公路工程毕业设计计算书

'南京工程学院毕业设计说明书目录前言1第一章路线设计21.1道路等级确定21.2选线21.2.1高速公路几何指标的汇总21.2.2地形综述21.2.3选线原则21.2.4线型说明51.2.5交点间的直线长度51.2.6方位角和转角51.3道路平面设计51.3.1技术经济指标51.3.2交点间的直线长度51.3.3方位角和转角51.3.4平曲线设计51.3.5主点桩号计算61.4纵断面设计71.4.1纵坡设计原则71.4.2技术指标81.4.3平纵组合的设计原则81.4.4最小填土高度81.4.6拉坡设计81.4.5竖曲线半径选择说明81.4.6竖曲线设置及竖曲线范围内各点高程计算81.5横断面设计121.5.1横断面设计原则121.5.2横断面几何尺寸121.5.3超高计算13 南京工程学院毕业设计说明书1.5.4绘制典型横断面图131.6路基土石方计算13第二章路基设计162.1路基设计162.1.1横断面几何尺寸162.1.2超高加宽计算162.2路基边坡稳定性分析162.2.1基本资料172.2.2路堤填土：172.2.3汽车荷载：172.2.3边坡稳定验算172.3地基承载力计算19第三章路面设计223.1基本资料223.2交通量计算223.2.1交通量计算参数233.2.2交通量计算方法：243.3干燥状态下的方案设计263.3.1确定累计标准轴次263.3.2确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数273.3.3确定土基回弹模量283.3.4确定结构设计参数283.3.5设计结果283.3.6验算结果283.3.7技术性分析333.3.8经济性分析343.4中湿状态下的方案设计353.4.1累计标准轴次353.4.2路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数35 南京工程学院毕业设计说明书3.4.3确定土基回弹模量353.4.4结构设计参数353.4.5验算结果353.4.6技术经济性分析39第四章路基防护设计404.1路基防护设计404.2挡土墙设计414.2.1挡土墙设计414.2.2抗滑移稳定性验算444.2.3抗倾覆稳定性验算454.2.4基底应力与偏心距验算454.2.5墙身应力验算46第五章公路排水设计475.1公路排水系统475.1.1要求475.1.2一般原则475.1.3其他构造物的设置485.2路基路面排水设计485.2.1路基排水设计485.2.2路面排水设计48第六章桥涵设计506.1概述506.2初步确定桥涵位置、类型、孔径和数量506.3涵洞计算516.4桥台54第七章总结55致谢56 南京工程学院毕业设计说明书参考文献57 南京工程学院毕业设计说明书前言沪宁高速公路起自上海真如，途经沪苏交界的安亭、江苏的昆山、苏州、硕放、无锡、横山、常州、丹阳、镇江、句容，终于南京东郊的马群，全长274公里。沪宁高速公路是沪杭甬高速公路的重要组成部分，1996年被列为国家重点建设工程。沪宁高速公路于一九九六年建成通车，是江苏省第一条高速公路，江苏段主线全长两百四十八点二一公里，行车速度每小时一百二十公里。该公路的建成有效地改善了江苏省苏南和上海地区的交通运输条件，促进了沿线经济发展。沪宁高速公路建成通车后成为了长江三角洲经济腾飞的黄金通道。本设计路段是沪宁高速K267+650其林中桥段路基路面设计，开题之前对高速路进行资料收集，阅读了有关的公路设计规范以及标准。了解了该项目的相关背景，对此次设计有了一个大概的掌握。本毕业设计主要内容主要包括道路线型设计，路面设计，路基边坡稳定性分析，路基防护，挡土墙设计，地基沉降计算，综合排水设计以及桥涵布置设计。其中重点设计内容为线型设计和路面设计。这是一个对该专业大学四年所学知识的一个汇总。本设计过程中参考了有关表准，规范，教材和论著的内容，在此向有关编者表示衷心的感谢。由于本设计者水平有限，难免会有错误和不足之处，恳请参阅者批评指正。第59页 南京工程学院毕业设计说明书第一章路线设计路线设计就是根据道路的性质，任务，等级和标准，结合地形，地质及其沿线条件来进行线性设计。其设计内容主要包括道路平面设计，纵断面设计以及横断面设计。1.1道路等级确定公路设计等级为高速公路，设计行车速度为120km/h；设计使用年限为15年。公路竣工后日交通量约为25350标准轴载（BZZ-100），交通量年增长率为8%，15年内累积交通量约为2.799×107标准轴载。1.2选线1.2.1高速公路几何指标的汇总汇总见表1-1。1.2.2地形综述地形条件：本路段有农田分布，渠道纵横交错，丘陵区地势较低。天然建筑材料基本为零，需要全部外运。地质条件：该地区地势平坦，地下水埋深平均约-3.5m，地下水位以下土体饱和度大于90%。气候条件：该地区属中纬度北亚热带气候、气候湿润、光照充足、雨量充沛，按公路自然区划，属东南湿热区。沿线水网密布、地质复杂、有软土分布的路段较长达92KM。年平均降雨量约为1013.4mm,降雨以梅雨、秋雨为主，全年平均气温（七日平均气温）约为26.4℃，最高月平均地表温度T≥35℃。春夏季为东南季风，不利季节时阴雨连绵。1.2.3选线原则平原区地势平坦，选线以两点之内的直线为主导方向，既要力争路线顺直，又要节省工程投资，合理解决对障碍物的穿越或绕避。1.正确处理道路与农业的关系(1)第59页 南京工程学院毕业设计说明书新建道路要占用一些农田，不可避免，但要尽量做到少占农田和不占高产田。布线从路线对国民经济的作用、支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全面分析比较，既不能片面求直占用大片良田，也不能片面强调不占某块田而使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。表1-1高速公路几何指标汇总表计算行车速度（km/h）120纵坡不小于（%）0.3行车道宽度（m）2×7.5最大纵坡（%）3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3.00纵坡坡度（%）坡长限值（m）3900极限值1.004700左侧路缘带宽度（m）一般值0.75缓和坡段坡度不大于（%）3极限值0.75合成坡度（%）10.0中间带宽度（m）一般值4.50竖曲线凸形竖曲线半径（m）极限最小值11000极限值2.50一般最小值17000硬路肩宽度（m）一般值3.00或3.50凹形竖曲线半径（m）极限最小值4000极限值3.00一般最小值6000视距停车视距（m）210竖曲线最小长度（m）100行车视距（m）210视觉所需最小竖曲线半径值（m）凸形16000公路用地不小于（m）3凹形10000平曲线极限最小半径（m）650V≥60km/h同向曲线间最小直线长度（m）6V一般最小半径（m）1000反向曲线间最小直线长度（m）2V不设超高的最小半径（m）5500路基宽度（m）一般值26.0最大半径不应大于（m）10000变化值24.0最小长度（m）220最小坡长（m）300平曲线超高横坡不大于（%）10缓和曲线最小长度（m）100路拱横坡（%）2.0(2)路线应与农田水利建设相结合，有利于农田灌溉，尽可能少与灌溉渠道相交把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。当路渠方向基本一致时，可沿渠（河）堤布线，堤路结合、桥闸结合，以减少占田和便利灌溉。第59页 南京工程学院毕业设计说明书(3)当路线靠近河边低洼或村庄，应争取靠河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保村保田的作用。2.合理考虑路线与城镇的关系平原区有较多的城镇村庄、工业和其他设施，布线应分别情况，正确处理穿越和绕避问题。(1)尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点，但又要考虑到便利支农运输、便利群众、便利与工矿的联系，路线不宜离开太远，必要的时候还可以修建支线联系，做到“靠村不进村、利民不扰民”，既方便运输又保证安全。(2)尽量避开重要的电力、电讯设施，当必须靠近或穿越时，应保持足够的距离和净空，尽量不拆或少拆各种电力、电讯设施。3.处理好路线与桥位的关系(1)大、中桥位常常是路线的控制点，但原则上应服从路线总方向并满足桥头接线的要求，桥路综合考虑。一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交，桥梁和引道最好都在直线上。位于直线上的桥梁，如两端引道必须设置曲线时，应在桥两端以外保持一定的直线段，并尽量采用较大的平曲线半径。当条件受限制的时候，也可设置斜桥或曲线桥。要注意防止两种偏向：一种是单纯强调桥位，造成路线过多的迂绕，或过分强调正交桥位，出现桥头急弯影响行车安全；另一种只顾线形顺直，不顾桥位，造成桥位不合适或斜桥过大，增加建桥困难。在设计桥孔的时候，应少压缩水流，尽量避免桥前壅水而威胁河堤安全和淹没农田，尤其是上游沿河有宽阔的低洼田地，虽壅水水位提高不多，但淹没的范围往往很大。(2)小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大（一般是桥位轴线与洪水流向的夹角小于45°时）或河沟过于弯曲的情况，可采取改河措施或改移路线，调整桥轴线与水流流向的夹角，以免过分增加施工困难和加大工程投资，选线时应全面比较确定。4.注意土壤水文条件平原区土壤水文条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，使路基的稳定性差，因此尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。当路线遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时，一般应绕避；如果需要穿越时，应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取有效的措施，保证路基的稳定。5.尽量靠近建筑材料产地第59页 南京工程学院毕业设计说明书平原地区一般缺乏砂石等建筑材料，路线应尽可能靠近建筑材料产地，以减少施工、养护材料的运输费用。1.2.4线型说明综合考虑以上选线原则，本人选择线形如下：起点坐标QD(500414.680，3400393.54)，交点JD的坐标(501745.828，3399900.556)，终点坐标ZD(503789.160，3399817.600)。1.2.5交点间的直线长度QD-JD:L=1409.50mJD-ZD:L=2045.016m1.2.6方位角和转角方位角：==339.678o=357.675o转角：=357.675o-339.678o=17.999o1.3道路平面设计1.3.1技术经济指标见表1-1。1.3.2交点间的直线长度如前所述L1标段起终点及交点坐标：QD(500414.680，3400393.54)；JD(501745.828，3399900.556)；ZD(503789.160，3399817.600)QD-JD:L=1409.504mJD-ZD:L=2045.016m1.3.3方位角和转角=339.678o=357.675o=17.999o1.3.4平曲线设计第59页 南京工程学院毕业设计说明书平面设计中，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。JD初拟R=6000m，Ls=200m理由：尽可少占或不占农田，尤其是路线走向的下方是高产田，这段路线线形标准比较高，符合《规范》关于高速公路的技术指标标准，在这边施工时可以利用居民住所作为施工工人的居住场所。R=6000m，Ls=200m=200/2=100表1-2平曲线几何要素值交点R（m）Ls（m）α（°’”）q（m）p（m）β0（°’”）T（m）L（m）E（m）J（m）JD1600020017°59’59”1000.2780°57’18”1019.1532084.94175.07246.6351.3.5主点桩号计算QD：K267+650JD：K269+69.054(650+1419.054=2069.054)ZD：K271+98.309(2069.054+2045.016＋46.635=4098.309)JD：JDK269+69.054－T－1019.153第59页 南京工程学院毕业设计说明书ZHK268+49.900＋Ls+200.000HYK268+249.900＋(L－2Ls)/2+(2084.941－2×200)/2QZK269+92.371＋(L－2Ls)/2+(2084.941－2×200)/2YHK269+934.842＋Ls+200.000HZK270+134.842－T＋J－1019.153－46.635JDK269+69.054主点桩号计算结果汇总见表1-3。表1-3平曲线特征点桩号表主点JDZHK268+49.900HYK268+249.900QZK269+92.371YHK269+934.842HZK270+134.842JDK269+69.0541.4纵断面设计1.4.1纵坡设计原则(1)坡设计必须满足《标准》的各项规定。(2)为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。(3)纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。(4)一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，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。(5)第59页 南京工程学院毕业设计说明书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。1.4.2技术指标见表1-1。1.4.3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均衡；(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。1.4.4最小填土高度亚粘性土，最小填土高度为0.9米。1.4.6拉坡设计(见图1-1)0.30%-0.4%0.30%-0.50%0.35%-0.35%600660600500600488.309K268+250K268+910K269+510K270+10K270+610图1-1纵断面拉坡示意图（单位：m）1.4.5竖曲线半径选择说明(1)平纵面组合设计，即竖曲线的起终点最好分别在平曲线的两个缓和曲线内其中任一点都不要再缓和曲线以外的直线或圆弧段上。(2)竖曲线的半径应大于《标准》中规定的竖曲线的最小半径和最小长度。(3)相邻竖曲线的衔接应平缓自然，相邻方向竖曲线之间最好插入小段直线段且这段直线段至少应为计算行车速度的3s行程，当半径比较大时应亦直接连接。1.4.6竖曲线设置及竖曲线范围内各点高程计算(1)变坡点K268+250处(见表1-4)Lmin=100mω=│－0.40%－0.30%│=0.007取R=17000m第59页 南京工程学院毕业设计说明书(2)变坡点K268+910处(见表1-5)R=17000m，L=144m，T=72m，E=0.152m(3)变坡点K269+510处(见表1-6)R=17000m，L=162mT=81mE=0.193m(4)变坡点K270+10处(见表1-7)R=17000m，L=144m，T=72m，E=0.152m(5)变坡点K270+610处(见表1-8)R=17000m，L=136m，T=68m，E=0.136m表1-4K268+250处竖曲线上各点高程计算表桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K268+1786.38800.006.388+1806.39020.0006.390+1906.420120.0046.416+2006.450220.0146.436+2106.480320.0306.450+2206.510420.0526.458+2306.540520.0806.460+2406.570620.1136.467+2506.580720.1526.445+2606.540620.1136.437+2706.500520.0806.420+2806.460420.0526.408+2906.420320.0306.390+3006.380220.0146.366+3106.340120.0046.336+3206.30020.0006.300K268+3186.29800.0006.298表1-5K268+910处竖曲线上各点高程计算表第59页 南京工程学院毕业设计说明书桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K268+8384.24300.0004.243+8404.24020.0004.240+8504.200120.0044.204+8604.160220.0144.174+8704.120320.0304.150+8804.080420.0524.132+8904.040520.0804.120+9004.000620.1134.113+9103.960720.1524.112+9203.990620.1134.103+9304.020520.0804.100+9404.050420.0524.102+9504.080320.0304.110+9604.110220.0144.124+9704.140120.0044.144+9804.17020.0004.170K268+9824.17300.0004.173表1-6K269+510处竖曲线上各点高程计算表桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K269+4295.45900.0005.459+4305.46010.0005.460+4405.490110.0045.486+4505.520210.0135.507+4605.550310.0285.522+4705.580410.0495.531+4805.610510.0775.533第59页 南京工程学院毕业设计说明书+4905.640610.1095.531+5005.670710.1485.522+5105.700810.1935.507+5205.650710.1485.502+5305.600610.1095.491+5405.550510.0775.473+5505.500410.0495.451+5605.450310.0285.422+5705.400210.0135.387+5805.350110.0045.346+5905.30010.0005.300K269+5915.29900.0005.299表1-7K270+10处竖曲线上各点高程计算表桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K269+9383.55300.003.553+9403.55020.0003.550+9503.500120.0043.504+9603.450220.0143.464+9703.400320.0303.430+9803.350420.0523.402+9903.300520.0803.380K2703.250620.1133.363+103.200720.1523.352+203.235620.1133.348+303.270520.0803.350+403.305420.0523.357+503.340320.0303.370+603.375220.0143.389+703.410120.0043.414+803.44520.0003.445K270+823.44800.0003.448第59页 南京工程学院毕业设计说明书表1-8K270+610处竖曲线上各点高程计算表桩号未设竖曲线高程（m）横距x(m)竖距(m)设计高程（m）K270+5425.10800.005.108+5505.11080.0025.108+5605.145180.0105.135+5705.180280.0235.157+5805.215380.0425.173+5905.250480.0685.182+6005.285580.0995.186+6105.320680.1365.184+6205.285580.0995.186+6305.250480.0685.182+6405.215380.0425.173+6505.180280.0235.157+6605.145180.0105.135+6705.11080.0025.108K270+6785.10800.0005.1081.5横断面设计1.5.1横断面设计原则横断面设计必须结合地形、地质、水文等条件，本着节约用地的原则选用合理的断面形式，以满足行车舒适、工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求。1.5.2横断面几何尺寸路基宽度按双向四车道高速公路标准设置，为26.00m。中央分隔带宽3.50m，两边行车道各宽7.50m，两边硬路肩各为3.00m，土路肩0.75m，硬路肩横坡与路拱横坡相同都为2.0%，硬路肩与行车道采用相同的结构，作紧急停车带使用，并利于以后加宽。土路肩横坡为4%，见图1-2。第59页 南京工程学院毕业设计说明书图1-2路基标准横断面图（单位：cm）(1)边坡坡度取1∶1.5。(2)护坡道宽度一律取1.0m，外向倾角2%。3(3)边沟采用梯形状的边沟。1.5.3超高计算(1)由于平面曲线半径大于250m（R=6000m），均不需加宽计算。(2)超高计算。本高速路无超高计算。1.5.4绘制典型横断面图(标准、一般)，见附表1.6路基土石方计算本路段处于微丘平原地区，地基处理全为填方。填方量见下表表1-9土石方计算表桩号路基填方高度土石填方量（m3）桩号路基填方高度土石填方量(m3)K267+650～6702.031179.227470～4902.931781.147670～6902.091217.843490～5102.921774.192690～7102.151256.675510～5302.951795.075710～7302.211295.723530～5502.971809.027730～7502.271334.987550～5702.921774.192750～7702.381407.532570～5902.791684.323770～7902.491480.803590～6102.651588.675790～8102.551521.075610～6302.701622.700810～8302.611561.563630～6502.751656.875830～8502.671602.267650～6702.651588.675第59页 南京工程学院毕业设计说明书850～8702.731643.187670～6902.451454.075870～8902.791684.323690～7102.251321.875890～9102.851725.675710～7302.101224.300910～9302.861732.588730～7501.951128.075930～9502.871739.507730～7501.851064.675950～9702.931781.147750～7701.851064.675970～9902.991823.003770～7901.851064.675990～K268+103.051865.075790～8101.801033.20010～303.121914.432810～8301.751001.87530～503.171949.867830～8501.751001.87550～703.231992.587850～8701.751001.87570～903.292035.523870～8901.55878.07590～1103.552224.075890～9101.30726.700110～1303.462158.348910～9301.15637.675130～1503.572238.747930～9501.07590.747150～1703.632282.907950～9701.00550.000170～1903.692327.283970～9900.97532.627190～2103.742364.428990～K270+100.95521.075210～2303.762379.32810～300.96526.848230～2503.702334.70030～500.99544.203250～2903.622275.53250～701.05579.075290～3103.572238.74770～901.15637.675310～3303.502187.50090～1101.26702.828330～3503.422129.292110～1.33744.667第59页 南京工程学院毕业设计说明书130350～3703.342071.468130～1501.39780.763370～3903.262014.028150～1701.46823.148390～4103.181956.972170～1901.48835.312410～4303.101900.300190～2101.52859.712430～4503.021844.012210～2301.60908.800450～4702.941788.108230～2501.66945.868470～4902.861732.588250～2701.74995.628490～5102.781677.452270～2901.801033.200510～5302.701622.700290～3101.871077.307530～5502.621568.332310～3301.791026.923550～5702.541514.348330～3501.71976.923570～5902.511494.203350～3701.781020.652590～6102.481474.112370～3901.861070.988610～6302.401420.800390～4101.931115.347630～6502.321367.872410～4302.001160.000650～6702.241315.328430～4502.071204.947670～6902.161263.168450～4702.181276.172690～7102.091217.843470～4902.311361.283710～7302.021172.812490～5102.381407.532730～7501.941121.708510～5302.431440.747750～7701.861070.988530～2.471467.427第59页 南京工程学院毕业设计说明书550770～7901.781020.652550～5702.481474.112790～8101.70970.700570～5902.481474.112810～8301.62921.132590～6102.471467.427830～8501.54871.948610～6302.431440.747850～8901.46823.148630～6502.381407.532890～9101.41792.843650～6702.221302.252910～9301.46823.148670～6902.071204.947930～9501.50847.500690～7102.001160.000950～9701.53865.827710～7301.931115.347970～9901.57890.347730～7501.851064.675990～K268+101.63927.307750～7701.791026.92310～301.69964.483770～7901.72983.15230～501.751001.875790～8101.64933.48850～701.811039.483810～8301.55878.07570～901.871077.307830～8501.44811.00890～1101.931115.347850～8701.38774.732110～1301.991153.603870～8901.31732.683130～1502.051192.075890～9101.39780.763150～1702.111230.763910～9301.47829.227170～1902.171269.667930～9501.39780.763190～2102.231308.787950～1.32738.672第59页 南京工程学院毕业设计说明书970210～2302.291348.123970～9901.26702.828230～2502.351387.675990～K271+101.19661.283250～2902.411427.44310～301.12620.032290～3102.471467.42730～501.06584.908310～3302.531507.62750～701.05579.075330～3502.591548.04370～901.04573.248350～3702.651588.67590～98.3091.03567.427370～3902.711629.523390～4102.771670.587410～4302.831711.867430～4502.891753.363450～4702.921774.192小计(m3)135417.12587066.370总计（m3）222483.495第二章路基设计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。通常根据公路路线设计确定的路基标高与天然地面标高是不同的，路基设计表搞低于天然标高时，需进行挖掘；路基设计表搞高于天然地面标高时，需进行填筑。本设计所处地势平坦，高程变化不大，路基全为填方。2.1路基设计第59页 南京工程学院毕业设计说明书2.1.1横断面几何尺寸路基宽度按双向四车道高速公路标准设置，为26.00m。中央分隔带宽3.50m，两边行车道各宽7.50m，两边硬路肩各为3.00m，土路肩0.75m，硬路肩横坡与路拱横坡相同都为2.0%，硬路肩与行车道采用相同的结构，作紧急停车带使用，并利于以后加宽。土路肩横坡为4%，见图2-1。图2-1路基标准横断面图（单位：cm）(1)边坡坡度取1∶1.5。(2)护坡道宽度一律取1.0m，外向倾角2%。3(3)边沟采用梯形状的边沟。2.1.2超高加宽计算(1)由于平面曲线半径大于250m（R=6000m），均不需加宽计算。(2)超高计算。本高速路无超高计算。2.2路基边坡稳定性分析土坡稳定性的各种方法，按时问土体的滑动面特征，大体可以归纳为直线，曲线和折线三大类，而且均以土的抗剪强度为理论基础，按力的极限平衡原理建立相应的计算。本路基边坡稳定分析方法采用圆弧滑动面条分法。2.2.1基本资料取设计路段中最不利横截面（如填方最高）予以分析，分析方法采用圆弧滑动面条分法，最危险滑动面圆心采用4.5H法予以搜索。圆弧法的计算精度主要与分段数有关。分段愈多则计算结果愈精确，一般分7～10段。小段的划分，还可结合横断面特性，如划分在边坡或地面坡度变化之处，以便简化计算。要求最危险滑动面对应的最小稳定系数Kmin>1.20～1.25，达到该条件可以判定边坡为稳定状态。2.2.2路堤填土：第59页 南京工程学院毕业设计说明书路堤填土采用粘性土填筑，抗剪强度参数为c=28.3kPa，φ=32.4°；路堤填土容重γ=18.2kN/m3；2.2.3汽车荷载：汽车荷载一级荷载Q=550KN进行当量土柱高度h0换算：本毕业设计按照双向4车道计算：考虑最不利汽车荷载为公路Ⅰ级荷载550KN，假设计算模型为两边对称分布，主要计算路堤中心线下不同深度地基附加应力，各个土层计算点按照分层总和法处理。考虑N=4，Q=550kN，L=12.8m，d=0.6m，b=1.8m，m=1.3m予以计算。其中B=4×1.8＋3×1.3＋0.6=11.7m,故m2.2.3边坡稳定验算用4.5H法定出滑动圆弧面的圆心和半径。(1)取圆心点O点，半径为7.04m；圆心点，其半径为7.08m;圆心点，其半径为R=7.00m。(2)分条。将滑动土体分成7-8条，各土条宽度为（i=1，2……7），量出各土条底部滑动圆弧中点至圆心的水平距离，计算其倾角，Sin=/R；再求得各弧长，=/cos。图2-2边坡稳定分析示意图(3)量出各土条的平均高度（中心高度），并求出各土条面积=.取第59页 南京工程学院毕业设计说明书1m长路堤，计算各土条的重力=。上述计算的结果如图所示：当R=7.04m时：表2-1土条编号(m)(m)(m)()(m)（）（kN）11.6441.2860.8628.341.6611.41724.79921.1590.0721.7640.4651.1502.02335.41331.3151.1122.4637.2021.3253.23856.67941.2962.3863.30715.61.3454.28575.00251.3043.6615.80924.371.4317.574132.56161.4564.8445.18733.11.7377.552132.16471.6756.0884.14143.342.3026.936121.383K=［c+costan］/sin=2.33>1.25，可见该路堤的稳定性满足要求。当R＝7.08m时：表2-2土条编号（m）（m）（m）()(m)（）（kN）11.6621.2970.8728.381.6791.44925.36221.1650.0851.7820.541.1652.07636.33031.3341.1282.4757.281.3443.30157.77841.3082.3973.31615.621.3584.33775.90351.3213.6755.83624.381.4507.709134.91361.4604.8545.19733.051.7417.587132.78371.6826.0964.15643.232.3076.990122.331K=［c+costan］/sin＝2.40>1.25，满足路堤稳定性验算。当R＝7.00m时：表2-3土条编号（m）(m)(m)()(m)（）（kN）11.6251.2750.8588.271.641.3924.4021.1430.0641.7480.411.142.0034.9631.3021.1012.4517.151.313.1955.8541.2842.3733.29815.551.334.2374.1151.2943.6485.79824.341.427.50131.3061.4434.8265.16833.051.727.46130.50第59页 南京工程学院毕业设计说明书71.6646.0764.13043.362.296.87120.27K=［c+costan］/sin＝2.28>1.25，满足路堤稳定性要求。2.3地基承载力计算当车辆通过路基将荷载传给地基，在地基土中将产生附加应力和变形，从而引起路基的下沉。因此，为了保证路基的正常使用，必须预先对路基可能产生的最大沉降量的估算。就地基土层而言，使土体产生固结或压缩的应力主要有两种：其一是土的自重应力；其二是外荷载在地基内部引起的附加引力。对于新近沉积的土或人工填土，起初土尚处于悬浮状态，土的自重应力由空隙水承担，有效应力为零。随着时间的推移，土在自重应力下渐渐沉降固结，最后自重应力全部转化有效应力，故这类土的自重应力就是固结应力。但对于大自然天然土，由于经历了漫长的地质年代，在自重应力下已固结，此时的自重应力已不再引起土层固结，于是能够进一步使土层产生固结的，只有外荷载引起的附加应力，故此时的固结应力仅指附加应力。如果将时间推移到土层刚沉积时算起，那么固结应力也应该包括自重应力。地基沉降量指地基最终沉降量，采用计算方法分层总和法。沉降计算的分层总和法的基本原理：分别计算路基中心点下地基各分层土的压缩变形量，认为地基的沉降量S等于的总和。分层总和法的计算步骤：(1)选择沉降计算剖面，再每各剖面上选择若干计算点，再计算基低压力和地基中附加应力时，根据路基的截面和荷载的性质，求出基底压力的大小和分布，再结合地基土层的形状，选择沉降计算点的位置。(2)将地基分层，再分层时天然土层的交界面和地下水位面应为分层面，同时在同一类土层中分层的厚度不宜过大。一般取厚≤0.4b或＝1～2m，b路基宽度。(3)求出计算点垂线上各分层层面处的竖向自重应力，并绘出它的分布曲线。(4)求出计算点垂线上各分层层面处的竖向附加应力，并绘出它的分布曲线，取＝0.2处的土层深度为沉降计算的土层深度。5)求出各分层的平均自重应力。6)计算地基各分层的累计沉降量。第59页 南京工程学院毕业设计说明书已知底面尺寸＝37m×12m，地面荷载N＝550kN，各土层指标见下图：H＝3.65m，＝18.2kN/，＝0.81m，地基容许承载力=130kPa基底附加压力：18.2×（3.65＋0.81）＝98.5kPa取水的重度＝10kN/，则有效重度＝－10，路面中心线的自重应力和附加应力计算结果见图。到亚砂层，＝9.46kPa<0.2，＝0.2×168.93=33.79kPa,因此，沉降计算深度取为H＝20m，<0.4b＝0.4×37＝14.8m分层。＝2m，b=12，l=37，z每隔2米取一个点（0，2，4………18，20）n＝z/b,m=l/b;的值的值如下表2-4附加应力表点mznασ03.1000.25098.5013.121.330.17970.5323.142.660.10942.9533.164.000.07629.9443.185.330.05923.2453.1106.660.04718.5263.1128.000.03915.3773.1149.330.03413.4083.11610.660.03011.8293.11812.000.02610.24103.12013.330.0249.46表2-5分层总和法计算沉降量计算表点深度自重应力附加应力厚度自重应力平均值附加应力平均值自重应力加附加应力00098.5001232.4370.53222.4384.52106.952440.4342.95244.4356.74111.173665.4329.94269.9340.45113.384882.4323.24275.9326.59118.5251096.4318.52289.9320.88120.81612108.4315.372107.9316.87124.8714120.4313.402114.9314.39129.32816135.9311.822128.1812.62140.8918150.9310.242144.4311.03155.461020168.939.462159.939.85169.78表2-6沉降量计算表深度z2468101214161820第59页 南京工程学院毕业设计说明书15.2814.8614.2213.4613.2512.9810.459.569.049.0470.5342.9529.9423.2418.5215.3713.4011.8210.249.469.2325.7814.2113.4532.7952.3682.5652.4732.2652.093按公式＝Σ×/计算：＝37.236mm承载力验算：＝＋＝98.50kPa<=130kPa满足地基承载力要求。第三章路面设计沥青路面设计主要包括各项设计参数的测试和选定，路面结构组合设计，路面结构厚度验算以及路面结构方案的比选等。本章重点介绍行车道沥青路面的结构组合设计和路面结构层厚度验算。3.1基本资料沪宁高速公路设计年限为15年，属于重交通类型，双向4车道。设计路段位于公路自然区划为Ⅳ1区（东南湿热1区）。其林中桥设计路段地基为亚粘土（粉质粘土），路堤填土为粘性土，填土高度范围为：（0.9m～3.6m第59页 南京工程学院毕业设计说明书），根据该路段钻孔柱状图所揭示的地层情况，地下水位埋藏深度接近地表，可以判段该路段路基皆处于干燥状态。考虑到沪宁高速处于东南湿热Ⅳ1区域，该区域降雨量较大且集中，因此有必要分析路基处于中湿状态下的路面结构组合设计问题。本设计分别进行路基干燥（路基稠度建议值为Wc=1.10）和中湿（路基稠度建议值为Wc=1.00）2种路基干湿状态以及4种路面结构形式（总共2×4种情况）组合设计计算。沪宁高速开放交通初期双向混合交通量为25350辆/日，交通组成和代表车型的技术参数分别如表3-1、表3-2所示，交通量年平均增长率8%。沪宁高速公路拟采用高等级路面结构形式：沥青路面结构。表3-1某路段混合交通组成车型分类一类车二类车三类车四类车五类车六类车代表车型桑塔纳五十铃解放CA10B黄河JN150黄河JN162交通SH361比重（%）24.5742.3022.049.011.890.18表3-2代表车型的技术参数序号汽车型号总重（kN）前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数轮组数轴距（cm）出产国1桑塔纳2171411—合资2五十铃42142811—合资3解放CA10B80.2519.4060.851双—中国4黄河JN150150.6049.00101.601双—中国5黄河JN162174.5059.50115.001双—中国6交通SH361280.0060.002×110.02双130.0中国3.2交通量计算3.2.1交通量计算参数1.路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载,以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表3-3确定。路面作用的其它各种不同类型的轴载按照以下方法换算为标准轴载。表3-3标准轴载计算参数标准轴载BZZ-100标准轴载P(KN)100轮胎接地压强p(MPa)0.70单轮传压面当量圆直径d(cm)21.30两轮中心距(cm)1.5d第59页 南京工程学院毕业设计说明书2.设计年限的选择宜根据各地国民经济发展的实际情况和该公路在公路网中的地位，并考虑投资条件综合确定。新建高速公路、一级公路的路面设计年限应为15年，有特殊要求时可适当延长设计年限。对改建、扩建的高速公路、一级公路的路面设计年限宜为10年至15年，大修加铺工程可视具体情况确定设计年限。3.新建或改建公路的路面设计应根据《工程可行性研究报告》的有关交通量预测资料或现有交通量观测站实测十年以上的交通量资料，考虑各种车型的交通组成（或比例），并实测或收集大客车、小货车、中货车、大型货车、拖挂车等的轴载谱分布，或论证地确定各种车型的代表轴重；再将不同车型的轴重换算成标准轴载的当量轴次，求得交工后第一年双向日平均当量轴次(N1)。4.设计年限内交通量的平均增长率(r)应根据《工程可行性研究报告》中有关预测的交通量增长率，分析论证确定设计交通量的平均增长率。5.交通量宜根据表4的规定划分为五个等级。设计时可根据累计标准轴次Ne(万次/车道)或公路日平均汽车交通量(辆/日)，选择一个较高的交通等级作为设计交通等级。表3-4交通等级交通等级BZZ-100kN累计标准轴次Ne(万次/车道)中型以上货车及大客车（日/辆）A特轻交通<100<300B轻交通100～400300～1000C中交通400～12001000～4000D重交通1200～25004000～10000E特重交通>2500>100003.2.2交通量计算方法：1.以弯沉为指标的轴载换算方法为：各级轴载（包括车轮的前、后轴）Pi的作用次数ni均应按下式换算成标准轴载作用次数。式中：N—以弯沉为指标的标准轴载的当量轴次（次/日）；ni—被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）；P—标准轴载（kN）；Pi—被换算车型的各级轴载（kN）；第59页 南京工程学院毕业设计说明书C1—轴数系数；C2—轮组系数，单轮组6.4，双轮组1，四轮组0.38；当轴间距大于3m时,应按单独的一个轴载进行计算,此时轴数为m=1；当轴间距小于3m时,按双轴或多轴进行计算，轴数系数为式中：――为轴数表3-5轴载换算结果表（弯沉）车型Pi（KN）ni(次/日)五十铃SY132后轴286.4110723274.508解放CA10B后轴60.85115587642.505黄河JN150前轴49.0112284102.78后轴101.61122843540.2黄河JN162前轴59.51147950.295后轴115.0011479879.923交通SH361前轴60.0011464.968后轴110.0012.2463124.0445648.37注：轴载小于25kN的轴载作用不计。2.以弯拉应力为控制指标的轴载换算方法为：各级轴载（包括车轮的前、后轴）Pi的作用次数ni均应按下式换算成标准轴载作用次数：式中：—以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/日）；ni—被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）；P—标准轴载（kN）；Pi—被换算车型的各级轴载（kN）；—轴数系数；—轮组系数，单轮组18.5,双轮组1,四轮组0.09；当轴间距大于3m时,应按单独的一个轴载进行计算,此时轴数为m=1第59页 南京工程学院毕业设计说明书；当轴间距小于3m时,按双轴或多轴进行计算，轴数系数为：表3-6轴载换算结果表（弯拉）车型Pi（KN）ni(次/日)五十铃SY132后轴2818.51107237.49解放CA10B后轴60.85115587105.01黄河JN150前轴49.01122847.59后轴101.61122842593.26黄河JN162前轴59.5114797.52后轴115.00114791465.27交通SH361前轴60.0011460.77后轴110.001346295.824482.46注：轴载小于25KN的轴载作用不计。3.设计交通量是根据不同公路等级的设计年限、第一年双向日平均当量轴次(N1)、年平均交通量增长率、车道系数及该公路交通特点，计算的设计年限内一个方向一个车道的累计当量轴次，按以下公式计算：式中:Ne—设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标准当量轴次（次）；t—设计年限（年）；N1—路面竣工后第一年双向日平均当量轴次（次/日）；g--设计年限内的交通量平均年增长率（%）；h--车道系数，如下表3-7车道系数宜按照表3-7选定，若公路无分隔时，路面窄宜选高值，路面宽宜选低值。表3-7车道系数车道特征车道系数双向单车道1.0双向两车道0.6～0.7第59页 南京工程学院毕业设计说明书双向四车道0.4～0.5双向六车道0.3～0.4双向八车道0.25～0.35当上下行交通量或重车比例有明显差异时可区别对待，按上下行交通特点分别进行厚度设计。==2.799×107(次)==2.221×107(次)3.3干燥状态下的方案设计3.3.1确定累计标准轴次计算设置：根据交通量计算根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》按式计算设计年限内单车道单向累计标准轴次Ne1.交通参数公路等级：高速公路路面等级：高级路面设计年限：15年年平均增长率：8%车道特征：四车道车道系数：0.52.交通量组成表3-8交通量组成、汽车计算参数及轴载换算计算结果序号汽车名称交通量次/日汽车总重kN汽车前后轴计算参数弯沉换算交通量轴次/日弯拉应力换算交通量轴次/日轴位轴重kN轮组(个)轴数(根)轴距m1桑塔纳622821前轴711－00后轴1411－002五十铃1072342前轴1411－00后轴2811－274.5087.493解放CA10B558880.25前轴19.4011－00第59页 南京工程学院毕业设计说明书后轴60.8521－642.505105.014黄河JN1502285150.6前轴49.0011－102.787.59后轴101.621－3540.22593.265黄河JN162480174.5前轴59.5011－50.2957.52后轴115.021－879.9231465.276交通SH36146280.0前轴60.0011－4.9680.77后轴110.0121.33124.044295.82合计253505648.374482.46注：轴载小于25kN的轴载作用不计。3.累计标准轴次计算结果以设计弯沉值为控制指标验算时：Ne(A)=2.799×107轴次以容许弯拉应力为控制指标验算时：Ne(B)=2.221×107轴次3.3.2确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》按照公式计算设计指标表3-9设计弯沉计算值结构柔性路面夹层式组合基层沥青路面组合基层沥青路面半刚性基层沥青路面Ne27990000公路等级系数Ac1.01.01.01.0面层类型系数As1.01.01.01.0基层类型系数Ab1.6(22+2)/20=1.2(20+2)/20=1.11.0=600Ne-0.2AcAsAb(0.01mm)31.1123.3321.3819.44抗拉强度结构系数：对沥青混凝土面层：Ks=3.91对无机结合料稳定集料类：Ks=2.31对无机结合料稳定细粒土类：Ks=2.973.3.3确定土基回弹模量计算设置：按规范计算对干燥类粘质土组,其分界稠度为:Wc1.10,现取Wc=1.10,对Ⅳ1区干燥路段,取土基回弹模量E0=35.0MPa。3.3.4确定结构设计参数表3-10材料力学特性表第59页 南京工程学院毕业设计说明书材料名称材料类型抗压模量(MPa)劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)20°C15°C沥青玛蹄脂碎石SMA-13沥青混凝土140020001.40.36中粒式沥青混凝土Superpave-20沥青混凝土120018001.00.26粗粒式沥青混凝土Superpave-25沥青混凝土100014000.80.20大粒径沥青稳定碎石LSAM25-35沥青混合料120014000.60.15二灰稳定碎石稳定集料15000.50.22级配碎石非整体性300----二灰土无机结合料7500.20.073.3.5设计结果表3-11路面结构设计厚度结构结构一（柔性路面）结构二－夹层结构（组合基层沥青路面）结构三（组合基层沥青路面）结构四（典型半刚性沥青路面）面层4cmSMA-136cmSuperpave-204cmSMA-136cmSuperpave-204cmSMA-136cmSuperpave-204cmSMA-136cmSuperpav-e208cmSuperpave-25基层24cm大粒径沥青稳定碎石15cm级配碎石25cm二灰稳定碎石12cm大粒径沥青稳定碎石25cm二灰稳定碎石15cm级配碎石20cm二灰稳定碎石10cm大粒径沥青稳定碎石35cm二灰稳定碎石20cm级配碎石40cm二灰稳定碎石20cm二灰土3.3.6验算结果1.柔性路面(1)弯沉设计a)根据设计弯沉指标进行设计计算，得到满足路标弯沉设计标准的设计层厚度为：h5=25cmb)验算结果理论弯沉值进行修正后为：计算弯沉值为：ls=30.10(0.01mm)设计弯沉值为：ld=31.11(0.01mm)第59页 南京工程学院毕业设计说明书满足路面整体刚度指标要求(2)层底拉应力设计a)根据层底拉应力指标进行设计计算，得到满足层底拉应力设计标准的设计层厚度为：h5=25cmb)验算结果：两圆间隙中心C处第1层计算拉应力值为：=-0.22Mpa容许拉应力值为：=0.36Mpa满足第1层路面验算指标要求第2层计算拉应力值为：=-0.053Mpa容许拉应力值为：=0.26Mpa满足第2层路面验算指标要求第5层计算拉应力值为：=0.126Mpa容许拉应力值为：=0.22Mpa满足第5层路面验算指标要求根据上述计算，可确定同时满足路表弯沉和层底拉应力的设计层（二灰稳定碎石）厚度为25cm。柔性基层沥青路面结构组合示意图为：层号材料名称厚度(cm)1沥青玛蹄脂碎石SMA-1342中粒式沥青混凝土63沥青稳定碎石244级配碎石155二灰稳定碎石256土基——2.夹层式组合基层沥青路面(1)弯沉设计a)根据弯沉指标进行设计计算，得到满足弯沉设计标准的设计层厚度：h4=25cmb)验算结果计算弯沉值为：ls=21.70(0.01mm)第59页 南京工程学院毕业设计说明书设计弯沉值为：ld=23.33(0.01mm)满足路面整体刚度指标要求(2)层底拉应力设计a)根据层底拉应力指标进行设计计算，得到满足层底拉应力设计标准的设计层厚度为：h4=25cmb)验算结果两圆间隙中心C处第1层计算拉应力值为：=-0.194Mpa容许拉应力值为：=0.36Mpa满足第1层路面验算指标要求第2层计算拉应力值为：=-0.049Mpa容许拉应力值为：=0.26Mpa满足第2层路面验算指标要求第4层计算拉应力值为：=0.109Mpa容许拉应力值为：=0.22Mpa满足第4层路面验算指标要求根据上述计算，可确定同时满足路表弯沉和层底拉应力的设计层（二灰稳定碎石）厚度为25cm。夹层式组合基层沥青路面结构组合示意图为：层号材料名称厚度(cm)1沥青玛蹄脂碎石SMA-1342中粒式沥青混凝土63沥青稳定碎石124二灰稳定碎石255级配碎石156二灰稳定碎石207土基___3.组合基层沥青路面（1）弯沉设计a)根据弯沉指标进行设计计算，得到满足弯沉设计标准的设计层厚度：h4=35cm第59页 南京工程学院毕业设计说明书b)验算结果计算弯沉值为：ls=20.90(0.01mm)设计弯沉值为：ld=21.38(0.01mm)满足路面整体刚度指标要求（2）层底拉应力设计a)根据层底拉应力指标进行设计计算，得到满足层底拉应力设计标准的设计层厚度为：h4=35cmb)验算结果两圆间隙中心C处第1层计算拉应力值为：=-0.184Mpa容许拉应力值为：=0.36Mpa满足第1层路面验算指标要求第2层计算拉应力值为：=-0.048Mpa容许拉应力值为：=0.26Mpa满足第2层路面验算指标要求第4层计算拉应力值为：=0.108Mpa容许拉应力值为：=0.22Mpa满足第4层路面验算指标要求根据上述计算，可确定同时满足路表弯沉和层底拉应力的设计层（二灰稳定碎石）厚度为35cm。组合基层沥青路面结构组合示意图为：层号材料名称厚度(cm)1沥青玛蹄脂碎石SMA-1342中粒式沥青混凝土63沥青稳定碎石104二灰稳定碎石355级配碎石206土基——4.半刚性基层沥青路面(1)弯沉设计第59页 南京工程学院毕业设计说明书a）根据弯沉指标进行设计计算，得到满足弯沉设计标准设计层厚度：h4=40cmb)验算结果计算弯沉值为：ls=17.90(0.01mm)设计弯沉值为：ld=19.44(0.01mm)满足路面整体刚度指标要求(2)层底拉应力设计a）根据层底拉应力指标进行设计计算，得到满足层底拉应力设计标准的设计层厚度为：h4=40cmb）验算结果第1层计算拉应力值为：1=-0.172Mpa容许拉应力值为：R1=0.36Mpa满足第1层路面验算指标要求第2层计算拉应力值为：=-0.043Mpa容许拉应力值为：=0.26Mpa满足第2层路面验算指标要求第3层计算拉应力值为：=-0.024Mpa容许拉应力值为：=0.20Mpa满足第3层路面验算指标要求第4层计算拉应力值为：=0.071Mpa容许拉应力值为：=0.22Mpa满足第4层路面验算指标要求第5层计算拉应力值为：=0.058Mpa容许拉应力值为：=0.07Mpa满足第5层路面验算指标要求根据上述计算，可确定同时满足路表弯沉和层底拉应力的设计层（二灰稳定碎石）厚度为40cm。半刚性基层沥青路面结构组合示意图为：层号材料名称厚度(cm)1沥青玛蹄脂碎石SMA-1342中粒式沥青混凝土63粗粒式沥青混凝土8第59页 南京工程学院毕业设计说明书4二灰稳定碎石405二灰土206土基——3.3.7技术性分析1.柔性基层路面：上基层采用了模量较小的沥青稳定碎石和级配碎石，面层成为主要承载部分，沥青路面厚度（包括沥青稳定碎石层）较大；路表弯沉也较大。而下基层采用了模量较大的二灰稳定碎石，从而减小了路面总厚度。半刚性基层路面：上基层采用了模量较大的二灰稳定碎石，半刚性基层成为主要承载部分，沥青路面厚度有较大减小，路表弯沉也较小；而下基层采用了模量较小抗拉强度也较小的二灰土，使得路面总厚度有较大增加。组合基层路面和夹层式组合路面：上基层采用了模量较小的沥青稳定碎石，下基层采用半刚性材料二灰稳定碎石，面层和基层共同成为承载部分；沥青路面厚度有较大减小，路表弯沉也较小；底部采用级配碎石扩散应力，减小土基顶部压力。2.交通条件：设计年限内累积标准轴载Ne2为1200<2799万次/日/车道<3000，因此属于重交通道路。3.自然条件：该地区隶属公路自然区划Ⅳ1区；沿线水网密布、地质复杂、有软土分布的路段较长达92kM。年平均降雨量约为1000mm，降雨以梅雨、秋雨为主，全年平均气温（七日平均气温）约为28℃，最高月平均地表温度T≥35℃。春夏季为东南季风，不利季节时阴雨连绵。4.工程地质条件：地下水位至地表；地基土主要为软土，分布广泛；地基承载力较低。5.结论：为适应路面排水和软弱地基情况，防止路面水损害和反射裂缝，可选用方案一、方案二和方案三，而舍弃方案四。3.3.8经济性分析方案一—柔性沥青路面表3-12材料名称厚度／cm价格（元／㎡）工程造价（元／㎡）沥青玛蹄脂碎石SMA-1346.8727.49中粒式沥青混凝土65.7134.30沥青稳定碎石241.4835.40级配碎石150.8612.90二灰稳定碎石251.2030.10第59页 南京工程学院毕业设计说明书140.20方案二—夹层式组合基层沥青路面表3-13材料名称厚度／cm价格（元／㎡）工程造价（元／㎡）沥青玛蹄脂碎石SMA-1346.8727.49中粒式沥青混凝土65.7234.3沥青稳定碎石121.4817.7二灰稳定碎石251.2030.1级配碎石150.8612.9二灰稳定碎石201.2224.4146.9方案三—组合基层沥青路面表3-14材料名称厚度／cm价格（元／㎡）工程造价（元／㎡）沥青玛蹄脂碎石SMA-1346.8727.49中粒式沥青混凝土65.7234．3沥青稳定碎石101.5415.4二灰稳定碎石351.1339．5级配碎石200.8717．3134.0经济性分析表明，方案一（140.2元／㎡）、方案二（146.9元／㎡）和方案三（134.0元／㎡）的工程造价相当。柔性路面自身刚度较低而导致路面结构竖向变形（弯沉）较大，不利于结构稳定；由于不能较好的扩散交通荷载，导致土基顶部竖向应力较大而加速地基沉降；组合基层路面既有较大刚度，又能承受大部分交通荷载作用，因此既能适应地基变形又能保持路面结构的较大刚度。经过技术经济性综合分析，建议采用方案三，即组合基层沥青路面。3.4中湿状态下的方案设计3.4.1累计标准轴次3.4.2路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数同上3.4.3确定土基回弹模量计算设置：按规范计算对中湿类粘质土组,其分界稠度为:1.10Wc0.95,现取Wc=1.00,对Ⅳ1区中湿路段,取土基回弹模量E0=30.0Mpa。3.4.4结构设计参数同上第59页 南京工程学院毕业设计说明书3.4.5验算结果1.柔性路面(1)弯沉设计a)根据设计弯沉指标进行设计计算，得到满足路标弯沉设计标准的设计层厚度:h5=25cmb)验算结果理论弯沉值进行修正后为：计算弯沉值为：ls=29.5(0.01mm)设计弯沉值为：ld=31.11(0.01mm)满足路面整体刚度指标要求(2)层底拉应力设计a)根据层底拉应力指标进行设计计算，得到满足层底拉应力设计标准的设计层厚度为：h5=25cmb)验算结果：两圆间隙中心C处第1层计算拉应力值为：=-0.213MPa容许拉应力值为：=0.36MPa满足第1层路面验算指标要求第2层计算拉应力值为：=-0.058MPa容许拉应力值为：=0.26MPa满足第2层路面验算指标要求第5层计算拉应力值为：=0.036MPa容许拉应力值为：=0.22MPa满足第5层路面验算指标要求根据上述计算，可确定同时满足路表弯沉和层底拉应力的设计层（二灰稳定碎石）厚度为25cm。柔性基层沥青路面结构组合示意图为：层号材料名称厚度(cm)1沥青玛蹄脂碎石SMA-1342中粒式沥青混凝土63沥青稳定碎石24第59页 南京工程学院毕业设计说明书4级配碎石155二灰稳定碎石256土基——2.夹层式组合基层沥青路面(1)弯沉设计a)根据弯沉指标进行设计计算，得到满足弯沉设计标准的设计层厚度为：h4=25cmb)验算结果计算弯沉值为：ls=19.40(0.01mm)设计弯沉值为：ld=23.33(0.01mm)满足路面整体刚度指标要求(2)层底拉应力设计a)根据层底拉应力指标进行设计计算，得到满足层底拉应力设计标准的设计层厚度为：h4=25cmb)验算结果两圆间隙中心C处第1层计算拉应力值为：=-0.171MPa容许拉应力值为：=0.36MPa满足第1层路面验算指标要求第2层计算拉应力值为：=-0.041MPa容许拉应力值为：=0.26MPa满足第2层路面验算指标要求第4层计算拉应力值为：=0.047MPa容许拉应力值为：=0.22MPa满足第4层路面验算指标要求根据上述计算，可确定同时满足路表弯沉和层底拉应力的设计层（二灰稳定碎石）厚度为25cm。夹层式组合基层沥青路面结构组合示意图为：层号材料名称厚度(cm)1沥青玛蹄脂碎石SMA-1342中粒式沥青混凝土6第59页 南京工程学院毕业设计说明书3沥青稳定碎石124二灰稳定碎石255级配碎石156二灰稳定碎石207土基___3.组合基层沥青路面（1）弯沉设计a)根据弯沉指标进行设计计算，得到满足弯沉设计标准的设计层厚度为：h4=35cmb)验算结果计算弯沉值为：ls=20.0(0.01mm)设计弯沉值为：ld=21.38(0.01mm)满足路面整体刚度指标要求（2）层底拉应力设计a)根据层底拉应力指标进行设计计算，得到满足层底拉应力设计标准的设计层厚度为：h4=35cmb)验算结果两圆间隙中心C处第1层计算拉应力值为：=-0.20MPa容许拉应力值为：=0.36MPa满足第1层路面验算指标要求第2层计算拉应力值为：=-0.056MPa容许拉应力值为：=0.26MPa满足第2层路面验算指标要求第4层计算拉应力值为：=0.127MPa容许拉应力值为：=0.22MPa满足第4层路面验算指标要求根据上述计算，可确定同时满足路表弯沉和层底拉应力的设计层（二灰稳定碎石）厚度为35cm。组合基层沥青路面结构组合示意图为：第59页 南京工程学院毕业设计说明书层号材料名称厚度(cm)1沥青玛蹄脂碎石SMA-1342中粒式沥青混凝土63沥青稳定碎石104二灰稳定碎石355级配碎石206土基——4.半刚性基层沥青路面1)弯沉设计a）根据弯沉指标进行设计计算，得到满足弯沉设计标准的设计层厚度：h4=40cmb)验算结果计算弯沉值为：ls=18.50(0.01mm)设计弯沉值为：ld=19.44(0.01mm)满足路面整体刚度指标要求2)层底拉应力设计a）根据层底拉应力指标进行设计计算，得到满足层底拉应力设计标准的设计层厚度为：h4=40cmb）验算结果第1层计算拉应力值为:=-0.179MPa容许拉应力值为：=0.36MPa满足第1层路面验算指标要求第2层计算拉应力值为：=-0.047MPa容许拉应力值为：=0.26MPa满足第2层路面验算指标要求第3层计算拉应力值为：=-0.025MPa容许拉应力值为：=0.20MPa满足第3层路面验算指标要求第4层计算拉应力值为：=0.076MPa第59页 南京工程学院毕业设计说明书容许拉应力值为：=0.22MPa满足第4层路面验算指标要求第5层计算拉应力值为：=0.063MPa容许拉应力值为：=0.07MPa满足第5层路面验算指标要求根据上述计算，可确定同时满足路表弯沉和层底拉应力的设计层（二灰稳定碎石）厚度为40cm。半刚性基层沥青路面结构组合示意图为：层号材料名称厚度(cm)1沥青玛蹄脂碎石SMA-1342中粒式沥青混凝土63粗粒式沥青混凝土84二灰稳定碎石405二灰土206土基——3.4.6技术经济性分析同理，方案三是最佳路面结构形式。第四章路基防护设计路基防护主要有边坡坡面防护，沿河路堤防护与加固以及湿软地基的加固处理，本设计的路基防护主要是考虑边坡坡面的防护。坡面防护主要是保护路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏，从而提高边坡的稳固性。坡面防护包括植物防护和工程防护，当路基土石方施工时或完毕后，应及时进行路基边坡防护。施工必须适时，稳定，防止雨水、气温、风沙作用破坏边坡的坡面。第59页 南京工程学院毕业设计说明书4.1路基防护设计4.1.1植物防护   一般采用铺草皮，种草和植灌木(树木)形式，利用植被对边坡的覆盖作用，植物根系对边坡的加固作用，保护路基边坡免受大气降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地气候、土质、含水量等因素，选用易于成活，便于养护，经济的植物类种。最主要的是加强养护管理，保证成活率。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合，根与根相连，盘根错节，使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层，从而有效的稳定土层，阻挡冲刷和坍塌。另外，植物防护还能美化环境，增加较好的视觉效果。铺草皮防护，适用于各种土质边坡，草皮厚度宜10公分左右。规格大小视施工情况确定，宜选用带状或块状草皮。根据具体情况，采用平铺、叠铺或方格等形式。从坡脚向上铺钉，用尖木(竹)桩固于边坡上。种草防护，适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微的路基边坡上。草籽应均匀撒布在清理好的土质坡面上，同时做好浇水、养护管理。路堑较陡或较高时可通过实验，将草籽与含肥料的有机质泥浆喷射到坡面上。灌木(树木)防护，适用土边坡栽植。方法按设计要求，施工时应注意季节。树种应采用耐寒、耐旱，容易成活的树种。规范规定，高速公路、一级公路边坡上严禁种植乔木。4.1.2工程防护   工程防护适用于不易于草木生长的岩石面上。一般采用框格、抹面、捶面和喷桨、坡面护墙、护坡等框格防护用混凝土、浆砌片(第59页 南京工程学院毕业设计说明书块)石等材料，在边坡上形成骨架，提高边坡表面粗糙度系数，减缓了水流速度。根据美观需要，框格可做成各种造型：六角形混凝土块、浆砌片石拱形、浆切片石或预制块作成的麦穗形等。除对路基边坡有一定的防护作用外，还对路容有一定的美化效果。由于在边坡中镶槽镶进，有一定的施工难度。目前，仅在互通式立交桥范围，重要景点附近使用。注意，在施工前，应将坡面上的杂质、浮土、松动石块及表层风化岩体等清除干净。抹面、捶面防护，由于使用年限短，现在的高速公路很少使用。当路基较低时，采用抹面防护合理掺加草籽，既能起到防护作用又能起到绿化效果，可适当尝试喷射防护和喷射混凝土防护，适用于边坡易风化，裂隙和节理发育，坡面不完整的岩石边坡。为了防止水泥混凝土硬化收缩，产生裂缝和剥落现象的发生，在喷射混凝土前，一般用菱形金属网或高强度土工格栅，通过锚杆固定到边坡上。护面墙防护是为了覆盖各种软质岩层和较为破碎的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡，免受大气影响而修的墙，称为护面墙。可有效的防止边坡冲刷，防止三类坍塌，是最常用的一种防护形式。护面墙除自重外，不担负其他荷载，也不承受墙后土压力。护面墙有实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙等。实体护面墙用于一般土质及破碎岩石边坡；孔窗式护面墙用于坡度缓于1：0．75边坡，孔窗内可捶面或干砌片石；拱式护面墙用于下部岩石较完整而需要防护上部边坡者。用护面墙防护的挖方边坡不宜陡于1：0．5。在我国山区高等级公路防护中，护面墙是采用较多的形式。而且多为实体护面墙。根据边坡高度，岩石风化程度以及岩体的地质特性，采取半防护和全防护形式。在半防护措施中，有时采用坡脚护面墙。因为自然降水从坡顶沿坡面下流，流至坡脚时，速度最大，冲刷最严重。因此，在坡脚处设置护面墙是最起码的防护措施护坡防护是目前最常用的路基边坡防护形式。在稳定边坡上铺砌(浆砌或干砌)片石、块石或混凝土预制块等材料，防止地表径流或坡面水流对边坡冲刷。铺砌方式一般采用浆砌。冲刷轻微时，软土地基上的土质路堤防护，无水流冲刷影响时，可采用干砌片石护坡。以适应地基不均匀沉降引起的路基变形。本设计路段采用框格植草防护，用浆砌片石做骨架，框格内采用铺草皮防护。路基边坡防护图见附表。4.2挡土墙设计本设计采用重力式挡土墙。重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片（块）石砌筑，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙圬工量大，但其型式简单，施工方便，可就地取材，适应性强，故被广泛采用。4.2.1挡土墙设计（一）设计需设挡墙路段根据设计要求，桥头位置需设重力式挡土墙，最大深度4.20m。（二）设计资料1．设计荷载：550KN2．填料：粘性土，容重＝18.2KN/，砌体容重＝23KN/，C＝28.5Kpa计算内摩擦角系数为＝32.43基底摩擦系数μ＝0.354填料与墙背间的摩擦角＝16.25墙身材料：M5浆砌Mu50片石第59页 南京工程学院毕业设计说明书6计算简图：7．土压力计算：（1）假定破裂面交于荷载内，故φ=32.4δ=16.2α=15a=2.8m,b=4.2m,=0.81mH=4.20m＝0.837验算假定：（H＋a）tan+Htanα=7tan39.92+4.2tan15=6.98m(b+d)=4.2＋0.6=4.8m(b+d+)=(4.2+0.6+26)=30.8则(b+d)<（H＋a）tan+Htanα<(b+d+)第59页 南京工程学院毕业设计说明书表明破裂面交于荷载内，与假定相符。（2）主动土压力系数＝0.345＝0.54=1.68m=H－－＝2.52m=＝2.56＝1.68m2.33-1.68×0.75=1.07m=0.5×18.2×4.22×2.56×0.345=141.77KN141.77×COS(15+33.7)=93.59KN=141.77×sin(15+33.7)=106.49KN8拟定断面尺寸：B＝1.2m，＝150，B1=1.2+4.2×tan15=2.33m（1)墙重（取墙长1m计）=0.5×(3.44×2＋0.32)×1.2×23=99.36KN＝0.5×4.2×4.2×tan15×23=54.36KN=＝0.5×2.332×tan15×23=16.73KN第59页 南京工程学院毕业设计说明书＝＋＋＝99.36＋54.36＋16.73=170.45KN（2）各部分墙重对墙趾M的力臂=0.5×B=0.5×1.2m=0.6m＝2＋＝2.38m＝＝1.55m4.2.2抗滑移稳定性验算＝＝1.73经验算，满足抗滑动稳定性要求。4.2.3抗倾覆稳定性验算第59页 南京工程学院毕业设计说明书＝2.86经验算，满足抗倾覆稳定性要求。4.2.4基底应力与偏心距验算偏心距=(4.2-h)tg＋B＝(4.2-2.68)×tan15＋1.2=1.61m＝0.38>/6＝0.27基底应力其中：五章36（弯沉设计）按公式（ 通过验算，基底应力及偏心距均满足要求4.2.5墙身应力验算取距墙顶4.2的截面进行验算＝0.54=1.68m=H－－＝1.98m18.2×0.81×0.345=5.09kPa18.2×2.8×0.345=17.58kPa第59页 南京工程学院毕业设计说明书18.2×4.2×0.345=26.37kPa=0.5×4.2×26.37+0.5×0.54×17.58+(0.54+1.68)×17.58+1.68×5.09=104.19kN砌体重G1=170.45KNZ1=2.33/2+4.2/2tan15=1.73m偏心距e1=B1/2－=1.17－(170.45×1.73-89.12×1.57)/170.45=0.26m>0.5Zn=0.22m其中：墙身截面强度满足要求。第五章公路排水设计公路排水的目的是将路基范围内的土基温度降低到一定的限度范围内，保护路基常年处于干燥状态，确保路基及其路面具有足够的强度与稳定性。把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排除出路界，同时把路界处于可能流入的地表水拦截在路基范围外，以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。5.1公路排水系统5.1.1要求第59页 南京工程学院毕业设计说明书各项设施应具有足够的泄水能力，排除渗入路面结构内的自由水自由水在路面结构内的渗流时间不能太长，渗透路径不能太长，排水设施要有较好的耐久性。5.1.2一般原则(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。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠宜短不宜长，以使水流不过于集中，作到及时疏散，就近分流。(2)各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道，两者必需合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。(3)设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地下排水与地面排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，作到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应于路段防护加固相配合，并进行特殊设计。(4)路基排水要注意防止附近的山坡的水土流失，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程，对于重点路段的主要排水设施，以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠应注意必要的防护和加固。(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，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。(6)为了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。5.1.3其他构造物的设置本路段位于平原微丘处，地势变化较小，河流较多，因而根据河流位置进行排水设计：在桩号K269+20.450，K269+250.340，K270+134.00处与河塘相交，边沟的水要求尽量排到河塘里。(1)边坡坡度：边沟采用梯形状的边沟。尽量原地面线，边沟控制在300～400米，最小坡度为3‰，填挖不超过0.8～1.0米。见表。表5-1边沟坡度第59页 南京工程学院毕业设计说明书边沟值-3.3‰3.75‰-3.4‰4.2‰-3.3‰3.6‰5.2路基路面排水设计5.2.1路基排水设计路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跌水井和急流槽，各类地段排水沟应高出设计水位0.2m以上。边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:1，高速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%，边沟可采用小石子混凝土加C20混凝土预制块防护，高速公路当采用M7.5的砂浆强度，边沟长度不宜超过500m，截水沟横断面可采用梯形，边坡坡度采用1:1，深度0.6m，宽度0.6m+0.6m+0.6m，沟底纵坡不宜小于0.5%，水流通过陡坡地段时可设置跌水等或急流槽，应采用浆砌片石或水泥混凝土预制块砌筑，边墙应高出设计水位0.2m以上，其横断面形式为矩形，槽底应做成粗糙面，厚度为0.2~0.4m，混凝土为0.1~0.3m，跌水的台阶高度可采用0.3~0.6m，台面坡度应为2%~3%，急流槽以纵坡不宜陡于1:1.5，急流槽过长时应分段修筑，每段长度不宜超过10m。5.2.2路面排水设计本公路的路面排水主要是由路肩排水措施以及中央分隔带排水设施组成。1.路肩排水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。急流槽的设置间距按路肩排水的容许流量计算确定，以20m~50m为宜，急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近，并考虑地形、边坡状态及其它排水设施的联接。2.中央分隔带排水路段中央分隔带下部设置碎石渗水盲沟，路面水由中央分隔带排水设施排出；超高路段，可设开口明槽，雨水流向下半幅路面排出，开口横断面尺寸为高×宽＝第59页 南京工程学院毕业设计说明书15cm×50cm，间距宜为3~5m。第六章桥涵设计桥涵是公路的重要组成部分，尤其是大中型桥梁，对公路和施工工期、工程造价有较大影响。公路桥涵建设与农田水利及人民生活关系密切，应综合考虑各方面因素进行设计与施工。6.1概述桥涵分类采用两个指标，一个是单孔跨径，另一个是多孔跨径总长。桥涵的划分，无论有无填土，均以跨径大小为界：凡单孔跨径小于5m或多孔跨径总长小于8m，一律称为涵洞。第59页 南京工程学院毕业设计说明书桥涵设置: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。本项目地处长江流域平原地区,湖泊、河流众多,水网密布,农田水利设施较完善。桥梁结构:本段内主跨上部结构为预应力混凝土简支梁桥。下部结构采用柱式墩,柱式或肋板式台,钻孔灌注桩基础。涵洞结构:通过现场调查、研究,原有老路涵洞采用接长利用,新建涵洞的设置是以不破坏现有农田水系,保证沿线排灌通畅为原则,并需满足部分地区防洪、排涝以及公路自身排水和沿线群众生活用水的需要。老涵接长前应先对原有涵洞桩号、涵底高程、与路线交角进行复测。6.2初步确定桥涵位置、类型、孔径和数量小桥涵是公路排水的主要构造物，在本路段设计中小桥涵的多少直接影响工程造价和使用效果。不同构造型式的涵洞常用跨径、适用范围和优缺点见下表。表6-1不同构造型式的涵洞的常用跨径，适用性和优缺点构造形式常用跨径适用性优缺点圆管涵50,75,100,125,150有足够填土高度的小跨径暗涵对基础适应性及受力性能较好，不需墩台，圬工数量少，造价低箱涵200,250,300,400,500软土地基时设置整体性强，但用钢筋数量较多，造价高，施工较困难在设计过程中，设置小桥涵时，上游洞口应考虑流向，下游洞口以不危及农田村镇为原则，同时考虑到圆管涵利于施工，又经济简便，所以大部分形式均采用无压力式圆管涵形式。本路段有3处设涵洞，3处设置桥梁。在桩号K268+249.900附近有一条河，设置一预应力混凝土简支梁桥桩号K269+600出现一条河流，设置一预应力混凝土简支梁桥。桩号K271出现一条河流,设置一预应力混凝土简支梁桥表8-2桥涵汇总表桩号桥涵类型和孔径第59页 南京工程学院毕业设计说明书K268+249.900预应力混凝土简支梁桥K269+20.450圆管涵K269+250.340圆管涵K269+600.00预应力混凝土简支梁桥K270+134.00圆管涵K270+953.900预应力混凝土简支梁桥注：上表中若无特别注明，皆为钢筋混凝土圆管涵。6.3涵洞计算采用的方法为径流形成法，此法是以暴雨资料为主推算小流域洪水流量的一种方法，是公路部门目前普遍使用的一种计算方法，该公式只适用于汇水面积F≤30km2的小流域。我国公路系统最常采用的是公路科学研究所提出的简化公式，其中未考虑洪峰削减的公式为：（6-1）式中QP——规定频率为P时的雨洪设计流量（m3/s）F——汇水面积（km2），根据详细设计平面图计算得：F=0.48km2h——暴雨径流厚度（mm）取汇流时间为t＝30min根据公路类型，本地区设计洪水频率为1/100根据以上四个因素值查表得h＝35mmZ——被植物或坑挖滞流的径流厚度根据地面特征查表得Z＝12mm（灌木丛，山地水稻田，结合治理，坡面已初步控制）φ——地貌系数，根据地型、汇水面积F、主河沟平均坡度Iz决定按主河沟平均坡度Iz（‰）＝10～20汇水面积F（km2）F＜10km2根据表查得φ=0.09β——洪峰传播的流量折减系数，由汇水面积重心至桥涵的距离（L0＝0.3km<1k第59页 南京工程学院毕业设计说明书m）及汇水区的类型（丘陵汇水区）综合查表得，本设计取β=1；γ——汇水区降雨不均匀的折减系数，由于汇水区得长度宽度均小于5km，故不予考虑，取γ=1；δ——考虑湖泊或小水库调节作用对洪峰流量影响的折减系数，本地区没有水库，所以取1；将各值带入公式计算得（6－2）(1)确定涵洞孔径d初选临界水深hk时的充满度为。查表的，k=0.367。则管径为：（6－3）结合表6-1圆管涵常用管径，本设计取管径d=1.5m。(2)临界水深以d=1.5m代入计算时，可得（6－4）查表得到相应的。故临界水深m。(3)临界流速和临界坡度的确定查表可得，当时，，，。则：临界流速vk：m/s（6－5）临界坡度为：5.434‰（6－6）第59页 南京工程学院毕业设计说明书采用临界坡度时，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。(1)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。（6－7）则，（6－8）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,（6－9）由此，。则‰。（6－10）可见涵洞纵坡I可在ik=5.488‰～33.52‰范围内选择。(2)确定涵洞长度mm式中B——路基宽度，为26米B下,B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；H——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4米；h上，h下——涵洞上下游洞口建筑高度，h上取3.0米，h下取2.5米；m——路基边坡坡度（按1：m），m=1：1.5；i0——涵底坡度（以小数表示）i0=11.2%；第59页 南京工程学院毕业设计说明书L上，L下——涵洞上，下游长度。涵洞全长：L=L上+L下=12.41+18.33=30.74m（6－11）6.4桥台桥台指的是位于桥梁两端并与路基相连接的支承上部结构和承受桥头填土侧压力的构造物。在岸边或桥孔尽端介于桥梁与路堤连接处的支撑结构物。它起着支撑上部结构和连接两岸道路同时还要挡住桥台背后填土的作用。桥台具有多种形式，主要分为重力式桥台、轻形桥台、框架式桥台、组合式桥台、承拉桥台等。桥台布置    桥台的常用高度不超过10米，少数高达20米左右。一般以桥头路基填土高度确定桥台的高度。桥梁全长在满足桥孔排洪或桥下交通要求的前提下，可在桥头修筑高桥台、高路堤，也可用引桥取代高路堤，延长桥梁长度这主要取决于桥位附近地形、地质、土石方调配、合理使用土地及环境美化等方面的条件。本设计选择重力式桥台T形形式。T形桥台的截面形状为T形。它由前墙和后墙组成。其前墙支承桥跨；后墙平行于线路，墙顶设道碴槽，承托桥跨和路堤间的线路上部建筑。这种桥台具有较好的刚度、强度和较强的适应性，以及工程量较少等优点，因此应用较广泛。第七章总结本毕业设计主要内容主要包括道路线型设计，路面设计，路基边坡稳定性分析，路基防护，挡土墙设计，地基沉降计算，综合排水设计以及桥涵布置设计。其中重点设计内容为线型设计和路面设计。1.道路线型设计包括道路的平纵横设计：平面线型设计主要是第59页 南京工程学院毕业设计说明书通过合理组合和综合考虑平面三要素直线、圆曲线、缓和曲线，使平面线形直捷、连续、顺畅，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；纵断面设计根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线；公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据规划交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定。2.路面结构组合设计：路面结构组合设计主要取决于公路等级、交通量大小、交通组成、自然条件、地质水文条件以及工程造价等情况。以路表回弹弯沉和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性材料层弯拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计，确定路面结构设计层的厚度。针对初定的各个设计方案予以技术经济分析，通过方案比选获得最佳路面结构组合设计方案。3.边坡稳定性分析是运用圆弧滑动面条分法，以对路基的稳定性作出综合的正确的评价。4.挡土墙采用重力式挡土墙，进行抗稳定性，抗倾覆基底应力与偏心距，墙身应力的验算。路基边坡防护采用用框格植草防护，用浆砌片石做骨架，框格内采用铺草皮防护。5.地基沉降计算采用计算方法分层总和法，其原理是分别计算路基中心点下地基各分层土的压缩变形量，认为地基的沉降量S等于的总和。6.路基排水设计采用边沟排水，边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:1；路面排水采用路肩排水措施以及中央分隔带排水设施。7.桥涵设计在本设计中从略，对其有一个大概的了解，从而使道路和桥梁有机的结合起来。致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的导师沈正第59页 南京工程学院毕业设计说明书老师。他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是沈老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩沈老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下土建专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢南京工程学院四年来对我的大力栽培。参考文献[1]JTJ034-2000，公路路面基层施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2000.[2]JTGB01-2003，公路工程技术标准[S].北京：人民交通出版社，2003.[3]JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2004.[4]JTGD50-2006，公路沥青路面设计规范[S].北京：人民交通出版社，2006.第59页 南京工程学院毕业设计说明书[5]JTGF10－2006，公路路基施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2006.[6]JTGD30-2004，公路路基设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.[7]JTJ051-93，公路土工试验规程[S].北京：人民交通出版社，1993.[8]JTGD20—2006，公路路线设计规范[S].北京：人民交通出版社，2006.[9]JTGB01-2003，公路工程技术标准[S].北京：人民交通出版社，2003.[10]JTJ018-97，公路排水设计规范[S].北京：人民交通出版社，1997.[11]JTGD20—2006，公路路线设计规范[S].北京：人民交通出版社，2006.[12]JTJ061-99，公路勘测规范[S].北京：人民交通出版社，1999.[13]JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社，2004.[14]邓学钧.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，2005.[15]孙家驷.道路勘测设计[M].北京：人民交通出版社，2005.[16]华南理工大学，浙江大学，湖南大学.路基路面工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.[17]东南大学，浙江大学，湖南大学，苏州科技大学.土力学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.[18]Ivkovic,D.P.Manufactureofhigh-strengthlightweightaggregates，FuelandEnergyAbstracts,Volume:39,Issue:3,May,1998,pp.191.[19]Steekiew,R.;Zabielaska-Adamska,K.Applicationofpowerindustrywastesinroadembankments,FuelandEnergyAbstracts,Volume:38,Issue:4,July,1997,pp.263.第59页'