【導(dǎo)讀】本設(shè)計為廣水至曾都二級公路K0+000～K1+段的初步設(shè)計。在設(shè)計過程中結(jié)合已知資料和文獻，并嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。等級、行車要求、自然地質(zhì)條件，保證路基的穩(wěn)定和排水。駛員的舒適性等因素。在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計部分，對瀝青路面和水泥混凝土路面進行了詳。盡的比較，最終采用瀝青路面。

　　

【正文】 程量是公路工程的主要工程項目，在公路工程中占有很大比重，土石方工程量又是公路方案評比與比選的主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)之一。它占工程造價的很大一部填挖類型 路面底面以下深度(cm) 填料最小強度（ CBR,%） 填料最大粒徑（ cm） 路基壓實度 （重型 ,%） 填 方 路 基 上路床 030 6 10 ≥95 下路床 3080 4 10 ≥95 上路堤 80150 3 15 ≥94 下路堤 150 以下 2 15 ≥92 零填及路塹路床 080 6 10 ≥95 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 分，土石方計算與調(diào)配的主要任務(wù)：計算路基土石方工程數(shù)量，合理進行土石方 調(diào)運，并計算土石方的運量，降低工程造價。 方法一： “平均斷面法 ” LFFV )(21 21 ?? () 方法二：若兩斷面面積相差較大，其計算公式為： )11()(31 21 mmLFFV ???? () 式中：21FFm? ，其中 12 FF? 。 第二種方法的精度高，盡量采用，特別是 用計算機計算時，可方便地達(dá)到較高的精度。 用上述方法計算的土石方體積中，是包含了路面體積的，但在實際的土石方計算中填方扣除、挖方增加路面部分所占的部分面積。具體見圖表中的《土方計算表》。 土石方調(diào)配 土石方調(diào)配是指路基挖方合理移用于填方路堤，以及適當(dāng)布置取土坑及棄土堆的土石調(diào)運和運量計算工作。通過合理調(diào)配，合理解決路段土石方平衡與利用問題，達(dá)到 ?填 ?方有所 ?取 ?， ?挖 ?方有所 ?用 ?，避免不必要的借土和棄土，盡量減少占用耕地。 （ 1）調(diào)配要求： ① 土石方調(diào)配應(yīng)按 ?先橫向后縱向 ?的次序。 ② 縱向調(diào)運的最遠(yuǎn)距離一般應(yīng)小于經(jīng)濟運距。 mj LTBL ?? () 式中： B——借方單價 (元 / 3m )。 mL ——免費運距（元 / kmm3? ） 。 T——免費運距（ km）。 ③ 土石方調(diào)運的方向 應(yīng)考慮橋涵位置和路線縱坡對施工運輸?shù)挠绊懀话闱闆r下不跨越深溝，少做上破調(diào)運。 ④ 借方、棄方應(yīng)與借土遷田、整地建田結(jié)合，少占田地，減少對農(nóng)業(yè)的影響。 ⑤ 不同性質(zhì)的土質(zhì)應(yīng)分別調(diào)運，調(diào)運時可以以石代土，但不能以土代石。 ⑥ 回頭曲線路段的土石調(diào)運，要優(yōu)先考慮上下線的豎向調(diào)運。 （ 2）調(diào)配方法： 土石方調(diào)配方法有多種，如累積曲線法，調(diào)配圖法，表格調(diào)配法等，表格法又分逐樁和分段調(diào)運兩種方法，一般采用分段調(diào)運。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 表格調(diào)配法的 方法步驟如下： 準(zhǔn)備工作：調(diào)配前先對土石方計算進行復(fù)核，確認(rèn)后方可進行。 橫向調(diào)運：即計算本樁利用，填缺，挖余。 縱向調(diào)運： ① 確定經(jīng)濟運距。 ② 根據(jù)填缺，挖余情況結(jié)合調(diào)運條件擬定調(diào)配方案，確定調(diào)運方向。 ③ 計算調(diào)運數(shù)量和運距 ④ 計算借方數(shù)量和廢方數(shù)量和總數(shù)量。 借方數(shù)量 =填缺 縱向調(diào)入本樁的數(shù)量 廢方數(shù)量 =挖余 縱向調(diào)出本樁的數(shù)量 總數(shù)量 =縱向調(diào)數(shù)量 +廢方數(shù)量 +借方調(diào)運數(shù)量 計算后分土石填入表格中。 （ 3）復(fù)核 ： 橫向調(diào)運復(fù)核：填方 =本樁利用 +填缺；挖方 =本樁利用 +挖余 縱向調(diào)調(diào)運復(fù)核：挖余 =縱向 調(diào)運 +廢方 總調(diào)運量復(fù)核：挖方 +借方 =填方 +廢方 （ 4） 計算計價土石方： 計價土石方是指概預(yù)算編制中需要單獨計算費用的土石方數(shù)量，土石方計算中所有挖方都應(yīng)以計價，但對于填方則不然，因為移挖作填的調(diào)運方已在挖方中計算了費用，只有在路外的借方才計價，因此，計價土石方必須通過土石方調(diào)配后才能確定其數(shù)量。 計價土石方 =挖方數(shù)量 +借方數(shù)量 具體土石方計算調(diào)配見圖表中的《路基土石方數(shù)量計算表》。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第五章 邊坡穩(wěn)定分析 概述 路基邊坡的穩(wěn)定涉及巖土性質(zhì)與結(jié)構(gòu)、邊坡高度與坡度、要程質(zhì)量與經(jīng)濟等多種因素。一般情況下 ，對邊坡不高的路基，例如不超過 的土質(zhì)邊坡、不超過 的石質(zhì)邊坡可按一般路基設(shè)計，采用規(guī)定的坡度值，不作穩(wěn)定性分析計算。地質(zhì)與水文條件復(fù)雜、高填深挖或特殊需求的路基，應(yīng)進行邊坡穩(wěn)定性的分析計算，據(jù)此選定合理的邊坡坡度及相應(yīng)的工程技術(shù)措施。 土坡滑動失穩(wěn)的原因有兩種：一是外界力的作用破化了土體內(nèi)原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)。如路塹或基坑的開挖，是由于土自身的重力發(fā)生變化，從而改變了土體原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，促使土坡坍塌。二是土的抗剪強度由于受到外界各種因素的影響而降低，促使土坡失穩(wěn)破壞。如由于外界氣候等自然條 件的變化，使土?xí)r干時濕、收縮膨脹、凍結(jié)、融化等，從而使土變松強度降低；土坡內(nèi)因雨水的侵入使土濕化，強度降低。一般性質(zhì)的土，均具有一定的粘結(jié)力，其邊坡滑動面成曲面，慣用的計算方法是假定為圓弧曲線。 路基邊坡穩(wěn)定有力學(xué)計算基本方法是分析失穩(wěn)滑動體沿滑動面上的下滑力 T 與抗滑力 R，按靜力平衡原理，取兩者之比值為穩(wěn)定系數(shù) K，即 K=R/T 。 K=1 時，表示下滑力與抗滑力相等，邊坡處于極限平衡狀態(tài)； K1 時，邊坡不穩(wěn)定；K1 時，邊坡穩(wěn)定?？紤]到一些意外因素，這安全可靠起見，工程上一般規(guī)定采用K? ～ ，作為路基邊坡穩(wěn)定性分析的界限值。 行車荷載是邊坡穩(wěn)定性分析的主要作用力之一，計算時將車載換算成相當(dāng)于路基巖土厚度，計入滑動體重力中去。行車道荷載對較高路基邊坡的穩(wěn)定性影響較小，換算高度可以近似分布于路基全寬上，以簡化滑動體的重力計算。采用近似方法計算時，亦可以不計算荷載 在本路段中，樁號 K0+300 處路塹坡高 米，為本路段的最大挖方路段；樁號K0+760 處路堤坡高 米，為本路段的最大填方路段。故只需先對這兩處邊坡進行 穩(wěn)定性分析。 K0+760 處路堤穩(wěn)定性分析 此處為路提邊坡，根據(jù)《公路路基設(shè)計手冊》，當(dāng)路提填筑高度隨填料不同超過 12m或 20m 時可以視為搞路提。該樁號邊坡高度為 ,不屬于高路提。且由于條分法計算工作量較大，為了簡化計算，在本設(shè)計中只粗略估算，采用表解法，不計行車荷載，穩(wěn)定系數(shù)適當(dāng)增大。 查有關(guān)資料得粘性土內(nèi)摩擦角 ??30? ， 粘聚力 c=25kPa（回填土），土的重度取3/17 mkN?? ，邊坡高度 H= 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 取 1: 進 行分析，由 1:m=1： ，查表 得五個圓心的 A 與 B 值。 表 邊坡穩(wěn)定性驗算的 A 與 B 值表 邊坡坡度（ 1： m） 滑動圓弧的圓心 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 A B A B A B A B A B 1： 1 1： 1： 1： 1： 2 1： 1： 1： 1： 3 由已知參數(shù)得 1 6 ,5 7 an ????Hcf ? 根據(jù)公式 BHcAfK ????，計算結(jié)果見表 。 表 表解法計算結(jié)果表 項目 圓心 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 A B K 基中最低的 K 值為 大于 ，所以該邊坡是穩(wěn)定的。 K0+300 處路塹邊坡穩(wěn)定性分析 此處為路塹邊坡，根據(jù)《公路路基設(shè)計手冊》，邊坡高度超過 20m，石質(zhì)邊坡超過湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 30m時應(yīng)進行邊坡穩(wěn)定性分析。而此處邊坡為均質(zhì)土層且高度不大，故采用一坡到頂?shù)闹本€滑動面的解析法計算分析。 分析該邊坡，由 cotα=，得坡度 6263 ???? ， cscα=,，坡高 ，內(nèi) 摩擦角 ??30? ，重度取 3/17 mkN?? ，黏結(jié)力 c=30kPa。 所以得 2 2 3022 ????? Hca ? ， 5 7 a nt a n ??? ??f 。 由此可得路塹邊坡的最小穩(wěn)定系數(shù)為 ?? c s c)(2c o t)2(m i n ?????? afafaK )()( ????????? = 所 以該處路基邊坡穩(wěn)定。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 第六章 擋土墻設(shè)計與邊坡防護 概述 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)定的構(gòu)筑物。在公路工程中廣泛應(yīng)用于支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞口、橋梁兩端及河流岸壁等。 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(shè)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(shè)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(shè)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。 本路段擋土墻設(shè)置 由于本路段的路堤和路塹邊坡通過穩(wěn)定性分析后都確定穩(wěn)定，可不用設(shè)置擋土墻，只需要邊坡支護。而路線在選線時有穿過農(nóng)田，考慮到 坡腳侵入水田中會隨著時間嚴(yán)重影響路基的穩(wěn)定行，以及道路行使性能和壽命長短， 對于不超過 7m的路提采用邊坡防護處理。從樁號 K0+000 到樁號 K0+030 路提段填土超 過 7 米，可以 修筑重力式路堤擋土墻 。其他路段 做邊坡防護處理，如種草皮、樹木、修筑護面墻等等。 擋土墻計算 擋土墻設(shè)計資料 計算荷載：公路Ⅱ級。 公路等級：二級公路； 設(shè)計車速： 60km/h 重力式擋土墻本身必須有足夠的整體穩(wěn)定性，墻身截面應(yīng)具有足夠的強度，以抵御墻后的土體。為此，重力式擋土墻的設(shè)計應(yīng)滿足： 1. 不產(chǎn)生墻體沿基底的滑移破壞，滑移穩(wěn)定系數(shù) Kc≧ ； 2. 不產(chǎn)生墻體繞墻趾傾覆，傾覆穩(wěn)定系數(shù) Ko≧ ； 3. 不出現(xiàn)因基底過度的不均勻沉陷而引起的墻身傾斜，作用于基底的合力偏心距 e≦ B/6 (土質(zhì)地基 )； 4. 地基不出現(xiàn)過大的下沉，基底的最大壓應(yīng)力 σ 小于地基的容許承載力 σ [σ ]； 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 5. 墻身截面不產(chǎn)生開裂、破壞，墻身截面的壓應(yīng)力σ max 及剪應(yīng)力 ? 、拉應(yīng)力 σ min 小于材料的容許應(yīng)力， σ≦ [σ a], ? ≦ [? ],σ min≦ [σ wl] 。 土壤地質(zhì)情況：墻背填土重度 3/17 mkN?? , 計算內(nèi)摩擦角 ??35? ， 粘性土地基，填土與墻背間的摩擦角 ??? 2??,容許承載力 [? 0]= 500 kPa，基底摩擦系數(shù) f1 =。 墻身材料： 5 號砂漿砌 25 號片石，砌體容量 3/23 mkN?? ， 砌體容許壓應(yīng)力kPaa 700][ ?? ，容許剪應(yīng)力 [? ]=80 kPa,容許拉應(yīng)力 kPawl 110][ ?? 。 墻身尺寸： 擬采用漿砌片石重力式路堤 墻， 墻身高 : 7m，墻頂寬 : ，面坡傾斜坡度 : 1:，背坡傾斜坡度 : 1:，采用 1 個擴展墻址臺階，墻趾臺階 b1=，墻趾臺階 h1=，墻趾臺階與墻面坡坡度相同，墻底傾斜坡率 : :1。 基本尺寸如下圖 所示。 土壓力計算 圖 擋土墻 計算單位長度的 墻身截面積 S = (m2) ， 重量 G= (kN) ： 根據(jù)《路基設(shè)計規(guī)范 (JTG 20xx)》，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 8 1 ??? ? 2. 確定破裂面計算 : 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 ①破裂面裂縫區(qū)深 ch ： )245tan (2 ?? ??? chc () 式中： c ：填料的單位粘聚力（ kPa 或 kN/ m3）； ? ：內(nèi)摩擦角。 計算得： mh c 8 6 )23545t a n (17 ?????? 破裂區(qū)實際深度： mhhh c 0 5 1 6 ????? ②求破裂角 ? ： 先假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)，計算過程如下： )(21)(210220 haHhhHaA ?????? = )()(21 22 ??????? = ?t a n)22(21)(21 000 haHHhdbabB ?????? 0t a n)( 1 )(3221 ????????????? = 又 3 0 a n, ??????????? ????? 故。 那么：0039。0si n( ) c os ( )c os [ si n ( ) c oscABD cA H a h