【導(dǎo)讀】設(shè)計任務(wù)全長為公里，其整個設(shè)計任務(wù)主要包括縱斷面、橫斷面設(shè)計；序設(shè)計與驗證等。理的反應(yīng)，并注意與當?shù)氐沫h(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)。保證有足夠的強度和穩(wěn)定性，又經(jīng)濟合理。影響路基強度和穩(wěn)定性的地面水和。地下水，采取攔截或排出路基以外的措施，并結(jié)合路面排水，做好綜合排水設(shè)計，路基綜合設(shè)計除考慮路基穩(wěn)定性、路堤填料選擇、使用等方面的情況。寬2×,中央分隔帶寬,土路肩寬2×。用分項安全系數(shù)法進行擋土墻的設(shè)計計算。根據(jù)地形設(shè)置了截水溝并與急流槽相配合排除流向路。溝水排向魚塘、農(nóng)田等地段以排除路基范圍。山坡路段根據(jù)需要設(shè)置截水溝，溝底縱坡較大時設(shè)置急流槽，引水距離。在進行路基邊坡防護時，主要的形式有：骨架內(nèi)植草、護面墻。在路基不同干濕狀態(tài)下，選用不同材料的結(jié)構(gòu)組合，達到技術(shù)可行，經(jīng)濟。合理，便于施工并滿足各設(shè)計規(guī)范要求。速，若突然出現(xiàn)小半徑曲線，會因減速不及而造成事故。％，370m；豎曲線半徑分別為10000m，4500m。

　　

【正文】 土體部分抗滑力 = (kN) . 結(jié)論 對 K145+040 斷面進行的坡腳圓，坡底圓和坡面圓三種可能的滑動面的穩(wěn)定性分析結(jié)果 和程序自動搜索最不利滑動面算出的 Kmin 均 大于 ， 滿足規(guī)范要求，此橫斷面是穩(wěn)定的。 擋土墻設(shè)計與驗算 設(shè)計資料 本設(shè)計任務(wù)段中 K145+080～ K145+120 此段 的橫斷面 右 側(cè) 填土較高，地面線較陡，收縮坡腳和 增強路基的穩(wěn)定性，擬在本段設(shè)一段 仰斜式路堤擋土墻 ， 取 K145+080 斷面擋土墻進行穩(wěn)定性驗算。 (1)墻身構(gòu)造 擬采用漿砌片石 仰斜式路堤擋土墻 ，墻高 ，頂寬 ，底寬， 墻 背仰 斜 ,坡度為 1: (α= 140239。? )， 基底傾 斜，坡 度為 1:5，( 0 (1 / 5 ) 11 18 39。ar c tg? ??)， 墻身分段長度為 10m。 (2)車輛荷載 根據(jù)《 公路 路基設(shè)計規(guī)范》 (JTG 2021)，車輛荷載為計算的方便，可簡化換算為路基填土的均布土層，并采用全斷面布載。 換算土層厚 mqh ??? ? 其中 : 根據(jù)規(guī)范和查表內(nèi)插得276 mKNq ? γ 為墻后填土容重317 mKN?? (3)土壤地質(zhì)情況 填土為粘性土，土的粘聚力 KpaC 20? ，內(nèi)摩擦角 ?30=φ ，墻背與填土 間的摩擦角 ?20 ,容重為317 mKN?? 湖南省郴州至寧遠高速公路 K144+800K146+800段路基路面綜合設(shè)計 第 30 頁 共 120 頁 粘性土地基，容許承載力為 ? ? Kpa3500 ?? ，基底摩擦系數(shù) ?? 。 (4)墻身材料 采用 號砂漿， 25 號片石 ,砌體容重為323 mKN??3；按規(guī)范 :砌體容許壓 應(yīng) 力 為 ? ? Kpaa 600??， 容 許 剪 應(yīng) 力 為 ? ? Kpa100?? ， 容 許 拉 應(yīng) 力 為? ? Kpawl 60?? 。 墻背土壓力計算 對于墻趾前土體的被動土壓力 ，在擋土墻基礎(chǔ)一般埋深的情況下，考慮到各種自然力和人畜活動的作用，以偏于安全，一般均不計被動土壓力 ,只計算主動土壓力。 本設(shè)計任務(wù)段的路堤擋土墻，采用二級臺階 ,分析方法采用 “力多邊形法 ”。 邊坡坡度為 :1 ， ( 39。1( ) 3 3 4 21 .5a r c tg? ??)， 設(shè)計荷載為公路 I 級。 其計算 簡圖 如下： (1)破裂面計算 湖南省郴州至寧遠高速公路 K144+800K146+800段路基路面綜合設(shè)計 第 31 頁 共 120 頁 假設(shè)破裂面交于荷載中部，則 : ? ?2 ?????? ? ? ? ? ? ? a ???????????? ? ta n ta n ( c o t ta n ) ( ta n )BoAo? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ???? ? 其中： ??? ????????? ??? a 破裂角： ? ?? a r c t g? (2)驗算破裂面是否交于荷載內(nèi)： 破裂面至墻踵 mtgaH )()( ????? ? 荷載內(nèi)緣至墻踵 mdH t g ab )( ???????? 荷載外緣至墻踵 mldH t g ab )( ?????????? ∴ ?? 假設(shè)滿足要求。 (3)主動土壓力計算 KNaEEKNaEEKNBtgEayaXa) i n ()s i n () o s ()c o s (∴) i n () o s ()(17)s i n ()c o s ()(00???????????????????????????????????????? (4)土壓力作用點位置確定 湖南省郴州至寧遠高速公路 K144+800K146+800段路基路面綜合設(shè)計 第 32 頁 共 120 頁 mtgBmhhahaHHhhhHhHaHmmyxy)(3)()22(33)3(22223301223022133????????????????????????????????????????????????????tgatg θdhtg αtg θatg θbh21321 (5)墻身截面性質(zhì)計算 截面面積 A1 = m A2 = m A3 = m 24 mA ? 24321 mAAAAA ?????? 各截面重心到墻趾的水平距離 : mX ? mX ? mX ? mX ? ∴ 墻身重 心到墻趾的水平距離為 iigiAXZ A??? ???????? ? 墻身重力 : 湖南省郴州至寧遠高速公路 K144+800K146+800段路基路面綜合設(shè)計 第 33 頁 共 120 頁 G=? kΣA i= 6 55 2 6 ?? KN 墻身穩(wěn)定性驗算 (1)抗滑穩(wěn)定性驗算 驗算采用 “極限狀態(tài)分項系數(shù)法 ”。 滑動穩(wěn)定方程： ? ? pQxQyQxyQ tgGtgG ??????????? 210101 )()( ??????? ? ?? ? ? ? ???? ?????????????? ?? 將數(shù)據(jù)代入方程后計算，滿足要求。 ? ?? ?][][tan]tan[00????????????????cxppxcKaNEEuaEENK ∴ 所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求。 (2)抗傾覆穩(wěn)定性驗算 驗算采用 “極限狀態(tài)分項系數(shù)法 ”。 傾覆穩(wěn)定方程： G Z + ( E Z E Z ) + E Zg Q y x x y Q p p?? ? ? ?? ?????????? 將數(shù)據(jù)代入方程后計算，滿足要求，所以抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求 ][0 ??????????KΖΕΖΕG ΖΚyxxyγΟ ∴ 所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求 基底應(yīng)力 及合力偏心距驗算 (1)軸心荷載作用時： 湖南省郴州至寧遠高速公路 K144+800K146+800段路基路面綜合設(shè)計 第 34 頁 共 120 頁 ? ? 001 s i nc o s1 aEaWEGN xQyQG ??? ???? ? ? i ? ??????? ?? ? ? KpaANP 01 ????? ? ∴ 基礎(chǔ)地面壓應(yīng)力滿足要求 。 (2)偏心荷載作用時： GE MMM ?? ? ?? ? ? ? ?? ????????? ????? BNMe 則 1m axm in 61N ep AB???????? = ? ) ?? =??? kPa ? ? ??0? 350kPa ∴ 基底合力偏心距滿足要求； 基底應(yīng)力符合要求。 (3)地基承載力抗力： ? ? ? ? 2211 ????? hkbkff k ?? ? ? ? ? ? ????????? 當軸心荷載作用時： P=f= 當 偏心荷載作用時 ： P== ∴ 地基承載力抗力 滿足要求 。 墻身截面強度驗算 (1)強度計算 ：要求kkkdARN ??? ?0 湖南省郴州至寧遠高速公路 K144+800K146+800段路基路面綜合設(shè)計 第 35 頁 共 120 頁 9 5 0 3 1 2 0 3 1 2 5 6128????????????????k? ? ????? QiciQiQGGd NNN ?????? 100 ? ? ? ???? dK kk NKNAR ??? ????? ∴ 滿足要求 (2)穩(wěn)定性驗算：要求kkkkdARN ???? ?0 ? ?? ? ?????? ?????????? 20211311Besssk???? ? ?? ? ? ?12??????? ??????? 0 ???? kkkkd ARN ???? ∴ 滿足要求 (3)正截面直接受剪驗算： 要求imk ijj NfRAQ ?? ? KNEQ xj 4 4 4 7?? jimk ij QNfRA ??????? ? ∴ 滿足要求 通過上述驗算， K145+080 斷面擋土墻 符合規(guī)范規(guī)定的各項要求，予以采用 。 水文水力計算 設(shè)計流量的確定 (1)匯水面積和徑流系數(shù) 湖南省郴州至寧遠高速公路 K144+800K146+800段路基路面綜合設(shè)計 第 36 頁 共 120 頁 匯水區(qū)域在路塹邊坡一側(cè) (K144+800～ K144+900)的面積為 ，由《公路排水設(shè)計規(guī)范 JTJ01797》 (以下簡稱排水規(guī)范 )表 ，細粒土坡面的徑流系數(shù)取 ψ1＝ 。匯水區(qū)域在路面一側(cè)的面積為 10012＝ 1200m2，由表 瀝青路面徑流系數(shù)取 ψ2＝，由此總的匯水面積為： F＝ +1200＝ ， 匯水區(qū)徑流系數(shù)： ψ=(+1200)/ = (2)匯流 歷時 假設(shè)匯 流 歷時 5min。 (3)降雨強度 按照規(guī)范表 ，取設(shè)計降雨重現(xiàn)期為 15 年。查圖 ， 湖南 省 5 年重現(xiàn)期和10min 降雨歷時的標準降雨強度為 q5， 10=,由表 可知該地區(qū) 15 年重現(xiàn)期轉(zhuǎn)換系數(shù) Cp= 得該地區(qū) 60min 降雨強度裝換系數(shù) C60=，由表 查得10min 降雨量得轉(zhuǎn)換系數(shù) Ct=，按照式 ()， 15 年 重現(xiàn)期 10min 降雨歷時得降雨強度為： q =1=(4)設(shè)計徑流量 按照式 (),設(shè)計徑流量： ?sQ 106= m3/s。 (5)檢驗匯流歷時 由表 ， 此路段 路 堤 邊坡 設(shè)有護面墻，故 粗度系數(shù)可取 m1=，瀝青路面得粗度系數(shù)可取 m2=，按照式 ()，路 塹 坡面 (取 坡度 為 1:1，坡面水流長度 取最長 段)的歷時匯流為 m i n9 9 1 7 5 5 4 6 6 1 ??????? ????????????ssi lmt ；瀝青路面 (橫坡 2％ ,坡面水流長度 12m),的匯流歷時為： m i 1 ??????? ????????????ssi lmt 設(shè)邊溝底寬 ，水深 ，則過水斷面的斷面積： ω == 水力半徑： 湖南省郴州至寧遠高速公路 K144+800K146+800段路基路面綜合設(shè)計 第 37 頁 共 120 頁 mkhb AR ?????? 漿砌片石 排水溝 粗糙系數(shù) 取 n1=，按照滿寧公式 ,可計算溝內(nèi)平均流速： smRinV 11 ????? 因而溝內(nèi)匯流歷時為： t2=100/== 由此，匯流歷時為 t= t1+ t2=+=5min。 溝渠橫斷面設(shè)計 (1)矩形邊溝 有關(guān)參數(shù) m =0,k =2,A =km =2，取 n =,按照排水規(guī)范， Vmax =3m/s。 (2)計算各水力要素 2m a x0 mVQ s ???? ； ? ? ? ? ?????? mmω? m； 20 ????? mmR ωm h =2R0=； ? ? mhhmmb 2 ??????? 。 (3)實際流量及流速 ??? ny ， ???? yRnC ， smRiCV ????? ， smQsmVQs ?????? ω. 綜上所述 計算流量 小于 設(shè)計流量 ，實際流速亦小于允許最大值，兩指標均符合 規(guī)范要求，底寬 ，溝高 m的矩形邊溝 予以采用 。 湖南省郴州至寧遠高速公路 K144+800K1