土木工程毕业设计,公路设计计算书模版

'西南科技大学本科生毕业论文第1章绪论1.1我国公路概况进入改革开放后，伴随着国民经济快速发展和对外开放的不断扩大，公路交通步入了快速发展的轨道。公路建设成就辉煌，令人振奋。2010年底，全国公路总里程达395万公里，是建国初期的近49倍。路面技术等级和通达深度也得到很大提高。高速公路建设突飞猛进万公里，随着中国2009年新修通了4719公里的高速公路，到2009年底，中国高速公路的通车总里程达6.5万公里。中国创造了世界高速公路发展的奇迹。而在20多年前，中国的高速公路连一米都没有。路网整体水平和公路通过能力有了明显提高。基本建成国道主干线,实施西部开发大通道工程,重点加强沟通东中西三大地带、纵贯区域南北、通江达海、连接周边国家,的公路大通道建设。使西部地区公路交通的发展基本适应国民经济发展的需要,基本形成区域干线公路网络,实施干线路网改造工程,使省会(区、市)到地州的公路达到二级以上标准,地(州)到县的公路达到三级标准。实施以硬化路面、提高抗灾能力为主的农村公路工程,使县到乡的公路基本达到四级以上标准,乡以下公路能够满足通机动车的要求,使农村公路的交通条件进一步改善。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，将是我国公路交通发展的战略重点。1.2路线概况该区位于四川盆地东北部，属亚热带湿润季风气候区，四季分明，年平均气温12～17℃，极端最高气温40℃，极端最低气温-5℃。年平均降雨量1034mm，年平均雾日5050 西南科技大学本科生毕业论文天，平均风速3.15m/s。本地区地震烈度为Ⅳ度。山坡地段上覆1～3m粘土表层，下为粉砂质泥岩及砂页岩，呈互层状产出；水田段淤泥0.3m，其下2～5m粘土。5．材料供应：沿线附近可采集到砂、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。1.3设计任务本次设计任务主要包括：路线设计：纸上定线，进行方案比较，进行路线平面设计，进行路线纵断面设计。路基设计：完成1km路基横断面设计，土石方计算及路基排水设计，结构设计，边坡设计。路面设计：沥青混凝土路面设计。小桥涵设计：结合自身设计，完成一项涵洞设计。1.4公路等级和设计指标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、高速公路、二级公路、三级公路和四级公路。高速公路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。一级公路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15000~30000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。二级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为3000~7500辆以上，专供汽车行驶的公路。三级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量为1000~4000辆以上的公路。四级公路一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载重汽车的远景设计年限的年平均昼夜交通量双车道1500辆以下，单车道200辆以下。根据交通量计算确定公路等级:已知资料：交通资料：据调查，近期（起始年）交通组成及数量如下：小汽车：2300辆/日（年平均，下同）50 西南科技大学本科生毕业论文载重汽车：1200辆/日其中：解放CA10B800辆/日黄河JN15050辆/日东风EQ14080辆/日依士兹TD50200辆/日黄河JN162A70辆/日预测交通量年平均增长率：5％。根据表1-1计算交通量：初始年交通量：=2300×1.0+800×1.5+50×2.0+80×1.5+200×2.0+70×2.0=4260辆/日表1-1　各汽车代表车型与换算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.0≤19座的客车和载质量≤2t的货车中型车1.5＞19座的客车和载质量＞2t~≤7t的货车大型车2.0载质量＞7t~≤14t的货车拖挂车3.0载质量＞14t的货车确定公路等级：假设该公路远景设计年限为15年，则远景设计年限交通量N：=4260×（1+5.0%）=8434.5辆/日交通量在5000～15000之间，所以所选路段为二级公路路线设计起讫点及设计高程：起点坐标N-2907.91702E-3076.7482起点高程127.00终点坐标N-1894.29988E-7879.93192终点高程117.77421.5主要技术标准设计速度：60km/h的二级公路设计标准由«规范»查得，现列表1-2如下:50 西南科技大学本科生毕业论文表1-2主要设计指标规范标准二级公路设计速度（km/h）60路基宽度（m）一般值10最小值8.5车道宽度（m）3.75路肩宽度（m）右侧硬路肩一般值0.75最小值0.25土路肩一般值0.75最小值0.5圆曲线最小半径（m）一般值200极限值125最大纵坡（％）6最小坡长（m）150最大坡长（m）3％12004％10005％8006％600竖曲线最小半径（m）凸形一般值2000极限值140050 西南科技大学本科生毕业论文凹形一般值1500极限值1000竖曲线最小长度（m）50停车视距（m）75会车视距（m）150超车视距（m）35050 西南科技大学本科生毕业论文第2章平面设计2.1选线2.1.1选线的基本原则：（1）路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术标准。（4）选线应注意同农田基本建设的配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。（6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。（7）选线应综合考虑路与桥的关系2.1.2选线的步骤和方法：道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。（1）全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。（2）逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别50 西南科技大学本科生毕业论文采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。（3）具体定线在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。2.2路线方案比选说明如有路线局部方案，应分别进行定线设计，经论证比较定出推荐方案，路线方案比较选择主要考虑下列因素：（1）路线长度；（2）平、纵面线形指标的高低及配合情况；（3）占地面积；（4）工程数量（路基土石工程数量，桥梁涵洞工程数量）；（5）造价等。结合本地形图具体情况，本次毕业设计只做了两条路线的比选，且不做定量的比较，做定性的比选。从起点到终点较合理的走向比较一致，两个方案的后一段走向是一样的，前一段从JD1到JD4，根据地形分析如下：从起点出发，必须连续反向绕过山丘，然后是一条长直线，所以对前一段是线形指标要求较高。所选方案与另外一局部比选方案相比，虽然满足平面线形指标相对更难，但可满足要求。而且可以使后面一段长直线基本沿着垭口的方向延伸，土石方工程量大大减小，有利于环境保护。比选方案土石方工程量大，施工难度高，与地形也不太协调。故选定此方案。2.3平曲线要素值的确定2.3.1平面设计原则：（1）平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。（2）除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。（3）保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。（4）应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶者造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。（5）平曲线应有足够的长度。如平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，一般都应控制平曲线（包括圆曲线及其两端的缓和曲线）的最小长度50 西南科技大学本科生毕业论文2.3.2平曲线要素值的确定：平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个也可以组合成不同的线形。在做这次设计中主要用到的组合有以下几种：（1）基本形曲线几何元素及其公式：按直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线的顺序组合而成的曲线。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。根据《标准》，本二级公路应设置缓和曲线。它的曲率连续变化，便于车辆遵循；旅客感觉舒适；行车更加稳定；增加线形美观等功能。设计是要注意和圆曲线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：1：1-1：2：1。这一点非常的重要，在刚开始做设计的时候就没有特别注意这个问题，设计出来的路线不太协调，美观，比例失调，后来在老师的指导下改正了不足之处，经过改正后，线形既美观又流畅，已经到达了要求。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小，外还要考虑超高和加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。1）平曲线主要参数的规定如表2-1表2-1平曲线参数表序号名称取值说明1平曲线一般最小半径200m在一般情况下应尽量使用大于一般最小半径的曲线半径（规范规定，原曲线半径不宜超过10000m），只有在地形条件限制时采用。2平曲线极限半径125m只有当地形条件特殊困难或受其它条件严格限制时方可采用。3不设超高最小半径1500m路拱=2%4平曲线一般最小长度300m9s行程计50 西南科技大学本科生毕业论文5平曲线极限最小长度100m6s行程计6同向曲线间最小直线长度6V360m按照实际工程经验在山区工程可以在一般困难地区保证4V=240m，在工程十分艰巨困难处可以采用3V=180m。但在采用低值时应避免在直线上设置凹形竖曲线7反向曲线间最小直线长度为2V120m按照实际工程经验山区公路此指标比较容易满足。8缓和曲线最小长度50m3秒行程。9最大超高8%越岭段纵坡较大将最大超高值由8%减小至6%可以减小合成坡度，保证车辆在雨天，冰雪天气的行车安全。10超高渐变率1/125边线，线性超高11原曲线加宽第三类线性加宽12会车视距150m两倍停车视距2）设计的线形大致如图2-1所示：图2-1路线设计图交点间距计算公式为（2.1）50 西南科技大学本科生毕业论文导线方位角计算公式为（2.2）①由图2-1计算出起点、交点、终点的坐标如下：QD：(2907.91702,3076.7482)JD1：(3064.81757,3294.05647)JD2：(2984.96746,3591.97749)JD3：(3165.01981,3939.21752)JD4：(2692.13525,4750.03193)JD5：(2652.84706,5295.26923)JD6：(2088.2566,6304.43991)JD7：(2153.00171,7267.76754)ZD：(1894.29988,7879.93192)②路线长、方位角计算示例a．0-1段D0-1=方位角b．1-2段D1-2=方位角d.转角计算（2）有缓和曲线的圆曲线要素计算公式1）在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线，如图2-2。其要素计算公式如下：（2.3）（2.4）（2.5）50 西南科技大学本科生毕业论文（2.6）（2.7）（2.8）（2.9）（2.10）图2-2按回旋曲线敷设缓和曲线式中:——总切线长，（）；——总曲线长，（）；——外距，（）；——校正数，（）；——主曲线半径,（）；——路线转角，（°）；——缓和曲线终点处的缓和曲线角，（°）；——缓和曲线切线增值，（）；50 西南科技大学本科生毕业论文——设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（）；——缓和曲线长度，（）；——圆曲线长度，（）。2）主点桩号计算（2.11）（2.12）（2.13）（2.14）（2.15）（2.16）2.4路线曲线要素计算2.4.1路线简介该二级公路，根据路线选线原则，综合各方面因素，路线基本情况如下：全长：5152.533交点：7个交点桩号：K0+268.031，K0+557.822，K0+939.808，K1+842.743，K2+384.251，K3+536.709，K4+493.460半径：280，230.5，359.5，600，500，500，600缓和曲线长度（前后缓长一样）：85，85，120，100，100，100，1002.4.2曲线要素JD1：K0+268.031设=280m，=85m，=则曲线要素计算如下：主点里程桩号计算：50 西南科技大学本科生毕业论文JD1：K0+268.031ZH=JD-T=K0+268.031-176.031=K0+92HY=ZH+=K0+92+85=K0+177YH=HY+(L-2)=K0+177+(333.42-285)=K0+340.42HZ=YH+=K0+340.42+85=K0+425.42QZ=HZ-L/2=K0+425.42-333.42/2=K0+258.71校核:JD=QZ+J/2=K0+258.71+18.645/2=K0+268.03交点校核无误。其它6个交点的计算结果见“直线、曲线及转角表”。各交点的圆曲线长度为163.4，85.6，241.7，173.6，119.1，188.6，180.2，而缓和曲线长度（前后缓长一样）为85，85，120，100，100，100，100，所以可知，本设计的5条基本曲线和2条S形曲线的圆曲线与缓和曲线长度都满足规范规定要求。50 西南科技大学本科生毕业论文第3章纵断面设计3.1纵断面设计的原则及方法3.1.1二级公路纵断面设计的总原则纵断面的设计标准规定如下：（1）二级公路的最大坡度为6%，长路堑以及横向排水不畅的路段采用不小于0.3%的纵坡，当采用平坡（0%）或小于0.5%的纵坡时路基边沟应作纵向排水设计。（2）二级公路最小坡长为150m（3）坡长限制：纵坡坡度≥3%，最大坡长不大于1200m。纵坡坡度≥4%，最大坡长不大于1000m。纵坡坡度≥5%，最大坡长不大于800m。纵坡坡度≥6%，最大坡长不大于600m。（4）满足视觉需要罪行竖曲线半径：凸形竖曲线为4000、8000m，凹形竖曲线为6000m。（5）竖曲线半径一般最小值2000，凹形竖曲线半径一般最小值1500m。（6）竖曲线最小长度为50m。（7）最大合成坡度9.0%，最小合成坡度为0.5%，平均纵坡不宜大于5.5%。3.1.2纵断面的设计原则（1）纵面线形与地形相结合,视觉成视觉连续,平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏。（2）应避免出现能看见近处很远处而看不见凹处的线形。（3）在积雪或冰冻地区，应避免采用陡坡。50 西南科技大学本科生毕业论文（4）原微丘地形的纵坡应均匀平缓，丘陵地形的纵坡应避免过分迁就地形而起伏过大。（5）计算行车速度≥60KM/h公路必须注重平纵合理组合，不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶员在视觉和心理方面的要求。（6）平纵配合的视觉应在视觉是能自然地诱导驾驶员的视线，保持视觉的连续性。（7）平纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉心理上保持协调。（8）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线略大于竖曲线。（9）平纵面线形组合视觉应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。（10）在直线段内不能插入短的竖曲线。3.1.3平、纵线形设计应避免的组合（1）直线段内不能插入短的竖曲线。（2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠。（3）避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短，半径小的凹形竖曲线。3.1.4纵坡设计的一般要求（1）满足“标准”中有关纵坡的规定要求。（2）纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和频繁，并应尽量避免标准中的极限值，对一般公路，应注意考虑运输，农业机械等方面的要求。（3）应综合考虑沿线的地形，地质，气候等情况，并根据需要采取适当的技术措施，并保证公路的稳定和畅通。（4）尽量减少土石方和其它工程数量，以降低工程数量。3.1.5纵断面设计方法步骤及注意问题1、纵断面设计方法和步骤（1）准备工作。研究《标准》规定的有关技术经济指标和设计任务书的有关规定，同时应收集和熟悉有关资料，并领会设计意图和要求，做到心中有数。（2）标注控制点。控制点是指影响纵坡设计的高程控制点。如路线起、终点，越岭垭口，重要桥梁，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制高程以及受其他因素限制路线必须通过的高程控制点等。山区道路还根据路基填挖平衡关系控制路50 西南科技大学本科生毕业论文中心填挖值的高程点，称为“经济点”。（3）试坡。在已标定的“控制点”、“经济点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地形起伏变化，本着以“控制点”为依据，照顾多数“竞技点”的原则，在这些点位间进行穿插和取值，试定出一些直线坡。（4）调整。将所定坡度与选线时的坡度进行安排比较，二者应基本相符。若有较大差异应全面分析，权衡利弊，决定取舍。（5）核对。选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖、地面横坡较陡路基、挡土墙、重要桥涵以及其他重要控制点等，在纵断面图上直接读出对应桩号的填、挖高度，用“模板”在横断面图上戴“帽子”检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程量过大、桥梁过高或过低、涵洞过长等情况，若有问题应该及时调整纵坡。（6）定坡。经调整核实无误后，逐段把直坡线的坡度值、边坡点桩号和高程确定下来。（7）设置竖曲线。拉坡时已考虑平纵组合问题，此部根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。2、纵坡设计应注意的问题（1）设置回头曲线地段，拉破时应按回头曲线技术标准先定出该地段的纵坡，然后从两端接坡，应注意在回头曲线地段不宜设竖曲线。（2）大中桥上不宜设置竖曲线，桥头两端竖曲线的起始点应设置在桥头10m以外。（3）小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上，为保证行车平顺，应尽量避免在小桥涵处出现驼峰式纵坡。（4）注意平面交叉口纵坡及两端接线要求。（5）拉破时如受控制点或经济点制约，导致纵坡起伏过大，或土石方工程量过大，经调整仍难以解决时，可用纸上移线的方法修改原定纵坡线。（6）对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应平缓，避免产生突变。3.1.6本路段设计50 西南科技大学本科生毕业论文结合以上原则，对路段进行实际设计，本路段最大纵坡坡度为-1.877%，最小纵坡坡度为0.634%。本路段共设4个变坡点。3.2纵断面设计计算示例3.2.1设计标高计算公式坡线标高=变坡点标高+……………………………3.1或坡线标高=变坡点标高-……………………………3.2式中：x——计算点到变坡点的距离，m；i——坡线的纵坡，%；升坡段取正，降坡段取负。3.2.2竖曲线要素的计算公式L=,T=,E=…………………3.3式中ω——两相邻纵坡的代数差，以小数计。R——竖曲线半径，m;L——竖曲线的曲线长，m;T——竖曲线的切线长，m;E——竖曲线的外距，m;3.2.3竖曲线要素的计算：（示例）以变坡点1为例，变坡点桩号为K1+340，高程为135.4929m，i1=0.634%，i2=-0.660%，竖曲线半径R=10000m。各变坡点竖曲线要素计算过程如下：ω=i2-i1=-0.660%-0.634%=-1.294%,为凸形L=Rω=10000×1.294%=129.4mT=L/2=64.7mE===0.2093m设计高程的计算竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T=（K1+340）-64.7=k1+275.350 西南科技大学本科生毕业论文竖曲线起点高程＝135.49-64.70.634%＝135.08竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T=（K1+340）+64.7=k1+404.7竖曲线终点高程=135.49+64.7×（-0.660%）=135.06m本方案的设计速度为60km/h,有4处设有竖曲线，其中有两个个是凸形竖曲线。依次为：桩号K1+340，半径R=10000m，曲线长L=129.372m；桩号K2+890，半径R=10000m，曲线长L=328.719m；对照表3.1,发现选取的竖曲线满足规范的要求。另外的两个的竖曲线是凹形的，依次为：桩号K1+840，半径R=12000m，曲线长L=248.381m；桩号K4+010，半径R=12000m，曲线长L=136.778m；桩号K2+380.000，半径R=6400m，曲线长L=139.170m；同理，对照表3.2发现选取的竖曲线也满足规范的要求。50 西南科技大学本科生毕业论文第4章横断面设计道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟等设施构成的。4.1横断面设计的原则（1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。（2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。（3）还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。（4）沿河及受水浸水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。（5）当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。（6）路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面。50 西南科技大学本科生毕业论文4.2横断面设计综述4.2.1横坡的确定（1）路拱坡度根据规范二级公路的应采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜，不小于1.5％。（2）路肩坡度直线路段的硬路肩，应设置向外倾斜的横坡。曲线外侧的路肩横坡方向及其坡度值：表4-1路肩横坡方向及其坡度表行车道超高值（%）2、3、4、56、78、9、10曲线外侧路肩横坡方向向外侧倾斜向内侧倾斜向内侧倾斜曲线外侧路肩坡度值（%）-2-1与行车道行坡相同4.3弯道的超高与加宽4.3.1平曲线的加宽汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后轮迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。普通汽车的加宽值可由几何关系得到：b=R–(R1+B)(4.1)而故上述第二项以后的值很小，可省略不计，故一条车道的加宽：(4.2)式中：50 西南科技大学本科生毕业论文A————汽车后轴至前保险杠的距离（m）R————圆曲线半径（m）对于有N个车道的行车道：(4.3)半挂车的加宽值由几何关系求得：(4.4)(4.5)式中：————牵引车的加宽值；————拖车的加宽值；————牵引车保险杠至第二轴的距离（m）；————第二轴至拖车最后轴的距离（m）；由于，而与R相比甚微，可取=R，于是半挂车的加宽值：(4.6)令=，上式仍旧纳成为式：(4.7)4.3.2加宽过渡对于R>250m50 西南科技大学本科生毕业论文的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽。有三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽。为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。二级公路设计中采用比例过渡，在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽，加宽缓和段内任意点的加宽值：(4.8)式中：————任意点距缓和段起点的距离（m）；L————加宽缓和段长（m）；b————圆曲线上的全加宽（m）。对JD2的R=230.532m，路面加宽为0.8m，总加宽长度255.646m4.3.3曲线的超高为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车在曲线上的稳定性与舒适性。采用的最大超高6%。二级公路无中间分隔带因此选择绕内侧车道边缘旋转的超高的过渡方式。如图4-1所示。50 西南科技大学本科生毕业论文图4-1绕内侧边缘旋转超高缓和段长度：取50m。式中：--------超高缓和段长度；-------旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘宽度，m；--------超高坡度与路拱坡度的代数差，%；p---------超高渐变率，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘之间的相对坡度，其值为1/125。横断面上的超高值的计算：双坡阶段（x≤x0）旋转阶段（x≥x0）50 西南科技大学本科生毕业论文；；；。全面超高阶段；；。4.4土石方的计算及处理4.4.1土石方数量计算用棱台法结合几何图形法算得路基填挖方数量，填挖方分别计算，填方扣除路面结构层厚度，挖方不扣除。得到每个桩号断面的填挖土石方量。根据两桩号里程差及断面面积，按平均断面法算得两桩号间的土石方数量。填挖部分分别计算，算得后填入《路基土石方数量计算表》,计算结果见土石方Excel表。若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：V=（A1+A2）L/2(4-4)式中：V——体积，即土石方数量（）；A1、A2——分别为相邻两断面的面积（）；L——相邻断面之间的距离（m）。此法计算简易，较为常用，一般称之为“平均断面法”。土石方数量计算应注意的问题：（1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；（2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；（3）换土、挖淤泥或挖台阶等部分应计算挖方工程量，同时还应计算填方工程量；（4）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖方增加）；50 西南科技大学本科生毕业论文（5）路基土石方数量中应扣除大中桥所占的体积，小桥及涵洞可不予考虑。4.4.2路基土石方调配土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向：以及计价土石方的数量和运量等。通过调配合理地解决各路段土石方平衡与利用问题，使从路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移挖作填，达到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和弃上，以减少占用耕地和降低公路造价。填方土源：附近挖方利用借土挖方去向：调往附近填方弃土1、土石方调配原则：（1）就近利用，以减少运量：在半填半挖断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量。（2）不跨沟调运：土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越调运。（3）高向低调运：应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土；位于山坡上的回头曲线段优先考虑上线向下线的土方竖向调运。（4）经济合理性：应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。远运利用的费用：运输费用、装卸费等借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方或借方占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时移挖作填虽然运距超出一些：运输费用可能稍高一些，但如能少占地，少影响农业生产，这样，对整体来说也未必是不经济的。（5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。（6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损坏农田。50 西南科技大学本科生毕业论文2、土石方调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等，目前生产上多采用土石方计算表调配法，该法不需绘制累积曲线图与调配图，直接可在土石方表上进行调配，其优点是方法简捷，调配清晰，精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是：（1）土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。（2）弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用、填缺与挖余数量。（3）在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，供土石方调配时参考。（4）根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。（5）经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。（6）土石方调配后，应按下式进行复核检查：横向调运十纵向调运十借方=填方横向调运十纵向调运十弃方=挖方挖方十借方=填方十弃方以上检查一般是逐页进行复核的，如有跨页调配，须将其数量考虑在内，通过复核可以发现调配与计算过程有无错误，经核证无误后，即可分别计算计价上石方数量、运量和运距等，为编制施工预算提供上石方工程数量。计算经济运距，进行土石方员运纵向调配。应尽可能在本桩位内移挖做填，以减少废方和借方。运用经济运距，综合考虑施工方法，运输条件和地形情况等因素。调配土石方应考虑桥涵位置，一般不做跨沟调配。考虑地形情况，不宜往上坡方向调运。运用以上原则，在做完填挖方数量、本桩利用、填缺、挖余后，进行纵向调配。把每公里合计、填挖方数量、利用方、弃方数量填入《每公里路基土石方数量计算表》。最大运距500m。土石方计算数据见附录表SIV-13土石方计算。3、关于调配计算的几个问题（1）经济运距50 西南科技大学本科生毕业论文填方用土来源，一是路上纵向调运，二是就近路外借土。一般情况调运路堑挖方来填筑距离较近的路堤还是比较经济的。但如调运的距离过长，以致运价超过了在填方附近借土所需的费用时，移挖作填就不如在路堤附近就地借土经济。因此，采取“调”还是“借”有个限度距离问题，这个限度距离即所谓“经济运距”，其值按下式计算：经济运距L经=B/T+L免式中：B——借土单价（元／m3）；T——远运运费单价（元／m3·km）；L免——免费运距（km）。由上可知，经济运距是确定借土或调运的限界，当调运距离小于经济运距时，采取纵向调运是经济的，反之，则可考虑就近借土。（2）平均运距土方调配的运距，是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。在路线工程中为简化计算起见，这个距离可简单地按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算，称平均运距。在纵向调配时，当其平均运距超过定额规定的免费运距，应按其超运运距计算土石方运量。（3）运量土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位：·km在生产中，工程定额是将平均运距每10m划为一个运输单位，称之为“级”，20m为两个运输单位，称为二级，余类推，在土方计算表内可用符号①、②表示，不足10m时，仍按一级计算或四舍五入。于是：总运量=调配（土石方）方数×n式中：n——平均运距单位（级），其值为：n=（L-L免）/A其中：L——平均运距；L免——免费运距。50 西南科技大学本科生毕业论文在土石方调配中，所有挖方无论是“弃”或“调”，都应予以计价。但对于填方则不然，要根据用土来源来决定是否计价。如果是路外借土，那当然要计价，倘若是移挖作填调配利用，则不应再计价，否则形成双重计价。因此计价土石方必须通过土石方调配表来确定其数量为：计价土石方数量=挖方数量十借方数量一般工程上所说的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量，一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。具体计算及调配见附表《路基土石方数量表》。第5章路基设计5.1路基横断面布置由横断面设计，查《标准》可知，二级公路路基宽度为10m，其中路面跨度为7.00m，无须设置中央分隔带，硬路肩宽度为0.75×2=1.5m，土路肩宽度为0.75×2=1.5m。；路面横坡为2%，土路肩横坡为3%图5-1公路路基宽度示意图5.2路基边坡由横断面设计查《公路路基设计规范》可知，当二级公路路基边坡小于8m时，采用1：1.5的坡度，当路基边坡大于8m时采用1：1.75，当50 西南科技大学本科生毕业论文路堑开挖有些路段大于15米，由规范采用1：0.5与1：0.75的边坡相结合。表5-1路基压实度填挖类别路面以下深度（m）路基压实度二级公路零填即挖方0~0.300.30~0.80≥95填方0~0.300.30~0.800.80~1.501.50以下≥95≥95≥94≥925.3路基压实标准路基压实采用重型压实标准，压实度应符合《规范》要求如表5-1：5.4路基填料填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。5.5路床处理（1）路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。（2）挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。（3）填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理基底土密实，地面横坡缓于1：2.5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。当陡于1：2.5时，地面须挖成阶梯式，梯宽50 西南科技大学本科生毕业论文2.0m，并做2%的反坡。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂、砾等透水性材料。水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基说，应按特殊路基处理。5.6路基防护（1）路基填土高度H<3m时，采用草坪网布被防护，为防止雨水，对土路肩边缘及护坡道的冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm，在护坡道上铺到边沟内侧为止。而对于高等级道路，则采用菱形空心混凝土预制块防护，本段公路采用菱形空心混凝土预制块。（2）路基填土高度H>3m时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3≤H≤4m时，设置单层衬砌拱，当4＜H≤6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cm×30cm×50cm的长方体预制块，拱圈部分采用5cm×30cm×65cm的弧形预制块（圆心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块间用7.5号砌浆灌注。（3）路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30cm，下设10cm砂垫层，基础埋深60cm，底宽80cm，个别小的河塘全部填土。（4）路堑路段边坡为1：0.5，按规范采用浆砌片石防护。50 西南科技大学本科生毕业论文第6章路面结构设计6.1路面结构设计原则6.1.1结构层厚度设计原则（1）结构层造价：面层比较贵，而基层相对比较便宜，因此面层厚度一般比较薄，而下面各层比较厚。（2）各结构层扩散应力的效果。一般基层厚度不大于40cm，如果大于40cm，增加基层厚度对减小路表面弯沉和减小面层底面拉应力的作用已不明显。（3）压实机具的能力：基层一层压实厚度为15-20cm，在安排各层厚度时，应尽量使其与压实机具所能达到的厚度相适应。6.1.2材料的选择原则路面结构的组合应因地制宜地选择适应经济的组成材料，既能经受行车荷载和自然因素的作用，又能充分发挥结构层材料最大效能。6.2结构层组合设计原则（1）根据路面内荷载应力随深度递减的规律安排结构层次，个相邻结构曾之间刚度不能相差太大。基层与相邻面层的回弹模量比在0.08-0.4范围内。（2）要注意个相邻结构间的相互影响。（3）要考虑由于个种自然条件带来的不利影响。6.3沥青混凝土路面设计设计内容:新建沥青混凝土路面设计50 西南科技大学本科生毕业论文公路等级:二级公路变异水平的等级:中级可靠度系数:1.13面层类型:中粒式及粗粒式沥青混凝土面层6.3.1轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算设计年限：12车道系数：0.7交通量平均年增长率：5％（1）当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:路面营运第一年双向日平均当量轴次:479设计年限内一个车道上的累计当量轴次:1948010属轻交通等级表6-1交通量表车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量解放CA10B19.460.851双轮组800黄河JN15049101.61双轮组50东风EQ14023.769.21双轮组80依士兹TD5042.2801双轮组200黄河JN162A62.28116.221双轮组70（2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时:路面营运第一年双向日平均当量轴次:379设计年限内一个车道上的累计当量轴次:1541327属轻交通等级路面设计交通等级为中等交通等级50 西南科技大学本科生毕业论文公路等级二级公路表6-2各层劈裂强度和容许拉应力层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1中粒式沥青混凝土10.512粗粒式沥青混凝土0.80.43粗粒式沥青碎石--4石灰粉煤灰碎石0.60.395石灰土0.250.13公路等级系数1.1面层类型系数1路面结构类型系数1路面设计弯沉值:36.4(0.01mm)6.3.2新建路面结构厚度计算公路等级:二级公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:36.4(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:100(mm)表6-3各结构层参数表层位结构层材料厚度(mm)20℃平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)15℃平均抗压模量(MPa)标准差(MPa)容许应力(MPa)1中粒式沥青混凝土4012000160000.72粗粒式沥青混凝土609000120000.63粗粒式沥青碎石10060008000-4-15000150000.1450 西南科技大学本科生毕业论文石灰粉煤灰碎石5石灰土250550055000.086新建路基-36----（1）按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=36.4(0.01mm)H(4)=100mmLS=2.6(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)（2）按容许拉应力验算设计层厚度: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)H(4)=100mmσ(4)=.148MPaH(4)=150mmσ(4)=.136MPaH(4)=133mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(4)=183mmσ(5)=.083MPaH(4)=233mmσ(5)=.071MPaH(4)=194mm(第5层底面拉应力计算满足要求)（3）路面设计层厚度:H(4)=100mm(仅考虑弯沉)H(4)=194mm(同时考虑弯沉和拉应力)（3）路面最小防冻厚度500mm50 西南科技大学本科生毕业论文验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.6.4路面的基本特性沥青路面使用沥青结合料,因而增强了矿料间的粘结力,提高了混合料的强度和稳定性,是路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简单、适宜于分期修建等优点，因而获得越来越广泛的应用。但沥青路面透水性小，其稳定性和强度很大程度取决于土层和基层的特性。混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、有利于夜间行车等特点，但对水泥和水的需要量大，这对水泥供应不足和缺水地区带来较大困难。并且一般混凝土路面要建造许多接缝，这些接缝不但增加施工和养护的复杂性，而且容易引起行车跳动，影响行车的舒适性，接缝又是路面的薄弱点，如处理不当，将导致路面板边和板角处破坏。混凝土路面开放交通较迟，一般混凝土路面完工后，要经过28天的潮湿养生，才能开放交通。另外混凝土路面损坏后，开挖很困难，修补工作量也大，且影响交通。6.5对施工的要求沥青路面的施工技术比较容易，铺面平整度较容易获得，因此国内长久以来都习惯以柔性路面为主，在经济欠发达的地方可采用水泥混凝土路面。综合上述各方面的因素，本设计中采用沥青混凝土路面。50 西南科技大学本科生毕业论文第7章路基路面排水设计7.1路基排水设计路基排水的目的就是把路基工作区内的填料含水量降低到一定的范围内。填料含水量过大，会引起强度降低，边坡坍塌，路基下沉或滑动，影响路线的使用功能。因此。必须做好地面水和地下水的排除工作，使路基有良好完善的排水系统，确保路基具有足够的强度和稳定性。7.1.1路基排水要求路基的强度和稳定性与水的关系十分密切。路基的病害有多种，形成病害的原因亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中，必须十分重视路基排水工程。路基设计时，必须将影响路基稳定性的地面水排除和拦截在路基用地范围以外，并防止地面漫流、滞积或下渗。对影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引到路基范围以外适当的地点。7.1.2路基排水设计的原则路基排水是关系到路基稳定性的关键，路基排水设计的任务就是把路基工作区内的突击含水量降低到许可的范围内。路基排水设计应遵循以下几个原则：（1）公路修筑后，尽量做到不干扰、不改变农田原有的排灌系统，以确保农业和养殖业的正常生产。（2）全线填方路基均考虑了排水沟设计，通过桥涵构造物与沿线排涝沟渠衔接形成完整的排水系统。（3）50 西南科技大学本科生毕业论文路基排水沟与沿线通道、灌渠交叉产生干扰时，采取线外涵等立体交叉的排水形式，尽量做到不干扰、不破坏原有的排灌体系，同时避免路面污水直接排入农田。（4）路基通过鱼塘等养殖或生活水源的路段，在路基边坡上设置平台或护坡道，在护坡道上设置排水沟，尽量减少路基水对养殖和生活水源的影响。（5）为使排水通畅，便于维修、养护，主线路侧排水沟等均采用混凝土预制块进行全铺砌防护，互通式立交内部分段落采用砖砌矩形排水沟。（6）在公路排水沟外侧设置挡水埝，使路基排水自成体系，防止农田水进入路基排水沟。7.1.3路基排水(1)边沟边沟设置在挖方路基的路肩外侧，或低路堤的坡脚外侧，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟的断面形式可以采用梯形或矩形。本设计中在道路两侧布置边沟的的断面形式为矩形，底宽与深度为0.6m。(2)截水沟截水沟设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡坡堤上方的适当处，用以截引路基上方流向路基的地面径流，防止冲刷和侵蚀挖方边坡和路堤坡脚，并减轻边沟的泄水负担。本设计截水沟的断面形式为梯形，沟底宽度0.5m。截水沟距离挖方边坡的距离为5m。（3）跌水与急流槽跌水与急流槽是路基路面排水沟渠的特殊形式，用于纵坡大于10%，水头高差大于1.0m的陡坡地段。由于纵坡陡、水流速度快、冲刷力大，所以结构必须稳固耐久，本设计采用浆砌块石砌筑，并具有相应的防护加固措施。7.2路面排水设计路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走，以免造成路面积水而影响行车安全。路面表面排水设计应遵循下列原则：（1）降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排流，避免行车道路路面范围内出现积水。（2）在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，应采用在路堤边坡上横向漫坡的方式排除路面表面水。（3）50 西南科技大学本科生毕业论文在路堤较高，边坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷，或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤。（4）设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面内的水面，在高速公路及一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，在二级及二级以下公路上不得漫过右侧车道中心线。大气降水在路面上形成迳流，绝大部分分散或集中排走，为防止少部分雨水下渗浸湿路面基层和土基，在碎石基层顶面铺设沥青表处封层,在土路肩种植土层下设置3cm厚的砂砾垫层，以排除路面面层渗水。纵向排水沟顶面铺一层透水土工布，以防中间带填土污染盲沟。沿路线每隔30m左右设置一处20×60×100cm的碎石集水井，并设置一横坡2％，外径10cm的横向硬塑排水管，将集水槽中的渗水排出路基，塑料排水管外侧采用C15水泥混凝土进行加固保护，在路基边坡出水口处结合路基边坡防护进行适当的防护处理。采用纵向碎石盲沟结合集水井和横向硬塑料排水管排出中间带填土渗水。7.3路基路面排水综合设计二级公路路基路面排水应进行综合设计，使各种排水设施形成一个功能齐全排水能力强的完整排水系统。有些路段对路基排水系统进行整体规划综合设计。照顾农田水利规划时路基排水综合设计的一项重要原则。在综合排水设计中，对于地面水的排除可利用边沟截水沟等排水设备，将流向路基的山坡水和路基表面水分段截留，引入自然沟谷荒地取土坑或低洼处，排出路基范围之外。自然够谷及沟渠与涵洞等排水设备，既密切配合，又各自分工，充分发挥其效用，使排水顺畅，避免对路基的冲刷，又不致形成淤泥而危害路基。50 西南科技大学本科生毕业论文第8章挡土墙设计8.1挡土墙用途和使用条件挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。在山区公路中，挡土墙的应用更为广泛。路基在遇到下列情况时可考虑修建挡土墙：（1）陡坡地段（2）岩石风化的路堑边坡地段；（3）为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段；（4）可能产生坍方、滑坡的不良地质路段；（5）高填方地段；（6）水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段；（7）为节约用地、减少拆迁或占农田的地段；（8）为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的路段。8.2挡土墙类型的选择在公路工程中，它广泛应用于支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等类型。路肩墙或路堤墙设置在高填50 西南科技大学本科生毕业论文路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有重要建筑物。滨河及水库路堤，在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施。以挡土墙的结构形式分类为主，常见的挡土墙形式有：重力式、衡重式、悬臂式、扶臂式、加筋土式、锚杆式、锚定板式、竖向预应力锚杆式、土钉式及桩板式。各类挡土墙的使用范围取决于墙址地形、工程地质、水文地质、建筑材料、墙的用途、施工方法、技术经济条件及当地的经验等因素。挡土墙类型的选择应根据支挡填土或土体求得稳定平衡的需要，研究荷载的大小和方向、路基础埋置的深度、地形地质条件、与既有建筑物的平顺衔接、容许的不均匀沉降、可能的地震作用、墙壁的外观、环保的特殊要求、施工的难易和工程造价，综合比较后确定。对与本设计经分析选用重力式挡土墙。8.3重力式挡土墙的构造与布置挡土墙的构造必须满足强度与稳定性的要求，同时还考虑就地取材、经济合理、施工养护的方便安全。8.3.1墙身构造挡土墙的构造必须满足强度和稳定性的要求，同时考虑就地取材、结构合理、断面经济、施工养护方便与安全。常用的重力式挡土墙一般是由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等部分组成。8.3.2挡土墙布置（1）确定挡土墙的起迄点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。（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）布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。8.4重力式挡土墙设计为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其它外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。本节列举设计中的实例进行说明，如图。断面尺寸的拟定如图8-1墙身尺寸:墙身高:5.000(m)50 西南科技大学本科生毕业论文墙顶宽:1.900(m)面坡倾斜坡度:1:0.250背坡倾斜坡度:1:0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.300(m)墙趾台阶h1:0.500(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.200:1图8-1挡土墙断面图物理参数:圬工砌体容重:20.800(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.500墙身砌体容许压应力:700.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:100.000(kPa)墙身砌体容许拉应力:75.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:34.000(度)50 西南科技大学本科生毕业论文墙后填土粘聚力:0.000(kPa)墙后填土容重:18.700(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:15.000(度)地基土容重:18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力:320.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数:1.200墙踵值提高系数:1.300平均值提高系数:1.000墙底摩擦系数:0.250地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:30.000(度)土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:2折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数13.0002.000025.0000.0001第1个:距离0.750(m),宽度4.250(m),高度0.869(m)坡面起始距离:0.000(m)地面横坡角度:20.000(度)墙顶标高:0.000(m)（1）土压力计算等代图层厚度=0.87m，假定破裂面交于荷载内50 西南科技大学本科生毕业论文则破裂棱体宽度值为：易知破裂面位于荷载中。主动土压力系数：主动土压力：作用位置：（2）计算墙身重及力臂初拟墙顶面宽度b=1.9m；通过计算检验强顶宽b是否满足使用要求(注：墙底面与水平方向的夹角为)各部分墙重对墙趾M的力臂：50 西南科技大学本科生毕业论文（3）抗滑动稳定性验算（4）抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定系数：（5）地基承载力验算=0.12则即符合地基承载力.（6）墙身截面强度验算最危险的截面为最接近底面处的截面，对底面进行验算。法向应力验算=剪应力验算截面上的应力为：经验算可知，截面应力也满足墙身材料要求。50 西南科技大学本科生毕业论文故通过上述计算，所选截面符合各项要求，可采用此截面。第9章涵洞设计9.1涵洞设计的原则（1）涵洞位置应服从路线线位，注意与农田排灌相结合，适应路线平、纵要求，并与路基排水系统相协调，宜尽量使工程数量小，工程造价降低。（2）当天然沟床纵坡较大时，出水口涵底标高应以下游洞口沟床标高为控制。（3）涵洞洞身沿整个长度进行分节，分节每段长为2—6m，节间用沉降缝分开，并将基础也分开，涵洞洞身分节后可一防止由于荷载分布不均匀及地基不均匀沉降而使涵洞洞身产生裂缝。沉降缝间设置浸沥青的木板或填塞浸以沥青的麻絮，缝宽2—3cm。（4）涵洞洞底均应进行铺砌加固，并视地形、地质、水文情况，设置一定的坡度，洞底纵坡不宜大于6%，也不能小于0.4%。涵洞洞口建筑及毗连洞口建筑端节的基础，其砌筑深度应在冰冻线以下至少0.25m；中间节的基础厚度可以较进口减少30%。（5）洞口建筑用以连接洞身与上下游水道以及路基的边坡，保证洞口周围的路基稳定，并具有调节水流状态，保持水流顺畅通过洞身的作用。（6）洞身由若干个钢筋混凝土圆管管节组成，管节一般采用预制安装，其管节长度通常有0.5m和1.0m两种。管壁厚约为10cm。管节接头采用热沥青浸炼的麻絮填塞，外表用满涂沥青的油毛毡围裹，圆管的配筋设计见《圆管涵设计图。》（7）对于砂性土、粘性土、细砂及破碎岩石地基，可采用基础垫层30cm。9.2涵洞洞口加固与防护涵洞水毁大部分是由于进出口处理不当所致，并且出水口引起的问题较进水口多。因此，必须做好涵洞进出口沟床的加固处理与防护，以保证涵洞的安全与行车畅通。50 西南科技大学本科生毕业论文（1）纵坡小于10%的顺直河沟上，涵洞顺河沟纵坡设置，进水洞口一般在翼墙间采用干石铺砌加固。（2）洞出水口处的流速，一般都大于河沟的天然流速当流速大于土壤允许不冲刷流速时，可使出水口处的沟床产生不利的局部冲刷。因此，对涵洞出口沟床进行加固防护，不仅有利于涵洞下游沟床自身的稳定和防护，而且可以曾大流速，减小孔径，降低工程造价。当河沟纵坡小于15%，设置缓坡涵洞时出水口可采用延长铺砌，加深截水墙的处理方法，以抵抗水流冲刷和稳定河床。（3）设计采用一字墙式洞口，这种洞口型式适用于边坡规则的人工渠道，这种洞形式工程量小，在窄而深，河道纵断面变化不大时采用。9.3涵洞形式的确定根据估算，涵洞顶填土高度大于最小填土高度50cm，由经济条件出发，并且设计流量较小，因此选用直径1.00m钢筋混凝土圆管涵。50 西南科技大学本科生毕业论文结论本设计为广安至达州公路，起点坐标为：N-2907.91702,E-3076.7482，桩号为：K0+000；终点坐标为：N-1894.29988,E-7879.93192，桩号为：K5+152.533。全线总长5.152533公里。根据设计资料，此段路为二级路，设计速度为60公里/小时，设计年限15年，全线共设7条平曲线，其中2条为S形曲线，5条基本形曲线。根据本路段所处的地理位置及交通量，将沥青路面设计为中粒式及粗粒式沥青混凝土面层，石灰粉煤灰碎石基层及石灰土垫层。以上为本设计的简要说明，由于时间的关系及自身经验的不足，设计中存在许多问题和漏洞。50 西南科技大学本科生毕业论文致谢本人的本科毕业设计论文一直是在XX老师的悉心指导下进行的。XX老师治学态度严谨，学识渊博，为人和蔼可亲。并且在整个毕业设计过程中，不断对我得到的结论进行总结，并提出新的问题，使得我的毕业设计课题能够深入地进行下去，也使我接触到了许多理论和实际上的新问题，使我做了许多有益的思考。在此表示诚挚的感谢和由衷的敬意。XX老师在道路方面具有丰富的经验，对我的设计工作给予了很多的指导和帮助，使我能够将理论中的结果与实际相结合。另外，他对待问题的严谨作风也给我留下了深刻的印象。在此表示深深的谢意。尽管我是第一次做公路设计，难免遇到方方面面的问题，XX老师却都极其耐心地予以解答，在此表示深深的谢意。此外，我还要感谢其他同学在整个过程中的帮助和配合。50 西南科技大学本科生毕业论文参考文献[1]交通部行业标准《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）.北京：人民交通出版社，2006[2]交通部行业标准《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）.北京：人民交通出版社，2004.3[3]交通部行业标准《道路工程术语标准》（GBJ124-88）.北京：人民交通出版社，1988.12[4]交通部行业标准《公路水泥混泥土路面设计规范》（2002）.北京：人民交通出版社，2003.6[5]交通部行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）.北京：人民交通出版社，2004[6]交通部行业标准《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）.北京：人民交通出版社，2006[7]孙家驷著《道路勘测设计》（第二版）.北京：人民交通出版社，2005.6[8]孙家驷著《公路小桥涵勘测设计》（第二版）.北京：人民交通出版社，1998.8[9]凌天清，曾德荣著《公路支挡结构》.北京：人民交通出版社，2005.11[10]邓学均著《路基路面工程》.北京：人民交通出版社，2005.4[11]凌天清，曾德荣等著《公路支挡结构》.北京：人民交通出版社，2006.150 西南科技大学本科生毕业论文50'