【正文】 某高速公路路基路面綜合設(shè)計(jì)畢業(yè)論文1□設(shè)計(jì)總說(shuō)明□地理位置圖某高速公路起于盤(pán)縣紅果海鋪，與滬昆國(guó)家高速公路相接，經(jīng)白雞坡、都格火車站、發(fā)耳、營(yíng)街，在望龍包跨過(guò)北盤(pán)江，經(jīng)茅草坪、營(yíng)盤(pán)、蘭花箐、雨格、松河、雞場(chǎng)坪，穿過(guò)扎營(yíng)山，經(jīng)滑石、埡密，終于山城縣玉舍鄉(xiāng)，與規(guī)劃的杭瑞國(guó)家高速公路相接。該公路是貴州省，骨架公路規(guī)劃方案“三縱三橫八聯(lián)八支”公路網(wǎng)中的畢節(jié)至安龍高速公路中的一段?！踉O(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)及參考資料[1] JTG B012003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S]．[2] JTG D202006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S]． [3] JTG D302004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S]． [4] JTG D402011，公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．[5] JTG D502006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S]． [6] JTG F102006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S]． [7] JTJ 01897，公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．[8] JTG D602004，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S]．[9] JTG D622004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．[10] JTG D632007，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．[11]交公路發(fā)[2007] 358號(hào)，公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目文件編制辦法[Z] 20070901．[12] JTG F102006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S]．[13] JTG/TD65042007，公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則[S]．[14]楊少偉．道路勘測(cè)設(shè)計(jì)[M]．北京：人民交通出版社，（第三版）．[15]鄧學(xué)鈞．路基路面工程[M]．北京：人民交通出版社，．[16]曾革．公路路基穩(wěn)定理論與設(shè)計(jì)方法[M]．長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，□路線及工程概況本路線是山嶺重丘區(qū)的一條高速公路，路線設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)為：，雙向四車道，有中央分隔帶，土路肩為2，硬路肩為2，行車道為2。設(shè)計(jì)速度80Km/h，起點(diǎn)樁號(hào)K15+，終點(diǎn)樁號(hào)為K17+。由設(shè)計(jì)任務(wù)可知，路線共設(shè)置三個(gè)平曲線，半徑均分別為2600m，1750m，900m。本次縱斷面設(shè)計(jì)共設(shè)置了四個(gè)變坡點(diǎn)，% ，%，最大坡長(zhǎng)970m，最小坡長(zhǎng)240m。設(shè)置1個(gè)凸形豎曲線， 4個(gè)凹形豎曲線，半徑分別為 13500m，7600m，5900m，5000m，2800m。本路線設(shè)計(jì)中共設(shè)置三座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)T梁橋，，；涵洞共6個(gè)，其中3個(gè)鋼筋混凝土圓管涵、3個(gè)鋼筋混凝土蓋板涵?！跹鼐€氣候、水文特征、地形地震地理及其與公路的關(guān)系1．根據(jù)調(diào)查了解本地區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，整體氣溫變化幅度小，年均氣溫1314℃，℃，℃?！?，最低氣溫為12℃。多年平均降水量為1350毫米/年。蒸發(fā)量最大月份為2～5月份，無(wú)霜期230300天。冬暖夏涼，氣候宜人。2．本路線所屬境內(nèi)巖溶地貌類型齊全，發(fā)育典型。山巒眾多，延綿起伏；溝壑縱橫，深履險(xiǎn)峻。地勢(shì)西北高，東南低。地面最高點(diǎn)為烏蒙山脈的韭菜坪，人稱“貴州屋脊”；最低點(diǎn)在六枝特區(qū)毛口鄉(xiāng)北盤(pán)江河谷，海拔586米。境內(nèi)平均海拔在14001900m之間。沿線地質(zhì)情況為覆蓋層以種植土、亞砂土和亞粘土為主，含少量的碎石質(zhì)土，覆蓋層厚2m左右，下伏基巖為硅化板巖。3．境內(nèi)地理環(huán)境復(fù)雜，植被種類繁多，展布錯(cuò)雜，地理區(qū)域分異明顯。地帶性植被為中亞熱帶常綠闊葉林，東部植被為濕潤(rùn)性中亞熱帶常綠闊葉林，西部植被為中亞熱帶半濕潤(rùn)闊葉林。由于境內(nèi)海拔差異較大，垂直分異特征也較明顯。境內(nèi)原生植被破壞嚴(yán)重，現(xiàn)存植被多為次生植被。4．根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的1:400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)峰值參數(shù)區(qū)劃圖》 (GB18306—2001)，本路線段地震動(dòng)峰值加速度，依據(jù)現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ004—89)可不設(shè)防。□沿線材料分布情況公路沿線5km以內(nèi)有較豐富的砂礫材料，當(dāng)?shù)匮鼐€無(wú)礦石料場(chǎng)，礦石材料需要外購(gòu)，相距約40km。相距50km左右處有水泥廠和石灰生產(chǎn)廠，鋼材等建材可以在相距40km處進(jìn)貨?！醐h(huán)境保護(hù)本路線設(shè)計(jì)考慮了道路對(duì)自然景觀的影響，盡量減少對(duì)自然景觀的破壞。對(duì)于道路施工造成的取土坑、棄土區(qū)填方及挖方邊坡采用完善的排水系統(tǒng)和必要的防護(hù)措施。2□路線縱斷面設(shè)計(jì)沿著道路中線豎直剖切然后展開(kāi)即為路線縱斷面，由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線，縱斷面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車的動(dòng)力特性，道路等級(jí)，當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等研究起伏空間線的大小和長(zhǎng)度，以便達(dá)到行車安全，迅速，運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺(jué)舒適的目的?！蹩v斷面設(shè)計(jì)的原則1．縱面線形應(yīng)與地形相適應(yīng)，線形設(shè)計(jì)應(yīng)平順、圓滑、視覺(jué)連續(xù)，保證行駛安全。2．縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長(zhǎng)和豎曲線長(zhǎng)短適當(dāng)、以及填挖平衡。3．平面與縱斷面組合設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的原則為宜相互對(duì)應(yīng)。4．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。5．平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，最好使豎曲線的起終點(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”6．平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。7．合成坡度組合要得當(dāng)，以利于路面排水和行車安全。8．與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并起到引導(dǎo)視線的作用?！蹩v坡設(shè)計(jì)的要求1．設(shè)計(jì)必須滿足《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D202006）的各項(xiàng)要求。2．縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值，合理安排緩和坡段，不宜連續(xù)采用極限長(zhǎng)度的陡坡夾最短長(zhǎng)度的短坡。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免反復(fù)設(shè)置反坡段。3．沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮。4．應(yīng)盡量做到填挖平衡，使挖方運(yùn)到就近路段填方，以減少借方和棄方，降低造價(jià)和節(jié)省用地。5．縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。6．對(duì)連接段縱坡，如大、中橋引道及隧道兩端接線等，縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突變。7．在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求?！蹩v坡設(shè)計(jì)的步驟1．準(zhǔn)備工作：通過(guò)緯地軟件按比例標(biāo)注里程樁號(hào)和標(biāo)高，點(diǎn)繪地面線。里程樁包括：路線起點(diǎn)樁、終點(diǎn)樁、交點(diǎn)樁、公里樁、百米樁、整樁（50m加樁或20m加樁）、平曲線控制樁（如直緩或直圓、緩圓、曲中、圓緩、緩直或圓直、公切點(diǎn)等），橋涵或直線控制樁、斷鏈樁等。2．標(biāo)注控制點(diǎn)：如路線起、終點(diǎn)，越嶺埡口，重要橋涵，地質(zhì)不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪線的洪水位，隧道進(jìn)出口，平面交叉和立體交叉點(diǎn)，鐵路道口，城鎮(zhèn)規(guī)劃控制標(biāo)高以及受其他因素限制路線必須通過(guò)的標(biāo)高控制點(diǎn)等。3．試坡：在已標(biāo)出“控制點(diǎn)”的縱斷面圖上，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)、選線意圖，結(jié)合地面起伏變化，以控制點(diǎn)為依據(jù)，穿插與取直，試定出若干直坡線。反復(fù)比較各種可能的方案，最后定出既符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又滿足控制點(diǎn)要求，且土石方較省的設(shè)計(jì)線作為初定試坡線，將坡度線延長(zhǎng)得出變坡點(diǎn)的初步位置。4．調(diào)整：對(duì)照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查設(shè)計(jì)的最大縱坡、最小縱坡、坡長(zhǎng)限制等是否滿足規(guī)定，平、縱線形組合是否適當(dāng)?shù)?，若有?wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。5．核對(duì)：選擇有控制意義的重點(diǎn)橫斷面，如高填深挖，作橫斷面設(shè)計(jì)圖，檢查是否出現(xiàn)填挖過(guò)大、坡腳落空或過(guò)遠(yuǎn)、擋土墻工程過(guò)大等情況，若有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)調(diào)整。6．定坡：經(jīng)調(diào)整核對(duì)無(wú)誤后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點(diǎn)樁號(hào)和標(biāo)高確定下來(lái)。％，變坡點(diǎn)一般要調(diào)整到10m的整樁號(hào)上。7．設(shè)置豎曲線：根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平縱組合均衡等確定豎曲線半徑，計(jì)算豎曲線要素。8．計(jì)算各樁號(hào)處的填挖值：根據(jù)該樁號(hào)處地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高確定。□豎曲線設(shè)計(jì)豎曲線是縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車而設(shè)置的一段緩和曲線。設(shè)計(jì)時(shí)充分結(jié)合縱斷面設(shè)計(jì)原則和要求，并依據(jù)規(guī)范的規(guī)定合理的選擇好半徑。查《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D202006）規(guī)定： 豎曲線指標(biāo) 設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)值設(shè)計(jì)車速（km/h）80最大縱坡（％）6%最小縱坡（％）%凸形豎曲線半徑（m）一般值4500極限值3000凹形豎曲線半徑（m）一般值3000極限值2000豎曲線最小長(zhǎng)度（m）70豎曲線基本要素計(jì)算公式： L = T = E = 式中：——坡度差（%）； L ——曲線長(zhǎng)（m）；T ——切線長(zhǎng)（m）；E ——外距 （m）；豎曲線要素計(jì)算：里程樁號(hào)K15+ =% = % 取半徑R=7600m(凹形) 曲線長(zhǎng):切線長(zhǎng):外距: 設(shè)計(jì)高程計(jì)算：豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=(K15+)﹣=15+豎曲線起點(diǎn)高程=（%）=豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=(K15+) += K15+豎曲線終點(diǎn)高程=+（%）= 校核無(wú)誤。其它邊坡點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)縱坡、豎曲線表。3□路基設(shè)計(jì)□路基橫斷面布置由橫斷面設(shè)計(jì)，查《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D302004）可知，其中行車道為4=15m，設(shè)置1m的中央分隔帶，硬路肩寬度設(shè)置為2=3m，土路肩寬度設(shè)置為2=。路面橫坡為2%，土路肩橫坡為3%。 公路路基寬度示意圖（單位：cm） □路基邊坡由橫斷面設(shè)計(jì)查《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D302004）可知，當(dāng)高速公路路堤邊坡小于8m時(shí)，采用1：，當(dāng)路堤邊坡大于8m時(shí)采用1：。路塹為大于15m的巖質(zhì)邊坡時(shí)，查規(guī)范可知采用1：、1：：?！趼坊鶋簩?shí)標(biāo)準(zhǔn)查《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D302004）可知，高速公路采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。 路基壓實(shí)度 填挖類別路面以下深度（m）填料最小強(qiáng)度（CBR）（%）路基壓實(shí)度（%）零填及挖方路基0~8≥96~5≥96填方路基0~8≥96~5≥96□路基填料填方路基宜選用級(jí)配較好的粗粒土作為填料。礫（角礫）類土，砂類土應(yīng)優(yōu)先選作路床填料，土質(zhì)較差的細(xì)粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基時(shí)，應(yīng)分層填筑，每一水平層均采用同類填料。細(xì)粒土做填料，當(dāng)土的含水量超過(guò)最佳含水量?jī)蓚€(gè)百分點(diǎn)以上時(shí)，應(yīng)采取晾曬或摻入石灰、固化材料等技術(shù)措施進(jìn)行處理。橋涵臺(tái)背和擋土墻墻背填料，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)摩檫角值較大的礫（角礫）類土，砂類土填筑?！趼反蔡幚?．路床土質(zhì)應(yīng)均勻、密實(shí)、強(qiáng)度高，上路床壓實(shí)度達(dá)不到要求時(shí)，必須采取晾曬，摻石灰等技術(shù)措施。路床頂面橫坡應(yīng)與路拱坡度一致。2．挖方地段的路床為巖石或土基良好時(shí)，可直接利用作為路床，并應(yīng)整平，碾壓密實(shí)。地質(zhì)條件不良或土質(zhì)松散，滲水，濕軟，強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)采取防水，排水措施或摻石灰處理或換填滲水性土等措施，處理深度可視具體情況確定。3．填方路基的基底，應(yīng)視不同情況分別予以處理基底土密實(shí)，地面橫坡緩于1：5時(shí)，路基可直接填筑在天然地面上，地表有樹(shù)根草皮或腐殖土應(yīng)予以處理。當(dāng)陡于1：5時(shí)，地面須挖成階梯式，并做2%的反坡。路堤基底范圍內(nèi)由于地表水或地下水影響路基穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)采取攔截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易風(fēng)化的片石，塊石或砂、礫等透水性材料。水稻田，湖塘等地段的路基，應(yīng)視具體情況采取排水、清淤、晾曬、換填、摻灰及其它加固措施進(jìn)行處理，當(dāng)為軟土地基時(shí)應(yīng)按特殊路基處理。4□排水設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)□邊溝設(shè)計(jì)驗(yàn)算在K15++220之間的左側(cè)挖方段為挖方最大匯水面積段，本次設(shè)計(jì)以瀝青混凝土路面為例。硅化板巖路塹（坡度為1：，），取單側(cè)路面和路肩橫向排水寬度為12m，路拱橫坡為2%在縱斷面方面，此處處于豎曲線上，采用平均縱坡i=（）/=%，邊溝坡腳和路肩邊緣間設(shè)置矩形邊溝?！跤?jì)算匯水面積和徑流系數(shù)==。由于坡面上采用拱式護(hù)面墻防護(hù)，則由《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》得坡面徑流系數(shù)取C1=。匯水區(qū)域在邊溝平臺(tái)上的面積A2=1=，取坡面徑流系數(shù)(漿植草護(hù)面)C2=，匯水區(qū)域在路面一側(cè)(公路路中線到邊溝）的面積為A3=12=，由表查得瀝青路面徑流系數(shù)為C3=。由此，總的匯水面積為F=++=，匯水區(qū)的徑流系數(shù)為C=。計(jì)算匯流歷時(shí)：由克畢公式計(jì)算坡面匯流歷時(shí)公式如下：其中： t1 ——坡面匯流歷時(shí)（min）； L——坡面流的長(zhǎng)度（m）； i——坡面流坡度（%）； m——地表粗糙系數(shù)； 圖 邊溝計(jì)算示意圖 由表查得拱式護(hù)面墻防護(hù)路塹邊坡的粗度系數(shù)m=，且路塹坡度為1：，得路塹坡面匯流歷時(shí)由表查得邊溝平臺(tái)（植草護(hù)面）的粗度系數(shù)m=，橫向坡度為4%，則查表得瀝青混凝土路面粗糙系數(shù)為m=，橫坡4%，坡面流長(zhǎng)度為12m，所以歷時(shí)時(shí)間為因此取坡面匯流歷時(shí)t=(取最大值)。，以漿砌片石砌筑，溝壁粗糙系數(shù)n=。求得過(guò)水?dāng)嗝娑蚊娣e為A=，水力半徑為R=m。按曼寧公式，得溝內(nèi)平均流速為：因此溝內(nèi)匯流歷時(shí)為 。由上可得匯流歷時(shí)為 ?！跤?jì)算降雨強(qiáng)度據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，高速公路路界內(nèi)坡面排水設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期為15年。求設(shè)計(jì)重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)內(nèi)的降雨強(qiáng)度（mm/min），由于公路在貴州六盤(pán)水境內(nèi)，據(jù)《公路排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，可取公式如下□計(jì)算設(shè)計(jì)徑流量可按降雨強(qiáng)度由推理公式確定：，式中：Q—設(shè)計(jì)徑流量； C—徑流系數(shù)； F—匯水面積（Km）。所以?！鯔z驗(yàn)徑流設(shè)定邊溝的截面形式為矩形，，，則泄水能力：因?yàn)樵O(shè)計(jì)徑流量Q=泄水能力Qc=，所以假定的邊溝尺寸符合要求?！鯖_淤檢驗(yàn)邊溝的平均流速應(yīng)使水流在設(shè)計(jì)流量條件下不產(chǎn)生沖刷和淤泥。為此，應(yīng)保證設(shè)計(jì)流速在最大和最小允許流速范圍內(nèi)。對(duì)于漿砌片石邊溝，，。對(duì)于平均流速V=，故滿足沖淤檢驗(yàn)。綜上所述，邊溝尺寸符合要求?！鯏r水帶設(shè)計(jì)驗(yàn)算本次設(shè)計(jì)以瀝青路面設(shè)計(jì)為例，單側(cè)路面和路肩橫向排水的寬度為12m，出水口間距初擬為50m，以K15+～K15+200段為設(shè)計(jì)段，%，路拱橫坡度為3%。圖 攔水帶設(shè)計(jì)示意圖（單位：m） □設(shè)計(jì)徑流量計(jì)算1．設(shè)計(jì)重現(xiàn)期