【正文】 1100級(jí)配碎石20280——土基————利用彈性三層連續(xù)體系的諾謨圖求解1． 按彎沉指標(biāo)要求計(jì)算石灰土層厚度設(shè)計(jì)彎沉值為: 綜合修正系數(shù)：將五層體系簡化成上層為瀝青混凝土，中層為瀝青碎石、石灰土以及土基組成的三層體系。由 查《路基路面工程》中圖，得則 又查 即 代入當(dāng)量厚度換算公式解得 ，采用石灰土厚22cm2. 驗(yàn)算瀝青混凝土面層層底拉應(yīng)力將體系簡化成上層為瀝青混凝土，中層為瀝青碎石、石灰土以及土基組成的三層體系?？估瓘?qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)：容許拉應(yīng)力：由 查《路基路面工程》中圖8—13，發(fā)現(xiàn)拉應(yīng)力系數(shù)不能從圖中查到，表明瀝青混凝土底層將受壓應(yīng)力，應(yīng)視為拉應(yīng)力驗(yàn)算通過。1. 驗(yàn)算石灰土層層底拉應(yīng)力抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： 容許拉應(yīng)力：由于水泥穩(wěn)定沙礫下有級(jí)配碎石層，故級(jí)配碎石層作為中層，以上作為上層。 查《路基路面工程》中圖得： ， ， 所以水泥穩(wěn)定沙礫層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算通過。驗(yàn)算防凍厚度：道路凍深；查表得 ，，（攝氏度每天）查《路基路面工程》表82 得最小防凍厚度為48cm。現(xiàn)路面總厚度為8+10+22+20=60cm ， 滿足要求。綜合以上知所擬結(jié)構(gòu)合理，可以采用。第八章 路基路面排水設(shè)計(jì) 路基路面排水設(shè)計(jì)目的道路路基和路面應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施，以排除可能危害道路使用性的地面水（又稱地表水）和地下水，保證路基路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，防止路面積水影響行車安全。排水路基路面的強(qiáng)度與穩(wěn)定性同水的關(guān)系十分密切。路基的排水設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)、沿線自然條件以及橋涵設(shè)置等情況進(jìn)行綜合考慮，注意充分利用地形和天然水系，合理布置各項(xiàng)設(shè)施，形成良好的排水系統(tǒng)，確保排水暢通和養(yǎng)護(hù)方便。路面（含路肩）和中央分隔帶范圍內(nèi)的排水，又稱為路面排水。路基路面的病害有多種，形成病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須十分重視路基路面排水工程。1．排水設(shè)施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究實(shí)效、注意經(jīng)濟(jì)，并充分利用有利地形和自然水系。一般情況下地面和地下設(shè)置的排水溝渠，宜短不宜長，以使水流不過于集中，做到及時(shí)疏散，就近分流。2．各種路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合，必要時(shí)可適當(dāng)?shù)脑鲈O(shè)涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基穩(wěn)定。路基邊溝一般應(yīng)用作農(nóng)田灌溉渠道，兩者必須合并使用時(shí)，邊溝的斷面應(yīng)加大，并予以加固，以防水流危害路基。3．設(shè)計(jì)前查明水源和地質(zhì)條件，重點(diǎn)路段要進(jìn)行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮排水與橋涵布置相配合，地下與地面排水相配合，平面布置與豎向布置相配合，做到路基路面綜合設(shè)計(jì)和分期修建。對(duì)于排水困難和地質(zhì)不良的路段，還應(yīng)與路基防護(hù)加固相配合，并進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。4．路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝渠和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠，對(duì)于土質(zhì)松軟和縱坡較陡地段的排水溝渠，應(yīng)注意必要的防護(hù)與加固。5．路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固使用，又必須講究經(jīng)濟(jì)效益。6．為了減少水對(duì)路面的破壞作用，應(yīng)盡量阻止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水，也可建筑具有能承受荷載和雨水共同作用的路面結(jié)構(gòu)。 路基排水設(shè)計(jì)路基排水是關(guān)系到路基穩(wěn)定性的關(guān)鍵，路基排水設(shè)計(jì)的任務(wù)就是把路基工作區(qū)內(nèi)的土基含水量降低到許可的范圍內(nèi)。路基排水設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：（1）各種中基排水溝渠的設(shè)置和聯(lián)結(jié)應(yīng)盡量不占農(nóng)田并與水利建設(shè)相配合，必要時(shí)可適當(dāng)?shù)丶哟蠛芸讖交蛟鲈O(shè)涵管以利于農(nóng)田排灌。（2）設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查研究，以使排水系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)做到正確合理。（3）保護(hù)生態(tài)環(huán)境，防止水土流失和污染水源。（4）排水設(shè)計(jì)要因地制宜，經(jīng)濟(jì)適用。排水溝渠應(yīng)選擇地形，地質(zhì)較好的地段通過，以節(jié)約加固工程投資，對(duì)于排水困難和地質(zhì)不良地段應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。（5）排水溝渠的出入口應(yīng)可能引接至天然邊溝，以減少橋涵工程，不應(yīng)直接使水流入農(nóng)田，損害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。（6）排水構(gòu)造物的設(shè)計(jì)，應(yīng)貫徹因地制宜，就地取材的原則，要能迅速有效地排除路基“有害水”，以免影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證公路運(yùn)輸暢。邊溝設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡郊外側(cè)，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常與路基排水設(shè)計(jì)綜合考慮，使之起到邊溝的排水作用。邊溝的縱坡一般與路線的縱坡一致。邊溝的橫斷面形式采用梯形，梯形邊溝內(nèi)側(cè)邊坡為1：，外側(cè)邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。，邊溝采用漿砌片石。1． 截水溝截水溝，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徑流，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。如果降水量較多，且暴雨頻率較高，山坡覆蓋層比較松軟，坡面較高，水土流失比較嚴(yán)重的路段，必要時(shí)可設(shè)置兩道或多道截水溝。截水溝的橫斷面形式，一般為梯形，邊坡坡度采用1:，截水溝的位置應(yīng)盡量與地面水流方向垂直，以提高截水效能和縮短溝的長度。截水溝應(yīng)保證水流暢通，必要時(shí)配以急流槽或涵洞等泄水結(jié)構(gòu)物將水流引入指定地點(diǎn)。截水溝水流不應(yīng)引入邊溝，長度以200500m為宜。圖81 截水溝示意圖2． 排水溝排水溝的主要用途在于引水，將路基范圍內(nèi)各種水源的水流（如邊溝、截水溝、取土坑、邊坡和路基附近積水），引至橋涵或路基范圍以外的指定地點(diǎn)。排水溝的橫斷面采用梯形，土溝的邊坡坡度為1：。排水溝的位置，可根據(jù)需要并結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚葪l件定，離路基盡可能遠(yuǎn)，平面上應(yīng)力求直捷。排水溝水流進(jìn)入其他溝渠或水道時(shí)，應(yīng)使原水道不沖刷或淤積，一般應(yīng)使排水溝與原水道成銳角相交，交角不大干，有條件時(shí)可用半徑R=10b(b為溝頂寬)的圓曲線向下游與其他水進(jìn)相接。排水溝應(yīng)具有合適的縱坡，以保證水流暢通，但不致流速過大而產(chǎn)生沖刷，亦不可流速太小而產(chǎn)生淤積，因此宜通過水文水力計(jì)算而確定。一般情況下，％～％，％，如果大于3％，應(yīng)對(duì)排水溝進(jìn)行加固處理。如果大于3％，應(yīng)對(duì)排水溝進(jìn)行加固處理。圖82 排水溝（單位：cm）3． 急流槽急流槽用于陡坡地段，溝底縱坡可達(dá)45176。采用漿砌片石砌筑，并加以相應(yīng)的防護(hù)加固。急流槽用于陡坡地段，采用漿砌片石砌筑，并加以相應(yīng)的防護(hù)加固。圖83 急流槽橫斷面圖（單位：cm） 路面排水設(shè)計(jì)路面（含路肩）表面排水設(shè)施主要由路拱橫坡度、攔水帶、急流槽和路肩排水溝組成。（1）路肩排水溝在硬路肩寬度較窄或爬車道占用了路肩過水?dāng)嗝?，而路面的匯水寬度或匯水量都較大，攔水帶的流水?dāng)嗝娌蛔銜r(shí)，可在土路肩上設(shè)置由U形水泥混凝土預(yù)制件鋪筑的路肩排水溝，溝底縱坡同路肩縱坡，%。（2）路肩急流槽急流槽是在陡坡或深溝地段設(shè)置的坡度較陡、水流不離開槽底的溝槽，是一種較陡的人工水槽，一般設(shè)置在地質(zhì)情況不允許沖刷的較陡山坡、涵洞的進(jìn)、出口地段、高差較大或坡度較陡需設(shè)置排水的地段和高路堤路段設(shè)有攔水緣石的出水口處。其目的是集中消減水流能量，使水流經(jīng)慎坡引流后降低流速，以免沖蝕路基內(nèi)、外坡體而造成坍塌。（一）主要形式排除路肩積水用的急流槽，其縱坡應(yīng)與所在的路基邊坡坡度一致，槽身的橫斷面為槽形，多由水泥混凝土預(yù)制構(gòu)件拼裝、砌筑而成。進(jìn)水口為喇叭口式的簸箕形，出水口設(shè)置消能設(shè)施，下端與路基下邊坡的排水溝相接要順適，防止水流沖出排水溝。（二）設(shè)置及構(gòu)造路堤邊坡急流槽構(gòu)造分進(jìn)水槽、急流槽、消力池和出水槽四部分。急流槽的橫斷面一般為矩形或梯形，尺寸視水流大小確定?！?，～；～。急流槽縱坡一般不宜超過1：2，同時(shí)應(yīng)與天然地面坡度相配合。急流槽較長時(shí)，槽底可用幾個(gè)縱坡，一般上段較陡、下段較緩。當(dāng)急流槽縱坡陡于1：，宜采用金屬管，管徑應(yīng)大于20cm。各節(jié)急流槽用管須用樁錨固在坡體上，其聯(lián)結(jié)接口應(yīng)做防水處理，以免管內(nèi)水流滲漏而沖刷坡面。急流槽縱坡較陡時(shí)，為防止槽體順坡下滑，～～50m。急流槽或急流管的進(jìn)水口與攔水帶泄水口之間應(yīng)做成喇叭口式聯(lián)結(jié)，變寬段應(yīng)有至少深15cm的下凹，并鋪砌防護(hù)。急流槽或急流管的出水口處應(yīng)設(shè)置消能設(shè)施，可采用混凝土或石塊鋪筑的消力池或消力欄。一般消力池多采用矩形截面。急流槽進(jìn)出水槽處，底部宜用片石鋪砌，長度一般不小于l0m，特殊情況下應(yīng)在下游設(shè)厚20～50cm。 橋涵設(shè)置 橋涵位置的選定原則1．橋涵位置的選定為了使路基穩(wěn)定，排水良好，修理工程小，就要合理的選擇橋涵位置，橋涵位置的選擇要和道路排水系統(tǒng)結(jié)合起來綜合考慮。2．橋涵沿線的一般原則a 橋涵應(yīng)布設(shè)在地質(zhì)條件好，地基穩(wěn)定的地段。 b 橋涵位置和方向的布設(shè)，應(yīng)盡量與水流方向一致，有利于宣泄洪水并減少渦流現(xiàn)象。c 橋涵布設(shè)時(shí)，應(yīng)避免壅水過高而淹沒農(nóng)田、村鎮(zhèn)和路基，或下游流速過大，加劇沖蝕溝岸及路基。d 橋涵布設(shè)應(yīng)以施工和養(yǎng)護(hù)維修要求出發(fā)，綜合考慮全面比較，盡可能減少工程梁，減少養(yǎng)護(hù)工程量。3．小橋涵位置的選擇一般情況下，當(dāng)出現(xiàn)下述情況時(shí)均應(yīng)布設(shè)橋涵：a 路線縱斷面上凹形豎曲線底部；b 路線跨越明顯的排水溝槽處；c 路線通過農(nóng)田灌溉渠處；d 在平原區(qū)當(dāng)路線通過較長的低洼或泥沼地帶；e 路線傍山時(shí)，在暴雨流量集中地帶；4．平原區(qū)橋涵布設(shè)置a 平原區(qū)應(yīng)根據(jù)農(nóng)業(yè)灌溉所需的天然河溝和人工渠道位置，按天然排洪系統(tǒng)設(shè)置小橋涵，避免因改溝合并占用農(nóng)田和破壞既有的耕作和排洪系統(tǒng)。b 路線通過較長的低洼地帶及泥沼地帶時(shí)，可根據(jù)水流分布和積水情況，在地面具有天然縱坡的地方多設(shè)置涵洞，以防止排水不暢及較長期的積水。c 當(dāng)公路路線緊靠村鎮(zhèn)時(shí)，要注意順應(yīng)村鎮(zhèn)的水流沿路設(shè)置涵洞，以便及時(shí)排除村內(nèi)的地面積水。d 當(dāng)路線穿過長期積水的洼地時(shí)，可設(shè)置必要的小橋涵以溝通兩側(cè)水流，達(dá)到平衡兩側(cè)積水水位的目的。e 橋涵地址應(yīng)盡量避免選在淤泥等地質(zhì)不良地段，當(dāng)無法避讓時(shí)，可選在淤泥層較淺或厚度較薄的地方。 橋涵形式的選擇橋涵應(yīng)根據(jù)所在公路等級(jí)和將來的發(fā)展需要、地形、水文、材料和施工條件，按照因地制宜，就地取材便于施工和養(yǎng)護(hù)的原則合理地選擇類型。橋涵形式的選擇應(yīng)考慮的主要因素有：1. 地形、地質(zhì)、水文和水利條件，這里要考慮的因素有：a 橋涵選擇，當(dāng)跨越常年有水但流量較小，或僅暴雨時(shí)產(chǎn)生水流的河溝，并且水流中飄浮物少，上游泥沙流動(dòng)較小，路堤高度滿足壅水高度的要求，能夠滿足需溢泄的設(shè)計(jì)流量時(shí)需要用涵洞。而當(dāng)河溝地處陡峭深谷或沖擊堆土，漂流物多或有泥石流運(yùn)動(dòng)，需渲泄的設(shè)計(jì)流量較大時(shí)，宜采用小橋。b 按水利興致選擇涵洞計(jì)算圖式，一般新建涵洞多采用無壓力式涵洞，為了提高涵洞的泄水能力，在不造成淹沒上游農(nóng)田村莊的前提下，允許涵前可以有較大壅水高度時(shí)，可采用半壓力式或壓力式涵洞。半壓力式涵洞一般不常用。c 選擇構(gòu)造形式，當(dāng)設(shè)計(jì)流量在左右時(shí)，一般宜采用圓管涵；但當(dāng)路堤填土高度過低，圓管涵頂填土高度不足時(shí)，宜采用蓋板涵，此時(shí)應(yīng)先考慮暗涵，當(dāng)蓋板涵頂填土高度不足時(shí)，在考慮明涵。2. 經(jīng)濟(jì)造價(jià) 因地區(qū)不同涵洞的造價(jià)往往差異很大，涵洞造價(jià)主要取決于材料的價(jià)格，其次是材料的運(yùn)輸費(fèi)用和當(dāng)?shù)氐娜斯C(jī)具費(fèi)用。在缺乏石料的地區(qū)當(dāng)設(shè)計(jì)流量較小時(shí)，選用圓管涵或鋼筋混凝土蓋板涵比較經(jīng)濟(jì)。渲泄同樣設(shè)計(jì)流量的圓管涵，單孔鋼筋混凝土圓管涵比多孔鋼筋混凝土圓管涵經(jīng)濟(jì)。采用無壓力式圓管涵時(shí)，一般不宜超過三孔。當(dāng)水流量介于設(shè)置小橋和涵洞時(shí)可布設(shè)蓋板涵，既能保證水流的快速通過，還經(jīng)濟(jì)安全。路堤越高、涵洞越長，當(dāng)路堤高度超過56m，若設(shè)計(jì)流量較小時(shí)，采用圓管涵較經(jīng)濟(jì)；若設(shè)計(jì)流量較大時(shí)，是選擇涵洞還是小橋應(yīng)做方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。3. 材料選擇和施工條件 選用涵洞材料時(shí)要因地制宜，盡可能就地取材，優(yōu)先考慮磚石圬工結(jié)構(gòu)，少用或不用鋼材。4. 養(yǎng)護(hù)維修 選擇涵洞類型時(shí)，為了便于養(yǎng)護(hù)，孔徑不宜過小，洞身不宜過長。5. 通航要求 當(dāng)小橋涵下有通航要求時(shí)，需調(diào)查航道的等級(jí)，通航船舶的等級(jí)，確定橋下通航凈空及通航所需的標(biāo)準(zhǔn)跨徑。第九章 橋梁設(shè)計(jì) 橋梁方案比選橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的因素很多，因此應(yīng)根據(jù)所設(shè)計(jì)的任務(wù)，性質(zhì)及遠(yuǎn)景發(fā)展的需要，按經(jīng)濟(jì)，適用，美觀的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了在各種橋型中選擇一種最滿足要求的設(shè)計(jì)方案，就必須進(jìn)行各種方案的分析和比較，從中選出最優(yōu)的方案，根據(jù)這一原則，給出三個(gè)方案。 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋本橋所選第一方案為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋，全橋長330米，分11跨，跨徑為30米，橫截面為16塊矩形空心板組成，另一座中橋也采用此方案，全長60米，分兩跨。雖然板橋的構(gòu)件形式和尺寸趨近于標(biāo)準(zhǔn)化，有利于大規(guī)模生產(chǎn)，并且提高了工程質(zhì)量，降低了造價(jià)，不受季節(jié)影響，可上下部同時(shí)施工，縮短工期，板橋有以下特點(diǎn)： （1） 板橋?qū)凫o定結(jié)構(gòu) ，受力明確，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受外部影響，能適應(yīng)地基較差的橋位上建橋。（2） 在多孔板橋中，由于各跨徑和結(jié)構(gòu)尺寸統(tǒng)一，其結(jié)構(gòu)尺寸易設(shè)成系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。有利于大規(guī)模的工廠預(yù)制生產(chǎn)，并用現(xiàn)代化的設(shè)備進(jìn)行安裝，簡化施工管理工作，降低施工費(fèi)用。（3） 裝配式的施工方法可以節(jié)省大量模板，支座，并且上下部可以同時(shí)施工，顯著加快建橋速度，縮短工期。 但是空心板橋的造價(jià)比較高，所以，經(jīng)濟(jì)上暫不考慮此種方案。 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡支橋的構(gòu)造簡單，易于建造，形式多種多樣，適應(yīng)性強(qiáng)，不受基礎(chǔ)條件的限制，可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，目前我國公路橋梁中最常用的梁式橋。主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 節(jié)省鋼材，降低橋梁的材料費(fèi)用：（2） 由于采用預(yù)施應(yīng)力工藝，能使混凝土結(jié)構(gòu)的工地接頭安全可靠，因詞以往只適用于剛巧架設(shè)的各種不要的施工方法，現(xiàn)在也能用于這兒，從而降低其造價(jià)。（3） 同剛橋相比，其養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較省，行車噪聲小。（4） 同鋼筋混凝土橋相比，其自重和建筑高度較小，其耐久性則因采用高質(zhì)量的材料及消除了活載所致裂紋而大為改進(jìn)