【導讀】本設計為山東省海陽市至萊陽市二級公路K0+000～K1+段的初步設計。及防護工程、路面結(jié)構(gòu)設計。在設計過程中參閱了相關文獻資料，并嚴格按照規(guī)范標準。線形設計部分，充分考慮了地形地質(zhì)、安全、環(huán)保、土地利用、施工條件及經(jīng)濟。作出正確的設計。在路基設計部分選擇合理的路堤填料與壓實標準；在擋土墻設計部分，設計部分，根據(jù)設計要求和實地情況選用了瀝青混凝土路面。

　　

【正文】 QZLRYHEJD aHZ ﹥ ，該路塹邊坡穩(wěn)定。所以本公路所有路塹邊坡都比較穩(wěn)定。 路堤邊坡穩(wěn)定性驗算 一般來說土具有一定的黏結(jié)力，因此邊坡滑動面多呈現(xiàn)曲面，通常假定為圓弧滑動面。按圓弧滑動面條 分法的表解法驗算最高路堤的邊坡穩(wěn)定性。 已知 KO+1000 路堤邊坡 : 內(nèi)摩擦角 φ=20176。，黏聚力 c=40，重度γ =18KN/m3，邊坡坡度為 1:， H=13m。則行車荷載換算高度為 ，所以 H=, 查表的 5 個圓心的 A、 B 值 , 計算結(jié)果如表： 表解法計算結(jié)果表 圓心 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 項目 A B K Kmin﹥ ,路堤邊坡穩(wěn)定。 路基防護與加固 路基防護工程 一、路基防護工程類型 (一 )邊坡坡面防護 1．植物防護：種草、鋪草皮、植樹。 2．工程防護 (礦料防護 )：框格防護、封面、護面墻、干砌片石護坡、漿砌片 石 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 31 護坡、漿砌預制塊護坡、錨桿鋼絲網(wǎng)噴漿、噴射混凝土護坡。 (二 )沿河河堤河巖沖刷防護 1．直接防護：植物、砌石、石籠、擋土墻等。 2．間接防護：丁壩、順壩等導治構(gòu)造物以及改河營造護林帶。 二、各種防護工程適用條件 (一 )植物防護 1．種草 防護適用于邊坡穩(wěn)定，坡面受雨水沖刷輕微，且易于草類生長的路堤 與路塹邊坡。播種方法有撤播法、噴播法和行播法。當前推廣使用的兩種新方法是 濕式噴播技術和客土噴播技術。 2．鋪草皮適用于需要迅速綠化的土質(zhì)邊坡。草皮護坡鋪置形式有平鋪式、疊 鋪式、方格式和卵 (片 )石方格式四種。 3．植灌木與種草、鋪草皮配合使用，使坡面形成良好的防護層，適用于土質(zhì) 邊坡和膨脹土邊坡，但對鹽漬土經(jīng)常浸水、經(jīng)常干旱的邊坡及粉質(zhì)土邊坡不宜采用。 (二 )工程防護 1．框格防護適用于土質(zhì)或風化巖石邊坡進行防護，框格防護可采用混凝土 漿砌片 (塊 )石、卵 (礫 )石等做骨架。 2．封面包括抹面、捶面、噴漿、噴射混凝土等防護形式。 (1)抹面防護適用于易風化的軟質(zhì)巖石挖方邊坡，巖石表面比較完整，尚無剝落。 (2)捶面防護適用于易受雨水沖刷的土質(zhì)邊坡和易風化的巖石邊坡。 (3)噴漿和噴射混凝土防護適用于邊坡易風化、裂隙和節(jié)理發(fā)育、坡面不平整的 巖石挖方邊坡。 3．護面墻用于封閉各種軟質(zhì)巖層和較破碎的挖方邊坡以及坡面易受侵蝕的土 質(zhì)邊坡。用護面墻防護的挖方邊坡不宜陡于 1： 0． 5 4．石砌護坡 (1)干砌片石護坡適用于易受水流侵蝕的土質(zhì)邊坡、嚴重剝落的軟質(zhì)巖 石邊坡、 周期性浸水及受水流沖刷較輕 (流速小于 2~4m／ s)的河岸或水庫岸坡的坡面防護。 (2)漿砌片 (卵 )石護坡適用于防護流速較大 (3~6m／ s)、波浪作用較強，有流水、 漂浮物等撞擊的邊坡。 (3)漿砌預制塊防護適用于石料缺乏地區(qū)。預制塊的混凝土強度不應低于 C15。 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 32 5．錨桿鐵絲網(wǎng)噴漿或噴射混凝土護坡適用于直面為碎裂結(jié)構(gòu)的硬巖或?qū)訝罱Y(jié) 構(gòu)的不連續(xù)地層，以及坡面巖石與基巖分離并有可能下滑的挖方邊坡。 (三 )土工織物防護 1．掛網(wǎng)式坡面防護適用于風化碎落較嚴重的巖石邊坡。 2．土工織物復合植被防護的典型形式是三維土工網(wǎng) (墊 )植草防護，主要適用于 邊坡坡度緩于 1： 1，邊坡高度小于 3m的土質(zhì)邊坡。 3．其他土工織物防護有草坪植生帶、適用于破碎或易風化破碎的巖石路塹邊 坡的錨桿掛高強塑料網(wǎng)格噴漿 (噴射混凝土 )，以及土工 對于本次道路邊坡防護工程采用以下方式： (1) 一般路段采用植物防護。路基填土高度 H≤ 8m時，采用草坪網(wǎng)布被防護， 為防止雨水對土路肩邊緣的沖刷，草坪網(wǎng)布被在土路肩上鋪入土路肩 25cm，鋪到邊溝內(nèi)側(cè)為止。對于 H8m 的路堤邊坡和 H12m 的路塹邊坡，采用菱形 水泥混凝土空心塊植物護坡，空心預制塊的混凝土強度不應低于 C20，厚度不應小于 150mm?？招念A制塊內(nèi)應填充種植土，噴播植草。植物防護主要是在土質(zhì)適宜的地方種草。宜采用易成活、生長快、根系發(fā)達、葉莖矮或有匍匐莖的多年生草種，同時幾種草籽混種。混凝土塊骨架植草防護既穩(wěn)定路基邊坡，又能節(jié)省材料、造價較低、施工方便、造型美觀，能與周圍環(huán)境自然融合。 (2)對于 H12m的路塹邊坡，采用錨桿混凝土框架植物防護。錨桿采用非預應 力的全長粘結(jié)型錨桿，錨桿保護層厚度不應小于 20mm?？蚣軕捎娩摻罨炷粒炷翉姸炔粦陀?C25，框架內(nèi)宜植草。 錨桿混凝土框架植草防護是近年來在總結(jié)了錨桿掛網(wǎng)噴漿（混凝土）防護的經(jīng) 驗教訓后發(fā)展起來的，它既保留了錨桿對風化破碎巖石邊坡主動加固作用，防止巖石邊坡經(jīng)開挖卸荷和爆破松動而產(chǎn)生的局部楔型破壞，又吸收了漿砌片石（混凝土塊）骨架植草防護的造型美觀、便于綠化的優(yōu)點。 具體尺寸詳見圖紙 路基加固工程 一、路基加固工程的類型劃分 按路基加固的不同部位分為：坡面防護加固、邊坡支擋、濕弱地基加固 3 種類 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 33 型。 1．坡面防護加固：路基防護中均有加固作用。 2．邊坡支擋：包括路基邊坡支撐和堤岸支擋。 (1)路基邊坡支撐：護肩墻、護坡、護面墻、護腳墻、擋土墻。 (2)堤岸支撐：駁岸、浸水擋墻、石籠、拋石、護坡、支垛護腳。 3．濕弱地基加固：輾壓密實、排水固結(jié)、擠密、化學固結(jié)、換填土。 二、常用路基擋土墻 (一 )重力式擋土墻 重力式擋土墻是我國目前最常用的一種擋土墻形式，多用漿砌片 (塊 )石砌筑。 特點：形式簡單、施工方便、就地取材，適應性強。 缺點：墻身截面大，圬工數(shù)量大。 重力式擋土墻墻背形式可分為俯斜、仰斜、垂直、 凸形折線 (凸折式 )和衡重式 5 種。 (二 )加筋土擋土墻 特點：利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程 特性，達到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面 板三部分組成。一般應用于地形較為平坦、且寬敞的填方路段上，在挖方路段或地 形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。加筋土擋墻是柔性結(jié)構(gòu)物。 (三 )錨桿擋土墻 錨桿擋土墻適用于缺乏石料的地區(qū)和挖基困難的地段，一般用于巖質(zhì)路塹段， 但其他具有錨固條件的路塹墻也可使用，還可應用于陡坡路堤。壁板式錨桿擋土墻 多 用于巖石邊坡防護。 按墻面的結(jié)構(gòu)形式可分為柱板式錨桿擋土墻和壁板式錨桿擋土墻。 支擋結(jié)構(gòu)設計 概述 （ 1）擋土墻的用途 擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。在公路工程中廣泛應用于支擋路堤或路塹邊坡、隧道洞口、橋梁兩端及河流岸壁等。 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 34 （ 2）擋土墻的類型及適用范圍 擋土墻類型分類方法較多，一般以擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分類為主，常見的擋土墻 形式有：重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、加筋土式、錨桿式和錨定板式。按照墻的設置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻。 路 肩墻或路堤墻設置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基邊坡或基底滑動，確保路基穩(wěn)定，同時可以收縮填土坡腳，減少填方數(shù)量，減少拆遷和占地面積，以及保護臨近線路已有的重要建筑物。 路塹擋土墻設置在塹坡底部，主要用于支撐開挖后不能自行穩(wěn)定的邊坡，同時 可減少挖方數(shù)量，降低邊坡高度。 （ 3）擋土墻設置一般規(guī)定 ①擋土墻類型應綜合考慮工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、沖刷深度、荷載作用情況、環(huán)境條件、施工條件、工程造價等因素 ②在勘察設計階段，應對擋土墻地基基礎進行綜合地質(zhì)勘察，查明地基地質(zhì)條件和地基承載能力。設計中應分 析預測擋土墻對環(huán)境產(chǎn)生的影響，確定必要的環(huán)境保護方案和植物措施；在施工階段應采用合理施工方法，盡量減少對環(huán)境和相鄰路基段的不利影響。 ③擋土墻可采用錐坡與路堤連接，墻端應伸入路堤內(nèi)不應小于 ，錐坡坡率宜與路堤邊坡一致，并宜采用植草防護措施。擋土墻端部嵌入路塹原地層的深度，土質(zhì)地層不應小于 ；風化軟質(zhì)巖層不應小于 ；微風化巖層不應小于 。 ④應根據(jù)擋土墻墻背滲水量合理布置排水構(gòu)造。具有整體式墻面的擋土墻應設置伸縮縫和沉降縫。 ⑤擋土墻墻背填料宜采用滲水性強的砂性土、砂礫、碎（礫）石 、粉煤灰等材料，嚴禁采用淤泥、腐殖土、膨脹土，不宜采用粘土作為填料。在季節(jié)性凍土區(qū)，不應采用凍脹性材料做填料。 ⑥路肩式擋土墻的頂面寬度不應占據(jù)硬路肩、行車道及路緣帶的路基寬度范圍，并應設置護欄。 擋土墻設計計算 經(jīng)過邊坡穩(wěn)定性分析，路塹與路堤都是穩(wěn)定的，但是為了確保路基穩(wěn)定，同時 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 35 可以收縮填土坡腳，減少填方數(shù)量，支撐開挖后不能自行穩(wěn)定的邊坡，可減少挖方 數(shù)量，降低邊坡高度，因此本次在 KO+ 到 KO+ 設置重力式路塹擋墻， 在 K0+ 至 K0+ 處設置高度變化的重力式路堤擋墻。 一、路塹擋土墻設計 車輛荷載：計算荷載：公路Ⅱ級。因是路塹擋土墻，故不考慮車輛荷載。 公路等級：二級公路； 設計車速： 60km/h 墻身構(gòu)造：擬采用漿砌片石擋土墻，填土邊坡 1： ， ?:1arc tan = 。墻H=，擋墻頂端 b =1500mm，墻面傾角 1： ，墻背垂直，墻底傾斜角 1： 5，?:1arc tan = 。 假定 土壤地質(zhì)情況：墻背填土重度 3/18γ mkN= 。 對于路塹擋土墻，墻后除了利用開挖的土石回填部分外，其余均為天然土石因此習慣上多參考自然山坡的坡腳來確定設計內(nèi)摩擦角。本次設計等效內(nèi)摩擦角內(nèi)取? （稍大于邊坡坡度） ；碎石類土地基，容許承載力取 500kpa，基底摩擦系數(shù) 。 墻身材料： 5 號砂漿砌， 25 號片石，砌體容量 3/23γ mkN= ,砌體容許壓應力 1500kPa，容許剪應力 80 kPa。 圖為擋墻計算示意圖中 AB 為擋土墻墻背， BC 為破裂面， BC 與鉛垂線的夾角 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 36 θ 為破裂角， ABC 為破裂棱體。棱體上作用著三個力，即破裂棱體自重 G、主動土 壓力的反力 aE 和破裂面上的反力 R。 aE 的方向與墻背的法線成 δ 角， R 的方向與 破裂面法線成 φ 角。取擋土墻長度為 1m計算，作用在棱體上的平衡力三角形 abc可得： GGEa）（ ）（）（ ）（ ψθs in υθc o sψθs in υθ90s ino++=+=（ δαψ ++=φ ）； ）（ ）（）（ βθc o s αθs i nβαc o sαs e cγ21 22 + += HG 將代入得： ）（）（ ）（）（ ψθs i nβθc o s αθc o sαθs i nγ ++ ++= AEa ）（ βαc o sαs e cγ21 22HA = 當參數(shù) βαδγ 、 φ 固定時， aE 隨破裂面的位置而變化，即 aE 是破裂面 θ 的函數(shù)。為求最大土壓力 aE ，首先要求對應于最大土壓力時的破裂角 θ 。取 d aE /d θ =0 可得到破裂角 θ 。最終可求得最大主動土壓力 aE 值： 22222)βαc o s ()δαc o s ( )βυs i n ()δυs i n (1)(δαc o s (αc o sα)υ(c o sγ21γ21）++++== HKHE aa 由于 υ = ， ?? o === ， ， H=， 3kN/m18γ= 又因為 填土邊坡 1： ，所以 ?。 把上述數(shù)據(jù)代入公式可得 aE =。所以土壓力的水平和垂直分力 為： axE = aE cos ）（ δα+ ayE = aE sin ）（ δα+ 可算得 axE =， ayE =。 擋土墻的穩(wěn)定性檢算： 當擋土墻設置位置的地基條件比較好時，墻的整體穩(wěn)定性常為控制因素。擋土 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 37 墻的穩(wěn)定性包括抗滑穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性兩個方面。 （ 1）抗滑穩(wěn)定性檢算 擋土墻 的抗滑穩(wěn)定性是指在土壓力和其他外邊作用下，基底摩擦阻力抵抗墻體 滑移的能力，用抗滑穩(wěn)定系數(shù) cK 表示。即作用于擋土墻的最大可能抗滑力與實際 下滑力之比： 0000 αs i n)αδαc o s ( ))αδαs i n (αc o s( )( WE fEWWE fEWKTTNNc ++ +++=+= mS= 因為 V=S 1= 所以 W= 23=。 又因為墻底傾斜角為 1： 5，所以 1 1 . 3 1ar ct an 1 / 5α0 == ≥ i n4 6 1 . 3 8) o s ( 2 7)) i n ( 2 o 6 1(αs i n)αδαc o s (