【正文】 長 安 大 學 公 路 學 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 30 表 標準軸載計算參數(shù) 標 準 軸 載 BZZ100 標準軸載 P(KN) 100 輪胎接地壓強 p(MPa) 單輪傳壓面當量圓直徑 d(cm) 兩輪中心距 (cm) 1．以設(shè)計彎沉值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次。 軸載分析 路面設(shè)計以雙輪組單軸載 100KN 作為標準軸載，以 BZZ100表示。 路面設(shè)計 設(shè)計資料 本設(shè)計為雙向四車道一級公路，路面設(shè)計年限為 15 年，預測該路竣工后第一年的交通組成如下： 路面竣工后第一年交通組成及數(shù)量 車型名稱 小汽車 解放 CA10B 黃河JN150 日野 KB222 太脫拉 138 扶桑FV102N 交通量（輛 /日） 1200 1200 800 800 400 400 在使用期內(nèi)交通量年平均增長率為 %。 4. 根據(jù)設(shè)計彎沉值計算路面厚度 :對高速公路、一級公路、二級公路瀝青混 凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應驗算拉應力是否滿足容許拉應力的要求。 2. 按路基土類與干濕類型 ，確定各路段土基回彈模量。 現(xiàn)階段公路路面使用的路 面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，應綜合考慮當?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進 長 安 大 學 公 路 學 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 29 行設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計運用了所學的工程技術(shù)與材料科學知識，合理考慮了道路所在地的自然環(huán)境、材料所在路面結(jié)構(gòu)層次的功能等，論證合理地選擇了材料類型和建議配比。修筑墊層的材料強度不一定要高，但水穩(wěn)定性和隔溫性能要好，常用的材料有：砂、礫石、爐渣、水泥或石灰 穩(wěn)定土等。故需選擇強度較高，剛度較大，并有足夠水穩(wěn)性的材料。應具有較高的結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定性，并且耐磨，表面應具有良好的抗滑性和平整度。 1. 面層 面層位于整個路面結(jié)構(gòu)的最上層。當挖方高于 米時，設(shè)置了擋土墻時采用植草護坡，沒設(shè)置擋土墻的 長 安 大 學 公 路 學 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 27 采用方格網(wǎng)植草皮防護。 路塹邊坡防護 主要采用植草皮、拱形漿砌片石骨架植草等措施。 路堤邊坡防護 較高路堤在設(shè)置擋土墻后，只需植草防護即可。沖刷防護有間接和直接防護兩類。對于土路堤的坡面鋪砌防護工程，最好待填土沉實或夯實后施工，并根據(jù)填料的性質(zhì)及分層情況決定防護方式。 路基防護 路基的防護的方法，一般可分為坡面防護和沖刷防護兩類。 路塹邊坡 本設(shè)計 段挖方邊坡為巖質(zhì)邊坡，較為穩(wěn)定，故 路塹采用坡度 1： 。 超高計算點位置見圖 b bbbBi C i Dj GJ2 J121i jCi GDb J1 J2bB1bb 2圖 超高計算點位置圖 以平曲線 6距離超高緩和段起點距離為 90m 的點為例，計算外側(cè)，內(nèi)側(cè)超高位置處，點 C的超高值 ： 外側(cè)：Gc hGx ixL iii ???= 則外側(cè) C點處的超高值為： xibBb )( 21 ?? ＝（ ++） = 內(nèi)側(cè)：Gc Ghx ixL iii ???= ???? 則內(nèi)側(cè) C點處的超高值為： xx ibbBb )( 21 ???? = －（ ++0+） = － 路基邊坡 路基防護應根據(jù)公路功能結(jié)合當?shù)貧夂蛩牡刭|(zhì)等情況 采取相應防護措施保證路基穩(wěn)定 1 路基防護應采取工程防護與植物防護相結(jié)合的防護措施并與景觀相協(xié)調(diào) 2 深挖高填路基邊坡路段必須查明工程地質(zhì)情況針對其工程特性進行路基防護設(shè)計對存在穩(wěn)定性隱患的邊坡應進行穩(wěn)定性分析采用加固防護措施 3 沿河路段必須查明河流特性及其演變規(guī)律采取防止沖刷路基的防護措施 凡侵占改移河道的地段必須做出專門防護設(shè)計 路堤邊坡形式和坡率可參照表 采用。 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計算公式如表 。 JD6處：圓曲線半徑 R1=600，超高坡度 1i =6%，由超高公式： Lc＇ = 1402020%)2%6()( ????? (m) 此平曲線 LS =300m ，《標準》給定若 LS ＞計算出的 Lc ，但只要超高漸變 P≥ 1/330, 仍取 Lc=LS ， 故先令 Lc = LS =300m，則 18 6113 0 %)2%6()(1 ???????? c iLBp 3301 ﹤ 1p =1861 故符合條件，該 處超高緩和段與緩和曲線長度相等，即在緩和曲線 全長范圍內(nèi)連續(xù)超高。 超高過渡段長度的確定 超高緩和段的長度按下式計算： c BiL p??? （ ） 式中： CL —— 超高緩和段長度（ m）； B—— 旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度（ m）； i? —— 旋轉(zhuǎn)軸外側(cè)的超高與路拱坡度的代數(shù)差； P —— 超高漸變率，其值根據(jù)設(shè)計速度和超高過渡方式確定； 表 最大超高漸變率 設(shè)計速度 （ km/h） 超高旋轉(zhuǎn)軸位置 中 線 邊線 80 1/200 1/150 為了行車的舒適，超高過渡段應不小于按上式計算的長度。 長 安 大 學 公 路 學 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 23 表 路基壓實表 填挖類別 路床底面以下深度 （ m） 路基壓實度 （ ％ ） 零填方及路塹路床 ≥ 95 填方路基 ≥ 95 ≥ 95 － ≥ 93 ≥ 90 超高 超高的過渡方式 由于本設(shè)計的道路等級為一級公路，所以超高的過渡為有中間帶道路的超高過渡。 2. 路基壓實 一級公路選擇重型擊實方法，下表為重型擊實試驗求得的最大干密度的壓實度。在填土時應考慮用級配較好的礫類土，砂類土等粗粒土作為填料，填料最大粒徑小于150mm。 路基填土選擇與壓實 1. 填土的選擇 路基的強度與穩(wěn)定性，取決于土的性質(zhì)和當?shù)氐淖匀灰蛩亍?[1] 路基設(shè)計標高 新建公路的路基設(shè)計標高為路基邊緣標高，在設(shè)置超高地段為設(shè)置超高前的路基邊緣標高。 彎道的加寬 《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定：平曲線半徑小于 250m 時，應在曲線內(nèi)側(cè)加寬，當半徑大于250m 時，由于加寬值較小，且行車道已具有一定富余寬度，故可不設(shè)加寬。 彎道的超高與加寬 彎道的超高 本設(shè)計路拱為 %，圓曲線半徑均小于不設(shè)超高最小半徑 4000m，所以均設(shè)置超高。 路拱的確定 1. 根據(jù)路面類型和當?shù)刈匀粭l件，本設(shè)計路拱坡度采用 ％。行車道寬 4 ，硬路肩寬度： 2 ，土路肩寬度： 2 ，中間帶寬度 3m。 [1] 路 基寬度及組成 ，橫斷面組成主要包括行車道、中間帶、路肩、邊坡、排水設(shè)施包括邊溝、排水溝等，根據(jù)需要，在邊坡上設(shè)置碎落臺等。地面水和地下水嚴重影響路基的強度和穩(wěn)定性，須采取攔截或迅速排至路基外的措施。 長 安 大 學 公 路 學 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 21 6 路基設(shè)計 橫斷面設(shè)計概述 橫斷面設(shè)計應符合公路建設(shè)的基本原則和現(xiàn)行《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定的具體要求。豎曲線 1 和 2 在平曲線 3內(nèi)， 豎曲線3 在平曲線 4內(nèi)，豎曲線 4 在直線段，豎曲線 5 和豎曲線 6在平曲線 6 內(nèi)，豎曲線 7在直線段，做到了“平”包“豎”。/（ 2 6000） = 曲線頂點設(shè)計高程 =+= 長 安 大 學 公 路 學 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 20 2. 設(shè)計高程的計算 豎曲線起點樁號 =變坡點樁號 T1=（ K1+200）－ =K1+ 豎曲線起點高程＝ － 0. 3%＝ （ m） 豎曲線終點樁號 =變坡點樁號 + T1=（ K1+200） += k1+ 豎曲線 終點 高程＝ + %＝ （ m） 下面以樁號 K1+ 處為例： 橫距： x= （ K1+）－（ K1+200） =50 (m) 豎距： h=x 2/2R=502/2/6000=(m) 切線 上 高程 =+50 %=（ m） 設(shè)計高程 =+= (m) 平、縱線形組合設(shè)計 平縱線形組合設(shè)計的總要求：對于設(shè)計速度≥ 60km/h 的道路，豎曲線的起終點都分別放在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，即所謂的“平”包“豎”。 2. 豎曲線要素的計算公式： L=R? () 長 安 大 學 公 路 學 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 19 22T=LR?? () 2 T24TE R ??? () 22xh R? () 式中： R—— 豎曲線半徑 (m) L—— 豎曲線的曲線長 (m) T—— 豎曲線的切線長 (m) E—— 豎曲線的外距 (m) ω —— 兩相鄰縱坡的代數(shù)差，以小數(shù)計 h—— 豎曲線上任意點到切線的縱距 x—— 豎曲線上任意點與豎曲線始點的水平距離 (m) 以變坡點 1為例 : 圖 豎曲線要素示意圖 變坡點 1樁號為 K1+200，高程為 ， i1=%， i2=% R1=6000m 1. 變坡點豎曲線要素計算 ω 1= i2 i1 =%－ %=% ， 因為 ω 10 ，所以為 凹 曲線 故：豎曲線長度 L1=R1ω 1=6000 % =200m 切線長度 T1=L/2=外距 E1=T1178。 2. 豎曲線最小長度 《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定了一級公路不同設(shè)計速度下的豎曲線最小長度，見表 [1] 表 豎曲線最小長度 (m) 設(shè)計速度 (km/h) 120 100 80 豎曲線長度 (m) 一般值 250 210 170 最小值 100 85 70 本次設(shè)計的豎曲線長度分別為 , ， 滿足規(guī)范要求。凸曲線半徑 R2= 、 R4=15000m、 R6=13000m， 凹曲線半徑 R1=6000m、 R3=10000m、 R5=20200m、 R7=15000m?！兑?guī)范》中規(guī)定了 最小半徑和 滿足視距要求的最小豎曲線半徑如 表 、 如 表 表 豎曲線 最小豎曲線半徑 設(shè)計速度 (km/h) 120 100 80 凹型豎曲線最小半徑 一般值 6000 4500 3000 長 安 大 學 公 路 學 院 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 18 (m) 極限值 4000 3000 2020 凸型豎曲線最小半徑(m) 一般值 17000 10000 4500 極限值 11000 6500 3000 表 滿足視距要求的最小豎曲線半徑 設(shè)計速度 (km/h) 120 100 80 凹型 豎曲線半徑 (m) 12020 10000 8000 凸型豎曲線半徑 (m) 20200 16000 12020 本設(shè)計綜合考慮各種因素，根據(jù)規(guī)范初步確定了 8 條縱坡， 7個變坡點。 2. 最大坡長 最大坡長規(guī)定如表 ： [2] 表 最大坡長 設(shè)計車速 (100km/h) 坡度 (%) 最大坡長 (m) 3 1000 4 800 5 600 本設(shè)計路段共 7個變坡點， 8個坡的坡度分別為 %、 %、 %、 %、 %、 %、 %、 %，對應的坡長分別為 1200m、 280m、 510m、 520m、 1350m、 400m、430m、 ， 均滿足要求。 坡長限 制 1．最小坡長 《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定公路最短坡長應按表 選用。 本設(shè)計中最小縱坡值 %,符合規(guī)范要求。 根據(jù)我國《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定，本設(shè)計中最大縱坡值為 ％，符合標準規(guī)定。 公路最大縱坡與最小縱坡 1. 最大縱坡 各級道路允許的最大縱坡是根據(jù)汽車的動力特征、道路等級、自然條件以及工程、運營經(jīng)濟等因素，通過綜合分析，全面考慮，合理確定的。 主點里程： ZH=JDT HY=ZH+ SL YH=HY+L 2 SL HZ=YH+ SL QZ=HZ2L JD=QZ+ 2HL 曲線幾何元素的計算示例 （以 JD1 為例） （ 1）平曲線計算要素 9 0 2 1 72 4 0 1 6 021 6 02 4 02 2323 ?????? RLLq ss （ m） 160238424 342342 ??????? R