【導讀】目前，道路建設(shè)的作用顯得尤為突出。本次公路設(shè)計是山嶺重丘區(qū)。二級路的常規(guī)設(shè)計，分為初步設(shè)計和詳細設(shè)計兩大部分。兩條的不同的路線來進行設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括線路的平面設(shè)計、縱斷面設(shè)。選，從中選擇最佳方案。計算與調(diào)配之后，還對路基、排水和路面進行了重點設(shè)計。最后進行工程預算的編制。本次設(shè)計主要是進行建筑安裝費的計算。

　　

【正文】 水順暢和保證行車安全、平穩(wěn)為原則。 本設(shè)計中采用直線型路拱，坡度為 %。 直線型路拱兩側(cè)為傾斜直線，拱頂在路面的中心線處，這種形式有利于路面的機械化施工 。 在路面的外側(cè)還設(shè)置了 土路肩，為了使雨水向外排， 且與路面連接處不出現(xiàn)凹型，最終確定路肩橫 坡度為 2%。 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 路基排水設(shè)計 邊溝、截水溝、排水溝設(shè)計 邊溝的主要功能為排除路基用地范圍內(nèi)的地面水。本設(shè)計中，挖方路基的外側(cè)、填土高度小于邊溝深度的填方路段坡腳外側(cè)以及填方高度較大但地面坡度較陡處均設(shè)置了邊溝。采用梯形邊坡，坡度為 1： 1，底寬 ，高，其長度不超 500m，并用漿砌片石作了防護。 在詳細設(shè)計的中間路段內(nèi)，由于填方較大，所以路堤與路面下構(gòu)成的三角區(qū)足以攔截路基上方流向路基的地面水，并使之順利的流向涵洞或排水區(qū)。截水溝內(nèi) 的水均利用地形排入所在山坡一側(cè)的自然溝渠和涵洞入口處。其型式與邊溝一樣。 排水溝主要用于將邊溝、截水溝以及路基附近的水引至橋涵進水口處或天然河溝內(nèi)。排水溝的平面位置取決于排水的要求與當?shù)氐牡匦危`活性很大，本設(shè)計中，排水溝采用梯形斷面，底寬和深度不小于 ，溝底坡度大于 %，長度沒有超過 500m。且采用漿砌片石進行防護。具體見排水總體規(guī)劃圖。 涵洞設(shè)計 涵洞的設(shè)計跟很多因素有關(guān)，如匯水面積、地理特征、洪水頻率等。本設(shè)計中考慮到圓管涵施工方便，經(jīng)濟便利，所以型式均為無壓力式圓管涵。并以 K4+ 樁號處的涵洞為詳細計算目標，其他涵洞的設(shè)計與此方法相同，在這里就不一一計算了。 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計手冊》，設(shè)計涵洞采用的方法為徑流形成法，此法是以暴雨資料為主推算小流域洪水流量的一種方法，是公路部門目前普遍使用的一種計算方法，但公式只適用于匯水面積 F≤ 30k ㎡的小流域。初步估計此涵洞適合運用此法。以下系數(shù)及表均由此書中摘取。 我國公路系統(tǒng)最常采用的是公路科學研究所提出的簡化公式，其中未考慮洪峰削減的公式為： ???? 5423)( FZhQ P ?? （ 32） 式中： QP規(guī)定頻率為 P 時的雨洪設(shè)計流量（ m3/s） F匯水面積（ km2） 根據(jù)詳細設(shè)計平面圖 F= km2 h暴雨徑流厚度（ mm） 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 根據(jù)表 4－ 7本地區(qū)為暴雨分區(qū)的第十六區(qū) 根據(jù)表 4－ 9a匯水區(qū)土的吸水類屬第 II 類 根據(jù)表 4－ 10查得匯流時間為 t=30min 根據(jù)公路類型，本地區(qū)設(shè)計洪水頻率為 1/50 根據(jù)以上四個因素值查表 4－ 11 得 h=32 mm Z被植物或坑挖滯流的徑流厚度，根據(jù)地面特征查表 4－ 12 得 Z=5 φ 地貌系數(shù)，根據(jù)地型、匯水面積 F、主河溝平均坡度 IZ 決定 按主河溝平均坡度 IZ（‰）匯水面積 F（ km2） 100～ 200 F＜ 10k ㎡ 根據(jù)表 4－ 8查得φ = β 洪峰傳播的流量折減系數(shù)，根據(jù)匯水面積重心至橋涵的距離 L0 來決定，本設(shè)計中 L0＝ ，查表 4－ 13得β＝ 1 γ 匯水區(qū)降雨不均勻折減系數(shù)，根據(jù)表 4－ 14 查得γ =1 δ 小水庫或湖泊影響的折減系數(shù)，本地區(qū)沒有水庫，查表 4－ 15 得δ＝ 1 將各值帶入公式計算得 )532( 5423 ??????PQ = （ 1）確定涵洞孔徑 采用進水不升高式的無壓力圓管涵，假定其管徑 d=。 圓管涵凈空高 4d?? ，不升高的進水口水深 ???? dH ，得涵前水深 1 ??? HH ， 查表 517 得 0 ?Hhc ， 管內(nèi)收縮斷面水深 ch = =， 則臨界水深 ??? ck hh， 故管內(nèi)充水程度 ??dhk ，查表 518 得 52 ?gdQ，能夠通過的最大泄流量 ???? 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 設(shè)計洪峰流量ps QFFQ ?? （ 3－ 3） 式中： sQ －擬建小橋涵處設(shè)計洪峰流量（ m3/s） F F2－分別為形態(tài)斷面處及擬建小橋涵處的匯水面積（ km2） 經(jīng)計算得 F1＝ km2， F2＝ km2，所以 sQ = m3/s . 因為 ?sQ m3/s＜ Q =，所以選用一個孔徑 d 為 的圓管涵是合適的。 （ 2）確定涵洞縱坡 ⑴臨界坡度的確定 計算 522 ???? dgQ s 查表 518 可得 ?dhk ， ?dkKK ， ?dkWW ；又查表 516 可查得 d= 時， ?dW ， ?dK 則臨界水深 ???kh )( ???? ddk KKK )( ???? ddk WWW 則臨界坡度為： )(22?????????????????????????dkdkKKKQi ‰ ⑵最大縱坡的確定 22 ???? dQd?? 查表 518 得： ?dhh ， ?dWW ， ???h m 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 則最大縱坡為： )( 223232??????????????????????????dkWWdi ‰ 可見涵洞縱坡 I 可在 ik=‰～ ‰范圍內(nèi)選擇。 （ 3）確定涵洞的長度 )( )( 0 ??? ????? ??? mi hHmBL 上上上 m )( )( 0 ??? ????? ??? mi hHmBL 下下下 m 其中 B ：路基寬度，為 米 B 上 、 B 下 ：由路基中心至上，下游路基邊緣的寬度，當路基無加寬時均為 ，即為 米。 H：路基填土高度，即由 路基中心至路基邊緣高度，此涵洞為 米 h 上、 h 下：涵洞上下游洞口建筑高度， h上取 米， h 下取 米 m： 路基邊坡坡度（按 1： m）， m=1： i0： 涵洞坡度（以小數(shù)表示） i0=2% L 上、 L 下： 涵洞上、下游長度 所以，涵洞全長： L= L 上 +L 下 =+ = 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 瀝青路面是用瀝青材料作結(jié)合料粘結(jié)礦料修筑面層與各類基層所組成的路面結(jié)構(gòu)。由于考慮試驗的專題是研究瀝青碎石成型方法，故我們在此詳細設(shè)計的路段上，采用瀝青路面的 結(jié)構(gòu)，為后面專題的研究提供方便 ,同時也緩解半剛性基層在路面結(jié)構(gòu)中帶來的種種弊端。 ◆ 瀝青混凝土路面設(shè)計 （ 1）交通分析 路面設(shè)計以雙輪組單軸 100KN 為標準軸載 以設(shè)計彎沉值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次時，軸載換算采用如下公式： 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 39。1 39。139。 ???????? ?? PPnCCN iikii 式中： N－標準軸載的當量軸次，次 /日 iP －被換算車輛的各級軸載， KN P－標準軸載， KN in －被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次 /日 K被換算車輛的類型數(shù) 39。1C －軸數(shù)系數(shù)， 39。1C ＝ 1+2 )1( ?m 39。2C 輪組系數(shù)，單輪組為 ，雙輪組為 ，四輪組為 累計當量軸次： )(305365]1)1[( 1 萬次??????? ??? NN te （ 2）結(jié)構(gòu)組合與材料選取 由上面算得設(shè)計年限內(nèi)一個行車道上的累計標準軸次約為 300 萬次左右，根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)并考慮公路沿途有大量碎石且 有水泥石灰供應，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土 (9m)，采用二層式面層，基層采用瀝青碎石和二灰碎石厚度分別為 6cm 和待定，底基層采用石灰穩(wěn)定土厚度為 20cm，沒有設(shè)置墊層。 本設(shè)計路面結(jié)構(gòu)采用交通部推薦的專業(yè)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件（ APDS）進行計算，具體結(jié)果可見下面的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計報告。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計報告 設(shè)計名稱：蓮河至高祿屯段公路瀝青路面設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容：新建路面按彎沉、拉應力設(shè)計 基本參數(shù) ： 本設(shè)計為二級公路，路基路面總層數(shù)共 5 層，設(shè)計層為第 4 層，對路面 結(jié)構(gòu)將將進行抗凍厚度驗算。 本結(jié) 構(gòu)面層為瀝青混凝土類。 設(shè)計中面層類型系數(shù)為 。 基層類型系數(shù)為 。 結(jié)構(gòu)參數(shù) ： 表 31 路面設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù) 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 層位 材料名稱 厚度 20℃模量 15℃模量 極限強度 ① 細粒式瀝青混凝土 1500 20xx ② 粗粒式瀝青混凝土 1200 1500 ③ 中粒式瀝 青碎石 800 800 0 ④ 二灰碎石 ? 1500 1500 ⑤ 石灰穩(wěn)定 土 700 700 ⑥ 土基 0 30 ** ** 交通參數(shù) ： 本路段設(shè)計年限為 12 年，交通量年增長率共分 1 段，各段交通量增長率如下： 段 號 車道系數(shù) 年數(shù) 增長率（％） 第①段 12 7 遠期交通量如下表： 表 32 路面設(shè)計的交通參數(shù)表 成型 前軸重 后軸重 后軸數(shù) 后軸輪 組數(shù) 后軸距 交通量 黃河QD351 1 雙輪組 —— 300 扶 桑FU102N 44 85 3 雙輪組 ≤３米 20 江淮HF140A 1 雙輪組 —— 300 交通SH361 60 110 3 雙輪組 ≤３米 27 解放CA10B 1 雙輪組 —— 550 東風SP9250 5 雙輪組 ≤３米 20 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 彎沉設(shè)計軸次數(shù)按下式計算： ｋ Ｐ i Ｎ＝ ∑Ｃ 1iＣ 2i（───） ｎ i i=1 Ｐ 式中：ｎ i ── 被換算的軸載作用次數(shù)（次／日）； Ｐ ── 標準軸載（ KN）； Ｐ i ── 被換算的軸載（ KN）； Ｃ 1i── 軸載系數(shù)； Ｃ 2i── 輪組系數(shù)； 本設(shè)計彎沉設(shè)計累計軸次數(shù)為： 萬次。 驗算半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底最大拉應力時，累計軸載作用次數(shù)可按下 式換算： ｋ Ｐ i Ｎ＝ ∑Ｃ 1iＣ 2i（───） ｎ i i=1 Ｐ 本設(shè)計拉應力設(shè)計累計軸次數(shù)為： 萬次。 抗凍設(shè)計： 在季節(jié)性冰凍地區(qū)的中潮、潮濕路段 , 需要進行防凍厚度驗算，規(guī)范規(guī) 定采用查表法。 道路凍深的確定與材料熱物性、橫斷面類型、路基潮濕類型和凍結(jié)指數(shù) 有關(guān)，可按下式計算： ｈ d＝ａｂｃ sqrt（ｆ） 式中：ｈ d ── 路表面至道路凍結(jié)線的深度（ cm）； ａ ── 路面結(jié)構(gòu)層的材料熱物性系數(shù)； ｂ ── 路基橫斷面（填、挖）系數(shù)； ｃ ── 路基潮濕類型系數(shù) ； ｆ ── 近十年凍結(jié)指數(shù)平均值，即冬季負溫度的累積值（度 日），其值應根據(jù)氣象部門的觀測資料計算確定。 哈爾濱工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 表 33 抗凍設(shè)計的基本參數(shù)表 地區(qū)類型 東北 凍結(jié)指數(shù)平均值 Ｆ 1500 材料熱物性系數(shù) a 路基潮濕類型 中濕 路基橫斷面系數(shù) b 土質(zhì)類型 粘性土 路基潮濕型系數(shù) c 基層類型 穩(wěn)定土類 路面結(jié)構(gòu)厚度 55 最小防凍厚度 55 在進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應按下述方程驗算防凍 厚度是否滿足要求： Ｈ j≥Ｈ f 其中：Ｈ j 為路面結(jié)構(gòu)總厚度 (cm)，對于改建路面的補強設(shè)計，其路面總厚度應為補強厚度與原有路面厚度之和 ,最小防凍厚度Ｈ f 值由規(guī)范查得。 本設(shè)計的結(jié)構(gòu)厚度，滿足防凍厚度要求！ 設(shè)計與驗算結(jié)果： 表 34 路面設(shè)計結(jié)果匯總 設(shè)計彎沉值 (1/100mm) 按彎沉指標設(shè)計的設(shè)計層厚度 (cm) 滿足第 1 層拉應力指標的設(shè)計層厚度 (cm) 滿足第 2 層拉應力指標的設(shè)計層厚度 (cm) 滿 足第 4 層拉應力指標的設(shè)計層厚度 (cm) 0 滿足第 5 層拉應力指標的設(shè)計層厚度 (cm) 表 35 路面驗算結(jié)果匯總 當設(shè)計層厚度取 cm 時的指標值 表面實際彎沉值為： 1/100mm d＝ 第 1層