【文章內(nèi)容簡介】 60。K26+275K26+300K26+325K26+375K26+400K26+425 續(xù)上表樁號x(m)外側(cè)(m)內(nèi)側(cè)(m)ABCCBAK26+450K26+475K26+500K26+525K26+0 橫斷面設計、行車要求和當?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護和使用等方面的情況，進行精心設計，既要堅實穩(wěn)定，又要經(jīng)濟合理。，還應設置完善的排水設施和必要的防護加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟有效的病害防治措施。選線時，應盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良地段。，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。，路基處于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀況不良時，就應采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進行壓實，使路面具有一定防凍總厚度，設置隔離層及其他排水設施等。由橫斷面設計部分可知，，2=；路面橫坡為2%，土路肩橫坡為3%?？梢姍M斷面設計圖L3。圖3－5 橫斷面布置圖首先是根據(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。 土石方調(diào)配的一般要求:。，達到運距最短。一般不占或少占耕地。，應結(jié)合地形、農(nóng)田排灌情況選擇借土地點。，以做到分層填筑。，因開挖、運輸?shù)氖┕し桨概c一般路段不同，可單獨調(diào)配[8]。針對本設計填土一部分為上游路段挖棄土，一部分為當?shù)厝⊥?。調(diào)配方法:填方=本樁利用+填缺挖方=本樁利用+挖余借方=填缺遠運利用廢方=挖余遠運利用全線總的調(diào)運量復核:挖方+借方=填方+廢方具體土石方調(diào)配見“土石方調(diào)配表”。第4章 排水設計路基的強度和穩(wěn)定性與水的關(guān)系十分密切。路基的病害有多種，形成病害的原因亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基設計、施工和養(yǎng)護中，必須十分重視路基排水工程。路基設計時，必須將影響路基穩(wěn)定性的地面水排除和攔截在路基用地范圍以外，并防止地面漫流、滯積或下滲。對影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當?shù)牡攸c。、全面規(guī)劃、因勢利導、綜合整治、講究實效、注意經(jīng)濟，充分利用有利地形和自然水系。，應注意與農(nóng)田水利相配合，必要時可適當增設涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基的穩(wěn)定性，并做到路基排水有利于農(nóng)田灌溉。，查明水源與地質(zhì)條件，重點路段要進行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合，地面排水與地下排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合，做到綜合整治，分期修建。，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設人工溝渠，減少排水溝渠的防護和加固工程。，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，有必須講究經(jīng)濟效益。本設計中，在路塹和矮路堤處設置雙面邊溝，高路堤處設置單面邊溝（在迎水坡），邊溝形式采用梯形邊溝。邊溝縱坡與路線縱坡一致，以25cm厚的漿砌片石鋪筑，%，坡長不小于300m，邊溝水均應引離路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑內(nèi)。邊溝布置如表4—1。邊溝是沿路基兩側(cè)布置的縱向排水溝。設置于挖方和低填方路段，路面和邊坡水會集到邊溝內(nèi)后，通過跌水井或急流槽引到橋涵進出口處通過排水溝引到路堤坡腳以外，排離路基。邊溝的縱坡一般與路線縱坡一致，當路線縱坡為零時，%～%的最小縱坡。出口附近的縱坡應根據(jù)地形高差和地質(zhì)情況作特殊設計。邊溝的流量一般不做計算，僅做概略估計，其他排水溝渠的水流一般應避免進入邊溝，但當個別的渠流量不大，擬利用一般邊溝匯入橋涵時，應計算該段邊溝的總流量，必要時應擴大邊溝的斷面尺寸。為防止邊溝水流漫溢或產(chǎn)生沖刷，應盡可能利用當?shù)挠辛l件，采取相應措施，將邊溝水流分段排除于路基范圍之外，或引入自然溝渠，以減少邊溝的集中流量[9]。圖4－1 挖方路基邊溝橫斷面 單位:m圖4－2 填方路基邊溝橫斷面 單位:m表4—1　邊溝布置表樁號設置位置K23+500－K23+700兩側(cè)K23+750－K23+800右側(cè)K23+850－K24+兩側(cè)K24+75兩側(cè)K24+100－K24+200右側(cè)K24+225－K24+325左側(cè)K24+350－K24+550兩側(cè)K24+575左側(cè)K24+600兩側(cè)K24+625－K24+650左側(cè)K24+675－K24+775兩側(cè)K24+800－K24+左側(cè)K24+850－K25+000兩側(cè)K25+050－K25+150左側(cè)K25+200－K25+725兩側(cè)K25+750－K26+25左側(cè)K26+050－K26+850兩側(cè)K26+900－K27+000左側(cè)截水溝一般是設在挖方路基邊坡坡頂以外，用來攔截并排除路基上方流向路基或地面的水，保證挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷。截水溝斷面尺寸一般也設置為梯形，溝的深度按設計流量確定。截水溝斷面圖見圖4—3。按最佳斷面法計算水力要素， / ，溝底縱坡 =，溝渠土質(zhì)為砂質(zhì)粘土，設排水溝邊坡坡率m=，溝渠粗糙系數(shù)n=。（1）采用選擇法求溝渠的斷面尺寸和驗算水流速度。，設溝底寬度b＝= 故水流深度h=，因R=m流速系數(shù)水流速度對于極密實的砂質(zhì)粘土，容許不沖刷流速為取 則不淤積的最小流速為實際流速:%水流速度在容許流速范圍內(nèi)，故上述計算結(jié)果滿足規(guī)定要求。（2）截水溝的布置（如表4—2）表4—2 截水溝布置表樁號布置位置K23+550－K23+650右側(cè)K23+850－K24+右側(cè)K24+350－K24+550左側(cè)K24+700－K24+750左側(cè)K24+900－K25+000左側(cè)圖4—3 截水溝斷面圖第5章 擋土墻設計把防止路基或山體因重力作用而坍塌，主要起支撐作用的支擋結(jié)構(gòu)物稱為加固工程。本設計中的加固工程主要采用重力式擋土墻的形式。擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體的穩(wěn)定的建筑物。按照墻的設置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻和山坡墻等類型。本設計為高速公路，其中K23+750～K23+800和K24+150～K24+300和段的填方高度大于6m，見路基橫斷面所示。根據(jù)該路段的原地面橫坡、地質(zhì)及材料來源情況，擬在該路段左側(cè)設置擋土墻以保證其路基穩(wěn)定。 設計資料（1)墻后填土為粘土，容重 ，內(nèi)摩擦角 ， 。（2）地基土容重 ，內(nèi)摩擦角 基底摩擦系數(shù)， ，地基土摩擦系數(shù) ，地基承載力 。（3）墻分段長度10m，砌體容重 ，砌體容許壓應力為 ，容許拉應力為 ，容許剪應力為 。（4）荷載:公路I級。 斷面尺寸， ， ， +， ， ， +， ， ， ， 。（如圖5－1所示）圖5－1 計算圖示 單位:mm1．破裂角假設第一破裂面交于荷載內(nèi)，如圖52所示時的破裂角:已知粘土 ，用等效內(nèi)摩阻角法，把粘土的內(nèi)摩阻角增大 ，取等效內(nèi)摩阻角 ，從而可按砂性土的庫侖土壓力來計算。圖52 上墻端面強度驗算圖式= =計算第一破裂面傾角:= =計算第二破裂面傾角:＞ ；故出現(xiàn)第二破裂面驗證假定條件是否成立:所以假設條件成立2．土壓力計算用出現(xiàn)第二破裂面時的公式計算土壓力根據(jù)求得的 重新求第一、第二破裂面傾角= =　　 =第一破裂面傾角:=+ =第二破裂面傾角:土壓力系數(shù):m =作用于墻背上的土壓力:土壓力對驗算截面的彎矩:= = 3．上墻自重及彎矩計算＞＞直剪應力:＜120kPa假設上墻第一破裂面交于荷載內(nèi)，下墻破裂面亦交于荷載內(nèi)（如圖53所示）圖53 基頂截面應力驗算圖式下墻破裂角:驗證假設條件是否成立=與假設相符合。換算荷載均布土層厚度:土壓力系數(shù):=++=， ， （如圖54所示）圖54 衡重臺上填料及彎距計算圖式1．偏心矩計算:＜2．正應力驗算: =＜750kPa(＞180kPa)3．剪應力驗算:＜120kPa上墻及墻身計算同前（如圖55所示）假設上墻第一破裂面交于荷載內(nèi)，下墻破裂面亦交于荷載內(nèi)。下墻破裂角:圖55 基底截面強度及穩(wěn)定性驗算圖式驗證假定條件是否成立=假設條件成立。換算荷載均布土層厚度:土壓力系數(shù)::1．偏心矩計算:＜2．正應力驗算: =＜300kPa(＜300kPa)3．穩(wěn)定驗算:滑動穩(wěn)定驗算＞＞傾覆穩(wěn)定驗算＞因此，該衡重式擋土墻各項驗算均滿足要求。第6章 路面設計 路面設計原則路面結(jié)構(gòu)是直接為行車服務的結(jié)構(gòu)，不僅受各類汽車荷載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中，經(jīng)受各種自然因素的作用。路面工程的工程造價占公路造價的很大部分，最大時可達50％以上。因此，做好路面設計是至關(guān)重要的。路面類型選擇應在充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、材料供應、施工和養(yǎng)護工藝等，并在路面類型選擇的基礎上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。由于路面工程量大，基墊層材料應盡可能采用當?shù)夭牧希⒆⒁馐褂酶黝悘U棄物。必要時，應考慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、新材料、新施工工藝。同時，應注意路面的功能和結(jié)構(gòu)承載力等是通過設計、施工、養(yǎng)護等共同保證的，可采用壽命周期費用分析技術(shù)合理確定路面類型和結(jié)構(gòu)[10]。路面建筑材料設計往往是路面設計中不受重視的一塊內(nèi)容，原因在于設計僅僅依據(jù)設計規(guī)范或當?shù)亟?jīng)驗確定路面結(jié)構(gòu)層次，指定各層次材料的標準規(guī)范名稱。本次畢業(yè)設計運用了大學期間所學的工程技術(shù)與材料科學知識，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)層次的功能等，論證合理地選擇了材料類型和建議配比。 路面結(jié)構(gòu)設計路面結(jié)構(gòu)設計就是對擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，運用規(guī)范建議的設計理論和方法對結(jié)構(gòu)進行力學驗算?，F(xiàn)階段公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，學生應綜合考慮當?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進行設計。 路面設計步驟本設計路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結(jié)構(gòu)設計有以下四步:1. 根據(jù)設計任務書的要求:進行交通量分析，確定路面等級和面層類型，計算設計年限內(nèi)一個車道的累計當量軸次和設計彎沉值。2. 按路基土類與干濕類型:將路基劃分為若干路段(在一般情況下路段長不宜小于500m，若為大規(guī)模機械化施工，不宜小于lkm)，確定各路段土基回彈模量。3. 可參考規(guī)范推薦結(jié)構(gòu):擬定幾種可能的路面結(jié)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進行配合比試驗及測定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設計參數(shù)。4. 根據(jù)設計彎沉值計算路面厚度:對高速公路、一級公路、二級公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應驗算拉應力是否滿足容許拉應力的要求。如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強度，再重新計算。設計時，應先擬定某一層作為設計層，擬定面層和其他各層的厚度。當采用半剛性基層、底基層結(jié)構(gòu)時，可任選一層為設計層，當采用半剛性基層、粒料類材料為底基層時，應擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設計層才能得到合理的結(jié)構(gòu)；當采用柔性基層、底基層的瀝青路面時，宜擬定面層、底基層的厚度，求算基層厚度，當求得基層厚度太厚時，可考慮選用瀝青碎石或乳化瀝青碎石做上基層，以減薄路面總厚度，增加結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性[11]。 路面設計本設計為六車道高速公路，路面設計年限為15年，預測該路竣工后第一年的交通組成如下表6—1所示，在使用期內(nèi)交通量年平均增長率為7%。本路段位于廣東南部沿海地區(qū)，屬于第Ⅳ3自然區(qū)劃，為粉質(zhì)土，沿線有大量碎石集料，并有水泥、石灰等供應。路面設計以雙輪組單軸100kN為標準軸載。，計算路面厚度及驗算瀝青層層底拉應力的累積當量軸載。(1)軸載換算（彎沉）（見表6—2）(2)累計當量軸次高速公路瀝青路面的設計年限為15年。設計年限（t年）累計當量軸次:軸次表6—1 預測交通組成表車型前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后