【正文】 以計(jì)算水泥碎石基層底面。 層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 驗(yàn)算層底拉應(yīng)力根據(jù)多層彈性理論，層間接觸條件為完全連續(xù)體系，雙圓荷載作用下計(jì)算層底最大拉應(yīng)力 σm。 由公式（ 34）、（ 35）解得： αc=，而對(duì)于三層體系有 αc=αK1K2 由參考文獻(xiàn) [9]圖 126 得： α=， K1= 因此， K2= 查諾莫圖得 H/δ= ，則 H= 因 H= h? ， 解得 cmh ? 取 h5=30cm。 表 36 設(shè)計(jì)參數(shù)匯總表 材料名稱 厚 度 /cm 200C 抗壓模量 / MPa 150C 抗壓模量 / MPa 容許拉應(yīng)力/ MPa 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 1400 2021 中粒式瀝青混凝土 6 1200 1800 粗粒式瀝青混凝土 8 1000 1400 水泥碎石基層 24 1500 — 石灰土底基層 ？ 550 — 土基 — — — 石灰土層厚度計(jì)算 將六層體系換算成三層體系 ,采用路表彎沉等效換算法 ,如圖 31。 22/ Ac=δR=δsp/Ks=中粒式密級(jí)配瀝青混凝土： : Ks=Aa δR=δsp/Ks=粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土： Ks=Aa δR=δsp/Ks=水泥碎石： Ks= δR=δsp/Ks=石灰土： 西南科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 29 Ks= δR=δsp/Ks=式中， R? ——路面結(jié)構(gòu)層的容許拉應(yīng)力； sp? ——瀝青混凝土和半剛性基層的劈裂強(qiáng)度（ MPa），對(duì)瀝青混凝土是指 15℃ 時(shí)的劈裂強(qiáng)度，水泥穩(wěn)定類材料為 90 天齡期的劈裂強(qiáng)度，二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類材料為 180 天齡期劈裂強(qiáng)度； KS——抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù) ； Aa——瀝青混凝土級(jí)配類型系數(shù)，細(xì)、中粒式瀝青混凝土為 ；粗粒式瀝青混凝土為 ； Ac——公路等級(jí)系數(shù)。由參考文獻(xiàn) [10]中表 1表 15 知路基平均稠度介 于 ωc2和 ωc1之間，取 ω=，查表 128 得土基回彈模量 E0=。因此，后經(jīng)計(jì)算調(diào)整，重新擬定路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，即： 4cm厚細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土，中面層采用 6cm厚中粒式密級(jí)配瀝青混凝土，下面層采用 8cm厚粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土， 24cm水泥碎石基層以及石灰土底基層（設(shè)計(jì)層）。 由于沿線有大量碎石和石灰、粉煤灰、水泥等供應(yīng)，基層和底基層分別采用剛度較高、水穩(wěn)定性較好的二灰土砂礫基層（厚 20cm）和二灰土底基層（設(shè)計(jì)層）。1t39。ni(Pi/P)8 則用于半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算的累計(jì)當(dāng)量軸次 Ne39。=∑C139。C239。 C239。 ?????????? ??N （ 3－ 3） 式中， ?1C ——軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間距大于 3 米時(shí) ,按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，當(dāng)軸間距小于 3m時(shí)的雙軸或多軸， C1=1+2(m1)， m為軸數(shù)； ?2C ——輪組系數(shù) ,單輪組為 ,雙輪組為 1,四輪組為 。2k1i39。 以彎沉為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的軸載換算結(jié)果如表 33： 表 33 軸載換算結(jié)果匯總表（以彎沉為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)） 西南科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 26 車 型 Pi/KN C1 C2 ni/（次 /日） C1C 2n i(Pi/P) （次 /日） 躍進(jìn) NJ130 后軸 1 1 600 解放 CA10B 后軸 1 1 950 黃河 JN150 前軸 1 560 后軸 1 1 560 黃河 JN162 前軸 1 600 后軸 1 1 600 合計(jì) : N1=∑C1C 2n i(Pi/P) 高速公路瀝青 路面的設(shè)計(jì)年限為 15 年，四車道的車道系數(shù)是 ~，取 ，則設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次 Ne 按公式（ 32）計(jì)算： （ 3－ 2） 式中， Ne——設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次； t ——設(shè)計(jì)年限； N1 ——設(shè)計(jì)竣工后第一年雙向日平均當(dāng)量軸次； ? ——設(shè)計(jì)年限內(nèi)的交通量平均增長(zhǎng)率； ? ——車道系數(shù)。另外，預(yù)測(cè)交通量的年平均增長(zhǎng)率分別為： 2021～ 2020 年為 %、 2021～ 2027 年為 7% 表 31 預(yù)測(cè)交通量組 車型 前軸重 /KN 后軸重 /KN 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 交通量（輛/日） 后軸距 (m) 小客車 1 單 2800 ＜ 3 躍進(jìn) NJ130 1 雙 600 ＜ 3 西南科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 25 解放 CA10B 1 雙 950 ＜ 3 黃河 JN150 1 雙 560 ＜ 3 黃河 JN162 1 雙 600 ＜ 3 具體設(shè)計(jì)過程 軸載分析 我國(guó)路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載 100KN 為標(biāo)準(zhǔn)軸載 ,以 BZZ－ 100 表示。 ⑤ 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用的路面結(jié)構(gòu)方案。對(duì)高速公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求，若不滿足，應(yīng)調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。 ③ 擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，并 確定設(shè)計(jì)層，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)。新建瀝青路面的厚度計(jì)算通常按以下步驟進(jìn)行： ① 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，確定路面等級(jí)和面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累積當(dāng)量軸次和設(shè)彎沉值。 路面設(shè)計(jì) 新建瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟 本設(shè)計(jì)采用瀝青混 凝土路面，是一種多層結(jié)構(gòu)。防護(hù)工程的重點(diǎn)是路塹邊坡。 路基防護(hù)工程 本設(shè)計(jì)所用防護(hù)工程可 分為坡面防護(hù)、沖刷防護(hù)和支擋防護(hù)工程三類。 3） 排水溝 排水溝是將路基范圍內(nèi)的各種水源的水流，包括邊溝、截水溝、取土坑、邊坡和路基附近積水等，引至橋涵或路基范圍以外的指定地點(diǎn)，其橫斷形式多采用梯形底寬和深度不 宜小于 ，土溝的邊坡坡度為 1:1~1:。 本設(shè)計(jì)中的 K1+~K2+ 路段經(jīng)過山谷，且在 K1+ 處右側(cè)有一源自山上的溪流。 截水溝溝底應(yīng)具有 %以上的縱坡，溝底和溝壁要求平整密實(shí)，不滲水，不滯水，必要時(shí)予以加固和鋪砌。截水溝挖出的土，可在截水溝之下側(cè)做成土臺(tái)，臺(tái)頂應(yīng)筑成 2%傾向截水溝的橫坡。 西南科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 23 2） 截水溝 （ 1） 截水溝設(shè)計(jì) 過程中主要考慮以下幾點(diǎn)： ① 當(dāng)路基挖方上側(cè)山坡匯水面積較大時(shí)，應(yīng)設(shè)截水溝； ② 截水溝應(yīng)結(jié)合地形合理布置，直捷舒順 ， 在轉(zhuǎn)折處應(yīng)以曲線連接，必要時(shí)應(yīng)采取加固措施 ，如本設(shè)計(jì)中的溝底砌護(hù) ； ③ 若由于地形限制，匯水量比較大，如將截水溝中的水流引至自然溝或路堤地段確有困難，引入邊溝又將過大增加路基挖方時(shí)，則應(yīng)綜合考慮，可在挖方較低處增設(shè)急流槽或涵洞，直接將水引至路基的另一側(cè)，排除于路基范圍以外。在本次設(shè)計(jì)中就采用溝深 ，溝底寬 。 (1) 邊溝設(shè)置在挖方路基的路基外側(cè)或高度小于邊溝深度的填方路基路堤坡腳的外側(cè)，與路中線平行，以匯集和排除路面、路肩及邊坡的流水； (2) 邊溝橫斷面 采用梯形， 根據(jù)規(guī)范 規(guī)定本 設(shè)計(jì)的 邊溝深度和底寬不宜小于。 3) 填挖結(jié)合路基 填挖結(jié)合路基兼有路堤和路塹兩者的特點(diǎn)， 應(yīng)滿足前述路堤和路塹的設(shè)計(jì)要求。 2) 路塹 本設(shè)計(jì)挖方邊坡坡度為 1:，無(wú)二級(jí)臺(tái)階設(shè)置。地面橫坡較陡 （本設(shè)計(jì)按邊坡坡度陡于 1:5 計(jì)） 時(shí)，為防止填方路堤沿山坡滑動(dòng)，應(yīng)將天然地面挖成臺(tái)階，或設(shè)置石砌護(hù)腳。 西南科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 22 路基典型橫斷面 路基的典型橫斷面形式有路堤，路塹和填挖結(jié)合三種： 1) 路堤 填土高度在 1～ ；填土高度大于 18m（ 土質(zhì)）或 20m（石質(zhì)）的屬于高路堤；介于兩者之間的屬于一般路堤。設(shè)計(jì)前先對(duì)路中線上的點(diǎn)每隔 20m進(jìn)行一次橫斷面量測(cè)，左右各量測(cè)大約 30 米 ,平曲線上特殊點(diǎn)也要讀出來(lái)，在特別地段可加寬，并作好高程等數(shù)據(jù)記錄 ， 具體設(shè)計(jì)步驟如下： 1） 點(diǎn)繪橫斷面的橫向地面線； 2） 在路基寬度確定的后，按照排水要求擬定邊溝、截水溝尺寸及加固防護(hù)工程尺寸、邊坡坡度等； 3） 從縱斷面圖上抄錄填挖值及平曲線特殊點(diǎn)樁號(hào)，根據(jù)上面確定的數(shù)據(jù)作路基橫斷面設(shè)計(jì)線，即 “戴帽子 ”，繪制時(shí)按樁號(hào)由下向上、由左到右 繪制，同時(shí)通過 CAD 的查詢面積功能查詢橫斷面圖挖、填的面積； 4） 繪制路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖，將所選路段出現(xiàn)的各類橫斷面圖式及防護(hù)加固工程的結(jié)構(gòu)、尺寸繪于標(biāo)準(zhǔn)圖上； 5） 完成路基設(shè)計(jì)表及路基土石方工程數(shù)量表。本設(shè)計(jì)平曲線處路拱橫坡度為 2%，且最小平曲線半徑為 2800m，無(wú)須設(shè)置超高。本設(shè)計(jì)中平曲線半徑都大于 400m，不需要加寬。 路堤邊坡坡度 均采用 1:，路塹邊坡坡度均采用 1:。 5） 路拱 路拱 形式 采用直線型，對(duì)本次設(shè)計(jì)的瀝青混凝土路面，路拱坡度大小取 2％；由于土路肩的排水效果相對(duì)差些，其橫向坡度比路拱坡度大 1％。 根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定， 本設(shè)計(jì)車速下的 右側(cè)硬路肩寬度 取值 ，土路肩寬度 取值 。 本設(shè)計(jì)的中間帶寬度采用規(guī)范中的一般值，即中央分隔帶寬 ，左側(cè)路緣帶寬度為 ，中間帶寬度為 。 2） 中間帶 中間帶包括中央分隔帶和左側(cè)路緣帶。 在縱斷面的設(shè)計(jì)上為了讓填挖相對(duì)平衡，因而在縱斷面設(shè)計(jì)中采用了 5個(gè)拐點(diǎn)， 其相關(guān)豎曲線要素的計(jì)算如下： 表 22 已知豎曲線要素表 序號(hào) 樁號(hào) 豎曲線 縱坡（ %） 變坡間距 半徑（ m） 標(biāo)高 + m 1 K0+000 1400 2 K1+400 52021 1115 3 K2+515 38000 1165 4 K3+680 28000 1270 5 K4+950 30000 1050 6 K6+000 38000 490 7 K6+490 根據(jù)已知豎曲線的元素條件，計(jì)算 計(jì)算豎曲線要素 ： 西南科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 18 ㈠ （ 1） 變坡角 ??? 12 ii? %－ (﹣ %)＝ % （ 凸 形 ） 曲線長(zhǎng) L=Rω=52021= 切線長(zhǎng) T=L/2= 外距 E=T ω/4= （ 2） 計(jì)算豎曲線起終點(diǎn)樁號(hào) 起點(diǎn)： K1+=K0+ 終點(diǎn)： K1+400+=K1+ （ 3） 計(jì)算設(shè)計(jì)高程 豎曲線起點(diǎn)高程 == 豎曲線終點(diǎn)高程 == ㈡ （ 1）變坡角 ??? 12 ii? %－ %＝ % （ 凹 形 ） 曲線長(zhǎng) L=Rω=38000= 切線長(zhǎng) T=L/2= 外距 E=T ω/4= （ 2） 計(jì)算豎曲線起終點(diǎn)樁號(hào) 起點(diǎn)： K2+=K2+ 終點(diǎn)