【正文】 本設計為了達到項目的要求，除了遵照相關技術要求外，還應該充分考慮沿線自然地理條件對項目的影響情況，如地形、地貌，不良地質路段情況等，考慮施工的可行性，并注重經(jīng)濟性，選擇最佳的設計方案。當以半剛性材料結構層層底拉應力為設計指標時 :路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 1086 設計年限內一個車道上的累計當量軸次 : 4655350 屬中等交通等級。公路等級：高速公路路面等級：瀝青混凝土高級路面設計年限：15年交通量年平均增長率：9%車道特征：雙向四車道車道系數(shù)：。從基層強度和材料要求上考慮其穩(wěn)定性，水泥穩(wěn)定碎石基層為優(yōu)選方案。沿線沙礫材料豐富，所以基層最好采用水泥穩(wěn)定粒料，就近取材有利于降低成本。按交通量增長率假設為 9%， 水泥混凝土路面設計年限累計標準軸次為次，屬于道路重交通。按規(guī)范校核路面結構極限狀態(tài)：γrσpr+σtr=+=≤fr=γr=σp,max+σt,max=+=≤fr=擬定的路面結構滿足要求，在面層上方增設一層磨耗層6mm。：（1）初擬路面結構初擬路面結構如下表：表 513 初擬路面結構表結構層材料名稱厚度（cm）模量（MPa）普通水泥混凝土2731000多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層121500水泥穩(wěn)定碎石202000天然砂礫15120土基80（2）路面材料參數(shù)的確定路面材料參數(shù)見下表：表 514 路面材料參數(shù)表普通混凝土面層彎拉強度標準值普通混凝土面層彎拉彈性模量Ec普通混凝土面層泊松比mc花崗巖粗集料混凝土線膨脹系數(shù)ac水泥穩(wěn)定碎石底基層回彈模量Eb2水泥穩(wěn)定碎石底基層泊松比Vb231GPa1010 6/℃2000MPa路床頂綜合回彈模量E0多孔隙水泥穩(wěn)定碎石彎拉強度標準值多孔隙水泥穩(wěn)定碎石彈性模量Eb多孔隙水泥穩(wěn)定碎石泊松比Vb天然砂礫墊層回彈模量E260MPa1500MPa120MPa按式（）至式（）計算板底地基綜合回彈模量如下：EX=i=1n(hi2Ei)/i=1nhi2==120hx=i=1nhi=h1=(m)α=+=+=Et=E0ExE0α=60=板底地基綜合回彈模量Et取為75MPa?；炷撩鎸影宓膹澢鷦偠菵c，半剛性基層板的彎曲剛度Db ，路面結構總相對半徑rg為:Dc=Echc3121Vc2=31000=?mDb=Ebhb3121Vb2=4000=?mrg=Dc+DbEt13=+=（3）荷載應力按式()，標準軸載和極限荷載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力為：σps=1031+=1031+=σpm=1031+=1031+=按式()計算面層荷載疲勞應力，按式() 計算面層最大荷載應力：σpr=krkfkcσps==σp,max=krkcσpm==其中：應力折減系數(shù)kr =()；綜合系數(shù)kc= ()；面層疲勞應力系數(shù)：kf=Neλ=（2473625）=（4）溫度應力該路段屬Ⅴ3區(qū)，取最大溫度梯度Tg=88℃/m，各參數(shù)計算如下：kn=+hbEb1=+=5636MPa/mrβ=DcDbDc+Dbkn14=+563614=ξ=knrg4Dcrβ3knrβ4Dcrg3=5636=t=L3rg==CL=111+++=BL===按式()計算面層最大溫度應力：σt,max=αcEchcTg2BL=101063100882=溫度疲勞應力系數(shù)為，按式（）計算為：kt=frσt,maxаtσt,maxfrbtct==式中：按公路自然區(qū)劃為Ⅴ at=、bt=、ct=再由式（）計算溫度疲勞應力為：σtr=ktσt,max==（5）結構極限狀態(tài)校核。按規(guī)范校核路面結構極限狀態(tài)：γrσpr+σtr=+=≤fr=γr=σp,max+σt,max=+=≤fr=擬定的路面結構滿足要求，在面層上方增設一層磨耗層6mm。：（1）初擬路面結構初擬路面結構如下表所示：表 59 初擬路面結構表結構層材料名稱厚度（cm）模量（MPa）普通混凝土面層2731000密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層10700級配碎石底基層19220天然砂礫15120土基80（1） 路面材料參數(shù)的確定各材料參數(shù)見下表：表 510路面材料參數(shù)表普通混凝土面層彎拉強度標準值普通混凝土面層彎拉彈性模量Ec普通混凝土面層泊松比mc花崗巖粗集料混凝土線膨脹系數(shù)ac水泥穩(wěn)定碎石底基層回彈模量Vb231GPa1010 6/℃路床頂綜合回彈模量E0密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層回彈模量Eb1開級配瀝青穩(wěn)定碎石基層泊松比mb1天然砂礫墊層回彈模量E2級配碎石底基層回彈模量E160MPa4000MPa120MPa220MPa按式（）至式（）計算板底地基綜合回彈模量如下：EX=i=1n(hi2Ei)/i=1nhi2==120hx=i=1nhi=h1=(m)α=+=+=Et=E0ExE0α=60=板底地基綜合回彈模量Et取為75MPa。混凝土面層板的彎曲剛度Dc，半剛性基層板的彎曲剛度Db ，路面結構總相對半徑rg為:Dc=Echc3121Vc2=31000=?mDb=Ebhb3121Vb2=4000=?mrg=Dc+DbEt13=+=（3）荷載應力按式()，標準軸載和極限荷載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力為：σps=1031+=1031+=σpm=1031+=1031+=按式()計算面層荷載疲勞應力，按式() 計算面層最大荷載應力：σpr=krkfkcσps==σp,max=krkcσpm==其中：應力折減系數(shù)kr =()；綜合系數(shù)kc= ()；面層疲勞應力系數(shù)：kf=Neλ=（2473625）=（4）溫度應力該路段屬Ⅴ3區(qū)，取最大溫度梯度Tg=88℃/m，各參數(shù)計算如下：kn=+hbEb1=+=14833MPa/mrβ=DcDbDc+Dbkn14=+1483314=ξ=knrg4Dcrβ3knrβ4Dcrg3=14833=t=L3rg==CL=111+++=BL===按式()計算面層最大溫度應力：σt,max=αcEchcTg2BL=91063100882=溫度疲勞應力系數(shù)為，按式（）計算為：kt=frσt,maxаtσt,maxfrbtct==式中：按公路自然區(qū)劃為Ⅴ at=、bt=、ct=再由式（）計算溫度疲勞應力為：σtr=ktσt,max==（5）結構極限狀態(tài)校核。按規(guī)范校核路面結構極限狀態(tài)：γrσpr+σtr=+=≤fr=γr=σp,max+σt,max=+=≤fr=擬定的路面結構滿足要求，在面層上方增設一層磨耗層6mm。（1）初擬路面結構表 55 初擬路面結構表結構層材料名稱厚度（cm）模量（Mpa）普通混凝土面層2731000水泥穩(wěn)定碎石基層202000級配碎石底基層20220天然砂礫墊層15120土基80（2）路面材料參數(shù)的確定表 56 路面材料表普通混凝土面層彎拉強度標準值普通混凝土面層彎拉彈性模量Ec普通混凝土面層泊松比mc花崗巖粗集料混凝土線膨脹系數(shù)ac31GPa1010 6/℃路床頂綜合回彈模量E0水泥穩(wěn)定碎石基層回彈模量Eb1（Eb2）水泥穩(wěn)定碎石基層泊松比mb1（mb2）天然砂礫墊層回彈模量E260MPa2000MPa120MPa按式（）至式（）計算板底地基綜合回彈模量如下：EX=i=1n(hi2Ei)/i=1nhi2==120hx=i=1nhi=h1=(m)α=+=+=Et=E0ExE0α=60=板底地基綜合回彈模量Et取為75MPa?；炷撩鎸影宓膹澢鷦偠菵c，半剛性基層板的彎曲剛度Db ，路面結構總相對半徑rg為:Dc=Echc3121Vc2=31000=?mDb=Ebhb3121Vb2=2000=?mrg=Dc+DbEt13=+=（3）荷載應力按式()，標準軸載和極限荷載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力為：σps=1031+=1031+=σpm=1031+=1031+=按式()計算面層荷載疲勞應力，按式() 計算面層最大荷載應力：σpr=krkfkcσps==σp,max=krkcσpm==其中：應力折減系數(shù)kr =()；綜合系數(shù)kc= ()；面層疲勞應力系數(shù)：kf=Neλ=（2473625）=（4）溫度應力該路段屬Ⅴ3區(qū)，取最大溫度梯度Tg=88℃/m，各參數(shù)計算如下：kn=+hbEb1=+=4599MPa/mrβ=DcDbDc+Dbkn14=+459914=ξ=knrg4Dcrβ3knrβ4Dcrg3=4599=t=L3rg==CL=111+++=BL===按式()計算面層最大溫度應力：σt,max=αcEchcTg2BL=101063100882=溫度疲勞應力系數(shù)為，按式（）計算為：kt=frσt,maxаtσt,maxfrbtct==式中：按公路自然區(qū)劃為Ⅴ at=、bt=、ct=再由式（）計算溫度疲勞應力為：σtr=ktσt,max==（5）結構極限狀態(tài)校核?，F(xiàn)在按設計要求，面層厚度h取240～280mm。取交通量年平均增長率為９％。擬新建一條高速公路，雙向四車道，交通量年平均增長率為9%。綜上，邊溝尺寸滿足要求。對于漿砌片石排水溝溝，,。設定排水溝的截面形式為梯形，,，斷面積為0. 55m2，則泄水能力，因為Q=泄水能力QC=，故排水溝尺寸符合要求。由于公路在湖南境內，據(jù)《公路排水設計手冊》，可取公式==。以漿砌片石砌筑，溝壁粗糙系數(shù)n=。得草皮防護路堤邊坡的粗度系數(shù)m=，路堤坡度為1：,得路堤坡面匯流歷時 路堤邊坡平臺（漿砌片石護面）的粗度系數(shù)m1=，橫向坡度為2%，則瀝青混凝土路面粗糙系數(shù)為m=，橫坡2%，所以歷時時間為取坡面匯流歷時t1=。由此，總的匯水面積為F=9900+550+=，匯水區(qū)的徑流系數(shù)為：C=。取坡面徑流系數(shù)取C1=。粘性土路堤（坡度為1：,坡面流長度為36m），路基寬度26m,路拱橫坡為2%在縱斷面方面，縱坡i=%,擋土墻墻腳設置梯形排水溝。由上述結果可知，K7+840~K8+000截面的擋土墻符合要求，擋土墻最終截面按照擬定設計。+sin11176。)+（+）tan11176。+51176。+51176。堤頂破裂面距墻踵距離（H+a）=（+）=荷載內邊緣距墻踵距離b+dH=+()=荷載外邊緣距離b+d+l0H=++()=由以上數(shù)據(jù)可得：＜＜，破裂面交于路基面的中部，故假設與實際相符合。）=80176。+51176。）（+176。+（cot35176。（cotΦ+tanψ）（B0A0+tanψ）tanθ=176。一般不計被動土壓力,只要考慮主動土壓力，用庫倫理論進行計算，假設破裂面交于荷載中部,則A0=12a+H+2hoa+H =12(++2)(+) =B0=12ab12HH+2a+2h0tanα+(b+d)h0 =12+2+2176。換算土層厚： h0=qγ=10/18= 其中： 根據(jù)規(guī)范和查表得q=10kN/m2 γ為墻后填土容重γ=18KN/m179。按規(guī)范：容許壓應力為[σa]=720Kpa,容許剪應力[τ]=147Kpa。墻底與地基摩擦力系數(shù)μ=,地基承載應力350kPa。土的容重γ