【正文】 0 設(shè)計(jì)依據(jù) 1)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告、地形圖 2)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTJ 011— 2020） 3)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTG D50－ 2020） 4)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 (JTGF40－ 2020） 5)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTJ 018－ 1997） 6)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》 (JTJ 034－ 2020） 7)《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》 (JTJ 001－ 1986） 8)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTGD30－ 2020） 9)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 (JTGD60－ 2020） 10)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 (JTGB01－ 2020） 11)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》 (JTJ 0331995） 12)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTG D402020） 13)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTJ 0421995） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 2 路線設(shè)計(jì) 道路技術(shù)等級(jí)確定 交通量是衡量一條道路等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)之一，由《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTGB01－ 2020）可知，高速公路的交通量是以各種汽車(chē)折合成小汽車(chē)的遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限平均晝夜交通量為標(biāo)準(zhǔn)，所以本設(shè)計(jì)中采用小汽車(chē)為折合標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算交通量。公式如下： 10 )1( ??? nd NN ? （ 21） 式中： dN — 遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年平均日交通量，輛 /日； 0N — 起始年平均日交通量，包括現(xiàn)有交通量和道路修建后從其它道路吸引過(guò)來(lái)的交通量； ? — 年平均增長(zhǎng)率， %； n — 遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限。 行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺(jué)和心理上的要求對(duì)高速公路應(yīng)盡量滿足，使線形安全舒適。 平面線要素的確定 計(jì)算圖示： 計(jì)算公式： 32/ 2 / 2 4 0ssq L L R?? (22) 2 4 3/ 2 4 / 2 6 8 8ssp L R L R?? (23) 0 2 8 . 6 4 7 8 9 0 /sLR? ? (24) 0( 2 ) / 1 8 0 2sL R L? ? ?? ? ? (25) ( ) ta n ( / 2 )T R p q?? ? ? (26) ( ) s e c ( / 2 )E R p R?? ? ? (27) 2J T L?? (28) 式中： T— 切線長(zhǎng)， m； L— 曲線長(zhǎng)， m； E— 外距， m； J— 校正數(shù)或稱超距， m； R— 圓曲線半徑， m； α— 轉(zhuǎn)角，176。 道路縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面設(shè)計(jì)原則 縱斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)道路等級(jí)、沿線的自然地理?xiàng)l件和構(gòu)造物控制標(biāo)高安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 等，確定路線合適的標(biāo)高、各坡段的縱坡度和坡長(zhǎng)，并設(shè)計(jì)豎曲線。起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁。 一般情況下縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮填挖平衡，盡量使挖方運(yùn)作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價(jià)和節(jié)省用地。 在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、水利等方面的要求 。在本設(shè)計(jì)中，路線所穿越的河流沒(méi)有通航要求，河流上的橋梁只需滿足路線和洪水的要求，洪 水位為 4～ 8 m。 (2)注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。 (2)平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持平衡。 24. 5 5 土路肩硬路肩行車(chē)道路緣帶中央分隔帶土路肩硬路肩行車(chē)道路緣帶 橫斷面沿線部分填挖深度較大，故在這些部分設(shè)置擋土墻，其具體布置見(jiàn)下節(jié)。在排水量大的路段多采用倒梯形。 （ 3） 梯形邊溝內(nèi)測(cè)一般為 1∶ 1～ 1∶ ，邊坡外側(cè)；路堤段邊坡與內(nèi)側(cè)邊坡相同，路塹段邊坡與挖方邊坡一致。因此，選擇邊坡坡度時(shí)，要權(quán)衡利弊，力求合理。一般情況下，土質(zhì)挖方邊坡坡度參照《 規(guī)范 》表選用。 橫斷面面積的計(jì)算 路基填挖的斷面積，是指斷面圖中原地面線與路基設(shè)計(jì)線所包圍的面積，高于地面線者為填，低于地面線者為挖，兩者應(yīng)分別計(jì)算。第 一 種方法 計(jì)算簡(jiǎn)易 ， 較為常用， 本處采用第 一 種 計(jì)算 方法。但若路基以 填方為主或挖方為主，則應(yīng)在計(jì)算斷面面積時(shí)將路面部分計(jì)入。 （ 2） 土石方調(diào)配應(yīng)考慮橋涵位置對(duì)施工 運(yùn)輸?shù)挠绊?，一般大溝不作跨越調(diào)運(yùn)，同時(shí)尚應(yīng)注意施工的方便與可能，盡可能減少和避免上坡運(yùn)土。 （ 6） 位于山坡上的回頭曲線段，要優(yōu)先考慮上下線的土方豎向調(diào)運(yùn)。 2．調(diào)配方法 土石方調(diào)配方法有多種，如累積曲線法、調(diào)配圖法、表格調(diào)配法等，由于表格調(diào)配法不需單獨(dú)繪圖，直接在土石方表上 調(diào)配，具有方法簡(jiǎn)單，調(diào)配清晰的優(yōu)點(diǎn)，是目前生產(chǎn)上廣泛采用的方法，本工程采用表格調(diào)配法。調(diào)配前應(yīng)將可能影響調(diào)配的橋涵位置、陡坡、深溝、借土位置、棄土位置等條件表于表旁，借調(diào)配時(shí)考慮。 （ 6） 計(jì)算計(jì)價(jià)土石方 計(jì)價(jià)土石方 =挖方數(shù)量 +借方數(shù) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 4 擋土墻的設(shè)計(jì) 擋土墻的布置 路塹擋土墻大多設(shè)在邊溝旁。 沿河堤設(shè)置擋土墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流情況來(lái)布置，注意設(shè)墻后仍保持水流順暢，不致擠壓河道而引起局部沖刷。 路塹擋土墻在隧道洞口應(yīng)結(jié)合隧道洞門(mén)，翼墻的設(shè)置做到平順銜接；與路塹邊坡銜接時(shí)，一般將墻高逐漸降低至 2m以下，使邊坡坡腳不致伸入邊溝內(nèi)，有時(shí)也可以橫向端墻連 接。但地基為巖石時(shí)，為減少開(kāi)挖，可沿縱向做成臺(tái)階，臺(tái)階尺寸視縱坡大小而定，但其高寬比不宜大于 1： 2。 平面布置 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻，如高、長(zhǎng)的沿河曲線擋土墻，應(yīng)作平面布置，繪制平面圖，標(biāo)明擋土墻還應(yīng)繪出河道及水流方向，防護(hù)與加固工程等。 4. 對(duì)于巖石地基，應(yīng)清除表面風(fēng)化層。 排水設(shè)施 擋土墻應(yīng)設(shè)置排水措施，以疏干墻后土體和防止地面水下滲，防 止墻后積水形成靜水壓力，減少寒冷地區(qū)回填土的凍脹壓力，消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。排水孔的出口應(yīng)高出墻前地面 ；若為路塹墻，應(yīng)高出邊溝水位 ；若為浸水擋土墻，應(yīng)高出常水位 。為了防止圬工砌體因收縮硬化和溫度變化而產(chǎn)生裂縫，以內(nèi)感設(shè)置伸縮縫。重力式擋土墻圬工量大，但其型式簡(jiǎn)單，施工方便，可就地取材，適應(yīng)性強(qiáng)，故被廣泛采用，本工程采用重力式擋土墻。 （ 2）墻身材料 擋土墻采用 M5水泥砂漿， MU10毛石砌筑，砌體容重 r=23KN/m 設(shè)計(jì)擋土墻截面 擋土墻為仰斜式，擬采用漿砌片石，墻高 ，填土高 a=4m，墻頂寬 ，基底傾斜 11176。截面如下圖 3－ 1所示。 (1)抗滑力計(jì)算 111( 1. 9 2. 83 ) 9. 34 0. 55 8 0. 54 2. 83 16 .9 252216 .9 25 23 38 9. 27 5 /si n 81 / 26 .6 5 /AG A K N mE E K N m E K N mxy?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ???　 = ， 10( 0 . 9 ) 0 . 9 ( 0 . 9 3 8 9 . 2 7 5 1 . 3 2 6 . 6 5 ) 0 . 4 0 . 9 3 8 9 . 2 7 5 0 . 2 2 2 4 . 0 7 /QYG E G tg KN m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?其中， G —— 擋土墻自重 yE —— 墻背主動(dòng)土壓力的豎直分力 0? —— 基底傾斜角度 1Q? —— 主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)，取 。 式中： GiZ —— 墻身各部分到墻趾的距離 XZ —— 土壓力垂直分力作用點(diǎn)到墻趾的距離 YZ —— 土壓力水平分力作用點(diǎn)到墻趾的距離 基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算 為了保證擋土墻的基底應(yīng)力不超過(guò)地基的容許承載力，應(yīng)進(jìn)行基底拉應(yīng)力計(jì)算；同時(shí)，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心矩。所以路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是整個(gè)道路設(shè)計(jì)的重要組成部分，因此，其好壞直接影響行車(chē)的速度、安全以及運(yùn)輸成本等一系列實(shí)際的問(wèn)題。 下面是對(duì)這兩種路面類(lèi)型進(jìn)行的實(shí)用比較。詳細(xì)組合見(jiàn)下表。 粉煤灰：根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ01497），粉煤灰中 SiO2Fe2O3和 Al2O3含量不小于 70%，粉煤灰的燒失量不應(yīng)超過(guò) 20%，比表面積不超過(guò) 2500cm2/g，采用濕粉煤灰的含水量不超過(guò) 5?，材料的來(lái)源于附近的電場(chǎng)。 基層材料組成、配合比、強(qiáng)度指標(biāo)見(jiàn)表 5－ 2－ 1。 2）土的平均稠度 因本路段屬于干燥類(lèi)型，根據(jù)路基的臨界高度，由《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTJ014－ 97)中 和 知路床表面以下 80cm 深度內(nèi)平均稠度為 Wc≥，本設(shè)計(jì)取Wc=。 ?? ??????? Ki iPPnCCN 1 (531) 式中 ： N — 標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次／日； 1n — 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)，次／日； P — 標(biāo)準(zhǔn)軸載， KN； 1P — 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載， KN； 1C — 軸數(shù)系數(shù)； 2C — 輪組系數(shù)，單輪組為 ，雙輪組為 1，四輪組為 。 表 533 標(biāo)準(zhǔn)軸載換算（一） 車(chē) 型 Pi（ KN） C1 C2 n1 N1 黃 河 JN— 150 后軸 900 前軸 900 躍 進(jìn) NJ— 130 后軸 1100 前軸 1100 —— 解 放 CA— 10B 后軸 1800 . 前軸 1800 —— 太脫拉 — 138 后軸 600 前軸 600 合 計(jì) 注：軸載小于 25KN 的軸載作用不計(jì)，因?yàn)樾∑疖?chē)軸載為 25KN，所以在上表中未于列出 。 ?? ?????????? Ki iPPnCCN 1 8121 （ 534） 式中： ?1C — 軸數(shù)系數(shù)； ?2C — 輪組系數(shù) ，單輪組為 ，雙輪組為 ，四輪組為 。 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 ?eN 仍按式（ 533）進(jìn)行計(jì)算： 20[ 1 ] 3 6 5( 1 0 . 0 5 ) 1 4 0 8 . 4 8 0 . 4 50 . 0 5eN???? ? ? ?= 1058670（次） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 路面結(jié)構(gòu)層厚度計(jì)算 方案一 路面結(jié)構(gòu)及計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表 535。 根據(jù)上式計(jì)算得： 91 99 4960 0 ????? ?dl =（ ） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 2）結(jié)構(gòu)層材料的容許彎拉應(yīng)力 高速公路的瀝青混凝土面層或半剛性材料基層、底基層，在進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)層底 面計(jì)算點(diǎn)的拉應(yīng)力 m? 應(yīng)小于或等于該層材料的容許彎拉應(yīng)力 R? ，即： m? ≤ R? （ 537） 容許彎拉應(yīng)力 R? 按下式列公式計(jì)算： sSPR K?? ? （ 538） 式中： R? — 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許彎拉應(yīng)力 (MPa)； SP? — 瀝青混凝土或半剛性材料的劈裂強(qiáng)度 (MPa)。 計(jì)算得： 0. 38 0. 3621 .5 0 401. 63 ( ) ( )20 00 10 .6 5 0. 7F ? ? ??= 由式（ 4313）得理論彎沉系數(shù)： 1 2 1 . 5 0 1 4 0 0 3 . 9 7 0 81 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 . 7 1 0 . 6 5 0 . 5 0 8 4sc lE pf? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? 這是一個(gè)多層體系，計(jì)算時(shí)可以先將多層體系轉(zhuǎn)換為當(dāng)量三層體系，求出中間層的厚度 H，然后再求出基層厚度，轉(zhuǎn)換圖式如下： h1=4cmh2=6cmh3=6cmh4=?cmh5=20cm土基 E1=1 400MPaE2=1 200MPaE5=750M PaE3=1 000MPaE4=1 500MPah1=4cm E1=1 400MPaH=?cm E2=1 200MPa土基 圖432