高速公路设计说明书.doc

目 录第一篇 总说明书 211 基况 本概 212主要技术指标的论证和确定 2第二篇 路线 221 路线平面设计 222 路线纵断面设计 4第三篇 路基路面及排水 531 路基横断面设计 532 路面结构类型选择及路面设计 633 路基排水设计 934 路基防护设计 11第四篇 桥梁、涵洞 11 41 桥梁设计 1142 涵洞设计 11第五篇 路线交叉 12 51 路线交叉设计 12第六篇 其他沿线设施及环境保护 12小 结 13附 录：主要参考文献 13第一篇 总说明书1. 1基本概况本设计为某市至某市的高速公路k0+000-k2+980的设计。根据设计公路的交通量及其使用任务和性质，确定为高速公路。路线经过地形为平原微丘。全线总长2.98km。有 3个平曲线、3个竖曲线、涵洞5道，设计车速120km/h，路基宽度26m。路面为沥青混凝土结构。本设计说明书进行路线方案的论证，确定合适的设计方案，并推荐一个最佳方案进行详细的技术设计，包括路线的平、纵、横设计，路基路面设计和排水设计，环境评价等各方面内容。1.2道路等级和主要技术指标的论证和确定道路做为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上，设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。1.2.1 交通量计算及公路等级的选用道路等级的确定应从公路网规划的全局出发，综合考虑公路的使用任务、性质，根据远景交通量及交通组成，依据地形和其他自然条件共同决定。设计路线在平原微丘区。根据其使用性质及地形限制，要求道路交通等级为高速公路。1.2.2 行车速度该地区为平原微丘区，根据地形条件,该路设计为高速公路，选用行车速度为V=120km/h。1.2.3 主要技术指标 根据公路工程技术标准，平原微丘区高速公路各项指标为：技术名称指标值指标名称指标值计算行车速度120km/h行车道宽3.75m车道数4路面宽度15m硬路肩宽2.5m中央分隔带宽3m土路肩宽0.75m超车视距550m行车视距210m平曲线一般最小半径1000m平曲线极限最小半径6500m缓和曲线最小长度100m不设超高最小半径5500m最小坡长300m最大纵坡3%纵坡长度限制(3%)800m竖曲线极限最小半径11000m（凸）竖曲线一般最小半径17000m（凸）4000m（凹）6000m（凹）竖曲线最小长度70m超高横坡度最大值10%第二篇 路线2.1 路线平面设计选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。2.1.1 平面线形设计该地区属平原微丘区，其选线原则是以方向为主导，正确安排平面线形，合理解决避让、穿越、趋近地物等问题，纵坡不受限制。平原区路线因地形限制不大，布线应在基本附和路线走向的前提下，着重考虑政治、经济因素，正确处理对地物地质的避让与趋就，找出一条理想的路来。综合以上特点，选线时注意以下要点：（一） 平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。本设计地区部分地势开阔，处于平原微丘区，路线直捷顺适，在平面线形三要素中直线所占比例较大。在设计路线中间地段，地势有较大起伏，路线多弯，曲线所占比例较大。（二） 正确处理与农业的关系。1尽量做到不占或少占高产田。布线要从路线对国民经济的作用、对支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全面分析比较，既不能片面求直占用大量农田，也不能片面强调不占哪块田，使路线弯曲，造成行车条件恶化。2.水力建设相配合。尽可能少和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。路渠方向基本一致时，沿渠堤布线，堤路结合，桥闸结合，以减少占田和便利灌溉线应与。路线必须跨水塘时，可设在一侧，并拓宽水塘取土填筑路基，使水塘面积不致缩小。(三)合理考虑路线与城镇的关系1路线尽量避免穿越城镇、较密集的居民点及一些重要单位，例如学校等，但又要考虑到便利支农运输，便利群众，便利与工矿的联系，路线不宜离开过远，做到“靠村不进村，利民不扰民”。2路线应尽量避开重要的电力、电讯设施（四）处理好路线与桥位关系1. 大中桥为常常是路线的控制点，但原则上应服从路线总方向并满足桥头接线的要求，桥路综合考虑。一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交，桥梁和引道最好都在直线上。当条件受限制是，也可设置斜桥或曲线桥。要注意防止两种偏向：一种是单纯强调桥位，造成路线过多迂绕，或过分强调正交桥位，出现桥头急弯影响行车安全；另一种只顾线形顺直，不顾桥位造成桥位不适合或斜交过大，增加建桥困难。2. 小桥涵位置应服从路线走向，但遇到斜交过大或河沟过于弯曲的情况，可采取改河措施或改移线路，调整桥轴线与流向的夹角，以免过分增加施工困难和加大工程投资，选线时应全面比较确定。3.路线跨河修建渡口时，应在路线走向基本确定后选择渡口位置。渡口要避开浅滩、暗礁等不良地段，两岸地形应适宜修建码头。（五）注意土壤水文条件2.1.2 平面设计中的基本原则在路线的平面设计中所要掌握的基本原则有：（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调；本设计地区部分地势开阔，处于平原微丘区，路线直捷顺适，在平面线形三要素中直线所占比例较大。路线与地形相适应，既是美学问题，也是经济问题和保护生态环境的问题。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形、地物等具体条件，片面强调路线要以直线为主或以曲线为主，或人为规定三者的比例都是错误的。（2） 行驶力学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足；高速公路、一级公路以及计算行车速度60Km/h的公路，应注重立体线形设计，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适，计算行车速度越高，线形设计所考虑的因素越应周全。本路线计算行车速度为120Km/h，在设计中已经考虑到平面线形与纵断面设计相适应，尽量做到了“平包竖”。(3) 保持平面线形的均衡与连贯；为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。在长直线尽头不能接以小半径曲线，高低标准之间要有过渡。本设计中未曾出现长直线以及高低标准的过渡。(4) 避免连续急弯的线形；连续急弯的线形给驾驶着造成不便，给乘客的舒适也带来不良影响。在设计中可在曲线间插入足够的直线或回旋线。(5) 平曲线应有足够的长度；平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整。缓和曲线的长度不能小于该级公路对其最小长度的规定；中间圆曲线的长度也最好有大于3s的行程，当条件受限制时，可将缓和曲线在曲率相等处直接连接，此时圆曲线长度为0。路线转角过小，即使设置了较大的半径也容易把曲线长看成比实际的要短，造成急转弯的错觉。这种倾向转角越小越显著，以致造成驾驶者枉作减速转弯的操作。在本设计中平曲线长度都已符合规范规定。2.1.3 线形的设计步骤: 平面线形的设计主要是确定交点位置、曲线半径、缓和曲线的长度等。确定过程中：应保证平面线形连续顺适，保持各平面线形指标的协调、均衡，而且要与地形相适应和满足行驶力学上的要求。（1）交点主要确定路线的具体走向位置，因此其位置的确定非常重要。必要时应做相应的比较方案进行比选，保证方案可行、经济、合理、工程量小。（2）缓和曲线长度的确定当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋曲线。缓和曲线的长度从以下几个方面考虑确定：a.驾驶操作从容，旅客感觉舒适lsmin=0.0214V3/R*s=0.0214*1203/2000*0.4=46mb.超高渐变率适中由于在缓和曲线上设置有超高渐变段，如果缓和曲线太短会因路面急剧的由双坡变为单坡而形成一种扭曲的面，对行车和路容均不利。按规范规定的适中的超高渐变率，导出缓和段最小长度：lsmin=Bi/p=18*0.01/(1/200)=36mc.行驶时间不过短车在缓和曲线上的行驶时间不应少于3秒，即缓和曲线不应短于100m。 综合考虑，缓和曲线最好不要短于100 m，至少不应短与规范给定的100米的要求。在确定R,Ls以后就计算各曲线要素，推算各主点里程及交点的里程桩号。最后由平面设计的成果可以得到直线曲线及转交表。2.1.4 本设计中的线形设计路线的平面设计所确定的几何元素是以设计行车速度为主要依据的。本路段平面线形主要以基本线形和S型为主。按直线回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合 。本路线选线的原则主要是根据地形和地势，避开山坡和陡坡，尽量利用较平坦地势，避开学校和村镇，做到利民不扰民。在保证线形的前提下，尽量减少对农田的占用，减少填占池塘，注意了对电力通讯设施的避让。为提高公路使用性能，在圆曲线半径的选择过程中尽量选取较大的半径,当地形限制较严时方可采用极限。在本设计中有采用一般最小半径为1000m。在考虑线形和工程量的条件下，满足了同向曲线和反向曲线中关于最小直线段的要求，即同向曲线间的直线距离大于6V（480m），反向曲线均设为圆曲线，保证了线形的要求。本设计路线总长2.98Km,最小圆曲线半径为1000m，最小缓和曲线长为100m。本设计中平曲线的主要要素表指标名称指标值指标名称指标值平曲线最小半径1000m平曲线最大半径2000m缓和曲线最小长度100缓和曲线最大长度160S型曲线1个圆曲线最小长度111.7最大转角29最小转角6 2.2 路线纵断面设计纵断面设计的主要内容是根据道路等级沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长度适当、平面与纵断面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。这些要求虽在选定线阶段有所考虑，但要在纵面设计中具体加以实现。2.2.1 纵面线形设计的一般原则1纵面线形应与地形相适应，设计成视觉连续，平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏。2应避免能看见近处和远处而看不见中间凹处之线形。3较长的连续上坡路段，宜将最陡的纵坡放在底部，接近坡顶的纵坡宜适当放缓。4相邻纵坡之代数差小时，应尽量采用大的竖曲线半径。5交叉前后的纵坡应平缓。2.2.2 纵面设计思路在纵面设计中，因为该地区是平原微丘区，大部分是填方路段。所以考虑到以下问题：1） 路基最小填土高度；在农田地区应该保证1.1m的填土高度，从而控制路面下一定范围内土基的干湿状态（含水量），使土基满足强度、稳定性和变形的要求；2） 平纵组合设计3） 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线（平包竖）；4） 平曲线与竖曲线大小应保持平衡；在纵面设计规范中，关于坡度及坡长的确定：（1）最大纵坡根据公路工程技术标准（JTJ01_03）规定，高速公路（平原微丘区）的最大纵坡，应不大于3%，在长路堑路段，以及其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。纵坡的长度不小于300米。制定最大纵坡时不仅从设计车型的爬坡能力考虑，还要考虑汽车在纵坡上能否快速，安全及行车的经济性。设计时，应尽可能选用小于规定最大纵坡的坡值。（2）最小纵坡 在长路堑地段。设置边沟的低填方地段以及其他横向排水不畅地段，为满足排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的纵坡，并做好纵、横断面的排水设计。（3）坡长 高速公路平原微丘区最小坡长为300m.（4）合成坡度在有平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。将合成坡度控制在一定范围之内，目的是尽可能避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险，保证车辆在弯道上安全而顺适的运行。在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过10%。当路线的平面和纵坡设计基本完成后，应检查合成坡度。如果超过最大允许合成坡度时，可减小纵坡或加大平曲线半径以减小横坡，或者两方面同时减小。（5）纵面设计经反复优化，挖填基本合理，纵坡均匀平缓，利于排水。竖曲线半径尽量采用较大值。平纵面组合基本顺适，方向明确，组合合理。2.2.3 本设计中的纵断面设计：边坡点的确定主要依据公路工程技术规范的规定，比如：最大纵坡、最大及最小坡长的限制、填挖工程量、经济点、施工要求以及路基稳定需要等来确定。最终确定边坡点高程、桩号、坡长、坡度以及竖曲线半径、长度等。在设计中的具体做法如下： 1）.准备工作，从地形图上依据平面线形读取高程数据，做出地面线。 2）.标注控制点，控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。本设计路段的标高控制点主要为：涵洞控制标高、被交路的标高要求等。 3）.试坡，在一标出控制点的纵断面图上，根据技术指标选线意图，结合地面起伏变化，本着以地形为依据的原则，根据地形的坡度走向，考虑平纵配合及控制点的桩号和高程，同时兼顾填挖平衡和环境保护。在这些控制点间进行穿插和取直，试定出若干条直坡线。初步定出变坡点，变坡点应选在整5米桩上。 4）.调整，将所定坡度对照技术标准检查设计的最大、最小纵坡坡长等是否满足平纵配合。尽量实现平面线型能和纵断面线型相适应，做到平包竖，使竖曲线的起终点落在缓和曲线段内，本设计已完全做到了这一点。 5）.定坡，经调整后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号高程确定下来。 6）.设置竖曲线 竖曲线的设置，主要在满足规范的要求下，考虑平纵配合，尽量使竖曲线的设置和平曲线较好的相符合。竖曲线主要参数序号竖曲线半径起点桩号纵坡-0凸曲线凹曲线 +-0.0051200000.0282100000.0083250000.004第三篇 路基路面及排水路基应根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工方案进行设计，既有足够的强度和稳定性，又要经济合理。 影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必须采取拦截或排出路基以外的措施，并结合路面排水，综合排水设计，形成完整的排水系统。修筑路基取土和弃土时，应符合环保要求，以适当处理，减少弃土侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。3.1 路基横断面设计横断面的组成由设计交通量、交通组成等因素确定，在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省，投资少。 本公路采用双向4车道， 由于本公路上圆曲线半径均大于1000m，可以不加宽。土路肩主要保护路面和路基，提供侧向余宽。为迅速排出路面和路肩上的降水，将路面和路肩做成有一定横坡的斜面。为消除曲线上的离心力，曲线采取绕行车道内边线旋转超高方式。公路用地取路堤两侧排水沟外缘以外，或路堑坡顶截水沟外沿以外不少于2m的土地范围。路基标准横断面3.1.1 填方路基砾类土、砂类土应优先选作填料，细粒土可填于路堤底部。基地土密实、地面横坡缓于1：5,路堤可直接填筑，地表树根草皮和腐土应清除，若坡度陡于1：5（包括纵断面方向）,则应做成台阶状，台阶宽不得小于1m，阶底有2%-4%内向倾斜坡度。对于深挖路堑，挖台阶前应清除草皮及树根。为减少地面水冲刷，应在挖方边坡坡顶外设置截水沟。 对于跨沟的高路堤应避开滑坡、冲沟等不良地质段，对地表水采取拦截、排除措施，防止湿陷和冲沟，减少地基土下沉。3.1.2 挖方路基挖方边坡应根据边坡高度、土的状况、地下水的状况等因素确定。本设计中挖方采用了高速台阶（边坡高度大于8米时，采用高速边坡），故选用了 1：0.5的边坡（高速边坡采用1：0.75。本设计中也考虑了是否可以采用1：1的一级边坡和1：1.25的高速边坡，若采用1：1的边坡，可以适当增加边坡稳定性，减小雨水的冲刷，但通过横断面出图的比较和大致计算，发现填挖方工程量比原来的增长很多，工程经济性下降很多）。同时挖方坡设有碎落台，一级边坡的碎落台为0.5m，高速边坡的碎落台设为1.5。为减少地面水冲刷挖方边坡，应在挖方边坡坡顶外设置截水沟或挡水堰（截水沟离坡顶外5米）。32 路面设计路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据车辆行驶的需要，选用优质材料建成。路基作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性。以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标。坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件，所以路基路面的综合设计至为重要。为确保路基的强度与稳定性，使路基在外界因素作用下，不致产生不允许的变形，在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施，其中有路基排水、路基防护与加固以及与路基工程直接相关的设施，如弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。3.2.1 路面结构选取 32.1 .1 本设计中结构层材料的确定 1）面层 根据气候条件及地形地质、取材的方便程度决定路面各层采用何种材料，为了保证沥青面层的热稳定性，采用中粒式沥青混凝土，同时为了防水的要求（采用密级配的沥青混凝土）保证路面抗滑的要求，上面层拟定采用AC-16型中粒式密级配沥青混凝土。根据规范推荐，满足承载需要，中面层拟采用AC-20型中粒式密级配沥青混凝土，下面层拟采用AC-25粗粒式沥青混凝土。 2）基层 根据当地的自然气候条件、降雨量、水文地质状况、地下水位高度等自然条件及承载能力要求，拟采用二灰稳定碎石做基层，二灰稳定碎石的承载能力较高（1500MP），更为重要的是，二灰稳定碎石的抗冲刷性能较好，能满足自然气候的要求。同时，二灰碎石的水稳定性和抗冰冻性能也较好。与采用水泥稳定碎石比较，从道路等级和工程经济性方面考虑，基层决定采用二灰稳定碎石。 3）底基层 底基层的选取也同样考虑了自然气候条件、降雨量、水文地质状况、地下水位高度等自然条件及承载能力要求，以保证特殊气候条件的要求（水多）。由于二灰土的水稳性和抗冲刷能力均较好，工程经济性也较好，故底基层采用二灰土。 4） 垫层 本公路设计的地理位置决定了，在路面设计中要考虑路基的稳定性，为防止深挖路段和过水田（填高不够）的路段的地基由于含水而造成不均匀沉降，在深挖路段和过水田（填高不够）的路段需要设置垫层，考虑就地取材，垫层采用天然砂砾（200MP），厚度取15cm。3.2.2 沥青混凝土路面设计3.2.2.1 设计理论和方法沥青混凝土路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度。对高速公路的沥青面层和半刚性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算。3.2.2 .2 路面结构组合及厚度该公路为高速公路，面层类型采用沥青混凝土面层。规范规定沥青面层可由单层或双层或三层沥青混合料组成。本高速公路拟采用三层式沥青面层，分别为：中粒式沥青混凝土AC-16(厚4cm)、中粒式沥青混凝土AC-20(厚6cm)、粗粒式沥青混凝土AC-25(厚6cm),基层采用二灰稳定碎石（取20cm）,底基层采用二灰土（厚度34cm）各层材料的抗压模量与劈裂强度： 查公路沥青路面设计规范JTJ01497附录D“材料设计参数”的表D1“沥青混合料设计参数”和表D2“基层材料设计参数”，选取各层材料的抗压模量与劈裂强度。抗压模量取20的模量，各值均取规范给定范围的中值，则20（15）的各层材料的抗压模量为：中粒式密级配沥青混凝土1200（1800）MPa 粗粒式密级配沥青混凝土1000（1400）MPa 二灰稳定碎石1500（1500）MPa 二灰土750（750）MPa .各层材料的劈裂强度为：中粒式密级配沥青混凝土1.0MPa粗粒式密级配沥青混凝土0.8MPa二灰稳定碎石0.65MPa二灰土0.25MPa3.2.2.3 设计指标的确定 对于高速公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。1）设计弯沉值路面设计弯沉值根据公式ld=600Ne-0.2AcAsAb计算，各系数Ac、As、Ab由规范可知，Ac=1.0、As=1.0、Ab=1.0。所以设计弯沉值为：ld=6007355084-0.21.01.01.0=25.4mm（0.01mm）2)各层材料的容许层底拉应力：R=sp/Ks R-路面结构层材料的容许拉应力（MPa）sp-沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度(MPa)Ks-抗拉强度结构系数。对沥青混凝土面层：Ks=0.09AaNe0.22/Ac式中：Aa-沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为1.0, 粗粒式密级配沥青混凝土为1.1;对无机结合料稳定集料类：Ks=0.35Ne0.11/Ac对无机结合料稳定细粒土：Ks=0.45Ne0.11/Ac由上述公式可得：中粒式沥青混凝土： Ks=0.09AaNe0.22/Ac =0.09 * 1.0 * 73550840.22 /1.0=2.91 R=sp/Ks=1.0/2.91=0.343MPa粗粒式沥青混凝土: Ks=0.09AaNe0.22/Ac =0.09 * 1.0 * 73550840.22/1.0=2.91 R=sp/Ks=0.8/2.91=0.2749 MPa二灰稳定碎石: Ks=0.35Ne0.11/Ac=0.35 73550840.11/1.0=1.99R=sp/Ks=0.65/1.99=0.326 MPa二灰土： Ks=0.45Ne0.11/Ac=0.45 73550840.11/1.0=2.56 R=sp/Ks=0.25/2.56=0.097MPa3.2.2.4 拟定路面结构1）中湿路段现拟定路面结构如下： E20 E15 spi 上面层：中粒式沥青混凝土 h1=4cm 1200 1800 1.0中面层：中粒式沥青混凝土 h2=6cm 1200 1800 1.0 下面层：粗粒式沥青混凝土 h2=6cm 1000 1400 0.8 基 层：二灰稳定碎石 h3=20cm 1500 1500 0.65 底基层：二灰土 h4=34cm 750 750 0.25 土基 E0=35Mpa应用计算机程序“APDS 97”计算如下:用“APDS”计算如下： 原始数据 路基路面层数:? 6 设计层号:? 4 累计轴次数 (万次):? 735.5 (万次) 公路等级系数:? 1.1面层类型系数:? 1.0 基层类型系数:? 1.0序号 厚度(cm) 20模量(MPa) 15模量(MPa) 极限强度(MPa)材料类型 1 4.0 1200.0 1800.0 1.0 1 2 6.0 1200.0 1800.0 1.0 2 3 6.0 1000.0 1400.0 0.80 3 4 设计层 1500.0 1500.0 0.65 4 5 34.0 750.0 750.0 0.25 5 6 35.0 修改上述数据 (Y/N)吗:? n满足弯沉指标的设计层厚度: 19.2 (cm) 按弯沉指标设计的设计层厚度: 19.2 (cm) 满足第 1层拉应力要求按弯沉指标设计的设计层厚度: 19.2 (cm) 满足第 2层拉应力要求按弯沉指标设计的设计层厚度: 19.2 (cm) 满足第 3层拉应力要求满足第 4层拉应力指标的设计层厚度: 19.2 (cm) 计算结果 设计层厚度: 19.4 (cm)确定设计层厚度【19.4 】:?22 21(cm)修改上述数据 (Y/N)吗:?n 计算结果 设计层厚度: 20 (cm) 设计弯沉值: 25.4 (1/100mm) 竣工验收弯沉值: 25.1 (1/100mm) 第 1层拉应力值: -0.35 (MPa) 容许拉应力值: 0.34 (MPa) 第 2层拉应力值: -0.11 (MPa) 容许拉应力值: 0.27 (MPa) 第 3层拉应力值: 0.11 (MPa) 容许拉应力值: 0.33 (MPa) 第 4层拉应力值: 0.10 (MPa) 容许拉应力值: 0.10 (MPa) 用“LMYS”验算如下： 路基路面层数:? 6序 号 厚度 (cm) 20模量 (MPa) 15模量 (MPa) 是否计算拉应力 1 4.0 1200.0 1800.0 计 算2 6.0 1200.0 1800.0 计 算3 6.0 1000.0 1400.0 计 算4 20.0 1500.0 1500.0 计 算5 34.0 750.0 750.0 计 算6 35 修改上述数据 (Y/N)吗:? n理论弯沉系数: 4.2339 理论弯沉值: 52.6 (1/100mm) 实际弯沉值: 25.1 (1/100mm)第 1层层底拉应力: -0.35 (MPa) 第 2层层底拉应力: -0.11 (MPa)第 3层层底拉应力: 0.11 (MPa) 第 4层层底拉应力: 0.10 (MPa)满足容许拉应力的要求,故确定底基层厚度为20cm. （2）潮湿路段 在深挖和路线过水田填高不够时中湿路段为保证路面结构处于干燥或中湿状态，需设置垫层。现拟定路面结构如下： E20 E15 spi 上面层：中粒式沥青混凝土 h1=4cm 1200 1800 1.0 中面层：中粒式沥青混凝土 h2=6cm 1000 1400 0.8 下面层：粗粒式沥青混凝土 h2=6cm 1000 1400 0.8 基 层：二灰稳定碎石 h3=20cm 1500 1500 0.65 底基层：二灰土 h4=34cm 750 750 0.25垫 层：天然砂砾 h5=15cm 200 200 土基 E0=30Mpa用“APDS”计算如下： 原始数据 路基路面层数:? 7 设计层号:? 5 累计轴次数 (万次):? 735.5 (万次) 公路等级系数:? 1.1面层类型系数:? 1.0 基层类型系数:? 1.0序号 厚度 (cm) 20模量 (MPa) 15模量 (MPa) 极限强度 (MPa) 材料类型1 4.0 1200.0 1800.0 1.0 12 6.0 1200.0 1800.0 1.0 23 6.0 1000.0 1400.0 0.80 3 4 20.0 1500.0 1500.0 0.65 45 设计层 750.0 750.0 0.25 56 15.0 200.0 200.0 - 67 30 满足弯沉指标的设计层厚度: 31.2 (cm) 按弯沉指标设计的设计层厚度: 31.2 (cm) 满足第 1层拉应力要求 按弯沉指标设计的设计层厚度: 31.2 (cm) 满足第 2层拉应力要求 按弯沉指标设计的设计层厚度: 31.2 (cm) 满足第 3层拉应力要求 按弯沉指标设计的设计层厚度: 31.2 (cm) 满足第 4层拉应力要求 计算结果 设计层厚度: 32.0 (cm)确定设计层厚度【 32.0 】:? 34.0 (cm)修改上述数据 (Y/N)吗:? n 设计层厚度: 34.0 (cm) 设计弯沉值: 25.4 (1/100mm) 竣工验收弯沉值: 25.1 (1/100mm) 第 1层拉应力值: -0.34 (MPa) 容许拉应力值: 0.34 (MPa) 第 2层拉应力值: -0.11 (MPa) 容许拉应力值: 0.27 (MPa) 第 3层拉应力值: 0.1 (MPa) 容许拉应力值: 0.33 (MPa) 第 4层拉应力值: 0.11 (MPa) 容许拉应力值: 0.10 (MPa) 继续计算 (Y/N)吗:?用“LMYS”验算如下： 原始数据 路基路面层数:? 7 序 号 厚度 (cm) 20模量 (MPa) 15模量 (MPa) 是否计算拉应力 1 4.0 1200.0 1800.0 计 算 2 6.0 1200.0 1800.0 计 算 3 6.0 1000.0 1400.0 计 算 4 20.0 1500.0 1500.0 计 算 5 34.0 750.0 750.0 计 算 6 15.0 200.0 不计算 7 30 修改上述数据 (Y/N)吗:? n 计算结果理论弯沉系数: 3.7578 理论弯沉值: 46.7 (1/100mm) 实际弯沉值: 26.1 (1/100mm) 第 1层层底拉应力: -0.34 (MPa) 第 2层层底拉应力: -0.11 (MPa) 第 3层层底拉应力: 0.10 (MPa) 第 4层层底拉应力: 0.11 (MPa)满足容许拉应力的要求,故确定底基层厚度为34cm.3.3 路基排水设计路基的强度与稳定性同水的关系十分密切，水的作用是导致路基病害的主要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中，必须重视路基排水工程。地面水对路基产生冲刷和渗透，冲刷可能导致路基整体稳定性受损害，形成水毁现象。渗入路基土体的水分，使土体过湿而降低路基强度。路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水浸流、滞积或下渗。对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引至路基范围以外的适当地点。3.3.1 路基排水设计的一般原则为：1) 排水设计要因地制宜，全面规划，综合治理，讲究实效，注意经济，并充分利用地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，及时疏散，就近分流；2)路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相结合；3)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；4)路基排水要结合当地水文条件，就地取材，以防为主。3.3.2 常用的路基地面排水设备包括边沟、截水沟、排水沟等，必要时亦有渡槽、倒虹吸及蓄水池等。这些排水设备，分别设在路基的不同部位，各自的主要功能、布置要求或构造形式，均有所差异。1）边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内或流向路基的少量地面水。边沟的排水量不大，一般依沿线具体条件，选用标准横断面形式。边沟不宜过长，尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟和低洼地带。土质或软弱石质边沟，一般都用梯形，其底宽与深度约0.40.6m，内侧边坡一般为1：1，外侧边坡通常与挖方边坡一致。本段公路设计中边沟底宽和深度均设为0.6m，内侧边坡采用1：1。经过设计计算，满足路基排水要求。2）截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟的横断面形式，一般为梯形，沟的边坡坡度因岩土条件而定，沟底宽度和沟深不应小于0.5m。截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度，本设计中的截水沟采用底宽和深度均为0.6m的形式，截水沟内侧边坡设为1：1。3）排水沟其主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流，引至路基范围以外的指定地点。当路线受到多段沟渠或水道影响时，为保护路基不受水害，可以设置排水沟或改移渠道，以调节水流，整治水道。排水沟的横断面形式，一般采用梯形，用于边沟、截水沟及取土坑出水口的排水沟，不需特殊计算，底宽与深度均不应小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1：11：1.5。排水的位置应离路基尽可能远一些，据路基坡脚不宜小于2m，连续长度不超过500m。本设计中采用了梯形排水沟，通过水力计算，取0.6m的底宽和沟深，内侧边坡去1：1。在实际工程中，由于自然条件、路线布置及其其他人为因素不同，情况往往比较复杂，需要进行路基排水的综合设计，以提高排水效果，发挥各类排水设备的优点，降低工程费用。排水综合设计中，流向路基的地面水和地下水，需在路基范围以外的地点，设置截水沟与排水沟进行拦截，引离指定地点。路基排水一般向低洼一侧排除，必须横跨路基时应利用桥涵。对于沟槽不明显的漫流，应加以调节，尽量汇集成沟，导流排除，注意因势利导，不可轻易改变流向。为提高截流效果，减少工程量，地面沟渠宜大体沿等高线布置，尽可能使沟渠垂直与流水方向，且力求短捷。各种排水设备，必须地基稳固，并具有适当纵坡，以控制与保持适当的流速。沟底沟壁必要时予以加固，不能溢水和渗水，防止损害路基和引起水土流失。在本设计中，平原区路段，相当一段距离穿过农田，且均为低填方，同时路线纵坡也较小，边沟排水相对与山区来说比较困难，水流排走的速度也较慢，时间较长。同时边沟中易于积水，为防止积水渗入路基坡脚，破坏坡脚稳定，影响路基寿命，故将边沟设在了距坡脚一米处，而不是直接位于坡脚两侧。具体形式如下图所示： 在本设计中，为方便施工，在满足排水的前提下，将边沟，排水沟，截水沟设计成了尺寸大体一致的形式。其中挖方路段的边沟，外侧坡度设成了与挖方边坡一致的坡度1:1。如下图所示:4） 路基的强度与稳定性同水的关系十分密切，水的作用是导致路基病害的主要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中，必须重视路基排水工程。路基排水一般是疏散为主，结合农田水利建设。个别复杂地段需作特殊处理，排水考虑先重点后一般，先地下后地面。5）地面水对路基产生冲刷和渗透，冲刷可能导致路基整体稳定性受损害，形成水毁现象。渗入路基土体的水分，使土体过湿而降低路基强度。路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水浸流、滞积或下渗。对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引至路基范围以外的适当地点。为保持路基填方边坡坡脚的稳定，排水沟的位置应离路基尽可能远一些，据路基坡脚不宜小于2m，连续长度不超过500m。在部分路段，为减少边坡挖方工程量，保持原有稳定，采用了内侧为垂直边坡，外侧与挖方边坡相同的特殊排水沟。起初考虑选用矩形边沟，但为避免零散的落土，适当的对挖方边坡作了刷方处理。3.3.3 其它一些在本设计中采用到的排水设施在本设计排水设计中，可采用一些常用的排水设施：如急流槽、跌水等。设置截水沟，由于该处地势高差较大，考虑实际情况，有较大的汇水面积，在截水沟终点设置了急流槽，以克服较大的高差，急流槽的纵坡可以比较大，可达1：1.5，但对结构要求比较严格。为防止急流槽水流速度过大，冲刷排水沟和路基，在急流槽出口设置了跌水，用以消能，减小急流槽出口水流的能量和流速，同时对于跌水两端的土质沟渠，应注意加固，保持水流通畅，不致产生水流冲刷或淤积，以充分发挥跌水的排水效能。3.4 路基防护设计3.4.1 由岩土填筑的路基，大面积暴露于空间，长期受自然因素的强烈作用，沿途在不利水温作用下，物理力学性质常发生变化，强度和稳定性减弱。为确保路基的稳定，防护与加固必不可少。路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、路基的支挡工程等。3.4.2 坡面防护主要是保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，保护边坡的整体稳定性。对于填