【導讀】本畢業(yè)設計的題目是：山西太原老虎溝道路工程。確定采用二級公路的技術指標進行設計。平原微丘區(qū)80㎞/h。該路線設計總長為。路線設3個平曲線交點，交。點樁號分別是K0+，K2+，K3+。曲線半徑分別為2500m，2600m，豎曲線3個，其中兩個凸形豎曲線，一個凹形豎曲線。路線高低起伏不大，最小縱坡為%，滿足最小縱坡的排水要求。路線填挖基本平衡。彈性層狀體系理論為基礎。路基排水設計要因地制宜，全面規(guī)劃，充分利用有利。設計中還對一處跨線橋進行了方案比選，最終選定預應力混凝土連續(xù)梁橋。全橋長米，分3跨，跨徑為40m。來優(yōu)化設計，設計圖紙采用CAD系統(tǒng)繪制。

　　

【正文】 便，可修建石砌邊坡，或修筑直立的加筋土擋墻。 地面水和地下水嚴重影響路基的強度和穩(wěn)定性，須采取攔截或迅速排至路基外的措施。設計排水設施時，應保證水流排泄暢通，并結合附近農田灌溉，綜合考慮進行設計。 12 1:1:1 :1 .51 : 1. 5典型標準橫斷圖 圖 路基典型標準橫斷面圖 [鍵入文字 ] 22 彎道的超高與加寬 超高與超高緩和段 1. 超高 為迅速排除路面水，一般把公路路面修筑成具有一定橫向坡度的路拱形式，這樣在圓曲線路段的彎道上，當汽車沿著雙向橫坡的外側車道行駛時，由于車重的平行路面分力與離心力的平行路面分力的方向相同，且均指向曲線外側，將影響行車的橫向穩(wěn)定。圓曲線半徑愈小，對汽車行駛的橫向穩(wěn)定影響愈大，故在彎道設計中，為了能像在路面內側車道行駛時那樣用車重的平行路面分力抵消一部分橫向力，以保證行車的橫向穩(wěn)定，可將外側車道升高，構成與內側車道傾斜方向相同具有一定橫向坡度的單坡橫斷面，這樣的設置稱為超高，該坡橫斷面的橫方向坡度叫做超高橫坡度，簡 稱超高度 yi 。 《 公路工程技術標準 》規(guī)定：超高橫坡度按計算行車速度、半徑大小，結合路面類型、自然條件 等 情況確定。二級公路的超高橫坡度不超過 8% 。 無中間帶道路的超高過渡可有三種形式： （ 1）繞未加寬前的內側車道邊緣旋轉 ； （ 2）繞中線旋轉； （ 3）繞外邊緣旋轉。 上訴各種方法中，繞邊線旋轉，由于行車道內側不降低，有利于路基縱向排水，一般新建工程多采用此法。本設計也采用這種超高方法 其 過渡形式如圖： 圖 繞內側車道邊緣旋轉 [鍵入文字 ] 23 2. 超高緩和段 從直線上的路拱雙坡斷面到圓曲線上具有超高橫坡度的單坡斷面，由一個逐漸變化的過渡路段，這一逐漸變化的過渡路段稱為超高緩和段，二級公路的超高緩和段原則上利用緩和曲線段。 （ 1） 超高過渡方式 所設計的公路是沒有中間帶的平原二級公路，采用繞內側旋轉，以這樣的方式，將兩側行車道分別繞內側旋轉使之成為整體的單向超高斷面。 （ 2） 超高緩和段長度 為了行車的舒適性和排水的需求，對超高緩和段必須加以控制，超高緩和段長度按下是進行計算： 39。 /ciL B P? ?? 式中： 39。B — 旋轉軸至行車道（設路緣帶為旋轉軸）外側邊緣的寬度， m； i? — 超高坡度， %； P— 超高漸變率，即旋轉軸與行車道（設路緣帶時為旋轉軸）外側邊緣線之間相對升降的比率。 超高緩和段長度按上式計算結果，應取為 5m的倍數(shù)，并不小于 10m的長度。 彎道的加寬 汽車在平曲線上行駛時，因為每一車輪沿著各自獨立的軌跡運動，汽車在彎道上占據(jù)的寬度比直線段大，為保證汽車在彎道上行駛與直線上行駛具有同樣的富余寬度，圓曲線路段的路面必須加寬。 《 公路工程技術標準 》規(guī)定：平曲線半徑小于 250m 時，應在曲線內側加寬，當半徑大于 250m時，由于加寬值較小，且行車道已具有一定富余寬度，故可不設加寬。 本設計中平曲線的半徑均大于 250m，所以不 設 加寬。 [鍵入文字 ] 24 彎道的超高值計算 表 61 繞內邊線旋轉超高值計算公式 超 高 位 置 超高值計算公式 路肩邊緣線 路中線 路肩外邊緣 超 高 過 渡 段 雙坡階段 x≤ x0 ? ?39。39。cx J J J x Gh b i b b i? ? ? 39。 2cx J J GBh b i i?? ? ?? ?02cx J J GJGh b i ixB b ix? ? ?? 旋轉階段 x＞ x0 ? ?cx J J J x xh b i b b i? ? ? 39。 2cx J J xBh b i i?? ? ? xJJJcx ibBibh ??? 圓曲線 全超高 階段 ? ?c J J J bh b i b b i? ? ? 39。 2c J J bBh b i i?? ? ? bJJJcx ibBibh ??? 中 間 變 量 雙坡階段 長度 x0 0 1 001, 0 . 0 0 3 3 3 00 . 0 0 3G G G GCGbi i B i B i Bx L p x i Bi x P? ? ? ? ? ?當 時 ， 旋轉階段 橫坡 ix ? ?1000, 0 . 0 0 3G b Gx b x GCCi B i ixi i p i i X XL x L X?? ? ? ? ? ??當 時 ， 加寬值 過渡 Jxb 本 設 計 加 寬 值 為 零 表中公式意義如下： , jBb —— 分別指路面 、 路肩的寬度； ,GJii— 分別為路拱坡度 及路肩坡度； bi — 超高橫坡度； cL — 超高緩和段長 ； xi — 旋轉階段計算點的橫坡度 ； x — 超高緩和段中任一點至起點的距離 ； p1— 雙坡階段超高漸變率。 [鍵入文字 ] 25 表 62 圓曲 線 最 小 半 徑 設計速度 （ km/h） 120 100 80 60 40 30 20 一般 值 (m) 1000 700 400 200 100 65 30 極 限 值 (m) 650 400 250 125 60 30 15 不設超高最小半徑（ m） 路拱 ≤ % 5500 4000 2500 1500 600 350 150 路 拱 ＞ % 7500 5250 3350 1900 800 450 200 本設計中平曲線的半徑均大于 2500m，路拱 坡度為 %，所以不設超高。 土石方數(shù)量計算與土石方調配 橫斷面面積的計算 為計算路基土石方數(shù)量需先求得橫斷面面積，當?shù)孛娌灰?guī)則時，常采用的方法有積距法和幾何圖形法。 橫斷面面積計算時應注意的問題： （ 1） 填方面積和挖方面積應分開計算。 （ 2） 填方面積中填石、加固邊坡、填土等也應分開計算。 （ 3） 如基底是淤泥需換土時，先算出挖出淤泥的面積，再計算換土填方面積，即統(tǒng)一面積計算兩次。同理，挖方臺階的面積也應計算兩次。 （ 4） 大、中橋起終點之間的土石方數(shù)量，不計入路基土石方工程數(shù)量內。 路 基土石方工程數(shù)量的計算 各中樁的橫斷面面積求出后，即可進行土石方工程數(shù)量計算。常采用平均斷[鍵入文字 ] 26 面法計算。假定相鄰兩橫斷面間為一橫斷面積為兩端斷面積平均值的棱柱體，其高是橫斷面的間距。 V=(A1+A2)L/2 該法只有當相鄰面積 A1 和 A2 相差不大時才較準確，當 A1 和 A2 相差較大時則與 棱臺體更為接近，按棱臺體計算其公式如： V＝ 1/8(A1+ A2)L(1+ mm?1 ) 在《路基土石方數(shù)量計算表》中進行計算。 土石方調配 計算路基土石方工程數(shù)量后，還應進行土石方的調配，以便確定填土用土的來源，挖方棄土的去向，以及計算土石方的數(shù)量和運量。通過調配，合理的解決各路段土石方數(shù)量的平衡和利用問題，使路塹挖出土方，在經濟合理的調運條件下移挖作填，達到填方有所取，挖方有所用。 1． 調配原則 （ 1）在半填半挖斷面中，應首先考慮本路段內移挖作填，進行橫向平衡，然后再作縱向調運，以減少總的運量。 （ 2）調配時應考慮到橋涵位置對施工運輸?shù)挠绊懀话愦鬁喜荒芸鐪险{運，同時應注意施工的可能和方便，盡可能避免和減少上坡運土。 （ 3）為使土石方調配合理，必須根據(jù)地形情況和施工條件，選用適當?shù)倪\輸方式，確定合理的經濟運距，用以分析工程用土是調運還是外借。 （ 4）土方調配“移挖作填”，除考慮經濟運距，還要綜合考慮棄土或借土占地、賠償青苗損失以及對農業(yè)生產的影響問題。 （ 5）土方和石方應根據(jù)工程需要分別進行調配，以保證路基穩(wěn)定（保證不同的土分層填筑路基）和人工構造物的材料供應（如小橋涵所用的片石）。 （ 6）位于山坡上的回頭曲線路段，要優(yōu)先考慮上、下線的調運。 （ 7）借土應結合地形、農田規(guī)劃等選擇借土地點，并綜合考慮借土還田，整[鍵入文字 ] 27 地造田等措施；棄土應不占或少占耕地，在可能的條件下宜將土平整為耕地，防止亂棄亂堆，或堵塞河流，損害農田。 3. 調配方法 本次設計土石方量調配采用土石方計算表調配法，調配結果見《路基土石方數(shù)量計算表》。具體步驟如下： （ 1）弄清各樁號間路基填方、挖方情況并先橫 向平衡，明確本方利用方、欠方以及可用作遠運方等的數(shù)量。 （ 2）在作縱向調配前，應根據(jù)施工方法及可能采用的運輸方式，定出合理的經濟運距。 （ 3）根據(jù)欠方和可遠運的分布情況，結合路線縱坡和自然條件，本著技術經濟和支農的原則，具體擬定調配方案，方法是逐樁、逐段將毗鄰路段可作遠運方就近縱向調配到欠方段內，加以利用，并把具體調運方向和數(shù)量用箭頭注明在縱向利用調配欄中。 （ 4）經過縱向調配，如果仍有欠方或可作遠運方，應確定借土或棄土地點，將其數(shù)量和遠運距離分別填注到借方或廢方欄內。 （ 5） 土石方調配后的復核檢查： 橫向調運方 +縱向調運方 +借方 =填方 挖方 +借方 =填方 +棄方 [鍵入文字 ] 28 第 7章 路基設計 概述 路基是在天然地基上按路線的平面位置及縱坡要求開挖或填筑成一定斷面形狀的土質或石質結構物，它是道路建筑的主體，又是 鐵路軌道或道路路面的基礎 。為使路線平順，在自然地面低于路基設計標高處要填筑成路堤，在自然地面高于路基設計標高處要開挖成路塹。路基必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性，即在其本身靜力作用下地基不應發(fā)生過大沉陷；在車輛動力作用下不應發(fā)生過大的彈性和塑性變形；路基邊坡應能長期穩(wěn)定而不坍滑。為此， 需要 在必要處修筑一些排水溝、護坡、擋土結構等路基附屬構筑物。路基是一種線形結構物，具有路線長、與大自然接觸面廣的特點，其穩(wěn)定性，在很大程度上由當?shù)刈匀粭l件所決定。合理選擇線位，可以避開地質不良地段和工程艱巨路段，保證路基穩(wěn)定，減少工程數(shù)量，節(jié)約工程投資。 路基工程的特點是：工藝較簡單，工程數(shù)量大，耗費勞力多，涉及面較廣，耗資亦較多。路基施工改變了沿線原有自然狀態(tài)，挖填借棄土石方涉及當?shù)厣鷳B(tài)平衡、水土保持和農田水利。土石方相對集中或條件比較復雜的路段，路基工程往往是施工期限的關鍵之一。 路基設計，通常包括路基基身 、排水、防護與加固等方面。路基基身設計，主要涉及填料選擇、壓實標準、路基邊坡及地基要求等問題。 路基設計的一般要求 路基應根據(jù)道路等級、行車要求和當?shù)刈匀粭l件（包括地質、水文和當?shù)乜衫貌牧锨闆r等）并結合施工方案進行設計，既應有足夠的強度和穩(wěn)定性，又要經濟合理。 [鍵入文字 ] 29 路基設計應選擇合適的路基斷面形式和邊坡坡度，還應考慮影響路基強度和穩(wěn)定的地面水和地下水。對于影響路基強度和穩(wěn)定的地面水和地下水必須采取攔截或排出路基以外的措施，并結合路面排水，作好綜合排水設計，形成完整的排水系統(tǒng)。 路基作為支承路面的線形結構物，應 結合路線和路面進行設計。修筑路基取土和棄土時，應符合環(huán)保要求，宜將取土坑、棄土堆加以處理，減少棄土侵占耕地，防止水土流失和淤塞河道。 路基設計應兼顧當?shù)剞r田基本建設及環(huán)境保護等的需要。盡可能與當?shù)剞r田水利建設相配合，不得任意減、并農田排灌溝渠，還要照顧到近期發(fā)展。需要借土和棄土時，應與挖塘、造天相結合，減少土地占用，防止河道堵塞。路基結構物應該與周圍環(huán)境協(xié)調，要充分考慮地區(qū)特點，盡量有效地利用自然地形和原有景點，加強園林綠化，改善變化后的地形和景觀，努力保護生態(tài)環(huán)境。 填料的選擇及壓實標準 填料的選擇 填筑 路基的材料以采用強度高、水穩(wěn)定性好、壓縮性小、施工方便以及運距短的巖土材料為宜。在選擇填料時，一方面要考慮料源和經濟性；另一方面還要顧及填料的性質是否合適。為節(jié)省投資和少占耕地和良田，一般應利用附近路塹或附屬工程的控方作為填料。 路基填料不得使用腐土、生活垃圾土、淤泥，不得含雜草、樹根等雜物，粒徑超過 10cm 的土塊應打碎。應選用級配較好的粗粒土為填料，且應優(yōu)先選用礫類土、砂類土，且在最佳含水量壓實。 路基填方若為土石混合料，且石料強度大于 20MP 時，石塊的最大粒徑不得超過壓實厚度的 2/3，當石料強度小于 15MP，石料最大粒徑不得超過壓實厚度。[鍵入文字 ] 30 路面填料最小強度和填粒最大粒徑應符合下表 。 表 路基部分 （路面底面以下深度） 填料最小強度 CBR（ %） 填料最大粒徑（ cm） 高級路面 其他路面 上路床（ 0～ 30cm） 8 6 10 下路床（ 30～ 80cm） 5 4 10 上路堤（ 80～ 150cm） 4 3 15 下路堤（ 150cm） 3 2 15 注：當路床填料 CBR 值達不到表列要求時，可摻石灰或其他