岳常高速公路路基路面綜合設(shè)計-道路專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模板

Xxx南省xxxx高速公路K75+400-k77+500路基路面綜合設(shè)計PAGE第84頁共84頁1總說明書1.1．設(shè)計任務(wù)本設(shè)計為湖南省岳常高速公路路基路面綜合設(shè)計，設(shè)計任務(wù)段為K75+400—K77+500全長2.10公里。整個設(shè)計任務(wù)主要包括：縱斷面和橫斷面設(shè)計，路基設(shè)計(包括排水設(shè)計、特殊路基設(shè)計及擋土墻設(shè)計)，防護工程設(shè)計，排水系統(tǒng)工程設(shè)計，橋涵工程設(shè)計，路面工程設(shè)計，專業(yè)外文翻譯，專題研究，路面設(shè)計程序。1.2．任務(wù)要求通過本設(shè)計要求能夠綜合運用專業(yè)所學的知識并聯(lián)系實際，根據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范掌握各設(shè)計階段的設(shè)計內(nèi)容，掌握設(shè)計過程中設(shè)計原始資料的采集方法，掌握路面設(shè)計參數(shù)的確定、選用及計算方法，掌握公路勘測設(shè)計的程序及方法，將計算機這新世紀科技操作技術(shù)靈活運用于公路建設(shè)中，以達到熟練從事公路專業(yè)的工作能力。1.3．概述1.3.1歷史背景岳常高速湖南段是湖南省規(guī)劃的“五縱七橫”高速公路網(wǎng)中岳陽——臨武和岳陽——汝城兩縱的北端共線段，位于京港澳高速公路和二廣國家高速公路之間，是中西部地區(qū)與東南沿海發(fā)達地區(qū)交通往來的便捷通道，對于促進湖南、湖北路網(wǎng)整體功能的充分發(fā)揮和促進洞庭湖平原與江漢平原經(jīng)濟發(fā)展均具有十分重要的意義。岳常高速的建設(shè)，就區(qū)域來看，對加強岳陽、常德兩市的交流，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，開發(fā)區(qū)域旅游資源，構(gòu)建湘西北旅游大通道，緩解公路運輸壓力和洞庭湖區(qū)防洪減災(zāi)都具有十分重要的作用。1.3.2采用的主要標準和規(guī)范2、《公路工程技術(shù)標準》（JTGB01-2003）5、《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTGD20-2006）6、《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2004）7、《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD40-2002）8、《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD50-2006）10、《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ017-96）11、《公路排水設(shè)計規(guī)范》（JTJ018-97）12．《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JTJ/T019-98）13、《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）14、《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTJ022-85）15、《公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）1.3.3設(shè)計標準本項目使路湘西北網(wǎng)布局更均衡、完善。本項目“工可報告”、“工可評審意見”，結(jié)合沿線地形、地物等情況，本路段采用全封閉、全立交高速公路標準建設(shè)。設(shè)計速度100Km/h，采用雙向四車道，路基寬度26m；橋涵汽車荷載為公路-Ⅰ級；其余技術(shù)指標采用交通部頒《公路工程技術(shù)標準》規(guī)定值。本項目主要技術(shù)標準見表1表1-1主要技術(shù)標準一覽表序號項目單位技術(shù)標準1公路等級高速公路2設(shè)計速度Km/h1003路基寬度m264中間帶m3.505硬路肩m3.006土路肩m0.757路拱橫坡%28平曲線半徑m60009不設(shè)超高最小平曲線半徑(m)m400010最大縱坡%411最短坡長m25012凸形豎曲線半徑m1000013橋涵設(shè)計荷載公路-Ⅰ級1.3.4沿線自然地理概況地理位置本項目路線起于岳陽市君山區(qū)建新農(nóng)場十大隊，沿S306右側(cè)西行，在建新垸（蓄洪垸）內(nèi)布線，經(jīng)建新農(nóng)場，跨華洪運河后進入錢糧湖北垸（蓄洪垸），往西經(jīng)許市鎮(zhèn)、采桑湖鎮(zhèn)、三封寺鎮(zhèn)，跨華容河后進入護城大垸（重點堤垸），然后路線向西繞過華容縣城規(guī)劃的馬鞍新區(qū)路線轉(zhuǎn)向南經(jīng)王馬港、馬家臺、高家臺、白鶴、甘洋、益群，在雙堤村、歐家洲折向西，設(shè)安合垸特大橋跨越藕池河東支（鲇魚須河）、安合垸（蓄洪垸）、藕池河東支（梅田湖河）后，路線進入南縣境育樂垸（重點堤垸），隨后跨越南茅運河，經(jīng)曹家鋪、金橋、沙灣、東升后設(shè)和康垸特大橋跨藕池河中支（Ⅰ）、南鼎垸（蓄洪垸）、藕池河中支（陳家?guī)X河）、和康垸（蓄洪垸）、安鄉(xiāng)境安化垸（蓄洪垸）、藕池河西支、安昌垸（蓄洪垸）、跨虎渡河后進入安尤垸（重點堤垸），經(jīng)黃泥湖跨松滋河進入安保垸，經(jīng)蒿子港北側(cè)跨澧水進入鼎城區(qū)，然后路線經(jīng)西洞庭農(nóng)場于黃公嘴跨啞河至周家店園藝場，然后經(jīng)瓦屋擋走老王廟跨越西洋陂水庫，在經(jīng)陂堰水庫上游、趙家橋至終點肖伍鋪與二廣高速公路交叉，路線全長140.860km。地形、地貌路線所經(jīng)地帶為洞庭湖平原、丘崗地貌，地勢總體北高南低；走廊帶跨藕池河、虎渡河、松滋河、澧水四大水系，路線沿洞庭湖西側(cè)、北側(cè)湖濱、平原、丘崗地帶展布，經(jīng)華容隆起丘崗、安鄉(xiāng)洪泛平原到常德市西洞庭湖湖濱丘崗區(qū)；最大標高35m，一般標高26～30m，地形平坦，河湖港汊密布，河流走向受構(gòu)造控制，多為南北向、北東向；走廊帶平原區(qū)土壤肥沃，物阜人豐，是重要的商品糧基地。氣候本區(qū)氣候處在中亞熱帶向北亞熱帶的過渡地帶，溫暖濕潤，也是北方冷空氣頻繁入境的“風口”所在。因此冬季冷空氣長驅(qū)直入，春夏冷暖氣流交替頻繁，夏秋晴熱少雨，秋寒偏旱。多年平均氣溫16．5～17℃，一月平均氣溫3．8～4．7℃，七月平均氣溫29℃左右。年平均降水量1250－1450毫米。無霜期258～275天。雨多集中于3-8月，約占全年降雨量的69%，年均降雨量1370.1mm,年均蒸發(fā)量1426.5mm，年平均氣溫17.9℃，極端最高氣溫40.5℃，極端最低氣溫-9.3地質(zhì)條件地表水主要有河流、水塘、溪流、水庫的地表水構(gòu)成，接受大氣降水的補給，水位及水量受降水量影響較大。地表水主要對跨越?jīng)_構(gòu)或河流的大中橋墩臺、邊坡等有沖刷作用。線該路段分布地層包括第四系、燕山期花崗巖等2個時代的地層；湖相及河湖相沉積盆地區(qū)、河流階地及溝谷中發(fā)育第四系全新統(tǒng)地層，主要為粘性土、淤泥質(zhì)土、砂、礫等，厚度一般較大，第四系更新統(tǒng)主要為殘坡積層，主要為粘性土、砂、礫等，燕山期花崗巖風化層厚度大，埋藏較深。地震據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（2001），路線所經(jīng)地域的地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，操軍-渡口地震動峰值加速度為0.10g，渡口-常德地震動峰值加速度為0.15g，其它地段地震動峰值加速度為0.05g，對應(yīng)地震烈度Ⅶ度。依據(jù)《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》JTJ004—89的規(guī)定，公路工程考慮全線抗震設(shè)防。1.4總體設(shè)計施設(shè)階段對公路平、縱、橫綜合設(shè)計，做到合理利用地形，盡量避讓不良地質(zhì)地段，正確、靈活地應(yīng)用技術(shù)指標，達到平面順暢、縱面均衡、橫面合理的目的。在設(shè)計中與地方簽定構(gòu)造物、取棄土場協(xié)議，合理設(shè)置橋梁、涵洞、分離式、通道、天橋，適當改移、合并地方道路，完善公路自身基礎(chǔ)設(shè)施的同時，盡可能方便沿線群眾生產(chǎn)、生活。按照編制辦法規(guī)定，所有構(gòu)造物及改移工程均在公路平面總體設(shè)計圖中示出。本項目設(shè)置了完整的安全、通訊和監(jiān)控設(shè)施，并對收費、管理、養(yǎng)護、服務(wù)設(shè)施進行了總體布設(shè)，也在公路平面總體設(shè)計圖中示出。為充分發(fā)揮高速公路服務(wù)沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)的功能，本項目還對公路沿線進行新修或整修便道設(shè)計，達到施工期間施工車輛暢通及高速公路營運期間方便地方交通的目的。在總體設(shè)計中堅持“安全為根本、質(zhì)量為命脈、科技為先導、生態(tài)環(huán)保為主線”，結(jié)合沿線地形、地質(zhì)、水文、環(huán)保、筑路材料等條件，貫徹“地質(zhì)、地形選線與安全、生態(tài)環(huán)保選線相結(jié)合”的設(shè)計理念。合理運用技術(shù)指標，盡量減少對沿線自然環(huán)境的破壞，使本項目盡可能的融于沿線自然景觀之中。1.5路線影響路線方案的主要因素:本項目路線布設(shè)結(jié)合沿線地形、地貌、水文、地質(zhì)等自然條件以及沿線主要城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃、路網(wǎng)布局等進行路線的平縱面設(shè)計。盡量減少良田好地，減少房屋及其他拆遷，遠離學校和環(huán)境敏感區(qū)，重視環(huán)境保護，減少對自然景觀的破壞，減少噪音和廢氣污染。路線平縱指標掌握均衡，盡量采用較高平豎曲線半徑，講究平縱配合以及與自然景觀相協(xié)調(diào)，影響路線方案的主要因素有：（1）路線起終點應(yīng)充分考慮與前后銜接項目的順接；（2）本項目地處平原微丘區(qū)，在路線設(shè)計時應(yīng)講究路線平縱橫配合，使其具有流暢的立體效果，在爭取較高的平縱技術(shù)指標時，更要注意合理運用技術(shù)指標，講究平縱配合和前后指標的均衡掌握。（3）平面線形在不過多增加工程數(shù)量的前提下，盡可能采用較高的技術(shù)指標，提高服務(wù)水平，以利于項目功能的發(fā)揮和運營效益的提高。（4）重視環(huán)境保護，防止水土流失和環(huán)境污染，盡力少占良田，尤其是高產(chǎn)田，盡量避免過多拆遷房屋和重要的電力、電訊、水利設(shè)施。1.6路基路面設(shè)計1.6.1一般路基設(shè)計原則a設(shè)計依據(jù)（1）交通部部頒《公路工程技術(shù)標準》（JTGB01-2003）；（2）交通部部頒《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2004）；（3）交通部部頒《公路排水設(shè)計規(guī)范》（JTJ018-97）；b設(shè)計原則本工程路基、路面排水設(shè)計按自成體系的原則進行，結(jié)合沿線自然水系、農(nóng)田水利灌溉、橋涵位置等進行綜合設(shè)計，處理好公路排水系統(tǒng)與農(nóng)田水利灌溉、魚塘、水田的關(guān)系，以確保排水暢通。同時，排水設(shè)計考慮到環(huán)境保護要求，避免路面污水流入魚塘、水田、菜地及周圍村莊，做到公路排水與當?shù)噩F(xiàn)有排灌各成體系。c填挖方路基設(shè)計（1）填挖方路段：路基填挖方邊坡坡率根據(jù)路基填料種類、邊坡高度和基底工程地質(zhì)條件確定。當路基邊坡受到限制時（如建筑物附近），采用路堤擋土墻或矮墻。填挖方路段設(shè)置護坡道，寬度統(tǒng)一采用2.0m，護坡道設(shè)置外傾3%的橫坡；表1-2填挖方路段邊坡坡率一覽表填方高度邊坡坡率挖方高度邊坡坡率0~8m1:1.50~81:0.5d路基壓實標準及填料強度說明為保證路基的壓實度，填方路基兩側(cè)各超寬填筑50cm，路基施工完成后再對邊坡進行整修，恢復正常路基寬。路基填料壓實采用重型壓實標準，分層壓實。根據(jù)湖南省經(jīng)驗，適當提高路基壓實度，可以在增加造價不多的條件下，有效地提高路基整體強度，減小不均勻沉降，故本項目對路基壓實度適當進行了提高。1.7路基、路面排水設(shè)計1.7.1路基排水路線填方路段均設(shè)置邊溝，用于排除路面水，填方路基坡腳設(shè)2.0m寬護坡道，護坡道外側(cè)設(shè)變截面梯形邊溝，然后利用排水溝將水流引入天然溝渠、河流中，全路段的邊溝、排水溝等均采用漿砌片石護砌。1.7.2路面排水（1）路面橫坡行車道、硬路肩設(shè)置2%的橫坡，土路肩采用3%的橫坡并進行硬化加固處理以利排水。超高路段行車道和硬路肩的橫坡由雙向坡過渡到單向坡。（2）路表排水在填方路段，設(shè)攔水帶，通過急流槽引入路側(cè)邊溝。在挖方路段，路面積水直接排入邊溝。在超高路段，對超高路段外側(cè)路面的排水采用縱向排水溝、集水井、橫向排水管、急流槽排入路基排水溝。中央分隔帶排水通過設(shè)置中央分隔帶盲溝、橫向排水管、急流槽排入路基排水溝；超高路段內(nèi)側(cè)路面排水系統(tǒng)的處理，同正常路段。（3）中央分隔帶排水在中央分隔帶底部設(shè)置一道40×40cm的縱向級配碎石滲溝，滲溝底設(shè)一根φ10cm縱向透水管，每隔50m左右設(shè)置一個φ30cm的橫向硬塑排水管，將中央分隔帶滲水排至路基之外（一般填方路段）。（4）路面外部排水在填方路面邊緣土路肩處設(shè)置攔水帶，通過邊坡急流槽排至邊溝。（5）路面內(nèi)部排水通過設(shè)置排水層排水系統(tǒng)或邊緣排水系統(tǒng)將滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水排出。1.8計算機運用本次畢業(yè)設(shè)計過程中，我利用計算機進行了文檔、檔編輯CAD繪圖，既體現(xiàn)了以后設(shè)計的發(fā)展趨勢，也充分提高了自己運用計算機解決工程實際的速度和能力。（1）利用autoCAD2004繪制了全部圖紙，用Excel驗算了部分數(shù)據(jù)資料，并用Word2003編輯了全部文字資料。（2）利用查旭東教授設(shè)計軟件設(shè)計了瀝青路面，并認真學習了公路專業(yè)軟件，包括緯地，現(xiàn)在對軟件操作到了非常熟練的程度。（3）利用VB編輯了路面設(shè)計程序。1.9專題研究及專業(yè)文獻翻譯本次畢業(yè)設(shè)計過程中,我運用已學的基礎(chǔ)英語知識，加上所學的專業(yè)知識及專業(yè)英語，對一篇專業(yè)英文文獻進行了翻譯。在提高英文翻譯水平的同時，鞏固了部分專業(yè)知識。這對我綜合能力的提高有一定的促進作用。2線形設(shè)計2.1平曲線的計算2.1.1平曲線要素的計算已知：圓曲線半徑R=6000m,平曲線中不設(shè)緩和曲線既L=0.0m，轉(zhuǎn)角=13°39′02″(Z)；計算：得曲線總長1429.483m，外距m,切線長m2.1.2各主點樁號的計算已知：JD11樁號為：K77+145.184，∴直緩點樁號為ZH=JD-T=K76+427.042，∴曲中點樁號為QZ=ZY+=K77+141.784，∴緩直點樁號為HZ=ZH+L=K77+856.525。（不在本設(shè)計任務(wù)范圍內(nèi)）2.1.3平曲線中各中樁坐標的計算值表2-1中樁坐標表樁號坐標樁號坐標N(X)E(Y)N(X)E(Y)K75+4004948.55013135.518K75+9004940.69513635.231K75+4204949.23613155.507K75+9204939.29813655.182K75+4404949.83813175.497K75+9404937.81813675.127K75+4604950.35713195.491K75+9604936.25613695.066K75+4804950.79213215.486K75+9804934.61013714.998K75+5004951.14513235.483K75+986.1084934.09113721.084K75+5204951.41313255.481K76+0004932.90113734.925K75+5404951.59913275.480K76+0204931.18813754.851K75+5604951.70113295.480K76+0404929.47513774.778K75+5804951.72013315.480K76+0604927.76213794.704續(xù)表2-1樁號坐標樁號坐標N(X)E(Y)N(X)E(Y)K75+6204951.50813355.479K76+1004924.33613834.557K75+6404951.27713375.478K76+1204922.62413854.484K75+6604950.96313395.475K76+1404920.91113874.410K75+6804950.56513415.471K76+1604919.19813894.337K75+7004950.08413435.466K76+1804917.48513914.263K75+7204949.52013455.458K76+2004915.77213934.190K75+7404948.87213475.447K76+2204914.05913954.116K75+7604948.14113495.434K76+2404912.34613974.043K75+7804947.32713515.417K76+2604910.63313993.969K75+8004946.43013535.397K76+2804908.92014013.896K75+8204945.44913555.373K76+3004907.20814033.822K75+8404944.38513575.345K76+3204905.49514053.749K75+8604943.23813595.312K76+3404903.78214073.676K75+8804942.00813615.274K76+3604902.06914093.602K76+3804900.35614113.529K76+8604874.83614592.728K76+4004898.64314133.455K76+8804874.59814612.727K76+4204896.93014153.382K76+9004874.42614632.726K76+427.0484896.32714160.404K76+9204874.32114652.725K76+4404895.23114173.309K76+9404874.28214672.725K76+4604893.59514193.242K76+9604874.31014692.725K76+4804892.02514213.180K76+9804874.40514712.725K76+5004890.52114233.124K77+0004874.56714732.725K76+5204889.08414253.072K77+0204874.79514752.723K76+5404887.71314273.025K77+0404875.09014772.721K76+5604886.40914292.983K77+0604875.45114792.718K76+5804885.17114312.944K77+0804875.88014812.713K76+6004884.00014332.910K77+1004876.37414832.707K76+6204882.89514352.879K77+1204876.93614852.699K76+6404881.85714372.852K77+1404877.56414872.689K76+6604880.88614392.829K77+141.7844877.62314874.472K76+6804879.98114412.808K77+1604878.25914892.677K76+7004879.14314432.791K77+1804879.02014912.663K76+7204878.37114452.776K77+2004879.84814932.646K76+7404877.66614472.763K77+2204880.74314952.625K76+7604877.02814492.753K77+2404881.70414972.602K76+7804876.45614512.745K77+2604882.73214992.576K76+8004875.95114532.739K77+2804883.82615012.546K76+8204875.51314552.734K77+3004884.98715032.512K76+8404875.14114572.730K77+3204886.21415052.475 續(xù)表2-1樁號坐標樁號坐標N(X)E(Y)N(X)E(Y)K77+3404887.50815072.433K77+4404894.97615172.152K77+3604888.86915092.386K77+4604896.66815192.080K77+3804890.29615112.335K77+4804898.42815212.003K77+4004891.78915132.279K77+5004900.25315231.919K77+4204893.34915152.2192.2豎曲線的計算2.2.1豎曲線要素的計算已知：本路段起點：K75+400，設(shè)計高程：33.1m;變坡點：K75+760，高程：38m,豎曲線半徑R=10000m，凸形曲線；本路段終點：K77+500，設(shè)計高程：32.4m。計算得：i=(38-33.1)/(75760-75400)×100%=1.361%i=(32.4-38)/(77500-75760)×100%=-0.322%豎曲線數(shù)據(jù)計算如下：w=i－i=-1.683%〈0,為凸形曲線，曲線長L1=R1w=10000×1.683%=168.3m，切線長T=L1/2=84.147m，外距E=T/(2R1)=84.15/20000=0.354m；2.2.2豎曲線要點樁號及高程的計算根據(jù)豎曲線要素計算如下：起點樁號=K75+760－T=K75+675.852，終點樁號=K75+760＋T=K75+844.148，變坡點一對應(yīng)樁號設(shè)計高程=38＋E=38＋0.196≈38.196m豎曲線一起點設(shè)計高程=38－T×i≈36.583m，豎曲線一終點設(shè)計高程=38＋T×i≈37.729m。2.2.3豎曲線要點樁號及高程的計算表2-2各樁高程表樁號地面高程(ｍ)設(shè)計高程(ｍ)樁號地面高程(ｍ)設(shè)計高程(ｍ)K75+40029.129.1K75+94030.837.59+42029.231.33+96029.737.77+44029.233.14+98031.637.95+46029.233.31+986.10831.838+48029.233.49K76+00033.137.95+50029.233.67+02030.237.87+52030.233.85+04030.137.8+54030.234.03+06029.337.73+56030.234.21+08029.337.65+5803034.38+10029.237.58+64033.234.92+16029.137.36+66031.535.1+1802937.28+68031.535.27+2002937.21+70031.535.45+2202937.13+7203235.63+24029.237.06+74033.235.81+26029.136.99+76032.135.99+28029.136.91+78032.136.16+3002936.84+8003236.34+32029.236.76+82032.136.52+34029.636.69+8403236.7+36029.636.62+86032.136.88+38030.136.54+88032.437.06+4003036.47+90032.237.23+4203036.4+92032.237.41+427.0483036.37K76+4403036.32K76+98029.334.32+46030.136.25K77+00029.334.25+48030.236.17+02029.334.18+50030.236.1+04029.334.1+52030.236.03+06029.334.03+54030.335.95+08029.333.95+56030.135.88+10029.333.88+58030.135.8+12028.933.81+60030.135.73+14028.933.73+62030.135.66+141.7842933.73+6403035.58+1602933.66續(xù)表2-2樁號地面高程(ｍ)設(shè)計高程(ｍ)樁號地面高程(ｍ)設(shè)計高程(ｍ)+6603035.51+18029.133.58+68030.135.43+18029.133.58+70029.835.36+20029.133.51+72029.835.29+22029.233.44+74029.635.21+24029.133.36+76029.435.14+26028.833.29+78029.435.06+28028.933.21+80029.334.99+30028.933.14+82029.434.92+32028.933.07+84029.434.84+34028.932.99+86029.534.77+36029.732.92+88029.434.69+38030.232.84+90029.334.62+40030.232.77+92029.334.55+42032.732.7+94029.334.47+44032.732.62+96029.334.4+46031.732.55K77+48032.732.47K77+50032.432.43邊坡穩(wěn)定性分析3．1、設(shè)計資料選擇最高填方路段K76+180斷面作邊坡穩(wěn)分析，路基高度H=7.55m，路堤邊坡坡度1:1.5。頂寬24.5m。路基土的粘聚力C=25Kpa,容重γ=17KN/m3，內(nèi)摩擦角為26°,驗算荷載為公路一級（車輛重力標準為3．2、邊坡穩(wěn)定性計算3．2．1換算填土高按公路一級布載，橫向可布3輛標準車（取半幅路分析）。B=Nb+(N-1)d=3*2.5+2*0.6=8.7mh=N*G/（γ*B*L）=3*550/（19*8.7*12.8）=0.78mN橫向分布的車輛數(shù)L縱向分布長度，L=12.8mB橫向分布車輛輪胎最外緣間總距離b每輛車的輪胎外緣之間的距離d相鄰兩輛車輪胎（或履帶）之間的凈距3．2．2、按4.5H法確定滑動圓心輔助線.由《路基路面工程》書查表得β1=26o,β2=35o.據(jù)此兩角分別自坡角和左頂點作直線交于O點,距坡角4.5H處向下H得點B,BO的延長線為滑動圓心輔助線.3．2．3、確定滑動圓弧中心在圓心輔助線上取先定出圓心O1，作通過坡腳的圓弧得半徑，按填土的斷面的形狀把整個路堤分為0.1R寬的土條，計算K值檢驗其穩(wěn)定性。另外在輔助線上另找O2、O3、O4、O5四個圓心按同樣的方法算得K值再比較5個K值，取最小的K值對應(yīng)的圓心分別作過坡面和坡底的滑動面。最后作出軌跡線找出最小值,確定其穩(wěn)定性。3．3、圓弧法穩(wěn)定性分析見下表.(按簡化的比肖普法分析)。3．3．1、取圓心O1時(假定圓弧過坡腳)：圖3.1用條分法計算土坡穩(wěn)定表3-1土坡穩(wěn)定計算表第一圓弧滑動面R14.23ψ79φ26c25土條號土條寬bi土條高hi土條重WiXisinaicosaiWi*sinaiWi*cosaiWi*cosai*tgφ∑liC*ZLi11.400.6214.76-3.05-0.210.98-3.1414.427.0319.620490.51221.401.7950.12-1.65-0.120.99-5.8049.7824.2831.402.8278.96-0.25-0.021.00-1.3978.9538.5141.403.71103.881.150.081.008.39103.5450.5051.404.46124.742.550.180.9822.23122.7459.8761.405.06141.543.950.270.9638.79136.1266.3971.405.51154.145.350.370.9356.60143.3769.9381.405.78161.846.750.460.8973.92143.9770.2291.405.44152.328.150.540.8482.55128.0162.44101.404.37122.369.550.620.7876.0995.8246.74111.402.8679.9410.950.700.7255.6257.4228.00121.151.0022.8912.350.760.6517.4614.797.22421.32531.1219.62490.51k2.4253．3．2、取圓心O2時(假定圓弧過坡腳)：圖3.2用條分法計算土坡穩(wěn)定表3-2土坡穩(wěn)定計算表第二圓弧滑動面R15.02ψ101φ26c25土條號土條寬bi土條高hi土條重WiXisinaicosaiWi*sinaiWi*cosaiWi*cosai*tgφ∑liC*ZLi11.60.6417.41-1.98-0.130.99-2.2917.268.4226.477661.92521.61.8450.05-0.38-0.031.00-1.2750.0324.4031.62.8691.521.220.081.007.4391.2244.4941.63.7118.402.820.190.9822.10116.3256.7351.64.37139.844.420.290.9640.56133.8365.2761.64.86155.526.020.390.9260.68143.1969.8471.65.08162.567.620.490.8778.98142.0969.3081.64.59146.889.220.580.8284.61120.0758.5691.63.18101.7610.820.660.7567.1376.4837.30101.551.1635.9612.40.730.6826.4324.3911.89384.35446.2126.48661.92k2.8833．3．3、取圓心O3時(假定圓弧過坡腳)：圖3.3用條分法計算土坡穩(wěn)定表3-3土坡穩(wěn)定計算表第三圓弧滑動面R13.97ψ94φ26c25土條號土條寬bi土條高hi土條重WiXisinaicosaiWi*sinaiWi*cosaiWi*cosai*tgφ∑liC*ZLi11.400.6314.99-5.36-0.370.93-5.6113.906.7822.92572.9821.402.0657.68-3.96-0.280.96-16.1355.3827.0131.403.4696.88-2.56-0.180.98-17.6595.2646.4641.404.59128.52-1.16-0.081.00-10.66128.0862.4751.405.57155.960.240.021.002.68155.9476.0661.406.40179.201.640.120.9920.99177.9786.8071.407.09198.523.040.220.9842.86193.8494.5481.407.64213.924.440.310.9566.85203.2199.1191.408.01224.285.840.410.9191.05204.9799.97101.407.70215.607.240.500.87106.80187.2991.35111.406.69187.328.640.580.81108.61152.6274.44121.405.38150.6410.040.660.7599.18113.3855.30131.403.61101.0811.440.730.6873.8369.0433.67140.851.2921.9312.570.780.6217.1813.646.65579.96860.6022.92572.98k2.4723．3．4、取圓心O4時(假定圓弧過坡腳)：圖3.4用條分法計算土坡穩(wěn)定表3-4土坡穩(wěn)定計算表第四圓弧滑動面R13.86ψ101φ26c25土條號土條寬bi土條高hi土條重WiXisinaicosaiWi*sinaiWi*cosaiWi*cosai*tgφ∑liC*ZLi11.400.6317.64-5.36-0.380.93-6.6516.347.9724.432610.80421.402.0649.03-3.96-0.280.96-13.8247.0422.9431.403.4696.88-2.56-0.180.98-17.7995.2346.4541.404.59128.52-1.16-0.081.00-10.74128.0762.4651.405.57155.960.240.021.002.70155.9476.0661.406.40179.201.640.120.9921.15177.9586.7971.407.09198.523.040.220.9843.19193.7694.5081.407.64213.924.440.310.9567.36203.0499.0391.408.01224.285.840.410.9191.73204.6699.82101.407.70215.607.240.500.87107.57186.8591.13111.406.69187.328.640.580.81109.35152.0974.18121.405.38150.6410.040.660.7599.83112.8255.02131.403.61101.0811.440.730.6874.2868.5633.44140.851.2921.9312.570.790.6217.2713.516.59585.43856.3924.43610.80k2.5063．3．5、取圓心O5時(假定圓弧過坡腳)：圖3.5用條分法計算土坡穩(wěn)定表3-5土坡穩(wěn)定計算表第一圓弧滑動面R14.1ψ94φ26c25土條號土條寬bi土條高hi土條重WiXisinaicosaiWi*sinaiWi*cosaiWi*cosai*tgφ∑liC*ZLi11.400.7217.14-4.7-0.330.94-5.6116.197.9023.13578.3121.402.0749.27-3.3-0.230.97-11.4347.9223.3731.403.2691.28-1.9-0.130.99-12.2690.4544.1241.404.32120.96-0.5-0.041.00-4.29120.8858.9651.405.23146.440.90.061.009.34146.1471.2861.406168.002.30.160.9927.28165.7780.8571.406.63185.643.70.260.9748.16179.2987.4481.407.1198.805.10.350.9470.35185.9490.6991.407.37206.366.50.440.9091.80184.8290.14101.406.96194.887.90.530.85103.56165.0880.52111.405.84163.529.30.610.79100.20129.2263.03121.404.38122.6410.70.690.7384.3988.9943.40131.401.7849.8412.180.760.6537.9032.3715.79539.39757.4822.92572.98k2.4673．4、結(jié)論根據(jù)上面求得的5個K值作出K的軌跡線，如下圖： 圖3.5確定最危險滑動面圓心的位置當K=1時，表示下滑力與抗滑力相等，邊坡處于極限平衡狀態(tài)；K<1時，邊坡不穩(wěn)定；K>1時，邊坡穩(wěn)定?？紤]到一些意外因素，為安全可靠起見，工程上一般規(guī)定采用K>1.2-1.25，作為路基邊坡穩(wěn)定性分析的界限值。由上圖分析可以看出，Kmin≈2.425〉1.3。故邊坡是穩(wěn)定的。4擋土墻設(shè)計與驗算4．1.設(shè)計資料4．1．1.墻身構(gòu)造本設(shè)計任務(wù)段中K76+500～K76+580段，道路左右兩側(cè)的民房密集。為了減少用地，盡量的少的拆遷民房。同時收縮邊坡，增強路基的穩(wěn)定性，擬在本段設(shè)一段俯斜式路堤擋土墻，其尺寸如圖，圖4.1擋土墻橫斷面圖（單位：cm）擬采用漿砌片石俯斜式路堤擋土墻，墻高H=5m，墻頂填土高度為1m，頂寬1m，底寬2.25m，路堤邊坡采用1：1.5。4．1．2.車輛荷載根據(jù)<<路基設(shè)計規(guī)范>>(JTGD30-2004)，車輛荷載為計算的方便,可簡化換算為路基填土的均布土層,并采用全斷面布載。換算土層厚:ho=q/r=5/17=0.其中：q為附加荷載強度,由線性內(nèi)插法求得墻高5.0m時取5γ為墻后填土容重=174．1．3.土壤地質(zhì)情況填土為粘性土，，c=25Kpa，墻背與填土間的摩擦角==38o1′12",墻背與填土間的摩擦角,容重為=17。粘性土地基,容許承載力為400Kpa,基底摩擦系數(shù)f=0.3。4．1．4.墻身材料采用7.5號砂漿,25號片石,砌體容重為k=23KN/m3;按規(guī)范:砌體容許壓應(yīng)力為600KPa,容許剪應(yīng)力為100KPa,容許拉應(yīng)力為＝60KPa。4．2.墻背土壓力計算對于墻趾前土體的被動土壓力，在擋土墻基礎(chǔ)一般埋深的情況下，考慮到各種自然力和人畜活動的作用，以偏于安全，一般均不計被動土壓力,只計算主動土壓力。本設(shè)計任務(wù)段的路堤擋土墻，采用一級臺階,分析方法采用“力多邊形法”，按粘性土的公式來計算土壓力；邊坡坡度為1：1.5,（）.其計算如下：4．2．1.破裂面計算以k76+540處擋土墻為例設(shè)計，有：a=1m,b=1.5m假設(shè)破裂面交于荷載中部,則:=(1+5+2*0.294)*(1+5)/2=19.76m=1*1.5/2+(1.5+0.75)*0.294-5*(5+2*1+2*0.294)*(-0.25)/2=6.154m=0.522其中:ψ=+δ+α=+-＝破裂角=4．2．2.主動土壓力計算Ea==66.53KN/m∴Ex==66.27KN/m==5.789KN/m4．2．3.土壓力作用點位置確定h1==1.267mh2==0mh3=H-h1-h2=3.733∴土壓力作用點到墻趾的水平距離為=1.344=1.38-=1.044m4．3.墻身截面性質(zhì)計算4．3．1.截面面積圖4.2截面重心計算圖橫截面面積:A=4．3．2.各截面重心到墻趾的水平距離:墻身重心到墻趾的水平距離為==0.383墻身重力:G=kΣAi=23×8.125=186.875kN4．4.墻身穩(wěn)定性驗算4．4．1.抗滑穩(wěn)定性驗算驗算采用“極限狀態(tài)分項系數(shù)法”。=1.679>=1.3∴所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求。4．4．2.抗傾覆穩(wěn)定性驗算驗算采用“極限狀態(tài)分項系數(shù)法”。=1.794>=1.5∴所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求。4．4．3.基底應(yīng)力及合力偏心距驗算為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過地基承載力，應(yīng)進行基底應(yīng)力計算；同時為了避免擋土墻不均勻沉陷，應(yīng)控制作用于擋土墻基底的合力偏心距e。本驗算采用荷載組合Ⅱ，即擋土墻自重+土中土側(cè)壓力+汽車荷載附加土側(cè)壓力。因此在非巖石地基情況下，基底合力偏心距e應(yīng)滿足。1）基礎(chǔ)地面的壓應(yīng)力（偏心荷載作用時）作用于基底的合力偏心距e為==0.135=0.233m式中：=0.835m傾斜基底的寬度，B=1.38/0.98=1.4m則：=190.71KPa400KPa其中：=206.47KN4．4．4．截面應(yīng)力驗算按每延米墻長計算：=1.05*(0.9*186.875+1.3*5.789)=184.4995=0.988*1.4*600/2.31=361.324KN由基底應(yīng)力驗算可知,偏心距和基底應(yīng)力都滿足地基的要求。墻身截面應(yīng)力也應(yīng)該滿足墻身材料的要求,所以不做驗算。所以,通過上述驗算各項符合要求,決定采用此截面。5排水設(shè)計5.1排水工程設(shè)計說明5.1.1路基排水的一般規(guī)定原則(1).路基應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施，以排除路基、路面范圍內(nèi)的地表水和地下水，保證路基和路面的穩(wěn)定，防止路面積水影響行車安全。(2).高速公路、一級公路路基路面排水應(yīng)進行綜合設(shè)計，使各種排水設(shè)施形成一個功能齊全、排水能力強的完整排水系統(tǒng)。(3).排水設(shè)計應(yīng)根據(jù)公路登記、沿線地形、地質(zhì)、氣象、橋涵位置等綜合考慮，合理布置，并有足夠的排水能力。完善對進出水口的處理，使各項設(shè)施銜接配合，確保排水通暢和養(yǎng)護工作量最小。(4).路基排水設(shè)計應(yīng)與農(nóng)業(yè)水利建設(shè)規(guī)劃相配合，防止沖毀農(nóng)田或危害農(nóng)田水利設(shè)施，當路基占用灌溉溝渠時，應(yīng)予恢復，并采取必要的防滲措施。(5).排水困難地段，可通過提高路基或采取降低地下水位，設(shè)置隔離層等措施，使路基處于干燥、中濕狀態(tài)。5.1.2排水設(shè)施的設(shè)置本設(shè)計的路基綜合排水采用了邊溝、排水溝、急流槽、涵洞等排水設(shè)施。排水設(shè)計說明：(1).在挖方路段及高度小于邊溝深度處填方路段設(shè)置邊溝，邊溝橫斷面形狀為梯形，內(nèi)外側(cè)邊坡坡度為1：1，溝深及溝底寬均為0.8m，邊坡縱坡與路線縱坡保持一致，采用7.5號漿砌片石材料進行砌筑。(2).匯集并排除路基邊坡上地表徑流，設(shè)截水溝，距坡頂外5m（在必要的情況可加大距離），截水溝尺寸和邊溝尺寸保持一致。(3).置排水溝將邊溝的水匯集并排到涵洞或自然溝河中，橫斷面為梯形，邊坡為1：1，深度及底寬均為0.8m，溝底縱坡為0.5%，在經(jīng)過居民區(qū)的填方路基亦設(shè)置坡腳排水溝。(4).路堤和路塹坡面或者坡面平臺上從坡頂向下豎向集中排水時，設(shè)置路肩急流槽5.2邊溝設(shè)計計算書5.2.1說明本項目位于湖南省境內(nèi)，屬中緯度亞熱帶季風性濕潤氣候，氣溫適宜。多年平均降雨量1370.1mm，每年3月-8月為雨季，占全年降雨量的69%左右，并且有時有惡劣的強暴雨、冰雹過境。5.2.2選擇設(shè)計計算的路段在本項目K75+400——K77+500范圍內(nèi)，根據(jù)路線縱坡情況、地面起伏及邊溝溝底縱坡情況，選擇計算K76+060——K76+160路段：5.2.3設(shè)計流量的確定(1)匯水面積和徑流系數(shù)匯水區(qū)域在路堤坡面一側(cè)100米的面積為1343,由《公路排水設(shè)計規(guī)范JTJ018--97》(以下簡稱排水規(guī)范)表3.0.8，硬質(zhì)巖石坡面的徑流系數(shù)?。?.70。匯水區(qū)域在路面一側(cè)的面積為10013＝1300，由表3.0.8水泥路面徑流系數(shù)取＝0.95，由此總的匯水面積為F=1343+1300＝2673.匯水區(qū)徑流系數(shù)=(13430.70+13000.95)/2673=0.814(2)匯水歷時:假設(shè)匯水歷時10min(3)降雨強度按照規(guī)范表3.0.2,取設(shè)計重現(xiàn)期為15年.查圖3.0.7-1,湖南5年重現(xiàn)期和10min降雨歷時的標準降雨強度為=2.25,由表3.0.7-1該地區(qū)15年重現(xiàn)期轉(zhuǎn)換系數(shù)=1.27.查圖3.0.7-2得該地區(qū)60min降雨強度轉(zhuǎn)換系數(shù)=0.40,由表3.0.7-2查得10min降雨轉(zhuǎn)換系數(shù)C10=1.0.由此,按照式(3.0.7),15年重現(xiàn)期10min降雨歷時得降雨強度為q=1.2712.25=2.858(4)設(shè)計徑流量按式(3.0.1),設(shè)計徑流量Q=16.670.8142.858267310-6=0.104.(5)檢驗匯流歷時由表3.0.4,路堤邊坡得粗度系數(shù)可取m1=0.02,水泥路面得粗度系數(shù)可取m1=0.013,按照式(3.0.4),路堤坡面(坡度1:1.5,坡面流長度13.4m)的歷時匯流為min；水泥路面(橫坡2％,坡面流長度13m),的匯流歷時為min設(shè)邊溝底寬0.8m，水深為0.6m，則過水斷面的斷面積A=0.8×0.6=0.48m2，水力半徑R=(0.8×0.6)/(0.8+0.6×2)=0.24m,漿砌片石邊溝粗糙系數(shù)m1=0.025,按照滿寧公式,可計算溝內(nèi)平均流速為：m/s.因而溝內(nèi)匯流歷時為s。由此,匯流歷時為t==1.57+1.28=2.85min<10min。5.2.4溝渠橫斷面設(shè)計(1)有關(guān)參數(shù),,,取n=0.025,按照排水規(guī)范,.(2)計算各水力要素=0.104/3=0.034==0.522m;==0.065m;=20.065=0.13m(3)實際流量及流速=0.254==19.98==0.36m/s,==0.012因為計算流量比設(shè)計流量小,而實際流速亦小于允許最大值,兩指標均符合要求,取邊溝深b=0.8m,邊溝高H=0.8m。5.3涵洞的設(shè)置5.3.1概況涵洞是公路排水的主要構(gòu)造物,在沿線上合理地修建涵洞,能有效地起到排水、通行的作用。本設(shè)計地段是岳常高速公路K75+400～K77+500，屬于平原微丘區(qū)。該路段的涵洞設(shè)置，要注意路基排水工程，把涵洞位置的選擇和路基排水工程結(jié)合起來，才能將涵洞設(shè)置得經(jīng)濟合理。5.3.2設(shè)置涵洞的原則設(shè)置截水溝的地段，在截水溝排水出水處應(yīng)設(shè)置涵洞，以免水順邊溝流經(jīng)距離過長而沖刷路面和路基。由路線的陡坡段過渡到緩坡段，在此200m內(nèi)又無其它涵洞，在變坡點處應(yīng)設(shè)置涵洞。匯水面積大于0.05km2，并具有明顯的溝型時，則需要設(shè)置涵洞。小橋涵的設(shè)置應(yīng)盡量符合水流方向，不應(yīng)強求正交。當溝底坡度較陡，路基填土較高，路基的填土為亞粘土等不滲水土壤，地形條件又許可的情況下，可考慮將涵洞設(shè)置在溝坡上，但應(yīng)注意出水洞口不應(yīng)沖刷農(nóng)田和路基邊坡。如果用開山碎石填筑路基，匯水面積又很小，三級公路以下可修建滲水路堤。當河溝較緩，可考慮將涵洞設(shè)置為正交，以減短涵長。為防止沖刷農(nóng)田，應(yīng)注意修建引水工程。5.3.3涵洞孔徑的確定涵洞孔徑一般是通過調(diào)查訪問，根據(jù)河溝斷面形態(tài)計算而得，現(xiàn)場確定孔徑的方法如下：(1).向當?shù)氐睦习傩樟私夂樗闆r，征求對涵洞位置、孔徑大小及涵洞標高的意見。(2).山區(qū)路線邊溝排水及天然河溝跌水的涵洞，最小孔徑為0.5m；天然河溝上的涵洞最小孔徑為1.0m;灌溉渠道上的涵洞最小孔徑為0.5m。(3).山區(qū)越嶺線，河溝水流湍急，洪峰歷時時間短，一般為單式河床斷面，河槽明顯，孔徑不宜壓縮，可按在同一設(shè)計水位下的橋下過水面積與天然河溝過水面積相等來設(shè)計孔徑。洪水時河溝內(nèi)有大漂石滾動，則涵洞單孔跨徑應(yīng)大于漂石的兩倍。(4).路線經(jīng)過泥石流堆積區(qū)時，應(yīng)先按洪水徑流決定孔徑，再適當加大。(5).山區(qū)開闊地帶，河溝水流仍比較急，孔徑不宜壓縮過多；當河溝為比較寬淺的單式斷面，上下游河槽的寬度不一，且在上下游一定寬度內(nèi)沒有影響流量的因素時，則可取這段長度內(nèi)最窄的河床寬度來決定孔徑；當河溝斷面為有河灘的復式斷面時，河灘一般都不大，涵洞孔徑可直接取河槽的寬度。(6).平原地區(qū)的路線所跨越的天然排水溝或洼地，水面一般都較寬，水流較緩，涵洞孔徑可允許較大壓縮，單要避免涵前壅水過高而淹沒農(nóng)田。(7).涵洞凈高應(yīng)比壅水高度大0.25m；冬季有淹冰的涵洞也應(yīng)比淹冰高度大0.25m。5.3.4本路段涵洞的布置根據(jù)以上的涵洞布置原則,結(jié)合本地區(qū)的實際情況,共設(shè)置4座。主要是起排水,匯集坡面的流水和截水溝的來水的作用,同時還起著方便道路兩側(cè)的居民，車輛通行的作用。涵洞的具體布設(shè)應(yīng)與路基排水結(jié)合起來，并考慮農(nóng)田灌溉的要求，同時還要結(jié)合已有交叉道路線形，盡量不要阻斷已存的重要的交通路線。本地區(qū)涵洞的布設(shè)位置見平面圖，布置數(shù)量尺寸見下表4-1：表5-1涵洞數(shù)量表中樁樁號K75+5004×4鋼筋蓋板通道中樁樁號K75+6804.5×3.5鋼筋混凝土箱型汽車通道中樁樁號K75+8774×3.5鋼筋混凝土箱型汽車通道中樁樁號K76+1606×4鋼筋混凝土箱型多用通道中樁樁號K76+9163.5×3.5鋼筋蓋板人行通道6水泥路面設(shè)計6.1水泥混凝土路面設(shè)計總則水泥混凝土路面設(shè)計方案，應(yīng)根據(jù)公路的使用任務(wù)、性質(zhì)和要求，結(jié)合當?shù)貧夂?、水文、土質(zhì)、材料、施工技術(shù)、實踐經(jīng)驗以及環(huán)保要求等，通過技術(shù)經(jīng)濟分析確定。水泥混凝土路面設(shè)計應(yīng)包括結(jié)構(gòu)組合、材料組成、接縫構(gòu)造和鋼筋配制等。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定的安全等級和目標可靠度，承受預期的荷載作用，并同所處的自然環(huán)境相適應(yīng)，滿足預定的使用性能要求。水泥混凝土路面設(shè)計除應(yīng)符合公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。6.2結(jié)構(gòu)組合設(shè)計6.2.1路基路基應(yīng)穩(wěn)定、密實、均質(zhì)，對路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支承。高液限粘土及含有機質(zhì)細粒土，不能用做高速公路和一級公路的路床填料或二級和二級以下公路和上路床填料；高液限粉土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3％的低液限粘土，不能用做高速公路和一級公路的上路床填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時，應(yīng)摻加石灰或水泥等結(jié)合料改善。地下水位高時，宜提高路堤設(shè)計標高。在設(shè)計標高受限制，未能達到中濕狀態(tài)的路基臨界高度時，應(yīng)選用粗粒土或低劑量石灰或水泥穩(wěn)定細粒土做路床或上路床填料；未能達到潮濕狀態(tài)的路基臨界高度時，除采用上述填料措施外，還應(yīng)采取在邊溝下設(shè)置排水滲溝等降低地下水位的措施。路基壓實度應(yīng)符合《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTJ013）的要求。多雨潮濕地區(qū)，對于高液限土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3％的低液限粘土，宜采用由輕型壓實標準確定的壓實度，并在含水量略大于其最傳佳含水量時壓實。巖石或填石路床頂面應(yīng)鋪設(shè)整平層。整平層可采用未篩分碎石和石屑或低劑量水泥穩(wěn)定砂粒，其厚度視路床頂面不平整程度而定，一般為100～500mm。6.2.2墊層遇有下述情況時，需在層基下設(shè)置墊層：(1)季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面總厚度小于最小防凍厚度要求時差值應(yīng)以墊層厚度補足；(2)水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路床土濕度較大時，宜設(shè)置排水墊層；(3)路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變形時，可加設(shè)半剛性墊層。墊層的寬應(yīng)與路基同寬，其最小厚度為150mm。防凍墊層和排水墊宜采用砂、砂礫等顆粒材料。半剛性墊層可采用低劑量無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土。6.2.3基層基層應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度。基層類型宜依照交通等級按表4.3.2選用。混凝土預制塊面層應(yīng)采用水泥穩(wěn)定砂?；鶎訚駶櫤投嘤甑貐^(qū)，路基為低透水性細粒土的高速公路和一級公路或者承受特重或重交通的二級公路，宜采用排水基層。排水基層可選用多孔隙的開級配水泥穩(wěn)定碎石、瀝青穩(wěn)定碎石或碎石，其孔隙率約為20％?；鶎拥膶挾葢?yīng)比混凝土面層每側(cè)至少寬出300mm（采用小型機具施工時）或500mm（軌模式攤鋪機施工時）或650mm（滑模式攤鋪機施工時）。路肩采用混凝土面層，其厚度與行車道面層相同時，基層寬度宜與路基同寬。級配粒料基層的寬度也宜與路基同寬。碾壓混凝土基層應(yīng)設(shè)置與混凝土面層相對應(yīng)的接縫。貧混凝土基層在其彎拉強度超過1.8MPa時，應(yīng)設(shè)置與混凝土面層相對應(yīng)的橫向縮縫；一次攤鋪寬度大于7.5m時，應(yīng)設(shè)置縱向縮縫?；鶎酉挛丛O(shè)墊層，上路床為細粒土、粘土質(zhì)砂或級配不良砂（承受特重或重交通時），或者為細粒土（承受中等交通時），應(yīng)在基層下設(shè)置底基層。底基層可采用級配粒料、水泥穩(wěn)定砂?；蚴曳勖夯曳€(wěn)定砂粒，厚度一般為200mm。排水基層下應(yīng)設(shè)置由水泥穩(wěn)定砂?；蛘呙芗壟淞Ａ辖M成的不透水底基層，厚度一般為200mm。底基層頂面宜鋪設(shè)瀝青封層或防水土工織物。6.2.4面層水泥混凝土面層應(yīng)具有足夠的強度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。面層一般采用設(shè)接縫的普通混凝土；面層板的平面尺寸較大或形狀不規(guī)則，路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設(shè)施，高填方、軟土地基、填挖交界段的路等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時，應(yīng)采用設(shè)置接縫的鋼筋混凝土面層。普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層板一般采用矩形。其縱向和橫向接縫應(yīng)垂直相交，縱縫兩側(cè)的橫縫不得相互錯位?？v向接縫的間距按路面寬度在3.0～4.5m范圍內(nèi)確定。碾壓混凝土、鋼纖維混凝土面層在全幅攤鋪時，可不設(shè)縱向縮縫。橫向接縫的間距按面層類型和厚度選定：(1)普通混凝土面層一般為4～6m，面層板的長寬不宜超過1.30m，平面尺寸不宜大25m(2)碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層一般為6～10m；(3)鋼筋混凝土面層一般為6～15m。表6-1水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通等級特重重公路等級高速一級二級高速一級二級變異水平等級低中低中低中低中面層厚度（mm）≥260≥250≥240270～240260～230250～220鋼纖維混凝土面層的厚度按鋼纖維摻量確定，鋼纖維體積率為0.6％～1.0％時，其厚度為普通混凝土面層厚度的0.65～0.75倍。特重或重交通時，其最小厚度為160mm；中等或輕交通時，其最小厚度為140mm。復合式路面瀝青上面層的厚度一般為25～80mm。除混凝土預制塊面層外，各種混凝土面層的計算厚度應(yīng)滿足規(guī)范的要求。荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按附錄B.1和B.2計算。面層設(shè)計厚度依計算厚度按10mm向上取整。采用碾壓混凝土或貧混凝土做基層時，宜將基層與混凝土面層視作分離式雙層板進行應(yīng)力分析。上、下層板在臨界荷位處的荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按附錄C.1和C.2計算。上、下層板的計算厚度應(yīng)分別滿足規(guī)范的要求。具有瀝青上面層的水泥混凝土板，在臨界荷位處的荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按附錄D.1和D.2計算?；炷涟宓挠嬎愫穸?，應(yīng)滿足規(guī)范的要求。6.2.5路肩路肩鋪面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的承載能力，其結(jié)構(gòu)導線組合和材料選用應(yīng)與行車道路面相協(xié)調(diào)，并保證進入路面結(jié)構(gòu)中水的排除。路肩鋪面可選用水泥混凝土面層或瀝青面層。路肩水泥混凝土面層的厚度通常采用與行車道面層等厚，其基層宜與行車道基層相同。選用薄面層時，其厚度不宜小于150mm，基層應(yīng)采用開級配粒料。路肩瀝青面層宜選用密實型瀝青混合料。其基層可選用無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料或級配粒料。行車道路面結(jié)構(gòu)不設(shè)內(nèi)部排水設(shè)施時，瀝青面層和不透水基層的總厚度不宜超過行車道面層的厚度，基層下應(yīng)選用透水性粒料填筑。6.3水泥路面工程設(shè)計6.3.1軸載換算標準軸載和軸載換算：水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標準軸載。不同軸輪型和軸載的作用次數(shù)，按下列公式換算為標準軸載的作用次數(shù)見表2。表6-2軸載換算表車型(KN)(次/日)小客車前軸11.5122000后軸23.0122000中客車SH130前軸25.55111000后軸45.10111000.0032大客車CA50前軸28.7013050后軸68.2013050.6681小貨車BJ130前軸13.40119000后軸27.40119000中貨車CA50前軸28.7015500后軸68.2015501.2047中貨車EQ140前軸23.7019500后軸69.2019502.6268大貨車JN150前軸49.0016800.00985后軸101.601680876.614特大車日野KB222前軸50.2016400.0149后軸104.3016401255.246 掛車五十鈴前軸60.0013200.0903后軸100（3軸）1320960────3075.278（6-1）（6-2）（6-3）（6-4）式中：Ns-100KN的單軸-雙輪組標準軸載的作用次數(shù)；Pi-單軸-單輪、單軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型級軸載的總重（KN）；-軸型和軸載級位數(shù)；-各類軸型級軸載的作用次數(shù)；-軸-輪型系數(shù)，單軸-雙輪組時，=1；單軸-單輪時，按下式（6-2）計算雙軸-雙輪組時，按下式（6-3）計算，三軸-雙輪組時，按下式（6-4)計算。表5-2為雙車道雙向交通調(diào)查結(jié)果，交通量年平均增長率為9.8％。小于和等于40KN(單軸)和80KN（雙軸）的軸載，可略去。調(diào)查分析雙向交通的分布情況，選取交通量方向分布系數(shù)，一般取0.5，車道數(shù)=2，所以交通量車道分布系數(shù)取0.9。Ns=∑0.9*0.5*3075.278=1383.88次由《公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTGD40-2002)》取輪跡橫向分布系數(shù)為0.22，設(shè)計使用年限為30年，可計算得到設(shè)計年限內(nèi)標準軸載累計作用次數(shù)Ne為： =11646475.8次查《公路水泥砼路面設(shè)計規(guī)范(JTGD40-2002)》，為重交通，所以路面屬重交通。路基的強度和穩(wěn)定性同路基的干濕狀態(tài)有密切關(guān)系，并在很大程度上影響路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計，路基按干濕狀態(tài)不同，分為四類：干燥、中濕、潮濕和過濕。為了保證路基路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性一般要求路基處于干燥或中濕狀態(tài)，當處于過濕狀態(tài)時，路基不穩(wěn)定，冰凍區(qū)春融翻漿，非冰凍區(qū)彈簧，路基經(jīng)處理后方可鋪筑路面。下面對干燥、中濕、兩種狀態(tài)分別討論。6.3.2路基為中濕狀態(tài)方案一1.初擬路面結(jié)構(gòu)由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表3.0.1可得，這段高速公路相應(yīng)于安全等級一級，目標可靠度為95％，異水平等級為低。根據(jù)高速公路，重交通等級和低變異水平等級。根據(jù)《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表4.4.6，初擬普通水泥混凝土路面，厚度為h=0.25m；根據(jù)《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表4.4.2和表4.3.5，基層選用多孔隙水泥穩(wěn)定碎石（水泥用量為10％，孔隙率為20％），厚為h1=0.14m。底基層厚度為h2=0.20m的水泥穩(wěn)定砂礫。普通水泥混凝土板的平面尺寸寬為3.75m，長為5.0m。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿假縫。2.材料參數(shù)的確定1)混凝土的設(shè)計彎拉強度與彈性模量按《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值，相應(yīng)彎拉彈性模量標準值為.2)土基的回彈模量參照《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》附錄F.1，路基回彈模量取。查附錄F.2，多空隙水泥碎石基層回彈模量取，水泥穩(wěn)定砂粒回彈模量取。計算基層頂面當量回彈模量如下：普通混凝土面層的相對剛度半徑計算為：3.荷載疲勞應(yīng)力計算標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為：因縱縫為設(shè)拉平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。考慮設(shè)計基準期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)。根據(jù)公路等級，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)荷載疲勞應(yīng)力計算為：4.溫度疲勞應(yīng)力由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》中表3.0.8，Ⅳ區(qū)最大溫度梯度區(qū)86℃/。板長，由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》圖B.2.2可查普通混凝土板厚，，最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，計算為：計算溫度疲勞應(yīng)力為：由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為95%，再根據(jù)查的目標可靠度變異水平等級，查表《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》3.0.3，確定可靠度系數(shù)因而所選的普通混凝土面層厚度，可以承受設(shè)計基準期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。方案二1.初擬路面結(jié)構(gòu)由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表3.0.1可得，這段高速公路相應(yīng)于安全等級一級，目標可靠度為95％，異水平等級為低。根據(jù)高速公路，重交通等級和低變異水平等級。查《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表4.4.6，初擬普通水泥混凝土路面層厚度為，基層選用多孔隙瀝青穩(wěn)定碎石，厚為，底基層厚度為h2=0.20m的二灰穩(wěn)定砂礫。普通水泥混凝土板的平面尺寸為，長為?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿假縫。2.材料參數(shù)的確定1)混凝土的設(shè)計彎拉強度與彈性模量按《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值，相應(yīng)彎拉彈性模量標準值為2)土基的回彈模量參照《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》附錄，路基回彈模量取。查附錄F.2，多孔隙瀝青穩(wěn)定碎石基層回彈模量取，二灰穩(wěn)定砂粒底基層回彈模量取。按下式計算基層頂面當量回彈模量如下：普通混凝土面層的相對剛度半徑由下式計算為：3.荷載疲勞應(yīng)力計算標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為：因縱縫為設(shè)拉平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)?？紤]設(shè)計基準期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)。根據(jù)公路等級，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)荷載疲勞應(yīng)力計算為：4.溫度疲勞應(yīng)力由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》中表3.0.8，Ⅳ區(qū)最大溫度梯度區(qū)℃/。板長，由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》圖B.2.2可查普通混凝土板厚，，最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按下式計算為：計算溫度疲勞應(yīng)力為：由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為95%，再根據(jù)查的目標可靠度變異水平等級，查《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表3.0.3，確定可靠度系數(shù)因而所選的普通混凝土面層厚度，可以承受設(shè)計基準期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。方案三1.初擬路面結(jié)構(gòu)由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》中表3.0.1可得，這段高速公路相應(yīng)于安全等級一級，目標可靠度為95％，異水平等級為低。根據(jù)高速公路，重交通等級和低變異水平等級?！端嗷炷谅访嬖O(shè)計規(guī)范》表4.4.6.，初擬普通水泥混凝土路面層厚度為，基層選用水泥穩(wěn)定砂礫，厚為。底基層厚度為的水泥穩(wěn)定砂粒。普通水泥混凝土板的平面尺寸為，長為。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿假縫。2.材料參數(shù)的確定1)混凝土的設(shè)計彎拉強度與彈性模量由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》中表3.0.6，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值，相應(yīng)彎拉彈性模量標準值為2)土基的回彈模量參照《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》附錄，路基回彈模量取。查附錄F.2，水泥穩(wěn)定砂礫基層回彈模量取，水泥穩(wěn)定砂?；貜椖Ａ咳?。按下式計算基層頂面當量回彈模量如下：普通混凝土面層的相對剛度半徑由下式計算為：3.荷載疲勞應(yīng)力計算按下式，標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為：因縱縫為設(shè)拉平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。考慮設(shè)計基準期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)。根據(jù)公路等級出發(fā)，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)。按下式，荷載疲勞應(yīng)力計算為：4.溫度疲勞應(yīng)力由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》中表3.0.8，Ⅳ=2\*ROMAN區(qū)最大溫度梯度區(qū)℃/。板長，由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》圖B.2.2可查普通混凝土板厚，，按下式，最大溫度梯度時混凝土板溫度翹曲應(yīng)力計算為：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按下式計算為：再由下式計算溫度疲勞應(yīng)力為：由《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》中表3.0.1，高速公路的安全等級為一級，相應(yīng)于一級安全等級的變異水平等級為低級，目標可靠度為95%，再根據(jù)查目標可靠度變異水平等級，查《水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》表3.0.3，確定可靠度系數(shù)，按下式：因而，所選的