线5个6个桥梁1座中桥，2座小桥2座中桥，3座小桥方案优点比方案一利用的老路较多，曲线转角较小沿线经过村庄较多，可充分利用地形方案缺点施工较复杂，需要做交叉口土石方量比较多，转角比较大方案比较推荐方案参考方案说明：53 南京工程学院毕业设计说明书两个方案均采用直线，缓和曲线，圆曲线相结合的办法，均符合平曲线设计要求，都是可行方案，两个方案平竖曲线均满足规范，满足平纵组合“平”包“纵”，与乡道，水渠多次相交，均采用通道、涵洞形式。由表1.2也可以看出很多方面因素差别不大，关键在线形、施工和造价上，方案一拆迁数较少,占用耕地、房屋以及蔬菜温室少于方案二，填挖较小，方案一线形也较好，无隧道，工程造价低,对于一级公路来说，综合考虑选方案一。1.4道路平面设计1.4.1线形说明图1.2平面线形综合考虑以上选线原则，本设计选择线形如下：交点坐标表表1.3XYQD3631495.7747491703.5939JD13631493.1610492019.0435JD23631305.9256493215.7825JD33631465.7179494789.1157ZD3631782.0677495794.0176转角表表1.4转角度数18°25′02.6″214°41′28.8″53 南京工程学院毕业设计说明书311°40′30.4″角度大于7°，符合要求交点间的距离表表1.5交点间距L（m）QD-JD1415.460JD1-JD21211.297JD2-JD31581.427JD3-ZD1053.5201.4.2平曲线设计平面设计中，交点处的平曲线设计应使平面线形直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围的环境相协调，尽量保证平面线形的均衡和连贯，长直线尽头不能接以小半径曲线，高低标准之间要有过渡，避免连续转弯，平曲线应有足够的长度。θ图示1.3交点基本型曲线以JD1计算为例JD1初拟R=1350m100m转角=8°25′02.6″53 南京工程学院毕业设计说明书平曲线要素计算：R=1350m100mq==50p==0.31=2o07"23"T=(R+p)tan+q=(1350+0.31)×tan（8o25"0.26"/2）+50=149.364L=(8o25"0.26"-22o07"23")+100×2=298.381L=L-2=298.381-2×100=98.381J=2T-L=2×149.364-298.381=0.347E=(R+p)sec-R=(1350+0.31)sec-1350=4.0式中：——转角，°；R——曲线半径，m；——缓和曲线长度，m；L——平曲线中圆曲线长，m；L——曲线全长，m；T——切线长，m；E——外距，m；q——切线增长值，m；p——曲线内移值，m；——缓和曲线角度，°。用同样的方法可求得JD2和JD3的平曲线要素，见表。平曲线几何要素表1.6交点RTELJJD113508o25"02.6"149.3644.0298.3811000.347JD280014o41"28.8"153.1917.145305.1301001.253JD3100011o40"30.4"152.2775.631303.7701000.78553 南京工程学院毕业设计说明书验算直线段距离是否符合要求：JD1，JD2之间的直线段=1211.297-149.364-153.191=907.774m>2V=200m，符合规范要求。JD2，JD3之间直线段长=1581.427-153.191-152.277=1275.959m>6V=600m，符合规范要求。1.4.3主点桩号计算以JD1计算为例QD：K0+000.00JD1：K0+315.460K0+315.460－149.364=K0+166.096K0+166.096+100.000=K0+266.096K0+266.096+98.381=K0+364.477K0+364.48+100.000=K0+464.48K0+464.48－298.381/2=K0+315.29K0+315.29+0.347/2=K0+315.46校核无误。JD2与JD3的计算过程同上，见下表。平曲线主点桩号表表1.7主点JD1JD2JD3ZHK0+166.096K1+373.168K2+954.257HYK0+266.096K1+473.168K3+054.257QZK0+315.29K1+525.733K3+106.141YHK0+364.477K1+578.298K3+158.026HZK0+464.48K1+678.298K3+258.026JDK0+315.46K1+526.359K3+106.54353 南京工程学院毕业设计说明书第二章纵断面设计纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置，形状和尺寸问题，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素，考虑路基稳定，排水及工程量等的要求对纵坡的大小，长短，前后的纵坡情况，竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计，从而设计出纵坡合理，线形平顺圆滑的最优线形，以达到行车安全、快速、舒适，工程造价省,运营费用较少的目的。该路地处平原区，土地资源宝贵，本项纵断面设计采用小纵坡，微起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度。路线纵断面按百年一遇，设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态所需的最小填筑高度来控制标高线形。设计上避免出现断背曲线，反向竖曲线之间直线长度不足3秒行程的则加大竖曲线半径，使竖曲线首尾相接。此外，所选用的半径还满足行车视距的要求，另外，竖曲线的纵坡最小采用0.3%以保证排水要求。2.1纵坡设计原则（1）纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》的各项规定；（2）为保证车辆能以一定速度安全舒适地行驶，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，以保证道路的稳定和通畅；（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，降低造价和节约用地；53 南京工程学院毕业设计说明书（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）在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求；2.2纵坡设计的方法和步骤①准备工作纵坡设计前，应先根据中桩和水准记录点，绘出路线纵断面图的地面线，绘出平面直线，曲线示意图，写出每个中桩的桩号和地面标高以及土壤地质说明资料，并熟悉和掌握全线有关勘测设计资料，领会设计意图和要求。②标注纵断面控制点纵面控制点主要有路线起终点，重要桥梁及特殊涵洞，隧道的控制标高，路线交叉点，地质不良地段的最小填土和最大控制标高，沿溪河线的控制标高，重要城镇通过位置的标高及受其它因素限制路线中须通过的控制点、标高等。③试坡试坡主要是在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准，选线意图，考虑各经济点和控制点的要求以及地形变化情况，初步定出纵坡设计线的工作。试坡的要点，可归纳为“前后照顾，以点定线，反复比较，以线交点”几句话。前后照顾就是说要前后坡段统盘考虑，不能只局限于某一段坡段上。以点定线就是按照纵面技术标准的要求，满足“控制点”，参考“经济点”，初步定出坡度线，然后用三角板推平行线的办法，移动坡度线，反复试坡，对各种可能的度线方案进行比较，最后确定既符合标准，又保证控制点要求，而且土石方量最省的坡度线，将其延长交出变坡点初步位置。④调坡调坡主要根据以下两方面进行：⑴结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。若有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；⑵对照技术标准。详细检查设计最大纵坡、坡长限制、纵坡折减以及平纵线形组合是否符合技术标准的要求，特别要注意陡坡与平曲线、竖曲线与平曲线、桥头接线、路线交叉、隧道及渡口码头等地方的坡度是否合理，发现问题及时调整修正。53 南京工程学院毕业设计说明书调整坡度线的方法有抬高、降低、延长、缩短纵坡线和加大、减小纵坡度等。调整时应以少脱离控制点、少变动填挖为原则，以便调整后的纵坡与试定纵坡基本相符。⑤根据横断面图核对纵坡线核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。⑥确定纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置（桩号）和高程确定下来。坡度值一般是用三角板推平行线法，直接读厘米格子得出，要求取值到千分之一。变坡点位置直接从图上读出。变坡点的高程是根据路线起点的设计标高由已定的坡度、坡长依次推算而来。设计纵坡时还应注意以下几点：1在回头曲线地段设计纵坡，应先按回头曲线的标准要求确定回头曲线部分的纵坡，然后向两端接坡，同时注意回头曲线地段不宜设竖曲线。2平竖曲线重合时。要注意保持技术指标均衡，位置组合合理适当，尽量避免不良组合情况。3大中桥上不宜设置竖曲线。如桥头路线设有竖曲线，其起（终）点应在桥头两端10m以外，并注意桥上线形与桥头线形变化均匀，不宜突变。4小桥涵上允许设计竖曲线，为保证路线纵面平顺，应尽量避免出现急变“驼式纵坡”。5注意交叉口、桥梁及引道、隧道、城镇附近、陡坡急变处纵坡特殊要求。6纵坡设计时，如受控制点约束导致纵面线形起伏过大，纵坡不够理想，或者土石方工程量过大而无法调整时，可用纸上移线的办法修改平面线形，从而改善纵面线形。7计算设计标高根据已定的纵坡和变坡点的设计标高，则可以计算出未设竖曲线以前各桩号的设计标高。2.3竖曲线设计要求：①53 南京工程学院毕业设计说明书宜选用较大的竖曲线半径。竖曲线设计，首先确定合适的半径。在不过分增加工程数量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，一般都应采用大于竖曲线一般最小半径的数值，特别是前后两相邻纵坡的代数差小时，竖曲线更应采用大半径，以利于视觉和路容美观。只有当地形限制或其他特殊困难不得已时才允许采用极限最小半径。②同向曲线间应避免“断背曲线”。同向竖曲线，特别是同向凹形竖曲线间如直线坡段不长，应合并为单曲线后复曲线。③反向曲线间，一般由直坡段连续，亦可以相互直接连接。反向竖曲线间设置一段直坡段，直坡段长度一般不小于计算行车速度行驶3s的行程长度。如受条件限制也可相互直接连接，后插入短直线。④应满足排水要求。2.4平纵组合的设计原则（1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线；平曲线与竖曲线大小应保持平衡；（2）暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理悦目；（3）平、竖曲线应避免不当组合；（4）注意与道路周围环境的配合，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。本设计避开了平纵组合设计，因此不需设计。2.5纵断面竖曲线设计图1.41.变坡点K0+680处，切线高程4.99m53 南京工程学院毕业设计说明书R=14000mi1=0.302%i2=-0.341%竖曲线长m切线长度m外距m竖曲线起点桩号：K0+680－45=K0+635m竖曲线起点高程：4.99-45×0.302%=4.85m竖曲线终点桩号：K0+680＋47.4=K0+725m竖曲线终点高程：4.99-45×0.323%=4.84m中间各点高程以桩距25m按公式计算。变坡点1竖曲线计算表表2.1桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K0+6354.8500.004.85K0+6604.90250.0224.88K0+6804.99450.0754.92K0+7204.86250.0224.84K0+7254.8400.004.84变坡点bp2、bp3、bp4、bp5的竖曲线计算方法同上。2.变坡点K1+250处，切线高程3.04mR=11000mi1=-0.341%i2=0.472%变坡点2竖曲线计算表表2.2桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K1+205.33.1900.0003.19K1+230.53.14250.0283.17K1+250.03.0444.70.0913.13K1+269.73.17250.2803.20K1+294.72.2500.0003.253.变坡点K2+150处，切线高程7.30mR=10000mi1=0.472%i2=-0.533%53 南京工程学院毕业设计说明书变坡点3竖曲线计算表2.3桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K2+099.77.0600.0007.06K2+124.77.14250.0317.12K2+150.07.3050.30.1277.17K2+175.37.13250.0317.10K2+200.37.0300.0007.034.变坡点K2+830处，切线高程3.67mR=10000mi1=-0.533%i2=0.335%变坡点4竖曲线计算表2.4桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K2+786.63.9000.0003.90K2+811.63.80250.0313.83K2+830.03.6743.40.0943.76K2+848.43.76250.0313.79K2+873.43.8200.0003.825.变坡点K3+400处，切线高程5.58mR=14000mi1=0.334%i2=-0.320%变坡点5竖曲线计算表2.5桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K3+354.25.4300.0005.43K3+379.25.49250.0225.47K3+400.05.5845.80.0755.51K3+420.85.49250.0225.47K3+445.85.4300.0005.4353 南京工程学院毕业设计说明书第三章横断面设计3.1横断面技术设计图3.1路基示意图3.1.1路基宽度根据设计资料,再查《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）得公路等级为一级，车道数拟定四车道。再查《公路工程技术标准》得一级公路车速为100km/h四车道的路基宽度一般值为26m,最小值为24m，取设计车道宽度为3.75m，得总车道宽度为3.75×4＝15m，取左右硬路肩宽度各为3m，土路肩0.75m，中央分隔带宽度为3.5m，总计26m。3.1.2路拱与边坡坡度查《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1~2%，故取路拱坡度为2%；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%~2%，故取路肩横向坡度为4%53 南京工程学院毕业设计说明书，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。由《公路路基设计规范》得知，当H<6m（H—路基填土高度）时，路基边坡按1：1.5设计。3.1.3护坡道查《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）得，当路肩边缘与路侧取土坑底的高差小于或等于2m时，取土坑内侧坡顶可与路坡脚位相衔接，并采用路堤边坡坡度，当高差大于2m时，应设置宽1m的护坡道；当高差大于6m时，应设置宽2m的护坡道。本设计的填土高度均小于6m，再结合当地的自然条件，护坡道均设置1m，且坡度设计为4%。3.1.4边沟设计查《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）得边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0~1：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面，其内侧边坡宜采用1：2~1：3，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘区，故宜采用梯形边沟，且底宽为0.5m，深0.5m，内侧边坡坡度为1：1。图3.2边沟示意图（单位：cm）3.2横断面设计步骤⑴根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。⑵根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。53 南京工程学院毕业设计说明书⑶根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。⑷绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。⑸计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。3.3路基土石方的计算3.3.1调配要求和方法1．调配要求⑴土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。⑵纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。⑶土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。⑷借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。⑸不同性质的土石应分别调配。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。2.调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。表格调配法的方法步骤如下：1）准备工作调配前先要对土石方计算进行复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表示出来。2）横向调运即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。53 南京工程学院毕业设计说明书3）纵向调运确定经济运距根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离减去免费运距4）计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量废方数量=挖余—纵向调出本桩的数量总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量5）复核横向调运复核填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核填缺=纵向调运方+借方挖余=纵向调运方+废方总调运量复核挖方+借方=填方+借方以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。6）计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方3.3.2土石方计算两桩号间路基土石方数量，即两桩号横断面间的体积，为简化计算，通常将其视为一棱柱体，两桩号的横断面即棱柱体的两个底面，两桩号的里程差即棱柱体的高，按平均断面法计算其体积为式中——两桩号间土方数量(m3)；53 南京工程学院毕业设计说明书、——两桩号的断面面积(m2)；L——两桩号的中线距离(m)。3.4超高计算为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡,称为超高。当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应在曲线上设置超高。超高的横坡度根据公路等级、计算行车速度、平曲线半径大小，并结合路面类型和车辆组成等条件确定。本次设计的设计速度为100km/h,查《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）得，不设超高圆曲线最小半径为600m。由于平面曲线半径均大于250m（），均不需加宽计算。1、平曲线超高值超高缓和段长度：根据公路等级设计速度和平曲线半径查表得超高值ic=5.0%取Lc=Lh=100m；横坡从路拱坡度（-2%）过渡到超高坡度5%时，超高渐变率满足要求，故可取2、计算各桩号处的超高值超高方式为绕中央分隔带边缘处旋转，土路肩与直缓点或缓直点前3m处与路拱横坡相同，为2%,然后内外侧横坡同时旋转至超高5%。图3.4　断面位置及超高横断面示意图53 南京工程学院毕业设计说明书当超高横坡达到最大值5%时，超高内侧离原地面高差为，12×（5%-2%）-3.75×2%=0.285m。超高外侧离原地面高差为，12×（5%+2%）+3.75×2%=0.915m。超高横坡在2%-5%之间，采用线性内插得到离原地面的高差。平曲线1超高值计算表表3.1桩号说明超高高差(m)左中右K0+166.096ZH0.07500.075K0+191.096-0.12800.135K0+216.096-0.18100.345K0+241.096-0.23400.555K0+266.096HY-0.28600.915K0+291.096-0.28600.915K0+315.261QZ-0.28600.915K0+340.261-0.28600.915K0+364.426YH-0.28600.915K0+389.426-0.12800.555K0+414.426-0.23400.345K0+439.426-0.12800.135K0+464.426HZ0.07500.07553 南京工程学院毕业设计说明书平曲线2超高值计算表表3.2桩号说明超高高差(m)左中右K1+373.168ZH0.0900.09K1+398.168-0.25000.22K1+423.168-0.39100.05K1+448.168-0.39100.23K1+473.168HY-0.51000.62K1+498.168-0.51000.62K1+523.168-0.51000.62K1+525.000QZ-0.51000.62K1+550.000-0.51000.32K1+570.000-0.51000.24K1+578.298YH-0.51000.24K1+603.298-0.39100.23K1+628.298-0.39100.05K1+653.298-0.25000.22K1+678.298HZ0.0900.09平曲线3超高值计算表表3.3桩号说明超高高差(m)左中右K2+954.257ZH0.07600.076K2+979.257-0.2300.15K3+004.257-0.3500.05K3+029.257-0.4100.26K3+054.257HY-0.6100.61K3+079.257-0.6100.61K3+104.257-0.6100.6153 南京工程学院毕业设计说明书K3+106.141QZ-0.6100.61K3+131.141-0.6100.61K3+156.141-0.6100.61K3+158.026YH-0.6100.61K3+183.026-0.5900.43K3+200.000-0.4400.30K3+225.000-0.3500.12K3+250.000-0.2300.22K3+258.026HZ0.07600.076第四章路面结构层设计4.1沥青路面设计原则（1）路面结构设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，将路基路面作为一个整体考虑，进行综合设计；（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、方便施工、利于养护、节约投资”的原则进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进，经济合理，安全可靠的方案；（3）应结合当地实践基础，积极推广成熟的科研成果，积极、慎重地运用行之有效的新材料、新工艺、新技术；（4）路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护、自然生态的平衡，有利于施工、养护工作人员健康与安全；（5）为确保工程质量，应尽可能选择有利于机械化、工厂化的设计方案；（6）对于地处不良地基的路段，为了适应路基沉降、稳定周期较长的特点，路面结构可以遵循“一次设计，分期修建”的方案，即在路基沉降、稳定期内（3-5年），根据交通量增长规律，分几次修建，最终实现设计的目标，这样既适应交通量不断增长的需要，又提高了投资效益，最终保证了路面结构质量达到规定要求。4.2沥青路面结构层设计4.2.1设计原始资料：拟修建一条一级公路，交通量年平均增长率为5%53 南京工程学院毕业设计说明书，土质为粘性土，土基回弹模量。试按设计弯沉控制，设计路面结果。计算设计年限内一个车道的累计当量轴次，确定设计弯沉，路面拟采用沥青混凝土面层，设计年限为15年。交通量表表4.1车型前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组数交通量（辆/日）解放CA10B19.4060.851双160解放CA30A29.502×36.72双220黄河EQ14069.201双180黄河JN15049.00101.601双110黄河JN16259.50115.001双200黄河JN36050.002×110.02双210长征XD16042.602×85.202双150交通SH14125.5555.101双1804.2.2轴载分析1.轴载计算路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载（1）以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次①轴载换算：轴载换算采用如下的计算公式：四车道的车道系数是0.4～0.5，取0.45：其中：N—标准轴载当量轴次，次/日；—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；P—标准轴载，kN；—被换算车辆的各级轴载，kN；53 南京工程学院毕业设计说明书K—被换算车辆的类型数；—轴载系数，，m是轴数。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，应考虑轴数系数；—轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。轴载换算计算表表4.2车型轴载Ｃ1C2N0Ni解放CA10B前1600后60.851118．436解放CA30A前29.5016.42204．362后2×36.72.216．955黄河EQ140前1800后69.201136．256黄河JN150前49.0016.411031．618后101.6011117．864黄河JN162前59.5016.4200133．77后115.0011367．338黄河JN360前50.0016.421065．905后2×110.02.21699．359长征XD160前42.6016.415023．453后2×85.202.21164．409交通SH141前25.5516.41803．045后55.101113．467N=1386.237注：轴载小于25KN的轴载作用不计②累计标准当量轴次53 南京工程学院毕业设计说明书次（2）确定路面等级由《沥青路面设计规范》表A1可查得四车道的车道系数为0.4-0.5，取0.45，累计当量轴次万次>万次由以上数据可知路面等级应为高级，面层类型为沥青路面。（3）初拟结构组合和材料选取由表A1可查得一级公路的沥青层推荐厚度为10～15㎝，取15㎝，初拟结构层如下所示：面层细粒式沥青混凝土4㎝中粒式沥青混凝土6㎝粗粒式沥青混凝土5㎝基层水泥稳定碎石20㎝底基层水泥石灰稳定砂砾29㎝土基（4）各层材料的抗压模量与劈裂强度查规范得各层材料的抗压模量和劈裂强度，抗压模量取20℃的模量，各值均取规范范围的中值，因此得20℃的抗压模量，统计结果如下表：路面材料指标表4.3材料种类抗压模量劈裂强度细粒式沥青混凝土14001.2中粒式沥青混凝土12001.0粗粒式沥青混凝土9000.853 南京工程学院毕业设计说明书水泥稳定碎石15000.6水泥石灰稳定砂砾5500.44.2.3设计指标的确定该路段处于Ⅳ1区，为粘性土由规范查得，当路基处于干燥状态时，粘质土的平均稠度为1.1，查表得土基回弹模量为35MPa。对于一级公路，《沥青路面设计规范》要求以设计弯沉值为设计指标，并进行层底拉应力验算（1）设计弯沉值该公路为一级公路,公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层的总厚度大于20㎝，所以基层类型系数取1.0。由沥青规范公式——设计弯沉值（0.01mm）N——设计年限内累计当量轴载通行次数；A——公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，但、四级公路为1.2。A——面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、沥青表面处治为1.1。A——路面结构类型系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6。（2）各层材料的容许层底拉应力——路面结构材料的极限抗拉强度（MPa）；53 南京工程学院毕业设计说明书——路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限N次加载的疲劳弯拉应力（MPa）；——抗拉强度系数。细粒式沥青混凝土：中粒式沥青混凝土：粗粒式沥青混凝土：水泥稳定碎石：水泥石灰稳定砂砾：53 南京工程学院毕业设计说明书设计指标汇总表表4.4材料名称厚度h(cm)20℃模量（MPa）15℃模量（MPa）容许拉应力细粒式密级配沥青混凝土4140020000.445中粒式密级配沥青混凝土6120016000.375粗粒式密级配沥青混凝土590012000.300水泥稳定碎石20150015000.298水泥石灰稳定砂砾295505500.1544.2.4路面结构验算路面结构设计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4.1所示。53 南京工程学院毕业设计说明书图4.1路面荷载及计算点图示路面结构设计以路面容许回弹弯沉值和结构层底拉应力作为设计指标进行验算。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．路表弯沉值验算轮隙中心处（A点）路表计算弯沉值小于或等于设计弯沉值，即：通过Bisar软件计算结果得到路表弯沉值为26.7（0.01mm）。满足设计要求=26.7<=27.532．层底拉应力验算轮隙中心（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：根据Bisar计算结果确定层底拉应力是否满足。验算结果如下表。路面厚度设计结果表4.5结构层材料抗压模量(MPa)厚度(cm)层底拉应力(MPa)容许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土14004-0.2280.445中粒式沥青混凝土12006-0.0530.375粗粒式沥青混凝土9005-0.0410.300水泥稳定碎石1500300.1260.298水泥石灰稳定砂砾550300.0780.154土基35——————最后得到路面结构设计结果如下:53 南京工程学院毕业设计说明书---------------------------------------细粒式沥青混凝土4cm---------------------------------------中粒式沥青混凝土6cm---------------------------------------粗粒式沥青混凝土5cm---------------------------------------石灰土稳定碎石20cm---------------------------------------水泥石灰稳定砂砾29cm---------------------------------------土基——图4.2第五章路基防护与加固公路路基是路面的基础，它承受着土体本身的自重和路面结构的重力，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。为了确保路基的强度和稳定性，使路基在外界因素的作用下，不致产生过量的变形，在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施，其中有路基排水，路基防护与加固，以及与路基工程直接相关的设施，如弃土堆、取土坑、护坡道、及错车道等。5.1路基防护设计5.1.1植物防护路基填土高度H<3m说，采用草坪网布防护，为防止雨水，对土路肩边缘及护坡道的冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm，在护坡道上铺到边沟内侧为止。5.1.2工程防护路基填土高度H>3m，时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3≤H≤4m时，设置单层衬砌拱，当4＜H≤6m53 南京工程学院毕业设计说明书时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cm×30cm×50cm的长方体预制块，拱圈部分采用5cm×30cm×65cm的弧形预制块（圆心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块间用7.5号砌浆灌注。5.1.3坡面防护桥梁两端各10cm及挖方路段采用浆砌片石满铺防护，路基两侧边沟全部浆砌片石满铺防护，厚25cm。5.1.4冲刷防护路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30cm，下设10cm砂垫层，基础埋深60cm,底宽80cm，个别小的河塘全部填土。5.2路基处理5.2.1一般处理原则路基河塘地段，先围堰清淤、排水，然后将原地面开挖成台阶状，台阶宽1.0m。内倾3%，并回填5%灰土至原水面（标高按1.0m控制），路基底部30cm采用5%石灰土处理，路床顶面以下0-80cm采用7%石灰土处理层，路基高度低于2m的路段，清除表土后，将原地面挖至25cm深压实后才可填筑，路床顶面以下均采用7%石灰土处理；路基高度大于2.0m的路段，路床顶面以下0-60cm采用7%的石灰土处理，即底部设3%土拱，土拱设30cm5%石灰土处理层，对于路基中部填土的掺灰，根据施工具体情况，在保证路基压实度的前提下，决定处理层掺灰量。5.2.2路床处理（1）路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺入石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。（2）条件不良或土质疏松，渗水，湿软，强度低时，采用防水，排水措施或掺石灰或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。（3）填方路基的底部，应视不同情况分别予以处理：53 南京工程学院毕业设计说明书a、基底土密实地面横坡缓于1:5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮等腐殖土应予以处理深除。b、路堤基底范围内由于地表水影响路基稳定时，应采取防水，排水措施或在路基底部填筑不易风化的岩石等透水性材料。c、路堤基底为耕地或土质松散时，应在填筑前进行压实，一级公路路堤基底的压实度（重型）不应小于85%，路基填土高度应小于路床厚度（80cm）,基底的压实度不宜小于路床的压实度标准；基底松散土层厚度大于30cm时，应翻挖再回填分层压实。d、水稻田，湖塘等地段的路基处理，应视具体情况采取排水清淤、晾晒、换填、掺灰及其他加固措施进行处理，当为软土地基时，应按特殊路基处理。路基土的掺灰剂量，可根据实际情况而定，一般粘质土采用石灰或者二灰处理，粗粒土可采用325号水泥处理。5.2.3路基防护在路基填土高度高于2.5m的路段设置挡土墙。在设置重力式挡土墙的路段，其墙顶到路肩边缘高度的边坡采用单层衬砌拱，再种草绿化。相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置C25号混凝土预制块（圆心角30度，内径120cm，外径125cm），预制块间用7.5号砂浆灌注。5.2.4路基施工的一般规定（1）路基施工宜以挖作填，减少土地占用和环境污染；（2）路基施工中各施工层表面不应有积水，填方路堤应根据土质情况和施工时的气候状况，做成2%-4%的排水横坡；（3）雨季施工或者因故中断施工时，必须将施工层表面及时修整并压实；（4）施工过程中，当路堑或边坡内发生地下水渗流时，应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低水位；（5）排水沟的出口应通至桥涵进出口处；（6）取土坑应有规则的形状，坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统；（7）当设计未规定取土坑位置或规定取土坑储土量不能满足要求需另寻土源。5.2.5填土路基的施工53 南京工程学院毕业设计说明书（1）土方路基应分层填筑压实，用透水性不良的土填筑路堤时，应控制其含水量在最佳压实含水量最大2%之内。（2）土方路基，必须根据设计断面，分层填筑、分层压实，采用机械压实时，分层的最大摊铺厚度，按土质类别，压实机具功能，碾压数遍，经过经验确定，但是最大摊铺厚度，不宜超过30cm，填筑至路床底面，最后一层的最小压实厚度不应小于8cm。（3）路堤填土宽度每侧宽于填层设计宽度，压实宽度不得小于设计宽度，最后削坡。（4）填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。（5）原地面纵坡大于2%的地段，可采用纵向分层法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。（6）若填方分几个作业段施工两端交界处，不在同一时间填筑则先填地段按1:1坡度分层留台阶。若两个地段同时填，则应分层相互交叠、衔接，其搭接长度不得小于2m。（7）两侧取土，填高在3m以内的路堤可用推土机从两侧分层填平，土的含水量不够时用洒水车并用压路机分层碾压。5.2.6边沟的施工（1）边沟应分段设置出水口，梯形边沟同坡度段长度不宜超过300m。（2）平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与前后边沟底纵坡平顺衔接，不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生，曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。5.3软土地基处理软基处理是提高地基承载力主要措施，目前公路桥梁中常用的行之有效的方法有：5.3.1排水固结法排水固结法的原理是软土地基在荷载作用下，土中孔隙水慢慢排出，空隙比减小，地基发生固结变形，同时随着超静水压力逐渐消散，土的有效应力增大，地基土的强度逐步增长。53 南京工程学院毕业设计说明书排水固结法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题，可使地基的沉陷在加载预压期间基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时可增加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力的稳定性。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成的，排水系统可在天然地基中设置竖向排水体（如普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等），以及利用天然地基土层本身的透水性。加压系统有堆载法、真空法、降低地下水位法、电渗法及联合法。5.3.2振密、挤密法振密、挤密法的原理是采用一定的手段，通过振动，挤压使地基土体孔隙减小，强度提高，达到地基处理的目的。如：表层压实法、强夯法、振冲挤密法等等。5.3.3置换及拌入法以砂碎石等材料置换软弱土体，形成复合地基，或在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆，以及石灰等物，形成固体，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基承载力，减小压缩量的目的。如：垫层法、开挖置换法、碎石桩法、高压喷射注浆法、深层搅拌法、石灰桩法。5.3.4加筋法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力构件等达到提高地基承载力，减小沉降，或维持建筑物稳定的地基处理方法称为加筋法。如：土工聚合物、加筋土等。至于采用何种方法须根据工程规模施工场地、工期要求、路面结构等，合理选取，另外，在大型工程中常常将预制场设在桥头填方位置，既起堆载预存地基的作用，又作上部结构制作工场，合理利用资源，节约造价。5.4挡土墙设计5.4.1挡土墙的用途挡土墙是为了防止土体坍滑而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。在公路工程中广泛应用于支承路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口及河流堤岸等。路基在下列情况宜修建挡土墙。53 南京工程学院毕业设计说明书（1）陡坡路段或岩石风化的路堑边坡路段；（2）需要降低路基边坡高度以减少大量填方、挖方的路段；（3）增加不良地质路段边坡稳定，以防止产生滑坍；（4）防止沿河路段水流冲刷；（5）桥梁或隧道与路基的链接地段；（6）节约道路用地、减少拆迁或少占农田；（7）保护重要建筑、生态环境或其他需要特殊保护的地段。5.4.2设计资料设计路段处Ⅳ1区，选用重力式挡土墙，挡墙背填土容重，填土的内摩擦角，填土的黏聚力C=10Kpa。墙身材料：25号砂浆2.5号砂浆砌片石，砌体容重。挡土墙每延米自重G=24×3×（0.8+1.6）/2=86.4KN图5.1挡土墙计算示意图5.4.3主动土压力计算在墙体处的主动土压力强度按朗肯土压力理论为=12.5Kpa主动土压力为53 南京工程学院毕业设计说明书=8.8KN/m临界深度主动土压力作用在离墙底的距离为(H)/3=(3-1.59)/3=0.47m式中——主动土压力，kN/m；——主动土压力强度，KPa；K——朗肯土压力系数，K=；——墙后填土的重度，；C——填土的黏聚力，KPa;——填土的内摩擦角，°；Z——所计算的点离填土面的深度，m。挡土墙有一定的埋置深度，所以在挡土墙的另一面底脚处有被动土压力EP存在，不过其值较小可以忽略，这样计算出的挡土墙偏于安全。5.4.4抗滑稳定性验算为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。取每延米挡土墙进行计算。根据公式：其中，所以得0.9×86.4×0.25＞1.4×8.819.44KN＞12.32KN因此抗滑稳定性满足要求。式中：G——挡土墙自重；,——墙背主动土压力的水平与垂直分力；Μ——基底摩擦系数，可通过现场试验确定。查经验数据取0.25。53 南京工程学院毕业设计说明书——主动土压力分项系数，取1.4。5.4.5抗倾覆稳定性验算为保证挡土墙抗倾覆稳定，须验算它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆能力。取每延米挡土墙进行计算，根据公式：其中所以得0.9×86.4×0.73+1.4(0-8.8×0.47)＞0=66.53KN/m＞0因此抗倾覆稳定性满足要求。式中：——墙身、基础及其上的土重合力重心到墙趾的水平距离m；——土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离m；——土压力水平分力作用点到墙趾的垂直距离m。5.4.6偏心距与基底承载力验算为保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力验算；同时，为了避免挡土墙不均匀沉陷，控制作用于挡土墙基底的合力偏心距。(1)作用于基底的合力偏心距式中M——作用于基底形心的弯矩（kN/m）——每延米作用于基底的总竖向力设计值（kN）荷载组合取I，作用于基底形心的弯矩设计值为式中——由填土恒载土压力所引起的弯矩；——由墙身及基础自重和基础上的土引起的弯矩；=86.4×1.2=103.68KNm53 南京工程学院毕业设计说明书所以满足偏心距要求5.4.7地基承载力计算因为查规范查的=200kpa，则要求p≤1.2=82.78＜1.2=240Kpa，地基承载力满足要求。5.5挡土墙的布置5.5.1挡土墙的横向布置横向布置，选择在墙高最大处，墙身断面或基础形式有变异处以及其它必须桩号处的横断面图上进行。根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙。5.5.2挡土墙的纵向布置挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图。布置的内容有：Ⅰ.确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接，与桥台连接时，为了防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。路堑挡土墙在隧道洞口应结合隧道洞门，翼墙的设置做到平顺衔接；与路堑边坡衔接时，一般将墙高逐渐降低至2m以下，使边坡坡脚不致伸入边沟内，有时也可以横向端墙连接。Ⅱ.按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。Ⅲ.53 南京工程学院毕业设计说明书布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶，台阶尺寸视纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1：2。Ⅳ.布置泻水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。5.5.3平面布置对于个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河曲线挡土墙，应作平面布置，绘制平面图，标明挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。图5.2挡土墙正面图第六章排水设计6.1路基排水设计原则1.排水设施要因地制宜、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.路基排水沟渠的设置，应与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径；3.设计前必须进行调查研究，重点路段要进行排水系统的全面规划，做到路基路面综合设计和分期修建；4.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，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；5.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；6.为减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。6.2路基排水设计53 南京工程学院毕业设计说明书路基的强度和稳定性与水的关系十分密切。路基的病害有多种，形成病害的原因也是多样的，但是水的作用是主要原因，因此，路基设计，施工和养护过程中必须十分重视路基排水工程。路基设计时，必须将影响路基稳定性的地面水排除和拦截在路基用地范围以外，并防止地面漫流、积滞或下渗。对影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、输干、降低并引到路基范围以外。6.2.1边沟边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:1~1:1.5,一级公路的边沟的深度不应小于0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.5%，边沟可采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护，一级公路当采用M7.5的砂浆强度，边沟长度不宜超过500m。6.2.2截水沟截水沟横断面可采用梯形，边坡视土质而定，一般采用1:10~1:1.5，深度及宽度不宜小于0.5m，沟底纵坡不宜小于0.5%。6.2.3排水沟各类地段排水沟应高出设计水位0.2m以上。6.3路面排水设计6.3.1路面表面排水本公路的路面排水主要是采用路肩排水措施，主要由拦水带、急流槽和路肩排水沟组成以及中央分隔带排水设施组成。路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方边坡应进行防护。路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置排水带，并通过急流槽将水排出路基。拦水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成，拦水带高出路肩12cm，顶宽8~10cm。急流槽的设置按路肩排水的容许容量计算确定以20m~50m为宜，急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近，并考虑到地形、边坡状态及其它排水设施的联接。53 南京工程学院毕业设计说明书6.3.2中央分隔带排水中央分隔带排水设施由纵向排水沟（明沟、暗沟）、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。在设置超高路段，路面水由中央分隔带排水设施排出，在干旱少雨地区，采用凸形中央分隔带，可设开口明槽，雨水流向下半幅路面排出，开口明槽可采用封闭式，横断面尺寸为高×宽=15cm×20cm，间距宜为3~5m。中央分隔带纵向排水沟（管）与横向排水管联接时可采用集水井的形式，横向排水管直径一般采用20~60cm水泥混凝土管成塑料排水管，管底纵坡不应小于1%，出口应采取防护措施。设置超高段的中央分隔带的排水沟可设雨水井，雨水井的设置间距应根据流量计算确定，一般为10~30m。矩形雨水井尺寸采用长×宽×深=60cm×40cm×60cm，边墙采用浆砌片石或水泥混凝土预制块砌筑。相邻雨水井间用直径20~40cm的水泥混凝土管纵向联接，管底最小纵坡不应小于0.3%，雨水井汇集雨水可直接排入桥涵或通过横向排水管排出。多雨地区的中央分隔带，表面不作封闭时，可设地下排水渗沟，排水渗沟两侧可用沥青砂、沥青土工布或粘土封闭，排水渗沟顶与路床顶面齐平，渗沟宜采用直径5cm~8cm的硬塑料管将水引致路基边坡以外。图6.1排水设施图53 南京工程学院毕业设计说明书第七章交叉口设计道路与道路（或铁路）在同一平面上相交的地方称为平面交叉，又称为交叉口。在道路网中，各种道路纵横交错，必然会形成很多交叉口，交叉口是道路系统的重要组成部分，是道路交通的咽喉。相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口汇集、通过和转换方向，由于它们之间的相互干扰，会使行车速度降低，阻滞交通，耽误通过时间，也容易发生交通事故。因此，如何正确设计交叉口，合理组织交通，对于提高交叉口的通行能力，避免交通阻塞，减少交通事故，都具有重要意义。7.1交叉口设计原则（1）平面交叉的形式应根据相交道路的等级、功能及其在路网中的地位、直行和转弯交通量、交通组织、交通管理方式以及合理的转弯速度等因素，并结合地形、用地条件而确定;（2）在平面交叉选型和设计中，应优先保证主要公路或主要交通流畅通，尽量减少冲突点，缩小冲突区，并分散和隔离冲突区;53 南京工程学院毕业设计说明书（3）平面交叉的几何设计应结合交通管理方式和有关设施一并考虑;（4）平面交叉及其引道应保证安全所需的各种视距;（5）相交公路在平面交叉范围内的路段宜采用直线。当采用曲线时，宜采用不设超高的曲线半径。纵断面应力求平缓，并设置符合交叉处立面所需纵坡。7.2交叉口组成要素7.2.1交叉口范围交叉口是指十字路口、丁字路口以及两条以上道路（人行道与车行道分开时指车行道）交叉时的交叉部分。一般是指把相交道路直线段的缘石线延长线或连线所包括的范围；若无缘石时，把车行道边线的延长线或连线所包括的范围。但从交通工程角度看，常把在人行横道线及转角缘石所围的范围看成为交叉口范围比较恰当，见图7.1所示。图7.1道路交叉口示例7.2.2交叉口的交叉道路交叉口的交叉道路是与交叉口联结的道路在交叉口附近的路段。7.2.3交叉口驶入段与驶出段53 南京工程学院毕业设计说明书在交叉口的交叉道路中，驶入交叉口的车辆行走的部分，为交叉口驶入段，驶出交叉口的车辆行车的部分为交叉口驶出段。7.2.4附加车道附加车道是在交叉口的交叉道路上，为车辆转弯及变速，而比路段部分多设置的转弯车道或变速车道转弯车道是为左转弯车或右转弯车设置的专用车道。右转弯车道是为右转弯车设置的转弯专用车道；左转弯车道是为左转弯车辆减速、等待左转弯的机会、停留而设置的转弯专用车道。变速车道是加速车道与减速车道的总称。为使合流车辆加速到能安全合流的车速，给出的必要的合流距离而设置的车道，称加速车道；为使由高速的主交通流中减速分流出来的车辆，在不妨碍主流交通情况下达到安全减速的目的而设置的车道称减速车道。7.2.5导流路主要是为非主流的左、右转弯交通行驶的车道。这种导流路有用缘石、路面标志线表示的独立的车道，也还有只在设计时考虑导流车道而在路面表面没有任何标迹的两种形式。7.3交叉口设计的基本要求一是保证车辆与行人在交叉口能以最短的时间顺利通过，使交叉口的通行能力能适应各条道路的行车要求。二是正确设计交叉口立面，保证转弯车辆的行车稳定，同时符合排水要求。7.4交叉口的类型平面交叉口的形式取决于道路网的规划和周围建筑的情况，以及交通量、交通性质和交通组织。其一般可分为无信号灯控制平面交叉口、有信号控制平面交叉口、环形平面交叉口和高架下的平面交叉口等几种形式。7.5交叉口方案设计在该设计中地形图有一处需要做交叉口设计，主线与省道S233交叉，它的控制桩号为K3+825。交叉口拓宽渠化设计原则如下：（1）应根据交通流量及流向，增设交叉口进口道的行驶车道数；53 南京工程学院毕业设计说明书（2）进、出口道分隔带或交通标志、标线应根据渠化要求布置，做到导向清晰，避免分流、合流集中于一点，造成相互干扰；（3）无汇合和交织的穿越车流，应以直角或接近直角相交叉，汇合和交织交通流的交叉角应尽可能小。本设计中采用交通指示灯交叉口处理，视距三角区如图7.2，由其道路等级以及设计车速100km/h，查《公路工程设计规范》得，该引道的停车视距为160m，应该在该三角区内不存在任何有碍通视的物体。图7.2视距三角形第八章桥涵设计8.1位置的选择为使路基稳定、排水良好、修建工程量小，就要合理选择小桥涵的位置。一般说来，小桥涵位置应服从路线走向，虽然如此，还应注意小桥涵位置的选择，以达到排水顺畅，路基稳定，降低工程造价等目的。此次课程设计所设计公路在常州至镇江之间，此地属于平原微丘。平原区小桥涵的设置应与有关水利部门共同商订。其注意事项主要有：1.对于人工灌溉渠道应与地方共同商订涵位及孔径大小，必要时应签署协议。避免设置过多孔径过大的涵洞，造成浪费，同时也要避免调查不彻底，施工期间或施工增补涵洞。53 南京工程学院毕业设计说明书2.在路线通过较长的低洼、泥沼地带时，在具有天然纵坡的地段，可适当多设置涵洞，否则容易发生排水不畅或长期积水的情况。一般应向当地群众全面了解水流趋向，共同研究在适当的位置设置涵洞。3.路线靠近村庄时，要特别注意设置涵洞，以排除村内积水。4.在有长期积水的低洼地带，为了平衡路基两侧的水位，也需设置桥涵。8.2圆管涵的水力计算8.2.1确定涵洞孔径圆管涵为一般无压力式涵洞。孔径计算按照自由出流宽顶堰的计算公式，常以进口附近水深恰为h处（或收缩断面处）的水流断面比能来推算过涵流量与涵前水深，其基本公式为：=1×0.85×1.2×1×=2.59式中：Q——过涵流量（设计洪水流量），；h——涵洞进口附近临界断面的水深，取1.46m；H——涵前总水头，取1.79m；——过水面积，取1.2×1m；——涵前行进流速，m/s；——流速系数，因涵洞进水口的局部水头损失而引起。对拱涵、圆管涵，=0.85——压缩系数，考虑涵洞进水口对水流的侧向压缩，，其中，为流速分布系数，无压力式涵洞一般取=1，则=1。g——重力加速度，取9.81m/s。根据上述基本公式，对在公路上经常采用的涵洞选定有关数据后，可得到他们相应的孔径计算公式。圆管涵53 南京工程学院毕业设计说明书==1.19m结合规范规定的圆管涵常用管径，本设计取管径d=1.25m。8.2.2临界流速和临界坡度的确定临界流速临界坡度采用临界坡度时，涵内正常水深h0和流速v0均与临界水深hk和临界流速vk相同。涵洞底坡等于临界坡度，涵前水深小于允许水深，涵洞进水口处得净空高度大于要求得最小净空高度，涵洞出口处水深（涵内水深）大于下游正常水深，涵洞水流状态为无压自由流。8.2.3最大纵坡的确定假设涵洞内正常流速采用允许流速（），则涵洞纵坡可增大。由流量公式，涵内过水断面面积为m2。则，查表的充满度。由此，正常水深m。查表知断面的流速特征相对值，其中，,由此，。则‰。可见涵洞纵坡I可在=2.95‰～42.75‰范围内选择。8.2.4确定涵洞长度53 南京工程学院毕业设计说明书mm式中——路基宽度，为26米；上,下——由路基中心至上、下游路基边缘的宽度，当路基无加宽时均为0.5B，即为13米；——路基填土总高度，即由路基中心至路基边缘高度，此涵洞处为3m；上，下——涵洞上下游洞口建筑高度，上取2m，下取1.5m；——路基边坡坡度（按1：m），1：1.5；——涵底坡度（以小数表示）=11.2%；上，下——涵洞上，下游长度。涵洞全长：上下=12.5+17.30=29.8m。。结论通过本次毕业设计，使我对专业知识进行了巩固与加深，综合能力得到了一定提高，在设计过程中也学到了许多新的知识。毕业设计是对大学所学知识的一次检验和总结，也是对思维的一次锻炼，知识的一次升华，为以后的工作做好充分的准备。刚开始面对这样一个综合性设计题目时，真有一种不知如何着手的感觉。在设计中不断的去翻阅各种相关学科资料，参考行业标准、技术规范和有关教材，对专业知识是一个全面地、系统地复习，需要把所学知识综合运用。通过设计—修改—再设计—再修改的反复过程，弄懂了以前许多模糊的东西，加深了对专业学科知识的理解和运用。53 南京工程学院毕业设计说明书通过此次设计，基本掌握了如何获得平、纵、横三面的资料，以及获取这些信息后对平、纵、横以及路面结构层的设计过程。另外，通过这次设计，深刻体会到了计算机作为辅助设计工具的重要作用。本次设计过程，从平曲线要素的计算，拉纵坡，竖曲线要素的计算，横断面的设计，特别是路基土石方数量的计算，计算机把我们从繁重、枯燥的计算中解放出来，从而有更多的时间和精力投入专业知识的学习及规范的熟悉中。此次设计的完成既为大学四年划上了一个完美的句号，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。致谢本研究及学位论文是在祝兵老师、刘正保老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，耐心地回答我们每个问题，无论是否占用了他们的私人时间都能及时的给予解答，保证了我们能及时跟上进度，深深的感染和激励着我。从课题的选择到设计的最终完成，老师们都始终给予我细心的指导和不懈的支持。这学期以来，老师们不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向祝老师、刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。53 南京工程学院毕业设计说明书在毕业设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到毕业设计的顺利完成，有多少可敬的同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意。最后，向评阅、评议本文及答辩委员会的全体老师致以崇高的敬意和诚挚的感谢！参考文献1.张金水，张廷楷。道路勘测与设计[M].同济大学出版社2005：1.2.周亦唐，张维全，李松青.道路勘测设计[M].重庆大学出版社，2005：29-5.3.赵一飞，杨少伟.高速公路设计[M].人民交通出版社.2006.7：290-291.4.李嘉.公路设计百问[M].人民交通出版社.2003.9：172-1755.张志清.道路勘测设计[M].科学出版社，2005.6.6.李嘉.道路设计常用数据手册[M].人民交通出版社.2006：61-62.7.何兆益，杨锡武.路基路面工程[M].重庆大学出版社.2001：51-54.53 南京工程学院毕业设计说明书8.黄晓明，朱湘.路基路面工程[M].东南大学出版社.2005：35-36.9.陆鼎中.路基路面工程[M[.第二版.同济大学出版社.1999：56-5710.方守恩.高速公路[M].人民交通出版社.2002.9：93-100.11.JTJ014-93.公路线性设计规范[S].北京：人民交通出版社.200312.JTGB01-2003.公路工程技术标准[S].北京：人民交通出版社.2003.13.JTGD30-2004.公路路基设计规范.北京：人民交通出版社.2004.14.JTGD50-2006.公路沥青路面设计规范[S].北京：人民交通出版社.2006.15.ChavezD.J.MountainBiking:Direct,Indirect,andBridgeBuildingManagementStyles[J].JournalofParkandRecreationAdministration.Volume14.1996:21-35.16.havezD.J.,P.L.winter,andJ.M.Bass.RecreationMountainBiking:AManagementPerspective[J].JournalofParkandAdministration.Volumn14.1993:29-36.53