長(zhǎng)沙理工大學(xué)-巴達(dá)高速公路路基路面工程綜合設(shè)計(jì)-蔡俊麟

長(zhǎng)沙理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE43摘要本次設(shè)計(jì)為巴達(dá)高速公路路基路面工程綜合設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：(1)路線設(shè)計(jì)：平曲線設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)。(2)路基設(shè)計(jì)：排水設(shè)計(jì)、涵洞設(shè)計(jì)。(3)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此公路全長(zhǎng)317公里，公路等級(jí)為高速公路，設(shè)計(jì)年限為15年，設(shè)計(jì)車速為80km/h，單車道寬度為3.75米，路基寬度為24.5米，有中央分隔帶，雙向四車道。在本設(shè)計(jì)中主要完成的任務(wù)有以下幾個(gè)方面:首先進(jìn)行了路線方案的比選，在兩條線路中選出了線形好，造價(jià)低的路線，然后確定路線等級(jí)及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在平面線形設(shè)計(jì)中，確定3個(gè)交點(diǎn)，其中平曲線的最大半徑為1400米，最小半徑為600米。豎曲線共有7個(gè)變坡點(diǎn)?？v斷面上最大坡度為5.0%。在確定路中線各點(diǎn)高程后，進(jìn)行路線縱斷面設(shè)計(jì)?？v斷面設(shè)計(jì)主要根據(jù)路線的排水要求和最大、最小縱坡和坡長(zhǎng)要求進(jìn)行拉坡設(shè)計(jì)和豎曲線要素計(jì)算。最后，根據(jù)路基排水設(shè)計(jì)、路線超高計(jì)算繪制橫斷面圖。由橫斷面設(shè)計(jì)計(jì)算出各段土石方的填挖數(shù)量，對(duì)各段進(jìn)行土石方調(diào)配。整個(gè)公路線形美觀，行車舒適。關(guān)鍵詞：縱斷面;橫斷面;路基;橋梁AbstractThedesignfortheBaDashighroaddesign.Themaindesignelementsinclude:(1)linedesign:thedesignofhorizontalcurve,verticalalignmentdesign,cross-sectionaldesign.(2)theroadbedDesign:drainagedesign,culvertdesign.(3)DesignofPavementStructures.Thisroadis3.1kminlength,highwayratingofthesecondaryroads,thedesignlifeof15years,andadesignspeedof80km/h,bicyclepaths,awidthof3.75meters,aroadbedwidthof24.5meters,thecentralmedian,four-lanefour-way.

Inthisdesign,mainlytocompletethetaskinthefollowingareas:

Firstlineprogram,agoodlinear,lowcostrouteselectedtwolines,andthendeterminetheroutehierarchyanditstechnicalstandards,andinhorizontalalignmentdesigntodeterminethethreeintersection,includingflatcurveofthemaximumradius1400m,theminimumradiusof600meters.Verticalcurvefromsevenpointofgradientchange.Themaximumgradientontheverticalsectionof5.0%.Indeterminingtheroadcenterlinepointelevation,routeProfileDesign.Longitudinaldesignismainlybasedontherequirementsofthepull-slopedesignandverticalcurveelementstocalculatetherouteofdrainagerequirementsandthemaximum,minimumlongitudinalslopeandslopelength.Finally,accordingtotheroadbeddrainagedesign,ultraroutecalculationtodrawcross-sectionaldiagram.Calculatethenumberofparagraphsearthworkexcavationandfillingbythecross-sectionaldesign,earthworkallocationforeachparagraph.Linearappearanceoftheentireroad,andridecomfort.

Keywords:verticalsection;cross-section;roadbed;bridge巴達(dá)高速公路路基路面工程綜合設(shè)計(jì)第一章前言1.1公路建設(shè)的意義1.1.1概況湖南位于江南，屬于長(zhǎng)江中游地區(qū)，東臨江西，西接重慶、貴州，南毗廣東、廣西，北與湖北相連，湖南幅員遼闊，是我國東南腹地。因全省大部分地處洞庭湖以南而得名，因省內(nèi)最大河流湘江流貫全境而簡(jiǎn)稱“湘”，因自古廣植木芙蓉而有“芙蓉國”之稱。湖南歷史悠久、人文薈萃、名人輩出，“惟楚有才，于斯為盛”。湖南物產(chǎn)富饒，素有“湖廣熟，天下足”之譽(yù)，是著名的“魚米之鄉(xiāng)”。全省轄14個(gè)地州市、122個(gè)縣（市、區(qū)）。湖南是中西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展最活躍的省區(qū)之一，尤其文化產(chǎn)業(yè)走在全國的前列。土地面積21.18萬平方公里，占全國國土面積的2.2%,在各省市區(qū)面積中居第10位。1.2氣候特點(diǎn)湖南為大陸性亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，氣候具有三個(gè)特點(diǎn)：第一、光、熱、水資源豐富，三者的高值又基本同步。第二，氣候年內(nèi)變化較大。冬寒冷而夏酷熱，春溫多變，秋溫陡降，春夏多雨，秋冬干旱。氣候的年際變化也較大。第三，氣候垂直變化最明顯的地帶為三面環(huán)山的山地。尤以湘西與湘南山地更為顯著。湖南年日照時(shí)數(shù)為1300-1800小時(shí)，湖南熱量豐富。年氣溫高，年平均溫度在15-18℃之間。湖南冬季處在冬季風(fēng)控制下，而東南西三面環(huán)山，向北敞開的地貌特性，有利于冷空氣的長(zhǎng)驅(qū)直入，故一月平均溫度多在4-7℃之間，湖南無霜期長(zhǎng)達(dá)260-310天，大部分地區(qū)都在280-300天之間。年平均降水量在1200-1700毫米之間，雨量充沛，為我國雨水較多的省區(qū)之一。1.2.2降水量及地下水湖南省河網(wǎng)密布，流長(zhǎng)5公里以上的河流5341條，總長(zhǎng)度9萬公里，其中流域面積在55000平方公里以上的大河11117條。省內(nèi)除少數(shù)屬珠江水系和贛江水系外，主要為湘、資、沅、澧四水及其支流，順著地勢(shì)由南向北匯入洞庭湖、長(zhǎng)江，形成一個(gè)比較完整的洞庭湖水系。湘江是湖南最大的河流，也是長(zhǎng)江七大支流之一；洞庭湖是全省最大的湖泊，跨湘、鄂兩省。全省天然水資源總量為中國南方9省之冠。1.2.3地形與地貌擬建公路位于大圍山附近洞庭湖平原位于湖南省東北部。范圍東起岳陽、汨羅，西到臨澧、常德、桃源，南至益陽、喬口、湘陰，北接湖北荊江以南。面積12690平方公里(湖南省境內(nèi))。海拔30—50米。系洞庭湖長(zhǎng)期淤積、湖底出露而成的湖積沖積平原。洞庭湖平原與湖北省中南部的江漢平原合稱兩湖平原。其是全國三大平原之一的長(zhǎng)江中下游平原的重要組成部分。全省以山地、丘陵為主，山地面積1084.9萬公頃，占全省總面積的51．22%；丘陵面積326.27萬公頃，占15.40%；崗地面積293.8萬公頃，占13.87%；平原面積277.9萬公頃，占13.12%；水面135.33萬公頃，占6.39%。第二章平面設(shè)計(jì)資料2.1選線2.1.1山嶺重丘區(qū)選線原則山嶺區(qū)是地面高度變化大的地區(qū)，有時(shí)有輕微的波狀起伏和傾斜。雖然地勢(shì)比較平坦，路線縱坡及曲線半徑等幾何因素比較容易達(dá)到較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但往往由于受當(dāng)?shù)刈匀粭l件和地物的障礙，選線是應(yīng)考慮多方面的因素。山嶺區(qū)地形對(duì)路線的限制大，路線的基本線形應(yīng)是短捷順直。為了增進(jìn)路容的美觀，需要把路線的平，縱面配合好。在坡度轉(zhuǎn)折處設(shè)置適當(dāng)?shù)呢Q曲線也是必要的。重丘區(qū)選線原則上與山區(qū)基本相同，但應(yīng)更多注意利用地形，協(xié)調(diào)平，縱線形的組合。既不宜過分遷就微小地形，造成縱面不必要的起伏，也不宜過分追求直線，造成工程量不必要的增加。2.1.2以平面為主安排路線因受縱坡限制不大，布線時(shí)應(yīng)在基本符合路線走向的前提下，深入調(diào)查研究沿線自然環(huán)境，正確處理好地物、地質(zhì)的避讓與趨就，選擇一條短捷順直的路線方案。選線時(shí)，首先在起終點(diǎn)及中間必須經(jīng)過的工廠、農(nóng)場(chǎng)及風(fēng)景區(qū)作為主要控制點(diǎn)，了解農(nóng)田優(yōu)劣及建筑群、水電設(shè)施、跨河橋位等地物的分布，確定避讓方法。2.1.3線形與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)山嶺區(qū)區(qū)選線要求路線方向直捷，線形舒順，可能采用較高標(biāo)準(zhǔn)。兩個(gè)小控制點(diǎn)之間以兩點(diǎn)直線連接的路線是最理想的，當(dāng)路線必須轉(zhuǎn)折時(shí)，相鄰曲線間應(yīng)盡量有較長(zhǎng)的直線，以便曲線之間有充足的過渡時(shí)間，但不能片面的追求長(zhǎng)直線，平曲線盡量采用大半徑，小偏角，從而保證線形的平順。路線縱坡不應(yīng)頻繁起伏，也不宜過于平緩而造成排水不良。山嶺區(qū)路基一般以低路堤為主，但必須做好排水設(shè)計(jì)，以確保路基的穩(wěn)定和堅(jiān)固，同時(shí)還應(yīng)考慮縱坡和排灌渠位及其高度的配合。2.1.4處理好與農(nóng)業(yè)的關(guān)系山嶺區(qū)農(nóng)田成片，渠道縱橫交錯(cuò)，路線布設(shè)時(shí)要注意與農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)系，與農(nóng)田灌溉、水利設(shè)施建設(shè)相結(jié)合，從支援農(nóng)業(yè)出發(fā)，布線應(yīng)處理好以下問題：做到盡量少占或不占高產(chǎn)田。全面分析比較，使路線既不片面求直而占用大量良田，也不片面強(qiáng)調(diào)不占用良田而使路線彎曲較多，造成行車條件惡化。路線布設(shè)應(yīng)緊密與農(nóng)田水利建設(shè)相配合。當(dāng)路線靠近河邊低洼的村莊或田地通過時(shí)，應(yīng)爭(zhēng)取靠河岸布線，利用公路的防護(hù)措施兼保護(hù)農(nóng)田之用。2.1.5路線與城鎮(zhèn)的聯(lián)系山嶺區(qū)有較多的城鎮(zhèn)、村莊、工業(yè)區(qū)及其他公用設(shè)施，布線時(shí)應(yīng)結(jié)合工路性質(zhì)正確處理穿越與避繞、拆遷和保留的關(guān)系高等級(jí)公路應(yīng)做到“靠村不進(jìn)村，利民不擾民”；一般公路應(yīng)經(jīng)地方同意可穿越城鎮(zhèn)，但應(yīng)有足夠的路基寬和行車視距，以保證行人、行車的安全。路線應(yīng)盡量避開重要的電力、電訊設(shè)施。2.1.6路線與橋涵的配合中小橋涵的位置應(yīng)服從路線走向，大橋位置原則上應(yīng)服從路線基本走向，一般作為路線走向的控制點(diǎn)，在滿足橋頭接線的要求下，橋路綜合考慮。當(dāng)路線填高較大時(shí)，（h〉10m）,則應(yīng)進(jìn)行高路堤與高架橋的費(fèi)用比較，有時(shí)高架橋的工程費(fèi)用稍高一些，但能永久地節(jié)省土地資源，高架橋也是合算的。2.1.7注意土壤水文條件山嶺區(qū)的土壤水文條件較差，特別是河網(wǎng)湖區(qū)，地勢(shì)低平，地下水位高，使路基穩(wěn)定性差，因此應(yīng)盡可能沿接近分水嶺的地勢(shì)較高處布線。當(dāng)路線遇到面積較大的湖塘，泥沼和洼地時(shí)，一般應(yīng)繞避；如需要穿越時(shí)，應(yīng)選擇最窄最淺和基底坡面較平緩的地方通過，并采取有效措施，保證路基的確定。2.1.8充分利用舊路新建公路應(yīng)盡可能利用舊路，但要注意從公路的遠(yuǎn)期發(fā)展考慮，根據(jù)該路在路網(wǎng)中的地位和作用，嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)舊路進(jìn)行改造，不能利用的可恢復(fù)成為耕田或改為通行農(nóng)業(yè)機(jī)械的道路。2.路基取土不能亂挖亂取、破壞農(nóng)田，造成路基兩邊積水。取土應(yīng)進(jìn)行全面規(guī)劃，采用大面積集中取土的方法。山嶺區(qū)一般不缺乏砂石建筑材料，路線可能靠近建筑材料產(chǎn)地，減少了施工、養(yǎng)護(hù)、材料運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用。2.1.10山嶺區(qū)公路選線依據(jù)山嶺區(qū)公路選線的依據(jù)主要有交通部頒發(fā)的規(guī)范，實(shí)測(cè)和預(yù)測(cè)交通量，地形圖，地方政府以及建設(shè)單位下發(fā)的文件，會(huì)議紀(jì)要，設(shè)計(jì)任務(wù)書等，它們是路線設(shè)計(jì)不可缺少的資料。2.2山嶺區(qū)選線設(shè)計(jì)2.2.1公路等級(jí)的確定根據(jù)規(guī)范《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTGB01-2003：高速公路：一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000輛以上。一級(jí)公路：一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的年平均日交通量15000-55000輛。二級(jí)公路：一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的年平均日交通量5000-15000輛。三級(jí)公路：一般能適應(yīng)按各種汽車（包括摩托車）折合成中型載重汽車的遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限的年平均晝夜交通量為1000-4000輛以上的公路。四級(jí)公路：一般能適應(yīng)按各種汽車（包括摩托車）折合成中型載重汽車的遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限的年平均晝夜交通量雙車道1500輛以下，單車道200輛以下。具體車輛折算系數(shù)如下表:表2-1車輛折算系數(shù)表車型車輛折算系數(shù)說明小客車1.0≤19座的客車和載質(zhì)量≤2t的貨車中型車1.5＞19座的客車和載質(zhì)量＞2t～7t的貨車大型車2.0載質(zhì)量＞7t～≤14t的貨車拖掛車3.0載質(zhì)量＞14t的貨車2.2.2山嶺區(qū)公路的主要技術(shù)指標(biāo)表2-3技術(shù)指標(biāo)表[1]設(shè)計(jì)車速80km/h平曲線一般最小半徑400m極限最小半徑250m緩和曲線最小長(zhǎng)度70m不設(shè)超高的圓曲線最小半徑路拱≤2.0％2500m路拱＞2.0％3350m曲線最小坡長(zhǎng)200m最大縱坡5%凸曲線一般最小半徑4500m極限最小半徑3000m凹曲線一般最小半徑3000m極限最小半徑2000m豎曲線最小長(zhǎng)度100m同向曲線間的最小長(zhǎng)度480m反向曲線間的最小長(zhǎng)度160m2.2.3帶有緩和曲線的平曲線計(jì)算公式=1\*GB2⑴有緩和曲線的圓曲線要素計(jì)算公式在簡(jiǎn)單的圓曲線和直線連接的兩端，分別插入一段回旋曲線，即構(gòu)成帶緩和曲線的平曲線。其要素計(jì)算公式如下：2-12-22-32-42-52-62-72-8式中:——總切線長(zhǎng)（m）；——總曲線長(zhǎng)（m）；——外距(m）；——校正數(shù)（m）；——主曲線半徑（m）；——路線轉(zhuǎn)角；——緩和曲線終點(diǎn)處的緩和曲線角；——緩和曲線切線增值（m）；——設(shè)緩和曲線后，主圓曲線的內(nèi)移值（m）；——緩和曲線長(zhǎng)度（m）；——圓曲線長(zhǎng)度（m）。=2\*GB2⑵主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算ZH（樁號(hào)）=JD（樁號(hào)）-THY（樁號(hào)）=ZH（樁號(hào)）+LsYH（樁號(hào)）=HY（樁號(hào)）+LyHZ（樁號(hào)）=YH（樁號(hào)）+LsQZ（樁號(hào)）=HZ（樁號(hào)）-L/2JD（樁號(hào)）=QZ（樁號(hào)）+J/2第三章縱斷面設(shè)計(jì)計(jì)算3.1縱斷面設(shè)計(jì)方法與原則縱斷面反映了路線縱坡的變化、路中線位置地面的起伏,設(shè)計(jì)線與原地面的高差的等情況，它與路線平面、公路橫斷面結(jié)合起來，可以完整的表達(dá)出路線作為空間曲線的三維立體線形效果。縱斷面設(shè)計(jì)主要包括縱坡和豎曲線的設(shè)計(jì)。在縱斷面設(shè)計(jì)中，首先繪制路線經(jīng)由地帶的縱斷面地面線，依據(jù)平面選線確定的控制點(diǎn)、道路里程樁號(hào)及其高程、填挖平衡經(jīng)濟(jì)點(diǎn)及與周圍景觀的協(xié)調(diào)，綜合考慮平、縱、橫三方面試定坡度線，再用橫斷面圖檢查、調(diào)整，確定縱坡值，確定豎曲線半徑，計(jì)算設(shè)計(jì)高程及填挖高度。該路地處山嶺區(qū)，土地資源寶貴，本項(xiàng)縱斷面設(shè)計(jì)采用小縱坡，微起伏與該區(qū)域農(nóng)田相結(jié)合，盡量降低路堤高度，路線縱斷面按百年一遇，設(shè)計(jì)洪水位的要求和確保路基處于干燥和中濕狀態(tài)，所需的最小填筑高度來控制標(biāo)高線形設(shè)計(jì)上避免出現(xiàn)斷背曲線，反向豎曲線之間直線長(zhǎng)度不足3秒行程的則加大豎曲線半徑，使豎曲線首尾相接。此外，所選用的半徑還滿足行車視距的要求，另外，豎曲線的縱坡最小采用0.3%以保證排水要求。山嶺重丘區(qū)高速公路縱斷面設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)：最大縱坡：3%最小縱坡：0.3%最大容許合成坡度：10.0%最小坡長(zhǎng)：400m豎曲線最小半徑：凸曲線一般最小半徑：17000m凹曲線一般最小半徑：6000m各級(jí)公路的最大縱坡及坡長(zhǎng)長(zhǎng)度限制不易輕易采用，而應(yīng)有適當(dāng)?shù)挠嗟?。為了有利于路面排水和邊溝排水，一般情況下，以采用不小于0.3%縱坡為宜。坡長(zhǎng)限制主要是控制一般縱坡的最小坡長(zhǎng)。高速公路，當(dāng)連續(xù)陡坡由幾個(gè)不同坡度的坡段組合而成時(shí)，應(yīng)對(duì)縱坡長(zhǎng)度受限制的路段采用平均坡度法進(jìn)行驗(yàn)算。3.2平縱線形的協(xié)調(diào)線形組合設(shè)計(jì)是在平面設(shè)計(jì)和縱斷面設(shè)計(jì)基本確定的基礎(chǔ)上對(duì)平縱線形進(jìn)行調(diào)整組合，使其滿足視覺連續(xù)，心里感覺舒適，使道路與周圍環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)，并考慮到排水的要求，成為連續(xù)、圓滑、順適、美觀的空間曲線。當(dāng)計(jì)算行車速度≥80km/h時(shí)，對(duì)路線進(jìn)行線形組合設(shè)計(jì)尤為重要。平縱線形配合的基本原則應(yīng)能在視覺上自然誘導(dǎo)司機(jī)的視線，并保證視覺的連續(xù)性；平縱線形技術(shù)指標(biāo)應(yīng)大小均衡，使線形在視覺上、心理上保持協(xié)調(diào)；選擇組合適當(dāng)?shù)暮铣善露龋岳诼访媾潘托熊嚢踩?；平曲線應(yīng)和豎曲線重合，且平曲線應(yīng)比豎曲線長(zhǎng)，應(yīng)符合“平包縱”的原則；坡度的控制應(yīng)與線形組合設(shè)計(jì)相結(jié)合，有條件的，一般最大合成坡度不小于10%，應(yīng)避免急彎與陡坡相重合的線形；線形應(yīng)避免的組合。3.3豎曲線計(jì)算3.3.1簡(jiǎn)述公路路線總長(zhǎng)3117.404米，全線共設(shè)7個(gè)豎曲線，其中4個(gè)凸曲線，3個(gè)凹曲線。3.3.2豎曲線要素的計(jì)算公式豎曲線要素的計(jì)算公式匯總?cè)缦拢?-13-23-33-4式中R——豎曲線半徑，m；T——切線長(zhǎng)，m；L——豎曲線長(zhǎng)，m；E——外矢距，m；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，l∈[0,T],m；y——豎曲線上與相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)到坡度線的高差，m，也稱為修正值或豎距。3.3.3豎曲線設(shè)計(jì)⑴變坡點(diǎn)1:K68+800.012已知：i4=-1.587%，i5=-4.999%，則：ω=i5-i4=-4.999%+1.587%=-0.0341<0設(shè)置凹曲線，設(shè)半徑R=3000m，曲線要素計(jì)算如下：具體數(shù)值詳見《豎曲表》。第四章路線橫斷面設(shè)計(jì)公路是具有一定寬度的帶狀結(jié)構(gòu)物，垂直于路中心線方向上的剖面叫橫斷面，這個(gè)剖面的圖形叫橫斷面圖，它反映了路基的形狀和尺寸，橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)符合公路建設(shè)的基本原則和現(xiàn)行《規(guī)范》規(guī)定的具體要求。設(shè)計(jì)前要充分了解工程地質(zhì)和水文等自然條件，并更具公路等級(jí)、行車要求、自然條件結(jié)合施工方法，做出正確合理的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要兼顧當(dāng)?shù)鼗窘ㄔO(shè)的需要，盡可能與其配合，不能任意減、并農(nóng)田排灌溝渠，當(dāng)灌溉溝渠必須沿路基通過時(shí)，如流量較小，縱坡適宜，可考慮與路基邊溝合并，但邊溝斷面應(yīng)適當(dāng)加大。路基穿過耕地時(shí)，為了節(jié)約用地，如當(dāng)?shù)厥戏奖?，可修建石砌邊坡，或修筑直立的加筋土擋墻。地面水和地下水?yán)重影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，須采取攔截或迅速排至路基外的措施。設(shè)計(jì)排水設(shè)施時(shí)，應(yīng)保證水流排泄暢通，并結(jié)合附近農(nóng)田灌溉，綜合考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.1橫斷面的組成公路橫斷面的組成和各部分的尺寸要根據(jù)設(shè)計(jì)交通量、交通組成、設(shè)計(jì)車速、地形條件等因素確定。在保證必要的通行能力和交通安全與暢通的前提下，盡量做到用地省、投資少，使道路發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。公路橫斷面由行車道、路肩、中間帶、邊溝、邊坡、截水溝以及護(hù)坡道等部分組成。4.2路基的類型通常根據(jù)公路路線設(shè)計(jì)確定的路基標(biāo)高與天然地面標(biāo)高是不同的，由于填挖情況的不同，路基橫斷面的典型形式，可歸納為路堤、路塹和填挖結(jié)合三種類型。4.2.1路堤路堤是指全部用巖土填筑而成的路基。按路堤的填土高度不同，劃分為矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.0-1.5m者，屬于矮路堤；填土高度大于18m（土質(zhì)）或20m（石質(zhì)）的路堤屬于高路堤；填土高度在1.5-18m范圍內(nèi)的路堤為一般路堤。矮路堤常在平坦地區(qū)取土困難時(shí)選用。平坦地區(qū)地勢(shì)低，水文條件較差，易受地面水和地下水的影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意滿足最小填土高度的要求。力求不低于規(guī)定的臨界高度，使路堤處于干燥或中濕狀態(tài)。路基兩側(cè)均應(yīng)設(shè)邊溝。高路堤的填方數(shù)量大，占地多，為使路基穩(wěn)定和橫斷面經(jīng)濟(jì)合理，需要進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)，高路堤和浸水路堤的邊坡可采用上陡下緩的折線形式。為防止水流的侵蝕和沖刷坡面，高路堤和浸水路堤的邊坡，須采取適當(dāng)?shù)钠旅娣雷o(hù)和加固措施。4.2.2路塹路塹是指全部在天然地面開挖而成的路基。挖方邊坡可根據(jù)高度和巖土層情況設(shè)置成直線或折線。挖方邊坡的坡腳應(yīng)設(shè)置邊溝，以匯集和排除路基范圍內(nèi)的地表徑流。路塹的上方應(yīng)設(shè)置截水溝，以攔截和排除流向路基的地表徑流。挖方路基處土層地下水文狀況不良時(shí)，可能導(dǎo)致路面的破壞，所以對(duì)路塹以下的天然地基，要人工壓實(shí)至規(guī)定的壓實(shí)程度。必要時(shí)應(yīng)翻挖，重新分層填筑、換土或進(jìn)行加固處理，采取加鋪隔離層，設(shè)置必要的排水設(shè)施。4.2.3半填半挖路基位于山坡的路基，通常取路中心的標(biāo)高接近原地面的標(biāo)高，以便減少土石方數(shù)量，保持土石方數(shù)量橫向平衡，形成半填半挖路基。若處理得當(dāng)，路基穩(wěn)定可靠，是比較經(jīng)濟(jì)的斷面形式。上述三類典型橫斷面形式，各具特色，分別在一定條件下使用。由于地形、地質(zhì)、水文等自然條件差異很大，且路基位置、橫斷面尺寸及要求等，亦應(yīng)服從于路線，路面及沿線結(jié)構(gòu)物的要求，所以路基橫斷面類型的選擇，必需因地制宜，綜合設(shè)計(jì)。4.3橫斷面設(shè)計(jì)綜述在巴達(dá)高速公路路基路面工程綜合設(shè)計(jì)的橫斷面設(shè)計(jì)中，全線填挖結(jié)合。遵循利用經(jīng)濟(jì)適用的原則。4.4橫坡的確定4.4.1路拱坡度.根據(jù)規(guī)范，為有利于路面的排水，路面應(yīng)設(shè)置一定的橫向坡度，對(duì)于不同路面規(guī)定不同范圍的橫坡限制：水泥混凝土路面：1.0-2.0%瀝青混凝土路面：1.0-2.0%4.4.2路肩坡度直線路段的硬路肩一般應(yīng)設(shè)置向外傾斜的橫坡度，其坡度值可與車道橫坡度相同；對(duì)全鋪式硬路肩，曲線內(nèi)、外側(cè)硬路肩橫坡度的方向及其橫坡度：當(dāng)曲線超高≤5%時(shí)，應(yīng)與相鄰的車道相同；當(dāng)曲線超高＞5%時(shí)，橫坡度不大于5%。對(duì)平坡區(qū)段或直線向曲線過渡段的硬路肩，采用與鄰近車道相同的橫坡度進(jìn)行過渡，并控制硬路肩橫坡度過渡的縱向漸變率小于1/150，大于1/330之間。當(dāng)硬路肩的寬度≥2.25m時(shí)，應(yīng)設(shè)置向外傾斜的橫坡。曲線外側(cè)的路肩橫坡方向及其坡度值見表4-1：表4-1橫坡方向及其坡度值行車道超高值（%）2、3、4、56、78、9、10曲線外側(cè)路肩橫坡方向向外側(cè)傾斜向內(nèi)側(cè)傾斜向內(nèi)側(cè)傾斜曲線外側(cè)路肩坡度值（%）-2-1與行車道行坡相同4.4.3超高及超高緩和段=1\*GB2⑴超高為迅速排除路面水，一般把公路路面修筑成具有一定橫向坡度的路拱形式，這樣在圓曲線路段的彎道上，當(dāng)汽車沿著雙向橫坡的外側(cè)車道行駛時(shí)，由于車重的平行路面分力與離心力的平行路面分力的方向相同，且均指向曲線外側(cè)，將影響行車的橫向穩(wěn)定。圓曲線半徑愈小，對(duì)汽車行駛的橫向穩(wěn)定影響愈大，故在彎道設(shè)計(jì)中，為了能像在路面內(nèi)側(cè)車道行駛時(shí)那樣用車重的平行路面分力抵消一部分橫向力，以保證行車的橫向穩(wěn)定，可將外側(cè)車道升高，構(gòu)成與內(nèi)側(cè)車道傾斜方向相同具有一定橫向坡度的單坡橫斷面，這樣的設(shè)置稱為超高，其單坡橫斷面的橫方向坡度叫做超高橫坡度，簡(jiǎn)稱超高度iy?！兑?guī)范》規(guī)定：超高橫坡度按公路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、圓曲線半徑、路面類型、自然條件和車輛組成等情況確定。高速公路、一級(jí)公路的超高橫坡度不超過10%，其他各級(jí)公路不超過8%。且圓曲線部分最小超高應(yīng)與直線部分的正常路拱橫坡度一致。=2\*GB2⑵超高緩和段從直線上的路拱雙坡斷面到圓曲線上具有超高橫坡度的單坡斷面，由一個(gè)逐漸變化的過渡路段，這一逐漸變化的過渡路段稱為超高緩和段，高速公路的超高緩和段利用緩和曲線段。=1\*GB3①超高過渡方式所設(shè)計(jì)的高速公路，采用繞路中線旋轉(zhuǎn)的方式，以這樣的方式，先將外車道繞路中線旋轉(zhuǎn)，待達(dá)到與內(nèi)側(cè)車道構(gòu)成單向橫坡后，整個(gè)斷面繞中線旋轉(zhuǎn)，直至超高橫坡度。=2\*GB3②超高緩和段長(zhǎng)度為了行車的舒適性和排水的需求，對(duì)超高緩和段必須加以控制，超高緩和段長(zhǎng)度按下是進(jìn)行計(jì)算：4-1式中：——旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度m；——超高坡度與路拱坡度代數(shù)差%；——超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸與行車道（設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶）外側(cè)邊緣線之間相對(duì)升降的比率。超高緩和段長(zhǎng)度按上式計(jì)算結(jié)果，應(yīng)取為5m的倍數(shù)，并不小于10m的長(zhǎng)度。4.4.4加寬汽車在平曲線上行駛時(shí)，因?yàn)槊恳卉囕喲刂髯元?dú)立的軌跡運(yùn)動(dòng)，汽車在彎道上占據(jù)的寬度比直線段大，為保證汽車在彎道上行駛與直線上行駛具有同樣的富余寬度，圓曲線路段的路面必須加寬?！兑?guī)范》規(guī)定：平曲線半徑小于250m時(shí)，應(yīng)在曲線內(nèi)側(cè)加寬，當(dāng)半徑大于250m時(shí)，由于加寬值較小，且行車道已具有一定富余寬度，故可不設(shè)加寬。加寬寬度可由平曲線半徑范圍確定由《規(guī)范》：知公路平曲線加寬值：平曲線半徑200～250m加寬0.8m150～200m加寬1.0m100～150m加寬1.5m70～100m加寬2.0m50～70m加寬2.5m為了使路面由直線上的正常寬度過度到曲線設(shè)置了加寬的寬度，需設(shè)置加寬緩和段。加寬過度的設(shè)置根據(jù)道路性質(zhì)和等級(jí)可采用不同的方法:=1\*GB2⑴比例過度4-2——任意點(diǎn)距緩和段起點(diǎn)的距離——加寬緩和段長(zhǎng)——圓曲線上的全加寬=2\*GB2⑵高次拋物線過度=3\*GB2⑶回旋線過度=4\*GB2⑷插入二次拋物線過度本設(shè)計(jì)采用的是第一種方法，比例過度法。4.5土石方數(shù)量計(jì)算與土石方調(diào)4.5.1橫斷面面積的計(jì)算為計(jì)算路基土石方數(shù)量需先求得橫斷面面積，當(dāng)?shù)孛娌灰?guī)則時(shí)，常采用的方法有積距法和幾何圖形法。橫斷面面積計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問題：填方面積和挖方面積應(yīng)分開計(jì)算。填方面積中填石、加固邊坡、填土等也應(yīng)分開計(jì)算。如基底是淤泥需換土?xí)r，先算出挖出淤泥的面積，再計(jì)算換土填方面積，即統(tǒng)一面積計(jì)算兩次。同理，挖方臺(tái)階的面積也應(yīng)計(jì)算兩次。大、中橋起終點(diǎn)之間的土石方數(shù)量，不計(jì)入路基土石方工程數(shù)量?jī)?nèi)。4.5.2路基土石方工程數(shù)量的計(jì)算各中樁的橫斷面面積求出后，即可進(jìn)行土石方工程數(shù)量計(jì)算。常采用平均斷面法計(jì)算。假定相鄰兩橫斷面間為一橫斷面積為兩端斷面積平均值的棱柱體，其高是橫斷面的間距。4-3在《路基土石方數(shù)量計(jì)算表》中進(jìn)行計(jì)算。4.5.3土石方調(diào)配計(jì)算路基土石方工程數(shù)量后，還應(yīng)進(jìn)行土石方的調(diào)配，以便確定填土用土的來源，挖方棄土的去向，以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量。通過調(diào)配，合理的解決各路段土石方數(shù)量的平衡和利用問題，使路塹挖出土方，在經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)運(yùn)條件下移挖作填，達(dá)到填方有所取，挖方有所用。=1\*GB2⑴調(diào)配原則在半填半挖斷面中，應(yīng)首先考慮本路段內(nèi)移挖作填，進(jìn)行橫向平衡，然后再作縱向調(diào)運(yùn)，以減少總的運(yùn)量。調(diào)配時(shí)應(yīng)考慮到橋涵位置對(duì)施工運(yùn)輸?shù)挠绊懀话愦鬁喜荒芸鐪险{(diào)運(yùn)，同時(shí)應(yīng)注意施工的可能和方便，盡可能避免和減少上坡運(yùn)土。為使土石方調(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\(yùn)輸方式，確定合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，以分析工程用土是調(diào)運(yùn)還是外借。土方調(diào)用配“移挖作填”，除考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，還要綜合考慮棄土或借土占地、賠償青苗損失以及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響問題。土方和石方應(yīng)根據(jù)工程需要分別進(jìn)行調(diào)配，以保證路基穩(wěn)定和人工構(gòu)造物的材料供應(yīng)。位于山坡上的回頭曲線路段，要優(yōu)先考慮上、下線的調(diào)運(yùn)。借土應(yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田規(guī)劃等選擇借土地點(diǎn)，并綜合考慮借土還田，整地造田等措施；棄土應(yīng)不占或少占耕地，在可能的條件下宜將土平整為耕地，防止亂棄亂堆，或堵塞河流，損害農(nóng)田。=2\*GB2⑵調(diào)配方法本次設(shè)計(jì)土石方量調(diào)配采用土石方計(jì)算表調(diào)配法，調(diào)配結(jié)果見《路基土石方數(shù)量計(jì)算表》。具體步驟為弄清各樁號(hào)間路基填方、挖方情況并先橫向平衡，明確本方利用方、欠方以及可用作遠(yuǎn)運(yùn)方等的數(shù)量。在作縱向調(diào)配前，應(yīng)根據(jù)施工方法及可能采用的運(yùn)輸方式，定出合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距。根據(jù)欠方和可遠(yuǎn)運(yùn)的分布情況，結(jié)合路線縱坡和自然條件，本著技術(shù)經(jīng)濟(jì)和支農(nóng)的原則，具體擬定調(diào)配方案，方法是逐樁、逐段將毗鄰路段可作遠(yuǎn)運(yùn)方就近縱向調(diào)配到欠方段內(nèi)，加以利用，并把具體調(diào)運(yùn)方向和數(shù)量用箭頭注明在縱向利用調(diào)配欄中。經(jīng)過縱向調(diào)配，如果仍有欠方或可作遠(yuǎn)運(yùn)方，應(yīng)確定借土或棄土地點(diǎn)，將其數(shù)量和遠(yuǎn)運(yùn)距離分別填注到借方或廢方欄內(nèi)。土石方調(diào)配后的復(fù)核檢查：橫向調(diào)運(yùn)方+縱向調(diào)運(yùn)方+借方=填方；挖方+借方=填方+棄方；在《路基土石方數(shù)量計(jì)算表》中進(jìn)行調(diào)配。路基設(shè)計(jì)基本成果見《路基設(shè)計(jì)表》第五章路基路面排水設(shè)計(jì)路基路面的強(qiáng)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(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須十分重視路基路面排水工程。為排出路基、路面內(nèi)的地面水和地表水，保證路面和路基的穩(wěn)定，防止路面積水影響行車安全，應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施。本設(shè)計(jì)為高速公路，路基路面排水應(yīng)綜合設(shè)計(jì)使各種排水設(shè)施形成一個(gè)功能齊全，排水性能強(qiáng)的完整排水系統(tǒng)。5.1路基路面排水的一般原則排水設(shè)施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究實(shí)效、注意經(jīng)濟(jì)，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(zhǎng)，以使水流不過于集中，做到及時(shí)疏散，就近分流。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(shí)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(shí)，邊溝的斷面應(yīng)加大，并予以加固，以防水流危害路基。設(shè)計(jì)前查明水源和地質(zhì)條件，重點(diǎn)路段要進(jìn)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(jì)和分期修建。對(duì)于排水困難和地質(zhì)不良的路段，還應(yīng)與路基防護(hù)加固相配合，并進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。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(duì)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(hù)與加固。路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)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(jì)效益。為了減少水對(duì)路面的破壞作用，應(yīng)盡量阻止水進(jìn)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)。5.2路面排水設(shè)施5.2.1邊溝設(shè)置在挖方路基的外側(cè)以及填土高度較低的路堤坡腳外側(cè)的縱向人工溝渠，稱之為邊溝。其主要功能在于匯集和排出路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。邊溝的排水量不大時(shí)，一般不需要進(jìn)行水文、水利計(jì)算。依據(jù)沿線具體條件，選定標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式，邊溝緊靠路基，通常不允許其他排水溝渠的水匯入，也不能與其他人工溝渠和并使用。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常與路基排水設(shè)計(jì)綜合考慮，使之起到表溝的排水作用。=1\*GB2⑴邊溝的斷面形式常用的有梯形、矩形、三角形和流線型等幾種形式。一般情況，土質(zhì)邊坡宜采用梯形；石質(zhì)邊溝宜采用矩形，以減少溝頂寬度；易于積雪或積沙路段，邊溝宜采用流線型，單個(gè)采用機(jī)械化施工、且用地條件許可時(shí)宜采用三角形。國防公路，為了利用車輛橫越邊溝，宜采用三角形邊溝。本設(shè)計(jì)采用用梯形邊溝，邊溝采用漿砌片石防護(hù)。=2\*GB2⑵邊溝的斷面尺寸《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定高速公路的邊溝的深度不得小于0.4米，本設(shè)計(jì)中的邊溝深度采用0.6米。本段設(shè)計(jì)采用邊溝的邊坡為內(nèi)側(cè)1：1.5，外側(cè)邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。邊溝采用漿砌片石，砌筑用的砂漿強(qiáng)度采用M7.5。=3\*GB2⑶邊溝的縱坡和長(zhǎng)度為了保證邊溝能迅速地排水，邊溝縱坡一般與路線縱坡一致（出水口附近除外），平坡路段，邊溝宜保持不小于0.5%的縱坡。在工程困難地段宜不得小于0.3%，但邊溝口間距宜縮短。在邊溝出水口附近以及排水困難路段，如回頭曲線和路基超高較大的平曲線等處，邊溝應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。為防止邊溝水流漫溢或沖刷，通常規(guī)定單向排水長(zhǎng)度每300～500米即應(yīng)設(shè)排水溝，將水引至低洼處，必要時(shí)添設(shè)涵洞，將水引入路基另一側(cè)。=4\*GB2⑷邊溝的出水口邊溝水流流向路堤坡腳處，縱坡一般較陡。當(dāng)邊溝底到填土坡腳高差過大時(shí)，應(yīng)結(jié)合地形和地質(zhì)條件采取下列措施：設(shè)置排水溝將路塹邊溝沿出水口處的山坡引向路基范圍以外，不直接沖刷填方路基。自邊溝與填方毗鄰處設(shè)跌水或急流槽，將水流直接引到填方坡腳之外，以免沖刷，影響路基穩(wěn)定性。當(dāng)邊溝水流流向橋涵進(jìn)水口時(shí)，為避免邊溝流水沖刷，應(yīng)作如下處理：在涵洞進(jìn)口處設(shè)置窨井，或根據(jù)地形需要，在進(jìn)口前設(shè)置急流槽與跌水等構(gòu)造物。當(dāng)邊溝水流向橋涵進(jìn)水口時(shí)，為避免沖刷，應(yīng)在涵洞進(jìn)水口前或橋頭翼前設(shè)置急流槽或跌水構(gòu)造物將水引走。5.2.2截水溝截水溝，一般設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，用以攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流。當(dāng)山坡填方路段可能遭到上方流水的破壞時(shí)，必須設(shè)置截水溝以攔截山坡水流保護(hù)路堤。降水量較少或坡面堅(jiān)硬及邊坡較低以致影響不大時(shí)的地段可以不設(shè)截水溝。反之則必須設(shè)兩道或多道截水溝。=1\*GB2⑴截水溝的斷面形式截水溝的斷面形式一般為梯形，本設(shè)計(jì)邊坡采用1：1.5，寬度采用0.8米，深度0.6米。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(zhǎng)度。截水溝應(yīng)保持水流通暢，必要時(shí)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(diǎn)。截水溝水流不應(yīng)引入邊溝，長(zhǎng)度以200—500m為宜。=2\*GB2⑵截水溝離開路基的距離截水溝離開挖方路基的距離應(yīng)視土質(zhì)而定，以不影響邊坡穩(wěn)定性為原則。對(duì)于一般土層，距離d≥5米，地質(zhì)不良地段，酌情增大。對(duì)于有軟弱地段，其距離因挖方邊坡高度H而異，一般為d≥5+H米，但應(yīng)不小于10米，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，土臺(tái)坡腳離路基挖方坡頂應(yīng)有適當(dāng)距離。山坡路堤上方的截水溝，離開路堤坡腳至少2米，并用開挖截水溝的土在路堤與截水溝之間，修成傾斜2%的土臺(tái)。=3\*GB2⑶截水溝的出水口截水溝內(nèi)的水流一般應(yīng)避免排入邊溝。通常應(yīng)盡量利用地形，將截水溝中的水流排入截水溝所在山坡一側(cè)的自然溝中，或直接引到橋涵進(jìn)口處，以免在山坡上任其自流，造成沖刷。截水溝的出水口，應(yīng)與其它排水設(shè)施平順地銜接，必要時(shí)宜設(shè)跌水或急流槽。5.2.3排水溝排水溝主要用于排除來自邊溝，截水溝或其它水源的水流，并將其引至路基范圍以外的指定地點(diǎn)。排水溝的斷面形式一般為梯形，底寬不應(yīng)小于0.5m，深度按流量確定，但不宜小于0.5m。邊坡坡度視土質(zhì)而定，一般土層可用1：1.5。溝底縱坡以1%～3%為宜，縱坡大于3%，需進(jìn)行加固，大于7%時(shí)，應(yīng)設(shè)置跌水或急流槽。排水溝的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定，通常宜在500m以內(nèi)。排水溝的位置，可根據(jù)當(dāng)?shù)匦枰⒔Y(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚葪l件定，離路基應(yīng)盡可能遠(yuǎn)，平面上應(yīng)力求直捷，排水溝距路基的距離一般不小于3～4m。5.2.4急流槽急流槽用于陡坡地段，溝底縱坡可達(dá)45°。采用漿砌片石砌筑，并加以相應(yīng)的防護(hù)加固。急流槽造價(jià)較高。。第六章路面設(shè)計(jì)路面是一種層狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同路基狀況和交通量，常將路面分為面層、基層、墊層。本設(shè)計(jì)為巴達(dá)高速公路路基路面工程綜合設(shè)計(jì)，由于此地區(qū)地處亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候，屬公路自然區(qū)劃Ⅳ區(qū)，公路路面的確定有如下步驟：6.1路面等級(jí)的確定公路上往往有不同類型的車輛行駛，其時(shí)速和所占面積不相同，計(jì)算交通量時(shí)，除分類統(tǒng)計(jì)外，有時(shí)折換成一種類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)規(guī)范(汽車專用路)：高速公路：一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的年平均晝夜交通量25000輛以上。一級(jí)公路：四車道一級(jí)公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量15000～30000輛。二級(jí)公路：雙車道二級(jí)公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量5000～15000輛。各種車型折算系數(shù)見表6-1。表6-1車種換算系數(shù)車型小客車換算系數(shù)中型載重汽車換算系數(shù)小客車1.00.5中型載重汽車2.01.0帶掛車的載重汽車、大平板車3.01.5大型小型載重汽車、大客車2.01.06.2路面類型的選定6.2.1路面等級(jí)與類型路面等級(jí)，面層類型應(yīng)于公路等級(jí)，交通量相適應(yīng)。路面等級(jí)，面層類型的選擇應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)與使用要求，設(shè)計(jì)年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載的累計(jì)當(dāng)量軸次，筑路材料和施工機(jī)械設(shè)備等因素按下確定：路面類型的選擇；公路等級(jí)；路面等級(jí)；面層類型；設(shè)計(jì)年限；累計(jì)軸次；對(duì)有特殊使用要求的公路，其路面等級(jí)與面層類型的選擇可根據(jù)實(shí)際情況選用。6.2.2路面分類從路面力學(xué)特性出發(fā)，一般將路面分為以下三種結(jié)構(gòu)類型：1、柔性路面它主要包括用各種基層(水泥砼除外)和各類瀝青面層。碎石面層或塊石面層結(jié)構(gòu)，但柔性路面剛度小，變形大，路面結(jié)構(gòu)本身抗拉強(qiáng)度較低。2、剛性路面主要指用水泥砼作面層或基層的路面結(jié)構(gòu)，水泥砼的強(qiáng)度高，特別是它的抗彎拉強(qiáng)度，較其他各種路面材料要求高得多，剛性較大，面層摩擦力大。3、半剛性路面用石灰或水泥砼穩(wěn)定土或處治碎石，以及用各種含水硬性結(jié)合料的工業(yè)廢渣修筑成的基層，在前期具有柔性路面的力學(xué)性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境適宜時(shí)其強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間的推移而不斷增大。柔性路面設(shè)計(jì)表6-2預(yù)測(cè)交通組成序號(hào)車型名稱前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距交通量1三湘CK664020.537.51雙輪組12602衡山HS66330701雙輪組8003北京BJ13013.5527.21雙輪組19004解放CA14124.568.61雙輪組9805東風(fēng)EQ14023.769.21雙輪組8506黃河JN16259.51151雙輪組5207東風(fēng)CS93824702雙輪組>3150軸載分析路面設(shè)計(jì)以雙輪組軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次。軸載換算軸載換算采用如下的公式：(6-1)累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，高速公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取15年，四車道的車道系數(shù)取0.45；交通量平均年增長(zhǎng)率γ=7%。累計(jì)當(dāng)量軸次：次驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次軸載換算驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為：(6-2)參數(shù)取值同上，設(shè)計(jì)年限是15年，車道系數(shù)取0.45。1、累計(jì)當(dāng)量軸次次2、結(jié)構(gòu)組合與材料選取由上面的計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次約為850萬次左右。根據(jù)現(xiàn)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土15cm，基層采用水泥穩(wěn)定碎石待定，底基層采用水泥碎石土25cm。規(guī)范規(guī)定高速公路的面層有高級(jí)路面和次高級(jí)路面兩種等級(jí)類型。由于設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次約為850萬次左右，查規(guī)范表路面類型選擇，采用瀝青混凝土路面。查規(guī)范中的第四節(jié)瀝青路面的4.2高級(jí)路面中的表“瀝青混合料類型選擇(方孔篩)”，采用密級(jí)配瀝青混凝土取15cm。3、各級(jí)材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度查表得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度。抗壓模量取20℃的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得到20℃的抗壓模量：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1400Mpa，中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1200Mpa，粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為900Mpa，水泥穩(wěn)定碎石1500Mpa，水泥砂礫為550Mpa。各層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.4Mpa，中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.0Mpa，粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為0.8Mpa，水泥穩(wěn)定碎石為0.5Mpa，水泥碎石土為0.54、土基回彈模量的確定該路段處于Ⅳ區(qū)，查表14-9自然自然區(qū)各土組土基回彈模量參考值(Mpa)”查得土基回彈模量為45.0Mpa。5、設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定對(duì)于高速公路，規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并結(jié)合結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。設(shè)計(jì)彎沉值路面設(shè)計(jì)彎沉值根據(jù)公式計(jì)算。該公路為高速公路，公路等級(jí)系數(shù)取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0，半剛性基層，底基層總厚度大于20cm設(shè)計(jì)彎沉值為：各層材料的的容許底層拉應(yīng)力細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土：中粒式密級(jí)配瀝青混凝土：粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土：水泥穩(wěn)定碎石：水泥碎石土：6、設(shè)計(jì)資料總結(jié)設(shè)計(jì)彎沉值為：設(shè)計(jì)彎沉值為24.9(0.01mm)，相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)绫?-5所示：表6-5設(shè)計(jì)資料匯總表(中濕)材料名稱h(cm)20℃模量（Mpa容許拉應(yīng)力（Mpa）細(xì)粒式瀝青混凝土414000.34中粒式瀝青混凝土512000.24粗粒式瀝青混凝土69000.18水泥穩(wěn)定碎石2815000.23水泥碎石土?5500.18土基－45－確定底基層石灰土的厚度：綜合修正系數(shù)：——路面實(shí)測(cè)彎沉值P,δ——分別為車型的輪胎接地壓強(qiáng)和當(dāng)量圓半徑：P＝0.7(Mpa)，=10.65=0.503理論彎沉系數(shù)：d——單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d=21.30由==0.8571，=；查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖得：α＝6.60；=，=；查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖得：=1.30；則查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖得：=4.83H=4.83×10.65=51.44取H=52=36.8cm1、按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：Ld=24.9(0.01mm)h4=20cmLs=25.3(0.01mmh4=25cmLs=23.4(0.01mmh5=21cm(僅考慮彎沉)2、按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度：H(5)=21cm(第1層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(5)=21cm(第2層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(5)=21cm(第3層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(5)=21cm(第4層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(5)=21cm(第5層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)路面設(shè)計(jì)層厚度:H(5)=21cm(僅考慮彎沉)H(5)=21cm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力).表6-6設(shè)計(jì)資料匯總表（中濕）材料名稱h(cm)20℃模量（Mpa容許拉應(yīng)力（Mpa）細(xì)粒式瀝青混凝土414000.34中粒式瀝青混凝土512000.24粗粒式瀝青混凝土69000.18水泥穩(wěn)定碎石2815000.23水泥碎石土375500.18土基－45－2.剛性路面設(shè)計(jì)=3152.27高速公路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為15年，臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取0.39，交通年增長(zhǎng)率為7％，=1.1×次屬于中等交通（2）初擬路面結(jié)構(gòu)根據(jù)自然條件地質(zhì)條件，粉質(zhì)中液限粘土。相應(yīng)的安全等級(jí)為四級(jí)的變異水平等級(jí)為中級(jí)。根據(jù)高速公路，重交通等級(jí)和中級(jí)變異水平等級(jí)，查表，初擬普通水泥混凝土面層厚度0.24m，水泥穩(wěn)定粒料基層0.16m，底基層選用水泥穩(wěn)定砂礫（水泥用量5％）0.18m，墊層為0.15m的水泥石灰綜合穩(wěn)定土。普通水泥混凝土面層板的平面尺寸長(zhǎng)為5m、寬為4.25m；縱縫為設(shè)傳力桿的脹縫。橫縫設(shè)縮縫。（3）路面材料參數(shù)確定按表，取普通水泥混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0MPa，相應(yīng)的彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為31GPa；水泥穩(wěn)定粒料彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.0MPa，相應(yīng)的彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為27GPa。查表得路基回彈模量取30MPa。查表得水泥石灰綜合穩(wěn)定土墊層回彈模量取600MPa，水泥穩(wěn)定砂礫基層回彈模量取1300MPa。計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：（4）計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力普通混凝土面層與水泥穩(wěn)定粒料基層組成分離式復(fù)合式面層。此時(shí)。復(fù)合式混凝土面層的截面總剛度，計(jì)算為：復(fù)合式混凝土面層的相對(duì)剛度半徑計(jì)算式為:=標(biāo)準(zhǔn)軸載在普通混凝土面層臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算式為：普通混凝土面層，因縱縫為設(shè)拉桿平縫，—考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)拉桿的平縫：=0.87~0.92，縱縫為不設(shè)拉桿平縫或自由邊界：=1.0，縱縫為設(shè)拉桿的企口縫：=0.76~0.84接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)；碾壓混凝土基層不設(shè)縱縫，不考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。水泥混凝土面層，考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)；碾壓混凝土基層，考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)。—考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)，按公路等級(jí)查表15—13確定?！d、動(dòng)載影響系數(shù)，由表知公路普通混凝土面層的荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為：水泥穩(wěn)定粒料基層的荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為：（5）溫度疲勞應(yīng)力—最大溫度梯度，由表、最大溫度梯度取88—與和h有關(guān)的系數(shù)，，由圖可查混凝土板厚h=0.24

m時(shí)，，最大溫度梯度時(shí)普通混凝土上面層的翹曲應(yīng)力（MPa）：—混凝土線膨脹系數(shù)—最大溫度梯度，由表、最大溫度梯度取88—混凝土抗彈性模量（MPa）取31000Mpa溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)：—水泥混凝土彎拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）取5Mpa為回歸系數(shù)，由表知，普通混凝土面層的溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，計(jì)算式為：所以溫度疲勞應(yīng)力為分離式復(fù)合式路面中碾壓混凝土基層的溫度翹曲應(yīng)力可忽略不計(jì)。查表，相應(yīng)于安全等級(jí)的變異水平等級(jí)為中級(jí)，目標(biāo)可靠度為80%，再根據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，查表，確定可靠度系數(shù)普通混凝土面層：水泥穩(wěn)定粒料基層：若滿足上式，則初估板厚作為混凝土設(shè)計(jì)板厚。否則，重新假定板厚，再進(jìn)行計(jì)算，直到滿足上式為止，所以選普通混凝土面層厚度（0.24m）和碾壓混凝土基層厚度（0.16m）組成的分離式復(fù)合式路面，可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用，初擬路面結(jié)構(gòu)合格。第七章?lián)跬翂Ψ€(wěn)定性驗(yàn)算擋土墻的設(shè)計(jì)方法有容許應(yīng)力法和極限狀態(tài)法兩種。容許應(yīng)力法是將結(jié)構(gòu)材料視為理想的彈性體，在荷載的作用下產(chǎn)生的應(yīng)力和變形不超過規(guī)定的容許值。極限狀態(tài)法是根據(jù)結(jié)構(gòu)在荷載作用下上午工作特征，在容許應(yīng)力法基礎(chǔ)上發(fā)展形成的一種設(shè)計(jì)方法。這種方法不在采用均勻彈性體的假定，而是承認(rèn)結(jié)構(gòu)在臨近破壞時(shí)處于彈性工作階段，以結(jié)構(gòu)物在各種荷載組合情況下均不得達(dá)到其極限狀態(tài)為前提，同時(shí)具有足夠的安全儲(chǔ)備。7.1擋土墻的破壞形式及穩(wěn)定性要求重力式擋土墻的破壞形式及原因如下。1、由于基礎(chǔ)滑動(dòng)而造成的破壞；2、由于繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的傾覆；3、因基礎(chǔ)產(chǎn)生過大的不均勻沉陷而引起的墻身傾斜；4、因墻身材料強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的墻身剪切破壞；5、沿通過墻踵的某一滑動(dòng)圓弧的淺層剪切破壞和沿基底下某一深度的滑弧的深層剪切破壞。為避免擋土墻發(fā)生上述破壞，保證其有足夠的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度，設(shè)計(jì)擋土墻時(shí)，一般均應(yīng)驗(yàn)算沿基底的滑動(dòng)穩(wěn)定性，繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)的傾覆穩(wěn)定性，基底應(yīng)力和偏心距，以及墻身的強(qiáng)度，如地基有軟弱下臥層存在，還需驗(yàn)算沿基底下某一可能的滑動(dòng)面滑動(dòng)的穩(wěn)定性。表7-1擋土墻驗(yàn)算項(xiàng)目及控制指標(biāo)要求項(xiàng)目指標(biāo)1、不產(chǎn)生墻身沿基底的滑動(dòng)破壞滑動(dòng)穩(wěn)定性(1)荷載組合ⅠⅡⅢⅣ時(shí)：Kc≥1.3(2)荷載組合Ⅴ時(shí)：Kc≥1.22、不產(chǎn)生墻身繞墻趾傾覆傾覆穩(wěn)定性(1)荷載組合Ⅰ時(shí)：K0≥1.5(2)荷載組合ⅡⅢⅣ時(shí)：K0≥1.3(3)荷載組合Ⅴ時(shí)：K0≥1.23、地基不出現(xiàn)過大的沉陷基底應(yīng)力基底最大壓應(yīng)力小于地基容許承載力σmax≤[σ0]4、不出現(xiàn)基底不均勻沉陷引起的墻身傾斜偏心距作用于基底合力偏心距e荷載組合ⅡⅢⅣ時(shí)：非巖石地基e0≤B/6；巖石地基e0≤(1.2~1.6)B/65、墻身不產(chǎn)生開裂破壞墻身斷面強(qiáng)度按最大容許壓、剪應(yīng)力≤[σa]、[τ]7.2擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算7.2.1抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算為了保證擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)檢算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力，用抗滑移穩(wěn)定系數(shù)Kc表示，即抗滑力與滑動(dòng)力之比；如圖7-1所示：(7-1)圖7-1(尺寸單位：cm)式中：G——擋土墻自重(KN/m)；Ex、Ey——墻背主動(dòng)土壓力的水平與垂直分力(KN/m)；f——基底摩阻系數(shù)，可通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。無實(shí)驗(yàn)資料時(shí)，可參照表7-2的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),本設(shè)計(jì)取f=0.30；[Kc]——容許抗滑穩(wěn)定系數(shù)。M7.5漿砌片石的重力密度γ=23KN/m3；填土的重力密度γ=17.0~18.0KN/m3；擋土墻的重力為：式中：Ω——擋土墻截面面積(m2)；——擋土墻重力密度(KN/m3)；墻背主動(dòng)土壓力計(jì)算：由式7-2；(7-2)式中：——當(dāng)c=0時(shí)的土壓力；(7-3)G——棱體ABDEFIL的自重；(7-4)其中：式中：為裂縫深度；c——填料的單位黏聚力（Kpa或KN/m）將G的表達(dá)式代入得：(7-5)是由于黏聚力的作用而減小的土壓力；(7-6)破裂角的計(jì)算公式：其中：(7-7)式中：γ——墻后填土的單位體積重力(KN/m3)；φ——填土的內(nèi)摩擦角(°)；δ——墻背與填土間的摩擦角(°)；β——墻后填土表面的傾斜角(°)；α——墻背傾斜角(°)，俯斜墻背α為“+”，仰斜墻背α為“-”；H——擋土墻高度(m)；Ka——主動(dòng)土壓力系數(shù)。計(jì)算得出θ角為43°；ψ=φ+δ–α=76°；墻背主動(dòng)土壓力土壓力的水平與垂直分力為：,;(7-8)；；則抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算:滿足要求；7.2.2抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算為了保證擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性，必須驗(yàn)算它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力，