【正文】 面底面以下深度）填料最小強度CBR（%）填料最大粒徑（cm）高級路面其他路面上路床（ 0～ 30cm）8610下路床（30～ 80cm）5410上路堤（80～150cm）4315下路堤（ 150cm）3215五 排水設(shè)計 路基排水目的和要求路基路面的強度與穩(wěn)定性同水的關(guān)系十分密切。路基路面的病害有多種，形成病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面設(shè)計、施工和養(yǎng)護中，必須十分重視路基路面排水工程。公路排水設(shè)施是公路工程必不可少的重要組成部分，在施工期可以提高施工效率，保障施工人員及設(shè)備的安全；在運營期，可以減少公路的返修率，減低維護費用，提高汽車運行的平穩(wěn)性和安全性，提高行車速度，保證正常的通車時間，減少交通事故。路基設(shè)計時，必須將影響路基穩(wěn)定性的地面水排除和攔截在路基用地范圍以外，并防止地面漫流、滯積或下滲。對影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應(yīng)予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當(dāng)?shù)牡攸c。 路基排水設(shè)計一般原則（1）排水設(shè)施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究實效、注意經(jīng)濟，并充分利用有利地形和自然水系。一般情況下地面和地下設(shè)置的排水溝渠，宜短不宜長，以使水流不過于集中，做到及時疏散，就近分流。（2）各種路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合，必要時可適當(dāng)?shù)脑鲈O(shè)涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基穩(wěn)定。路基邊溝一般應(yīng)用作農(nóng)田灌溉渠道，兩者必須合并使用時，邊溝的斷面應(yīng)加大，并予以加固，以防水流危害路基。（3）設(shè)計前查明水源和地質(zhì)條件，重點路段要進行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮排水與橋涵布置相配合，地下與地面排水相配合，平面布置與豎向布置相配合，做到路基路面綜合設(shè)計和分期修建。對于排水困難和地質(zhì)不良的路段，還應(yīng)與路基防護加固相配合，并進行特殊設(shè)計。（4）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝渠和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠，對于土質(zhì)松軟和縱坡較陡地段的排水溝渠，應(yīng)注意必要的防護與加固。（5）路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固使用，又必須講究經(jīng)濟效益。（6）為了減少水對路面的破壞作用，應(yīng)盡量阻止水進入路面結(jié)構(gòu)，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水，也可建筑具有能承受荷載和雨水共同作用的路面結(jié)構(gòu)。 路基排水系統(tǒng)設(shè)計步驟路基排水系統(tǒng)的布置，一般利用路線平面圖按下列步驟進行：（1）在路線平面圖上繪出必要的路塹坡頂線和路堤坡腳線，標(biāo)明路側(cè)棄土堆和取土坑的位置等。（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。為提高截流效果，截水溝大體沿等高線布置，與地面水流方向接近垂直。路塹上側(cè)有棄土堆時，棄土堆應(yīng)連續(xù)而不中斷，并在其上上設(shè)置截水溝。下坡一側(cè)的棄土堆，應(yīng)每隔50～100m設(shè)不小于1m的缺口，以利排水。（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。（4）根據(jù)沿線地下水的情況，設(shè)置必要的地下排水設(shè)施。（5）將攔截或匯集的水流，用排水溝管引排到指定的低洼、河溝或橋涵等處。排水溝應(yīng)力求短捷遠離路基，與其他水溝的聯(lián)結(jié)應(yīng)順暢。（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)。對穿過路基的河溝，一般均應(yīng)設(shè)橋涵，不要輕易改溝并涵?？紤]到路基排水或農(nóng)田灌溉的需要，也可增設(shè)涵洞。路基綜合排水系統(tǒng)設(shè)計，除在一般的路線平縱面圖上分別表明排水設(shè)施的名稱（類型）、地點、中心里程樁號、溝底縱坡、跨徑或?qū)挾?、長度、流向、進出口、擋水結(jié)構(gòu)等有關(guān)事項外，特殊復(fù)雜的排水地段應(yīng)繪制細部設(shè)計圖。 地面排水設(shè)施 邊溝設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡郊外側(cè)，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常與路基排水設(shè)計綜合考慮，使之起到邊溝的排水作用。溝設(shè)置在挖方路基路肩外側(cè)及低填方路基坡腳外側(cè)，與路中線平行的路肩外緣均應(yīng)設(shè)置的縱向人工溝渠，稱之為邊溝。其主要功能是匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水，以保證路基穩(wěn)定。邊溝排水量不大，一般不需要進行水文水力計算，依沿線具體條件，直接選用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面即可。邊溝由于緊靠路基，通常不允許其他排水溝渠的水流進入，亦不能與其他人工溝渠合并使用。邊溝不宜過長，應(yīng)盡量使溝內(nèi)水流就近排至路旁自然水溝或低洼地帶，必要時增設(shè)涵洞，將邊溝水引入路基另一側(cè)排出。邊溝的縱坡（出水口附近除外）一般與路線縱坡一致。平坡路段，%—%的最小縱坡。邊溝的縱坡一般與路線的縱坡一致。邊溝的橫斷面形式采用矩形，，邊溝采用漿砌片石。邊溝常用形式如圖：圖5—1 邊溝橫斷面圖(單位m) 截水溝截水溝一般設(shè)置在挖方路基邊坡頂以外或山坡路堤的上方的適當(dāng)位置，用以攔截路基上方流向路基的地面水，減輕邊溝的水流負擔(dān)，保護挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷和損害的人工溝渠，稱為截水溝（又稱天溝）。截水溝的橫斷面形式，一般為梯形，邊坡坡度一般采用1:，截水溝的位置應(yīng)盡量與地面水流方向垂直，以提高截水效能和縮短溝的長度。截水溝應(yīng)保證水流暢通，必要時配以急流槽或涵洞等泄水結(jié)構(gòu)物將水流引入指定地點。截水溝水流不應(yīng)引入邊溝，長度以200～500m為宜。圖5—2 路堤截水溝圖（單位m）六 擋土墻設(shè)計 擋土墻作用把防止路基或山體因重力作用而坍塌，主要起支撐作用的支擋結(jié)構(gòu)物稱為加固工程。本設(shè)計中的加固工程主要采用重力式擋土墻的形式。擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體的穩(wěn)定的建筑物。按照墻的設(shè)置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻和山坡墻等類型。本設(shè)計為二級公路，路基寬12m，根據(jù)該路段的原地面橫坡、地質(zhì)及材料來源情況，擬在該路段左側(cè)設(shè)置擋土墻以保證其路基穩(wěn)定。 重力式擋土墻驗算 基本參數(shù)墻面高度(m)：=5 墻背坡度(+,)：N= 墻面坡度：M=墻頂寬度(m)：= 墻趾寬度(m)：db= 墻趾高度(m)：dh=基地內(nèi)傾坡度：= 污工砌體容重(kN/m3)：=23路堤填土高度(m)：a=3 路堤填土坡度：=路基寬度(m)：=12 土路基寬度(m)：d=填料容重(kN/m3)：R=18 填料內(nèi)摩擦角(度)：φ=35 外摩擦角(度)：δ=基底摩擦系數(shù)：μ= 基底容許承載力：[σ0](kPa)=300擋土墻分段長度(m)：=10 計算結(jié)果（1）求破裂角θ假設(shè)破裂面交與荷載內(nèi)，采用相應(yīng)的公式計算：擋墻的總高度：H= 擋墻的基地水平總寬度：B==176。==則θ=arcotθ=176。驗算破裂面是否交于荷載的內(nèi)：堤頂破裂面至墻踵：(H+a)tanθ=荷載內(nèi)緣至墻踵：bHtanα+d=荷載外緣至墻踵：bHtanα+d+b0=故破裂面交于荷載的內(nèi)，與原假設(shè)相符，所選用公式正確。則計算圖示為：圖6—1擋土墻計算圖示（2）求主動土壓力系數(shù)K和K1====（3）求主動土壓力及作用點位置=====（4）抗滑穩(wěn)定性檢算擋土墻體積V= 擋土墻自重G==因為kc ≥ ，則抗滑穩(wěn)定性檢算通過。（5）抗傾覆穩(wěn)定性檢算=因為k0 ≥ ，則抗傾覆穩(wěn)定性檢算通過。（6）基底應(yīng)力檢算B===因為e≤B/6==因為σmax σ0，則基地應(yīng)力檢算通過 重力式擋墻設(shè)計如上圖所示七 路面設(shè)計 路面設(shè)計原則路面結(jié)構(gòu)是直接為行車服務(wù)的結(jié)構(gòu)，不僅受各類汽車荷載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中，經(jīng)受各種自然因素的作用。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。因此，做好路面設(shè)計是至關(guān)重要的。 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。由于路面工程量大，基墊層材料應(yīng)盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧?，并注意使用各類廢棄物。必要時，應(yīng)考慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、新材料、新施工工藝。同時，應(yīng)注意路面的功能和結(jié)構(gòu)承載力等是通過設(shè)計、施工、養(yǎng)護等共同保證的，可采用壽命周期費用分析技術(shù)合理確定路面類型和結(jié)構(gòu)。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是提供在特定的使用期限內(nèi)同所處環(huán)境相適應(yīng)并能承受與其交通荷載適用的路面結(jié)構(gòu)，同時設(shè)計路面結(jié)構(gòu)，便于改變道路行駛條件，提高服務(wù)水平，滿足汽車運輸?shù)囊螅虼寺访鎽?yīng)起碼具備三個方面的使用要求：平整、抗滑、承載能力。設(shè)計路段內(nèi)無不良地質(zhì)概況，沿線有小型石灰廠和水泥廠，砂石材料豐富；水泥與瀝青均需外運?？紤]到與水泥路面相比，瀝青混凝土路面表面平整、無接縫、行車舒適，便于機械化施工，能加快施工進度；當(dāng)破壞后，瀝青混凝土路面易于修補。故本設(shè)計采用瀝青混凝土路面 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?，F(xiàn)階段公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，我們應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進行設(shè)計。 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。（2）按路基土類與干濕類型:將路基劃分為若干路段(在一般情況下路段長不宜小于500m，若為大規(guī)模機械化施工，不宜小于lkm)，確定各路段土基回彈模量。（3）可參考規(guī)范推薦結(jié)構(gòu):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)。（4）根據(jù)設(shè)計彎沉值計算路面厚度: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。如不滿足要求，或調(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、提高極限抗拉強度，再重新計算。設(shè)計時，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計層，擬定面層和其他各層的厚度。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。 路面設(shè)計 設(shè)計資料本設(shè)計為雙車道二級公路，路面設(shè)計年限為15年，預(yù)測該路竣工后第一年的交通組成如下表7—1所示，在使用期內(nèi)交通量年平均增長率為8%。本路段沿線有大量碎石集料，并有水泥、石灰等供應(yīng)。表7—1 交通組成車型前軸重后軸重后軸