【正文】 highway alignment design pavement roadbed retaining wall 1 第 1章 設(shè)計任務(wù)和沿線自然條 設(shè)計任務(wù) 本畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)就是在教師的指導下獨立完成公路的設(shè)計工作，具體內(nèi)容包括原理分析、平面設(shè)計、縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、公路排水規(guī)劃設(shè)計及概算、設(shè)計文件的編制和圖紙繪制。 紙上定線 在地形圖上選擇路線至少 2個方案并簡述理由；進行路線方案比較并提出推薦方案。 路基穩(wěn)定性驗算 高路堤、深路塹需進行邊坡穩(wěn)定性驗算及軟土地基穩(wěn)定性驗算并提出加固措施 典型擋土墻設(shè)計和計算 完成某段擋土墻設(shè)計和計算及全線擋土墻設(shè)計一覽表及其工程數(shù)量 典型涵洞設(shè)計和計算 選擇某典型斷面的涵洞進行設(shè)計和計算及全線涵洞設(shè)置一覽表 2 交叉口設(shè)計 如有路線交叉，需繪交叉口平、 縱、橫斷面圖 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 設(shè)計瀝青路面和水泥混凝土路面 選定路線工程預(yù)算 計算工程量和材料用量并完成工程預(yù)算 瀝青路面設(shè)計內(nèi)容包括： 1）進行軸載換算，確定路面設(shè)計彎沉值； 2）擬定路面結(jié)構(gòu)組合方案，進行方案比較； 3）確定路基路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù)； 4）按三層體系簡化法或設(shè)計程序確定路面結(jié)構(gòu)層尺寸； 5）按三層體系簡化法或設(shè)計程序驗算結(jié)構(gòu)層底面拉應(yīng)力和表面剪應(yīng)力； 6）各結(jié)構(gòu)層材料組成設(shè)計； 7）提出各結(jié)構(gòu)層的施工技術(shù)要求及質(zhì)量標準； 8）計算工程量和材料用量。計算書交代設(shè)計中的具體計算方法和過程。路基土壤為中液性粘土，地下水位距挖方后地面的最低水位為 米 ,最高水位為 米多年最大道路凍深為 180 厘米。 2 公路的功能 桃江至馬跡塘公路位于平原微丘區(qū)，屬于二級公路；是連接兩個重要縣城的一條通道，它的建成將縮短城際間和沿線地區(qū)的運輸時空距離，促進各城市之間的經(jīng)貿(mào)往來，為全縣經(jīng)濟的發(fā)展提供了重要的保障。 路基路面設(shè)計以就地取材、保證質(zhì)量、節(jié)約投資為設(shè)計原則，根據(jù)具體的地形，做好路基防護工程設(shè)計和路基、路面排水等綜合設(shè)計。 表 建成初期每日雙向交通量換算 汽車車型 日交通量（輛 /d） 折算系數(shù) 換算交通量 (輛 /d) 東風 EQ140 1420 2130 黃河 JN150 124 248 黃河 JN253 220 440 東風 SP9250 350 700 北京 BJ130 1020 1020 日野 KB222 569 1138 桑塔那 20xx 1720 1720 換算日交通量 N0合計 7396 5 確定公路等級： 10 )1( ??? nd rNN (11) dN —遠景設(shè)計年平均日交通量（輛 /日）； 0N —起始年平均日交通量（輛 /日），包括現(xiàn)有交通量和道路建成后從其它道路吸引過來的交通量； r—設(shè)計 交通量 年平均增長率（ %）； n—設(shè)計交通量預(yù)測 年限 交通量年平均增長率為 % 10 )1( ??? nd rNN =7396 （ 1+%） 115? =14644 輛 /d， 平均日 交通量在 5000～ 15000之間，所以所選路段為二級公路 。 高填深挖不多，土石方總量比方案一多，比方案三少。 平曲線計算 以第一個平面曲線為例計算：已知 ? = 1439。 表 構(gòu)造物控制標高 樁號 構(gòu)造物 處理方法 控制標高 K42+676 原 有公路 與原有公路平交 與原有路面齊平 K42+987 原有公路 與原有公路平交 與原有路面齊平 K43+660 原有公路 立交 高出原有路面 5m以上 K44+485 原有公路 立交 高出原有路面 5m以上 K45+385 原有公路 立交 高出原有路面 5m以上 （ 1）縱斷面設(shè)計原則 ，線形設(shè)計應(yīng)平順、圓滑、視覺連續(xù)，保證行駛安全。 ，起伏不宜過大和過于頻繁。 （ 3）豎曲線設(shè)計 豎曲線是縱斷面上兩個坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車而設(shè)置的一段緩和曲線。 （ 5）計算豎曲線要素 %%% ??????? ii? （為負說明是凸形曲線） 曲線視距要求， mL 1 1%6 8 0 2 53 0 2 5m i n ???? ? 1 1 1 16000 % ?? ? ? ?豎 曲 線 長 度 ： m mRL 7 6%6 8 0 2 0 0 ???? ? 切線長： mLT ?? 外距： 0 2 0 02 22 ???? R （ 6）計算設(shè)計高程 豎曲線起點樁號＝ )( ???? KK 12 豎曲線起點高程 = %= 豎曲線上縱距 y 的計算 :RxxixiRxyyy qp 22 2112 ?????? （此處是凸形曲線，設(shè)計高程為切線 1 的高程減去標高改進差 切線高程 =曲線起點高程 + ix?? ） 在樁號 K42+440 處的 高程計算 橫距 x=(K42+440)(K42+)= 豎距 h= mRx 02 22 ??? 切線高程 =+ %= 設(shè)計高程 == 同理可計算其它各樁號的高程 各樁號設(shè)計高程計算見表 表 豎曲線縱距計算表 樁號 X（ m） 標高改進 y= Rx 2/2 切線 1高程（ m） 設(shè)計高 程（ m） K42+ K42+440 K42+460 K42+480 K42+500 K42+520 K42+540 K42+560 K42+580 K42+600 K42+610 K42+620 K42+640 K42+660 K42+680 K42+700 13 K42+720 K42+740 K42+760 K42+780 K42+ 豎曲線詳細見 SI5《縱坡、豎曲線表》與 SII2《路基設(shè)計表》 橫斷面設(shè)計 橫斷面組成及其設(shè)計 根據(jù)規(guī)劃交通量 Ne=14644 輛 /d，擬定為二級公路，設(shè)計時速采用 80Km/h，在保證必要的通行能力和交通安全與暢通的前提下，盡量做到用地省、投資少，使道路發(fā)揮其最大的經(jīng)濟效益與社會效益。 超高設(shè)計 （ 1）超高確定 設(shè)置超高是為了抵消車輛在曲線路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力，而將路面做 成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式。?????????????xibhLxibLxiibBhmibiBhjjcjjchGjjjG外外中 當 039。0?????內(nèi)內(nèi)內(nèi)土時，當hhiLxiBhxx hcG 由以上的計算和公式得超高計算結(jié)果 表 超高計算 樁號 x（ m） 內(nèi)側(cè) 土路肩 w3 內(nèi)側(cè) 硬路面 w2 中線w1 外側(cè)路面w2 外側(cè) 硬路肩 w3 備注 K42+ K42+220 K42+240 K42+260 K42+280 K42+300 K42+ 臨界斷面 K42+320 K42+340 K42+360 K42+380 K42+400 K42+～K42+ 圓曲線 起點 K42+640 K42+660 16 K42+680 K42+700 K42+ 臨界斷面 K42+720 K42+740 K42+760 K42+780 K42+800 K42+820 K42+ 超高詳細情況見 SII2《路基設(shè)計表》與 SII3《加寬、超高表》 視距 檢查 ①縱曲線在設(shè)計時曲線長度都符合視距要求 ②對于二級公路按《標準》規(guī)定視距不得小于停車視距的兩倍 最大橫凈距的計算 二級公路設(shè)計速度為 80Km/h 的停車視距為 110m，即取視距長度 mS 220? 取曲線半徑最小的第一個平曲線為例計算 R=480m 圓曲線長 SmL ?? 39。 本設(shè)計是在丘陵山區(qū)公路，主要采用填挖結(jié)合的路基橫斷面設(shè)計。 4） 路基的壓實 （ 1）壓實的意義 : 分層壓實致密的路基能防止水分干濕作用引起的自然沉陷和行車荷載反復作用產(chǎn)生的壓密變形，從而確保路面的使用品質(zhì)和使用壽命。本設(shè)計直接由緯地系統(tǒng)自動生成土石方表格。 （ 2） 弄清各樁號間路基填挖方情況并作橫向平衡，明確利用、填缺與挖余數(shù)量。 （ 5） 經(jīng)過縱向調(diào)配，如果 仍有填缺或挖余，則應(yīng)會同當?shù)卣畢f(xié)商確定借土或棄土地點，然后將借土或棄土的數(shù)量和運距分別填注到借方或廢方欄內(nèi)。地質(zhì)與水文條件復雜、高填深挖或特殊需求的路基，應(yīng)進行邊坡穩(wěn)定性的分析計算，據(jù)此選定合理的邊坡坡度及相應(yīng)的工程技術(shù)措施。換算時可按荷載的最不利布置條件，取單位長度路段，計算式如下 ?BLNQh ?0 （ 32） 式中： h0—— 行車荷載換算高度（ m） N—— 橫向分布的車輛數(shù) ，雙車道 N=2，單車道 N=1。 邊坡穩(wěn)定性分析 樁號 K45+300 處路堤坡高為 ，為本段路最大路堤高度； 樁號 K44+280 處的路 塹右邊坡 高 米，為本路段的 較 大 挖 方路段 ；對這兩處邊坡進行穩(wěn)定性分析。 所以得 2022 ????? Hca ? ， ant an ??? ??f 由此可得路塹邊坡的最小穩(wěn)定系數(shù)為 ?? c s c)(2c o t)2(m i n ?????? afafaK 3 2 )1 0 3 (1 0 6 )5 3 0 ( ????????? = 所以該處路塹邊坡穩(wěn)定 邊坡防護與加固 根據(jù)當?shù)貧夂颉⑺?、地形、地質(zhì)條件及筑路材料分布情況，本設(shè)計主要采取植物防護與護面墻相結(jié)合，防治路基病害，保證路基穩(wěn)定 ， 并與周圍環(huán)境景觀相協(xié)調(diào)。山坡?lián)跬翂?yīng)設(shè)在基礎(chǔ)可靠處，墻的高度應(yīng)保證墻后墻頂以上邊坡的穩(wěn)定。 a. 擋土墻的縱向布置 擋土墻縱向布置在墻趾縱斷面圖上進行，布置后繪成擋土墻正面圖。 Ⅱ .按地基及地形情況進行分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置。 Ⅳ .布置 瀉水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。 擋土墻的基礎(chǔ)埋置深度 對于土質(zhì)地區(qū)，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合下列要求 ： 無沖刷時，應(yīng)在天然地面以下至少 1m；有沖刷時，應(yīng)在沖刷線以下至少 1m；受凍脹影響時，應(yīng)在凍結(jié)線以下不少于 。當風化層較厚難以全部清除時，可根據(jù)地基的風化程度及其容許承載力將基底埋入風化層中。 擋土墻基本情況如下表 所示 表 擋土墻情況匯總 樁號范圍 墻高 (m) 類型 備注 左側(cè) K42+640～ K42+680 自動變化 重力式仰斜式路肩墻 K43+940～ K44+000 重力式路塹墻 K44+520～ K44+600 自動變化 重力式衡重式路堤墻 填土高度 2m K44+780～ K44+920 自動變化 浸水路堤墻 K45+020～ K45+080 自動變化 右側(cè) K42+820～ K42+840 14 加筋土擋土墻 中間設(shè) 2m 的錯臺 K42+840～ K42+920 18 K42+920～ K42+940 16 K44+260～ K44+330 15 K44+420～ K44+450 8 仰斜式路塹擋土墻 K44+980～ K45+010 8 仰斜式路塹擋土墻 橋頭 K42+190、 K42+6K43+660、 K43+7K44+480、 K44+520 — 橋頭擋墻 25 路堤擋土墻計算及驗算 取樁號 K44+540 處衡重式重力路堤擋墻為例計算 圖 計算圖示 單位 :m 1 設(shè)計資料 （ 1)墻后填土為粘土，容重 318KN/m? ? ，內(nèi)摩擦角 28o?? ， ? 。 2 斷面尺寸 130. 4( ) 0. 4( 8 0. 8 ) 3。 （ 3）墻分段長度 10m，砌體容重 323kN/m? ? ，砌體容許壓應(yīng)力為 ? ?0 300kPa? ? ，容許拉應(yīng)力為 ? ?1 180kPa? ? ，容許剪應(yīng)力為 ? ? 120kPa? ? 。 當擋土墻位于地質(zhì)不良地段，地 基土內(nèi)可能出現(xiàn)