【正文】 +080 + 許昌學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 5 擋土墻設(shè)計 擋土墻的構(gòu)造與布置 本設(shè)計 K1+350— K1+ 段部分路段挖方深度超過 10m，為保證邊坡穩(wěn)定，減少挖方數(shù)量，須設(shè)置擋土墻。 ⑦ 土方調(diào)配對于借方和棄方應(yīng)事先同地方商量，妥善處理。 ⑤ 不同的土方和土石應(yīng)根據(jù)工程需要分別調(diào)配，以保證路基穩(wěn)定和人工構(gòu)造物的材料供應(yīng)。 ③ 為使調(diào)配合理，必須根據(jù)地形情況和施工條件，選用適當(dāng)?shù)倪\輸方式，確定合理的經(jīng)濟(jì)運距，用以分析工程 用土是調(diào)運還是外借。 路基土石方量計算 由于本設(shè)計路段有填有挖，即任意兩相鄰填方斷面或挖方斷面可以假定為一棱柱，即采用平均斷面法進(jìn)行計算，其體積的計算公式如下： 1 2 1 21 ()3V A A A A L? ? ? 式中：3212m,mmVAAL— — 體 積 ， 即 土 石 方 數(shù) 量 （ ） ；— — 分 別 為 相 鄰 兩 斷 面 的 面 積 （ ） ；— — 相 鄰 兩 端 面 之 間 的 距 離 （ ） . 該路段土石方量見土石方量計算表 路基土石方調(diào)配 （ 1）土石方調(diào)配原則 許昌學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 ① 在半填半挖斷面中，應(yīng)首先考慮在本路段內(nèi)移挖作填進(jìn)行橫向平衡，然后再作縱向調(diào)配，以減少中的運輸量。通常護(hù)坡道寬度 d，視邊坡高度 h 而定，當(dāng) h≥ ， d=； h= 時， d=2m， h=6— 12m 時， d=2— 4m。取土坑深度為 或稍大一些，寬度依用土量和用地允許而定。這些設(shè)施是路基設(shè)計的組成部分，正確且合理的設(shè)置是十分重要的。 許昌學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 挖方路段 :對土質(zhì)邊坡路段，為防止受雨水沖刷、風(fēng)化而塌落 等病害的發(fā)生，并為使路塹邊坡外型整齊美觀，采用人工草皮防護(hù)。 溝渠加固 本設(shè)計中考慮到地下水埋深較深，溝底縱坡較小，土質(zhì)松散，故采用漿砌片石對邊溝、排水溝和截水溝進(jìn)行加固。 （ 3）排水溝應(yīng)具有合適的縱坡，一般情況下，可取 %%，不小于 %，亦不大于 3%。 排水溝 （ 1）排水溝的橫斷面采用梯形，用于邊溝、截水溝及取土坑出水口的排水溝，橫斷面尺寸根據(jù)設(shè)計流量確定，底寬與深度 取 1m，邊坡坡度 擬 為 1:1。 截水溝 （ 1）截水溝設(shè)在路塹坡頂 5m或路堤坡 腳 2m 以外，溝底應(yīng)具有 %以上的縱坡，長度控制在 200m500m 內(nèi)；超過 500m時，在中間適宜位置處增設(shè)泄水口，由急流槽或急流管分流排引。 （ 3） 邊溝的縱坡度應(yīng)取 ％，邊溝出水口的間距，不超過 300m，邊溝出口水的排放應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件以及橋涵水道位置，排引到路基范圍外、使之不沖刷路堤坡腳。矮路堤路旁的取土坑常與路基排水設(shè)計綜合考慮，使之起到邊溝的排水作用。中央分隔帶采用鋪面封閉，坡面雙向外傾，坡度 2%；在超高路段上，可在分隔帶上側(cè)邊緣處設(shè)置路緣石或泄水口，或者在分隔帶內(nèi)設(shè)置縫隙式圓形集水管或蝶形混凝土淺溝和泄水口，以攔截和排泄上側(cè)半幅路面的表面水。 圖 邊坡穩(wěn)定性分析示意圖 按靜力平衡可得 許昌學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 c os t a nsi nc otsi nA B D QR N f c L Q c LKT T QcLfQ???????? ? ????單 位 長 度 路 基 邊 坡 滑 動 體 的 重 力 ， 表 達(dá) 式 為 1HQ= L ( )2 s in? ? ?? ?由 此 可 得 m in 0000m in2 si nc otsi n( ) si n2t a n( ) c ot c ot ( )/0c ot c ot c sc2( 2 ) c ot 2 ( ) c scc ot c sc =tacKfHcafHK f a aK dK dafaK a f a f af??? ? ? ???? ? ????? ? ? ? ????????????? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ???令 ， 而 則欲 求 值 ， 對 上 式 求 導(dǎo) 數(shù) ， 取 ， 則 最 危 險 滑 動 面 的 傾 角 表 達(dá) 式 為， （ ）以 代 替 ， 最 后 得對 于 該 斷 面 ，m in2n 35 , caHK?? ? ???則 ， 該 路 基 邊 坡 穩(wěn) 定 。內(nèi)摩擦角 ? =35176。 樁號 K1+ 處，填挖高度為 ，路基左側(cè)邊坡高度 H1=，右側(cè)高度 H2=8m。 路基邊坡穩(wěn)定的力學(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，取兩者的比值為穩(wěn)定系數(shù) K，即 K=R/T，工程上規(guī)定采用min 0 0K ??作為路基邊坡穩(wěn) 定性分析的界限值。 邊坡穩(wěn)定性分析 該工程 K0+000— K1+350 段填挖深度在 8m 以下，按一般路基設(shè)計，采用規(guī)定的坡度值，可不做穩(wěn)定性分析計算。 本設(shè)計沿線無不良地質(zhì)狀況，路堤、路塹均為砂性土。地表有樹許昌學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 根草皮或腐植土應(yīng)予以清除，地面橫坡大于 1： 5時，應(yīng)挖成向內(nèi)傾 2— 4%的臺階后再填筑。 路基邊坡設(shè)計 路基填筑：沿途部分路段在水田或水塘上填筑，水田與水塘內(nèi)的淤泥一般厚約1或 2米，路 堤填筑前應(yīng)清除淤泥，換填塊石。 具體計算結(jié)果見超高值計算表。 超高值的計算 由于曲線處無加寬，超高值計算如下表： 表 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計算公式 超高位置 曲線內(nèi)側(cè) 曲線外側(cè) 行車道外邊緣 1h 1 11ih bi?? 01 1 10(2 1)xh bix?? 硬路肩外邊緣 2h 2 1 2 2iih h bi?? 02 01 2 2h h b i?? 土路肩外邊緣 3h 3 2 3 3iih h bi?? 02 02 3 3h h bi?? 注：結(jié)果為與路基設(shè)計高程的高差，設(shè)計值為中央分隔帶外側(cè)邊緣的高程，當(dāng) cxL?時為圓曲線上的超高值。 超高緩和段長度確定 （ 1） 該一級公路采用繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，超高漸變率 p=1/225，所以超高緩和段長度為： 8 .2 5 0 .0 4 7 4 .2 51 / 2 2 5c BiL m mp??? ? ? 緩和曲線 280 74. 25scL m L m? ? ?取 280cLm? 時，橫坡從路拱坡度（ 2%）過渡到超高橫坡（ 2%）時的超高漸變率： 8 .2 5 0 .0 4 1 12 8 0 8 4 8 .5 3 3 0p ?? ? ? （ 2）又因為不設(shè)超高的半徑為 4000m，此點距 ZH點的距離為： 2 2 0 0 0 2 8 0 1404 0 0 0 4 0 0 0ALm?? ? ? 根據(jù)此條件確定的超高 緩和段長度為： 280140=（ 2%）過渡到超高橫坡度（ 2%）時的超高漸變率： 8 .2 5 0 .0 4 1 11 4 0 4 2 4 .2 3 3 0p ?? ? ? 但仍可在緩和曲線部分區(qū)段內(nèi)采用超高，使得從雙向路拱坡度 gi 過渡到單向超高橫坡 bi ，且緩和過渡段的長度為 39。 本設(shè)計中超高的設(shè)置方法采用的是繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)的方法，即將兩側(cè)行車道分別繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，使之各自成為獨立的單向超高斷面，此時中央分隔帶維持原水平狀態(tài)。 超高設(shè)置 該一級公路設(shè)計時速為 100Km/h時，兩個曲線段的曲線半徑都小于《規(guī)范》規(guī)定的不設(shè)超高的最小半徑，為讓汽車在曲線上行駛時能夠獲得一個指向曲線圓心的橫向分力，以克服離心力對行車的影響，故應(yīng)設(shè)置 超高。曲線段的硬路肩橫坡度：曲線外側(cè)路肩坡度方向向外側(cè)傾斜（ 2%），路肩橫坡過渡段的漸變率為 1/100。 （ 2） 土路肩的排水性遠(yuǎn)低于路面，其橫坡度較路面宜增大 %— %，擬采用 3%。 《規(guī)范》規(guī)定瀝青混凝土、水泥混凝土路拱坡度宜取 1%— 2%。橫斷面組成為：路基寬度為26m，其路幅劃分為 2m（中 央分隔帶） +2 （左側(cè)路緣帶） +2 （行車道）+2 （硬路肩） +2 （土路肩）。 豎曲線要素 計算 曲線長： L R 8 00 00 0. 00 48 m 38 4m?? ? ? ? 許昌學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 切線長： 384 19222LT m m? ? ? 外距： 22192 0 . 2 3 02 2 8 0 0 0 0TE m mR? ? ?? 計算豎曲線起終點樁號： K 0 85 0 192 K 0 658115 .945 m 192 17m 113 .699 mK 0 85 0 192 K1 042115 .945 m 192 69m 117 .27 0 m? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?豎 曲 線 起 點 樁 號豎 曲 線 起 點 高 程豎 曲 線 終 點 樁 號豎 曲 線 終 點 高 程 爬坡車道設(shè)計 由于該路線全線坡度較平緩， 不符合設(shè)置爬坡車道的條件。 （ 2) A點設(shè)計高程 AH 106m? 。 平、縱線形組合設(shè)計原則 許昌學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 考慮平縱線形的組合設(shè)計，使平曲線與豎曲線對應(yīng)，最好使豎曲線的起終點分別放在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，平曲線終點與豎曲線頂點位置重合，即所謂的“平包豎”，如圖： 圖 平包豎設(shè)計 縱斷面設(shè)計 按照“拉坡”的設(shè)計步驟以及有關(guān)縱坡的設(shè)計要求，利用 AutoCAD軟件試坡、調(diào)整、校對，最后確定各路段坡度、坡長。 表 設(shè)計速度 100Km/h 凸形 凹形 極限最小半徑 /m 6500 3000 一般最小半徑 /m 10000 4500 豎曲線最小長度 /m 85 85 （ 2）按汽車行駛時間的要求確定豎曲線最小長度，即minL ??。 《規(guī)范》規(guī)定 設(shè)計速度為 100Km/h的最大允許合成坡度為 %，最小合成坡度不宜小于 %。《規(guī)范》表 3%的最大坡長大于 1000m。 （ 3）坡長限制。 （ 2）最小縱坡限制。 2 7 9 . 2 502 1 8 0 2 1 8sLm m? ??? ? ? 綜上所述， JD處緩和曲線長度 Ls=280m. 平曲線要素計算 （ 1）曲線要素計算 24 24ss33LL 2 8 0 2 8 0 m2 4 R 2 3 8 4 R 2 4 2 0 0 0 2 3 8 4 2 0 1 . 6 3 300pm??? ? ???????? ? 3 3222 8 0 2 8 0( ) 1 3 9 . 9 7 72 2 4 0 2 2 8 0 2 0 0 0ssLLq m mR? ? ? ? ?? 16( ) ta n ( 2 0 0 0 1 . 6 3 3 ) ta n 1 3 9 . 9 7 7 4 2 1 . 2 8 822hT R p q m m? ???? ? ? ? ? ? ? ????? 1 6 2 0 0 0 2 8 0 m = 8 3 8 . 5 0 5 m1 8 0 1 8 0hL R L s??? ?? ? ? ? ? ?（ ） 16( ) s e c ( 2 0 0 0 1 . 6 3 3 ) s e c 2 0 0 0 2 1 . 3 0 422hE R p R m???? ? ? ? ? ? ? ????? 2 ( 2 421 .288 838 .505 ) h hJ T L m m? ? ? ? ? ? （ 2）主點樁號計算 許昌學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 H K 0 851 .84 421 .22 8 K 0 43 5hZ J D T? ? ? ? ? ? ? S H Y Z H L K 0 4 3 0 .5 5 2 8 0 K 0 7 1 0 .5 5? ? ? ? ? ? ? ? ?hSY H H Y L 2 L K 0 7 1 0 .5 5 ( 8 3 8 .5 0 5 2 2 8 0 ) K 0 9 8 9 .0 6? ? ? ?