【導(dǎo)讀】隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路起著越來越重要的作用。本文主要講述了公。路設(shè)計中的一個完整的過程。本設(shè)計主要分兩個階段：初步設(shè)計階段和詳細(xì)。級來確定道路設(shè)計中的技術(shù)指標(biāo)。最后，為了作到路線方案的最優(yōu)，選擇兩條方案分別進(jìn)行初步設(shè)計。

　　

【正文】 拉應(yīng)力為： σ r＝ 第 4層底拉應(yīng)力為： MPa σ r＝ 水泥混凝土路面設(shè)計 路面結(jié)構(gòu)層組合 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計應(yīng)根據(jù)該路的交通繁重程度，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件和材料供應(yīng)情況。選擇安排混凝土路面的結(jié)構(gòu)層層次，它包括土基、墊層、基層和面層的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計，各層的路面結(jié)構(gòu)類型、彈性模量和厚度。 水泥混凝土面板要求具有較高的彎拉強(qiáng)度，表面平整、抗滑、耐磨。本設(shè)計采用普通混凝土路面。它強(qiáng)度高；穩(wěn)定性好，不存在瀝青路面的“老化”現(xiàn)象；耐久性好，一般能使用 2040 年。 對基層的首要要求是抗沖刷能力，不耐沖刷的基層表面，在滲入水和荷載的共同 作用下，會產(chǎn)生唧泥、板底脫空和錯臺等病害，并加速和加劇板的斷裂。提高基層的剛度，有利于改善接縫的傳荷能力。根據(jù)以上要求和本地材料分布情況，本設(shè)計采用基層類型為水泥穩(wěn)定砂礫。厚度為 25cm，回彈摸量為 150Mpa。 該地區(qū)屬于季節(jié)性冰凍地區(qū)，設(shè)置防凍墊層可以使路面結(jié)構(gòu)免除或減輕凍脹和翻漿病害，跟據(jù)規(guī)范要求，墊層最小厚度為 15cm。本設(shè)計采用分布較多的天然砂礫作為墊層材料，厚度為 23cm。 混合料的要求 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 面層混合料必須具有較高的抗彎拉強(qiáng)度和耐磨性，良好的耐凍性以及盡可能低的膨脹系數(shù)和彈性模量。還要有適當(dāng)?shù)氖┕ず?易性，一般規(guī)定其坍落度為 030mm，工作度約 30s。 結(jié)構(gòu)厚度計算 （ 1） 交通分析 標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸次換算 我國水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范規(guī)定：以后軸重 100kN 的雙輪組軸載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。對于同一種路面結(jié)構(gòu)，不同軸 輪型和軸載的作用次數(shù)按下式換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)： 1611 )100(iini iini isPNNfN ???? ?? ? （ 65） 式中 sN ── 100KN 的單軸 雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載 的作用次數(shù)； iP ── 單軸 單輪、單軸 雙輪組或三軸 雙輪組軸型 i 級軸載的總重（ KN）； n ── 軸型和軸載級位數(shù)； iN ── 各類軸型 i 級軸載的作用次數(shù)； i? ── 軸 輪型系數(shù) 。 表 67 軸載換算表 車型 Pi （ KN） δ i Ni （次 /日） Ns （次 /日） 五十鈴 EXR181L 前軸 90 后軸 *108 90 0 三菱 FR415 后軸 200 0 江淮 HF150 前軸 180 0 后軸 180 五十鈴 NPR595G 后軸 120 0 東風(fēng) KM340 后軸 310 江淮 HF140A 后軸 80 0 東風(fēng) SP9135B 后軸 *105 100 0 ∑ Ns 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 由上表可得該路換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次數(shù) Ns= 次 /日。 設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)面層設(shè)計車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù) Ne 由《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》，二級公路的設(shè)計基準(zhǔn)期為 20 年，安全等級為三級。由表 ，臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取 。按下式計算得到設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計車道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計作用次數(shù)為： ??? 365]1)1[( ???? tse NN 20 52 2 9 . 0 7 [ ( 1 0 . 0 7 ) 1 ] 3 6 5 0 . 6 0 3 4 . 2 8 1 00 . 0 7? ? ?? ? ?次 由規(guī)范知道屬重交通。 初擬路面結(jié)構(gòu) 由表 ，相應(yīng)于安全等級三級的變異水平等級為中等。根據(jù)二級公路、重交通等級和中級變異水平等級，查表 ，初擬普通混凝土面層厚度為 （水泥用量 5％），厚 。墊層為天然砂礫，厚 。普通混凝土板的平面尺寸為寬 ，長 ?？v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 按表 ，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 ,相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為 31Gpa. 查附錄 ，路基回彈摸量取 30Mpa。查附錄 ，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取 1300Mpa,天然砂礫墊層回彈摸量取 150Mpa。 按式（ ）計算基層頂面當(dāng)量回彈摸量如下： 22 221 1 2 22 2 2 212 0 . 2 5 1 3 0 0 0 . 2 3 1 5 0 7 7 2 . 8 3 ( )0 . 2 5 0 . 2 3x h E h EE M P ahh ? ? ? ?? ? ??? 1 / 3 1 / 312 1 2 3 . 4 7 4 0 . 3 7 8 ( )7 7 2 . 8 3xx xDhmE?? ???? ? ??? ?????? ? ?? ?1233121 1 2 21 1 2 22 1331112 4 0 150 1 112 4 130 0 150 4( )xhhE h E hDE h E hMN m??? ???? ? ??????? ? ? ??? ? ????????? 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 0 1 1 E ? ??? ???? ????? ? ? ? ????? ?????? ???? 0 . 5 5 0 . 5 507 7 2 . 8 31 1 . 4 4 1 1 . 4 4 0 . 7 630xEb E ? ??? ??? ? ? ? ??? ?????? 1 / 3 1 / 307 7 2 . 8 34 . 0 4 0 . 3 7 8 3 0 1 7 0 . 8 9 ( )30b xtx EE a h E M P aE?? ??? ? ? ??? ?????? 其中 0E —— 路床頂面的回彈模量（ MPa）； 1E 、 2E —— 基層和底基層或墊層的模量（ MPa） 。 1h 、 2h —— 基層和底基層或墊層的厚度（ m）； xE —— 基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量（ MPa）； xh —— 基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度（ m）； xD —— 基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度； a 、 b —— 回歸系數(shù)。 普通混凝土面層的相對剛度半徑 330 .5 3 7 / 0 .5 3 7 0 .2 5 3 1 0 0 0 / 1 7 0 .8 9 0 .7 6 0 ( )ctr h E E m? ? ? ? ? 荷載疲勞應(yīng)力 按式（ ） ,標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為 0. 60 0. 2 0. 6 20. 07 7 0. 07 7 0. 76 0 0. 25 1. 04 5 ( )Ps r h M P a? ??? ? ? ? ? 因縱縫為設(shè)拉桿平縫 ,接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù) ? .考慮設(shè)計基 準(zhǔn) 期 內(nèi) 荷 載 應(yīng) 力 累 計 疲 勞 作 用 的 疲 勞 應(yīng) 力 系 數(shù)5 0 . 0 5 7( 34 .2 8 10 ) 2. 36nfeKN? ? ? ?. 根據(jù)公路等級 ,由表 ,考慮偏栽和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) ? . 按式 (),荷載疲勞應(yīng)力計算為 Pr 0. 87 2. 36 1. 20 1. 04 5 2. 57 ( )r f c P Sk k k M P a??? ? ? ? ? ? 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 式中 PS? ── 標(biāo)準(zhǔn)軸載 sP 在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的不計接縫傳荷作用的最大荷載應(yīng)力（ MPa）， 式中 r ── 混凝土的相對剛度半徑 fk ── 考慮設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù) ck ── 考慮超載、偏載、動載沖擊作用等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)，按公路等級查表 確定。 ck = rk ── 考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為平縫時， rk ＝～ ，這里取 rk ＝ 溫度疲勞應(yīng)力 由表 ,Ⅱ區(qū)最大溫度梯度取 88(℃ /m).板長 4m,l/r=4/=,由圖 可查普通混凝土板厚 h=,Bx= (),最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為 51 1 0 3 1 0 0 0 0 . 2 2 8 8 0 . 6 7 2 . 0 1 ( )22c c gt m xE h T B M P a?? ? ? ? ?? ? ? ? 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) Kt,按式 ()計算為 ctmrttm rfk a bf?? ?? ???? ????? ? ? ? ? ????? ?????? ???? 再由式 ()計算溫度疲勞應(yīng)力為 0 .5 1 5 2 .0 1 1 .0 4 ( )tr t tmk M P a??? ? ? ? 查表 ,二級公路的安全等級為三級 ,相應(yīng)于三級安全等級的變異水平等級為中級 ,目標(biāo)可靠度為 85％ .再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級 ,查表,確定可靠度系數(shù) ? .按式 () Pr( ) 3 ( 7 4) 1 tr rf M P a? ? ?? ? ? ? ? ? ? 因而 ,所選普通混凝土面層厚度 ()可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞應(yīng)力 . 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 結(jié)論 本設(shè)計是交界鎮(zhèn)至磨盤屯段公路的常 規(guī)設(shè)計，設(shè)計是按照先初步設(shè)計，再詳細(xì)設(shè)計的順序進(jìn)行的，初步設(shè)計重點在路線設(shè)計。在詳細(xì)設(shè)計中，按照規(guī)范要求再做細(xì)部處理。 在做設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如在選線時就應(yīng)估計一下外矢距的大小，因為有時導(dǎo)線避開了地質(zhì)不良地段，可圓曲線卻進(jìn)去了。平面設(shè)計中，一般是先量地面高程，然后縱斷面設(shè)計，最后是橋涵，但是這樣做就會出現(xiàn)該設(shè)涵洞的地方往往填土高度不滿足要求。如果設(shè)成蓋板涵洞又造價太高。所以在縱斷面設(shè)計時，就應(yīng)兼顧一下排水工程，概略性的確定一下橋涵的位置和類型。 在畢業(yè)設(shè)計的過程中，我們也得到很多收獲，對一些 軟件的使用更加熟練，比如現(xiàn)在可以輕松地用同望來做概預(yù)算了。分析問題、解決問題的能力有了很大提高，對很多專業(yè)知識也有了更深刻的理解。 我做畢業(yè)設(shè)計是一個既被動又主動的過程，先是被問題擋住，只能正確面對，再主動解決，現(xiàn)在才真正體會到畢業(yè)設(shè)計的重要意義，能真正提高學(xué)生各方面的能力，真正是一次理論和實踐的結(jié)合。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 致謝 經(jīng)過了近兩個月的時間，終于完成了本次畢業(yè)設(shè)計， 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 參考文獻(xiàn) 1 中華 人民共 和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．公路路線設(shè)計規(guī)范 ．北京：人民交通出版社， 1994 2 中華人民 共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范 ．北京：人民交通出版社， 1997 3 中華 人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．公路路基設(shè)計規(guī)范 ．北京：人民交通出版社， 1997 4 中華 人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)．公路排水設(shè)計規(guī)范 ．北京：人民交通出版社， 1998 5 交通部第二公路勘察設(shè)計院．公路設(shè)計手冊 ．人民交通出版社 6 姚祖康 ． 公路設(shè)計手冊 ． 人民交通出版社 7 裴玉龍 ． 公路勘測設(shè)計 ．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 8 鄧學(xué)鈞 ．路基路面工程． 人民交 通出版社出版 9 公路基本建設(shè)工程概預(yù)算編制辦法． 人民交通出版社 10 公路工程名詞術(shù)語． 中華人民共和國交通部 11 道路經(jīng)濟(jì)與管理． 人民交通出版社 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 附錄 1 公路線形設(shè)計 道路的線形反映在平面圖上是由一系列的直線和與直線相連的圓曲線構(gòu)成的?，F(xiàn)代設(shè)計時常在直線與圓曲線之間插入緩和曲線。 線形應(yīng)是連續(xù)的，應(yīng)避免平緩線形到小半徑曲線的突變或者長直線末端與小半徑曲線相連接的突然變化，否則會發(fā)生交通事故。同樣，不同半徑的圓弧首尾相接（ 復(fù)曲線）或在兩半徑不同的圓弧之間插入短直線都是不良的線形，除非在圓弧之間插入緩和曲線。長而平緩的曲線總是良好的線形，因為這種曲線線形優(yōu)美，將來也不會廢棄。然而，雙向道路線形全由曲線構(gòu)成也是不理想的，因為一些駕駛員通過曲線路段時總是猶豫。長而緩的曲線應(yīng)用在拐角較小的地方。如果采用短曲線，則會出現(xiàn)“扭結(jié)”。另外，線路的平，縱斷面設(shè)計應(yīng)綜合考慮，而不應(yīng)只顧其一，不顧其二，例如，當(dāng)平曲線的起點位于豎曲線的頂點附近時將會產(chǎn)生嚴(yán)重的交通事故。 行駛在曲線路段上的車輛受到離心力的作用，就需要一個大小相同方向相反的由超高和 側(cè)向摩擦提供的力抵消它，從公路設(shè)計的角度看，超高或橫向摩擦力都不能超過某一最大值，這些控制值對于某一規(guī)定設(shè)計車速可能采用曲線的曲率作了限制。通常情況下，某一圓曲線的曲率是由其半徑來體現(xiàn)的。而對于線形設(shè)計而言，曲率常常通過曲度來描述，即 100ft 長的曲線所對應(yīng)的中心角，曲度與曲線的半徑成反比。 公路的直線地段設(shè)置正常的路拱，而曲線地段則設(shè)置超高，在正常斷面與超高斷面之間必須設(shè)置過度漸變路段。通常的做法是維