一級(jí)公路設(shè)計(jì)

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1、1設(shè)計(jì)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(jì)參照等高線地形圖1 設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)12道路等級(jí)的確定2 2.1車(chē)型換算2 日交通量計(jì)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(diǎn)3 4.2路線方案的擬定35平面設(shè)計(jì)4 5.1 平面線形設(shè)計(jì)的基本要求4 平曲線的設(shè)計(jì)4曲線半徑4直線長(zhǎng)度5緩和曲線的長(zhǎng)度55.2.4曲線計(jì)算55.2.4.1平曲線要素55.2.4.2里程樁號(hào)5 5.3超高加寬設(shè)計(jì)6超高的確定65.3.2超高緩和段長(zhǎng)度的確定7理論取值計(jì)算7實(shí)際取值75.3.3各曲線段超高計(jì)算7 5.4.3 5.4縱斷面設(shè)計(jì)85.4.

2、1縱斷面設(shè)計(jì)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(zhǎng)度確定:9豎曲線要素計(jì)算9 5.5.1 5.5平縱組合設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)成果127路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12 7.1.1 7.1路面類(lèi)型的確定12路面類(lèi)型的確定12確定路基潮濕類(lèi)型及土基回彈模量13軸載分析137.1.3.1當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)以及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力時(shí)137.1.3.1當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)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(jì)計(jì)算16按容

3、許彎沉計(jì)算路面厚度17水泥碎石層的確定的17.1按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度18.2按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：18 7.3 最大拉應(yīng)力的驗(yàn)算19 路基路面成果208道路排水設(shè)計(jì)20 8.1排水的目的與要求20 8.2排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)20 8.3地面排水構(gòu)造物設(shè)計(jì)20 8.4涵洞設(shè)計(jì)219擋土墻的設(shè)計(jì)21 1設(shè)計(jì)資料1.1交通量資料 實(shí)測(cè)交通量資料 車(chē)型 特大型貨車(chē) 大中型貨車(chē) 小型貨車(chē) 大中型客車(chē) 小型客車(chē) 拖拉機(jī) 摩托車(chē) 自行車(chē) 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(jì)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(kù)的地表水構(gòu)成，接受大氣降水的補(bǔ)給，水位及水量受降水量影響不大。地表水沖刷作用對(duì)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(jì)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(jì)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(jì)規(guī)范》 (3) 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 (4) 《公路路基設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》(JTGD50-2006) (7)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ018-97) 為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，一律用《規(guī)范》《標(biāo)準(zhǔn)》簡(jiǎn)稱(chēng)之2道路等級(jí)的確定2.1車(chē)型換算 高速、一級(jí)公路以小客車(chē)為折算標(biāo)準(zhǔn)。各汽車(chē)代表車(chē)型與換算系數(shù)如表1-1所示: 各汽車(chē)代表車(chē)型與車(chē)輛折算系數(shù) 車(chē)輛折算系數(shù) 小型客車(chē) 1.0 <19座的客車(chē)和載質(zhì)量<2t的貨車(chē) 大中型客車(chē)及小型貨車(chē) 1.5 >19座的客車(chē)和載質(zhì)量>

6、2t~<7t的貨車(chē) 大中型貨車(chē) 2.0 載質(zhì)量>7t~<14t的貨車(chē) 特大型貨車(chē) 3.0 載質(zhì)里>14t的茨車(chē) 2.2日交通量計(jì)算 由《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定: 畜力車(chē)、人力車(chē)、 自行車(chē)等非機(jī)動(dòng)車(chē)在設(shè)計(jì)交通量換算中按 路側(cè)干擾因素計(jì)，一、二級(jí)公路上行駛的拖拉機(jī)按路側(cè)干擾因素計(jì)。將實(shí)測(cè)各種車(chē)型的交通量折算成小客車(chē)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(jí)公路設(shè)計(jì)交通量按15年預(yù)測(cè)。交通當(dāng)量年平■均增長(zhǎng)率按6%計(jì)，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(chē)道的一級(jí)公路應(yīng)該能適應(yīng)折合成小客車(chē)的年平均日交通量為15000-30000輛，可以選擬定該路采用一級(jí)公路，雙向四車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)速為80km/h,設(shè)計(jì)采用的服務(wù)水平為一級(jí)，采用整體式路基，查《標(biāo)準(zhǔn)》得知關(guān)丁一級(jí)四車(chē)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(hào) 項(xiàng)目 單位 主要技術(shù)指標(biāo) 1 設(shè)計(jì)車(chē)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(zhǎng)度 m 140 緩和曲線最小長(zhǎng)度 m 70 5 最小縱坡 % 0.3 6 最大縱坡 % 5 7 最小坡長(zhǎng) m 200 8 相應(yīng)縱坡的最大 坡長(zhǎng) 3% m 1100 4% 900 5% 700 <3% 不限制 9 停車(chē)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(zhǎng)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(diǎn) 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(shí)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(jì)高度，縱坡不應(yīng)頻繁起伏，也不宜過(guò)丁平■緩。 4.2路線方案的擬定 此處中部的沖積平原地帶對(duì)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(jí)和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，在原始設(shè)計(jì)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(diǎn)，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(shù)林后，穿越一居住區(qū)后直至終點(diǎn)。具體路線見(jiàn)以下截圖： 5平面設(shè)計(jì)5.1平面線形設(shè)計(jì)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?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)；除滿(mǎn)足汽車(chē)行駛力學(xué)上的基本要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足駕駛員和乘客在視覺(jué)和心理上的要求； ① 保持平■面線形的均衡與連貫；長(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)度。 5.2平曲線的設(shè)計(jì)5.2.1曲線半徑 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)段選定設(shè)計(jì)路段的曲線半徑均選為500m。 5.2.2直線長(zhǎng)度 (1) 直線的最大長(zhǎng)度 我國(guó)目前的《標(biāo)準(zhǔn)

11、》和《規(guī)范》中均未對(duì)直線的最大長(zhǎng)度規(guī)定具體數(shù)值。日本和德國(guó)，以設(shè)計(jì)車(chē)速(km/h)的20倍數(shù)字為最大長(zhǎng)度限值。當(dāng)V=80km/h時(shí)，lmax=20V=1600m,本設(shè)計(jì)符合要求。 (2) 直線的最小長(zhǎng)度 基本型平曲線 《規(guī)范》推薦同向曲線間最短直線長(zhǎng)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(jì)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(jì)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(zhǎng)度 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：設(shè)計(jì)速度為 80km/h的一級(jí)公路，緩和曲線的最小長(zhǎng)度為ls=70m。 此設(shè)計(jì)取

12、緩和曲線長(zhǎng)度均為ls=150m,符合《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定5.2.4曲線計(jì)算5.2.4.1平曲線要素、 公式其中Ls=150m,R=500m參照《規(guī)范》計(jì)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(zhǎng)，m；L一曲線長(zhǎng),m；E一夕卜距，m；J—校正

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

14、2v 127R 以交點(diǎn)JD1處超高的計(jì)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(jì)路段選定的超高為5%。 5.3.2超高緩和段長(zhǎng)度的確定 超高緩和段實(shí)際計(jì)算值應(yīng)取下列三項(xiàng)中的最大值： (1) 曲線加寬段長(zhǎng)度； (2) 超高緩和段的理論計(jì)算值; (3) 緩和曲線的長(zhǎng)度。 5.3.2.1理論取值計(jì)算 為了行車(chē)的安全舒適、路容的美觀和排水的通暢，必須設(shè)置一定長(zhǎng)度的超高緩和段，超高過(guò)渡則是在超高緩和段全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行的。雙車(chē)道公路超高緩和段長(zhǎng)度可按下式計(jì)算：：二］Lc二p式中：L一超高緩和段長(zhǎng)(m);6—旋轉(zhuǎn)軸至行車(chē)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(mǎn)足最小的超高漸變率1/300本設(shè)計(jì)路段超高緩和段長(zhǎng)度理論值為：8*7%/(1/200)=112m

16、肩坡度與行車(chē)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(guò)渡段的長(zhǎng)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(diǎn)之前，即從(K0+071.115~K0+073.271)段內(nèi)完成土路肩的過(guò)渡，變成-2%,與路拱橫坡相同。 ③ 分別計(jì)算各樁號(hào)的橫斷面上超高值,緯地5.88的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表。 JD1處平曲線超高值計(jì)算結(jié)果 左土路肩 左硬路肩 左行車(chē)道 樁號(hào) 右行車(chē)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(jì) 5.4.1縱斷面設(shè)計(jì)的一般要求 縱坡設(shè)計(jì)的一般要求為： 1縱坡設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足《標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)規(guī)定； 2應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和過(guò)丁頻繁。為保證車(chē)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(guò)大或過(guò)丁頻繁。 3縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)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(jì)應(yīng)考慮填挖平衡，減少借方和廢方，以降低工程造價(jià)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(mǎn)足最小坡度要求外，還應(yīng)滿(mǎn)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(jì)速度為80km/h時(shí)，公路最大縱坡為5%。結(jié)合設(shè)計(jì)路段定的是1.7079%。 (1) 最小縱坡的確定 各級(jí)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(jì)平■坡或小丁0.3%的縱坡時(shí)，其邊溝應(yīng)作縱向的排水設(shè)計(jì)。結(jié)合設(shè)計(jì)路段定的是1.0088%。 (3)最大坡長(zhǎng)最小坡長(zhǎng)限制 豎曲線長(zhǎng)度豎曲線半徑豎曲線切線長(zhǎng)豎曲線上任意一點(diǎn)豎曲線外距 LRT=T1：T2=—=22P的豎距：h=PQ=yP-yQ 5.4.4豎曲線長(zhǎng)度確定： 《規(guī)范》要求一級(jí)公路豎曲線最小長(zhǎng)度為70m,本設(shè)計(jì)最小豎曲線長(zhǎng)度366.65m滿(mǎn)足要求5.4.5豎曲線要素計(jì)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(jì)算示意如圖豎曲線要素圖現(xiàn)在以豎曲線中第一個(gè)變坡點(diǎn)

20、(K1+050)為例 本設(shè)計(jì)路段第一變坡點(diǎn)(凹形豎曲線)里程樁號(hào)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(jì)算： w=i2-i1=2.4443 當(dāng)w為“+”時(shí)，表示凹形曲線，缶為“-”時(shí)為凸形曲線。所以該豎曲線為凸形豎曲線。 曲線長(zhǎng)L=Rw=150002.4443%=366.645m瞞足最小長(zhǎng)度要求) 切線長(zhǎng)T=L/2=183.323(m)T2 外距￡=亦=1.118m (2) 計(jì)算設(shè)計(jì)高程： 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=K1+050-T=K0+866.675(m) 豎曲線起點(diǎn)高程=273.

21、7772+Ti1=272.46(m) 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=K0+340+T=K1+233.325(m) 豎曲線終點(diǎn)高程=271.8585+Ti2=274.476m ⑶豎曲線任意點(diǎn)高程步驟如下 計(jì)算切線高程H切F土(T-x)i1 計(jì)算設(shè)計(jì)高程H=H切±h 具體計(jì)算結(jié)果最后由緯地導(dǎo)出5.5平縱組合設(shè)計(jì)5.5.1組合原則 (1)保持視覺(jué)的連續(xù)性。應(yīng)在視覺(jué)上自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺(jué)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(duì)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(wú)意義的。反之，在平■面上線形迂回前進(jìn)、彎

22、道較多，而在縱斷面設(shè)計(jì)上采用高標(biāo)準(zhǔn)也同樣沒(méi)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?chē)安全。 (4) 注意與周?chē)h(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(zhǎng)丁豎曲線 這種組合是使平曲線與豎曲線對(duì)應(yīng)，最好使豎曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別放在平曲線的兩個(gè)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(jué)。 (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(zhēng)取得到的。如果平曲線的中點(diǎn)與豎曲線的頂(底)點(diǎn)位置錯(cuò)開(kāi)距離不超過(guò)平曲線長(zhǎng)度的四分之一時(shí)，效果仍然令人滿(mǎn)意。 通過(guò)用緯地軟件所進(jìn)行設(shè)計(jì)平縱線形組合，對(duì)其形成的透視圖檢驗(yàn)，設(shè)計(jì)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(jì)6.1橫斷面布置 根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)交通量、交通組成、設(shè)計(jì)車(chē)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(chē)道一級(jí)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(chē)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(chē)道寬+分隔帶寬+路肩寬=24.5m路肩1 .行車(chē)道 土路梢 硬路肩 十 ■—— 路緣帶■ 中間帶行車(chē)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(lèi)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(chē)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(chē)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(jì)中已經(jīng)完成，具體的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附表。規(guī)范規(guī)定，當(dāng)曲線半徑小丁等丁250m時(shí)，需要進(jìn)行加寬，高速公路，一級(jí)公路的平曲線半徑均大丁250m所以不需要加寬。 6.5設(shè)計(jì)成果 最后附上7路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1路面類(lèi)型的確定7.1.1路面類(lèi)型的確定 由丁瀝宵路面使用瀝宵結(jié)合料，因而增強(qiáng)了礦料間的粘結(jié)力，提高了混合料的強(qiáng)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(wú)接縫、行車(chē)舒適、耐磨、振動(dòng)小、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便、適宜丁分期修建等優(yōu)點(diǎn)，因而獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本段公路是高等級(jí)道 路，結(jié)合實(shí)際情況，選用瀝宵混凝土路面。 7.1.2確定路基潮濕類(lèi)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(duì)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(jì)彎沉值為指標(biāo)以及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力時(shí) ①軸載換算 軸載換算采用如下計(jì)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(chē)型的各級(jí)軸載，kN;C1一軸載系數(shù)；C2一輪組系數(shù)； ni—被換算車(chē)輛的各級(jí)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(chē)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(jì)。 ②累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路瀝宵路面的設(shè)計(jì)年限為15年，四車(chē)道的車(chē)道系數(shù)可是0.4~0.5 取0.45,丫6%,累計(jì)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(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) ①軸載換算 驗(yàn)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(jì)算結(jié)果如下表所示，軸載換算結(jié)果 車(chē)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(chē)道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次約為800萬(wàn)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(jì)計(jì)算 (說(shuō)明：-一級(jí)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(jì)控制指標(biāo).并對(duì)瀝青面層和半剛性基層，底基層(墊層否)的層底拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)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(jì)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(jì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 路面厚度 hi=3cm Ei 細(xì)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(qiáng)度、抗壓回彈模量、彎拉模量和極限抗彎拉強(qiáng)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(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度表 層 次 材料名稱(chēng) 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(qiáng)度 Sf(MPa) 劈裂強(qiáng)度 (MPa) 1 細(xì)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(jì)算路面厚度 (1)設(shè)計(jì)彎沉值id=600&@Aaa 式中，Ne—設(shè)計(jì)年限內(nèi)，一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)當(dāng)量軸次,(次)；Ac,As,A.一分別為公路等級(jí)系數(shù)，面層類(lèi)型系數(shù)及基層類(lèi)型系數(shù)。 《公路瀝宵路面設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：一級(jí)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(duì)于瀝宵混凝土面層：K=0.09ANe/Ac細(xì)粒式密級(jí)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(chēng) 劈裂強(qiáng)度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 細(xì)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(jì)程序系統(tǒng)計(jì)算 計(jì)算相關(guān)結(jié)果如下表 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算公路等級(jí) 新建路面的層數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)軸載 路面設(shè)計(jì)彎沉值 路面設(shè)計(jì)層層位設(shè)計(jì)層最小厚度 一級(jí)公路 5 BZZ-100 23.4(0.01mm) 4 200(mm) 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱(chēng) 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(xì)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(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)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(jì)算設(shè)計(jì)層厚度： H(4)=279mm(第1層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿(mǎn)足要求)H(4)=279mm(第2層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿(mǎn)足要求)H(4)=279mm(第3層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿(mǎn)足要求)H(4)=279mm(第4層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿(mǎn)足要求)H(4)=279mm(第5層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿(mǎn)足要求)路面設(shè)計(jì)層厚度： H(4)=279mm(僅考慮彎沉)H(4)=279mm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)驗(yàn)算路面防凍厚度： 路面最小防凍厚度450mm()驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿(mǎn)足防凍要求. 通過(guò)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

40、下 小結(jié)：設(shè)計(jì)彎沉值為23.4(0.01mm),結(jié)果以表格形式列出： h(cm) 細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土 3 中粒式密級(jí)配瀝青混凝土 4 粗粒式密級(jí)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(yàn)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(mǎn)足要求分別如下表層位結(jié)構(gòu)層材料名稱(chēng)劈裂強(qiáng)度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)計(jì)算層底拉應(yīng)力細(xì)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(qiáng)度滿(mǎn)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(jì)圖8道路排水設(shè)計(jì)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(qiáng)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(qiáng)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(zhǎng)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(jì) 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(wú)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(guò)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(guò)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(zhǎng)度控制在200m-500mrt;超過(guò)500m時(shí)，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(jì)-以排水溝，邊溝為例 排水溝長(zhǎng)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(lái)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(gè)設(shè)計(jì)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(guò)水流量計(jì)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(mǎn)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(jì) 9擋土墻的設(shè)計(jì)土土墻作用擋土墻（簡(jiǎn)稱(chēng)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(hù)路基和收縮坡腳等功能。在路基工程中，擋土墻用來(lái)克服地形或地物的限制和干擾，減少土石方、拆遷和占地?cái)?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(jì)為一級(jí)公路，路基寬24.5m,其中K1+900?K2+000的填方高度大于5m,見(jiàn)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(lái)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