路橋?qū)I(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、摘 要本設(shè)計(jì)為寧江至善門一級(jí)公路第一標(biāo)段初步設(shè)計(jì)（K0+000.00-K1+535.842）路段的初步設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)速為80m/h，設(shè)計(jì)年限為15年。說(shuō)明書中包括線路線的平、縱、橫設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、擋土墻設(shè)計(jì)、邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)、路基路面排水設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)，主要參考文獻(xiàn)等。結(jié)合已知資料和文獻(xiàn)，在整個(gè)過(guò)程中按照各相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在線形設(shè)計(jì)階段中，遵循選線原則對(duì)路線方案做深入、細(xì)致的研究，做到盡量少占農(nóng)田，并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，盡量設(shè)計(jì)一天方便周圍居民的路線。最后,從方案中選擇一條符合設(shè)計(jì)要求、經(jīng)濟(jì)合理的最優(yōu)方案。本選線避開(kāi)了高壓線的拆遷和低路線以致占用過(guò)多的農(nóng)田。在線形設(shè)計(jì)部分，綜合考慮了平曲線的優(yōu)

2、化及平曲線與豎曲線的“平包豎”組合力求達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于擋土墻，則是采用極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)法來(lái)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)路面采用瀝青混凝土路面。關(guān)鍵詞：一級(jí)公路；平縱橫設(shè)計(jì)；路堤擋土墻； 路面設(shè)計(jì)。 ABSTRACT This design is a series of bid to First class road in ningjiang, the first preliminary design (K0+000.00-K1+535.842) sections of the preliminary design. Design speed of 80 km/h, fixed number of year

3、for 15 years. Instructions are included in the line of flat, vertical, horizontal design, roadbed design, retaining wall design, slope protection design, roadbed drainage design and pavement design, the main references, etc. Combined with the known data and documents, according to the standard of th

4、e relevant standards in the whole process to carry on the design. In the stage of the geometric design, follow the principle of line selection of route schemes to do in-depth and meticulous research, to do as little as possible of farmland, and in harmony with the surrounding environment, try to des

5、ign a day convenient route of surrounding residents. Finally, from the scheme choosing a comply with the design requirements, the economic and reasonable optimal solutions. This avoids the high tension line to select the demolition and low route that takes up too much of the farmland. In the linear

6、part design, considering the optimization of plane curve and plane curve and vertical curve "flat bag vertical" combination optimization design to achieve. For the retaining wall, is the limit state subentry coefficient method is used to design. The design of pavement with asphalt concrete

7、 pavement.Key words: First class road；Flat vertical and horizontal design; Embankment retaining wall;Pavement design.目 錄前言1第一章 總體說(shuō)明11.1項(xiàng)目概況11.2設(shè)計(jì)總說(shuō)明11.3主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2第二章 道路平面設(shè)計(jì)32.1道路選線32.2路線方案比較32.3本路段線形設(shè)計(jì)情況42.4道路平面設(shè)計(jì)圖52.5行車視距保證52.6逐樁坐標(biāo)62.6.1直線上中樁坐標(biāo)計(jì)算62.6.2設(shè)緩和曲線單曲線中樁坐標(biāo)計(jì)算7第三章 道路縱斷面設(shè)計(jì)93.1縱斷面設(shè)計(jì)93.2設(shè)計(jì)依據(jù)93.3道

8、路縱斷面設(shè)計(jì)圖103.4豎曲線要素計(jì)算103.5縱坡及豎曲線表11第四章 道路橫斷面設(shè)計(jì)124.1設(shè)計(jì)概況124.2路基寬度124.3土石方的計(jì)算與調(diào)配124.4路基橫斷面圖13第五章 路基145.1路基設(shè)計(jì)說(shuō)明145.2設(shè)計(jì)概況145.3 路基邊邊坡穩(wěn)定性分析145.3.1 邊坡類型145.3.2 穩(wěn)定性分析15（1）路堤邊坡穩(wěn)定性分析15（2）路塹邊坡穩(wěn)定性分析155.4路基設(shè)計(jì)表16第六章 擋土墻的設(shè)計(jì)176.1設(shè)計(jì)說(shuō)明176.2路堤擋土墻設(shè)計(jì)17第七章 公路排水及防護(hù)工程387.1 概述387.2 路基排水387.3邊坡防護(hù)工程39第八章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)418.1 路面結(jié)構(gòu)組成428.2

9、 路面類型428.3 瀝青混凝土路面的設(shè)計(jì)428.3.1 設(shè)計(jì)資料428.3.2 軸載分析438.3.3 確定道路交通等級(jí)468.3.4 確定設(shè)計(jì)指標(biāo)478.3.5 路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算48結(jié)論52參考文獻(xiàn)53致謝54前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生對(duì)大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)知識(shí)及相關(guān)學(xué)科知識(shí)經(jīng)行綜合運(yùn)用，是對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和操作能力的重要檢驗(yàn)手段。它能將專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、電腦知識(shí)、和相關(guān)學(xué)科綜合起來(lái)以實(shí)踐化，同時(shí)增強(qiáng)自己對(duì)電腦的動(dòng)手能力及對(duì)專業(yè)轉(zhuǎn)件的熟悉和學(xué)習(xí)等。 本設(shè)計(jì)是寧江至善門一級(jí)公路第一標(biāo)段初步設(shè)計(jì)（K0+000.00-K1+535.842），要求在近三個(gè)月的時(shí)間里完成畢業(yè)論文，包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書和道路平面圖、縱斷

10、面圖、路基橫斷面圖、路面結(jié)構(gòu)圖、擋土墻結(jié)構(gòu)圖、防護(hù)工程設(shè)計(jì)圖、涵洞設(shè)計(jì)圖以及路基設(shè)計(jì)表、土石方數(shù)量計(jì)算表、平曲線表、豎曲線表等圖紙、表格及相關(guān)內(nèi)容。 在本設(shè)計(jì)過(guò)程中部分設(shè)計(jì)資料不足,本人參考了交通部有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范、相關(guān)專業(yè)書籍、不斷向老師和同學(xué)請(qǐng)教和討論，爭(zhēng)取做到規(guī)范、合理。其論文共分十章進(jìn)行闡述，并配有相關(guān)的插圖和表格。由于理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限，盡管在設(shè)計(jì)中借助了一些文獻(xiàn)及參考資料，在設(shè)計(jì)中仍存有許多不足的地方，敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)們多多指正，本人將非常感謝！v第一章 總體說(shuō)明1.1項(xiàng)目概況寧江至善門一級(jí)公路是吉林省公路網(wǎng)規(guī)劃中重要一條，寧江位于吉林松原市，起點(diǎn)寧江K0+000 坐標(biāo)X：5

11、751.749 Y：17646.690 終點(diǎn)K1+1535.824 坐標(biāo)X：4506.942 Y：18510.845。本區(qū)域?qū)儆跍貛О霛駶?rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，夏季炎熱，冬季寒冷。七月份平均氣溫2025，最高氣溫37.2，一月份平均氣溫-15-20，最低氣溫-37.6，年平均氣溫58。年降水量700900mm，主要集中在七八月份，降水量約為400500mm，占年降水量的6070%1.2設(shè)計(jì)總說(shuō)明 本設(shè)計(jì)是寧江至善門一級(jí)公路第一標(biāo)段初步設(shè)計(jì)（K0+000.00-K1+535.842），全長(zhǎng)1535.842公里。其主要內(nèi)容包括路平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、擋土墻設(shè)計(jì)、公路排水及防護(hù)

12、工程、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。 1.3主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1-3-1 設(shè)計(jì)依據(jù) 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003）；公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D20-2006）；公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D30-2004）；公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D40-2011）；公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D14-2006）；公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）； 1-3-2 主要技術(shù)指標(biāo) 見(jiàn)表C1-3-2 表C1-3-2 主要技術(shù)指標(biāo)序號(hào)指 標(biāo) 名 稱單位技 術(shù) 指 標(biāo)1公 路 名 稱主線2公 路 等 級(jí)一級(jí)公路3車 道 數(shù) 量四車道4設(shè) 計(jì) 速 度km/h805 路 幅 寬 度24.56平

13、曲線半徑極限值4007一般值2508不 設(shè) 超 高 最 小25009豎曲線半徑凸型一般值450010凸型極限值300011凹型一般值300012凹型極限值200013最 大 縱 坡514最 大 超 高10.515設(shè)計(jì)洪水頻率1/10016車輛荷載等級(jí)（路基）公路級(jí)17車輛荷載等級(jí)（路面）單軸雙輪組100kN- 60 -第二章 道路平面設(shè)計(jì)2.1道路選線 路線是道路的骨架，它的優(yōu)劣關(guān)系到道路本身功能的發(fā)揮和在路網(wǎng)中是否能起到應(yīng)有的作用。根據(jù)道路的使用任務(wù)、性質(zhì)、等級(jí)、起迄點(diǎn)和控制點(diǎn)，沿線地形、地貌、地質(zhì)、氣候、水文、土壤等情況，通過(guò)政治、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的分析研究，比較論證而選定合理的路線。道路

14、選線的一般原則：多方案的選擇工程造價(jià)與營(yíng)運(yùn)、管理、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用綜合考慮處理好選線與農(nóng)業(yè)的關(guān)系路線與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)工程地質(zhì)和水文地址的影響選線應(yīng)重視環(huán)境保護(hù)選線基本步驟：1 路線總體布局：路線方案選擇路線方案選擇主要是解決起、終點(diǎn)間路線基本走向問(wèn)題。2 路線帶選擇：在路線基本方向選定的基礎(chǔ)上，按地形、地質(zhì)、水文等自然條件選定出一些細(xì)部控制點(diǎn)，連接這些控制點(diǎn)，即構(gòu)成路線帶，也稱路線布局。3 具體定線：定線就是根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和路線方案，結(jié)合有關(guān)條件在有利的定線帶內(nèi)進(jìn)行平、縱、橫綜合設(shè)計(jì)，具體定出道路中線的工作。2.2 路線方案比較 方案比較是選線中確定路線總體布局的有效方法，在可能布局的多種方案中，

15、通過(guò)方案比較決定取舍，選擇出技術(shù)合理、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、切實(shí)可行的最優(yōu)方案。路線方案的取舍是路線設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。 方案一全長(zhǎng)1535.842米， 平面線性采用反向曲線，線性比較美觀，行車比較舒適，占用農(nóng)田較少，拆遷房屋較少。 方案二全長(zhǎng)1562.018米，平面線性依然采用同向曲線，線性比較美觀，但是開(kāi)挖土方量比較大，占用的農(nóng)田較多，且圓曲線半徑不滿足規(guī)范。 經(jīng)過(guò)比選，確定方案一為最終方案。2.3 本路段線形設(shè)計(jì)情況本設(shè)計(jì)路段為K0+000.00-K1+535.842，由緩和曲線和直線連接，其中圓曲線的半徑為500m,緩和曲線長(zhǎng)均為100m。2.3.1平曲線要素的計(jì)算已知： 第1交點(diǎn)：圓曲線半徑R1

16、=500m,轉(zhuǎn)角值第2交點(diǎn)：圓曲線半徑R2=500m,轉(zhuǎn)角值第3交點(diǎn)：圓曲線半徑R3=500m,轉(zhuǎn)角值對(duì)于平曲線一，計(jì)算得： 圓曲線總長(zhǎng)：曲線總長(zhǎng)為：外距：切線長(zhǎng)：切曲差：對(duì)于平曲線二，計(jì)算得圓曲線總長(zhǎng)：曲線總長(zhǎng)為：外距：切線長(zhǎng)：切曲差：對(duì)于平曲線三，計(jì)算得圓曲線總長(zhǎng)：曲線總長(zhǎng)為：外距：切線長(zhǎng)：切曲差：2.2 直曲線表 2.4 道路平面設(shè)計(jì)圖2.5行車視距保證行車視距可分為停車視距、會(huì)車視距和超車視距。會(huì)車視距為停車視距的兩倍。本設(shè)計(jì)為一級(jí)公路，處于山嶺，停車視距為110m，會(huì)車視距為220m，超車視距為550。2-6 逐樁坐標(biāo)根據(jù)前面算出來(lái)的方位角和平曲線要素，進(jìn)行逐樁坐標(biāo)的計(jì)算。本設(shè)計(jì)采用

17、的是絕對(duì)坐標(biāo)，計(jì)算方法是采用ESDPS4.0（工程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）進(jìn)行計(jì)算。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)分直線和曲線計(jì)算,曲線段采用綜合曲線放樣，直線段采用直線放樣。計(jì)算原理：（1）坐標(biāo)系統(tǒng)的采用，本設(shè)計(jì)是在已有平面控制網(wǎng)的地區(qū)，所以沿用了原有的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算；（2）“逐樁坐標(biāo)”即道路中線上各樁點(diǎn)的坐標(biāo)，其計(jì)算和測(cè)量的方法是按“從整體到局部”的原則進(jìn)行。2.6.1 直線上中樁坐標(biāo)計(jì)算設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為,交點(diǎn)相鄰直線的方位角分別為和，則ZH點(diǎn)坐標(biāo)： （2.1） （2.2） HZ點(diǎn)坐標(biāo)：. (2.3) （2.4） 設(shè)直線上加樁里程為，、表示曲線起、終點(diǎn)里程，則前直線上任意點(diǎn)坐標(biāo)（）： (2.5) （2.6） 后直線上任

18、意點(diǎn)坐標(biāo)(>)： （2.7) （2.8） 2.6.2 設(shè)緩和曲線單曲線中樁坐標(biāo)計(jì)算曲線上任點(diǎn)的切線橫距：= （2.9） 式中：緩和曲線上任意點(diǎn)至 (或)的曲線長(zhǎng)；：緩和曲線長(zhǎng)度。（1）第一緩和曲線（）任意點(diǎn)坐標(biāo)： （2.10） （2.11）式中:：轉(zhuǎn)角符號(hào)，右偏為“+”，左偏為“-”。 （2）圓曲線內(nèi)任意點(diǎn)坐標(biāo) ：YH： （2.12） （2.13）式中：圓曲線內(nèi)任意點(diǎn)至HY點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；、 ：點(diǎn)的坐標(biāo)。： （2.14） （2.15）式中：圓曲線內(nèi)任意點(diǎn)至YH點(diǎn)的曲線長(zhǎng)。（3）第二緩和曲線()內(nèi)任意點(diǎn)的坐標(biāo) （2.16） （2.17）式中：第二緩和曲線內(nèi)任意點(diǎn)至HZ點(diǎn)的曲線長(zhǎng)。數(shù)據(jù)見(jiàn)表C2-

19、6第三章 道路縱斷面設(shè)計(jì)3.1縱斷面設(shè)計(jì)沿道路中心線縱向垂直剖切的一個(gè)立面。它表達(dá)了道路沿線起伏變化的狀況。道路縱斷面設(shè)計(jì)主要是根據(jù)道路的性質(zhì)和等級(jí)，汽車類型和行駛性能，沿線地形、地物的狀況，當(dāng)?shù)貧夂?、水文、土質(zhì)的條件以及排水的要求，具體確定縱坡的大小和各點(diǎn)的標(biāo)高。為了適應(yīng)行車的要求，各級(jí)公路和城市道路中的快速路、主干路及相鄰坡度代數(shù)差大于1%的其他道路，在縱坡變更處均應(yīng)設(shè)置豎曲線，因而，道路縱斷面設(shè)計(jì)線是由直線和豎曲線所組成?？v坡設(shè)計(jì)的一般要求（1）縱坡設(shè)計(jì)必須滿足規(guī)范中有關(guān)縱坡的各項(xiàng)規(guī)定；（2）縱坡應(yīng)具有一定的平順性，起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁，盡量避免采用極限值。緩和坡段最好配合地形很自然的

20、設(shè)置，不能連續(xù)采用極限值長(zhǎng)度的陡坡來(lái)結(jié)合最短距離的緩坡，爭(zhēng)取較均勻的縱坡；（3）縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮；（4）縱坡設(shè)計(jì)在一般情況下應(yīng)考慮填挖平衡，并盡量利用挖方運(yùn)作就近段的填方，以減少借方廢方，節(jié)省土石方及其他工程數(shù)量，降低工程造價(jià)；（5）縱坡設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)照顧當(dāng)?shù)孛耖g運(yùn)輸工具、農(nóng)業(yè)機(jī)械、農(nóng)田水利等方面的要求；（6）平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。3.2 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）最大縱坡最大縱坡是指在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)各級(jí)道路允許采用的最大坡度值，它是道路縱斷面設(shè)計(jì)的重要控制指標(biāo)。一級(jí)公路（

21、80km/h）的最大縱坡為5%。（2）最小縱坡在長(zhǎng)路塹、低填以及其它橫向排水不通暢地段，為保證排水要求，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的最小縱坡（一般情況下以采用不小于0.5%為宜），本設(shè)計(jì)采用最小縱坡設(shè)為0.5%。（3）坡長(zhǎng)限制坡長(zhǎng)是兩個(gè)變坡點(diǎn)之間的水平距離。最短坡長(zhǎng)的限制主要是從汽車行駛平順性的要求考慮的。一級(jí)公路（120km/h）的最小坡長(zhǎng)為200m。最大坡長(zhǎng)限制是指控制汽車在坡道上行駛，當(dāng)車速下降到最低容許速度時(shí)所行駛的距離。一級(jí)公路（80km/h）的最大坡長(zhǎng)限制為：5%-700m 6%-500（4）平均縱坡平均縱坡是指一定長(zhǎng)度的路段縱向所克服的高差與路線的長(zhǎng)度

22、之比，是為了合理運(yùn)用最大縱坡、坡長(zhǎng)及緩和坡長(zhǎng)的規(guī)定，以保證車輛安全順利地行使的限制性指標(biāo)。3.3道路縱斷面設(shè)計(jì)圖3.4豎曲線要素計(jì)算豎曲線一變坡點(diǎn)1樁號(hào)K0+350，高程為82.1018m，=+1.5523%，=-3.45%，=（-3.45%）-（+1.5523%）=-5.0023%<0 為凸形。豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)為K0+234.948，終點(diǎn)為K0+465.052，豎曲線半徑為4600m豎曲線曲線長(zhǎng) L=R=46000.050023=230.1044m切線長(zhǎng) T=L/2=115.0519m外距 E=T2/2R=1.4388m豎曲線起點(diǎn)高程=82.1018+115.05190.0155=83.

23、8851m豎曲線終點(diǎn)高程=82.1018-115.05190.0345=78.1325m豎曲線二變坡點(diǎn)2樁號(hào)K0+740，高程為68.6486m，=-3.45%，=-0.44%，=（-0.44%）-（-3.45%）=3.01%>0 為凹形。豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)為K0+667.760，終點(diǎn)為K0+812.240，豎曲線半徑為4800m豎曲線曲線長(zhǎng) L=R=48000.0301=144.48m切線長(zhǎng) T=L/2=72.24m外距 E=T2/2R=0.5436m豎曲線起點(diǎn)高程=68.6486-72.2400.0345=66.15632m豎曲線終點(diǎn)高程=68.6486-72.240.0044=68.3

24、3074m豎曲線三變坡點(diǎn)3樁號(hào)K1+210，高程為66.55788m，=-0.44%，=0.57%，=（0.57%）-（-0.44%）=1.01%>0 為凹形。豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)為K1+144.350，終點(diǎn)為K1+275.650，豎曲線半徑為13000m豎曲線曲線長(zhǎng) L=R=130000.0101=131.3m切線長(zhǎng) T=L/2=65.65m外距 E=T2/2R=0.1658m豎曲線起點(diǎn)高程=66.5579-65.650.044=63.6693m豎曲線終點(diǎn)高程=66.5579+65.650.05770.2938m3.5縱坡及豎曲線表見(jiàn)表C3-2第四章 道路橫斷面設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)概況 一級(jí)公路的

25、橫斷面的設(shè)計(jì)是主要是根據(jù)交通性質(zhì)，交通量，行車速速度，地形，土壤，氣候等自然條件，充分考慮行車安全，進(jìn)行道路中央分隔帶，行車道，應(yīng)急停車帶，路肩等的布置，確定幾何尺寸，并進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)保證道路的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 路基橫斷面的典型形式可歸納為路堤、路塹和填挖結(jié)合等三種類型。路堤是指全部用巖土填筑而成的路基；路塹是指全部在天然地面開(kāi)挖而成的路基；當(dāng)天然地面橫坡大，且路基較寬，需要一側(cè)開(kāi)挖而另一側(cè)填筑時(shí)，為半填半挖路基。 本設(shè)計(jì)路基橫斷面采用整體式斷面，整體式斷面包括行車道、中間帶(中央分隔帶及左側(cè)路緣帶)、路肩(硬路肩及土路肩)以及爬坡車道、加(減)速車道等組成部分4.2 路基寬度由公路路線設(shè)

26、計(jì)規(guī)范可得，當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h時(shí)，擬定四車道，設(shè)計(jì)車道寬度為3.75m，中央帶的寬度為2m，硬路肩的寬度為2.5m，土路肩的寬度為0.75m，路基總寬度24.5m。整個(gè)路幅寬度組成如下：行車道寬度：4×3.75m=15m 中間帶寬度：2×0.5 m +2 m=3m硬路肩寬度：2×2.5m =5m； 土路肩寬度：2×0.75m=1.5m。4.3土石方的計(jì)算與調(diào)配路基土石方是公路工程的一項(xiàng)重要工程量，在公路設(shè)計(jì)和路線方案比較中，路基土石方數(shù)量的多少是評(píng)價(jià)公路測(cè)設(shè)質(zhì)量的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。其工程量大小直接影響公路工程造價(jià)土石方計(jì)算與調(diào)配的主要任務(wù)：計(jì)算

27、路基土石方工程數(shù)量，合理進(jìn)行土石方調(diào)運(yùn)，并計(jì)算土石方的運(yùn)量。土石方調(diào)配的目的是為了確定填方用土的來(lái)源，挖方棄土的去向，以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量等。通過(guò)調(diào)配合理地解決各路段土石方平衡與利用問(wèn)題，使從路塹挖出的土石方，在經(jīng)濟(jì)合理的條件下移挖作填，達(dá)到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和棄土，以減少占用耕地和降低公路造價(jià)。本設(shè)計(jì)挖方量大于填方量，具體土石方調(diào)配見(jiàn)土石方數(shù)量計(jì)算表。4.4 路基橫斷面圖見(jiàn)圖C4-2第五章 路基5.1路基設(shè)計(jì)說(shuō)明路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括路堤、路塹設(shè)計(jì)，路基排水和防護(hù)工程設(shè)計(jì)以及特殊條件下的路基設(shè)計(jì)。 路堤是指路基頂面高于原地面的填方路基。路塹是全部由地面開(kāi)挖

28、出的路基。5.2設(shè)計(jì)概況本設(shè)計(jì)是寧江至善門一級(jí)公路第一標(biāo)段初步設(shè)計(jì)（K0+000.00-K1+535.842），全長(zhǎng)1535.842公里。按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)93個(gè)設(shè)計(jì)橫斷面，其中填方路堤最高為9.41m，樁號(hào)是K0+860，所以路堤邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算采用此斷面為驗(yàn)算對(duì)象；其中挖方路塹最高為11.59m，樁號(hào)是K0+420，所以路塹邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算采用此斷面為驗(yàn)算對(duì)象。5.3 路基邊邊坡穩(wěn)定性分析5.3.1 邊坡類型路堤邊坡根據(jù)沿線工程地質(zhì)特性，結(jié)合公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD302004）的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)綜合考慮后，擬定路基邊坡：當(dāng)路堤填土高度小于或等于8m時(shí)，邊坡坡度為1:1.5；當(dāng)填土高度大于8m時(shí)，

29、采用折線邊坡，即上部8m邊坡坡度為1:1.5，下部邊坡坡度為1：1.75，中間不設(shè)平臺(tái)。填方高度超過(guò)20m時(shí)，須按特殊設(shè)計(jì)施工。高路堤的填方數(shù)量大占地多，為使路基穩(wěn)定和橫斷面濟(jì)濟(jì)合理，可以在適當(dāng)位置設(shè)置擋土墻。為防止水流侵蝕和坡面沖刷，高路堤的邊坡采取適當(dāng)?shù)钠旅娣雷o(hù)和加固措施。此處路堤邊坡坡度取為1:1.5(8m以內(nèi)），大于8m后下部變?yōu)?:1.75上部還是1:1.5。路塹邊坡根據(jù)路塹工程地質(zhì)特性進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析和驗(yàn)算，擬定路塹邊坡坡率：土質(zhì)或強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡12m以內(nèi)為1:1，大于12m時(shí)為1:1.25，巖質(zhì)邊坡采用1:0.3或1:0.5。邊坡高度超過(guò)8m時(shí)設(shè)置一級(jí)寬1.5m的平臺(tái)，切方路段邊

30、溝外側(cè)設(shè)寬1.0m的碎落臺(tái)。半挖半填路基半挖半填路基兼有路堤和路塹的特點(diǎn)，上述對(duì)路堤和路塹的要求均應(yīng)滿足的同時(shí)，橫向陡坡地段的半填半挖路基，在挖方一側(cè)寬度不足一幅行車道寬時(shí)，應(yīng)將路床深度內(nèi)的原有土質(zhì)全部挖除換填，并在上、下路床底面鋪設(shè)土工格柵以保證行車道內(nèi)土基的均勻性。坡腳為陡坡地的，每1米高設(shè)一層土工格柵。5.3.2 穩(wěn)定性分析（1）路堤邊坡穩(wěn)定性分析斷面高度為9.34m，頂寬為24.5m，邊坡坡度采用1:1.5和1:1.75的二階邊坡，合成坡度為1:1.72(取1:1.75)。邊坡穩(wěn)定性分析采用條分法表解法。路堤填土為粘性土，土的粘聚力C=19kPa，摩擦角，容重為，荷載為公路-I級(jí)。對(duì)于

31、一般地段的高邊坡路堤，按公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D30-2006）進(jìn)行設(shè)計(jì)，穩(wěn)定安全系數(shù)采用1.35。表3-2-2(1) 表解法結(jié)算結(jié)果表圓心項(xiàng)目A3.442.872.502.181.96B6.356.587.228.5010.41K2.161.841.651.511.26穩(wěn)定系數(shù)=1.26大于1.35，該邊坡不穩(wěn)定。需要設(shè)施擋土墻（2） 路塹邊坡穩(wěn)定性分析斷面高度為11.59m，頂寬為24.5m，邊坡坡度采用1:0.5和1:0.75的二階邊坡，合成坡度為1:0.61。邊坡土為粘性土，土的粘聚力C=19kPa，摩擦角，容重為，荷載為公路-I級(jí)。對(duì)于一般地段的高邊坡路塹，按公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（J

32、TG D30-2006）進(jìn)行設(shè)計(jì)，穩(wěn)定安全系數(shù)采用1.35。邊坡角度為: 查表可得: 查坡腳圓圖解曲線關(guān)系表可得:解析法： 代入式該邊坡穩(wěn)定。5.4路基計(jì)算表 見(jiàn)表C5-1第六章 擋土墻的設(shè)計(jì)6.1設(shè)計(jì)說(shuō)明擋土墻是用來(lái)支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。本設(shè)計(jì)路段中由于部分地段的挖方大，因而考慮修筑路塹重力式擋土墻。路塹擋土墻設(shè)置在塹坡底部，主要用于支撐開(kāi)挖后不能自行穩(wěn)定的邊坡，同時(shí)可減少挖方數(shù)量，降低邊坡高度。山坡?lián)跬翂υO(shè)在塹坡上部，用于支撐山坡上可能坍滑的覆蓋層，有的也兼有攔石作用。根據(jù)墻背傾斜情況，重力式擋墻可分為俯斜式擋墻、仰斜式擋墻、直立式擋墻和衡重式擋墻以及其他形式擋

33、墻。本設(shè)計(jì)擋土墻類型仰斜式擋墻。6.2路塹擋土墻設(shè)計(jì)根據(jù)路塹邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果顯示可得，樁號(hào)K0+720K0+900左側(cè)要設(shè)路堤擋土墻，現(xiàn)已填方高度最高的樁號(hào)K0+840進(jìn)行驗(yàn)算。（1）土壤地質(zhì)情況：墻后土內(nèi)摩擦角: 30.000(度),墻后土粘聚力: 41.000(kPa), 墻后填土容重: 18.500(kN/m),墻背與墻后填土摩擦角: 20.000(度),地基土容重: 18.000(kN/m)（2） 墻身構(gòu)造： 墻身尺寸: 墻身高: 10.000(m) 墻頂寬: 2.000(m) 面坡傾斜坡度: 1:0.250 背坡傾斜坡度: 1:0.200 采用1個(gè)擴(kuò)展墻址臺(tái)階: 墻趾臺(tái)階b1: 0

34、.300(m) 墻趾臺(tái)階h1: 0.500(m) 墻趾臺(tái)階與墻面坡坡度相同 墻底傾斜坡率: 0.200:1物理參數(shù): 圬工砌體容重: 23.000(kN/m) 圬工之間摩擦系數(shù): 0.400 地基土摩擦系數(shù): 0.500 墻身砌體容許壓應(yīng)力: 2100.000(kPa) 墻身砌體容許彎曲拉應(yīng)力: 280.000(kPa) 墻身砌體容許剪應(yīng)力: 110.000(kPa) 材料抗壓極限強(qiáng)度: 1.600(MPa) 材料抗力分項(xiàng)系數(shù): 2.310 系數(shù)醩: 0.0020 擋土墻類型: 一般擋土墻 墻后填土內(nèi)摩擦角: 35.000(度) 墻后填土粘聚力: 30.000(kPa) 墻后填土容重: 19.

35、000(kN/m) 墻背與墻后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 19.000(kN/m) 修正后地基承載力特征值: 500.000(kPa) 地基承載力特征值提高系數(shù): 墻趾值提高系數(shù): 1.200 墻踵值提高系數(shù): 1.300 平均值提高系數(shù): 1.000 墻底摩擦系數(shù): 0.500 地基土類型: 土質(zhì)地基 地基土內(nèi)摩擦角: 35.000(度) 土壓力計(jì)算方法: 庫(kù)侖 坡線土柱: 坡面線段數(shù): 2 折線序號(hào) 水平投影長(zhǎng)(m) 豎向投影長(zhǎng)(m) 換算土柱數(shù) 1 4.500 3.000 0 2 12.250 0.000 1 第1個(gè): 定位距離0.750(m) 公路-I級(jí) 坡面起始距

36、離: 0.000(m) 地面橫坡角度: 20.000(度) 填土對(duì)橫坡面的摩擦角: 35.000(度) 墻頂標(biāo)高: 0.000(m) 擋墻分段長(zhǎng)度: 10.000(m)第 1 種情況: 組合1 組合系數(shù): 1.000 1. 擋土墻結(jié)構(gòu)重力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.000 2. 墻頂上的有效永久荷載 分項(xiàng)系數(shù) = 1.000 3. 墻頂與第二破裂面間有效荷載 分項(xiàng)系數(shù) = 1.000 4. 填土側(cè)壓力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.000 5. 車輛荷載引起的土側(cè)壓力 分項(xiàng)系數(shù) = 1.000 土壓力計(jì)算 計(jì)算高度為 11.417(m)處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力 無(wú)荷載時(shí)的破裂角 = 25.102(度) 公路-I級(jí) 路基

37、面總寬= 12.250(m), 路肩寬=0.750(m) 安全距離=0.500(m) 單車車輛外側(cè)車輪中心到車輛邊緣距離= 0.350(m), 車與車之間距離=0.600(m) 經(jīng)計(jì)算得，路面上橫向可排列此種車輛 4列 布置寬度= 4.537(m) 布置寬度范圍內(nèi)車輪及輪重列表: 第1列車: 中點(diǎn)距 全部 破裂體 輪號(hào) 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 1.250 0.300 15.000 15.000 02 3.050 0.300 15.000 15.000 03 1.250 0.600 60.000 60.000 04 3.050 0.600 60.000 6

38、0.000 05 1.250 0.600 60.000 60.000 06 3.050 0.600 60.000 60.000 07 1.250 0.600 70.000 70.000 08 3.050 0.600 70.000 70.000 09 1.250 0.600 70.000 70.000 10 3.050 0.600 70.000 70.000 第2列車: 中點(diǎn)距 全部 破裂體 輪號(hào) 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 4.350 0.300 15.000 15.000 02 6.150 0.300 15.000 0.000 03 4.350 0.600

39、 60.000 48.721 04 6.150 0.600 60.000 0.000 05 4.350 0.600 60.000 48.721 06 6.150 0.600 60.000 0.000 07 4.350 0.600 70.000 56.841 08 6.150 0.600 70.000 0.000 09 4.350 0.600 70.000 56.841 10 6.150 0.600 70.000 0.000 布置寬度=4.537(m) 分布長(zhǎng)度=20.000(m) 荷載值SG=776.123(kN) 換算土柱高度=0.450(m) 按實(shí)際墻背計(jì)算得到: 第1破裂角：25.746

40、(度) Ea=281.503(kN) Ex=246.659(kN) Ey=135.658(kN) 作用點(diǎn)高度 Zy=2.084(m) 因?yàn)楦┬眽Ρ?，需判斷第二破裂面是否存在，?jì)算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在 墻身截面積=47.467(m2) 重量=1091.733(kN)(一) 滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 基底摩擦系數(shù)=0.500 采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過(guò)程如下: 基底傾斜角度=11.310(度) Wn=1070.533(kN) En=181.397(kN) Wt=214.107(kN) Et=215.265(kN) 滑移力=1.158(kN) 抗滑力=625.965(kN) 滑移驗(yàn)算滿足: Kc=

41、540.469>1.300 滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算： 滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足:方程值=713.602(kN) > 0.0 地基土層水平向:滑移力= 46.659(kN) 抗滑力=661.360(kN) 地基土層水平向:滑移驗(yàn)算滿足: Kc=2.681>1.300(二) 傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻身重力的力臂 Zw = 3.741(m) 相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ey的力臂 Zx=6.667(m) 相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ex的力臂 Zy=0.667(m) 驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩=164.543(kN-m) 抗傾覆力矩=4988.538(kN-m) 傾覆驗(yàn)算滿足:K0=30.318>

42、1.500 傾覆穩(wěn)定方程驗(yàn)算： 傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=4007.163(kN-m)>0.0(三) 地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算 基礎(chǔ)類型為天然地基，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力 取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=1251.930(kN) 作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=4823.996(kN-m) 基礎(chǔ)底面寬度B =7.224(m) 偏心距e=-0.241(m) 基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的距離Zn=3.853(m) 基底壓應(yīng)力: 趾部=138.554 踵部=208.067(kPa) 最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=208.067/138.554=1.502 作用于基底的合力

43、偏心距驗(yàn)算滿足:e=-0.241<= 0.167*7.224=1.204(m) 墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=138.554<=600.000(kPa) 墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=208.06<= 650.000(kPa) 地基平均承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=173.311<=500.000(kPa)(四) 基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算 基礎(chǔ)為天然地基，不作強(qiáng)度驗(yàn)算(五) 墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算 驗(yàn)算截面以上，墻身截面積 = 42.650(m2) 重量 = 980.950 (kN) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂 Zw = 3.641 (m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂Z

44、x=6.667(m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=0.667(m)容許應(yīng)力法: 法向應(yīng)力檢算: 作用于驗(yàn)算截面的總豎向力=1116.608(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=4311.315(kN-m) 相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=3.861(m) 截面寬度B=6.800(m) 偏心距e= -0.461(m) 截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e=-0.461<=0.250*6.800=1.700(m) 截面上壓應(yīng)力:面坡=97.402 背坡=231.013(kPa) 壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=231.013<=2100.000(kPa) 切向應(yīng)力檢算: 剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值

45、=-29.409<=110.000(kPa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)=1.000 驗(yàn)算截面上的軸向力組合設(shè)計(jì)值Nd=1116.608(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)=0.948 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A=6.800(m) 材料抗壓極限強(qiáng)度Ra=1600.000(kPa) 圬工構(gòu)件或材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)=2.310 偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)=1.000 計(jì)算強(qiáng)度時(shí): 強(qiáng)度驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=1116.608<=4463.685(kN) 計(jì)算穩(wěn)定時(shí): 穩(wěn)定驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=1116.608<=4463.685(kN)(六) 臺(tái)頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算 土壓力計(jì)算 計(jì)算高度為9.

46、500(m)處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力 無(wú)荷載時(shí)的破裂角=25.424(度) 公路-I級(jí) 路基面總寬=12.250(m), 路肩寬=0.750(m) 安全距離=0.500(m) 單車車輛外側(cè)車輪中心到車輛邊緣距離=0.350(m),車與車之間距離=0.600(m) 經(jīng)計(jì)算得，路面上橫向可排列此種車輛 4列 布置寬度=3.342(m) 布置寬度范圍內(nèi)車輪及輪重列表: 第1列車: 中點(diǎn)距 全部 破裂體 輪號(hào) 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 1.250 0.300 15.000 15.000 02 3.050 0.300 15.000 15.000 03 1.250 0.600 60.000 60.000 04 3.050 0.600 60.000 59.185 05 1.250 0.600 60.000