一級公路設(shè)計

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1、1設(shè)計資料1 1.1交通量資料1 1.2地形地貌以及工程地質(zhì)資料1 1.3設(shè)計參照等高線地形圖1 設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)12道路等級的確定2 2.1車型換算2 日交通量計算23確定線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)24路線方案的擬定3 4.1山嶺區(qū)選線要點3 4.2路線方案的擬定35平面設(shè)計4 5.1 平面線形設(shè)計的基本要求4 平曲線的設(shè)計4曲線半徑4直線長度5緩和曲線的長度55.2.4曲線計算55.2.4.1平曲線要素55.2.4.2里程樁號5 5.3超高加寬設(shè)計6超高的確定65.3.2超高緩和段長度的確定7理論取值計算7實際取值75.3.3各曲線段超高計算7 5.4.3 5.4縱斷面設(shè)計85.4.

2、1縱斷面設(shè)計的一般要求85,4.2縱坡的確定8豎曲線半徑確定9豎曲線長度確定:9豎曲線要素計算9 5.5.1 5.5平縱組合設(shè)計10組合原則10組合方式11 5.6平面縱面成果匯總116.路基設(shè)計11 6.1橫斷面布置11 6.2路拱橫坡12 6.3超高及加寬12 6.5設(shè)計成果127路面結(jié)構(gòu)設(shè)計12 7.1.1 7.1路面類型的確定12路面類型的確定12確定路基潮濕類型及土基回彈模量13軸載分析137.1.3.1當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)以及驗算瀝青層層底拉應(yīng)力時137.1.3.1當(dāng)進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時14結(jié)構(gòu)組合與材料選取16 7.2.3 7.2瀝青路面設(shè)計計算16按容

3、許彎沉計算路面厚度17水泥碎石層的確定的17.1按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度18.2按容許拉應(yīng)力計算設(shè)計層厚度：18 7.3 最大拉應(yīng)力的驗算19 路基路面成果208道路排水設(shè)計20 8.1排水的目的與要求20 8.2排水系統(tǒng)設(shè)計20 8.3地面排水構(gòu)造物設(shè)計20 8.4涵洞設(shè)計219擋土墻的設(shè)計21 1設(shè)計資料1.1交通量資料 實測交通量資料 車型 特大型貨車 大中型貨車 小型貨車 大中型客車 小型客車 拖拉機 摩托車 自行車 交通量(輛/日) 178 276 309 383 1024 1675 432 19253 1.2地形地貌以及工

4、程地質(zhì)資料本段黃河上游山嶺區(qū)，設(shè)計路段中部有一片大致的順著河流方向沖積平原地帶，土壤肥沃，物阜人豐，是重要的商品糧基地，多屆硬粘性土地區(qū)，地溫較高，地下水一般為4~5米，地表水主要有河流、水塘、溪流、水庫的地表水構(gòu)成，接受大氣降水的補給，水位及水量受降水量影響不大。地表水沖刷作用對路基影響不大。本工程地質(zhì)為一般性粘土地段，工程地質(zhì)良好，而且可以利用中部較大的沖積平原部分修建線性良好的公路。 1.3設(shè)計參照等高線地形圖比例1:2000o(GB50162-92) (JTGD20-2006) (JTGB01-2003) (JTGD30-2004) (JTJ003-86) 1.4設(shè)計規(guī)范標(biāo)

5、準(zhǔn) (1) 《道路工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》 (2) 《公路路線設(shè)計規(guī)范》 (3) 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 (4) 《公路路基設(shè)計規(guī)范》 (5) 《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》 ⑹《公路瀝宵路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD50-2006) (7)《公路排水設(shè)計規(guī)范》(JTJ018-97) 為簡單起見，一律用《規(guī)范》《標(biāo)準(zhǔn)》簡稱之2道路等級的確定2.1車型換算 高速、一級公路以小客車為折算標(biāo)準(zhǔn)。各汽車代表車型與換算系數(shù)如表1-1所示: 各汽車代表車型與車輛折算系數(shù) 車輛折算系數(shù) 小型客車 1.0 <19座的客車和載質(zhì)量<2t的貨車 大中型客車及小型貨車 1.5 >19座的客車和載質(zhì)量>

6、2t~<7t的貨車 大中型貨車 2.0 載質(zhì)量>7t~<14t的貨車 特大型貨車 3.0 載質(zhì)里>14t的茨車 2.2日交通量計算 由《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定: 畜力車、人力車、 自行車等非機動車在設(shè)計交通量換算中按 路側(cè)干擾因素計，一、二級公路上行駛的拖拉機按路側(cè)干擾因素計。將實測各種車型的交通量折算成小客車的交通當(dāng)量。 初始年交通量： N0=1024>1.0+3831.5+3091.5+2762.0+1783.0=2264輛/日 由《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：一級公路設(shè)計交通量按15年預(yù)測。交通當(dāng)量年平■均增長率按6%計，則15年后道路通行能力為： N15=N0(1+6%)15」=

7、(2264)尺1.114=13846輛/日3確定線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》雙向四車道的一級公路應(yīng)該能適應(yīng)折合成小客車的年平均日交通量為15000-30000輛，可以選擬定該路采用一級公路，雙向四車道，設(shè)計車速為80km/h,設(shè)計采用的服務(wù)水平為一級，采用整體式路基，查《標(biāo)準(zhǔn)》得知關(guān)丁一級四車道相關(guān)的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯總?cè)缦卤淼缆芳夹g(shù)指標(biāo) 序號 項目 單位 主要技術(shù)指標(biāo) 1 設(shè)計車速 km/h 80 2 路基寬度 —般值 m 24.5 最小值 21.5 3 平曲線 半徑 —般值 m 400 極限值 250 不設(shè)超高 最小半徑 路拱V 2.0%

8、 m 2500 4 平曲線最小長度 m 140 緩和曲線最小長度 m 70 5 最小縱坡 % 0.3 6 最大縱坡 % 5 7 最小坡長 m 200 8 相應(yīng)縱坡的最大 坡長 3% m 1100 4% 900 5% 700 <3% 不限制 9 停車視距 m 110 10 豎曲線 半徑 凸形 一般值 m 4500 極限值 m 3000 凹形 一般值 m 3000 極限值 m 2000 11 豎曲線最小長度 m 70 12 平曲線最大超高 % 8 4路線方案的擬定4.

9、1山嶺區(qū)選線要點 山嶺地區(qū)，山高谷深，坡陡流急，地形復(fù)雜，路線平縱橫三方面都受到約束；同時地質(zhì)、氣候條件多變，都影響路線的布設(shè)。但山脈水系活晰，給選線指明了方向：不是順山沿水，就是橫越山嶺，。 縱面線形結(jié)合橋涵、通道、隧道等構(gòu)造物的布局，合理確定路基設(shè)計高度，縱坡不應(yīng)頻繁起伏，也不宜過丁平■緩。 4.2路線方案的擬定 此處中部的沖積平原地帶對選線較為有利，主要考慮的就是要少占良田。由已確定的道路等級和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，在原始設(shè)計交通量資料、地質(zhì)地貌、等資料和現(xiàn)有地形、地物分布圖資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)分析，初步以下方案，線路走向如下所述。 路線以西北部橫河旁為起點，先大致沿河行至地圖中部的河

10、灣處，再大致沿著山腳走向并經(jīng)楊樹林后，穿越一居住區(qū)后直至終點。具體路線見以下截圖： 5平面設(shè)計5.1平面線形設(shè)計的基本要求 (1) 平面線形應(yīng)直捷，連續(xù)，順適，并與地形，地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；除滿足汽車行駛力學(xué)上的基本要求外，還應(yīng)滿足駕駛員和乘客在視覺和心理上的要求； ① 保持平■面線形的均衡與連貫；長直線盡頭不能接以小半徑曲線。 ② 高，低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡。 (2) 應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形； ⑸平曲線應(yīng)有足夠的長度。 5.2平曲線的設(shè)計5.2.1曲線半徑 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)段選定設(shè)計路段的曲線半徑均選為500m。 5.2.2直線長度 (1) 直線的最大長度 我國目前的《標(biāo)準(zhǔn)

11、》和《規(guī)范》中均未對直線的最大長度規(guī)定具體數(shù)值。日本和德國，以設(shè)計車速(km/h)的20倍數(shù)字為最大長度限值。當(dāng)V=80km/h時，lmax=20V=1600m,本設(shè)計符合要求。 (2) 直線的最小長度 基本型平曲線 《規(guī)范》推薦同向曲線間最短直線長度以不小丁6V為宜，反向曲線間最短直線以不小丁2V(160m)為宜。本設(shè)計采用基本型曲線，即直線兩端設(shè)有緩和曲線，且相鄰的曲線間均構(gòu)成反向曲線，本設(shè)計將嚴(yán)格保證符合反向曲線間最短直線以不小丁2V(160m)的要求。 5.2.3緩和曲線的長度 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：設(shè)計速度為 80km/h的一級公路，緩和曲線的最小長度為ls=70m。 此設(shè)計取

12、緩和曲線長度均為ls=150m,符合《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定5.2.4曲線計算5.2.4.1平曲線要素、 公式其中Ls=150m,R=500m參照《規(guī)范》計算如下q=Ls/2-Ls3/240R2=75.532(2-2)2—4-3 p=Ls/24R-Ls/2688R=0.469(2-3)：0=28.647890Ls/R=8.423(2-4)L=(：-2的)二R/1802Ls=430.999(2-5)T=(Rp)tan(：/2)q=219.802(2-6)E=(Rp)sec(:/2)-R=22.361(2-7)J=2T-L=8.605(2-8)式中：T一切線長，m；L一曲線長,m；E一夕卜距，m；J—校正

13、數(shù)或稱超距，m；R一圓曲線半徑,m； 5.2.4.2主點樁號 以JD1為例如下確定該平曲線各主點的主點樁號 已知：JD11樁號為：k0+290.917, ..直緩點樁號為ZH=JD-T=K0+071.115曲中點樁號為QZ=ZY-l//=K0+286.614.?緩直點樁號為HZ=ZH+L=K0+502.114。 其余的緩和曲線計算同理；結(jié)果匯總見表交點樁號，坐標(biāo)，可以直接由緯地導(dǎo)出見表5.3超高加寬設(shè)計5.3.1超高的確定 《規(guī)定》規(guī)定，超高橫坡度按設(shè)計速度，半徑大小，結(jié)合路面的類型，自然條件和車輛的組成情況確定。一級公路的超高橫坡度不超過10%。超高由下面式子確定 ic

14、2v 127R 以交點JD1處超高的計算為例: 802 127500 一0.05=5% 式中，uL橫向力系數(shù)取,u尸0.05,本設(shè)計路段選定的超高為5%。 5.3.2超高緩和段長度的確定 超高緩和段實際計算值應(yīng)取下列三項中的最大值： (1) 曲線加寬段長度； (2) 超高緩和段的理論計算值; (3) 緩和曲線的長度。 5.3.2.1理論取值計算 為了行車的安全舒適、路容的美觀和排水的通暢，必須設(shè)置一定長度的超高緩和段，超高過渡則是在超高緩和段全長范圍內(nèi)進行的。雙車道公路超高緩和段長度可按下式計算：：二］Lc二p式中：L一超高緩和段長(m);6—旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊

15、緣的寬度(m);此處8m4—超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差(%);p一超高漸變率。取1/200>1/300也就是滿足最小的超高漸變率1/300本設(shè)計路段超高緩和段長度理論值為：8*7%/(1/200)=112m

16、肩坡度與行車道的坡度相同，均為2%,外側(cè)的土路肩坡度為-3%,內(nèi)側(cè)土路肩坡度的過渡段的長度為： lo=(3%-2%)0.75-：(1/200)=1.5m取1。=2m,內(nèi)側(cè)土路肩坡度在超高緩和段起點之前，即從(K0+071.115~K0+073.271)段內(nèi)完成土路肩的過渡，變成-2%,與路拱橫坡相同。 ③ 分別計算各樁號的橫斷面上超高值,緯地5.88的計算結(jié)果見下表。 JD1處平曲線超高值計算結(jié)果 左土路肩 左硬路肩 左行車道 樁號 右行車道 右硬路肩 右土路肩 -3 -2 -2 0 -2 -2 -3 -3 - - 105.115 - - -3

17、 -2 -2 -2 106.115 -2 -2 -2 - - - 171.829 -2 -2 -2 5 5 5 221.115 -5 -5 -5 5 5 5 352.114 -5 -5 -5 - - - 401.4 -2 -2 -2 -2 -2 -2 467.114 -2 -2 -2 5.4縱斷面設(shè)計 5.4.1縱斷面設(shè)計的一般要求 縱坡設(shè)計的一般要求為： 1縱坡設(shè)計必須滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的各項規(guī)定； 2應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過大和過丁頻繁。為保證車輛能以一定速度安全、順適地行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性

18、，起伏不宜過大或過丁頻繁。 3縱坡設(shè)計應(yīng)對沿線的地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候、排水等方面綜合考慮，視具體情況妥善處理，以保證道路的穩(wěn)定與暢通。 4縱坡設(shè)計應(yīng)考慮填挖平衡，減少借方和廢方，以降低工程造價和節(jié)省用地。 5平原微丘地區(qū)地下水埋藏較淺，池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應(yīng)滿足最小坡度要求外，還應(yīng)滿足最小填土高度的要求，以保證路基穩(wěn)定。 5,4.2縱坡的確定 最大縱坡的確定《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，設(shè)計速度為80km/h時，公路最大縱坡為5%。結(jié)合設(shè)計路段定的是1.7079%。 (1) 最小縱坡的確定 各級公路的路塹以及其它橫向排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基，應(yīng)采用不小丁0.3

19、%的縱坡。當(dāng)必須設(shè)計平■坡或小丁0.3%的縱坡時，其邊溝應(yīng)作縱向的排水設(shè)計。結(jié)合設(shè)計路段定的是1.0088%。 (3)最大坡長最小坡長限制 豎曲線長度豎曲線半徑豎曲線切線長豎曲線上任意一點豎曲線外距 LRT=T1：T2=—=22P的豎距：h=PQ=yP-yQ 5.4.4豎曲線長度確定： 《規(guī)范》要求一級公路豎曲線最小長度為70m,本設(shè)計最小豎曲線長度366.65m滿足要求5.4.5豎曲線要素計算 變坡角L=R3 R=L/322 x?.x I1x_|1x= 2R2R匚_T2_R2_L‘_「‘ 2R884 豎曲線要素計算示意如圖豎曲線要素圖現(xiàn)在以豎曲線中第一個變坡點

20、(K1+050)為例 本設(shè)計路段第一變坡點(凹形豎曲線)里程樁號為K1+050,高程為271.8585m,坡度眼=-1.0088%,i2=1.4355%豎曲線半徑取R=15000m。 (1) 豎曲線要素計算： w=i2-i1=2.4443 當(dāng)w為“+”時，表示凹形曲線，缶為“-”時為凸形曲線。所以該豎曲線為凸形豎曲線。 曲線長L=Rw=150002.4443%=366.645m瞞足最小長度要求) 切線長T=L/2=183.323(m)T2 外距￡=亦=1.118m (2) 計算設(shè)計高程： 豎曲線起點樁號=K1+050-T=K0+866.675(m) 豎曲線起點高程=273.

21、7772+Ti1=272.46(m) 豎曲線終點樁號=K0+340+T=K1+233.325(m) 豎曲線終點高程=271.8585+Ti2=274.476m ⑶豎曲線任意點高程步驟如下 計算切線高程H切F土(T-x)i1 計算設(shè)計高程H=H切±h 具體計算結(jié)果最后由緯地導(dǎo)出5.5平縱組合設(shè)計5.5.1組合原則 (1)保持視覺的連續(xù)性。應(yīng)在視覺上自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。任何使駕駛員感到茫然、迷惑或判斷失誤的線形都應(yīng)避免。 (2) 保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。對縱面線形不斷起伏，而在平■面上卻采用高標(biāo)準(zhǔn)的線形是無意義的。反之，在平■面上線形迂回前進、彎

22、道較多，而在縱斷面設(shè)計上采用高標(biāo)準(zhǔn)也同樣沒有意義。 (3) 選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利丁路面排水和行車安全? (4) 注意與周圍環(huán)境相配合，可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導(dǎo)視線的作用。 5.5.2組合方式 ⑴平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長丁豎曲線 這種組合是使平曲線與豎曲線對應(yīng)，最好使豎曲線的起點和終點分別放在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，即所謂的“平包豎”。 (2) 平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持均衡 平■曲線與豎曲線其中一方大而平■緩，那么另一方就不要形成多而小。 (3) 暗、明彎與凸、凹豎曲線 暗彎與凸形豎曲線組合，以及明彎與凹形豎曲線組合較為合理，且給人一

23、種平順舒適的感覺。 (4) 平、豎曲線應(yīng)避免的組合 平曲線與豎曲線重合是一種理想的組合，但由丁地形等條件限制，這種組合并不是總能爭取得到的。如果平曲線的中點與豎曲線的頂(底)點位置錯開距離不超過平曲線長度的四分之一時，效果仍然令人滿意。 通過用緯地軟件所進行設(shè)計平縱線形組合，對其形成的透視圖檢驗，設(shè)計路段線形質(zhì)量良好。 5.6平面縱面成果匯總6.路基設(shè)計6.1橫斷面布置 根據(jù)設(shè)計交通量，擬建高速公路，其橫斷面各組成部分的取值可根據(jù)設(shè)計交通量、交通組成、設(shè)計車速、地形條件和抗震設(shè)防等因素確定，并且應(yīng)該符合公路建設(shè)的基本原則和相關(guān)規(guī)范的具體要求。 本路段路基按四車道一級公路(80km/

24、h)標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如圖3-1: 路基全寬24.5m，單向行車道2X3.75m,左側(cè)路緣帶0.5m,硬路肩2.5m(含右側(cè)路緣帶0.5m),中央分隔帶2.0m,土路肩為0.75m。 路基寬度當(dāng)亍車道寬+分隔帶寬+路肩寬=24.5m路肩1 .行車道 土路梢 硬路肩 十 ■—— 路緣帶■ 中間帶行車道 L 路緣帶 .路肩_I硬路肩土路肩 3.75X2=7.5 0.520.53.75X2=7.524.5 圖3-1標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖6.2路拱橫坡 路拱坡度需要考慮路面類型和當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件。查《標(biāo)準(zhǔn)》，瀝宵路面橫坡宜取1.0?2.0%?？紤]到該地區(qū)降雨量，路面排水

25、狀況和施工行車安全舒適，擬采用2.0%的路拱橫坡。公路的硬路肩，采用與行車道相同的橫坡。土路肩的橫坡采用3%,路拱形式擬米用直線形式。 6.3超高及加寬 該路段內(nèi)有三曲線段，由丁其半徑小丁不設(shè)超高的最小半徑，所以要分別設(shè)超高，在上述平面現(xiàn)行設(shè)計中已經(jīng)完成，具體的計算結(jié)果見附表。規(guī)范規(guī)定，當(dāng)曲線半徑小丁等丁250m時，需要進行加寬，高速公路，一級公路的平曲線半徑均大丁250m所以不需要加寬。 6.5設(shè)計成果 最后附上7路面結(jié)構(gòu)設(shè)計7.1路面類型的確定7.1.1路面類型的確定 由丁瀝宵路面使用瀝宵結(jié)合料，因而增強了礦料間的粘結(jié)力，提高了混合料的強度和穩(wěn)定性，使路面的使用質(zhì)量和耐久性都得到

26、提高。與水泥混凝土路面相比，瀝宵路面具有表面平■整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便、適宜丁分期修建等優(yōu)點，因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用。本段公路是高等級道 路，結(jié)合實際情況，選用瀝宵混凝土路面。 7.1.2確定路基潮濕類型及土基回彈模量 根據(jù)《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》該地區(qū)屆丁東南濕熱區(qū)，路基臨界高度參考值可知此區(qū)是粘性土中濕狀態(tài)，臨界高度H2=1.2~1.3m,故土基屆中濕狀態(tài)，相對含水量^=0.6,取土基回彈模量E0=40MPa。 7.1.3軸載分析交通組成表 前軸重 后軸重 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距(m) 紅巖CQ30290 62

27、119 2 雙輪組 <3 178 日野KF300D 40.75 79 2 雙輪組 <3 276 解放CA340 22.1 56.6 1 雙輪組 309 黃海DD690 56 104 2 雙輪組 >3 383 東風(fēng)CS938 24 70 2 雙輪組 >3 1024 解放CA10B 19.4 60.85 1 雙輪組 1675 7.1.3.1當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)以及驗算瀝青層層底拉應(yīng)力時 ①軸載換算 軸載換算采用如下計算公式：435(6-1) k/p&35 軸載換算系數(shù)N=￡CiC2ni.二,Py 式中

28、，p一標(biāo)準(zhǔn)軸載，kN；'“P一被換算車型的各級軸載，kN;C1一軸載系數(shù)；C2一輪組系數(shù)； ni—被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日。軸載換算結(jié)果下表所示，軸載換算結(jié)果 車型 Pi 東風(fēng)CS938后軸 701130064.03180848 紅巖前軸 6216.4540436.1438464 后軸 119 1 日野KF300D前軸 40.75 1 后軸 79 2.2 黃海DD690前軸 56 1 后軸 104 2.2 解放CA10B后軸 56.6 1 解放CA340前軸 22.1 1 后軸 56.6 1 CQ3

29、0290 1 540 1146.864481 6.4 120 15.7475786 1 120 95.13257062 6.4 150 77.96961504 1 150 391.0824246 1 240 20.412979 6.4 180 1.669825251 1 180 15.30973425 2264.364863 注：軸載小于25kN的軸載作用不計。 ②累計當(dāng)量軸次計算 根據(jù)設(shè)計規(guī)范，一級公路瀝宵路面的設(shè)計年限為15年，四車道的車道系數(shù)可是0.4~0.5 取0.45,丫6%,累計當(dāng)量軸次： [(1)“-1]365[

30、(10.06)15-1]365、分0.06 NN12264.40.45=8655449(次) 7.1.3.1當(dāng)進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時 ①軸載換算 驗算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為 式中，C1為軸數(shù)系數(shù),C1=1+2(m-1);C2為輪組系數(shù)，單輪組為1.85,雙輪組為1,四輪組為0.09。 計算結(jié)果如下表所示，軸載換算結(jié)果 車型 Pi i屯 ■ ? 東風(fēng) CS938 后軸 70 1 1 300 17.294403 紅巖 前軸 62 1 1 540 11.7903657 CQ30290n =[(1 十「

31、/ -1U365 一]N2? =[(1 一一一15一一一 +0.06)1-1^365 1298x0.45 =4962355 ￡ r 0.06 后軸 119 1 1.85 120 892.7475471 日野 KF300D前軸 40.75 3 1 120 0.273730635 后軸 79 1 1.85 150 42.09976947 黃海 DD690 前軸 56 3 1 150 4.352279021 后軸 104

32、 1 1 240 328.4565721 解放 CA10B 后軸 56.6 1 1 180 1.89584992 1298.910517 K , /飛 P 8 N=LCi,iC2,ini i4

33、行車道上的累計標(biāo)準(zhǔn)軸次約為800萬次左右,根據(jù)地地質(zhì)水文等條件選擇柔性路面結(jié)構(gòu)，瀝宵混凝土路面。 7.2瀝青路面設(shè)計計算 (說明：-一級瀝青路面公路采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀理論，以路標(biāo)彎沉值作為路面整體剛度的設(shè)計控制指標(biāo).并對瀝青面層和半剛性基層，底基層(墊層否)的層底拉應(yīng)力進行驗算。)7.2.1擬定路面組合結(jié)構(gòu)形式及材料選取 根據(jù)《公路瀝宵路面設(shè)計規(guī)范》推薦結(jié)構(gòu)，考慮本路段的交通量、路基水溫狀況及材料供應(yīng)等具體情況，擬定該路段路面結(jié)構(gòu)方案如下：其中第四層水泥碎石為設(shè)計路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 路面厚度 hi=3cm Ei 細粒式瀝青混凝土 h2=4cm

34、E2 中粒式瀝青混凝土 h3c =6cm E3 粗粒式瀝青混凝土 h4=? E4 水泥碎石 h5=250cm E石灰土 查相關(guān)資料表表得各層厚度、劈裂強度、抗壓回彈模量、彎拉模量和極限抗彎拉強度如表6-5所示： 各層厚度、抗壓回彈模量、彎拉模量、極限抗彎拉強度和劈裂強度表 層 次 材料名稱 各層厚 度(cm) 抗壓回彈模量 20C(MPa) 抗彎拉模 量 Esj(MPa) 極限抗彎 拉強度 Sf(MPa) 劈裂強度 (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 3 1400 1500 1.5 1.4 2 中粒式瀝青混凝土 4

35、 1200 1500 1.5 1.0 3 粗粒式瀝青混凝土 6 900 — — 0.8 4 水泥碎石 ? 1500 1800 0.5 0.6 5 右灰土 250 550 1200 0.5 0.25 6 土基 回彈模量按照當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料綜合取值 40Mpa 7.2.2按容許彎沉計算路面厚度 (1)設(shè)計彎沉值id=600&@Aaa 式中，Ne—設(shè)計年限內(nèi)，一個車道上的累計當(dāng)量軸次,(次)；Ac,As,A.一分別為公路等級系數(shù)，面層類型系數(shù)及基層類型系數(shù)。 《公路瀝宵路面設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：一級公路AC=1.0,偶=1.0,凡=1.

36、0。由式得: ld=6。。&°%5=23.4皿)(2)各層材料的容許層底拉應(yīng)力二rf/K0.22.. 對于瀝宵混凝土面層：K=0.09ANe/Ac細粒式密級配瀝宵混凝 K=0.09AaNe°.22/Ac=0.091.08655449°22/1.0=3.02=c-K-_rsp=1.4/3.02=0.44(MPa)同理可算出其余各層的容許拉應(yīng)力值如下表 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 細粒式瀝宵混凝土 1.4 0.44 2 中粒式瀝宵混凝土 1 0.31 3 粗粒式瀝宵混凝土 0.8 0.25 4 水泥碎石土 0.5

37、 0.19 5 石灰土 0.225 0.09 7.2.3水泥碎石層的確定的 利用東南大學(xué)教授編制Hpds(highwaypavementdesignsystem路面設(shè)計程序系統(tǒng)計算 計算相關(guān)結(jié)果如下表 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算公路等級 新建路面的層數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)軸載 路面設(shè)計彎沉值 路面設(shè)計層層位設(shè)計層最小厚度 一級公路 5 BZZ-100 23.4(0.01mm) 4 200(mm) 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度 20C平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差 15C平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差 容許應(yīng)力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (

38、MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 30 1400 0 1500 0 .44 2 中粒式瀝青混凝土 40 1200 0 1300 0 .31 3 粗粒式瀝青混凝土 60 900 0 1100 0 .25 4 水泥碎石土 ? 1500 0 1600 0 .19 5 石灰土 250 550 0 550 0 .09 6 新建路基 40 7.2.3.1按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度LD=23.4(0.01mm)H(4)=250mmLS=25(0.01mm)H(4)=300mmLS=22.3

39、(0.01mm)H(4)=279mm(僅考慮彎沉) 7.2.3.2按容許拉應(yīng)力計算設(shè)計層厚度： H(4)=279mm(第1層底面拉應(yīng)力計算滿足要求)H(4)=279mm(第2層底面拉應(yīng)力計算滿足要求)H(4)=279mm(第3層底面拉應(yīng)力計算滿足要求)H(4)=279mm(第4層底面拉應(yīng)力計算滿足要求)H(4)=279mm(第5層底面拉應(yīng)力計算滿足要求)路面設(shè)計層厚度： H(4)=279mm(僅考慮彎沉)H(4)=279mm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)驗算路面防凍厚度： 路面最小防凍厚度450mm()驗算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求. 通過對設(shè)計層厚度取整，最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如

40、下 小結(jié)：設(shè)計彎沉值為23.4(0.01mm),結(jié)果以表格形式列出： h(cm) 細粒式密級配瀝青混凝土 3 中粒式密級配瀝青混凝土 4 粗粒式密級配瀝青混凝土 6 水泥碎石 28 右灰土 25 7.3最大拉應(yīng)力的驗算電算法得到，瀝青面層層底拉應(yīng)力為：水泥碎石層底拉應(yīng)力為，石灰土的底拉應(yīng)力為：均滿足要求分別如下表層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)計算層底拉應(yīng)力細粒式瀝青混凝土1.4 0.44 0.32 2 中粒式瀝青混凝土 1 0.31 0.15 3 粗粒式瀝青混凝土 0.8 0.25 0.21 4 水泥碎石土

41、 0.5 0.19 0.13 5 右灰土 0.225 0.09 0.02 很明顯路面各層層底拉應(yīng)力強度滿足要求（層底拉應(yīng)力均小丁容許拉應(yīng)力）。 7.4路基路面成果路面結(jié)構(gòu)設(shè)計圖8道路排水設(shè)計8.1排水的目的與要求道路結(jié)構(gòu)受溫濕變化影響很大，因此路基路面的強度和穩(wěn)定性同是關(guān)系密切。道路的各種病害原因很多但是水是主要因素,道路排水的目的，就是要保證路基的強度剛度和穩(wěn)定性，防止水侵入路基路面從而提高道路的耐久性，延長道路使用壽命。 道理排水包括地面排水和地下排水。 8.2排水系統(tǒng)設(shè)計 路面積水由2%各拱橫坡排出，經(jīng)坡面匯入全線貫通的邊溝，邊溝水排至原有的排水溝渠。 中央分

42、隔帶采用凸形，坡面雙向外傾，坡度4%;表面無鋪面，為防表面水下滲，設(shè)置縱向碎石盲溝，并隔一定間距通過橫向塑料排水管將中央分隔帶滲水排出路界。 邊溝的縱坡度應(yīng)取0.5%，邊溝出水口的間距，不超過500m,邊溝出口水的排放應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件以及橋涵水道位置，排引到路基范圍外、使之不沖刷路堤坡腳。 截水溝設(shè)在路塹坡頂5m＜路堤坡腳2m以外，截水溝長度控制在200m-500mrt;超過500m時，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。 8.3地面排水構(gòu)造物設(shè)計-以排水溝，邊溝為例 排水溝長度不大丁500m,排水溝距離路堤坡腳不小丁2m,邊溝一般設(shè)置在路塹、矮路堤、零填零挖路基

43、及其陡坡路堤邊緣外側(cè)或坡腳外側(cè)，主要用來匯集和排除路基范圍之內(nèi)和流向路基的少量地面水。邊溝的排水能力主要取決丁以下幾個設(shè)計參數(shù)：邊溝底流水坡度、邊溝截面尺寸、形狀、邊溝的表面粗糙程度。 通過水流量計算確定公路邊溝采用梯形漿砌片石明溝排水，砂漿勾縫，底寬0.6m,溝深0.6m,內(nèi)側(cè)邊坡坡度我1:1如圖可以滿足要求拐方路基蜥 挖方路基邊溝橫斷面單位:m8.4涵洞設(shè)計 9擋土墻的設(shè)計土土墻作用擋土墻（簡稱擋墻）是支擋路基填土或山坡坡體的墻式結(jié)構(gòu)物。它是支擋土體而承受其側(cè)壓力的墻體。它具有阻擋墻后土體下滑，保護路基和收縮坡腳等功能。在路基工程中，擋土墻用來克服地形或地物的限制和干擾，減少土石方、拆遷和占地數(shù)量，防止填土擠壓河床和水流沖陶岸邊，整治坡體下滑等病害。 本設(shè)計為一級公路，路基寬24.5m,其中K1+900?K2+000的填方高度大于5m,見路基橫斷面所示。根據(jù)該路段的原地面橫坡、地質(zhì)及材料來源情況，擬在該路段左側(cè)設(shè)置擋土墻以保證其路基穩(wěn)定。 擬定斷面尺寸 illnb=3000H H2h