【正文】 22? （ 2－ 27） Rly 22? （ 2－ 28） 式中： R豎 曲線半徑， m； L豎曲線長， m； E外矢距 ， m； T切線長， m； ω－變坡角 ； ω=i1－ i2 i i2－分別為前后兩坡度線的坡度值（上坡為正，下坡為負(fù)） l豎曲線上任意一點(diǎn)到曲線起點(diǎn)或終點(diǎn)的水平距離 m y豎曲線上與 1 對應(yīng)到坡度線的高差， m，也稱修正值或豎距 豎曲線起、終點(diǎn)及其上各樁號(hào)高程的計(jì)算 （ 1）豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算式為：起點(diǎn)樁號(hào) =邊坡點(diǎn)樁號(hào) 切線長 （ 2）豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算式為：終點(diǎn)樁號(hào) =邊坡點(diǎn)樁號(hào) +切 線長 （ 3）豎曲線上各樁號(hào)設(shè)計(jì)高程的計(jì)算式為： 凸形豎曲線上的設(shè)計(jì)高程 =該樁號(hào)在切線上的設(shè)計(jì)高程 y 凹形豎曲線上的設(shè)計(jì)高程 =該樁號(hào)在切線上的設(shè)計(jì)高程 +y 豎曲線的設(shè)計(jì)結(jié)果見初步設(shè)計(jì)縱斷面圖（手工）。 按照此原則，我在設(shè)計(jì)中，根據(jù)《規(guī)范》要求，路面寬度為 ，路肩寬度為兩邊各 ，路基總寬為 。所以設(shè)計(jì)填方路段邊坡坡度為 1： ，挖方路段為 1： 1。具體作法是：假定地面線為平的，這樣路基或路塹就完全可以看作是標(biāo)準(zhǔn)梯形，由此可算出具有代表性樁號(hào)處的橫斷面積，像這樣的兩相鄰橫斷哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 面積平均之后乘以它們之間的距離，就可算出此段的土石方量，以此類推，直至算完。為此，我對這幾個(gè)具有決定性的分項(xiàng)工程作了計(jì)算。其路面結(jié)構(gòu)層的材料類型及厚度如下所示： 上面層： 細(xì)粒式瀝青混凝土 4cm 下面層： 粗粒式瀝青混凝土 5cm 基層 ： 瀝青碎石 6cm 基層 ： 二灰穩(wěn)定碎石 20cm 低基層： 石灰穩(wěn)定土 20cm 土基 結(jié)構(gòu)總厚度為 56cm,經(jīng)初算能夠滿足防凍的要求。 橋涵設(shè)計(jì) 小橋涵作為公路跨越小河流、山谷等天然或人工障礙物的主要構(gòu)造物， 在排水中起著舉足輕重的作用。現(xiàn)初步擬定它們的位置、類型、孔徑及數(shù)量。涵洞則用表格顯示如下： 表 2－ 5 兩方案涵洞個(gè)數(shù)、位置、類型、孔徑一覽表 方 案 一 方 案 二 個(gè)數(shù) 位置 孔徑 類型 個(gè)數(shù) 位置 孔徑 類型 1 K0+ 圓管 1 K0+ 圓管 2 K0+ 圓管 2 K1+ 圓管 3 K1+ 圓管 3 K1+ 圓管 4 K1+ 圓管 4 K1+ 圓管 5 K2+ 圓管 5 K2+ 圓管 6 K2+ 圓管 6 K4+ 蓋板 7 K3+ 圓管 7 K4+ 圓管 8 K3+ 圓管 8 K5+ 圓管 9 K4+ 蓋板 9 K5+ 圓管 10 K4+ 圓管 10 K6+ 圓管 11 K5+ 圓管 11 K6+ 圓管 12 K6+ 圓管 12 K7+ 圓管 13 K6+ 蓋板 13 K8+ 圓管 14 K6+ 圓管 15 K8+ 圓管 16 K8+ 圓管 17 K8+ 圓管 18 K8+ 圓管 注：上表孔徑單位為米 根據(jù)填挖高度以及橫斷面型式可以計(jì)算得到涵洞的長度。 方案比選 路線方案是路線設(shè)計(jì)中最根本的問題。所以方案比選應(yīng)在綜合考慮各方面因素下慎重進(jìn)行。 表 2－ 6 路線方案比選結(jié)果一覽表 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指 標(biāo) 備注 單位 方案一 方案二 路線長度 m 增長系數(shù) ﹪ 全線轉(zhuǎn)角數(shù) 個(gè) 9 7 轉(zhuǎn)角總和 176?！洹? 46 59 01 43 18 35 平曲線 圓曲線 最小半徑 /個(gè)數(shù) m/個(gè) 600/3 600/3 緩和曲線 最小長度 /個(gè)數(shù) m/個(gè) 250/1 250/1 豎曲線 最大半徑 m 20xx0 50000 最小半徑 m 3000 10000 限制行車 速度的路段長度 m 650 400 與原有公路及鐵路交叉數(shù)目 個(gè) —— —— 縱坡 最大縱坡 ﹪ 最小縱坡 ﹪ 土石方 填方 m3 挖方 m3 路面 m2 用地 m2 橋梁 坐 /（跨徑） 座 1/30 1/20 涵 米蓋板涵 個(gè)數(shù) /總長 道 /m 6/ 7/ 米圓管涵 個(gè)數(shù) /總長 道 /m 5/ 2/ 米圓管涵 個(gè)數(shù) /總長 道 /m 3/ 2/ 米圓管涵 個(gè)數(shù) /總長 道 /m 2/ 1/ 洞 米蓋板涵 個(gè)數(shù) /跨徑 道 /m 2/ 1/ 比 較 結(jié) 果 推薦 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 其中上表中的增長系數(shù)及轉(zhuǎn)角平均度數(shù)是用下面的式子計(jì)算的： %100/ ?? PLr （ 2－ 30） 式中： r路線增長系數(shù) L路線實(shí)際長度 P路線起、終點(diǎn)間的直線距離 nni i /1??? ?? （ 2－ 31） 式中 α 轉(zhuǎn)角平均度數(shù) n轉(zhuǎn)角個(gè)數(shù) α i 任一轉(zhuǎn)角的度數(shù) 方案一和方案二的 P 值分別為 和 ，其它數(shù)值指標(biāo)在上表中都有體現(xiàn)，這里就不再贅述。 方案一：地勢起伏不太大，比較平坦，但跨越的埡口標(biāo)高較高，為了使線形走向較好，所以路線在埡口處轉(zhuǎn)向顯得較陡；路線較長，相應(yīng)的工程量較大；占用的土地面積較大；且在村落間有一段沼澤地，使得填方量大大增加，要想使路基穩(wěn)定，需投入大量的資金。 方案二：整個(gè)路線的走向非常明確 ,路線的整體長度減少，使工程造價(jià)大大降低；跨越的埡口的控制標(biāo)高也較小，所以整體線形較好；該路線為沿谷線， 但離 河 谷又不是很近，受到洪水威脅的危險(xiǎn)性很小，這樣就為施工帶來了很大的方便。但只要把基層及路面的排水問題解決了，面臨的問題也就迎刃而解。 通過以上的比較可以看出：方案二較方案一更優(yōu)，為選擇方案。因?yàn)榇硕温芳扔袌嚎?，又有雞爪溝地形，給縱斷面設(shè)計(jì)和排水設(shè)計(jì)增加了難度。鑒于此，在以后的詳細(xì)設(shè)計(jì)中就可以有的放矢了。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，現(xiàn)把原地形圖放大比例到 1： 20xx。 詳細(xì)平面設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)的路段中，共包括 JD2～ JD5 這 4 個(gè)交點(diǎn)，相應(yīng)的導(dǎo)線位置沒有明顯的變化，只是高程有所改變。在整公里處設(shè)置整樁號(hào)標(biāo)記，標(biāo)在前進(jìn)方向右側(cè)。詳細(xì)設(shè)計(jì)則有所不同。路線兩端用與路線垂直的點(diǎn)劃線分開，但首尾樁號(hào)相銜接，使之能成為一個(gè)完美的整體。根據(jù)所量取的結(jié)果，可以放映出所選路段的地面起伏情況，這是在縱向 1： 20xx，橫向 1： 200 的圖上進(jìn)行的，其精度比初步設(shè)計(jì)有所提高。所以在詳細(xì)設(shè)計(jì)中，選擇了重新做拉坡設(shè)計(jì)，把排水、平縱配合、工程經(jīng)濟(jì)作為重點(diǎn)考慮對象，并重新設(shè)計(jì)了豎曲線。具體的 設(shè)計(jì)過程、方法、原則等在初步設(shè)計(jì)中已經(jīng)提及，在這里不再贅述。 詳細(xì)橫斷面設(shè)計(jì) 公路橫斷面由行車道、路肩、邊溝、邊坡以及護(hù)坡道等部分組成。路肩為土路肩，兩邊各 。 具體做法是：沿路線兩側(cè)各 20m，量取與主點(diǎn)樁號(hào)或整樁號(hào)相對應(yīng)的點(diǎn)的高程，根據(jù)三點(diǎn)高程就可以初步反 映道路兩側(cè)的起伏情況，聯(lián)系填挖高度，就能用事先做好的模板把路基的橫斷面體現(xiàn)出來，把逐樁橫斷就畫出來了。并根據(jù)設(shè)計(jì)中所出現(xiàn)的橫斷面型式，畫出不同類型的路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖，用于指導(dǎo)施工。計(jì)算方法如下式所示： LAAV ??? 2 21 （ 3－ 1） 式中： A A2相鄰兩樁號(hào)的橫斷面面積， m2； L相鄰兩樁號(hào)之間的距離， m； 至于調(diào)配，半填半挖斷面中，先本樁利用，然后再作縱向調(diào)運(yùn)；調(diào)配時(shí)哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 采取了就近原則，并盡量從高出往低處調(diào)運(yùn)。 詳細(xì)的計(jì)算及調(diào)配過程見土石方調(diào)配表。路基的強(qiáng)度是否足夠大，路基的穩(wěn)定性是否足夠好，將直接關(guān)系到道路的性能和使用年限。 在防護(hù)工程上，邊坡采用方塊預(yù)制混凝土板作為坡面防護(hù)措施，并在其間植草，加強(qiáng)了邊坡的穩(wěn)定性。在地面坡度較陡的路段還設(shè)置了護(hù)坡道，以增加路基的穩(wěn)定性。但由于取土較多，最好設(shè)置取土坑。 道路排水設(shè)計(jì) 水是危害路基路面的主要因素，路基路面的各種病害無不與地面水和地下水的浸濕及沖刷作用有關(guān)。根據(jù)設(shè)計(jì)資料可知，本地區(qū)是山嶺地區(qū)，其地下水埋藏較深（山坡地下水 3 米以下），無不良地質(zhì)路段。下面就公路排水系統(tǒng)的主要組成部分 —— 路面排水和路基排水分別加以描述。 本設(shè)計(jì)中采用直線型路拱，坡度為 %。 在路面的外側(cè)還設(shè)置了 土路肩，為了使雨水向外排， 且與路面連接處不出現(xiàn)凹型，最終確定路肩橫 坡度為 2%。本設(shè)計(jì)中，挖方路基的外側(cè)、填土高度小于邊溝深度的填方路段坡腳外側(cè)以及填方高度較大但地面坡度較陡處均設(shè)置了邊溝。 在詳細(xì)設(shè)計(jì)的中間路段內(nèi)，由于填方較大，所以路堤與路面下構(gòu)成的三角區(qū)足以攔截路基上方流向路基的地面水，并使之順利的流向涵洞或排水區(qū)。其型式與邊溝一樣。排水溝的平面位置取決于排水的要求與當(dāng)?shù)氐牡匦?，靈活性很大，本設(shè)計(jì)中，排水溝采用梯形斷面，底寬和深度不小于 ，溝底坡度大于 %，長度沒有超過 500m。具體見排水總體規(guī)劃圖。本設(shè)計(jì)中考慮到圓管涵施工方便，經(jīng)濟(jì)便利，所以型式均為無壓力式圓管涵。 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊》，設(shè)計(jì)涵洞采用的方法為徑流形成法，此法是以暴雨資料為主推算小流域洪水流量的一種方法，是公路部門目前普遍使用的一種計(jì)算方法，但公式只適用于匯水面積 F≤ 30k ㎡的小流域。以下系數(shù)及表均由此書中摘取。 圓管涵凈空高 4d?? ，不升高的進(jìn)水口水深 ???? dH ，得涵前水深 1 ??? HH ， 查表 517 得 0 ?Hhc ， 管內(nèi)收縮斷面水深 ch = =， 則臨界水深 ??? ck hh， 故管內(nèi)充水程度 ??dhk ，查表 518 得 52 ?gdQ，能夠通過的最大泄流量 ???? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 設(shè)計(jì)洪峰流量ps QFFQ ?? （ 3－ 3） 式中： sQ －擬建小橋涵處設(shè)計(jì)洪峰流量（ m3/s） F F2－分別為形態(tài)斷面處及擬建小橋涵處的匯水面積（ km2） 經(jīng)計(jì)算得 F1＝ km2， F2＝ km2，所以 sQ = m3/s . 因?yàn)??sQ m3/s＜ Q =，所以選用一個(gè)孔徑 d 為 的圓管涵是合適的。 （ 3）確定涵洞的長度 )( )( 0 ??? ????? ??? mi hHmBL 上上上 m )( )( 0 ??? ????? ??? mi hHmBL 下下下 m 其中 B ：路基寬度，為 米 B 上 、 B 下 ：由路基中心至上，下游路基邊緣的寬度，當(dāng)路基無加寬時(shí)均為 ，即為 米。由于考慮試驗(yàn)的專題是研究瀝青碎石成型方法，故我們在此詳細(xì)設(shè)計(jì)的路段上，采用瀝青路面的 結(jié)構(gòu)，為后面專題的研究提供方便 ,同時(shí)也緩解半剛性基層在路面結(jié)構(gòu)中帶來的種種弊端。1 39。 ???????? ?? PPnCCN iikii 式中： N－標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次 /日 iP －被換算車輛的各級軸載， KN P－標(biāo)準(zhǔn)軸載， KN in －被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次 /日 K被換算車輛的類型數(shù) 39。1C ＝ 1+2 )1( ?m 39。 本設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)采用交通部推薦的專業(yè)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件（ APDS）進(jìn)行計(jì)算，具體結(jié)果可見下面的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告。 本結(jié) 構(gòu)面層為瀝青混凝土類。 基層類型系數(shù)為 。Ｃ 2i 驗(yàn)算半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底最大拉應(yīng)力時(shí)，累計(jì)軸載作用次數(shù)可按下 式換算： ｋ Ｐ i Ｎ＝ ∑Ｃ 1i（───） ｎ i i=1 Ｐ 本設(shè)計(jì)拉應(yīng)力設(shè)計(jì)累計(jì)軸次數(shù)為： 萬次。 道路凍深的確定與材料熱物性、橫斷面類型、路基潮濕類型和凍結(jié)指數(shù) 有關(guān)，可按下式計(jì)算： ｈ d＝ａｃ 日），其值應(yīng)根據(jù)氣象部門的觀測資料計(jì)算確定。 本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)厚度，滿足防凍厚度要求！ 設(shè)計(jì)與驗(yàn)算結(jié)果： 表 34 路面設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 設(shè)計(jì)彎沉值 (1/100mm) 按彎沉指標(biāo)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)層厚度 (cm) 滿足第 1 層拉應(yīng)力指標(biāo)的設(shè)計(jì)層厚度 (cm) 滿足第 2 層拉應(yīng)力指標(biāo)的設(shè)計(jì)層厚度 (cm) 滿 足第 4 層拉應(yīng)力指標(biāo)的設(shè)計(jì)層厚度 (cm) 0 滿足第 5 層拉應(yīng)力指標(biāo)的設(shè)計(jì)層厚度 (cm) 表 35 路面驗(yàn)算結(jié)果匯總 當(dāng)設(shè)計(jì)層厚度取 cm 時(shí)的指標(biāo)值 表面實(shí)際彎沉值為： 1/100mm d＝ 第 1層底拉應(yīng)