【導(dǎo)讀】濟(jì)的發(fā)展，阻礙了城鎮(zhèn)化的腳步。為滿足當(dāng)?shù)亟煌ǖ囊?，?yīng)設(shè)計(jì)一條滿足其需。路基橫斷面形式設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)成果有平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖、直曲線轉(zhuǎn)角一。覽表、路基設(shè)計(jì)表、土石方計(jì)算表、路面結(jié)構(gòu)圖、路面接縫構(gòu)造圖等。要問題有合理的選擇路線與選擇最優(yōu)的路面結(jié)構(gòu)方式。

　　

【正文】 當(dāng)?shù)?施工方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 路基類型及構(gòu)造如下： 路堤是設(shè)計(jì)標(biāo)高高于地面標(biāo)高，需要進(jìn)行填筑。 按填土高度的不同，可 分為高路堤、矮路堤和一般路堤。 本次設(shè)計(jì)都是 矮路堤和一般路堤 ，依據(jù)《 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 》 ， 粘土 路基 的 邊坡坡度 上部結(jié)構(gòu)小于 8m為 1： ，下部結(jié)構(gòu)小于 12m 邊坡坡率為 1:。另外小于 3m的為 矮路堤 ， 矮路堤兩側(cè)設(shè)置邊溝。 土質(zhì)路 塹邊坡形式及坡率應(yīng)根據(jù) 實(shí)地的 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、邊坡高度、排水措施、施工方法，并結(jié)合自然穩(wěn)定山坡和人工邊坡的調(diào)查及力學(xué)分析綜合確定。 依據(jù) 《 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 》 規(guī)定 ，本次設(shè)計(jì) 粘土路塹邊坡坡度為 1： 1。 路堤和路塹的要求 在 半挖半填路基 中都應(yīng)該滿足。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 路基寬度的確定 路基寬度是中間帶和 行車道路面及其兩側(cè)路肩寬度之和。路面寬度 應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)通行能力及交通量大小而定， 一級(jí)公路 每個(gè)車道寬度 一般 為，路肩寬度一般取 ，鋪筑硬質(zhì)路肩。 路基占用土地 較大，所以喲啊全面規(guī)劃 ，統(tǒng)籌兼 顧， 使交通與農(nóng)業(yè)共同發(fā)展 。 根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定 ，本次 一級(jí) 公路設(shè)計(jì)采用 整體式路基 形式 ， 設(shè)計(jì)速度為 80km/h 時(shí)， 路基寬度 取 。此次 一級(jí) 公路設(shè)計(jì)采用 整體式路基 形式，路基寬度取一般值 ：行車道寬 4， 右側(cè)硬路肩寬度 ，土路肩寬度 ， 中間帶 3m，路基整體寬度 ： ++2++++2++=，路拱坡度 %，土路肩橫坡度 %，符合要求。 超高 超高值的確定 由于車輛在 曲線路段上行駛會(huì)產(chǎn)生離心力，所以在此路段要將路面做成外側(cè)高內(nèi)側(cè)低的單項(xiàng)橫坡形式，即為超高。 合理的設(shè)置超高，可以全部或部分抵消離心力，提高汽車行駛在曲線上的穩(wěn)定性與舒適性 。 超高橫坡度在圓曲線上應(yīng)是與圓曲線半徑相適應(yīng)的全超高。從直線段的雙向路拱橫坡漸變到圓曲線段具有單向橫坡的路段，稱作超高過渡段。 超高 過渡段長(zhǎng)度的確定 超高具有不同的過度方式，選擇合理的超高方式，能夠設(shè)計(jì)出最優(yōu)的超高值。 的 超高過度方式 （ 1） 繞中間帶的中心線旋轉(zhuǎn)：中間帶寬度小于或等于 的公路可采用。 （ 2） 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)：各種寬度中間帶的公路均可采用。 （ 3） 分別繞行車道中線旋轉(zhuǎn)：車道數(shù)大于 4 條的公路可采用。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 本次設(shè)計(jì)采用 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn) 。 一般緩和曲線 全長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行。 但一般高等級(jí)公路緩和曲線較長(zhǎng)時(shí) ，其超高的過渡可采用以下方式： （ l）超高過渡段可設(shè)在回旋線的某一區(qū)段范圍內(nèi)，其超高過渡段的縱向漸變率不得小于 1/330，全超高斷面宜設(shè)在緩圓點(diǎn)或圓緩點(diǎn)處。 ，繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)， 超高值取 2%， 漸變率為 1/230，過渡段長(zhǎng)度 65m，完全符合《 公路工程技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn) 》。 超高參數(shù)如下表所示： 表 41 超高參數(shù)表 交點(diǎn)編號(hào) 超高臨界編號(hào) 行車道中線橫坡 右側(cè)行車道橫坡 行車道中心線與旋轉(zhuǎn)軸高差 右側(cè)車道邊緣與旋轉(zhuǎn)軸高差 JD1 K3+ 2% % K3+ 0% 0% 0 0 K3+ 2% 2% K4+ 2% % K4+ 0% 0% 0 0 K4+ 2% % 排水設(shè)計(jì) 路基排水設(shè)計(jì) 路基地表排水設(shè)施設(shè)計(jì)降雨的重現(xiàn)期：一級(jí)公路應(yīng)采用 15年，其它等級(jí)公路應(yīng)采用 10 年。各類地表排水設(shè)施的斷面尺寸應(yīng)滿足設(shè)計(jì)排水流量的要求。 路基地表排水設(shè)施包括邊溝、截水溝、排水溝等，應(yīng)結(jié)合 當(dāng)?shù)?地形和當(dāng)?shù)?水系 條件 進(jìn)行布設(shè) 。 （ 1）邊溝斷面形式及尺寸應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件、邊坡高度及匯水面積等確定。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 （ 2）邊溝溝底縱坡宜與路線縱坡一致，并不宜小于 %。困難情況下，可減小至 %。 （ 3）路塹邊溝的水流，不應(yīng)流經(jīng)隧道排出。 （ 4）邊溝有可能產(chǎn)生沖刷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行防護(hù)。 （ 1）將邊溝、截水溝、取（棄）土場(chǎng)和路基附近低洼處匯集的水引向路基以外時(shí)，應(yīng)設(shè)置排水溝。 （ 2）排水溝斷面形式應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件確定，溝底縱坡不宜小于%，與其它排水設(shè)施的連接應(yīng)順暢。易受水流沖刷的排水溝應(yīng)視實(shí)際情況采取防護(hù)、加固措施。 本次設(shè)計(jì) 邊溝橫斷面一般采用梯形，梯形邊溝內(nèi)側(cè)邊坡為 1： ~1：，外側(cè)邊坡與挖方邊坡坡度相同 ， 且底寬為 ，深 。 圓管涵 設(shè)計(jì) 圓管涵既 承受車輛及人群荷載，又 具有泄洪的能力 ，保證道路的整體排水順暢 ， 使 道路暢通無(wú)阻，安全行車。 （ 1） 擬定涵洞位置 從平面圖上 初步估算 匯水面積，采用割補(bǔ)法計(jì)算各部匯水面積，經(jīng)比較得出 K1+600 處的匯水面積最大，故選此位置作為 圓管涵 設(shè)計(jì)斷面。 （ 2） 確定涵洞尺寸 參照《公路小橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定采用鋼筋混凝土圓管涵。圓管涵直徑為 150cm，厚度為 14cm，長(zhǎng)度為 3104cm。此外，結(jié)合地形，溝底縱坡取為 1%。 第 5 章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)道路設(shè)計(jì)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)槁访娴暮脡牟粌H直接影響行車的安全與舒適，而且 對(duì)道路的使用壽命影響最大，因此要慎重設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)。 路面設(shè)計(jì)基本要求 路面是道路主要組成部分，它的好壞會(huì)直接影響行車速度，安全和運(yùn)輸成本。路面要求有強(qiáng)度和剛度，穩(wěn)定度，表面平整度，和抗滑性 。 本次 設(shè)計(jì)為水泥混凝土路面。 設(shè)計(jì)原則 路面結(jié)構(gòu)是直接 接觸車輛的 結(jié)構(gòu)，不僅受各類汽車荷載的 直接 作用，還 直接暴露 在 自然環(huán)境中， 自然環(huán)境對(duì)其影響極為嚴(yán)重 。因此， 要 做好路面 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)。 水泥混凝土 路面設(shè)計(jì)內(nèi)容包括 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)、材料組成設(shè)計(jì)、接縫構(gòu)造設(shè)計(jì)、鋼筋配置設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 施工要 求 基層材料一級(jí)公路重交通可選類型為：密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石，水泥穩(wěn)定碎石；底基層 材料 類型 ： 級(jí)配碎石，水泥穩(wěn)定碎石，石灰、粉煤灰穩(wěn)定碎石。 養(yǎng)生的要求：潮濕養(yǎng)生，每天均勻撒水?dāng)?shù)次，至少延續(xù) 14天。 設(shè)計(jì)資料 自然地理?xiàng)l件 該設(shè)計(jì)路段處于Ⅱ 5 區(qū)，采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，沿線土質(zhì)類型為粘土。使用期內(nèi)交通量年平均增長(zhǎng)率為 5%，近期交通組成與交通量如表 51 已經(jīng)給出。 由已知資料近期交通組成與交通量： 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 表 51 初始年交通量 小客車 解放 CA15 黃河 JN162 東風(fēng) EQ140 800 800 670 800 路面結(jié)構(gòu)的確定及材料的選擇 根據(jù)公路等級(jí)和交通量，確定路面等級(jí)為一級(jí)。路面類型選用普通水泥混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)：面層（ 5%普通水泥混凝土）厚度為 26cm；基層（ 5%水泥穩(wěn)定砂礫）厚度為 20cm；底基層 (石灰、粉煤灰穩(wěn)定碎石 ) 厚度為 18cm?；鶎討?yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，表面平整，在荷載重復(fù)作用后的累計(jì)變形不大。 路面設(shè)計(jì)計(jì)算 交通分析： 本設(shè)計(jì)擬建為平原微丘區(qū)一級(jí)公路，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為 30年。設(shè)計(jì)速度為80Km/h，根據(jù)所給的設(shè)計(jì)資料可知 ，交通量年平均增長(zhǎng)率為 %。設(shè)計(jì)初年交通量進(jìn)行軸載換算。 軸載換算：以水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以 100KN 的單軸 雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。 表 52 軸載換算 車型 iP (KN) i? iN (次 /日 ) 16)100/( iii PN? siN （次 /日） 小客車 前軸 后軸 解放CA15 前軸 800 后軸 1 800 黃河 前軸 670 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 JN162 后軸 1 670 東風(fēng)EQ140 前軸 800 后軸 1 800 11 6341 3171 ( / )22s siNN? ? ? ?? 次 日 一級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為 30年，安全等級(jí)為一級(jí)。取臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)為 。交通量年平均增長(zhǎng)率為 %。計(jì)算得到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)臨界荷載處標(biāo)準(zhǔn)軸載的累計(jì)作用次數(shù)： ? ? ? ? 30 41 1 3 6 5 1 0 . 0 5 1 3 6 5 3 1 7 1 0 . 2 2 1 6 9 2 1 0 ( )0 . 0 5tesNN? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? 次屬重交通。 初擬路面結(jié)構(gòu) 施工變異水平取低等級(jí)。根據(jù)一級(jí)公路特重交通荷載等級(jí)和低變異水平等級(jí)，初擬普通混凝土面層厚度為 ，水泥穩(wěn)定砂礫基層 ，底基層選用石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石，厚 。行車道水泥混凝土面層板平面尺寸取 ，縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。 路面材料參數(shù)確定 查《 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范 》， 取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 ，相應(yīng)的彎拉彈性模量與泊松比為 31GPa、 混凝土的線膨脹系數(shù) 611 10 /aC??? 。取低液限黏土回彈模量為 80Mpa。路基回彈模量濕度調(diào)整系數(shù)低液限黏土取 。由此，路床頂綜合回彈模量取為 80 64MPa?? 。水泥穩(wěn)定沙礫基層的彈性模量取 2021MPa，泊松比取 ，石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石基層回彈模量取 2021，泊松比取 。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 計(jì)算板底地基綜合回彈模量 212122() 2021 2021( )niiix niihEEhM pa???????? 0 . 8 6 0 . 2 6 l n 0 . 8 6 0 . 2 6 l n 0 . 1 8 0 . 4 1 4xh? ? ? ? ? ? 0. 41 400 2021 64 26 6. 164xt EE E M paE??? ??? ? ? ????????? （ ） 板底地基綜合回彈模量 Et 取 265MPa。 混凝土面板層的彎曲剛度 cD 、半剛性基層板的彎曲剛度 bD 、路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑 gr 為： ? ? ? ?3 3223 1 0 0 0 0 . 2 6 4 6 . 4 ( )1 2 1 1 2 1 0 . 1 5ccc cEhD M N mv ?? ? ? ??? ? ? ? ?3 3222 0 0 0 0 .2 0 1 .3 9 ( )1 2 1 1 2 1 0 .2 0bbb bEhD M N mv ?? ? ? ??? 1 13 34 6 .4 1 .3 91 .2 1 1 .2 1 0 .6 8 4265cbgtDDrmE??? ???? ? ? ??? ?????? 荷載應(yīng)力 ： 30 . 6 5 2 0 . 9 430 . 6 5 2 0 . 9 41 .4 5 1 011 .4 5 1 0 0 .6 8 4 0 .2 6 1 0 0 1 .2 3 41 .3 914 6 .4p s g c sbcr h PDDM P a?????????? ? ? ? ?? 30 . 6 5 2 0 . 9 430 . 6 5 2 0 . 9 41 .4 5 1 011 .4 5 1 0 0 .6 8 4 0 .2 6 1 1 5 1 .4 0 71 .3 914 6 .4p m g c mbcr h PDDM P a?????????? ? ? ? ?? 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 ，計(jì)算面層最大荷載應(yīng)力。 ? ? 0 . 0 5 771 . 6 9 2 1 0 2 . 5 8 2fek N M P a?? ? ? ? 1 1 . 1 0 2 . 5 8 2 1 . 2 3 4 3 . 5 0 5p r f c r p sK K K M P a??? ? ? ? ? ? , m a x 1 1 . 1 0 1 . 4 0 7 1 . 5 4 8p c r p mK K M P a??? ? ? ? ? 其中：應(yīng)力折減系數(shù) rK =：綜合系數(shù) cK =：疲勞應(yīng)力系數(shù) fekN?? 溫度應(yīng)力 ， 最大溫度梯度取 88C/m。 計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù) LB 。 1 11 1 0. 26 0. 20 46 13 /2 2 31 00 0 20 00cbn cbhhk M P a mEE? ??? ??? ? ? ? ? ????????? ? ? ? ?11441 . 3 9 4 6 . 4 0 . 1 3 11 . 3 9 4 6 . 4 4 6 1 3cbc b nDDrmD D k?? ? ? ??? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?