【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為標(biāo)段，自東南向東北略呈傾斜。中部為山嶺區(qū)和農(nóng)作區(qū)。主要進(jìn)行公路線形、路基和路面設(shè)計(jì)。其中，線形設(shè)計(jì)包括選線、方案。計(jì)包括路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)和路面結(jié)構(gòu)層驗(yàn)算。確定道路的等級(jí)以。并且本設(shè)計(jì)對(duì)方案進(jìn)一步細(xì)化，對(duì)路線的平面和縱斷面進(jìn)行了綜合分析，斷面布置、曲線超高及加寬的設(shè)置做了精心設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 率取 1/150,旋轉(zhuǎn)軸邊緣至行車道邊緣（若有路緣帶，至路緣帶邊緣）。即 mBB ???? 。據(jù)規(guī)范確定路拱橫坡 %2?gi ，由此確定緩和段曲線長度： (1) 超高緩和段的長度按下式計(jì)算： p iLc ?? /B 式中： Lc—— 超高緩和段長度（ m）； ? —— 旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣 帶時(shí)為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度（ m）； i? —— 超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差， % 21 P —— 超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸線與行車道（設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶）外側(cè)邊緣線之間的相對(duì)坡度； / 4 . 2 5 ( 5 % 2 % ) 3 4 . 6 2 5 m1 1 5 0ic BL p? ??? ? ? 緩和曲線 3 5 3 4 .6 2 5scL m L m? ? ?，取 s 35Lm? 時(shí)，橫坡從路拱坡度（ 2% ）過渡到超高橫坡 3% 的超高漸變率： 4 . 2 5 ( 5 % 2 % ) 1 7 13 5 2 0 0 0 3 3 0p ??? ? ? 故滿足全緩和段超高。 (2) 計(jì)算各樁號(hào)處超高值 : 以樁號(hào)（ K0+— K0+）為例： 1）圓曲線上車道的路肩外側(cè)的超高值為： h 4 .2 5 ( 5 % ) 0 .2 1 2B i m?? ? ? ? 2） 過渡段曲線上 mx 1? 時(shí)車道的路肩外側(cè)的超高值： 0 2 1 9 .7 8 6 mG cGhixLii??? 14 . 2 5 7 % 0 . 0 0 8 63 4 . 6 2 5GhcxB i i mL? ? ? ? ? ?（ ） 采用全緩和段超高的方式。超高值計(jì)算結(jié)果見如下表 : JD1： 22 JD2 23 土石方計(jì)算和調(diào)配 土石方計(jì)算 首先是根據(jù)橫斷面圖計(jì)算橫斷面面積然后計(jì)算體積，即獲得土石方數(shù)量，填入土石方計(jì) 24 算表。 土石方的調(diào)配 土石方調(diào)配的一般要求 : 1 盡可能的少挖多填以減少廢方和棄方。 2 用合理的經(jīng) 濟(jì)運(yùn)距，達(dá)到運(yùn)距最短。 3 廢方要妥善處理。一般不占或少占耕地。 4 路基填方如需借土，應(yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田排灌情況選擇借土地點(diǎn)。 5 不同性質(zhì)的土石應(yīng)分別調(diào)運(yùn)，以做到分層填筑。 6 土石方集中的路段，因開挖、運(yùn)輸?shù)氖┕し桨概c一般路段不同，可單獨(dú)調(diào)配。 針對(duì)本設(shè)計(jì)填土一部分為上游路段挖棄土，一部分為當(dāng)?shù)厝⊥痢? 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(yuǎn)運(yùn)利用 廢方 =挖余 遠(yuǎn)運(yùn)利用 全線總的調(diào)運(yùn)量復(fù)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” 。 25 26 9 結(jié)構(gòu)層設(shè) 計(jì) 交通分析 道路技術(shù)等級(jí)確定 : 由交通量組成表，折算成以小客車為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算 ,見表 11： 表 11 交通量折算表 車型 交通量（輛 /日） 折算系數(shù) 折算交通量（輛 /日） 小汽車 700 700 黃河 JN150 300 600 躍進(jìn) NJ130 250 375 解放 A10B 300 450 太脫拉 138 100 200 總 計(jì) 2025 計(jì)算遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限平均晝夜交通量由公式（ 21）計(jì)算 Nd=N0(1+γ )n1 式中 Nd— 遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年平均日交通量，輛 /日； N0— 起始年平均日交通量，輛 /日； γ— 年平均增長率，取 5%； n— 遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限，取 20年； 所以 Nd=2025(1+ 5%)201=5117（輛 /日） 根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 JTG B012020 ，擬定該條道路為雙向兩車道的三級(jí)公路，設(shè)計(jì)車速為 40km/h,設(shè)計(jì)采用的服務(wù)水平為二級(jí) 。 初擬 水泥 路面結(jié)構(gòu) （選擇方案） 本次設(shè)計(jì)根據(jù)公路等級(jí) 和 實(shí)際情況 分析 ， 本次設(shè)計(jì)路面采用水泥路面 。 路面結(jié)構(gòu) 厚度 (m) 面層 基層 墊層 相應(yīng)于安全設(shè)為三級(jí)的變異水平等級(jí)為中級(jí)。根據(jù) 三 級(jí)公路 中等 交通等級(jí)和中級(jí)變異水平，初擬普通混凝土面層厚度為 ，基層選用水泥穩(wěn)定粒料，厚 ，墊層 選低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土，厚度 為 。 路面寬度 7m普通混凝土的平面尺寸為寬 米，長 4 米， 長寬比為 小于 符合要求。 縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。 27 路面材料參數(shù)確定 取 重 交通等級(jí)的普通混凝土面層彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 5Mpa,相應(yīng)的彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為 31Gpa。墊層 選用低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土 ，回彈模量為 600Mpa，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量 1300Mpa。 計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量： Ex=22212221hh hEhE ??=222 ? ??? =1013Mpa Dx = 1212 322311 hEhE ? + 12211221 )11(4 )( ???? hEhEhh = 12 33 ??? + 12 ) 0 0 3 0 0 1(4 )( ?????? =（ MN. m） ?? 3 /12 xxx EDh )(3 1 0 1 3/ m?? a=(( 0)(?EEx )=* (( )301013( ? )= b= 0)(?EEx = )301013( ? = Et=ahbx0E 3/10)(EEx=? ? 30? 3/1)301013( =165(MPa) 普通混凝土的剛度半徑 , r= ?3 / tC EE ? ? ?3 165/31000 (m) 荷載疲勞應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力： ps? = ? =? 2? =(MPa) 交通量計(jì)算表 車 型 Pi (kN) C1,i C2,i C1,i C2,i (Pi/P)8 ni 次 /日 nbi 次 /日 黃河 JN150 后軸 1 1 600 681 前軸 1 600 太脫拉 138 后軸 1 200 前軸 1 200 28 解放 A10B 后軸 1 1 450 前軸 1 450 0 躍進(jìn)NJ130 后軸 1 375 前軸 1 375 0 小汽車 后軸 700 0 注：當(dāng)計(jì)算彎沉和瀝青混凝土層底拉應(yīng)力時(shí)，軸載換算系數(shù) N=C1C2(Pi/P)4..35； 當(dāng)計(jì)算半剛性基層層底拉應(yīng)力時(shí)，軸載換算系數(shù) N ? ?839。39。12 iC C P P? ； 總（車輛）換算系數(shù)＝后軸換算系數(shù)＋前軸換算系數(shù)； 當(dāng)量軸次＝交通量總換算系數(shù)。 在設(shè)計(jì)年限內(nèi)，一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 eN 參照式 (43)進(jìn)行計(jì)算： ? ?11 1 3 6 5teNN? ????? ? ???? (43) 式中： Ne— 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次，次； t— 設(shè)計(jì)年限，取 20 年； N1— 路面竣 工后第一年的平均日當(dāng)量軸次，次 /d； Nt— 設(shè)計(jì)年限最后一年的平均日當(dāng)量軸次，次 /d； γ— 設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長率，為 5%； η— 車道系數(shù)，取 1。 ? ?? ? ? ?? ? 9 4 5 3 4 6 201 ???????????? ?NrrN te 因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù) Kr= ，考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù) kf =Nne =(94534646 ) =，根據(jù)公路等級(jí)，綜合考慮偏載荷動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) 荷載疲勞應(yīng)力 kc = 荷載疲勞應(yīng)力： )( 5 9 M Pakkk pscfrpr ?????? ?? 溫度疲勞應(yīng)力 I 區(qū)最大溫度梯度取 92（ ℃ /m），板長 L=4m, L/r=4/=, 查 表 取 混 凝 土 29 h=,BX =,最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力 m? tm? = Xgcc BhTEa 2 = 2 5 ???? ? )( M P a?? 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，自然區(qū)劃分 為 IV區(qū) a=,b=,c= Kt = ????????? ????????? bfafcrtmtmr ?? 1. 32 35 1 .9 50 .8 4 1 0 .0 5 8 0 .4 7 21 .9 5 5???? ?????????? 溫度疲勞應(yīng)力 ?tr? tK ?tm? ? = 三 級(jí)公路的安全等級(jí)為三級(jí)，相應(yīng)于三級(jí)安全等級(jí)的變異水平為中級(jí)，目標(biāo)可靠度為80%,由目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)可確定可靠度系數(shù) ?tr ? ? 1 . 0 5 ( 3 . 2 8 0 . 9 2 ) 4 . 4 1 4 . 5r p r t r rr M P a f M P a?? ? ? ? ? ? ? ? 水泥路面電算驗(yàn)算 因此，所選普通混凝土面層結(jié)構(gòu)（ ）可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合作用 。 水泥混凝土電算驗(yàn)算 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 : 新建單層水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 公 路 等 級(jí) : 三級(jí)公路 變異水平的等級(jí) : 中 級(jí) 可 靠 度 系 數(shù) : 面 層 類 型 : 普通混凝土面層 設(shè)計(jì)軸載 100 kN 最重軸載 150 kN 路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 : 20 年 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道上設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù) : 9453464 路面承受的交通荷載等級(jí) :重交通荷載等級(jí) 混凝土彎拉強(qiáng)度 5 MPa 混凝土彈性模量 29000 MPa 混凝土面層板長度 4 m 地區(qū)公路自然區(qū)劃 Ⅳ 面層最大溫度梯度 92 ℃ /m 接縫應(yīng)力折減系數(shù) .87 混凝土線膨脹系數(shù) 10 106/℃ 基 (墊 )層類型 新建公路路基上修筑的基 (墊 )層 層位 基（墊）層材料名稱 厚度 (mm) 材料模量 (MPa) 1 級(jí)配碎石 200 300 30 2 新建路基 60 板底地基當(dāng)量回彈模量 ET= 120 MPa 中間計(jì)算結(jié)果 : ( 下列符號(hào)的意義請(qǐng)參看“程序使用說明” ) HB= 220 DC= R= .73 SPS= SPM= SPR= SPMAX= CL= .753 BL= .465 STMAX= KT= .34 STR= .46 SCR= GSCR= RE= % SCM= GSCM= REM= % 混凝土面層荷載疲勞應(yīng)力 : MPa 混凝土面層溫度疲勞應(yīng)力 : .46 MPa 考慮可靠度系數(shù)后混凝土面層綜合疲勞應(yīng)力 : MPa （小于或等于面層混凝土彎拉強(qiáng)度） 混凝土面層最大荷載應(yīng)力 : MPa 混凝土面層最大溫度應(yīng)力 : MPa 考慮可靠度系數(shù)后混凝土面層最大綜合應(yīng)力 : MPa （小于或等于面層混凝土彎拉強(qiáng)度） 滿足路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)要求的混凝土面層設(shè)計(jì)厚度 : 220 mm、 驗(yàn)算路面結(jié)構(gòu)層防凍厚度 : 路面結(jié)構(gòu)層最小防凍厚度 300 mm 新建基 (墊 )層總厚度 200 mm 驗(yàn)算結(jié)果表明， 路面總厚度滿足路面結(jié)構(gòu)層防凍厚度要求 。 通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度按 mm 取整 , 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下 普通混凝土面層 220 mm 級(jí)配碎石 200 mm