【正文】 路面結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 初擬路面結(jié)構(gòu)，安全等級為三級的道路對應(yīng)的變異水平等級為中級。擬新建一條雙車道二級公路，%，設(shè)計基準期為20年，路基土為砂粘土。混凝土面板厚度設(shè)計，要按照規(guī)范的要求，確定滿足設(shè)計年限內(nèi)混凝土面層的厚度。因為路面工程量比較大，基墊層材料盡可能采用當?shù)夭牧?。本設(shè)計由海地軟件自動生成土石方計算調(diào)配表格，本設(shè)計中挖方量為100179立方米，填方為83581立方米。 第7章 土石方計算與調(diào)配路基土石方是道路工程的一項主要工程量，在設(shè)計和路線方案比選過程中尤為重要，是路基土方是一項重要的指標。 抗傾覆穩(wěn)定性驗算為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定，須驗算它抵抗繞墻腳趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力，在一般的情況下，應(yīng)滿足下式： ()： 主動土壓力作用點： 則擋土墻滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。墻身采用漿砌片石，采用5號砂漿，砌體的單位重，砌體容許壓應(yīng)力為，容許拉應(yīng)力為，容許剪應(yīng)力為。防止因收縮硬化以及溫度變化而產(chǎn)生裂縫，依情況設(shè)置伸縮縫?；A(chǔ)位于橫向斜坡地面上時，前趾埋入地面的深度以及基礎(chǔ)的距地表的水平距離應(yīng)滿足規(guī)范的要求。重力式擋土墻的墻背可做成俯斜式、仰斜式、垂直式、凸形折線式以及衡重式五種，本設(shè)計中均采用俯斜式擋土墻。布置的內(nèi)容有：1) 確定擋土墻的起終點以及墻長，選擇擋土墻與路基的銜接方式。拋石擠淤法是軟弱地基處理的一種方法，在路基底拋投一定數(shù)量的碎石或者是石塊，將淤泥擠出路基的范圍，而使得立即強度提高的一種方法。 軟基處理目的劃分1) 沉降處理沉降處理包括加速固結(jié)沉降以及減少總沉降量，加速固結(jié)沉降的方法可以采用加載預壓、擠實砂樁等。壓實度以交通部部頒《公路土工試驗規(guī)程》（JTG D302004）重型擊實試驗方法為標準的路床壓實度。路基填料最小強度、。路塹是從天然地層中開挖出來的路基結(jié)構(gòu)物，設(shè)計時首先應(yīng)該從地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造上判斷路塹整體穩(wěn)定性。為使行車荷載的作用不引起地基的沉降和變形，路基高度必須高于路基工作區(qū)深度，綜合各種因素對路基的影響。本設(shè)計路段屬于丘陵區(qū)，以黏砂性土為主，采用放坡路堤路塹的形式，在適當?shù)牡胤皆O(shè)置擋土墻。具體繪制步驟如下：1) 繪制橫斷面的地面線；2) 從“路基設(shè)計表”中抄入“路基中心填挖高度”、“左高”、“右高”、“左寬”、“右寬”等數(shù)據(jù)；3) 根據(jù)路線實際的“巖質(zhì)土質(zhì)、地質(zhì)地貌、水文”參照“標準橫斷面”，畫出路幅寬度、填或挖的邊坡坡線，在需要設(shè)置防護工程的地方畫出次防護工程的斷面示意圖；4) 根據(jù)綜合排水設(shè)計，畫出路基邊溝、排水溝、截水溝等構(gòu)造物的位置以及斷面尺寸?！±@內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)超高值計算公式超高位置計算公式備 注X≦X0X≧X0圓曲線上外緣 1．計算結(jié)果均為與設(shè)計高之高差 2．臨界斷面距緩和段起點:xo= 3．X距離處的加寬值:bx= ，路容有要求時可采用高次拋物線過渡中線 內(nèi)緣過渡段上外緣中線內(nèi)緣(＋bx) 式中：—路面寬度；—路肩寬度；—路拱坡度；—路肩坡度； —超高橫坡度；—超高緩和段長度；—路基坡度由變?yōu)樗枰木嚯x，；—與路拱同坡度的單向超高點至超高緩和段起點的距離；— 超高緩和段中任一點至起點的距離；—路肩外緣最大抬高值；—路中線最大抬高值； —路基內(nèi)緣最大降低值；—X距離處路基外緣抬高值；—X距離處路中線抬高值；—X距離處路基內(nèi)緣降低值；—圓曲線加寬值；—距離處路基加寬值；以上長度單位均為米(m)。本設(shè)計中采用行車道采用2%的橫坡度；土路肩的排水性遠低于路面，其橫坡度取用3%。道路一般應(yīng)設(shè)右路肩。位于行車道外緣到路基邊緣具有一定寬度的帶狀部分稱為路肩，各級公路都要設(shè)置路肩，其作用是：1) 保護支擋作用。 豎曲線要素示意圖 坡度差： [3] （）曲線長： （）切線長： （）外距： （）式中: 以變坡點2（K0+,）為例計算其中 =% =% R=33600 ，為凹形。 所以在本設(shè)計中，上坡的合成坡度在限界以內(nèi)，滿足規(guī)范的要求?？v坡變換頻繁，尤其是過短的起伏縱坡，使駕駛員頻繁換擋，會加劇駕駛員的勞累反應(yīng)。 5) 核對選擇有控制意義的重點橫斷面，主要檢查是否填挖過大、擋土過長過大、橋梁過高或過低、涵洞過長、坡腳落空等情況，若有問題應(yīng)及時調(diào)整縱坡縱坡、在橫坡陡峻地段核對更顯重要，主要核對路線高程，縱坡大小，縱坡長度等。本設(shè)計的縱斷面設(shè)計運用海地道路軟件完成，一下是縱斷面設(shè)計的具體的步驟。 回旋線一般規(guī)定1) 當設(shè)計速度≥60km/h時，應(yīng)該運用回旋線應(yīng)作為線形要素之一設(shè)計。直線的運用主要需要注意以下幾點內(nèi)容：1) 在長直線上縱坡不宜過大，直線段也不易過長，不然容易造成駕駛疲勞；2) 長直線與大半徑凹形豎曲線組合適宜；3) 直線的最大長度應(yīng)滿足不大于20v（1200m），最小長度滿足同向曲線間直線大于6v（360m），反向曲線間直線大于2v（120m)[3]。方案1缺點：拆遷量相對比較大，施工過程中不太利于人們的生活，路線有部分與鄉(xiāng)道重疊，須讓鄉(xiāng)道改道以保證設(shè)計路線能夠?qū)嵤?；路線所經(jīng)地所拆遷的建筑物較方案2要多。 選線的步驟本設(shè)計為龍山至永順二級公路，選線方法采用紙上選線，根據(jù)1:2000的地形圖并結(jié)合當?shù)氐刭|(zhì)、水文資料，初步擬訂線路。各類型汽車代表和車輛折算系數(shù)規(guī)定查閱《公路工程技術(shù)標準》。 沿線材料供應(yīng)本區(qū)土質(zhì)多系碳酸鹽類巖石風化形，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強度較好，山地多石料豐富，有利于在設(shè)計中就地取材。龍永二級公路的建設(shè)將大大的加快湘西大開發(fā)進程，大大的改善交通運輸條件，更加有利于發(fā)展我省少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟，也能更好的推進湖南省湘西的旅游業(yè)整體更好更快的發(fā)展，以及促進湘鄂間合作。在路基路面設(shè)計完成之后，路基設(shè)計專項中的擋土墻設(shè)計以及路基路面排水的設(shè)計。擋土墻采用的是重力式擋土墻，排水防護設(shè)計進行了邊溝、排水溝以及截水溝的組合形式。通過此次設(shè)計培養(yǎng)了我的綜合設(shè)計能力，不僅把學過的知識加以系統(tǒng)的鞏固和應(yīng)用，而且是理論與生產(chǎn)實踐的結(jié)合。路線所經(jīng)處沒有河流，但是地下水資源異常豐富，并且對混凝土無侵蝕性，可以直接作為工程用水。 換算交通量汽車車型日交通量（輛/d）載重力（kn）換算系數(shù)換算交通量東風EQ140540810黃河JN150300450解放390605 五十鈴NPR595G1452290三菱T653B1202240江淮HF1501702340日野KB2221102220東風SP9135B1522304軸重小于25KN的車輛180011800換算交通量總量其中預計年平均交通量增長率為6％。定線具體步驟如下：1) 路線帶選擇本路段大部分在落差不是很大的丘陵區(qū)穿行，并于路線主要穿過農(nóng)田和旱地，在經(jīng)過水田和水塘的的時候需要進行適當?shù)能浀鼗幚?，在該丘陵區(qū)地形中心地帶地形起伏均在50m以內(nèi)，公路設(shè)計中要求應(yīng)盡量少占農(nóng)田和經(jīng)濟作物田。方案2優(yōu)點：路線是從村莊旁邊穿過，拆遷量比方案1要少，可以減少拆遷的費用。 本設(shè)計所有曲線都是反向曲線，交點2到交點3曲線間直線長度，、。回旋線：圓曲線：回旋線的長度接近1:1:1～1:2:1為宜；[5]2) 回旋線長度要與地形條件、線形要求及圓曲線半徑相協(xié)調(diào)，并且要滿足最小緩和曲線長度要求；3) 當兩反向圓曲線徑相之間的直線長度不足時，可用回旋線將兩反向圓曲線組合成為S形曲線；4) 當?shù)匦问芟拗茣r，大半徑圓曲線R1與小半徑圓曲線R2相銜接處，可采用兩個或兩個以上同向回旋線在曲率相同處徑相連接而組合成為復合曲線。 1) 拉坡前準備工作 拉坡，即在海地道路軟件中打開地形圖，然后構(gòu)造DTM，最后在縱斷面中由DTM切縱橫斷面值得到縱斷面，并且要熟悉相關(guān)資料。 6) 定坡經(jīng)調(diào)整核對無誤后可定坡，即逐段將直坡線的坡度值、變坡點樁號和標高確定下來。也會加大換擋引起能量以及油料和時間的損失，加速齒輪，離合器和輪胎的磨損。 所以在本設(shè)計中，下坡的合成坡度也在限界以內(nèi)，滿足規(guī)范的要求。曲線長： 切線長： 外 距： 計算設(shè)計高程豎曲線起點樁號 = K0+ =K0+豎曲線起點高程=%=豎曲線終點樁號 = K0++T =K0+豎曲線起點高程=+%=同理，其他變坡點也運用此方法進行平曲線要素設(shè)計計算。2) 臨時停車或者是堆料。根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTJ 01494)、。 超高超高是為了抵消或減少在曲線路段上車輛行駛時所產(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，稱為平曲線超高。5) 超高手算實例 取交點1即JD1（k4+）分析計算,其中 =,=7,=，=， = =120m。本次設(shè)計中橫斷面圖是按照每40m為一個橫斷面來繪制，并且利用海地道路軟件自動生成。由于填挖情況不同。本設(shè)計平均填土高度為4m，填挖量均不大，以一般路堤為主，所以邊坡較穩(wěn)定。開挖深度的確定：1) 坡體的巖性土質(zhì)以及地質(zhì)構(gòu)造；2) 巖石的風化程度、土層的成因類型；3) 地面水和地下水以及當?shù)貧夂驐l件、坡面的方位。本設(shè)計路段土質(zhì)為粘砂性土，所需填料在附近調(diào)運，粘砂性圖直接用于路基下部填筑，上部用粘土填筑。零填及路塹路床、。減少總沉降量的方法可采用擠實砂樁、換填好土等。這種施工的方法操作簡單、施工速度快而且也很方便。2) 根據(jù)地基及地形情況進行擋土墻的分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置以及尺寸。1) 墻身構(gòu)造本設(shè)計中正面采用直墻形式,墻頂寬度為2m。 墻趾埋入斜坡地面的最小尺寸土層類別最小埋置深度h (m)距地表水平距離L (m)較完整的硬質(zhì)巖石～一般硬質(zhì)巖石～軟質(zhì)巖石～土質(zhì)≥～ 排水設(shè)施擋土墻的排水處理是否恰當，直接影響到擋土墻的安全以及使用效果。一般將沉降縫與伸縮縫組合設(shè)置，沿路線方向一般每隔10m到15m設(shè)置一道，兼有兩者的作用，縫寬2～3cm，縫內(nèi)一般可用膠泥填塞，但在滲水量大，填料容易流失的特殊地區(qū)，則宜用瀝青麻筋等具有彈性的材料，沿內(nèi)外頂三方填塞。 擋土墻自重及其重心計算 ，由幾何法可知： 擋土墻面積 擋土墻自重 擋土墻重心： （單位：） 確定車輛荷載及換算土柱高度車輛荷載換算： 當車輛荷載作用于墻后破裂棱體上的時候，會使土體中出現(xiàn)附加的豎直應(yīng)力，就會產(chǎn)生附加的側(cè)向壓力。 基底應(yīng)力及合力偏心距驗算應(yīng)進行基底應(yīng)力驗算，為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過地基承載力；控制作用于基底的合力偏心距，是為了避免擋土墻不均勻沉陷。 橫斷面面積計算 橫斷面中面積計算注意事項：1) 填方面積和挖方面積應(yīng)分開計算。 路基土石方調(diào)配 土石方調(diào)配的原則 1) 半填半挖橫斷面，應(yīng)先考慮本路段內(nèi)移挖做填方進行橫向平衡；2) 不作跨越運輸，避免上坡運土；3) 不作跨越運輸，避免上坡運土經(jīng)濟合理性，土石方根據(jù)需要合理調(diào)配；4) 土方調(diào)配對于借土和棄土應(yīng)事先于當?shù)卣塘?，要妥善處理? 本次畢業(yè)設(shè)計合理考慮了道路所在地的自然環(huán)境、材料所在路面結(jié)構(gòu)層次的功能，運用了大學期間所學的工程技術(shù)與材料科學知識等，論證合理地選擇了材料類型和建議配比。3） 混凝土面板的平面尺寸與接縫設(shè)計。 每日雙向混合交通量組成及交通量汽車車型日交通量（輛/d）東風EQ140540黃河JN150300解放390605五十鈴NPR595G145三菱T653B120江淮HF150170日野KB222110東風SP9135B152軸重小于25KN的車輛1800水泥混泥土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以100KN單軸雙輪組荷載為標準軸載，不同輪軸型和軸載的作用次數(shù)。根據(jù)二級公路、重交通等級和中級變異水平等級。則設(shè)計基準期內(nèi)設(shè)計車道標準荷載累計作用次數(shù)為： （）式中： 104（次）2000104（次）。 根據(jù)我國的《公路自然區(qū)劃標準》（JTJ01386），湘西自治州屬于區(qū)。2）混凝土面板厚度設(shè)計。根據(jù)《路基路面工程》[4]（鄧學鈞編著），路面類型選擇應(yīng)充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、施工和養(yǎng)護工藝等，并在路面類型選擇的基礎(chǔ)上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。首先是根據(jù)橫斷面圖計算橫斷面面積然后計算體積，即獲得土石方數(shù)量，填入土石方計算表。 正截面直接受剪時驗算 ≤ ()正截面剪力受剪截面面積摩擦系數(shù)則有：