【文章內(nèi)容簡介】 備注內(nèi)側(cè)C1．計算結(jié)果為與設(shè)計之高差；2．設(shè)計高程為中央分隔帶外側(cè)邊緣的高程；3．當(dāng)時，為圓曲線上的超高值。D外側(cè)DC表36 超高值X值內(nèi)側(cè)C外側(cè)C備注D處值均為零K71+980K71+970K71+960K71+950K71+940K71+930K71+920K71+910K71+900K71+890K71+880K71+870K71+860第4章 排水設(shè)計 路基排水設(shè)計 路基排水設(shè)計的必要性 路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性與水的關(guān)系十分密切。路基的病害有很多種，形成病害的原因也有很多，但水的作用是主要的因素之一，因此，路基設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)過程中，必須十分重視路基排水工程。為了確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，使路基在各種外界因素作用下不致產(chǎn)生不允許的變形，路基的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須進(jìn)行路基的排水設(shè)計。 路基排水種類及要求路基地表排水可采用邊溝、截水溝、排水溝、躍水井和急流槽，各類地段排水溝應(yīng)高出設(shè)計水位0～2m以上。邊溝橫斷面采用梯形，梯形邊溝內(nèi)側(cè)邊坡坡度為1:～11:,，%，邊溝可采用漿砌片石，水泥混凝土預(yù)制塊防護(hù),，邊溝長度不宜超過500m，截水溝橫斷面可采用梯形，邊坡視土質(zhì)而定，一般采用1:10～1:,%，水流通過陡坡地段時可設(shè)置跌水等或急流槽,應(yīng)采用漿砌片石或水?dāng)Q混凝土 預(yù)制塊砌筑，,其橫斷面形式為矩形，槽底應(yīng)做成粗糙面，～，～，～，臺面坡度應(yīng)為2%～3%，急流槽以縱坡不宜陡于1:,急流槽過長時應(yīng)分段修筑，每段長度不宜超過10m。本公路路基排水設(shè)置邊溝、排水溝和截水溝。路堤邊溝坡度1:1， m,。路塹邊溝兩側(cè)坡度分別為1::1。排水溝采用1:1的坡度, m,。 水力計算（1）本段路的水力計算主要是針對截水溝進(jìn)行計算的,截水溝又稱天溝，一般設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外,或山坡路堤上方的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn),用以攔截并排除路基上方流向路基的地面逕流,減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān),保證挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷。（2）對于本路段的截水溝采取干砌片石對稱梯形截面,如圖4—1所示。溝底縱坡,，，查明渠容許最大流速表可知，=。圖4—1 截水溝示意（單位：cm）（1）水力要素由公式 得 式中—通過流量()； —過水?dāng)嗝婷娣e()；—平均流水速度()；—設(shè)計流量()；—容許最大流速()。由公式得：式中—濕周(m)。式中—最佳斷面時的水力半徑(m)；—系數(shù)，=。由水深和溝底寬的關(guān)系得：—溝底寬度，(m)；—溝底高度，(m)。（2）計算實(shí)際流速由公式得C=式中—流速系數(shù)；—指數(shù)；—溝底坡度；—水力半徑。(3)計算通過流量(4)驗(yàn)算與結(jié)論實(shí)際流速為＜最大流速，且接近，實(shí)際流速和流量均符合要求。所以采用溝底寬，夠深。 路面排水設(shè)計設(shè)施的縱坡應(yīng)與路面的縱坡一致，%時，可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基，但路基填方邊坡應(yīng)進(jìn)行防護(hù)。路堤邊坡較高，采用橫向分散排水不經(jīng)濟(jì)時，應(yīng)采用縱向集中排水方式，在硬路肩邊緣設(shè)置排水帶，并通過急流槽將水排出路基。排水帶可采用水泥混凝土預(yù)制塊或?yàn)r青混凝土筑成，排水帶高出路肩120mm，頂寬80～100mm。急流槽的設(shè)置距按路肩排水的容許容量計算確定以20m～50m為宜，急流槽可設(shè)置在凹形曲線底部及構(gòu)造物附近，并考慮到地形、邊坡狀態(tài)及其它排水設(shè)施的聯(lián)接。中央分隔帶排水設(shè)施由縱向排水溝（明溝、暗溝）、滲溝、雨水井、集水井、橫向排水管等組成。在設(shè)置超高路段，路面水由中央分隔帶排水設(shè)施排出，在干旱少雨地區(qū)，采用凸形中央分隔帶，可設(shè)開口明槽，雨水流向下半幅路面排出，開口明槽可采用封閉式，橫斷面尺寸為高寬=150mm200mm，間距宜為300～500mm。中央分隔帶縱向排水溝（管）與橫向排水管聯(lián)接時可采用集水井的形式，橫向排水管直徑一般采用200～600mm水泥混凝土管成塑料排水管，管底縱坡不應(yīng)小于1%，出口應(yīng)采取防護(hù)措施。設(shè)置超高段的中央分隔帶的排水溝可設(shè)雨水井，雨水井的設(shè)置間距應(yīng)根據(jù)流量計算確定，一般為10～30m。矩形雨水井尺寸采用長寬深=600mm400mm600mm，邊墻采用漿砌片石或水泥混凝土預(yù)制塊砌筑。相鄰雨水井間用直徑200～400mm的水泥混凝土管縱向聯(lián)接，%。多雨地區(qū)的中央分隔帶，表面不作封閉時，可設(shè)地下排水滲溝，排水滲溝兩側(cè)可用瀝青砂、瀝青土工布或粘土封閉，排水滲溝頂與路床頂面齊平，滲溝宜采用直徑50mm～80mm的硬塑料管將水引致路基邊坡以外。 邊坡防護(hù)設(shè)計4. 邊坡防護(hù)的主要性在水、風(fēng)、氣溫等自然因素的長期作用下路基將發(fā)生變形和破壞，若不及時加以防治，就會引起嚴(yán)重的病害。為了保證路基的穩(wěn)定性，除做好路基排水外，必須做好路基防護(hù)與加固設(shè)計。一般，防護(hù)與加固的重點(diǎn)是路基邊坡，特別是不良地質(zhì)與水文地段及延河路基的邊坡。有時，對附近可能危害路基的河流和山坡也應(yīng)進(jìn)行必要的防護(hù)，以保證防護(hù)加固工程能正常地工作。防護(hù)與加固工程是路基工程的一個重要的組成部分。除專門用來支擋路基的結(jié)構(gòu)外，一般防護(hù)工程承受力的能力很小，有的則不能承受外力的作用。因此，要求路基邊坡本身基本穩(wěn)定，否則不但路基得不到防護(hù)，而且連防護(hù)工程也會遭到破壞。 邊坡防護(hù)的類型路基邊坡的防護(hù)與加固工程，按其作用不同，可分為坡面防護(hù)、沖刷防護(hù)與支擋防護(hù)工程三大類。（1）在邊坡的坡度不小于1:,草籽可以采用自然散播.（2）當(dāng)坡面徑流量比較大的時候,坡體的沖刷比較嚴(yán)重,邊坡防護(hù)應(yīng)采用漿砌片石防護(hù)。（3）在某些臨近河流處,在路線中有深挖路塹和和高填路堤,，填方高均不大，不超過7米。由地形條件可知，當(dāng)?shù)氐匦屋^緩，且雨水量又不大。因此，可以采用種草防護(hù)，選用根莖發(fā)達(dá)，較矮的多種草類混合種植防護(hù)。對于路塹邊坡可采用單層砌石防護(hù)。第5章 擋土墻設(shè)計5．1 擋土墻設(shè)置的用途擋土墻是一種抵抗側(cè)向土壓力，用來支撐天然邊坡或人工邊坡，保持土體穩(wěn)定的建筑物。被廣泛用于公路、鐵路、水利等土建工程。 在路塹地段若開挖邊坡不能自行穩(wěn)定，可在破腳設(shè)置擋土墻。在地面橫坡較陡，填筑路基難以穩(wěn)定或征地、拆遷費(fèi)用高的填方路段，可在沿河一側(cè)路基設(shè)置擋土墻。 在某些挖方路段，為防止沖刷，可在沿河一側(cè)路基設(shè)置擋土墻；在某些挖方路段，為防止山坡覆蓋層下滑，可在路塹邊坡上方設(shè)置擋土墻。 在路基設(shè)計中，是否需要設(shè)置擋土墻，應(yīng)通過與其他可能的技術(shù)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較來確定，并且初步確定布置擋土墻的位置、墻的斷面形式、基礎(chǔ)類型及埋深。5．2 擋土墻的類型與形式選擇1．按照墻的位置，擋土墻可分為：路塹墻、路堤強(qiáng)、路肩墻和山坡墻。2．按照墻體材料擋土墻可分為：石砌擋土墻、磚砌擋土墻、混凝土擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻和加筋土擋土墻等。3．按照墻的結(jié)構(gòu)形式，擋土墻可分為：重力式、衡重式、半衡重式、懸臂式、扶壁式、錨桿式、柱板式和垛式等。根據(jù)路基橫斷面圖，以路堤墻和路肩墻方案在路基橫斷面上進(jìn)行初步布置和工程量估算得知：路堤墻比路肩墻圬工數(shù)量略少，但填方量卻增加，因此，在路線的最不利位置設(shè)計擋土墻為重力式擋土墻，為減少填方數(shù)量，增加路堤的穩(wěn)定性，采用漿砌片石重力式路肩擋土墻。5．3 擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計基本參數(shù)： 采用重力式仰斜式擋土墻。墻面高度(m)：h1= ，墻背坡度(+,)：N= ，墻面坡度：M=，墻頂寬度(m)：b1= ，墻趾寬度(m)：db= ，墻趾高度(m)：dh=1，基地內(nèi)傾坡度：N2= ，污工砌體容重(kN/m3)：r1=21，路堤填土高度(m)：a=3 ，路堤填土坡度：M0=，路基寬度(m)：b0= ，土路基寬度(m)：d=，填料容重(kN/m3)：R=18，填料內(nèi)摩擦角(度)：φ=35，外摩擦角(度)：δ=，基底摩擦系數(shù)：μ=，基底容許承載力：[σ0](kPa)=600，擋土墻分段長度(m)：L1=20.采用重力式仰斜式擋土墻：基本尺寸如圖。計算結(jié)果：1)求破裂角θ假設(shè)破裂面交與荷載內(nèi)，采用相應(yīng)的公式計算：擋墻的總高度：H= 擋墻的基地水平總寬度：B===則θ=arctgθ=176。驗(yàn)算破裂面是否交于荷載內(nèi)：堤頂破裂面至墻踵：(H+a)tgθ=荷載內(nèi)緣至墻踵：bHtgα+d=荷載外緣至墻踵：bHtgα+d+b0=故破裂面交于荷載內(nèi)，與原假設(shè)相符，所選用公式正確。則計算圖式為：2)求主動土壓力系數(shù)K和K1 = = = = =3)求主動土壓力及作用點(diǎn)位置== = = =4)抗滑穩(wěn)定性檢算擋土墻體積V= 擋土墻自重G= =因?yàn)閗c ≥ ，則抗滑穩(wěn)定性檢算通過。5)抗傾覆穩(wěn)定性檢算 =因?yàn)閗0 ≥ ，則抗傾覆穩(wěn)定性檢算通過。6)基底應(yīng)力檢算B= = =.538m因?yàn)閑≤B/6 ==因?yàn)棣襪ax σ0，則基地應(yīng)力檢算通過。 第6章 路基路面設(shè)計四車道一級公路,在使用期內(nèi)交通量平均增長率為10%。經(jīng)調(diào)查，該路處于Ⅳ1區(qū)為粘質(zhì)土，沿線可開采碎石集料，并有石灰供應(yīng)。預(yù)測該路竣工后第一年的交通組成如表6—1所示。 交通量計算表6—1 預(yù)測交通組成車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）交通量黃河JN1621雙—200黃河JN1501雙—350交通SH1411雙—400東風(fēng)EQ1401雙—450長征CZ3612雙150沃爾沃N86481雙—200軸載分析:路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以雙軸組單軸載BZZ—100作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。 （1）以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計當(dāng)量軸次軸載換算:軸載換算采用如下的計算公式： 式中—標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次，次/日；—被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日；—標(biāo)準(zhǔn)軸載，；—被換算車輛的各級軸載，；—被換算車輛的類型數(shù)；—軸載系數(shù)，m是軸數(shù)。當(dāng)軸間距離大于3m時，按單獨(dú)的一個軸載計算；當(dāng)軸間距離小于3m時，應(yīng)考慮軸數(shù)系數(shù)；—輪組系數(shù)，,雙輪組為1。軸載換算結(jié)果如表6—2所示。表6—2 軸載換算結(jié)果車型黃河JN162前軸1200后軸11200黃河JN150前軸1350后軸11350交通SH141前軸1400后軸11400東風(fēng)EQ140后軸11450長征CZ361前軸1150后軸1150沃爾沃N8648前軸1200后軸11200 注：軸載小于25kN的軸載作用不計。根據(jù)設(shè)計規(guī)范，一級公路瀝青路面的設(shè)計年限為15年，～。因此，累計當(dāng)量軸次為： （2）驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力時： 根據(jù)軸載換算公式計算如表6—3所示。表6—3 半剛性基層軸載換算車型黃河JN162前軸1200后軸11200黃河JN150后軸11350交通SH141后軸11400東風(fēng)EQ140后軸11450長征CZ361后軸31150206沃爾沃N8648前軸120031后軸11200 注：軸載小于50kN的軸載作用不計。設(shè)計參數(shù)取值同第一種計算方式，一級公路瀝青路面的設(shè)計年限為15年，因此，累計當(dāng)量軸次： 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計及各層材料設(shè)計參數(shù)路面面層采用瀝青混凝土，厚度為15，其中上層采用細(xì)粒式密級配瀝青混凝土（4），中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土（5），下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土（6）?；鶎硬捎?5水泥碎石，底基層采用石灰土，厚度由計算確定。結(jié)構(gòu)組合設(shè)計及材料參數(shù)見表6—4。表6—4 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計及材料參數(shù)層位材料名稱H (cm)20℃模量(MPa)15℃模量(MPa)15℃劈裂(MPa)面層細(xì)粒式瀝青混凝土415002000中粒式瀝青混凝土513001800粗粒式瀝青混凝土69001500基層水泥碎