土木畢業(yè)論文--一級(jí)公路設(shè)計(jì)

1、<p>　　晉城至焦作一級(jí)公路設(shè)計(jì)</p><p>　　Jincheng-Jiaozuo City of</p><p>　　firstary Highway Design</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為晉城至焦作一級(jí)公路設(shè)計(jì)。道路設(shè)計(jì)起止樁號(hào)為 K0+000～K2+

2、421.408。設(shè)計(jì)車速為 100km/h，路基寬度為 24.5m，采用雙向四車道形式。設(shè)計(jì)前先整理了各種設(shè)計(jì)資料，對(duì)沿線自然條件和設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。在初步設(shè)計(jì)中對(duì)三個(gè)擬選的方案進(jìn)行比選，通過初步平面設(shè)計(jì)以及縱斷面設(shè)計(jì)對(duì)三個(gè)擬選的方案進(jìn)行比選，從中選出最佳方案。詳細(xì)設(shè)計(jì)階段首先進(jìn)行了路線設(shè)計(jì)，包括平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)。在此階段，要綜合考慮平、縱組合，力求達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)。接著對(duì)路基進(jìn)行邊坡防護(hù)設(shè)計(jì),并對(duì)擋土墻進(jìn)行了設(shè)計(jì)，然

3、后進(jìn)行路基的排水設(shè)計(jì)。同時(shí)，進(jìn)行了路面設(shè)計(jì)：通過對(duì)瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面進(jìn)行比選確定最終采用的瀝青混凝土路面類型。在設(shè)計(jì)過程中，采用手算與機(jī)算相結(jié)合。對(duì)于平縱橫設(shè)計(jì)，采用緯地 5.82 版本進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)于擋土墻設(shè)計(jì)采用緯地?fù)跬翂C合設(shè)計(jì)系統(tǒng) 2.82 版本，擋土墻計(jì)算則采用擋土墻計(jì)算軟件；對(duì)于路面超高設(shè)計(jì)采用手算；對(duì)于路面設(shè)計(jì)采用公路路面設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)，其中水泥混凝土路面設(shè)計(jì)采用機(jī)算與手算相結(jié)合。</p><p

4、>　　關(guān)鍵詞：公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 線形設(shè)計(jì) 路面設(shè)計(jì) 排水設(shè)計(jì) 特殊構(gòu)造物設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design for the Jincheng to Jiaozuo is a highway design. The Road design starts stationing of K0+000

5、and ends stationing of K2+421.408. Design speed of 100km / h, the roadbed width 24.5m, two-ways and four-lane form. Design before finishing a variety of design information, right along the natural conditions and the desi

6、gn of technical standards. Comparison and selection program of three that to be selected in the preliminary design, preliminary graphic design, and vertical alignment design pr</p><p>　　Key words: highway al

7、ignment design of technical standards for road design of drainage design of special structures design 目錄</p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　Abstr

8、actII</p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　第一章 路線平面設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.1線形設(shè)計(jì)的一般原理2</p><p>　　1.2線路方案比選3</p><p>　　1.3平曲線線形要素組合類型4</p><p>　

9、　1.4 平面設(shè)計(jì)方法4</p><p>　　1.5 平曲線設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)5</p><p>　　1.6 平曲線要素計(jì)算6</p><p>　　1.7 行車視距7</p><p>　　第二章 縱斷面設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1縱斷面設(shè)計(jì)的原則及方法7</p><p>　　2.1

10、.1縱斷面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定7</p><p>　　2.1.2 縱斷面設(shè)計(jì)原理8</p><p>　　2.1.3 平縱線形設(shè)計(jì)應(yīng)避免的組合8</p><p>　　2.1.4縱坡設(shè)計(jì)一般要求8</p><p>　　2.2縱斷面設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算9</p><p>　　第三章 橫斷面設(shè)計(jì)10</p>&l

11、t;p>　　3.1 路基橫斷面形式及參數(shù)的確定10</p><p>　　3.2路基橫斷面設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.3超高設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.4 邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.5 擋土墻設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.6土石方計(jì)算與調(diào)研17</p>&l

12、t;p>　　第四章 路基排水設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1路基排水設(shè)計(jì)原理21</p><p>　　4.2 排水設(shè)施的設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.4.1常用的排水設(shè)施22</p><p>　　4.2.2本設(shè)計(jì)路基排水設(shè)施的參數(shù)22</p><p>　　第五章 路面設(shè)計(jì)23</p>

13、;<p>　　5.1路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理23</p><p>　　5.1.1結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)原理23</p><p>　　5.1.2材料的選擇原理24</p><p>　　5.2結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)原理24</p><p>　　5.3路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.3.1交通組成24</p

14、><p>　　5.3.2瀝青路面設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.3.3水泥混凝土路面設(shè)計(jì)26</p><p><b>　　結(jié)論23</b></p><p><b>　　致謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p

15、><p><b>　　附錄23</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　晉城至焦作一級(jí)公路經(jīng)過的地區(qū)為重山嶺地區(qū)。此地區(qū)只有一條國道經(jīng)過，交通的不便制約著該地區(qū)居民的出行和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。根據(jù)該地區(qū)的交通現(xiàn)狀，一級(jí)公路的建設(shè)有一定的緊迫性。晉城至焦作一級(jí)公路的建設(shè)將對(duì)該地區(qū)的發(fā)展有著深刻的影響

16、。此一級(jí)公路的建設(shè)對(duì)該區(qū)域的交通條件有大力的改善，完善了公路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)了地區(qū)、市、縣間的經(jīng)濟(jì)協(xié)作，促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速增長和旅游業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　充分考慮此建設(shè)項(xiàng)目對(duì)國家、地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作用。晉城至焦作一級(jí)公路的建設(shè)符合國家、省(市、縣)交通建設(shè)規(guī)劃，本項(xiàng)目在交通網(wǎng)絡(luò)中的地位和作用是顯而易見的。晉城至焦作一級(jí)公路，是兩市之間的重要交通要道。路線由東向西設(shè)計(jì)，與南北走向的國道有交叉口連接。本設(shè)

17、計(jì)路段填挖方量較大，對(duì)路基的修筑增添了一定的難度。本路段地質(zhì)狀況良好，該項(xiàng)目所經(jīng)地區(qū)的巖石多種，主要有大別期酸性巖類、燕山期早期酸性巖類、楊子期基性巖類。土壤主要有白砂土、黃砂土、泥砂土、泥土和少量第四紀(jì)粘土。本地區(qū)自然區(qū)劃為東部濕潤季凍區(qū)，屬北溫帶大陸性氣候區(qū)，四季分明，冬寒夏熱，秋涼春早，歷年平均氣溫 14℃，年降水量 573.4</p><p>　　毫米。本地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富。</p><

18、p><b>　　本設(shè)計(jì)任務(wù)如下：</b></p><p>　　(1) 路線設(shè)計(jì)：進(jìn)行平面選線，繪制路線平面圖，進(jìn)行路線縱斷面設(shè)計(jì)。</p><p>　　(2) 路基設(shè)計(jì)：路基橫斷面設(shè)計(jì)及土石方計(jì)算，路基排水設(shè)計(jì)，支擋物設(shè)計(jì)。</p><p>　　(3) 路面設(shè)計(jì)：瀝青路面設(shè)計(jì)和水泥混凝土路面設(shè)計(jì)。</p><p>

19、　　(4) 排水設(shè)計(jì)：常用的排水措施及本段路的排水措施。</p><p><b>　　1 路線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.1 線形設(shè)計(jì)的一般原理</p><p>　　（1） 平面線形應(yīng)直捷、流暢，與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)</p><p>　　在地勢平坦開闊的平原微丘區(qū)，路線直捷舒順，平面線形三要素中直

20、線所占比例比較大；在地勢起伏的山嶺重丘區(qū)，路線彎曲多變，曲線在平面線形中所占的比例較大，平面線形以曲線為主，若沒有任何障礙物的開闊地區(qū)（如戈壁、草原）人為設(shè)置一些不必要的曲線，或在高低起伏的山嶺地區(qū)硬拉長直線，都產(chǎn)生不協(xié)調(diào)的視覺。直線、圓曲線、緩和曲線的選用及其合理組合，取決于地形地物等具體條件。不要片面強(qiáng)調(diào)路線以直為主或以曲為主。</p><p>　　（2） 保持平面線形的均衡與連續(xù)</p>&l

21、t;p>　　① 長直線盡頭不能接小半徑平曲線。長直線和大半徑曲線會(huì)導(dǎo)致較高的速度，若突然出現(xiàn)小半徑曲線，會(huì)因減速不及造成事故。</p><p>　?、?不要短直線接大半徑的平曲線，這種組合線形均衡性差，且線形不美觀。</p><p>　?、?平曲線與平曲線的組合。平曲線與平曲線之間的設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)連續(xù)、均衡、避免突變。在條件允許時(shí)，相鄰圓曲線大半徑與小半徑之比宜小于2.0，相鄰回旋線參數(shù)

22、之比宜小于2.0，這種要求對(duì)行車有利。</p><p>　?、?高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡。同一等級(jí)道路因地形變化在指標(biāo)的采用上會(huì)有變化，同一道路按不同設(shè)計(jì)速度的各設(shè)計(jì)路段之間也會(huì)形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)變化。</p><p>　　（3） 注意與縱斷面設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)</p><p>　　在平面線形設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮縱斷面設(shè)計(jì)的要求，與縱斷面線形想?yún)f(xié)調(diào)。特別是平原微丘區(qū)的道路，平曲線指標(biāo)一般

23、較高，平曲線較長，與鐵路，主要道路及河流交叉的地方往往是縱斷面線形的控制點(diǎn)，在設(shè)計(jì)平曲線時(shí)，應(yīng)考慮平原區(qū)道路縱斷面設(shè)計(jì)的特殊性，為縱斷面設(shè)計(jì)留有活動(dòng)余地，以利于平縱線形組合設(shè)計(jì)。</p><p>　　（4）平曲線應(yīng)有足夠的長度</p><p>　　汽車在曲線路段上行駛，如果曲線過短，司機(jī)就必須很快的轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，這樣在高速行駛的情況下是非常危險(xiǎn)的，同時(shí)，如果不設(shè)置足夠長度的緩和曲線，使離心加

24、速變化率小于一定的數(shù)值，從乘客的心理和生理感覺來看也是不好的。當(dāng)?shù)缆忿D(zhuǎn)角很小時(shí)，曲線長度就顯的比實(shí)際短，容易引起曲線很小的錯(cuò)覺，因此，平曲線具有一定的長度是必要的。</p><p>　　為解決上述問題，最小平曲線長度一般應(yīng)考慮下述條件確定：</p><p>　?、?汽車駕駛員操作從容、乘客感覺舒適</p><p>　　一般按6s的通過時(shí)間來設(shè)置最小平曲線長度，當(dāng)設(shè)計(jì)

25、在車速為80km/h時(shí)，平曲線一般取值700m，最小取值為140m</p><p>　?、?小偏角的平曲線長度</p><p>　　當(dāng)路線轉(zhuǎn)角а≤7º時(shí)稱為小偏角。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)角等于7º時(shí)，平曲線按6s行程考慮；當(dāng)轉(zhuǎn)角小于7º時(shí)，曲線長度與а成反比例增加；當(dāng)轉(zhuǎn)角小于2º時(shí)，按а=2º計(jì)。</p><p>　　1.

26、2 路線方案的比選</p><p>　　根據(jù)平面設(shè)計(jì)的原則，本地區(qū)的路線方案初步有三個(gè)比選方案，由于該地填、挖方比較大，故在比選方案時(shí)，不僅對(duì)平面設(shè)計(jì)進(jìn)行比選，而且還對(duì)縱斷面進(jìn)行了</p><p><b>　　比選。</b></p><p><b>　　路線平面設(shè)計(jì)比選</b></p><p>&l

27、t;b>　　方案一：</b></p><p>　　起點(diǎn)坐標(biāo)為（449329.6260，4312183.4461），終點(diǎn)坐標(biāo)為（451639.3725，4311850.6403），路樁號(hào)為 K0+000～K2+347.740, 2347.740</p><p>　　本方案設(shè)計(jì)了一個(gè)平曲線。JD1 曲線的圓曲線半徑為3000m，緩和曲線長度 </p><p

28、>　　LS1=LS2=110m,轉(zhuǎn)角值為 28°3′10.7″。（詳見圖 1-1 方案一）</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　起點(diǎn)坐標(biāo)為（449329.6260，4312183.4461），終點(diǎn)坐標(biāo)為（451639.3725，4311850.6403）樁號(hào)為 K0+000～K2+442.215,全長為2442.215m。

29、</p><p>　　本方案設(shè)計(jì)了三個(gè)平曲線。JD1 曲線的圓曲線半徑為 400m，緩和曲線長度 </p><p>　　LS1=LS2=110m，轉(zhuǎn)角值為 38°32′47.9″。JD2 曲線的圓曲線半徑為 300m，緩和曲線長度 LS1=LS2=100m，轉(zhuǎn)角值為 56°46′49.1″。JD3 曲線的圓曲線半徑為 700m，緩和曲線長度 LS1=LS2=110m，轉(zhuǎn)

30、角值為 10°35′37.9″。（詳見圖 1-2 方案二）</p><p><b>　?、?方案三：</b></p><p>　　起點(diǎn)坐標(biāo)為（449329.6260，4312183.4461），終點(diǎn)坐標(biāo)為（451639.3725，4311850.6403），路線樁號(hào)為 K0+000～K2+421.408,全長為 2421.408m。本方案設(shè)計(jì)了兩個(gè)平曲線。J

31、D1 曲線的圓曲線半徑為 600m，緩和曲線長度 LS1=LS2=120m,轉(zhuǎn)角值為 35°16′48.9″。JD2 曲線的圓曲線半徑為 450m，緩和曲線長度為 LS1=LS2=110m，轉(zhuǎn)角值為 47°56′1.3″。（詳見圖 1-3 方案三）</p><p><b>　　路線縱斷面設(shè)計(jì)比選</b></p><p><b>　　方案一

32、：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：全程僅一條緩和曲線，該線形簡單、美觀，曲線半徑較大，行車視距叫廣闊。</p><p>　　缺點(diǎn)：全程中有些區(qū)域的坡勢較陡，無法避開，造成挖填失衡，耗資巨額不經(jīng)濟(jì)。占用的農(nóng)田方量較大，拆遷相對(duì)其他方案稍多些。</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　

33、優(yōu)點(diǎn)：繞過居民區(qū)，能避免拆造成的資金損失，繞過高程差比較大的陡坡，避開開挖和回填較大的區(qū)域，挖填平衡，節(jié)省經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　缺點(diǎn)：線形較復(fù)雜給施工帶來困難，路線平曲線設(shè)置過多，而且曲線半徑較小行車視距較窄，行車時(shí)易造成交通事故，如汽車拋錨。</p><p><b>　　方案三</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：線型美觀，走勢平滑，能給

34、駕駛員帶來一種舒適感。繞過高程差比較大的山丘區(qū)域，調(diào)節(jié)挖填平橫，節(jié)約經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　缺點(diǎn)：線型要素點(diǎn)，控制較多，給施工帶來了一定的困難。</p><p>　　1.3 平曲線線形要素組合類型</p><p>　　平面線形要素的幾何要素為直線、圓曲線和緩和曲線，這三種基本線形要素可以組合得到很多種平面線形的形式。就公路平面線形設(shè)計(jì)而言，主要有基本型、s型、卵

35、形、凸型、c型和復(fù)合型六種。</p><p>　　1.4 平面設(shè)計(jì)方法</p><p>　?。?） 平面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)</p><p>　　公路平面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是選線和定線，在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，路線距離短，挖方量少，土石方平衡時(shí)公路平面的主要內(nèi)容。</p><p>　　（2） 平面設(shè)計(jì)的具體步驟要求</p><p>　　

36、資料收集——現(xiàn)場踏勘——選線與定線——校核與審核</p><p>　　1.5平曲線設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　表1-1 本路段主要技術(shù)指標(biāo)表</p><p>　　根據(jù)本段路線所處路段，綜合全路的路線走向及線形要求，本路段共有2個(gè)交點(diǎn)，平面線形見圖1-1.</p><p><b>　　圖1-1平面線形</b><

37、/p><p><b>　　表1-2平曲線數(shù)據(jù)</b></p><p>　　1.6平面線要素計(jì)算</p><p>　　取JD1作為算例，具體計(jì)算如下：</p><p>　　圖片1-3平面線線形圖</p><p><b>　　JDI處：</b></p><p>

38、;　　取圓曲線半徑R=600，緩和曲線長度確定如下：</p><p>　　以此方法計(jì)算JD2，具體結(jié)果見設(shè)計(jì)圖紙《直線、曲線及轉(zhuǎn)角表》</p><p>　　表1-3直曲線、曲線及轉(zhuǎn)角表</p><p><b>　　1.7 行車視距</b></p><p>　　行車視距是否充分直接關(guān)系著行車安全與速度，它是公路使用質(zhì)量的

39、重要指標(biāo)之一。</p><p>　　行車視距可分為：停車視距、超車視距、會(huì)車視距。</p><p>　　一級(jí)公路設(shè)計(jì)視距應(yīng)滿足會(huì)車視距的要求，其長度不小于停車視距的兩倍。工程特殊情況或受其他條件限制的地段，可采用停車視距，但必須采用分道行駛措施。</p><p>　　對(duì)于方案三，直線段超車視距滿足設(shè)計(jì)要求，曲線段停車視距滿足設(shè)計(jì)要求</p><p

40、><b>　　2縱斷面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 縱斷面設(shè)計(jì)的原則及方法</p><p>　　2.1.1 縱斷面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定</p><p>　　(1) 一級(jí)公路的最大坡度為5%，長路塹以及橫向排水不暢的路段采用不小于0.3%的縱坡，當(dāng)采用平坡（0%）或小于 0.5%的縱坡時(shí)路基邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計(jì)。</p>

41、<p>　　(2) 一級(jí)公路最小坡長為 200m。</p><p>　　(3) 坡長限制：縱坡坡度≥4%，最大坡長不小于 1000m。</p><p>　　(4) 滿足視覺需要最小豎曲線半徑：凸形豎曲線為3000 m，凹形曲線為2000m。</p><p>　　(5) 豎曲線半徑一般最小值 4500，凹形豎曲線半徑一般最小值 3000m。</p&g

42、t;<p>　　(6) 豎曲線最小長度為 70m。</p><p>　　(7) 最大合成坡度 10.5%，最小合成坡度為 0.5%.</p><p>　　2.1.2 縱斷面設(shè)計(jì)原理</p><p>　　(1) 縱面線形與地形相結(jié)合,視覺成視覺連續(xù),平順而圓滑的線形，避免在短距離內(nèi)出現(xiàn)頻繁續(xù)性。</p><p>　　(2) 應(yīng)避免

43、出現(xiàn)能看見近處很遠(yuǎn)處而看不見凹處的線形。</p><p>　　(3) 在積雪或冰凍地區(qū)，應(yīng)避免采用陡坡。</p><p>　　(4) 原微丘地形的縱坡應(yīng)均勻平緩，丘陵地形的縱坡應(yīng)避免過分遷就地形餓起伏過大。</p><p>　　(5) 計(jì)算行車速度≥80km/h 公路必須注重平縱合理組合，不僅應(yīng)滿足汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)要求，而且應(yīng)充分考慮駕駛員在視覺和心理方面的要求。&

44、lt;/p><p>　　(6) 平縱配合的視覺應(yīng)在視覺是能自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線，保持視覺的連續(xù)性。</p><p>　　(7) 平縱面線形的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)大小均衡，使線形在視覺心理上保持協(xié)調(diào)。</p><p>　　(8) 平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線略大于豎曲線。</p><p>　　(9) 平縱面線形組合視覺應(yīng)注意線形與自然環(huán)境和景觀的配合

45、與協(xié)調(diào)。</p><p>　　(10) 在直線段內(nèi)不能插入短的豎曲線。</p><p>　　2.1.3 平縱線形設(shè)計(jì)應(yīng)避免的組合</p><p>　　(1) 直線段內(nèi)不能插入短的豎曲線</p><p>　　(2) 小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相互重疊。</p><p>　　(3) 避免在長直線上設(shè)置陡坡及曲線長度短，半徑

46、小的凹形豎曲線。</p><p>　　2.1.4 縱坡設(shè)計(jì)的一般要求</p><p>　　(1) 滿足“標(biāo)準(zhǔn)”中有關(guān)縱坡的規(guī)定要求。</p><p>　　(2) 縱坡應(yīng)盡量平緩，起伏不宜過大和頻繁，并應(yīng)盡量避免標(biāo)準(zhǔn)中的極限值，對(duì)一般公路，應(yīng)注意考慮運(yùn)輸，農(nóng)業(yè)機(jī)械等方面的要求。</p><p>　　(3) 應(yīng)綜合考慮沿線的地形，地質(zhì)，氣候等情況

47、，并根據(jù)需要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，并保證公路的穩(wěn)定和暢通。</p><p>　　(4) 盡量減少土石方和其它工程數(shù)量，以降低工程數(shù)量。</p><p>　　2.2 縱斷面設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　結(jié)合以上原則，對(duì)路段進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)，本路段最大縱坡坡度為 4.1%，最小縱坡坡度為 0.9086%，本路段共設(shè)2個(gè)變坡點(diǎn)，豎曲線為半徑 R=12000m和R=9500

48、。</p><p><b>　　計(jì)算豎曲線要素</b></p><p>　　如圖3-1所示，i1和i2分別為兩相鄰兩縱坡坡度，ω= i2- i1，ω為“+”時(shí)，表示凹形豎曲線；ω為“-”時(shí)，表示凸形豎曲線。</p><p>　　圖2-1 豎曲線要素示意圖</p><p>　　豎曲線長度L或豎曲線半徑R：</p>

49、;<p>　　或 （1-11）</p><p><b>　　豎曲線切線長T：</b></p><p><b>　　（1-12）</b></p><p>　　豎曲線任意一點(diǎn)豎距h： </p><p><b>　?。?-13

50、）</b></p><p><b>　　豎曲線外距E：</b></p><p>　　或 （1-14）</p><p>　　以變坡點(diǎn)1為例計(jì)算如下：</p><p>　　K0+760，高程為1167.816m，i1=-1.340%，i2=-4.100%,ω= i2-i1

51、=-1.340%-（-4.100%）=2.760%，為凹形。取豎曲線半徑R=12000m。</p><p>　　曲線長=12000×2.760%=331.2m</p><p>　　切線長=165.6m</p><p><b>　　外距=1.14m</b></p><p>　?。?） 計(jì)算設(shè)計(jì)高程</p&g

52、t;<p>　　豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=K0+760-T=K0+594.400</p><p>　　豎曲線起點(diǎn)高程=1167.816+T×2,760%=1170.035m</p><p>　　變坡點(diǎn)2按照同樣方法計(jì)算，具體結(jié)果見《縱坡、豎曲線表》。</p><p>　　表2-2縱坡、豎曲線</p><p><b>　

53、　3 橫斷面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 路基橫斷面形式及參數(shù)的確定</p><p>　　(1) 本公路等級(jí)屬一級(jí)公路，采用一級(jí)路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面型式，路面寬度 24.5m，采用雙向四車道形式，每條車道寬 8m，硬路肩寬 2,5m，土路肩寬 0.75m。[4] 路段屬于中濕類型，地下水位較低，主要以挖方為主。由縱斷面設(shè)計(jì)圖得出路基填挖高度，再由路面橫坡度及路肩橫坡度可算

54、出路拱高度：h=0.1m。</p><p>　　(2) 路拱橫坡度采用 2%，路肩采用硬路肩和土路肩相結(jié)合的形式，寬度各為0.75m。因土路肩橫坡應(yīng)比路拱橫坡大 1%～2%，本設(shè)計(jì)采用路肩橫坡 3%。[5]</p><p>　　(3) 本地區(qū)屬山嶺重丘區(qū)，表層土壤為中液限砂性土。地表排水比較通暢，填挖高度比較大，填方路基邊坡采用 1：1.5，挖方路塹左邊坡采用 1:0.5，挖方路塹右邊坡采

55、用 1：1。</p><p>　　3.2 路基橫斷面設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(1) 填方路基</b></p><p>　?、?一般填方路基設(shè)計(jì)路基填方邊坡坡率是根據(jù)路基填料種類、邊坡高度和基底工程地質(zhì)條件、水文條件等確定。一般路基邊坡坡率如下：</p><p>　　路基邊坡坡度按 1:1.5 設(shè)計(jì)，當(dāng)邊坡高度較

56、高而邊坡穩(wěn)定性不足時(shí)，根據(jù)地形、地質(zhì)變化采用路堤擋土墻、護(hù)腳的形式收縮坡腳。</p><p>　　表3-1填方路基橫斷面</p><p>　　② 半填半挖路基設(shè)計(jì)</p><p>　　為了減少半填半挖路基的縱向、橫向不均勻沉降，挖方路基部分在路槽下超挖80cm 后回填土方，路基縱向超挖處理漸變長度為 10m。同時(shí)為保證路基穩(wěn)定，在縱向填挖交界處設(shè)置了 10 米的過渡

57、段，土質(zhì)過渡段要求采用級(jí)配較好的砂類土、礫類土、碎石填筑，石質(zhì)路段過渡段可采用填石路基。在填挖交界處，必要時(shí)設(shè)置橫向滲溝，并與挖方路段縱向滲溝相聯(lián)接。</p><p>　　表3-2半填半挖路基設(shè)計(jì)橫斷面</p><p><b>　　陡坡路堤設(shè)計(jì)</b></p><p>　　陡坡路堤設(shè)計(jì)結(jié)合地形、地質(zhì)條件、邊坡高度等進(jìn)行綜合考慮。當(dāng)?shù)孛娑赣?1：

58、5 時(shí)，對(duì)基底進(jìn)行挖臺(tái)階處理，地表開挖反向臺(tái)階，臺(tái)階寬度 2.0m。，階面設(shè)向內(nèi)傾斜 3％的橫坡，并對(duì)路堤進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，結(jié)合地形和填土高度，因地制宜設(shè)置了路肩擋土墻等支擋防護(hù)工程。</p><p>　　(2) 挖方路基挖方路基的邊坡設(shè)計(jì)是根據(jù)地形、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)、路塹邊坡高度、巖層產(chǎn)狀與路線的關(guān)系，土石方填挖平衡和該地區(qū)其它已建公路挖方邊坡坡率及形式等因素綜合考慮確定，挖方路基邊坡按以下原則設(shè)計(jì)：<

59、/p><p>　?、?邊坡設(shè)一級(jí)平臺(tái)，因本地區(qū)地質(zhì)條件較好，采用一坡到頂?shù)男问剑?lt;/p><p>　?、?邊坡坡率：土質(zhì)及全風(fēng)化巖石地段的路塹邊坡為 1:0.75～1:1；強(qiáng)風(fēng)化至弱風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，弱風(fēng)化至微風(fēng)化軟質(zhì)巖石，路塹邊坡坡率為 1：0.5～1：0.75；對(duì)花崗巖、片巖及變粒巖等硬質(zhì)巖石邊坡，邊坡上沒有對(duì)路塹邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響的結(jié)構(gòu)面時(shí)，坡率采用 1：0.3。</p>

60、<p>　　圖 3-3 挖方路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖</p><p>　　表3-3挖方路基橫斷面</p><p><b>　　3.3 超高計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，平曲線半徑等于或小于 250m 時(shí)，公路曲線的部分路面根據(jù)圓曲線的半徑，交通組成等情況設(shè)置相應(yīng)的加寬。由于本設(shè)計(jì)路段的曲線半徑大于 250m，所以不設(shè)置加

61、寬。因?yàn)閳A曲線半徑小于不設(shè)超高最小半徑（2500m），應(yīng)設(shè)置超高。根據(jù)本設(shè)計(jì)路段屬二級(jí)公路，并屬于東部濕潤季凍區(qū)，所以 JD1,JD2 處的平曲線應(yīng)設(shè)置超高。因?yàn)榇寺范螢樾陆ü罚O(shè)計(jì)超高方式采用繞中央分隔帶中線旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　3.4 邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1) 路堤邊坡防護(hù)</p><p>　　全路段路堤邊坡采用拉伸網(wǎng)草皮防護(hù)，先在土工網(wǎng)

62、或土工墊等土工合成材料上鋪設(shè) 2～5cm 的種植土層，經(jīng)過撒種、養(yǎng)護(hù)后形成的人工草皮。</p><p>　　草的品種要適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件，最好是根系發(fā)達(dá)，中莖低矮，多年生長，幾種草籽混種。</p><p>　　圖 3-4 路塹坡面防護(hù)示意圖</p><p><b>　　路塹邊坡防護(hù)</b></p><p>　　根據(jù)挖方

63、邊坡的地質(zhì)條件、地層巖性及挖方邊坡坡率和高度，從樁號(hào)為K0+320～K0+500 的路段分別采用了以下的邊坡防護(hù)形式。</p><p>　?、?護(hù)面墻：適用于路塹邊坡為土質(zhì)邊坡、風(fēng)化破碎較嚴(yán)重的石質(zhì)邊坡，且邊坡坡率為 1：0.5 和 1:0.75 時(shí)的邊坡防護(hù)。護(hù)面墻一般不超過 10m。</p><p>　?、?護(hù)面墻和拱形骨架植草護(hù)坡相結(jié)合：當(dāng)挖方路段的邊坡高度大于 10m 時(shí)，可采用此

64、形式的邊坡防護(hù)。拱形骨架植草護(hù)坡適用于地層巖性為風(fēng)化破碎較為嚴(yán)重的巖石以及土質(zhì)邊坡，為防止邊坡沖刷并阻止邊坡進(jìn)一步風(fēng)化剝落，對(duì)挖方邊坡坡面采用拱形骨架植草防護(hù)。骨架采用漿砌片石砌筑，并采用 15 號(hào)水泥混凝土預(yù)制塊做階梯。</p><p>　　③ 路塹邊坡為 1:1 時(shí)，全路段采用人工種植草皮進(jìn)行邊坡防護(hù)。</p><p><b>　　3.5 擋土墻設(shè)計(jì)</b><

65、;/p><p>　　對(duì)于沿線的陡坡路堤，為保證路堤的穩(wěn)定，收縮坡腳，或?yàn)楸苊馀c其它建筑物干擾，盡可能少占農(nóng)田，根據(jù)邊坡高度、地形地質(zhì)條件設(shè)置了仰斜式路堤擋土墻。擋土墻設(shè)置在路堤的左側(cè)，設(shè)置路段的樁號(hào)為 K0+040～K0+130 和 K0+255～K0+285。通過對(duì)最高擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算來確定本路段的擋土墻的穩(wěn)定性。</p><p>　　擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算如下：</p><

66、;p><b>　?、?基本參數(shù)：</b></p><p>　　墻面高度(m)：h1=5 墻背坡度(+,-)：N=-.25 墻面坡度：M=.25</p><p>　　墻頂寬度(m)：b1=1.5 墻趾寬度(m)：db=.4 墻趾高度(m)：dh=.2</p><p>　　基地內(nèi)傾坡度：N2=.25 污工砌體容重(KN/m

67、3)：r1=23</p><p>　　路堤填土高度(m)：a=3 路堤填土坡度：M0=1.0</p><p>　　路基寬度(m)：b0=8 土路基寬度(m)：d=.25</p><p>　　填料容重(KN/m3)：R=18 填料內(nèi)摩擦角(度)：φ=35 外摩擦角(度)：δ=17.5</p><p>　　基底摩擦系數(shù)：μ=.35

68、 基底容許承載力：[σ0](KPa)=500</p><p>　　擋土墻分段長度(m)：L1=10</p><p><b>　?、?計(jì)算結(jié)果：</b></p><p><b>　　求破裂角θ</b></p><p>　　假設(shè)破裂面交與荷載內(nèi)，采用相應(yīng)的公式計(jì)算：</p><p&

69、gt;　　擋墻的總高度：H=5.635m 擋墻的基地水平總寬度：B=1.741m</p><p><b>　　=38.464°</b></p><p><b>　　=.372</b></p><p><b>　　=.815</b></p><p>　　則θ=ar

70、ctgθ=39.195°</p><p>　　驗(yàn)算破裂面是否交于荷載內(nèi)：</p><p>　　堤頂破裂面至墻踵：(H+a)tgθ=7.041m</p><p>　　荷載內(nèi)緣至墻踵：b-Htgα+d=4.659m</p><p>　　荷載外緣至墻踵：b-Htgα+d+b0=12.659m</p><p>　　故

71、破裂面交于荷載內(nèi)，與原假設(shè)相符，所選用公式正確。則計(jì)算圖式為：</p><p>　　求主動(dòng)土壓力系數(shù)K和K1</p><p><b>　　=.158</b></p><p><b>　　=.442m</b></p><p><b>　　=0.979m</b></p>

72、<p><b>　　=4.214m</b></p><p><b>　　=2.185</b></p><p>　　求主動(dòng)土壓力及作用點(diǎn)位置</p><p><b>　　=98.428KN</b></p><p><b>　　=98.248KN</b

73、></p><p><b>　　=5.947KN</b></p><p><b>　　=1.778m</b></p><p><b>　　=2.294m</b></p><p><b>　　抗滑穩(wěn)定性檢算</b></p><p&g

74、t;　　擋土墻體積V=8.278m3 擋土墻自重G=190.386KN</p><p><b>　　=1.573</b></p><p>　　因?yàn)閗c ≥ 1.3，則抗滑穩(wěn)定性檢算通過。</p><p><b>　　抗傾覆穩(wěn)定性檢算</b></p><p><b>　　=1.958&l

75、t;/b></p><p>　　因?yàn)閗0 ≥ 1.5，則抗傾覆穩(wěn)定性檢算通過。</p><p><b>　　6)基底應(yīng)力檢算</b></p><p><b>　　B=1.741m</b></p><p><b>　　=0.852m</b></p><p

76、><b>　　=0.018m</b></p><p><b>　　因?yàn)閑≤B/6</b></p><p>　　=119.817KPa</p><p><b>　　=105.7KPa</b></p><p>　　因?yàn)棣襪ax< σ0，則基地應(yīng)力檢算通過。</p&

77、gt;<p>　　3.6 土石方計(jì)算與調(diào)配</p><p>　　用積距法結(jié)合幾何圖形法算得路基填挖方數(shù)量，填挖方分別計(jì)算，填方扣除路面結(jié)構(gòu)層厚度，挖方不扣除。得到每個(gè)樁號(hào)斷面的填挖土石方量。根據(jù)兩樁號(hào)里程差及斷面面積，按平均斷面法算得兩樁號(hào)間的土石方數(shù)量。填挖部分分別計(jì)算，算得后填入《路基土石方數(shù)量計(jì)算表》。土石方數(shù)量計(jì)算公式如下：</p><p>　　式中 V——體積，即土

78、石方數(shù)量表，m3；</p><p>　　F1,F2——分別為相鄰兩斷面的面積，m ；</p><p>　　L——相鄰斷面之間的距離，m；</p><p><b>　　m= F1/F2</b></p><p>　　土石方調(diào)配的目的是為確定填方用土的來源、挖方棄土的去向：以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量等。通過調(diào)配合理地解決各路段

79、土石方平衡與利用問題，使從路塹挖出的土石方，在經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)運(yùn)條件下移挖作填，達(dá)到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和棄上，以減少占用耕地和降低公路造價(jià)。 </p><p>　　填方土源：附近挖方利用</p><p><b>　　借土</b></p><p>　　挖方去向：調(diào)往附近填方</p>&l

80、t;p><b>　　棄土</b></p><p>　?。ㄒ唬┩潦秸{(diào)配原則</p><p>　　（1）就近利用，以減少運(yùn)量：在半填半挖斷面中，應(yīng)首先考慮在本路段內(nèi)移挖作填進(jìn)行橫向平衡，然后再作縱向調(diào)配，以減少總的運(yùn)輸量。</p><p>　?。?）不跨溝調(diào)運(yùn)：土石方調(diào)配應(yīng)考慮橋涵位置對(duì)施工運(yùn)輸?shù)挠绊?，一般大溝不作跨越調(diào)運(yùn)。</p&g

81、t;<p>　?。?）高向低調(diào)運(yùn)：應(yīng)注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運(yùn)土；位于山坡上的回頭曲線段優(yōu)先考慮上線向下線的土方豎向調(diào)運(yùn)。</p><p>　　（4）經(jīng)濟(jì)合理性：    應(yīng)進(jìn)行遠(yuǎn)運(yùn)利用與附近借土的經(jīng)濟(jì)比較（移挖作填與借土費(fèi)用的比較）。</p><p>　　遠(yuǎn)運(yùn)利用的費(fèi)用：運(yùn)輸費(fèi)用、裝卸費(fèi)等</p><p>

82、;　　借土費(fèi)用：開挖費(fèi)用、占地及青苗補(bǔ)償費(fèi)用、棄土占地及運(yùn)費(fèi)</p><p>　　為使調(diào)配合理，必須根據(jù)地形情況和施工條件，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式，確定合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，用以分析工程用土是調(diào)運(yùn)還是外借。</p><p>　　土方調(diào)配“移挖作填”固然要考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)距問題，但這不是唯一的指標(biāo)，還要綜合考慮棄方或借方占地，賠償青苗損失及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響等。有時(shí)移挖作填雖然運(yùn)距超出一些：運(yùn)輸費(fèi)用可能稍高一些

83、，但如能少占地，少影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這樣，對(duì)整體來說也未必是不經(jīng)濟(jì)的。</p><p>　?。?）不同的土方和石方應(yīng)根據(jù)工程需要分別進(jìn)行調(diào)配，以保證路基穩(wěn)定和人工構(gòu)造物的材料供應(yīng)。</p><p>　　（6）土方調(diào)配對(duì)于借土和棄土應(yīng)事先同地方商量，妥善處理。借土應(yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田規(guī)劃等選擇借土地點(diǎn)，并綜合考慮借土還田，整地造田等措施。棄土應(yīng)不占或少占耕地，在可能條件下宜將棄土平整為可耕地，防止亂

84、棄亂堆，或堵塞河流，損壞農(nóng)田。</p><p>　?。ǘ?土石方調(diào)配方法</p><p>　　土石方調(diào)配方法有多種，如累積曲線法、調(diào)配圖法及土石方計(jì)算表調(diào)配法等，目前生產(chǎn)上多采用土石方計(jì)算表調(diào)配法，該法不需繪制累積曲線圖與調(diào)配圖，直接可在土石方表上進(jìn)行調(diào)配，其優(yōu)點(diǎn)是方法簡捷，調(diào)配清晰，精度符合要求。該表也可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。具體調(diào)配步驟是：</p><p>　?。?/p>

85、1） 土石方調(diào)配是在土石方數(shù)量計(jì)算與復(fù)核完畢的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)配前應(yīng)將可能影響運(yùn)輸調(diào)配的橋涵位置、陡坡、大溝等注在表旁，供調(diào)配時(shí)參考。</p><p>　　（2） 弄清各樁號(hào)間路基填挖方情況并作橫向平衡，明確利用、填缺與挖余數(shù)量。</p><p>　　（3） 在作縱向調(diào)配前，應(yīng)根據(jù)施工方法及可能采取的運(yùn)輸方式定出合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，供土石方調(diào)配時(shí)參考。</p><p>

86、　?。?） 根據(jù)填缺挖余分布情況，結(jié)合路線縱坡和自然條件，本著技術(shù)經(jīng)濟(jì)和支農(nóng)的原則，具體擬定調(diào)配方案。方法是逐樁逐段地將毗鄰路段的挖余就近縱向調(diào)運(yùn)到填缺內(nèi)加以利用，并把具體調(diào)運(yùn)方向和數(shù)量用箭頭標(biāo)明在縱向利用調(diào)配欄中。</p><p>　?。?） 經(jīng)過縱向調(diào)配，如果仍有填缺或挖余，則應(yīng)會(huì)同當(dāng)?shù)卣畢f(xié)商確定借土或棄土地點(diǎn)，然后將借土或棄土的數(shù)量和運(yùn)距分別填注到借方或廢方欄內(nèi)。</p><p>

87、　?。?） 土石方調(diào)配后，應(yīng)按下式進(jìn)行復(fù)核檢查：</p><p>　　橫向調(diào)運(yùn)十縱向調(diào)運(yùn)十借方=填方</p><p>　　橫向調(diào)運(yùn)十縱向調(diào)運(yùn)十棄方=挖方</p><p>　　挖方十借方=填方十棄方</p><p>　　以上檢查一般是逐頁進(jìn)行復(fù)核的，如有跨頁調(diào)配，須將其數(shù)量考慮在內(nèi)，通過復(fù)核可以發(fā)現(xiàn)調(diào)配與計(jì)算過程有無錯(cuò)誤，經(jīng)核證無誤后，即可分別

88、計(jì)算計(jì)價(jià)上石方數(shù)量、運(yùn)量和運(yùn)距等，為編制施工預(yù)算提供上石方工程數(shù)量。</p><p>　?。ㄈ?關(guān)于調(diào)配計(jì)算的幾個(gè)問題</p><p><b>　?。?） 經(jīng)濟(jì)運(yùn)距</b></p><p>　　填方用土來源，一是路上縱向調(diào)運(yùn)，二是就近路外借土。一般情況調(diào)運(yùn)路塹挖方來填筑距離較近的路堤還是比較經(jīng)濟(jì)的。但如調(diào)運(yùn)的距離過長，以致運(yùn)價(jià)超過了在填方附近

89、借土所需的費(fèi)用時(shí)，移挖作填就不如在路堤附近就地借土經(jīng)濟(jì)。因此，采取“調(diào)”還是“借”有個(gè)限度距離問題，這個(gè)限度距離即所謂“經(jīng)濟(jì)運(yùn)距”，其值按下式計(jì)算：</p><p>　　經(jīng)濟(jì)運(yùn)距 L經(jīng) = + L免</p><p>　　式中：B——借土單價(jià)（元／m3）；</p><p>　　T——遠(yuǎn)運(yùn)運(yùn)費(fèi)單價(jià)（元／m3·km）；</p><p>　

90、　L兔——免費(fèi)運(yùn)距（km）。</p><p>　　由上可知，經(jīng)濟(jì)運(yùn)距是確定借土或調(diào)運(yùn)的限界，當(dāng)調(diào)運(yùn)距離小于經(jīng)濟(jì)運(yùn)距時(shí)，采取縱向調(diào)運(yùn)是經(jīng)濟(jì)的，反之，則可考慮就近借土。</p><p><b>　?。?）平均運(yùn)距</b></p><p>　　土方調(diào)配的運(yùn)距，是指從挖方體積的重心到填方體積的重心之間的距離。在路線工程中為簡化計(jì)算起見，這個(gè)距離可簡單地

91、按挖方斷面間距中心至填方斷面間距中心的距離計(jì)算，稱平均運(yùn)距。</p><p>　　在縱向調(diào)配時(shí)，當(dāng)其平均運(yùn)距超過定額規(guī)定的免費(fèi)運(yùn)距，應(yīng)按其超運(yùn)運(yùn)距計(jì)算土石方運(yùn)量。</p><p><b>　?。?）運(yùn)量</b></p><p>　　土石方運(yùn)量為平均運(yùn)距與土石方調(diào)配數(shù)量的乘積。單位：m3·km</p><p>　

92、　在生產(chǎn)中，工程定額是將平均運(yùn)距每10m劃為一個(gè)運(yùn)輸單位，稱之為“級(jí)”，20m為兩個(gè)運(yùn)輸單位，稱為二級(jí)，余類推，在土方計(jì)算表內(nèi)可用符號(hào)①、②表示，不足10m時(shí)，仍按一級(jí)計(jì)算或四舍五人。于是：</p><p>　　總運(yùn)量=調(diào)配（土石方）方數(shù)×n</p><p>　　式中：n——平均運(yùn)距單位（級(jí)），其值為：</p><p>　　n = （L - L免）/ A&

93、lt;/p><p>　　其中：L ——平均運(yùn)距；</p><p><b>　　L免——免費(fèi)運(yùn)距。</b></p><p>　　在土石方調(diào)配中，所有挖方無論是“棄”或“調(diào)”，都應(yīng)予以計(jì)價(jià)。但對(duì)于填方則不然，要根據(jù)用土來源來決定是否計(jì)價(jià)。如果是路外借土，那當(dāng)然要計(jì)價(jià)，倘若是移挖作填調(diào)配利用，則不應(yīng)再計(jì)價(jià)，否則形成雙重計(jì)價(jià)。因此計(jì)價(jià)土石方必須通過土石方調(diào)

94、配表來確定其數(shù)量為：</p><p>　　計(jì)價(jià)土石方數(shù)量=挖方數(shù)量十借方數(shù)量</p><p>　　一般工程上所說的土石方總量，實(shí)際上是指計(jì)價(jià)土石方數(shù)量。一條公路的土石方總量，一般包括路基工程、排水工程、臨時(shí)工程、小橋涵工程等項(xiàng)目的土石方數(shù)量。對(duì)于獨(dú)立大、中橋梁、長隧道的土石方工程數(shù)量應(yīng)另外計(jì)算。</p><p>　　具體計(jì)算及調(diào)配見《路基土石方數(shù)量計(jì)算及調(diào)配表》&l

95、t;/p><p><b>　　4 路基排水設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 路基排水設(shè)計(jì)原則</p><p>　　路基排水的目的就是把路基工作區(qū)內(nèi)的土基含水量降低到一定的范圍內(nèi)。土基含水量過大，便會(huì)引起強(qiáng)度降低，邊坡坍塌，基身沉陷或滑動(dòng)，影響道路的使用功能。因此，必須做好地面水和地下水的排除工作，以確保路基具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。根據(jù)水分來

96、源的不同，水流分為地面水和地下水。因此，在施工中，必須考慮將影響路基穩(wěn)定的地面水加以攔截，排除于路基范圍以外，并防止漫流、停積或下滲。對(duì)于影響路基穩(wěn)定的地下水，應(yīng)注意予以截流、疏干、降低并引導(dǎo)至路基范圍以外。在施工中，首先應(yīng)核實(shí)全線路基排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否完備和妥善，必要時(shí)予以補(bǔ)充和變更。此外，在施工現(xiàn)場還應(yīng)設(shè)置一些必要的臨時(shí)性排水設(shè)施，以保證工程質(zhì)量和施工順利。路基排水設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則：</p><p>　

97、　(1) 設(shè)計(jì)前必須充分的調(diào)查研究，以使排水系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)做到工確合理。</p><p>　　(2) 各種路基排水溝渠的設(shè)置應(yīng)盡量少占農(nóng)田，并與水利規(guī)劃和土地使用規(guī)劃等相配合進(jìn)行綜合規(guī)劃。一般情況下，不應(yīng)利用邊溝作農(nóng)業(yè)灌溉用，但不得已時(shí)，應(yīng)采取加固措施以防水流危害路基。</p><p>　　(3) 排水設(shè)計(jì)應(yīng)經(jīng)濟(jì)適用。排水溝渠應(yīng)選擇在地形地質(zhì)較好的地區(qū)范圍內(nèi)修建，以節(jié)約加固工程量。對(duì)子排

98、水困難和地質(zhì)不良地段應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。</p><p>　　(4) 排水溝渠的出水口應(yīng)盡可能引接至天然河溝，以減少橋涵工程，不應(yīng)直接使水流入農(nóng)田，損害農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)。</p><p>　　(5) 排水設(shè)施的設(shè)計(jì)，應(yīng)貫徹因地制宜就地取材的原則，以減少造價(jià)；要能迅速有效地排除“有害水”，以免影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證公路運(yùn)輸?shù)臅惩ā?lt;/p><p>　　4.2排水設(shè)施的設(shè)計(jì)

99、</p><p>　　4.2.1 常用的排水設(shè)施</p><p>　　（1）能在于排除路基用地范圍內(nèi)的地面水。常用的邊溝斷面形式，有梯形、矩形、三角形或流線形等。一般情況下，土質(zhì)邊溝用梯形；石質(zhì)連溝用矩形；易于積雪或積沙的路段，邊溝宜用流線形；某些較矮路堤，如果用地許可，采用機(jī)械化施工時(shí)，邊溝可用三角形。梯形土質(zhì)邊溝的邊坡，靠近路基的一側(cè)常用 1:1～1:1.5，另一側(cè)與挖方邊坡的坡度一致

100、。</p><p>　　(2) 截水溝：它是多雨地區(qū)、山嶺和丘陵地區(qū)路基排水的重要設(shè)施之一。山坡填方路段可能遭到上方水流的破壞作用，此時(shí)必須設(shè)置截水溝，以攔截山坡水流保護(hù)路堤。截水溝與坡腳之間要有不小于 2.0m 的間距，并做成 2%的向溝傾斜橫坡，確保路堤不受水害。截水溝長度以 200m～500m 為宜；超過 500m 時(shí)，可在中間適宜位置處增設(shè)泄水口，由急流槽或急流管分流排引。</p><

101、p>　　截水溝的橫斷面形式，一般為梯形，溝的邊坡坡度，因巖土條件而定，一般采用 1:1-1:1.5。溝底寬度不小于 0.5m，溝深 h 也不小于 0.5m。</p><p>　　(3) 排水溝：主要用于排除來自邊溝、截水溝或其它水源的水流，并將其引至路基范圍以處的指定地點(diǎn)。排水溝的平面布置，取決于排水要求與當(dāng)?shù)氐匦?，靈活性很大，通常要求進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。排水溝的布置，必須結(jié)合地形等條件，因勢利導(dǎo)，離路基盡可能遠(yuǎn)

102、些，平面上力求短捷平順，以直線為宜，必須轉(zhuǎn)向時(shí)，盡可能采用較大半徑（10-20m 以上），徐緩改變方向。排水溝連續(xù)長度宜短，一般不超過500m。排水溝必要時(shí)應(yīng)予以加固，以防止水流對(duì)溝渠的沖刷與滲漏。排水溝應(yīng)具有合適的縱坡，以保證水流暢通，不致流速太大而產(chǎn)生沖刷，亦不可流速太小而形成淤積，宜通過水文水利計(jì)算擇優(yōu)選定。一般情況下，可取 0.5%～1.0%，不小于 0.3%，亦不宜大于 3%。若縱坡大于 3%，應(yīng)采取相應(yīng)的加固措施。</

103、p><p>　　4.2.2 本設(shè)計(jì)路基排水設(shè)施的參數(shù)</p><p>　　(1) 邊溝的設(shè)計(jì)：路堤邊溝的邊坡靠近路堤一側(cè)的為 1:1.5，另一側(cè)邊溝的邊坡采用 1:1。路塹邊溝的邊坡一律采用 1:1 的形式設(shè)置。邊溝斷面形式采用梯形形式，梯形邊溝的底寬和深度均設(shè)計(jì)為 0.6m。采用 1:3 的水泥砂漿抹面，使用漿砌片石砌筑邊溝，砌筑用的砂漿強(qiáng)度為 M5。</p><p>

104、;　　(2) 截水溝：截水溝應(yīng)保證水流順暢，就近引入自然溝內(nèi)排出。截水溝的邊20坡坡度兩側(cè)均采用 1:1 的形式。底寬 0.6m，采用 1:3 的水泥砂漿抹面，使用漿砌片石砌筑邊溝，砌筑用的砂漿強(qiáng)度為 M5。截水溝與路塹邊坡坡腳的距離 d 為不小于5m。</p><p>　　(3) 排水溝：排水溝的邊坡采用 1:1 的形式，底寬和深度設(shè)計(jì)為 0.6m，排水溝厚度為 0.25m，采用 7.5 號(hào)的水泥砂漿砌片石砌筑

105、。</p><p>　　圖 4-1 路基排水詳圖</p><p><b>　　5 路面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則</p><p>　　5.1.1 結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)原則</p><p>　　公路路面是公路一個(gè)很重要的組成部分，它直接影響公路的行車速度、運(yùn)輸成本、行車安全

106、和舒適程度。路面工程一般占公路建設(shè)的 60-70%，合理安拓路面建設(shè)，有十分重要的意義。根據(jù)第一章敘述的年交通增長率和平均交通量對(duì)路面進(jìn)行瀝青路面設(shè)計(jì)和水泥混凝土路面設(shè)計(jì)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)層造價(jià)：面層比較貴，而基層相對(duì)比較便宜，因此面層厚度一般比</p><p>　　較薄，而下面各層比較厚。</p><p>　　(2) 各結(jié)構(gòu)層擴(kuò)散應(yīng)力的效果。一般基層厚度

107、不大于 40cm，如果大于 40cm，增加基層厚度對(duì)減小路表面彎沉和減小面層底面拉應(yīng)力的作用已不明顯。</p><p>　　(3) 壓實(shí)機(jī)具的能力：基層一層壓實(shí)厚度為 15～20cm，在安排各層厚度時(shí)，應(yīng)盡量使其與壓實(shí)機(jī)具所能達(dá)到的厚度相適應(yīng)。</p><p>　　5.1.2 材料的選擇原則</p><p>　　路面結(jié)構(gòu)的組合應(yīng)因地制宜地選擇適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的組成材料，既能

108、經(jīng)受行車荷載和自然因素的作用，又能充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)層材料最大效能。</p><p>　　5.2 結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)原則</p><p>　　(1) 根據(jù)路面內(nèi)荷載應(yīng)力隨深度遞減的規(guī)律安排結(jié)構(gòu)層次，各相鄰結(jié)構(gòu)曾之間剛度不能相差太大?；鶎优c相鄰面層的回彈模量比在 0.08～0.4 范圍內(nèi)。</p><p>　　(2) 要注意個(gè)相鄰結(jié)構(gòu)間的相互影響。</p><

109、;p>　　(3) 要考慮由于個(gè)種自然條件帶來的不利影響。</p><p>　　5.3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.3.1 交通量組成</p><p>　　本地區(qū)交通量年平均增長率為 5%，將混合交通折算成小客車的年平均交通量輛/晝夜，預(yù)計(jì)年發(fā)展的交通量組成如下：</p><p><b>　　表5-1交通量表</

110、b></p><p>　　5.3.2 瀝青路面設(shè)計(jì)</p><p>　　瀝青路面設(shè)計(jì)年限為 15 年，車道系數(shù)為 0.4，交通量年增長率為 5%，公路等級(jí)系數(shù)為 1.1，面層類型系數(shù)為 1，基層類型系數(shù)為 1。</p><p><b>　　表5-2交通量</b></p><p>　　當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底

111、拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí):</p><p>　　路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次為：3601，設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次為1.038363E+07。</p><p>　　當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí):路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次為2996，設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次為8639085。</p><p>　　由公路路面設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以計(jì)算出路面設(shè)計(jì)彎沉值為 23.7(0

112、.01mm)</p><p>　　表 5-3 材料劈裂強(qiáng)度和容許應(yīng)力表</p><p>　　初步設(shè)計(jì)參數(shù)為：路面層數(shù)為 5 層，設(shè)計(jì)層最小厚度為 15cm。細(xì)粒式瀝青混凝土 3cm 厚，中粒式瀝青混凝土4cm 厚，粗粒式瀝青混凝土6cm，水泥石灰穩(wěn)定碎石 29.3cm 厚，石灰土25cm厚。</p><p>　　按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 :LD= 23.7 (0.

113、01mm)，H(4)= 30 cm，LS= 23.3(0.01mm)。</p><p>　　由于設(shè)計(jì)層厚度 H(4)=Hmin 時(shí) LS ≤LD,故彎沉計(jì)算已滿足要求 。</p><p>　　H(4)= 29.3 cm(僅考慮彎沉)，</p><p>　　按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度 :</p><p>　　H(4)=29.3 cm(第 1

114、層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H(4)= 29.3 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H(4)= 29.3 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　H(4)= 29.3 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)</p><p>　　路面設(shè)計(jì)層厚度 :H(4)= 29.3 cm

115、(僅考慮彎沉)，H(4)= 29.3 cm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)。</p><p>　　驗(yàn)算路面防凍厚度 :路面最小防凍厚度為 40cm，驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 。</p><p>　　通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:</p><p>　　---------------------------------------</

116、p><p>　　細(xì)粒式瀝青混凝土3 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　中粒式瀝青混凝土4 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　粗粒式瀝青混凝土

117、6 cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　水泥石灰穩(wěn)定碎石29.3cm</p><p>　　---------------------------------------</p><p><b>　　石灰土25 cm</b></

118、p><p>　　---------------------------------------</p><p><b>　　土基</b></p><p>　　5.3.3 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)</p><p>　　(1) 交通分析由交通量表可以推算出設(shè)計(jì)車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù) NS =3589 次/日。由參考文獻(xiàn)[7]可

119、知，一級(jí)公路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為 30 年，安全等級(jí)為二級(jí)，臨界荷位出的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取0.22.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)為：</p><p>　　查規(guī)范可知，屬于重交通。</p><p>　?。?）初擬內(nèi)陸棉結(jié)構(gòu)</p><p>　　由參考文獻(xiàn)可知，相應(yīng)于安全等級(jí)二級(jí)的變異水平等級(jí)為中級(jí)，根據(jù)一級(jí)公路、重交通等級(jí)和中級(jí)變異水平等級(jí)，初擬普通混領(lǐng)土的面