【正文】 各層材料的容許底層拉應(yīng)力 sspR K?? ? 87 R? —— 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力， Mpa； sp? —— 結(jié)構(gòu)層材料的極限抗拉強度， MPa，公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范采用 極限劈裂強度； sK —— 抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)。 該公路為一級公路，公路等級系數(shù)取 ，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取 ，畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 半剛性基層、底基層總厚度大于 20cm，基層類型系數(shù)取 。在已建成的路基上，在不利季節(jié)按照現(xiàn)行《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》規(guī)定，用大型承載板測定土基 0～ (路基軟弱時測至 lmm)的變形壓力曲線，然后根據(jù)公式計算出回彈模量值。當(dāng)采用重型擊實標(biāo)準(zhǔn)時，土基回彈模量值可較表列數(shù)值提高15％～ 30％。 經(jīng)驗法 新建道路設(shè)計時，尚無法實測土基頂面的回彈模量，應(yīng)對路基填土類型、地下水位、預(yù)測 的路基潮濕狀態(tài)綜合分析，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)或通過室內(nèi)試驗確定。土基回彈模量是路面設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)，也是隨機性大和比較難確定的參數(shù)。 （ 4）土基回彈摸量的確定 一般規(guī)定。墊層材料的力學(xué) 參數(shù)。 （ 3）墊層材料類別與計算參數(shù) 墊層材料類別。同樣，材料力學(xué)參數(shù)可通過配比試驗確定，也可參照規(guī)范建議值確定。 主要力學(xué)參數(shù)確定。（設(shè)計時可參考規(guī)范建議值采用） 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 （ 2）基層材料類別與計算參數(shù)確定 基層材料的類別。如，瀝青路面設(shè)計 規(guī)范建議粗粒式瀝青混凝土，瀝青標(biāo)號≤ 90 的抗壓模量為 1800～ 2200，設(shè)計時不能簡單地取中值，如果所用瀝青標(biāo)號較低，如 60、 70，可考慮用較高的值，若為 90，則應(yīng)取低限；高速公路行車速度高，一般二級公路行車速度低，那么設(shè)計高速公路路面時可取上限值。強度和模量的確定方法不外兩種，試驗法和經(jīng)驗法。39。 累計當(dāng)量軸次計算 A 軸載換算 （ 1）當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo) 以及驗算瀝青層層底拉應(yīng)力時 凡軸載大于 25KN 的各級軸數(shù)（包括車輛的前、后軸）的軸載換算系數(shù) ?? )/( PPCCN i 81 （ 2）當(dāng)進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時 凡軸載大于 50KN 的各級軸數(shù)（包括車輛的前、后軸）的軸載換算系數(shù) ?? 82139。目前，以上計算已編制成計算機程序（ HPDS 程序）。當(dāng)采用半剛性基層、底基層結(jié)構(gòu)時，可任選一層為設(shè)計層，當(dāng)采用半剛性基層、粒料類材料為底基層時，應(yīng)擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設(shè)計層才能得到合理的結(jié)構(gòu)；當(dāng)采用柔性基層、底基層的瀝青路面時，宜擬定面層、底基層的厚度，求算基層厚度，當(dāng) 求得基層厚度太厚時，可考慮選用瀝青碎石或乳化瀝青碎石做上基層，以減薄路面總厚度，增加結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性。進行技術(shù)經(jīng)濟比較，確定采用的路面結(jié)構(gòu)方案。上述計算應(yīng)采用多層彈性體系理論編制的專用設(shè)計程序（我畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 校采用 HPDS 程序）進行。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(yīng)驗算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求。 （ 3）可參考規(guī)范推薦結(jié)構(gòu) (見規(guī)范附錄 A)，擬定幾種可能的路面結(jié)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進行配合比試驗及測定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計參數(shù)。 路面設(shè)計步驟 本設(shè)計路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計有以下四步： （ 1）根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，進行交通量分析，確定路面等級和面層類型， 計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次和設(shè)計彎沉值。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計就是對擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，運用規(guī)范建議的設(shè)計理論和方法對結(jié)構(gòu)進行力學(xué)驗算。 路面建筑材料設(shè)計 路面建筑材料設(shè)計往往是路面設(shè)計中不受重視的一塊內(nèi)容，原因在于設(shè)計僅僅依據(jù)設(shè)計規(guī)范或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定路面結(jié)構(gòu)層次，指定各層次材料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范名稱。必 要畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 時，應(yīng)考慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、新材料、新施工工藝。 路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 路面類型選擇應(yīng)在充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、材料供應(yīng)、施工和養(yǎng)護工藝等，并在路面類型選擇的基礎(chǔ)上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。對本工程必須采用大型、高效的成套機械設(shè)備施工，以確保工程質(zhì)量和進度要求。 （ 4）路面設(shè)計方案應(yīng)注意環(huán)境保護和施工人員的健康與安全。 （ 2）在滿足交通量和使用要求的前提下，須遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護、節(jié)約投資的原則，進行路面設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠，有利于機械化、工廠化施工的路面結(jié)構(gòu)方案。 路面設(shè)計內(nèi)容應(yīng)包括路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、路面建筑材料設(shè)計、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和經(jīng)濟評價。路面工程的工程造價占公路造價的很大部分，最大時可達 50％以上。寬度取 1～ 2m。當(dāng)挖方高度小于 6 時，碎落臺寬取 1m；大于 6 時，則取 2m。在挖方路基上方距邊坡不小于 5m的地方設(shè)置，截面采用梯形，左右坡度設(shè)計為 1:1，底寬 ；在低填方路基的坡腳處，若設(shè)置了邊溝，則距不小于 5 的地方設(shè)置，若沒有設(shè)置邊溝，則距坡腳不小于 2 的地方設(shè)置。 在低填方地段的路肩外側(cè)根據(jù)具體地形設(shè)置不同形式的截面。 排水系統(tǒng)分析 本地區(qū)年平均降雨量 1032mm ，在路基排水系統(tǒng)設(shè)計時，充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況做了設(shè)計： （ 1）邊溝用以匯集和排除路面、路肩和挖方邊坡上的徑流及少量流向道路的地表水。其中，透水性 基層可用多孔水泥穩(wěn)定碎石、瀝青穩(wěn)定碎石、貧水泥混凝土等。扁平式排水溝畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 橫斷面可采用蝶形、三角形、 U 形或矩形，路攔式排水溝多用圓形或側(cè)溝形。多雨地區(qū)的中央分隔帶，表面不作封閉時，降水會下滲，可在路床頂部設(shè)置縱向排水滲溝，并由橫向排水管引出路基。凸形中央分隔帶，可用預(yù)制混凝土小塊封面，而將降水排到兩側(cè)路面上。中央分隔帶排水，同它的布置形式、路線線形等有關(guān)。 其他等級公路，當(dāng)路堤較高時，為避免填方邊坡被路面水沖刷，可在路肩上設(shè)置攔水帶，通過路堤邊坡上的急流槽將水排出。 當(dāng)硬路肩匯水量較大時，可在土路肩上設(shè)置路肩排水溝。當(dāng)路面縱坡小于 ％時，可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基，但路基填方邊坡應(yīng)進行保護。設(shè)計時，按暴雨強度采用當(dāng)?shù)厝我膺B續(xù) 30min 的最大徑流厚度 (mm)； （ 2）路肩排水設(shè)施主要由攔水帶、急流槽和路肩排水溝組成。考慮到路基排水或農(nóng)田排灌的需要，也可增設(shè)涵洞。 （ 6） 選定橋涵的位置，使這些溝管同橋涵連成一個完整的排水系統(tǒng)。 （ 5） 將攔截或匯集的水流，用排水溝管引排到指定的低地、河溝或橋涵等處。 （ 3）路基兩側(cè) 按需要設(shè)置邊溝或利用取土坑，必要時采用路肩排水系統(tǒng)和中央分隔帶排水系統(tǒng)，匯集并排除道路表面的水。路塹上側(cè)有棄土堆時，棄土堆應(yīng)連續(xù)而不中斷，并在其上方設(shè)置截水溝。 （ 2）在路基的上側(cè)山坡上可設(shè)置截水溝等攔截地表徑流。 （ 5）地表排水設(shè)計與坡面 防護工程要協(xié)調(diào)配合 （ 6）路表面水常含有有害物質(zhì)，不得直接排入飲用水水源，也不宜直接排入養(yǎng)殖池、農(nóng)田等，必要時應(yīng)進行凈化處理。 （ 3）排水系統(tǒng)的規(guī)劃要與地表、地下排水相互協(xié)調(diào)，路基、路面排水綜合考慮，排水溝渠與沿線的天然水系及橋涵等泄水結(jié)構(gòu)物密切配合。畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 第 7 章 排水設(shè)計 排水設(shè)計的原則 路基排水的原則主要有功能性原則；滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)的原則；協(xié)調(diào)性原則；環(huán)境保護原則和維修方便等原則 .具體的如下面各條： （ 1）路基排水設(shè)計，首先應(yīng)進行總體規(guī)劃和綜合設(shè)計， 將針對某一水源和滿足某個要求而設(shè)置的各項排水設(shè)施組成統(tǒng)一完整的綜合排水系統(tǒng)。 此段路的路基土石方數(shù)量見 《 施工圖設(shè)計與附表》 表 7 路基土石方數(shù)量計算表。填挖方坡度值的取用綜合了當(dāng)?shù)氐牡匦魏头弦?guī)范的規(guī)定。當(dāng)?shù)匦屋^陡，不容易放坡時，采用了重力式擋土墻。路基邊坡的形狀在在本次設(shè)計中采用了直線、折線和臺階形。當(dāng)超高坡度大于路拱坡度時，先將外側(cè)車道繞外邊緣旋轉(zhuǎn)，與此同時，內(nèi)側(cè)車道隨中線的 降低而相應(yīng)降低，待達到單向橫坡后，整個斷面仍繞外側(cè)車道邊緣旋轉(zhuǎn)，直至超高橫坡度。 超高的過渡 此設(shè)計公路是 有 中間分隔帶的，在直線路段的橫斷面均以中線為脊向兩側(cè)傾斜的路拱。 超高值的計算公式： 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 ih + u = V2/127R 61 i — 超高橫坡度 u — 橫向力系數(shù) V — 行車速度 (km/h) R — 圓曲線半徑 (m) 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，一級公路 一般地區(qū)圓曲線部分最大超高值不大于 7%。超高橫坡度在圓曲線上應(yīng)是與圓曲線半徑相適應(yīng)的全超高，而在緩和曲線上則是逐漸變化的超高。 （ 5）當(dāng)路基設(shè)計標(biāo)高受限制，路基處于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀況不良時，就應(yīng)采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進行換填并壓實，使路面具有一定防凍總厚度，設(shè)置隔離層及其他排水設(shè)施等。對于地形陡峭、有高填深挖的邊坡，應(yīng)與移改路線位置及設(shè)置防護工程等進行比較，以減少工程數(shù)量，保證路基穩(wěn)定。 （ 3）還應(yīng)結(jié)合路線和路面進行設(shè)計。 橫斷面設(shè)計的原則 （ 1）設(shè)計應(yīng)根據(jù)公路等級、行車要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護和使用等方面的情況，進行精心設(shè)計，既要堅實穩(wěn)定，又要經(jīng)濟合理。畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 第 6 章 橫斷面設(shè)計 道路橫斷面，是指中線上各點的法向切面，它是由橫斷面設(shè)計線和地面線構(gòu)成的。填方路段分隔帶下設(shè)置縱向碎石盲溝和橫向排水管。 B 挖方路段 全部采用分散式排水，路肩緣石采用凸式和凹式相間安砌方式，既利于排水又可誘導(dǎo)視線。 路面排水 A 填方路段 （ 1）當(dāng)路線縱坡大于 1％且邊坡采用植草綠化時，采用集中排水方式，硬路肩外側(cè)設(shè) 水泥混凝土擋水緣石，通過水簸箕匯集路面雨水，每 20～ 40 米設(shè)一道急流槽，將路面水引至之排水溝或排至路基范圍以外。 B 護坡道的設(shè)置 為了保護路基邊坡穩(wěn)定性，設(shè)置護坡道，減小邊坡平均坡度，設(shè)置護坡道。搞好棄土場的綠化環(huán)保工作； （ 3） 沿線取土場優(yōu)先采用荒地、荒坡，而盡量少占用經(jīng)濟林山地。并應(yīng)盡量利用廢方造地，支援農(nóng)業(yè)； （ 2） 棄土應(yīng)堆放規(guī)劃，并應(yīng)注意場地自身排水。 D 坡面防護和加固 全路段邊坡鋪花格網(wǎng) 式草皮，方格網(wǎng)邊長為 米，草皮選擇根系發(fā)達，莖矮葉茂的耐旱草種，不宜采用喜水草種。本段公路未設(shè)超高，故對此不做要求。 一般路段路面排水采用漫流式，就是不設(shè)擋水緣石，土路肩采用 10cm 石灰土加固處理，路面水迅速沿橫向漫流，經(jīng)邊坡排向路基邊溝，避免路面積水，保證行車通暢。 C 路面排水設(shè)計 a 路面表面排水設(shè)計 降落在路面上的雨水，應(yīng)通過路面橫坡迅速排出路面范圍，避免行車道路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水而影響行車安全。 B 路基排水設(shè)計 路基排水主要靠路基坡腳外的邊溝，通過邊溝與附近河道相溝通，使路基水能順暢地通過邊溝排入河道。 （ 4）中央分隔帶 一般路段的中央分隔帶采用凸式，緣石比路面高 12cm，分隔帶內(nèi)填土比路緣石底5cm ,起內(nèi)種植草皮和冬青球，蜀檜綠化，以防眩；為防止雨水向路面滲透，在路面結(jié)構(gòu)層面噴灑瀝青防水層，瀝青膜厚度不小于 2mm。 挖方段根據(jù)不同的地質(zhì)及路段，土質(zhì)采用 1： 1，石質(zhì)采用 1： ～ ，特別對于挖方長度較短者，則全部采用了 1： 1 的坡度。中央分隔帶開口間距為 2 公里，開口長度為 25 米，本 段設(shè)計無路基加寬 ，有線性超高。 設(shè)計情況 （ 1）路基橫斷面 路基 橫 斷面采用了整體式斷面，雙向四車道，全寬 米，其中：行車道 2X15 米，中間帶寬 3 米（其中左側(cè)路緣帶 米），土路肩 米。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 設(shè)計依據(jù) （ 1）現(xiàn)行的國家或部頒規(guī)范，如《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTGB012021）、《公路路基設(shè)計規(guī)范》 (JTJ01395)、《公路排水設(shè)計規(guī)范》（ JTJ01897）等進行設(shè)計。行車道和硬路肩橫坡為 2％，土路肩為 3％，線性超高。規(guī)范中規(guī)定，平原微丘區(qū)一級公路不設(shè)超高的圓曲線最小半徑為 4000 米。 例如： A 變坡點 1： （ 1） 豎曲線要素計算： 里程和樁號 K0+600 i2=﹣ % i3= +4% 取半徑 R=2021m w= i3﹣ i2=4%﹣ (﹣ %)=% (凹形 ) 曲線長 L=Rw=2021 %=126m 切線長 T=L/2=126/2=63m 外距 E=T2/2R=632/2 2021= （ 2） 設(shè)計高程計算： 豎曲線起點樁號 =( K0+600)﹣ 63=K0+ 豎曲線起點高程 =﹣ 63 (﹣ %)= 豎曲線終點樁號 =( K0+600) + 63= K0+663 豎曲線起點高程 = + 68 4%= B 變坡點 2： （ 1）豎曲線要素計算： 里程和樁號 K2+500 i11=2%