重交道路设计毕业论文 72页

重交道路设计毕业论文目录摘要ⅠABSTRACTⅡ1设计概况11.1课题背景11.2设计背景21.3道路指标及技术规范标准31.4设计原则31.5施工注意事项42线形设计52.1选线原则52.2平面技术指标的确定62.3圆曲线72.4平曲线的最小长度72.5关于小偏角的曲线长72.6缓和曲线72.7行车视距82.8直线规定82.9纸上定线92.10平面详细设计103纵断面线形设计153.1纵断面设计技术指标的确定153.2纵断面初步设计173.3纵断面线形设计方法和步骤204横断面设计224.1路基横断面的组成224.2横断面设计步骤244.3路基土石方计算244.4土石方的调配245挡土墙设计2671 5.1挡土墙的设计要求265.2挡土墙的布置265.3挡土墙的纵向布置265.4挡土墙的横向布置275.5平面布置275.6挡土墙的基础埋置深度275.7排水设施275.8沉降逢与伸缩缝285.9衡重式挡土墙设计286排水设计416.1边沟设计416.2涵洞设计426.3小桥设计457路面结构设计477.1路面要求477.2路面的分类477.3路面结构层划分487.4设计依据487.5结构层计算497.6交工验收弯沉值和层底拉应力计算528特色设计558.1概述------高速公路的绿化设计558.2 高速公路绿化设计的特点558.3 高速公路绿化设计的功能568.4 高速公路绿化设计准备工作568.5 中央分隔带绿化设计578.6 路侧绿化设计578.7 挖方路段的绿化设计578.8 填、挖结合段的绿化设计588.9 边坡绿化设计588.10 互通立交区的绿化设计588.11 服务区的绿化设计5871 8.12总结599施工图预算609.1施工图概预算609.2概预算的编制步骤61结论65谢辞67参考文献681课题背景交通运输是国民经济的动脉，道路，尤其各主干道公路是交通的基础，是国家经济活动的基础和人民生活的基本设施，并可以作为全国土地利用的骨架。公路除了具有各种车辆行驶，人畜行走等基本功能外，它还是收容能源及各种信息输送设施的载体，具有汽车专用，分隔行使，封闭与立交，控制出入，线性标准高，设备完善等多项功能。与其它运输方式比较，公路运输的特点是灵活性，尤其是高速公路建设，信息网络、通信技术以及计算机技术等的发展，又实现着快速性"门到门"运输和被称为零库存的运输特点，促使着公路运输的快速发展。公路运输的灵活性和快速性主要表现在批量、运输条件、时间和服务上的灵活性以及时间上的快速性。由于公路运输的批量小和要求的运输条件相对宽松，所以在运输时间和服务水平上容易得到保障。也正因为如此，公路运输具有生产点多、面广的特点。改革开放后，国民经济持续高速发展，公路运输需求强劲增长，公路基础设施建设开始发生了历史性转变，其主要表现在：公路建设得到中央和地方各级政府的重视，80年代初和80年代末国家干线公路网和国道主干线系统规划先后制定并实施，从建成上海—嘉定高速公路开始，到80年代末时，国家实施了7918战略----即：7条首都放射线，9条南北纵线和18条东西横线。建设有了明确的总体目标和阶段目标；公路建设在继续扩大总体规模的同时，重点加强了质量水平的提高，高速公路及其他高等级公路的迅速发展．改变了我国公路事业的落后面貌。5071 年来，我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。但是，由于基础十分薄弱，我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。从公路技术等级看，在全国公路总里程中还有近20万公里等外公路，等外公路占公路总里程的比重达到14.4％，西部地区更高，达到21.8％，技术等级构成仍不理想。从行政区划分布看，由于经济发展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之间存在着较大差距，总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也较高，明显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平。　　因此，为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照道路的使用功能和交通需求，重点提高经济相对发达地区的公路技术等级，根据国家西部大开发战略，大力扶持西部地区公路基础设施建设，将是本世纪末以至下世纪初我国公路交通发展的战略重点。1.1设计背景贵州省位于我国的西南部，是国家西部大开发的重点地区，公路交通不太发达，但是自改革开放以来和中央推行西部大开发以来，公路交通事业有了飞速的发展，基本形成了贵州国道，省道为主干，市道、县道为辅助的交通网线，改变了公路交通制约地方经济发展的状况。为全省经济建设的腾飞和投资环境的改善创造了较好的条件。而旅游作为拉动经济当地经济不可或缺的一部分，发展也比较快，本次设计任务为贵州到黄果树的旅游道路，等级为高速。该路段地处自然区划V3区，沿线为山岭重丘，土层厚1—2米，以粘土为主，土的平均稠度为0.97。岩石以石灰岩为主，抗压强度大于80MPa。该工程所处地区为贵州高原，系亚热带湿润温和型，年平均温度15.3摄氏度，最热月(7月)平均温度24摄氏度，最冷月（1月）平均温度4.6摄氏度,，历史上最低温度为零下9.5摄氏度；极端高温39.5摄氏度，一般年均降雨量1200毫米左右。无霜期长达290天，全年相对湿度为80％左右，日照百分率30％。沿线的建筑材料丰富，附近可采集到砂﹑碎石﹑块石﹑片石﹑条石。沥青﹑水泥﹑钢材﹑木材﹑石灰﹑煤渣等主要材料可根据计划需要供应。故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。71 通过交通量的调查，该地区交通比较繁忙，年均增长达10%，随着贵州黄果树旅游景区的的发展，原有的公路与快速增长的旅游的之间的矛盾日益明显，为了满足景区发展需要，修建贵黄高速迫在眉睫。设计的意义：贵黄高速公路东起贵阳，西至闻名世界的黄果树瀑布，全长135公里，是贵州省第一条高速公路，已于2004年9月29日通车，它的建成标志着贵州的公路建设从此走向一个新的起点。贵黄高速公路最终将成为中国“五纵七横”国道之一上海－瑞丽高速公路的一部分，为贵州以及大西部的发展做出应有的贡献。1.1道路指标及技术规范标准本项设计方案各项技术指标均符合《公路工程技术标准》（JTGB01-2003），《公路路线设计规范》（JTGD20-2006），《公路路基设计规范》（JTGD30-2004），《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）的要求。公路等级：高速公路；计算行车速度：100km/h；路基宽度：26.00m；路面宽度：2×7.5m；硬路肩宽度：3m；土路肩宽度：0.75m；中央分隔带宽度：2m；路缘带宽度：0.75m车道数：4；设计年限：15年公路主要技术指标汇总公路等级高速公路地形山岭重丘计算行车速度（km/h）100行车道宽度（m）7.5路基宽度（m）26极限最小半径（m）700一般最小半径（m）400不设超高最小半径（m）路拱>2%5250路拱≤2%4000停车视距（m）160最大纵坡（%）4%合成坡度（%）10%最小坡长（m）250回旋线最小长度（m）85凸形竖曲线一般最小半径（m）10000凸形竖曲线极限最小半径（m）6500凹形竖曲线一般最小半径（m）4500凹形竖曲线极限最小半径（m）3000竖曲线最小长度（m）85最小直线长度（m）同向曲线600反向曲线20071 1.1设计原则设计在满足工程经济的前提下符合高速公路标准的要求，尽可能采用较高的技术指标，还要综合考虑工程造价，施工技术条件，地质气候，材料来源等其它影响因素。数目增加不大的情况下，尽量采用较高的技术指标，不轻易的采用低指标和极限指标，同时不要不顾及工程量的增加采用高指标。在路线部份设计时尽量保证行车安全，舒适，快捷的前提下做到工程数量小，造价低，使用成本低，经济效益好的目的；处理好道路与农业，农村，农民的关系，注意与农业基本建设的配合，做到少占田地并尽量不要占高产田地和经济作物田地，避免穿越经济林园，并注意与修路造田，农田水利设施，土地规划相结合；充分重视水文地质条件和问题，不良地质地貌对道路的稳定性影响较大，同时对特殊地质的处理的工程费用非常大，这将极大的增加工程成本和造价。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流岩溶、沼泽等严重的工程地质水文问题应慎重的处理一般情况下应尽量绕避，必须穿越时应选择合理的位置缩小穿越范围，并采取相应的处理措施；重视环境保护和生态保护，加强环境保护工作，重视生态平衡，为人类创造良好的生活环境，是我国的一项基本国策。1.5施工注意事项（1）坡度大于1：5时，填筑前应将原地面开挖纵、横向台阶，宽度不小于2m并向内倾2％~4％；（2）填挖交界处必须开挖多个台阶，并分层填筑，充分压实；（3）农田段表层的种植土，在填筑路基前应先清除表层种植土，清出的种植土建议集中堆放，以用作弃土场的地面复耕覆盖用土；（4）为确保路基有足够的强度和稳定性，路基压实度必须达到设计要求，施工前应进行击实试验，以确最大干密度及最佳含水量；（5）边坡防护工程应在路基形成一段，修整后即进行防护物的施工，以利于边坡的稳定，防止水土流失；（6）各种路用材料需进行各项技术指标检测，合格后方可进场。使用堆料场应加遮盖，以防雨水淋湿。71 2线形设计2.1选线原则2.1.1选线定线选线就是在地形图上选定路线的方向并确定路线的空间位置的过程。它是公路勘测设计中决定全局的重要工作，内容应从粗到细、从整体到局部、工作过程是从面到带、从带到面，同时使路线位置设计有步骤地从较多的方案中经过优化，最终达到最佳的空间位置。2.1.2山岭区地区公路路线特点山岭地区地面高度变化大，地形复杂。山高谷深，山脉水系分明。由于山区高差大，加之陡峭的山坡和曲折幽深的河谷，形成了错综复杂的地形，这就使得公路路线弯急、坡陡、线形差，给工程带来困难。但是另一方面，清晰的山脉水系也给山区公路提供了走向。摸清山系水脉的走向对确定路线的基本走向，选择控制点是十分重要的。山岭地区十多土薄、地质复杂。不良地质现象如：岩堆、滑塌、碎落、泥石流等较多。这些直接影响路线的位置和路线的稳定。因此，在山岭地区选线工作中，认真做好地质调查，掌握区域地形地质情况，处理好路线与地质的关系。在选线中采取必要的防护措施，对于确保路线质量和路基稳定具有十分重要的意义。另外，山区石多，给公路建设提供了丰富的石材。山区河流曲折迂回，河岸陡峻，比降大、水流急，一般多处于河流的发源地和上游河段；雨季暴雨集中，洪水历时短暂，猛涨猛落，流速快、流量大，冲刷和破坏力很大。选线中要注意处理好路线与河流的关系，选择好桥位并对路基和排水构造物采取必要的加固措施，确保路基稳定。71 山区气候条件多变。一年四季昼夜温差大，山高雾大，空气交稀薄，气压较低。这些气候特征对于汽车行驶的效率、安全和通行能力都有很大的影响，在选线时应充分考虑。由于自然条件复杂，地形变化大，使得在平、纵、横三方面受到很大限制，因而技术指标一般多采用低限，在所有自然因素中，高差急变是主导因素，因此在路线布设时，一般多以总面线形为主来安排路线，其次是横面和平面。本次设计中地形高差变化大，采用的越岭线。越岭线的关键是克服高差和垭口的选择。垭口标高低，通常是越岭线的重要控制点，垭口的高低直接影响路线展现的长度、工程数量和运营条件。2.1.3步骤(1)全面布局，解决路线基本走向；(2)逐段安排，在路线基本走向已经确定的基础上，进一步加密控制点；(3)具体安排，在逐段安排的小控制点间，根据计算标准结合自然条件，综合考虑平、纵、横三方面因素，具体定出路线位置。本次设计地形图中山谷多、农田也较多，在交通工程建设中，桥涵构造物及农田软基处理增多，使得工程造价大大增加，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，绕避农田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短，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，要达到二级公路的要求需要增加相当大的费用，在这些地段的路线常采用规范规定的最小值，甚至在极个别情况下，采用规范极限值的标准，这样虽使个别地段标准有所降低但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。2.1.4布局要点(1)正确处理好道路与农业的关系(2)合理考虑路线与城镇的联系(3)处理好路线与桥位的关系(4)注意土壤水文条件(5)正确处理新、旧路的关系71 2.2平面技术指标的确定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。高速公路为一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为25000辆以上，专供汽车分向、分道高速行驶并全部控制出入的公路。2.3圆曲线圆曲线的最大半径：不可大于10000米。表2.1圆曲线半径技术指标山岭重丘高速公路（m）一般最小半径700极限最小半径400不设超高最小半径路拱4000路拱52502.4平曲线的最小长度平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。平曲线的最小长度：170m平曲线的最小长度：500m2.5关于小偏角的曲线长71 《规范》规定：山岭重丘区转角等于或小于7°时，平曲线长度一般值是700/αm。2.6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;符合视觉要求;因此，《规范》规定：山岭重丘区高速公路缓和曲线最小长度为85m.。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。2.7行车视距行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。《规范》规定，高速公路设计视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。对于山岭重丘区高速公路，停车视距St取160m。2.8直线规定根据《公路工程技术标准》（JTG71 B01-2003），关于直线的最大与最小长度应有所限制，从理论上求解是非常困难的，主要应根据驾驶员的视觉反应及心理上的承受能力来确定，根据国外资料介绍，对于设计速度大于或等于60km/h的公路，最大直线长度为以汽车按设计速度行驶70s左右的距离控制；一般直线路段的最大长度（以m计）应控制在设计速度（以km/h计）的20倍为宜；别外，同向曲线之间的最小长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）的6倍为宜；反向曲线之间的最小长度（以m计）以不小于设计速度（以计）的2倍为宜。设计速度小于等于40km/h的公路可参照上述做法。因此，在实际工作中，设计人员应根据地形、地物、自然景观以及经验等来判断。直线的最小长度《公路路线设计规范规定》同向曲线间的直线最小长度为6V，即600米。反向曲线间的直线最小长度为2V，即200米。本设计中采用大半径曲线相连。2.9纸上定线2.9.1确定直线(1)根据地物、地形、地质以及其它因素确定的平面控制点，用“以点定线，以线交点”的方法，在地形图上逐段初步定出路线交点。在越岭线紧坡段，要根据真坡进行纸上放坡确定的坡度线定线。(2)根据平面线形标准，对同向和反向曲线间直线长度进行初步验算，看是否达到技术标准要求；对平面控制较严的路段进行重点检查(包括直线上和曲线上的控制)。若不能满足线形标准和控制点要求，应进一步调整路线和交点位置，并注意全路段前后直线长度是否均衡，在不过分增大工程量的原则下适当调整使之均衡。(3)对个别重点艰巨工程路段(如高填深挖、大中桥位置、高挡墙及特殊工程等)线形应综合平、纵、横及构造物各方面因素反复调整路线，使之优化，既要达到高标准，又要使工程数量省。2.9.2确定曲线(1)根据技术标准和各交点的控制条件，初步选定各弯道的曲线类型、曲线半径R和缓和曲线长度。(2)对控制条件较严的弯道进行验算，看是否满足要求。确有把握后才把R及确定下来。在进行曲线验算时要注意以下几点：①抓住主要矛盾，确定好控制条件。一般同向、反向曲线较近时，或桥头引线段宜用切线长为控制条件；小偏角宜用曲线长控制；大偏角及弯道内侧有地形、地物限制时，宜用外距控制；陡坡急弯段宜用合成纵坡控制；当线位在曲线上时，宜用曲线上任意点控制。②一般选定曲线要素时，先根据具体情况假定缓和曲线71 长度，反算出曲线半径R后，再检查长度与R是否协调和满足要求。如果不符合要求，则重新假定缓和曲线长度，再反算R，再检查，直到满意为止。特殊情况下（如为了设置凸形曲线等）也可先选定半径，反算缓和曲线长：对于控制不严的弯道，可在大于一般最小半径的范围内选择半径；对于条件较好的弯道，可在大于或等于不设超高半径的范围内选择半径。③注意满足同向和反向曲线间的最短直线长度要求。④S型曲线应注意其回旋曲线参数（A1/A2﹤2倍）、半径比（R1/R2﹤3倍）、中间短直线的要求（0～）。⑤对复曲线及卵型曲线，注意曲线半径比在最优范围内。⑥基本型曲线注意曲线长度的适宜比例，即:缓和曲线：圆曲线：缓和曲线在1：1～2：1的范围内。结合以上几个原则同时考虑，最终确定各个交点的半径和缓和曲线长。2.10平面详细设计2.10.1平曲线的各曲线要素的确定（1）路线交点坐标与路线转角的确定（2）导线的确定在1：2000的地形图上初步定线后，确定路线各要素坐标，详细结果见SⅢ－4“直线及曲线一览表”。（3）各个交点之间的交点间距、转角、方位角为：①QD（0，0）和JD1（347，192.4）的交点间距为：=369.77米路线与X轴的夹角为：=28°57′23″路线的方位角为：28°57′23″②JD1（347，192.4）和JD2（855.2,879.6）的交点间距为：=854.70米71 路线与X轴的夹角为：=53°30′58″路线的方位角为：53°30′58″路线的转角为：24°30′34″(Y)③JD2（855.2,879.6）和JD3（1474.8,1418.8）的交点间距为：=821.37米路线与X轴的夹角为：=41°01′51″路线的方位角为：41°01′51″路线的转角为：12°29′7″(Z)④JD3（1474.8,1418.8）和JD4（1659.2,2326.0）的交点间距为：=925.75米路线与X轴的夹角为：=78°30′37″路线的方位角为：78°30′37″路线的转角为：37°28′46″(Y)⑤JD4（1659.2,2326.0）和ZD（1849,2568）的交点间距为：=307.55米路线与X轴的夹角为：=51°53′34″路线的方位角为：51°53′34″路线的转角为：26°37′3″(Z)（4）曲线要素计算如下：根据《标准》规定的选择方法来选择半径，如：外距控制选半径、切线长选半径、曲线长选半径等。在把半径取整，来反算曲线要素。下面将详细介绍计算过程曲线要素汇总：71 　p=（y0+Rcosβ0）-R　　　　　　　　　　　m=x0-Rsinβ0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　b0=β0-δ0J1=q=p=T=L=E=71①JD1R=800米=170米24°30′34″(Y)T==259.06米L==512.215米E==20.194米J1==5.905米曲线主点桩号计算：K0+137.710K0+307.710K0+393.818479.925K1+649.925K0+396.77②JD2R=1100米=120米12°29′7″(Z)T==180.379米L==359.698米71 E==7.11米J1==1.06米曲线主点桩号计算：K1+65.185K1+185.185K1+245.034K1+304.883K1+424.883K1+245.564③JD3R=700米=230米37°28′46″(Y)T==353.441米L==687.897米E==42.508米J1==18.985米曲线主点桩号计算：K1+712.428K1+942.428K2+56.376K2+170.325K2+400.325K2+65.869④JD4R=700米=160米26°37′3″(Y)T==245.911米L==485.193米E==20.883米J1==6.629米曲线主点桩号计算：K2+726.72471 K2+886.724K2+969.321K3+51.917K3+211.917K2+972.635（5）超高加宽①超高山岭重丘区高速公路最大超高坡度为10％。超高方式采用绕中央分隔带外边缘旋转。超高值的计算按表4.2进行计算：表2.2超高计算表超高位置计算公式说明1.计算结果均为与设计标高（路基边缘）之差。2.临界断面至缓和段起点长度：3.按直线比例加宽绕中线旋转圆曲线上外缘中线内缘过渡段上外缘中线内缘②加宽公路《标准》规定，平曲线半径等于小于250m71 时，应在平曲线内侧加宽。双车道路面的加宽值见下表。四级公路和山岭重丘区的三级公路采用第1类加宽值，其余各级公路均采用第3类加宽，对不经常通行集装箱运输半挂车的公路可采用第2类加宽值。因本次设计中，道路等级为高速，平曲线半径远大于250m，故无加宽值。71 3纵断面线形设计3.1纵断面设计技术指标的确定纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。3.1.1最大纵坡汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其他阻力增加,必然导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，制动容易升温发热导致失效，驾驶员心里紧张、操作频繁，容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而，应对最大纵坡进行限制。最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，《规范》对高速公路最大纵坡规定如下：山岭重丘区高速公路：最大纵坡为10%。本设计中设置最大纵坡为2.501%。3.1.2最小纵坡各级公路的路堑以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于0.3%的纵坡。3.1.3最小坡长如果坡长过短,变坡点增多，形成”锯齿形”的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。为提高公路的平顺性，应减少纵坡上的转折点；两凸形竖曲线变坡点间的间距应满足行车视距的要求，同时也应保证在换档行驶时司机有足够的反应时间和换档时间。《标准》规定山岭重丘区高速公路的Smin=250m。71 3.1.4最大坡长骑车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时间低挡行驶，易引起发动机效率降低。下坡时，由于频繁刹车将缩短制动系统的使用寿命，影响行车安全。一般汽车的爬坡能力以末速度约降低至设计车速的一半考虑，对坡度的最大坡长应加以限。《标准》规定山岭重丘区高速公路最大坡长如下表：表3.1山岭重丘区高速公路（100km/h）的纵坡长度限制纵坡坡度(%)345纵坡长度(m)10008006003.1.5平均纵坡平均纵坡是衡量纵断面线形设计质量的一个重要指标。为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长，应控制路线总长度内的平均纵坡。i平均=h/L（5－2）式中i平均——平均纵坡h——相对高差L——路线长度3.1.6合成坡度道路在平曲线路段，若纵向有纵坡且横向又有超高时，则最大坡度在纵坡和超高横坡所合成的方向上，这时的最大坡度称为合成坡度，其值可按下式计算：式中－合成坡度－路线纵坡－超高横坡在陡坡急弯处，若合成坡度过大、将产生附加阻力，汽车重心偏移等不良现象，给行车安全带来影响，为防止汽车沿合成坡度方向滑移，应对超高横坡和路线纵坡组成的合成坡度加以控制。为保证路面排水，合成坡度的最小值不宜小于0.5%。特别在超高过渡段，合成坡度不宜设计为0%，当合成坡度小于0.5%时，应采取综合排水措施，以保证排水通畅。山岭重丘区高速公路（100km/h）的最大合成坡度为10%。本设计的最大合成坡度为6%71 3.2纵断面初步设计对于新建公路路基设计标高，纵断面线形主要由纵坡和竖曲线组成，纵坡的大小与坡度的长度反映了公路的起伏程度，直接影响公路服务水平和运营成本，也反应了公路是否经济、适用，因此，设计中必须对坡度、坡长及其相互组合进行合理安排。凹曲线的边坡顶点不要设在两边都是挖方路段，这样排水不利，使路基受到水的浸泡，降低路的寿命和使用质量。同时更应注意，当连续纵坡大于5％时，要设置小于3％的缓和坡段，其距离要大于200m。相邻纵坡的代数差小时，应尽量采用大的竖曲线半径。3.2.1竖曲线最小半径（1）凹形竖曲线最小半径对凹形竖曲线最小半径的确定主要考虑：限制离心力不过大、汽车在跨线桥下行车视距的保证和夜间行车视距的保证和夜间行车前灯照射范围内的视距保证等三个方面。《规范》建议在条件许可的情况下山岭重丘区高速公路取Rmin=4500m的要求设计竖曲线（2）凸形竖曲线最小半径确定凸形竖曲线最小半径主要考虑保证汽车行驶视距和汽车能够安全行驶通过曲线段。通常当汽车行驶在凸形竖曲线变坡点附近时，由于变坡角的影响在司机的视线范围内将产生盲区。此时司机的视距与变坡角的大小及视线高度有密切关系。当变坡角较小时，不设竖曲线也能保证视距，但变坡角较大时，必须设竖曲线以满足行车视距的要求。《规范》建议在条件许可的情况下该公路取Rmin=10000m的要求设计竖曲线（3）一般最小半径和极限最小半径在条件许可的条件下，应尽量满足上述凹、凸竖曲线的视距要求，但上述的最小半径，在条件较差时，并不是设计竖曲线所必须的最小值要求。《标准》规定在设计速度为100km/h时，凹形竖曲线半径的一般值为4500m；极限值为3000m；凸形竖曲线半径的一般值为10000m，极限值为6500m。当然通常采用大于或等于上述一般最小半径值，当受地形条件及其它特殊情况限制时方可采用上述极限最小半径值。（4）竖曲线最小长度71 与平曲线相似，当坡度角较小时，即使采用较大的竖曲线半径，竖曲线的长度也很短，这样容易使司机产生急促的变坡感觉；同时，竖曲线长度过短，易对行车造成冲击。我国公路按照汽车在竖曲线上3s的行程时间控制竖曲线的最小长度。竖曲线的最小长度为85m。（5）竖曲线设计的一般要求①宜选用较大的竖曲线半径。在不过分增加工程量的情况下，宜选用较大的竖曲线半径，通常采用大于竖曲线一般最小半径的半径值，特别是当坡度差较小时，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同向竖曲线应避免“断背曲线”。同向竖曲线特别是同向凹形竖曲线间，如直坡段不长，应合并为单曲线或复曲线。③反向曲线间，一般由直坡段连接，也可径相连接。反向竖曲线间最好设置一段直坡段，直坡段的长度应能保证汽车以设计车速行驶3s的行程时间。④竖曲线设置应满足排水需要。若相邻纵坡之代数差很小时，采用大半径竖曲线可能导致竖曲线上的纵坡小于0.3％，不利于排水，应重新进行设计。（6）半径的选择选择竖曲线半径主要应考虑以下因素①选择半径应符合《标准》规定的竖曲线最小半径和最小长度的要求。②在不过分增加土石方工程量的情况下，为使行车舒适，宜采用较大的竖曲线半径。③结合纵断面起伏情况和标高控制要求，去定合适的外距值，按外距控制选半径：④考虑相邻竖曲线的连接（即保证最小直坡段长度或不发生重叠）限制曲线长度，按切线长度选择半径：⑤过大的竖曲线半径将使竖曲线过长，从施工和排水来看都使不利的，选择半径时应注意。⑥对夜间行车交通量较大的路段考虑灯光照射方向的改变，使前灯照射范围受到限制，选择半径时应适当增大，以使其有较长的照射距离。（7）平、纵面线形组合设计要点平曲线与竖曲线的组合①平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线，即所谓的“平包竖”。71 ②平曲线与竖曲线大小应保持平衡，是指平、竖曲线几何要素要大体平衡、匀称、协调，不要把过缓与过急、过长与过短的平曲线和竖曲线组合在一起。③暗、明弯与凸、凹竖曲线暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理、悦目的。④平、竖曲线应避免的组合a:设计车速≥40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半径平曲线。b:凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合。c:小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。d:平面转角小于7°的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲线组合在一起。e:在完全通视的条件下，长上（下）坡路段的平面线形多次转向形成蛇形的组合线形，应极力避免。平曲线与竖曲线的各种组合(8)线与纵断面的组合使用时，应避免：长直线配长坡。直线上短距离内多次边坡。直线段内不能插入短的竖曲线。在长直线上设置坡陡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。直线上的纵断面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形。(9)纵线形组合与景观的协调配合71 3.3纵断面线形设计方法和步骤(1)在1：2000地形图上，用等高线内插法，读出各中桩地面高程值(精确到0.1米)。(2)点绘纵断面地面线。(3)纵坡设计。方法步骤：①标注控制点。即对路线纵坡有控制作用的点位，如路线起点、终点、中间高程控制点、垭口设计标高、桥涵隧道控制标高、沿溪线洪水控制标高、交叉口控制标高以及其它因素（如重要城镇、重要建筑物、不良地质限制等）控制的标高，标注于纵断面图上。②试坡。根据“满足控制点要求，照顾多数经济点”的原则，用推平行线的方法，试定坡度线，交出变坡点初步位置。③调坡。结合路线平面和纵面的设计标准逐段检查，调整坡度线。④核对。在纵断面图上读出填挖值，用路基设计透明模板在横断面图上检查核对。核对不是逐桩进行，而是选择控制性较严、横坡较陡、高填深挖的特殊横断面进行核对。对于路基稳定性不能满足或采取工程措施而工程量较大的路段，经分析比较，可局部调整纵坡。⑤定坡。其步骤为：A：确定坡度。一般用推平行线办法求得坡度，一般取到0.1%的精度。B：确定变坡点桩号。一般取到整10米桩上。C：计算坡长和变坡点高程。相邻两变坡点里程相减即为坡长，变坡点高程是根据前一变坡点高程，由已定的坡度和坡长推算而得，要求取到0.01米的精度。(4)竖曲线设计根据道路等级和情况，确定竖曲线半径，并计算竖曲线要素根据《标准》规定的选择半径的原则，选定的竖交点的半径取整后见表3.2：表3.2竖交点参数表竖交点SJD1SJD2半径150009000在根据半径进行反算竖曲线要素。（以SJD1为例），，71 ，，，同理，可得其他竖交点的竖曲线要素，整理得表4.2.2表3.3竖曲线要素表SJDLTESJD1299.7149.860.75SJD2305.46152.691.3(5)高程计算根据已定的纵坡和变坡点的设计高程及竖曲线半径，即可计算出各桩号的设计标高。中桩设计标高与对应原地面标高之差即为路基施工高度，当两者之差为“＋”，则为填方；两者之差为“－”，则是挖方。71 4横断面设计4.1路基横断面的组成高速公路路基横断面组成包括：行车道、路肩（包括硬路肩和土路肩）、中间带（包括中央分隔带和路缘带）、边坡、边沟、等。4.1.1行车道宽度《标准》规定，设计车速为100Km/h时，行车道宽度为2x3.75米。4.1.2路肩宽度《标准》规定，高速公路设计车速为100Km/h时，右侧硬路肩宽度的一般值为3米，。土路肩宽度的一般值为0.75米。4.1.3路拱的确定路拱虽然对排水有利，但是对行车不利。《标准》对路拱坡度的规定见表4.1：表4.1路拱坡度路面类型路拱坡度/％沥青混凝土、水泥混凝土1～2其他沥青路面1.5～2.5根据上表，路拱坡度取为2％。土路肩由于其排水性远低于路面，为了迅速排除路面水，其横坡度一般较路拱坡度增加1％～2％。硬路肩一般与路面采用同一横坡度，也可稍大于路面。4.1.4边沟的断面形式及尺寸边沟的纵坡一般与路线纵坡保持一致，当路线纵坡为零时，边沟仍应保持0.3％～0.5％的最小纵坡。边沟的断面形式一般采用梯形、矩形或三角形等。本设计宽度和深度均采用0.6米；边沟的边坡根据地质情况而定，当采用梯形断面时，内侧边坡一般为1：1～1：1.5，外测边坡通常与挖方保持一致；石质路段可采用矩形边沟。71 4.1.5边坡（1）填土路堤边坡路堤的边坡坡度，应根据填料的物理力学性质、气候条件、边坡高度、以及基底的工程地质和水文地质条件进行合理的选定。当路堤基底情况良好，边坡高度≤20米，可参照下表确定其边坡坡度。边坡高度＞20米时，应按照高路堤设计，必须进行边坡稳定性分析，常用的方法有直线法，圆弧法等。表4.2路堤边坡坡度表填料种类边坡的最大高度边坡坡度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、砂性土20812－1:1.51:1.75砂石土、粗砂、中砂20－－1:1.5－－碎石土、卵石土20128－1:1.51:1.75不易风化的石块20812－1:1.31:1.5（2）路堑边坡路堑或挖方路基边坡的稳定性主要和当地的工程地质、水文地质和地面排水条件有关。此外，地貌、气候等因素对其稳定性也有很大影响。1)土质路堑边坡土质挖方边坡坡度根据边坡高度、土的密实程度、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。一般土质的挖方边坡高度≦30。一般土质的挖方边坡高度不宜超过30米，边坡高度≤30米时，其边坡坡度可参照下表。表4.3土质挖方边坡坡度表密实程度边坡高度/m密实程度边坡高度/m＜2020－30＜2020－30胶结1:0.3—1:0.51:0.5—1:0.75中密1:0.75—1:1.01:1.0—1:1.5密实1:0.5—1:0.751:0.75—1:1.0较松1:1.0—1:1.51:1.5—1:1.75注：边坡较矮或土质比较干燥的路段，可采用较陡的边坡坡度；边坡较高或土质比较潮湿的路段，可采用较缓的边坡坡度。高速公路、一级公路应采用较缓的边坡坡度。开挖后，密实程度很容易变松的砂土及砂砾等路段，应采用较缓的边坡坡度。2)石质路堑边坡71 影响石质路堑边坡稳定性的因素很多，所以在确定石质路堑边坡的坡度时，应针对具体路段的工程地质条件和影响作合理的调查分析，找出主导因素，兼顾其他因素，作出合理设计。4.2横断面设计步骤点绘横断面地面线。纸上定线则可以从大比例尺的地形图上内插获得。根据路线和路基资料，将横断面的填挖值及有关资料抄于相应桩号的断面上。确定边坡坡度以及边沟的形状与尺寸。绘横断面的设计线，俗称“戴帽子”。在弯道上还应示出超高、加宽。一般直线段上的断面可不示出路拱坡度。计算横断面的填挖面积，完成全图。本设计采用积距法计算面积，精确到0.1m2。4.3路基土石方计算4.3.1横断面面积的计算路基横断面多位不规则的多边形几何图形，计算方法有很多种，如：积距法、几何图形法、坐标法、方格法等。本次设计采用方格法。4.3.2石方数量计算路基土石方计算工程量较大，加之路基填挖变化的不规则行，要精确计算土石方体积石十分困难的。在工程上通常采用近似计算。本次设计采用平均断面法来计算路基的填挖土石方。即假定相邻断面间为一棱柱体，则其体积为：其中：、——相邻两断面的填方（挖方面积）；——相邻两断面的桩距。4.4土石方的调配通过土石方的调配，合理解决各路段土石平衡与利用问题，达到填方有所“取”71 ，挖方有所“用”，尽量少“借”少“废”，少占耕地。土石方调配的一般要求：（1）土石方调配应先在本桩位内移挖作填，以减少纵的运量。（2）综合考虑，选用合理的经济运距。但经济运距不是唯一的指标，还要综合考虑弃方或借方的占地、赔偿青苗损失和对农业生产等的影响问题。（3）废方要作妥善处理。（4）调配土石方时应考虑桥涵位置，一般不作跨沟调运，也应考虑地形情况，一般不宜往坡方向调运。（5）不同性质的土石方应分别调配，以做到分层填筑。可以以石代土，但不能以土代石。（6）回头曲线部分应先作上下线调配。（7）土石方工程集中的路段，可单独进行调配。调配的结果示于土石方数量表上，并可按下式复核：横向调运+纵向调运+借方＝填方；横向调运+纵向调运+弃方＝挖方；挖方+借方＝填方+弃方。最后算得计价土石方数量，即：计价土石方数量＝挖方数量+借方数量。71 5挡土墙设计5.1挡土墙的设计要求挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和山坡墙等类型。5.2挡土墙的布置路堑挡土墙大多设在边沟旁。山坡挡土墙应设在基础可靠处，墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡的稳定。当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近，基础情况相似时，应优先选用路肩墙，按路基宽布置挡土墙位置，因为路肩挡土墙可充分收缩坡脚，大量减少填方和占地。若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙，并作经济比较后确定墙的位置。沿河堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。5.3挡土墙的纵向布置挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图。布置的内容有：（1）确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接，与桥台连接时，为了防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。71 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。本设计中没有设置路堑墙。（2）按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。（3）布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶，台阶尺寸视纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1：2。（4）布置泻水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸。5.4挡土墙的横向布置横向布置，选择在墙高最大处，墙身断面或基础形式有变异处以及其它必须桩号处的横断面图上进行。根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横断面图。5.5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。5.6挡土墙的基础埋置深度对于土质地区，基础埋置深度应符合下列要求：（1）无冲刷时，应在天然地面以下至少1m；（2）有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m；（3）受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采用1.25m，但基底应夯实一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。对于岩石地基，应清除表面风化层。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。墙趾前地面横坡较大时，应留出足够的襟边宽度，以防止地基剪切破坏。71 当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下或采用其它措施，以防止挡土墙滑动。5.5排水设施挡土墙应设置排水措施，以疏干墙后土体和防止地面水下渗，防止墙后积水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力，消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。排水措施主要包括：设置地面排水沟，引排地面水；夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水及地面水下渗，不要时可加设铺砌；对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固，一防止边沟水渗入基础；设置墙身泄水孔，排除墙后水。浆砌片石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔。墙高时，可在墙上部加设一排汇水孔。排水孔的出口应高出墙前地面0.3m；若为路堑墙，应高出边沟水位0.3m；若为浸水挡土墙，应高出常水位0.3m。为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料及滤层，以免孔道阻塞。5.8沉降逢与伸缩缝为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，需根据地质条件的变异和墙高，墙身断面的变化情况设置沉降缝。为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，以内感设置伸缩缝。设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔10~15m设置一道，兼器两者的作用，缝宽2~3m，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m。5.9衡重式挡土墙设计5.9.1挡土墙详细资料根据设计要求，以及地形特点，横断面形式，本路段有相应位置需设挡土墙，在K1+740~K1+900段设衡重式路肩挡土墙。5.9.2挡土墙验算本次设计用里正软件进行验算，验算如下：71 衡重式挡土墙验算原始条件:墙身尺寸:墙身总高:12.900(m)上墙高:5.280(m)墙顶宽:0.600(m)台宽:1.500(m)面坡倾斜坡度:1:0.050上墙背坡倾斜坡度:1:0.400下墙背坡倾斜坡度:1:-0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.600(m)墙趾台阶h1:0.900(m)墙趾台阶面坡坡度为:1:0.000墙底倾斜坡率:0.090:1下墙土压力计算方法:力多边形法物理参数：圬工砌体容重:25.000(kN/m3)71 圬工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.500砌体种类:片石砌体砂浆标号:7.5石料强度(MPa):30挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度)墙后填土粘聚力:0.000(kPa)墙后填土容重:18.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力:800.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数:1.000墙踵值提高系数:1.300平均值提高系数:1.000墙底摩擦系数:0.700地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:30.000(度)坡线土柱:坡面线段数:2水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数0.0000.00004.0000.0001第1个:定位距离0.000(m)公路-I级地面横坡角度:15.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙分段长度:15.000(m)组合计算组合系数:1.000挡土墙结构重力分项系数=1.000填土重力分项系数=1.00071 填土侧压力分项系数=1.000车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000[土压力计算]计算高度为13.209(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角=27.500(度)公路-I级路基面总宽=4.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350(m),车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆2列布置宽度=6.361(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)0.5000.30015.00015.0002.3000.30015.00015.0000.5000.60060.00060.0002.3000.60060.00060.0000.5000.60060.00060.0002.3000.60060.00060.0000.5000.60070.00070.0002.3000.60070.00070.0000.5000.60070.00070.0002.3000.60070.00070.000第2列车:中点距全部破裂体路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)3.6000.30015.00015.0005.4000.30015.00015.0003.6000.60060.00060.0005.4000.60060.00060.0003.6000.60060.00060.00071 5.4000.60060.00060.0003.6000.60070.00070.0005.4000.60070.00070.0003.6000.60070.00070.0005.4000.60070.00070.000布置宽度B0=6.361(m)分布长度L0=16.048(m)荷载值SG=1100.000(kN)换算土柱高度h0=0.599(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角：25.220(度)Ea=214.587Ex=75.586Ey=200.834(kN)作用点高度Zy=1.992(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=29.041(度)第1破裂角=24.760(度)Ea=176.246Ex=77.149Ey=158.464(kN)作用点高度Zy=1.992(m)计算下墙土压力无荷载时的破裂角=34.586(度)公路-I级路基面总宽=4.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350(m),车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆2列布置宽度=10.737(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)0.5000.30015.00015.0002.3000.30015.00015.0000.5000.60060.00060.0002.3000.60060.00060.0000.5000.60060.00060.0002.3000.60060.00060.0000.5000.60070.00070.0002.3000.60070.00070.00071 0.5000.60070.00070.0002.3000.60070.00070.000第2列车:中点距全部破裂体路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)3.6000.30015.00015.0005.4000.30015.00015.0003.6000.60060.00060.0005.4000.60060.00060.0003.6000.60060.00060.0005.4000.60060.00060.0003.6000.60070.00070.0005.4000.60070.00070.0003.6000.60070.00070.0005.4000.60070.00070.000布置宽度B0=10.737(m)分布长度L0=20.000(m)荷载值SG=1100.000(kN)换算土柱高度h0=0.285(m)按力多边形法计算得到:破裂角：34.586(度)Ea=204.986Ex=204.612Ey=12.385(kN)作用点高度Zy=3.416(m)墙身截面积=38.802(m2)重量=970.059kN衡重台上填料重=107.096(kN)重心坐标(2.313,-2.865)(相对于墙面坡上角点)（1）滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.700采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=5.143(度)Wn=1075.446(kN)En=195.417(kN)Wt=96.790(kN)Et=265.312(kN)滑移力=168.522(kN)抗滑力=889.604(kN)滑移验算满足:Kc=5.279>1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=809.300(kN)>0.0地基土摩擦系数=0.50071 地基土层水平向:滑移力=281.761(kN)抗滑力=630.085(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=2.236>1.300（2）倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=2.465(m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=4.306(m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=9.612(m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=4.284(m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=3.107(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=1377.353(kN-m)抗倾覆力矩=3508.470(kN-m)倾覆验算满足:K0=2.547>1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=1576.500(kN-m)>0.0（3）地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=1270.863(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=2131.117(kN-m)基础底面宽度B=3.444(m)偏心距e=0.045(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.677(m)基底压应力:趾部=397.937踵部=340.145(kPa)最大应力与最小应力之比=397.937/340.145=1.170作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.045<=0.167*3.444=0.574(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=397.937<=800.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=340.145<=1040.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=369.041<=800.000(kPa)（4）基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算（5）上墙截面强度验算上墙重力Ws=236.016(kN)上墙墙背处的Ex=77.149(kN)上墙墙背处的Ey=30.860(kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂Zw=1.128(m)71 相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂Zy=1.992(m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂Zx=2.179(m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂Zn=0.674(m)截面宽度B=2.976(m)偏心距e1=0.814(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.714<0.250*2.976=0.744(m)截面上压应力:面坡=236.856背坡=-57.504(kPa)压应力验算满足:计算值=236.856<=1000.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=57.504<=90.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-9.947<=90.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足:计算值=40.255<=90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=266.876(kN)轴心力偏心影响系数醟=0.523挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.976(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.992计算强度时:强度验算满足:计算值=266.876<=1077.381(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=266.876<=1068.247(kN)（6）墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=38.261(m2)重量=956.527kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.467(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=1237.109(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=2122.686(kN-m)71 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.716(m)截面宽度B=3.507(m)偏心距e1=0.038(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.038<=0.250*3.507=0.877(m)截面上压应力:面坡=375.480背坡=330.028(kPa)压应力验算满足:计算值=375.480<=1000.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-60.759<=90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=1237.109(kN)轴心力偏心影响系数醟=0.999挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.507(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.940计算强度时:强度验算满足:计算值=1237.109<=2425.735(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=1237.109<=2279.354(kN)（7）台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为12.000(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角=27.500(度)公路-I级路基面总宽=4.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350(m),车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆2列布置宽度=6.361(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)71 0.5000.30015.00015.0002.3000.30015.00015.0000.5000.60060.00060.0002.3000.60060.00060.0000.5000.60060.00060.0002.3000.60060.00060.0000.5000.60070.00070.0002.3000.60070.00070.0000.5000.60070.00070.0002.3000.60070.00070.000第2列车:中点距全部破裂体路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)3.6000.30015.00015.0005.4000.30015.00015.0003.6000.60060.00060.0005.4000.60060.00060.0003.6000.60060.00060.0005.4000.60060.00060.0003.6000.60070.00070.0005.4000.60070.00070.0003.6000.60070.00070.0005.4000.60070.00070.000布置宽度B0=6.361(m)分布长度L0=16.048(m)荷载值SG=1100.000(kN)换算土柱高度h0=0.599(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角：25.220(度)Ea=214.587Ex=75.586Ey=200.834(kN)作用点高度Zy=1.992(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=29.041(度)第1破裂角=24.760(度)Ea=176.246Ex=77.149Ey=158.464(kN)作用点高度Zy=1.992(m)计算下墙土压力：71 无荷载时的破裂角=34.262(度)公路-I级路基面总宽=4.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350(m),车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆2列布置宽度=10.106(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)0.5000.30015.00015.0002.3000.30015.00015.0000.5000.60060.00060.0002.3000.60060.00060.0000.5000.60060.00060.0002.3000.60060.00060.0000.5000.60070.00070.0002.3000.60070.00070.0000.5000.60070.00070.0002.3000.60070.00070.000第2列车:中点距全部破裂体路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)3.6000.30015.00015.0005.4000.30015.00015.0003.6000.60060.00060.0005.4000.60060.00060.0003.6000.60060.00060.0005.4000.60060.00060.0003.6000.60070.00070.0005.4000.60070.00070.0003.6000.60070.00070.00071 5.4000.60070.00070.000布置宽度B0=10.106(m)分布长度L0=19.928(m)荷载值SG=1100.000(kN)换算土柱高度h0=0.303(m)按力多边形法计算得到:破裂角：34.262(度)Ea=161.084Ex=160.790Ey=9.732(kN)作用点高度Zy=2.943(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=35.004(m2)重量=875.088kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.528(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=1153.018(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1485.873(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.289(m)截面宽度B=3.132(m)偏心距e1=0.277(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.277<=0.250*3.132=0.783(m)截面上压应力:面坡=563.720背坡=172.562(kPa)压应力验算满足:计算值=563.720<=1000.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-71.286<=90.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0=1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd=1153.018(kN)轴心力偏心影响系数醟=0.914挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.132(m2)材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.926计算强度时:强度验算满足:计算值=1153.018<=1982.807(kN)计算稳定时:稳定验算满足:计算值=1153.018<=1835.210(kN)综上验算结果，此衡重式挡土墙设计满足要求。71 71 6排水设计为排出路基、路面内的地面水和地表水，保证路面和路基的稳定，防止路面积水影响行车安全，应设置完善的排水设施。本设计为高速公路，路基路面排水应综合路面排水、地面排水和地底排水，设计使各种排水设施形成一个功能齐全，排水性能强的完整排水系统。排水设计要因地制宜，全面规划、综合治理、经济实用，充分利用有利地形和自然水系。各种路基排水沟渠的设置和连接应尽量不占或少占农田，并与当地农田水利设施相配合，必要时可适当加大涵管孔径或增设涵管等以利于农田灌溉。排水沟渠应选择地形，地质较好的地段通过，以节约加固工程投资。排水沟渠的出水口应尽可能引至天然河沟，不应使水流直接流入农田，损害农业生产。排水构造物的设计应贯彻就地取材的原则，要迅速排出有害水，保证公路运输畅通。6.1边沟设计设置在挖方路基的外侧以及填土高度较低的路堤坡脚外侧的纵向人工沟渠，称之为边沟。其主要功能在于汇集和排出路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟的排水量不大时，一般不需要进行水文、水利计算。依据沿线具体条件，选定标准横断面形式，边沟紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水汇入，也不能与其他人工沟渠和并使用。6.1.1边沟常用断面形式常用的有梯形、矩形、三角形和流线型等几种形式。一般情况，土质边坡宜采用梯形；石质边沟宜采用矩形，以减少沟顶宽度；易于积雪或积沙路段，边沟宜采用流线型，单个采用机械化施工、且用地条件许可时宜采用三角形。国防公路，为了利用车辆横越边沟，宜采用三角形边沟结合本设计的情况，采用用梯形边沟，边沟采用浆砌片石防护。6.1.2边沟的断面尺寸根据《公路排水设计规范》规定，本设计中的边沟深度采用0.6米，底宽取0.6米。71 本段设计采用边沟的边坡为内侧1：1，在挖方路段外侧边坡与挖方边坡相同，即1：1。6.1.3纵坡和长度为了保证边沟能迅速地排水，边沟纵坡一般与路线纵坡一致（出水口附近除外），平坡路段，边沟宜保持不小于0.5%的纵坡。在工程困难地段宜不得小于0.3%，但边沟口间距宜缩短。在边沟出水口附近以及排水困难路段，如回头曲线和路基超高较大的平曲线等处，边沟应进行特殊设计。为防止边沟水流漫溢或冲刷，通常规定单向排水长度每300～500米即应设排水沟，将水引至低洼处，必要时添设涵洞，将水引入路基另一侧。6.1.4边沟的出水口(1)边沟水流流向路堤坡脚处，纵坡一般较陡。当边沟底到填土坡脚高差过大时，应结合地形和地质条件采取下列措施：a)设置排水沟将路堑边沟沿出水口处的山坡引向路基范围以外，不直接冲刷填方路基。b)自边沟与填方毗邻处设跌水或急流槽，将水流直接引到填方坡脚之外，以免冲刷，影响路基稳定性。(2)当边沟水流流向桥涵进水口时，为避免边沟流水冲刷，应作如下处理：a)在涵洞进口处设置窨井，或根据地形需要，在进口前设置急流槽与跌水等构造物。b)当边沟水流向桥涵进水口时，为避免冲刷，应在涵洞进水口前或桥头翼前设置急流槽或跌水构造物将水引走。6.2涵洞设计6.2.1概述涵洞是公路排水构造物的重要组成部分之一，在公路跨越沟谷.河流,人工渠道以及排除路基内侧边沟水流时，常常需要修建各种横向排水构造物，以及使沟谷、河流、人工渠道穿过路基，使路基连续，确保路基不受水流冲刷或侵袭，从而达到路基稳定。涵洞设置地点：（1)天然河沟与路线相交处；（2)农田灌溉渠与路线相交处；71 （3)路基边沟排水渠；（4)与其他路线相交；（5)为满足路基干燥而设置的排水涵洞。涵洞位选择时应遵循一下原则：1)涵位设置应该服从路线走向；2)涵址应布设在地址条件良好，河床稳定的河段的；3)涵址应选择在水文、水利较好的河段；4)涵洞位置选择要综合考虑各种因素并进行技术经济比较，使涵洞桥涵工程量最小，以减少工程造价和养护费用。本设计中涵洞的位置以及孔径见表6-1所示：表6-1涵洞一览表序号涵洞位置结构类型孔数及长度洞口型式1K0+540钢筋混凝土盖板涵1－2×2.5八字翼墙2K0+660钢筋混凝土盖板涵1－2×2八字翼墙3K0+780钢筋混凝土盖板涵1－2×2.5八字翼墙4K0+960钢筋混凝土盖板涵1－2×2八字翼墙5K1+80钢筋混凝土盖板涵1－3×3八字翼墙6K1+240钢筋混凝土盖板涵1－2×2.5八字翼墙7K1+340钢筋混凝土盖板涵1－2×2.5跌水井+八字墙8K1+420钢筋混凝土盖板涵1－2×2八字翼墙9K1+620钢筋混凝土盖板涵1－4×4八字翼墙10K2+660钢筋混凝土盖板涵1－2×2.5八字翼墙11K2+820钢筋混凝土盖板涵1－2×2.5八字翼墙12K3+100钢筋混凝土盖板涵1－3×4八字翼墙6.2.2涵洞布置根据路线的平面图，纵断面图以及横断面图考虑到涵洞位置选择的原则和设置地点确定涵洞位置，根据地质地形条件确定采用涵洞的类型。（1)平面布设结合沟谷情况，环境条件，使全线排水通畅，本次涵洞设计采用了正交涵洞和斜交涵洞。其中正交涵洞的优点：1)正交涵洞具有长度短.工程数量小.施工简便等优点。71 2)斜交涵洞一般布置在不依该沟设涵的地段，或者采用正交涵洞出口出现水流直冲农田、房舍、道路等情况，亦采用斜交涵，以免出现水害。（2）横断面布设根据纵断面和横断面的条件、地形地址条件、材料供应条件以及运输条件、建筑高度等的限制，本次设计采用了钢筋混凝土盖板涵,下面介绍钢筋混凝土盖板涵洞的特点和使用条件：主要特点：1）．建筑高度较小，受填土高度限制较小；2）．能采用工厂预制，现场装配，施工简便迅速；3）．为简支结构，对地基条件要求布高；4）．遭受破坏后容易修复；5）．由于使用钢筋水泥等材料，一般造价较高。使用条件:1）．通常使用在石料短缺，填土高度受限以及公路等级较高的情况；2）．使用在桥涵分布集中并有运输及吊装设备条件的公路；3）．涵洞孔径的确定设计流量是确定小桥涵孔径的主要依据，桥涵流量的推算方法有：暴雨推理法，径流形成法，形态调查法以及直接类比法四种，一般我们按水文统计的频率分析方法来确定设计流量。跨径和台高应用一定的比例关系，其经济比例通常为1:1-1:1.5。（3）洞口的形式涵洞洞口形式有：八字式洞口、端墙式洞口、跌水井洞口、钮坡式洞口、平头式洞口、走廊式洞口、流线型洞口、本次设计采用的洞口主要有：八字式洞口。八字式洞口为重力式墙式结构，特点是构造简单。建筑结构较美观、施工简单、造价较低。常用于河沟平坦顺直、无明显沟槽，且沟底与涵底高差变化布大的情况。（4）涵长计算由于涵洞具有一定的纵向排水坡度以及弯道加宽、超高，且路基填方边破的坡度有所不同，因而使涵洞上下游半部的长度不同，应该分别计算：（正交涵洞长度为例进行计算）涵洞形式具体见涵洞布置图。涵长：71 同理：(m)(m)上式中：－路基左右侧宽度(包括弯道加宽值)(m)；－涵洞进口帽石顶面至基础顶面高度(m)；－涵洞出口帽石顶面至基础顶面高度(m)；－帽石顶面宽度(m)；－路基边坡度；－路基左、右侧边缘设计标高与涵洞中心基础顶面标高之差，在弯道上应考虑超高及加宽的影响(m)；－涵底纵坡度(%)。同理：(m)(m)涵长：=14.2415.76=306.3小桥设计6.3.1小桥计算指标公路桥涵应根据所在公路的使用任务、性质和将来发展的需要，按照安全、经济、适用和美观的原则进行设计。汽车专用公路上的各类桥涵和一般公路上的小桥与涵洞的线形及其与公路的衔接一般应符合路线布设的规定。一般公路的特大桥、大、中、桥位，原则上应从路线走向，桥路综合考虑，尽量选择在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段上。桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%。《规范》规定山岭重丘区的小桥、涵洞及小型排水构造物的设计洪水频率为1/50。6.3.2小桥位置选择小桥位置的选择应根据小桥的用途，结合线路平、剖面和水文、地形、地质条件，以及道路、灌溉系统等要求综合考虑确定。小桥择位是应遵守下面几方面的原则：（1）桥位应服从路线的走向。71 （2）桥址应布设在地质条件良好、河床稳定、水文水利条件良好的河段。（3）桥位应设在使桥梁工程量最小，以减少工程造价和养护费用。本次小桥设计为单孔跨径L0＝20钢筋混凝土拱桥，全长L＝41米。71 7路面结构设计7.1路面要求路面是路基顶面上各种材料或混合料分层修筑的供车辆行驶的一种层状结构物，路面是直接为汽车服务的，路面状况对道路运输关系极大。因此路面工程是道路工程的主要内容，从经济上说，路面造价在整个道路造价中占有很大的比重，在有的高等级的公路预算中，路面的造价可占整个道路造价的80%，修筑路面的目的是为了保证道路的全天候通车，使车辆行驶安全、迅速、舒适，同时降低运输成本，改善行车环境，为了达到这些目的，路面必须满足以下各项基本要求：（1）具有足够的强度和刚度；（2）具有足够的稳定性；（3）具有足够的平整度；（4）具有足够的抗滑性；（5）具有良好的不透水性。7.2路面的分类路面的类型可以从不同的角度来划分，但是一般都是按面层所用的材料来划分。但是在工程设计中，主要从路面结构的力学特性和设计方法的相似性出发，将路面划分为柔性路面、刚性路面、半刚性路面三类。（1）柔性路面柔性路面的总体结构刚度较小，在车辆荷载作用之下产生较大的弯沉变形，路面结构本身的抗弯拉强度较底，它通过各结构层将车辆荷载传递给土基，使土基承受较大的单位压力。（2）刚性路面刚性路面主要指用水泥混凝土做面层或基层的路面结构。水泥混凝土的强度较高，与其它的筑路材料相比，它的抗弯拉强度较高，并且有较高的弹性摸量，故呈现出较大的刚性。（3）半刚性路面71 用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎石结合料的工业废渣修筑的基层，在前期具有柔性路面结构的性质，后期的强度和刚度均有较大幅度的提高，但是最终的强度和刚度仍小于水泥混凝土。本次设计采用的是柔性路面。7.3路面结构层划分行车荷载和自然因素对路面的影响随作用深度而逐渐减弱，因而对路面材料的刚度和稳定性的要求也随深度而逐渐降低。为适应这样的特点，路面通常是分层修筑的多层结构，按使用要求、自然因素影响程度的不同，在路基顶面采用不同规格的材料分别铺设垫层、基层和面层等结构层。（1）面层面层是直接同行车和大气相接触的表面层次，它直接承受行车荷载的竖向力，特别是水平力和冲击力的作用，同时有受到降水的侵蚀作用和温度变化的影响，因此，同基层或垫层相比，面层具有较高的结构强度和刚度、不透水性和温度稳定性，并且表面还应有良好的平整度和粗糙度。（2）基层基层位于面层之下，是路面结构中的主要承重层，主要承重由面层传递下来的车辆荷载的竖向力，并将其扩散到下面的层次中，因此对基层材料的要求是应具有足够的刚度和抗压强度，同时应具有足够的水稳定性，以防基层湿软后变形大，从而导致面层破坏。（3）垫层垫层是处于基层和土基之间的层次，其主要作用是一方面调节和改善土基的湿度和温度状况，以保证路面结构的稳定性和抗冻能力，另一方面的功能是将基层传下来的车辆荷载应力加以扩散，以减少土基产生的应力和变形。7.4设计依据（1）《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006。（2）《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004。（3）《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000。7.5结构层计算71 7.5.1路面原始设计条件路基系粘性土，属中干燥、中湿类型地区;全交通段预测平均增长率：10%；根据资料，再查表，取得分别干燥和中湿时的土基回弹模量为31.8MPa和30.2MPa。7.5.2轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量东风EQ14023.769.21双轮组535长征CZ36147.690.72双轮组<3123交通SH-1412363.52双轮组>356解放CA10B19.460.851双轮组1577设计年限15车道系数0.45交通量平均年增长率10％一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1031,属中等交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次:528设计年限内一个车道上的累计当量轴次:2755437属轻交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次:236设计年限内一个车道上的累计当量轴次:1231597属轻交通等级路面设计交通等级为中等交通等级公路等级:高速公路公路等级系数1面层类型系数1路面结构类型系数1路面设计弯沉值:30.9(0.01mm)结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土1.60.68中粒式沥青混凝土1.20.51粗粒式沥青混凝土10.436%水泥稳定碎石0.40.244%水泥稳定碎石0.250.1271 7.5.3新建路面结构厚度计算(1)干燥路面结构层厚计算新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:30.9(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:200(mm)结构层材料名称厚度20℃平均抗压15℃平均抗压容许应力(mm)模量(MPa)模量(MPa)(MPa)细粒式沥青混凝土40140020000.68中粒式沥青混凝土60120018000.51粗粒式沥青混凝土80100014000.436%水泥稳定碎石?150015000.244%水泥稳定碎石250100010000.12新建路基31.8按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=30.9(0.01mm)H(4)=200mmLS=27.2(0.01mm)由于设计层厚度H(4)=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求。H(4)=200mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H(4)=200mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(4)=200mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(4)=200mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(4)=200mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(4)=200mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H(4)=200mm(仅考虑弯沉)H(4)=200mm(同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,得到路面设计结果如下:细粒式沥青混凝土40mm71 ----------------------------------------中粒式沥青混凝土60mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80mm----------------------------------------6%水泥稳定碎石200mm----------------------------------------4%水泥稳定碎石250mm----------------------------------------新建路基（2）中湿路面计算新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:30.9(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:100(mm)结构层材料名称厚度20℃平均抗压15℃平均抗压容许应力(mm)模量(MPa)模量(MPa)(MPa)细粒式沥青混凝土40140020000.6中粒式沥青混凝土60120018000.51粗粒式沥青混凝土80100014000.436%水泥稳定碎石?150015000.194%水泥稳定碎石250100010000.12新建路基30.2按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=30.9(0.01mm)H(4)=100mmLS=3.2(0.01mm)由于设计层厚度H(4)=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求.H(4)=100mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H(4)=100mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(4)=100mm(第2层底面拉应力计算满足要求)71 H(4)=100mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(4)=100mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(4)=200mmσ(5)=0.124MPaH(4)=220mmσ(5)=0.105MPaH(4)=220mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H(4)=220mm(仅考虑弯沉)H(4)=220mm(同时考虑弯沉和拉应力)通过对设计层厚度取整以及对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:----------------------------------------细粒式沥青混凝土40mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80mm----------------------------------------6%水泥稳定碎石220mm----------------------------------------4%水泥稳定碎石250mm----------------------------------------新建路基7.6交工验收弯沉值和层底拉应力计算（1）干燥路面计算结构层材料名称厚度20℃平均抗压15℃平均抗压影响系数(mm)模量(MPa)模量(MPa)细粒式沥青混凝土40140020001中粒式沥青混凝土60120018001粗粒式沥青混凝土801000140016%水泥稳定碎石2001500150014%水泥稳定碎石250100010001新建路基31.81计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:71 第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=27.2(0.01mm)第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=30.2(0.01mm)第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=35.3(0.01mm)第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=43.2(0.01mm)第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=114.7(0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS=292.9(0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)第1层底面最大拉应力σ(1)=-0.218(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-0.063(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=-0.025(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=0.113(MPa)第5层底面最大拉应力σ(5)=0.092(MPa)（2）中湿路面计算结构层材料名称厚度20℃平均抗压15℃平均抗压影响系数(mm)模量(MPa)模量(MPa)细粒式沥青混凝土30140020001中粒式沥青混凝土40120018001粗粒式沥青混凝土601000140016%水泥稳定碎石1701500150014%水泥稳定碎石250100010001新建路基30.21计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=2.6(0.01mm)第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=2.9(0.01mm)第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=3.3(0.01mm)第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=4(0.01mm)第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=8.8(0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS=308.5(0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)第1层底面最大拉应力σ(1)=-0.307(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-0.141(MPa)71 第3层底面最大拉应力σ(3)=-0.017(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=0.112(MPa)第5层底面最大拉应力σ(5)=0.116(MPa)综上，计算得级配碎石底基层厚20cm（干燥）、22cm（中湿）。路面结构路表实际弯沉值为30.9(0.01mm)，经计算沥青面层的层底为压应力，水泥稳定碎石基层底面的最大拉应力为0.218MPa(干燥)、0.307MPa（中湿），均小于容许应力，因此路面厚度满足设计要求。71 8特色设计8.1概述------高速公路的绿化设计随着我国高速公路事业的蓬勃发展，修建高速公路虽然提高车辆行驶速度，满足了人们通行的需要，但也会破坏大地的原始景观和土地结构，减少绿色植物的覆盖面积，降低生态环境质量。同时高速行驶的汽车产生的噪音、震动，排放的尾气也会对自然环境造成污染。因此，我们在建设和发展高速公路的同时，必须十分重视环境的保护，重视绿化，保持自然环境与社会环境的协调。和人们环保意识的提高，高速公路的绿化越来越受到设计者和建设者的高度重视。高速公路进行绿化既可减少因道路施工给沿线自然地形、地貌造成的各种破坏。保护和改善当地环境，又能使其成为赏心悦目的自然景观，使司乘人员感到安全、舒适，从而提高了高速公路的使用效果，更好地发挥高速公路的各项功能。8.2 高速公路绿化设计的特点高速公路绿化设计是根据自然条件、公路运输和使用者的需要，利用植物的颜色、形态及风格的多样性，在道路两旁及公路用地范围内建立和谐、优美的植物艺术群体，并编出详细的公路绿化设计说明书。因此，高速公路的绿化设计不同于一般的园林、城市或小区景观设计。它是带状绿化，以提供良好的行车环境为目的，主要用植物造景。而后者主要是区域性绿化，为人们建造优美的生活环境和休闲场所，造景手法较多样。由此，高速公路绿化有以下几大特点。（1）动态性   高速公路的服务对象是处于高速行驶中的司乘人员，其视点是不断变化的，绿化设计不仅仅是改善路容、美化环境，更要满足不断变化中的动态　视觉的要求。（2）安全性   高速公路绿化应起到诱导视线、防止眩光、缓解驾驶员疲劳、有利于行车安全的作用，以便更好地发挥高速公路的使用功能。（3）多样性高速公路系带状构造物，其长度往往为几十、几百公里，所经过区域的地理位置、自然环境、土壤条件、社会环境、人文景观的不同而使其绿化设计具有多样性。 71 8.3 高速公路绿化设计的功能高速公路作为现代的交通设施，具有“快速、舒适、安全、高效、低耗”的特点，它对促进沿线区域经济快速、健康发展起着重要的带动作用，对其实施绿化是完善其使用功能的重要措施。（1）有利保护生态环境和防止水土流失对高速公路进行绿化不仅可以大大改善高速公路在建设期和运营期给沿线造成的自然景观、生态环境的局部影响，保护公路用地内和相邻地带原有的植被，而且还有减少沿线环境受汽车噪声、废气排放和夜间行业灯光等带来的各种污染及缓和沿线居民情绪等功能。同时，高速公路绿化，不仅利于路堑、路堤、边坡的美化和稳定，而且还能防止雨水对路堑、路堤的冲刷、侵蚀，防止水土流失。（2）有利于行车安全   对高速公路进行绿化设计有助于汽车安全、快速行驶，充分发挥高速公路的使用功能，达到诱导视线的作用，并防止夜间对向车道灯光给驾驶人员造成眩光，起到防眩作用。同时，在中央分隔带进行绿化时对所选用的植被要富于变化，且点缀花草灌木，这样不但使司乘人员感到赏心悦目，而且还使之仿佛置身于大自然之中，缓解疲劳，更有利于行车安全。8.4 高速公路绿化设计准备工作高速公路绿化设计是一门集园林学、环境生态学、水土保持学等多种学科于一体的综合学科。因此，在进行高速公路的绿化设计时，要充分体现高速公路绿化的特点与功能。(1) 任务书阶段设计人员应充分了解设计委托方的具体要求。(2) 资料调查与收集高速公路绿化设计，首先要对高速公路沿线进行深入而广泛的资料调查与收集，从而为高速公路绿化设计的合理性提供可靠的依据。(3) 自然环境调查通过对高速公路沿线所经区域的环境调查掌握沿线所经区域的植被情况、自然现象、气候以及高速公路需要进行绿化设计的路段；掌握高速公路绿化路段周围的植被类型、生长状况以及沿线所经区域的人文景观等一系列情况，确定沿线及周围的保护对象，制定相应的绿化措施。71 (4) 景观调查对高速公路沿线所经区域的·景观调查，是为了确保行驶安全舒适而提供景观栽植。景观调查的内容包括：影响景观的地物(如取土坑、墓地、垃圾场等)、建筑物、广告牌，同时，还包括对高速公路沿线所经区域的土地利用情况、公路以外的视点(包括公路景观)的调查，沿线的自然景观及人文景观，从而掌握需要进行景观改善栽植的路段，作为高速公路绿化设计的依据。   8.5 中央分隔带绿化设计高速公路中央分隔带绿化的设计要根据其功能即遮光、防眩、引导视线和改善景观并结合调查资料来进行设计。因此，按中央分隔带绿化的功能要求，中央分隔带绿化植被的高度、栽植间距，要起到夜间行车防止眩光的作用。一般可采用植草和栽植常绿灌木或矮树的方式进行绿化，中央分隔带宽度在1．5～3．0m时，灌木或矮树高度不超过0．9m，中央分隔带宽度在3．Om以上时，灌木或矮树高度不超过1，5m。另外，对中央分隔带的绿化要按中央分隔带的自然分段进行绿化设计，使之达到整体协调、美观的效果。8.6 路侧绿化设计高速公路的路侧绿化在于协调公路环境，提高行驶的安全性。因此，在路侧绿化设计时，要充分考虑不同路段的具体情况加以设计，使其具有美化路容、引导视线、明暗过渡、协调景观以及防止水土流失等功能。对一般路堤地段的绿化设计，通过采用在路堤排水沟外侧或护坡道种植乔木，株距为4．0～8．0m。同时，为克服单调，达到错落有致的效果，在每2株乔木之间栽种2株中灌木，株距为0．5～1．5m，排水沟以外的公路用地，采用植草加种植地被植物的方式予以地表绿化，从而形成远乔木、中灌木、近草皮加花灌木的三层绿化体系。8.7 挖方路段的绿化设计对挖方路堑的绿化，一般采用在边沟外侧的碎落台上栽植常绿灌木，并在2株常绿灌木之间栽种2株花灌木的方式进行绿化，同时可保证行车视距的要求；当挖方深度大于8．0m时，根据路堑边坡设计，在8．Om处增设一碎落台的具体情况，可在碎落台上采用栽植灌木进行绿化。71 8.8 填、挖结合段的绿化设计填、挖结合段的绿化，需采用密集绿化的方式进行，树种不宜采用乔木，而应采用从乔木过渡到中灌木、短灌木，过渡段的长度根据具体路段分别选用100或60m，这样可以减少光线的变化对司乘人员的影响，起到明暗过渡的作用。8.9 边坡绿化设计高速公路边坡绿化是高速公路绿化的主体，对边坡绿化一般采用植草皮或播草两种方式，但不论采用何种方式，必须达到保持稳定边坡和防止水土流失的目的。所以，草种选择又是边坡绿化的关键，不仅要求根系发达、易生长，而且还要易成活、抗病虫。对石质挖方路段，为减少路堑边坡给司乘人员造成的不舒适、压抑、紧张的感觉，在坡脚处可栽植一些藤本植物，如爬墙虎、紫藤等。8.10 互通立交区的绿化设计互通立交区的绿化设计是高速公路绿化设计的关键，高速公路互通立交的匝道也围着一大片空间，是一个可供绿化、美化的地方，适合采用自然式的绿化组合方式形成景点。可依据各种植物不同的颜色、不同的开花季节、不同高度，并根据不同地形采用不同间距拼凑成不同的图案，形成高速公路最富有吸收力的地方。另外，互通区绿化还应达到与周围的环境、景观、植被、建筑风格、目前和未来的土地利用规划等相协调。同时，对合流端点三角形范围内的绿化还要注意视距的要求，不能栽植乔木，可种植高度在0．8m以下的草皮或花丛，在外环匝道的外侧，可以栽植一些灌木，起到引导视线的目的。8.11 服务区的绿化设计  71 服务区是为高速公路上行驶的人员提供休息，餐饮及机械维修的场所，其功能主要为满足司乘人员休闲、休息，缓解疲劳，故对其绿化设计应以静态景观设计为主，动态景观与静态景观相结合的方法。可设置一些花坛、园林小品、喷泉等，通过花草、树木、水景、石景、曲桥、亭廊等造景手法进行设计布局，为工作人员及司乘人员提供一个舒适、优美、亲近自然的工作、休息环境。另外对服务区的绿化设计要与服务区的建筑风格保持一致，各服务区要有不同特点，不宜千篇一律。8.12总结在本次设计中，由于对专业的绿化理解还不是很透彻，所以设计时只做简要介绍，并附上两张手工图，一张是典型路段绿化布置示意图，另一张是中央分隔带绿化设计立面图和平面图，都没有具体比例，都为示意图。对其中的绿化植被未作具体指定，具体操作时可以根据具体情况选用与当地气候想适宜的植物。高速公路绿化设计是一项非常复杂而又系统的工作，在进行高速公路的绿化设计时，我们不但要充分调查研究，掌握所需的基础资料，而且还要仔细研究整体与局部与周围自然环境，与沿线居民生活环境的相协调，只有这样才能充分体现高速公路绿化的特点与功能。9施工图预算71 9.1施工图概预算本设计主要是编写初步设计的概算文件，依据交通部颁发的《公路基本建设工程概算预算编制办法》[1996]和交通部颁发的《公路工程概算定额》[1992]，工、料、机单价按1996年8月交通部公路工程定额站编制的公路工程造价系统《XJTU系统用户手册》取用。概预算的作用：是编制基建计划，确定和控制基本建设投资额的依据。是设计与施工方案优选的依据。是实行基本建设招标、投标，签订工程合同、办理工程拨款和结算的依据。是施工企业加强经营管理，搞好经济核算的基础。概预算的编制依据：法定性文件设计资料概预算定额、概算指标、取费标准，材料、设备、预算价格等资料施工组织设计资料当地物资、劳力、动力等资源可利用情况施工单位自然条件及其变化规律，如气温、雨季、冬季、洪水季节及规律，风雪、冰冻、地质、水源等。其他工程及沿线设施，如旧存建筑物的拆迁，与水利、电讯、铁路的干扰及解决，清除场地，管理养护及服务设施等。概预算费用组成表71 9.2概预算的编制步骤（1）熟悉设计图纸和资料（2）准备概预算资料（3）分析外业调整资料和施工方案71 （4）分项公路工程概预算是以分项工程、概预算表为基础计算和汇总而来的，所以进行工程分项是概预算工作中一项重要的基础工作。一般公路工程分项是必须满足如下三方面要求：、a．按照概预算项目表的要求分项，这是基本要求；b．符合定额项目的要求，定额项目表是定额的主体内容，分项后的分项工程必须能够在定额项目表中直接查到；c．符合费率的要求，其他直接和间接费都是按不同工程类别来确定的费率定额，因此所以分项目应满足其要求。(5)计算工程量在编制概预算时,应对各分项工程量按工程量计算原则进行计算：一是对设计中已有的工程量进行核对；二是对设计文件中缺少或未列的工程量进行补充计算。计算时应注意，计算单位和计算规则与定额的计算单位及计算规则一致，将计算得的分项工程量填入08表中。(6)查定额概预算定额就是以分项工程为对象，统一规定完成，一定计量单位分项工程，所需人工、材料、机械台班消耗数量。根据分项所得的工程细目（分项工程）即可以从定额中查出相应的人工、材料、施工机械；名称、单位及消耗量定额值。查出各分项工程的定额基价并将查得的定额值和定额量、定额单位分别填入08表中，再将各项工程的实际工程换算的定额数量乘以相应的定额值即可得出各分项工程的资源消耗数量及定额基价。填入08表中，值得注意的是：水泥、石灰稳定类基层定额中的水泥或石灰与其他材料，按一定配合比编制，当设计配合比与定额标的配合比不同时，有关材料可分别按下式换算：式中：71 (7)基础单价的计算由08表中各种材料，机械及人工并查《XJTU系统用户手册》得到的单价，编制人工、材料、机械台班汇总表（07表）(8)计算各分项工程的直接费和间接费a.将07表的单价填入08表的单价栏，由单价数量相乘得出人工费、材料费、机械使用费并可算的工、料、机合计费用；b.根据工程类别和工程所在地区，取定额费率并计算其他费率和间接费率，即编出04表；c.将04表中各费率填入08表中的相应栏目，并以定额基价为基数计算其他直接费和间接费；d.分别在08表中计算直接费和定额直接费。(9)计算建筑安装工程费a.将08表中各分项工程的直接费、间接费按工程汇总填入03表相应栏目；b.按要求确定施工技术装备费、计划利润、税金的百分率并填入03表相应栏目c.以定额直接费为基数计算施工技术装备费、计划利润和税金；d.合计各单位的直接费、间接费、施工技术装备费、计划利润和税金，得到各单位工程的建筑安装费，总计各单位工程的建安费，得到工程项目的建安费。(10)实物指标计算汇总08表中的人工、主要材料、机械台班数量即得到02表。(11)计算其他有关费用按规定计算第二部分至第七部分费用，即编制05表和06表，第二部分至第七部分费用，即编制05表和06表。第二部分工具、器具及家具的购置费用中只有“办公室和生活用家具”是预购置，其他如铁锹等劳动工具由当地民工自备，另外临时占地及青苗赔偿费用为3200元/亩共计46亩（含仓库及工删等的用地、便道等），永久占地费为4800元/亩共计233.474亩。(12)编制总概预算表进行造价分析a.编制总概预算：将03，05，06表中的各项填入01表中相应栏目，并计算各项技术经济指标。b.造价分析：根据概预算总金额、各单位工程或分项工程的费用，比值和各项技术经济指标进行全面分析，对设计指出修改建议和从经济角度对设计是否合理予以评价，找出挖潜措施71 (13)编制综合概预算(14)编制说明⑴由于编者经验不足，且资料不足，故有些费用均没有入总概预算可能偏小，另外桥梁和涵洞没有计入这次概预算金额中；⑵最终成果：本预算总造价为：14,376,994元。71 结论贵黄高速公路第七合同段的公路设计，是对我大学期间所学的专业知识进行系统运用的过程，通过这次设计，对行业规范的了解有初步的加深，对设计的基本流程有了一定的掌握。加强对课堂所学知识的理解和掌握，而且综合运用各门道路专业的基本理论和基本技术，培养基本的思维方式，熟悉道路工程建设进行的方法和程序，获得分析和解决实际工程道路设计等问题的能力。设计分两个阶段进行，第一是初步设计，包括初步平面设计、纵断面设计、方案的比选；其次是路线的详细设计，包括详细平面设计、纵断面设计、路基设计、排水设计、路面设计、工程概预算，路基防护；第二是编写设计说明书。本次设计中，开始阶段浪费不少时间，导致最后时间紧张，影响设计质量。因为开始时没有引起足够重视，还有就是我们对设计的程序、内容以及具体标准都不熟悉。在选线后进行的横断面图设计时，发现选线有问题，在进行三次改线后，积累了一些经验，最后的选线方案是我认为较为合理的方案。在设计过程中，开始时使用了纬地道路软件，但在设计挡土墙时发现纬地软件不完整，影响设计，所以又改用了海地道路软件，这又造成了浪费宝贵的设计时间，与老师给定的完成时间有很大出入。本次设计中的挡土墙设计，挡土墙形式采用衡重式，根据资料相似的已有设计中上相应的挡土墙标准图进行设计，用海地出图时，发现海地出的图问题很多，需要经过大面积修改方能满足一般要求。在设计小桥时，由于此次设计的3.27公里路中，在起点附近有一条小河，在经过勘查水位，设计流量等地质水文资料后，发现此处很适合做小桥。并根据当地的实际情况，设计了一个单跨20米的钢筋混凝土拱桥，并进行了配筋设计。特色设计，顾名思义就是有特色的，能显示自己对道路专业的理解程度以及深度。在经过指导老师的建议，一段时间的参考和与本设计的具体情况，最后选择了“公路绿化设计”。随着我国高速公路事业的蓬勃发展和人们环保意识的提高，高速公路的绿化越来越受到设计者和建设者的高度重视。高速公路进行绿化既可减少因道路施工给沿线自然地形、地貌造成的各种破坏。保护和改善当地环境，又能使其成为赏心悦目的自然景观，使司乘人员感到安全、舒适，从而提高了高速公路的使用效果，更好地发挥高速公路的各项功能。71 虽然本次设计略显仓促，但还是努力完成了设计。经过这次设计任务，我觉得最重要的不是我们的设计能做得好漂亮，画图，制表能做得很出色，而是让我们对公路工程项目的可行性研究到技术设计、施工图设计、施工图编制、到概预算等整个过程有一个清晰的把握和直观的理解。在毕业设计过程当中，大部分设计利用计算机软件完成，使我大大提高了计算机的操作能力，熟练掌握了AUTOCAD，WORD2003、EXCEL2003，纬地道路，海地道路，理正挡墙验算，纵横等软件都有了了解。从某个角度来说，也为以后的工作中熟练的运用软件打下基础，提高工作效率。谢辞71 毕业设计已然结束，我的大学生活已接近尾声，三年来，母校的哺育让我倍感温暖，同学和老师在学习和生活上给予我无尽的关怀，在母校，我学会了很多，再此，感谢我的母校！感谢我的老师！感谢我的同学！在本次毕业设计中我首先要感谢一下我的指导老师——樊统江老师和指导组组长凌天清老师！两位是都很负责任的好老师，在整个设计过程中对我进行了悉心的指导，帮助我解决在设计中遇到的问题，而且还介绍了很多设计方面的知识。在我设计中非常迷茫的时候，是他们给我指点迷津，让我豁然开朗，让我受益匪浅，开阔了我的视野，这将会激励我在今后的工作中更加自信，在此谨向樊老师和凌老师表示最诚挚的谢意！另外再由衷的感谢校方给我这样一次独立完成设计的机会，并在这个过程中，给予我们各种方便，使我们在即将离校的最后一段时间里，能够最大限度的获得专业知识。增强了我们将理论联系实际的能力，提高了独立思考的能力。感谢母校！转眼间，四年大学生涯就已经结束。四年，太匆忙，也太短！每一年看见新生，都宛如隔日，记忆犹新。母校，是我人生的新起点，培育了我，给了我无穷的动力。感谢母校！感谢我的同学！感谢我身边的每一个人！设计人：郭康生2010年6月参考文献71 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