交通土建毕业设计（论文）-铜汤路五标段高速公路设计.doc

全套图纸加扣3012250582 前言 道路建设是国家建设中十分重要的部分，是国家经济发展的基础设施，高速公路在如今高速发展的中国乃至世界发挥了举足轻重的作用，在高速运输方面有着绝对性优势。快速高效低成本的运输模式在物流、地域连通、后勤保障等诸多方面发挥作用。结合大学四年所学，独立完成一段高速公路设计既是一个艰巨的任务，同时也是一次挑战，完成这次设计是今后实际工作的基础。本次毕业设计是再通过学习专业课程后，依据学校及老师的要求，对大学四年所学的知识重新思考整合，并根据老师的指导意见编制而成的。在设计中参阅了道路线路勘测设计、高速公路规划与设计、路基路面工程、公路工程技术标准、公路工程概、预算定额等专业文献。本设计内容有选线定线总体设计、道路平纵横断面设计、路基设计、路面设计、道路排水及附属设施设计和工程概预算编制，施工组织设计等内容，还包括专题部分以及英语翻译部分。本设计中力求贴近实际，做到选线合理，工程量最小，工程预算最优，设计符合实际具体问题依照实践情况分析解决，绝不纸上谈兵。这次设计通过查阅规范，指导老师指导，同学讨论等多种方式解决了许多难题。通过这次毕业设计我对大学四年学到的知识进行了很好的整合，从中得出了心得体会，是我能够熟练的运用各种专业知识解决问题。1 原始资料本设计是交通土建专业毕业设计，设计任务是铜汤路第五标段的施工图设计，其设计主要内容包括：路线方案的拟订和比选、道路平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、道路排水及附属设施设计、路面铺装层及厚度计算、工程概预算编制和专题设计以及英文翻译等。本设计初始资料：地形图，比例1：2000。车速80km/h,地形、气候等按当地资料查询得到。1.1 地形、地貌本设计路线主要经过平原微丘地区，土质为粘性土，属亚热带湿润气候区，气温较高，日照充足，雨量充足，四季分明。东西两侧地势较高，整体呈驼峰型，中部有三处村落，需要尽量避免穿过村落，有一条高压线，东部地势过高，需要用隧道通过，中部地势平坦可设平曲线，由于地势起伏不平，所以填挖量较大，设计时尽量注意填挖平衡以及道路排水。本设计高速公路的起点为K0+000.000，终点为K3+67.067，总里程为3067米。路线设计起点位于地形图左下方，终点位于地形图右下方。地势起伏不平，设两个边坡点，两个平曲线，一段隧道。道路平面线形的选择和布置必须要在技术上合理，经济上最优，满足各项建设标准，符合使用要求。在定线的过程中，尽量避免占用村庄、农田、绿化带土地，同时考虑填挖平衡，减少填挖工作量节约建设成本，有效利用当地资源。线性尽量平缓，与当地及周围环境协调。不破坏地区生态平衡。2 道路设计标准现依据道路设计规范，将高速公路的设计指标列出如下：设计车速-80/h同向曲线最小长度-6V反向曲线最小长度-2V公路最大纵坡-3最短坡长- 300m 3 选线和定线在规定起点和终点选择一条技术可实施，满足各项指标，费用最优的到路中心线即选线。选线可能面对复杂多变的自然环境，当地复杂的地势情况等，需要考虑包括路基路面排水，地基土质、路基路面防护、经济条件、自然条件、人文条件等因素。通过平纵横三方面综合考虑，依次分析比较，最后选择一条相比之下最合理的线路。3.1 影响公路路线设计的因素自然因素：地形地质情况，山丘、高地和其他不良地质。地下水位，降水量，自然灾害，农田，绿化用地，动物迁徙。人文因素：乡村城镇，供水供电基础设施，道路等级车流量，名胜古迹，历史文物，国家规划用地，行车视距。3.2 道路选线的原则高速公路由于车速较快，对公路本身各项指标要求很高。应尽量保证行车安全，视野开阔、清晰。同时应注意在选线时避免占用高产农田，绿化地带，经济园林（茶庄、果林）。名胜古迹、国家规划用地、旅游景区不得占用。施工不便的险地应避免。本设计中尽量满足以上要求。深入调查工程地质及水文地质是选线的基础前提。应慎重对待地质条件严重不良地段，如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、泥沼等和沙漠及多年冻土等特殊地区，一般情况下应该设法绕避，如果必须通过必须采取有效的保护措施。本路段主要经过平原微丘地区，土质为粘性土，日照充足，雨量充足，应做好防水措施和排水措施。在满足以上要求基础上，路线设计应做到工作量最小，工程造价最低、有利施工、养护。尽量提高工程质量及技术指标，提高公路使用安全系数。3.3 选线的步骤和方法在规划路线起点和终点之间选择一条技术可实施，满足各项指标，费用最优的到路中心线即选线。由于影响选线的因素很多，各种因素之间相互影响，实际情况中不可能满足所有条件，考虑多方面因素，把各个因素分成不同的重要等级，在几条线路之间不断地对比选择，选出满足最重要因素的最理想路线来，是切实可行的方法。本设计在三条线路之间反复对比选出了一条，逐步深入选出了一条最优线路。3.3.1 路线方案选择根据本设计的具体情况分析，路线选择最需要解决的问题是填挖方工作量以及道路排水防水的问题。收集大量当地资料，对降水量、温度、湿度、土质、人文条件充分了解。从3000多米长的大面积土地上选择有可能满足各项指标的路线。本次设计在丘陵地区，人文条件影响不大，只有几处散落村庄，应该着重考虑地形地势，和施工成本、施工难度等。使安全、质量、经济因素达到平衡。3.3.2 路线带选择选定路线的基本方向后，根据路线方向地质特征、地形、地下水、障碍物等影响因素进一步具体分析路线，选定控制点，构成路线带。地形地势简单的地方可以直接选线，在本次设计中，由于资料有限，平面图比例尺为1:20000，在图上分析当地情况后，选择了最优路线。3.3.3 具体定线完成以上两项工作，路线的基本线性勾画明显。结合当地具体的地理环境和各项技术指标，在路线带中尝试进行平纵横三项设计，若基本符合要求则确定道路中线，如不符合平纵横设计及其组合应该再次修改细节控制点使各项指标满足要求。影响定线的条件有以下几点：地形地势，填挖工作量，各项技术指标，施工条件施工安全，施工来料供给，工程造价，民用设施。道路定线不但要符合线型的几何标准，而且要和当地的地形充分结合，避开障碍物，与地形地势协调。有两种定线方案：1直线型法2曲线型法直线型法更适合本设计，先用直线根据大致方向在地图上做出直线线路，然后根据设定的技术标准用作图手段做出曲线连出一条最终的线性。3.4 具体的选线首先指导教师为我们确定起点和终点，然后根据具体情况选择控制点，用直线画出大概路线穿过控制点，本设计地形为平原为微丘，选线主要考虑不能穿过村庄，填挖平衡工程量大小，耕地占用和线性展开因素。3.4.1 影响本设计路线方案选择的因素1) 地形地势；2) 填挖工作量；3) 降水量等自然条件；4) 各项技术指标；5) 排水；6) 施工条件施工安全；7) 地势的起伏。3.4.2选线过程由于高速公对路线选择要求高，故我选择了三种方案：方案一：长度为3123.20米，道路起伏相对较大，经过1处村落，通过较长的农田地区，修一段隧道，排水难度大；方案二：长度为3089.29米，道路起伏比较小，不经过村落，通过一段农田地区，修一段隧道，；方案三：长度为3132.29米，道路起伏比较小，经过1处村落，通过较长的农田地区，工程量较大。对以上方案对比后，本设计选择第二方案作为最终方案，第二方案工程量相对较小，填挖平衡，排水良好，不经过村落，换土、拆迁、经济赔偿等问题容易解决，第一方案路况不好容易造成视线不良好，各项指标难以一一满足，第三方案工程量大，施工困难所以排除一三方案。最终选择第二方案基本满足质量、安全、经济三个方面的平横。 3-4-3图路线方案选择图4 平面线形设计根据道路预计承受能力和规定车速，设计符合规范中对应的各项指标的通顺、流畅的线性，以保证汽车能够安全快速的通过即平面设计。本平面设计路线全长3067米，设两个交点，交点一为K1+368.896，交点二为K2+025.616。4.1 平面线形设计的基本要求4.1.1 汽车行驶轨迹汽车行驶轨迹是道路平面现形设计的主要考察因素，汽车轨迹和平面现形设计符合时可以保证汽车安全舒适通过。行驶中的汽车，行驶汇集的几何性质主要特征表现在:a各轨迹是连续的和圆滑的，即在任何一点上不出现错头和破折；b 其曲率是连续的，即轨迹上任何一点不出现两个曲率的值；c 其曲率变化是连续的，即轨迹上任何一点不出现两个曲率变化率的值。4.1.2 平面线形要素直线以最短距离连接两目的地，缩短里程，方便直达。视距良好，利于排水，行驶快速，测设方便，可设置超车道。但过长的直线又不利于行车，长时间的直线行驶会造成驾驶员的视觉疲劳，精神放松，警惕程度降低，应急反应能力差，行车安全系数低。在施工方面过长的直线会影响周围自然环境，破坏生态平衡，在本设计中，由于地势起伏，长直线会导致填挖不平衡，加大施工量。故长直线的最大长度规范中有明确规定。高速公路直线段的最大长度一般限制在20V=2400m内。长直线运用时注意以下问题：1)直线一般设置在地形开阔，障碍物较少的地区，有利于施工。2)直线应与当地地势地貌以及周边环境相协调，需要多少长度的直线应该慎重考虑，不易设置长直线。3)直线终点与缓和曲线结合处各项技术指标应严格遵守，直线下坡处应设提示标志，必要时设减速带。4)道路两侧若过于空旷，可以适当种植树木或设置广告牌、建筑物等。4.1.3 直线的最小长度在考虑了线形的连续和优美，规范规定了在平面线形设计中直线的最小长度如下：同向曲线间的直线最小长度以不小于6V为宜；反向曲线间的直线最小长度以不小于2V为宜。本设计中共有三段直线，均满足各项要求。4.1.4 缓和曲线缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是一种曲率连续变化的曲线，设置在半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间或直线与圆曲线之间。缓和曲线的作用有以下几点：a 曲率连续变化，适应汽车转向操作的行驶轨迹及路线的顺畅；b 离心加速度逐渐变化，不致产生侧向冲击；c 超高横坡度逐渐变化，来减少行车震荡；d 与圆曲线配合得当，增加线形美观；4.2平曲线要素的设置结合实际地形，已知起点QD（512，0）、（172，1326）、（384，1962），终点ZD（230，3000）。半径800米，缓和曲线长1600米。4.3 几何要素计算仅以交点1的计算过程为例利用公式进行计算。交点2的计算过程类似，计算结果见直线曲线转角表(见附表一)。 图4-5 圆曲线要素示意图Fig.4-5 Circle curve main factor sketch map4.4 路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算设起点坐标为JD0（XJ0，YJ0），第个交点坐标为 =1，2，3n，坐标增量: (4-3)交点间距: (4-4)象限角： (4-5)计算方位角A: 0 ，0 (4-6) 0 ，0 (4-7)0 ，0 (4-8)0， 0 (4-9)转角: ，当时，路线右转；时，路线左转。下面仅以交点1为例利用公式(4-3)(4-9)来进行计算说明其计算过程，其余交点的计算过程类同，其结果见直线路线转角表（见附表一）。QD（512，0）、（172，1326）坐标增量： 交点间距： 象限角： 计算方位角：A1= （172，1326）、（384，1962）坐标增量： 交点间距： 象限角： 计算方位角：A2= 交点1转角： =26.86 4.4.1 直线上中桩计算的坐标为（172，1326），QD的坐标为（512，0），ZD的坐标为（230，3000）则ZH点的桩号为K0+000.000+(1368.896-T)= K0+000.000+(1368.896-315.943)=K1+052.953HY点的桩号为K1+052.953+= K1+052.953+160=K1+212.953QZ的桩号为K1+212.953+= K1+212.953+/2=K1+362.055YH点的桩号K1+671.156+= K1+671.156+/2=K1+511.156HZ的桩号K1+052.953+= K1+052.953+618.203= K2+671.1564.4.2 直线上中桩坐标计算设交点坐标为，交点相邻直线的方位角分别为和。则ZH点坐标: (4-10)（或）点坐标： (4-11)设直线加桩里程为L，ZH，HZ表示曲线起，终点里程，则前直线上任意点坐标（LZH）: (4-12)后直线上任意点坐标（LHZ）: (4-13)4.4.3 单曲线内中桩坐标计算设缓和曲线的单曲线上任意点坐标曲线上任意点的切线横距: (4-14) 式中： 缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点的曲线长；缓和曲线长度。1) 第一缓和曲线（ZHHY）任意点坐标: (4-15) 2) 圆曲线内任意点坐标:由HYYH时， (4-16)式中：缓和曲线上任意点至HY点的曲线长；缓和曲线长度；点坐标。由YHHY时: (4-17)式中：缓和曲线上任意点至YH点的曲线长。不设缓和曲线的单曲线上任意点坐标 式中：圆曲线内任意点至ZY点的曲线长；R曲线园半径；转角符号，右偏为“+”左偏为“-”。第二缓和曲线（HZYH）内任意点坐标: (4-18) 式中：第二缓和曲线上任意点至HZ点的曲线长。3) 方向角计算缓和曲线上坐标方向角 ， =1，2 (4-19)转角符号，第一缓和曲线右偏为“+”左偏为“-” 第二缓和曲线右偏为“-”左偏为“+”式中：缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点的曲线长； 缓和曲线长度。圆曲线上坐标方向角 ， =1，2 (4-20)转角符号，右偏为“+”左偏为“-”现举例说明计算过程，利用公式（4-10）（4-20）进行计算:ZH点坐标：点坐标：前直线上任意点坐标（LZH）:桩号K0+200.000坐标：后直线上任意点坐标（LHZ）桩号K2+300.000坐标：第一缓和曲线上任意点坐标（ZH-HY）:桩号K1+100.000坐标：=11001052.953=47.047圆曲线内任意点坐标（HY-YH）:桩号K1+350.000坐标：=13501212.953=137.047第二缓和曲线上任意点坐标（YH-HZ）:桩号K2+200.000坐标：=2200.000-2129.423=69.5774.5平面设计成果（1）编制相关表格1）利用相关软件计算直线、曲线及转角表，见附表一直线、曲线及转角表。2）依据软件计算结果绘制逐桩坐标表，见附表二逐桩坐标表。（2）绘制平面图依据直线、曲线及转角表和逐桩坐标表在地形图绘制线路平面图，具体见附图一5 纵断面设计沿着道路中线竖直剖切然后展开即为道路纵断面。由于自然因素的影响以及经济性要求，道路纵断面总是一条有起伏的空间线。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。5.1 纵断面技术标准的确定5.1.1 最大纵坡在设计中，根据各等级公路和自然条件等因素所限定使用的最大纵坡度即最大纵坡。最大纵坡度的设定需要综合考虑分析设计车速，自然条件，工程造价等多方面因素，特殊地区及特殊自然环境需要特殊设计。标准中规定设计车速为80km/h的高速公路最大纵坡为5%，本设计最大纵坡为0.963%满足要求。5.1.2 最小纵坡为了使公路排水良好，保证积水不会渗透到路基影响路基稳定性，根据规范标准最小纵坡设置不应小于0.3%。本设计中设计的最小纵坡度为0.48%。符合标准要求。5.1.3 坡长限制（1） 最短坡长限制坡长过短会使道路会降低汽车行驶的平顺性，连续起伏地段产生的颠簸会让驾驶员和乘客感觉不适，而且过多的短坡会限制汽车行驶速度，使高速公路功能降低。标准中要求，高速公路设计时速为80km/h时，最短坡长为300米，本设计坡长分别为1838.598和914.598米，满足标准要求。（2）最大坡长限制最大坡长限制就是使汽车在坡道上的行驶距离得到控制。道路纵坡越陡，坡长越长，使汽车行驶速度明显下降，由于需要克服较大阻力，甚至对汽车本身造成损伤。由标准可得，本设计坡度不大于3，所以无最大坡长限制。5.2 竖曲线的设计竖曲线的最小半径标准规定了竖曲线的最小半径和最小长度如下：凸形竖曲线：计算行车速度在80km/h时：极限最小半径为3000m； 一般最小半径为4500m； 凹形竖曲线：计算行车速度在80km/h时：极限最小半径2000m； 一般最小半径3000m 。竖曲线最小长度为70m 。 本设计的竖曲线半径取18000m ,满足半径的要求。5.3 道路平、纵组合设计道路平面、纵断面、横断面三个线性相互组合，形成公路立体线形。搭配不恰当的平面线形要素与纵断面线性要素，不会得到良好的线性。会影响道路排水，行车视距等重要道路因素。所以道路的平面、纵断面、横断面在满足各自指标的前提下，应该协调组合。使道路的线形在视觉与心理上都能保持协调。5.3.1 本设计平曲线与竖曲线的组合1）平曲线与竖曲线的组合应保证视觉的连续性，应该在平曲线的缓和曲线内设置竖曲线起点终点，遵循“平包竖”原则。 2）平曲线长短与竖曲线长短保持相对平衡。5.3.2 本设计直线与纵断面的组合长直线不适合设置在起伏的路段，就不能采用，最好随纵坡的变化使平面路线略加转折，并合理地组合平、竖曲线。但要避免路线转折两次以上或纵坡起伏三次以上，使驾驶员视线受到干扰。5.4 本设计纵断面的设计5.4.1 竖曲线要素的确定1) 竖曲线要素计算公式竖曲线长度L 或竖曲线半径 R： L=R或R= （3-1）竖曲线切线长 T： （3-2）竖曲线上任意一点竖距 h： （3-3）竖曲线外距 E： 或 （3-4）上述式中：坡差（%）；竖曲线长度（m）；竖曲线半径（m）。2)确定竖曲线计算所需数变坡点桩号竖曲线半径/m设计高程/m坡度/%坡长/m起点K0+000.0001620.4081838.598变坡点K1+962.00018000170终点K3+000.000160-0.963914.5983)竖曲线要素计算本设计只有一个变坡点，变坡点桩号为K1+962.000，设计高程170m现对其各要素进行计算： 故为凸形。 曲线长： 切线长： 外 距： 计算设计高程：竖曲线起点桩号=(K1+962.000) =K1+838.598竖曲线起点高程=170-0.408% =169.497m竖曲线终点桩号=(1+790.000)+ =K2+058.402竖曲线终点高程=170-0.963% =168.811m5.4.2纵断面设计成果（1）编制相关表格：表32竖曲线要素表Table.3-2 Vertical curve elements序号桩号高程/m凹凸R/mT/mE/m变坡点间距/m直坡段长/m坡度/%1K+000.000162.0001962.0001838.5980.4082K1+962.000170.000凸18000123.4020.4231038.000914.598-0.9633K3+000.000160.000（2）绘制纵断面图纵断面图采用纵向横向均为1:2000的比例尺。根据以上计算结果绘制纵断面图。纵断面图见附图二纵断面设计图。6 道路横断面设计道路的横断面是指道路法向切面的各项设计，它由地面线和横断面设计线组成，横断面设计线包括以下内容：护坡道、边沟边坡、分隔带、路肩、截水沟、行车道以及取土坑，弃土堆，环境保护等设施。6.1 路基横断面尺寸确定为满足汽车行人以及其它车辆在公路上正常运行要求，路基须有一定宽度。本设计为高速公路路基宽为21.5m，车道宽度为3.75m，硬路肩宽为1.50m，土路肩宽为0.5m，中间带宽为2m。如图6-1：图6-1 标准横断面图Fig.6-1 the standard horizontal section6.1.1 加宽值的确定为适应汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后轮轨迹半径最小，轨迹偏向曲线内侧，平曲线内侧应增加路面、路基宽度，确保曲线上行车的安全。标准中规定如果圆曲线的半径小于250m，加宽值非常小可以忽略不计。本设计中两处圆曲线半径均为800m都大于250m, 故本设计不需要平曲线加宽。6.1.2 路拱、超高和中间带的确定1) 路拱将道路横断面设置为中央高于两侧，具有一定坡度的拱起形状。路面表面做成抛物线型或直线，是为了利用路面横向排水，路拱对排水有利，但同时路拱坡度会产生水平分力，从而增加了行车难度。给乘客带来不舒适的感觉。依据规范沥青混凝土路面的路拱横坡度应取在1.0%2.0%之间，本设计取2.0%，有利于横向排水。2）中间带上、下行车流由中间带分开，中央分隔带包括两条左侧路缘带以及中央分隔带组成，设置中央分隔带可以美化道路景观和环境，对高速公路来说设置中央分隔带极其重要，不但能够提高通行能力，种植树木或设防眩网还可防止对面车辆灯光炫目。同时中央分隔带应在规定距离内设置开口，方便养护作业和特殊车辆在必要时驶向反向车道。本设计中央分隔带宽2.00m，左侧路缘带宽0.75m，中间带宽共3.5 m。每隔0.5km设置一开口部，因为中间带种植灌木和工作人员停靠地点。3) 超高汽车在曲线路段上行使会产生离心力，为抵消离心力故把路面设置成外高内低的单向横坡的形式即曲线上的超高。标准中规定设计车速为80km/h的高速公路，最大超高为8%，最小超高与道路的路拱坡度值一致。本设计取用路拱坡度2%，土路肩横坡度3%，超高横坡度6%。超高过渡采用绕中间带中心线旋转。运用曲线超高，可以抵消全部或部分离心力，提高车辆行驶在曲线上的稳定性与舒适性。所以超高横坡在圆曲线上采用全超高功能与圆曲线相适宜。设置逐渐变化的超高在缓和曲线上，是从双向坡度过渡到单向坡度的路段。6.1.3超高值的计算（1）平曲线上超高缓和段长度的确定： 超高缓和段的长度同缓和曲线的长度为160m（2）超高值计算公式： 绕中间带中心线旋转的超高计算公式： 圆曲线上： 外缘 ： (4-1)中线 ： (4-2)内缘 ： (4-3) 过渡段上：外缘 ： 4-4)中线 ： (4-5)内缘 ： (4-6) (4-7)式中： b路面宽度路肩的宽度 路拱坡度路肩坡度超高横坡度缓和曲线长路基坡度由变为，所需的距离，一般取1.0m与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离超高缓和段中任一点至起点的距离路肩外缘最大抬高值路中线最大抬高值路基内缘最大降低值x距离处路基外缘抬高值x距离处中线抬高值x距离距路基内缘降低值（3）各平曲线处的超高值计算：交点：，查表取，取本设计车道总数为4车道，从旋转轴到行车带边缘距离为2车道， 取圆曲线上的超高为外缘：中线：=内缘：其他点算法同上6.2 道路界限及道路用地根据一般载重汽车高度上限不超过4.0，故高速公路的净空高度设置为4.0m，。路肩宽度、行车宽度、沿线的附属设施以及排水设施都包括在净宽。本设计净空高度设置4.0，净宽设置21.5。6.3 路基土石方数量计算及调配6.3.1 横断面面积计算土石方的计算的方法有很多种，此次设计中选用积距法计算如图所示，将断面看做为若干个梯形与三角形条块组成的图形，每个小条块的近似面积为:（6-8） 则横断面面积： 图 6-3 横断面面积计算Fig.6-3 computation of the sectional area2) 土石方数量计算本设计地形较简单，采用“平均断面法”。其体积的计算公式为: （6-9）式中:体积，即土石方数量（3）；，分别为相邻两断面的面积（2）； 相邻两断面的距离（）。6.3.2 路基土石方调配1) 调配计算的几个问题a 经济运距如果纵向调运距离过长，在填方附近借土所需的费用低于运价时，可直接在路堤附近就地借土经济。经济运距： （6-13）式中:借土单价（元/3）；远运运费单价（元/3）；免费运距（）。b 平均运距从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离即土方调配的运距。按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算可简化计算，称平均运距。在纵向调配时，当其平均运距超过定额规定的免费运距时，应按其超运运距计算土石方运量。c 运量土石方运量为平均运距*土石方调配数量。 2) 进行土石方调配后复核检查: a横向调运+纵向调运+借方=填方 （6-10） b横向调运+纵向调运+弃方=挖方 （6-11）c挖方+借方=填方+弃方 （6-12）3) 土石方的调配方法土石方调配应注意施工的可能与方便，上坡运土要避免和减少，利用多种土石方的调配方法可以解决各种问题，如累计土石方计算表调配法、调配图法、曲线法等，其调配清晰、方法简便、精度较高的优势十分明显，一般大沟不做跨越调运。6.3.3 计价土石方数量 计价土石方数量等于挖方数量与借方数量之和，土石方调配计算,挖方弃、调,都算作计价。填方是否计价根据用土来源来决定。路外借土需要计价;挖方作填方调配利用不应再计价，避免形成双重计价。 各点路基土石方计算结果见附表五。6.4 路基标准横断面和特征横断面的绘制（详见附图）7 路基设计由填筑、开挖形成的直接支承路面和车辆荷载的主要受力结构结构即路基，属于道路下部结构。根据不同的地形地势路基分为路堤和路堑，即填方挖方。路基是道路的基础结构，经常受到各种自然条件变化的破坏和侵袭，故路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性，路基的主要构造应该包括本体、排水及防护。通常情况下，地质、水文、气候良好直接选用典型横断面图。特殊情况下，如湿土、软土、滑坡地段应该设置特殊路基。在车辆动力作用下路基不应发生过大的弹性和塑性变形，路边坡应稳定不坍塌。路基主要具有以下几个特点工艺较简单、耗资亦较多、耗费劳力多、涉及面较广、工程数量大。路基的建设是影响工期的主要因素。同时对于不同地质应考虑不同类型的设计，例如低填浅挖、素填土、水塘等。路基防护可有效保护路基，加强路基的各项性能，路基防护包括填挖方防护、水塘边坡防护、挡土墙防护、桥头防护等。7.1 路基的功能和要求路基是道路的基础结构，承受了面重力、自身重力及汽车荷载。同时路基连接了路面和自然土质，是道路结构中与自然地面接触最多的部分。路基面对多变的自然环境，必须具备一定的耐久性、坚固性，同时路基要有足够的稳定性保证汽车可以平稳的在路面上行驶，路基铺设材料必须有稳定、坚硬的特性。7.2 路基的病害与变形由于自然因素和荷载，路基发生变形并不断累计最后导致破坏，即路基病害。路基病害有多种形式，原因错综复杂，包括自然、地质、气候、水文因素等，如沿线的地形、地貌、土的种类、成因、该地区的气温、河道的洪水位、常水位、有无积水；其主要的路基病害与变形主要有：1)剥落与溜方2)路基边坡的坍塌3)路基沉落4) 路基沉陷5) 冻胀与翻浆图7-1 剥落与溜方Fig.7-1the scaling and the gliding 图7-2 边坡坍塌 图7-3 路堤沉落 Fig.7-2 the slumping of side slope Fig.7-3 the settlement of embankment in soft soil图7-4 路堤沉陷Fig.7-4 The settlement of the embankment图7-5 路基冻胀与翻浆Fig.7-5 the swelling and the turn of plasm in roadbed 7.3 路基设计的主要内容路基是道路主要承力结构，路基设计的要求和标准也十分严格，路基设计主要分为路基主体设计，路基防护，路基排水，路基加固四个部分，主要要求路基具有足够的稳定性，坚固性和一定强度。保证汽车行驶流畅、舒适。路基设计主要由公路等级、性质、技术条件和当地自然条件决定。具体为1） 野外勘察，收集资料。2） 根据收集资料及沿线具体情况进行路基工程设计，确定边坡坡度、横断面形式3） 由沿线地面水流和地下水情况设计路基排水的总体布置。4） 进行坡面防护、冲刷防护、挡土墙防护三项加固防护设计5） 路基工程其他设计7.4 路基设计的一般要求1) 路基要具有一定的稳定性和强度，同时满足经济需求；2)路基使用要求和当地地质、水文和材料等并结合施工方案进行设计影响路基设计；3) 地面水和地下水影响路基强度和稳定，必应设置拦截或排出路基以外的措施，综合考虑，形成完善的排水系统；4) 路基施工取土弃土应符合环保要求，尽量少占用土地、耕地；5)为防路基滑动而影响其稳定性，在填筑前，需将地面挖成梯台，台阶宽度不小于12m；6) 特殊地质、水文条件应结合实践经验进行特殊设计；7.5 路基的类型与设计7.5.1 路基断面形式路基断面形式根据填挖方分类，填方路基即路堤，挖方路基即路堑，半添半挖即半路堤半路堑。以上是三种基本断面形式，根据不同特殊地形地质可设特殊路基断面。7.5.2 边坡坡度边坡高度H比边坡宽度b所得值表示公路路基的边坡坡度，根据本设计具体情况和规范规定外坡设置为1比1.5，内坡设置为1比1，具体见示意图7-6:图7-6 边坡坡度Fig.7-6 the falling gradient of the side slope 7.5.3 路基填土与压实1) 路基填料的选择标准:为确保结构的稳定性和强度，路基应选用优质的土石材料填筑，并进行压实处理。选择填料方面，要求挖取方便，压实容易，强度高，水稳定性好，另外一方面也要考虑经济合理，其强度应CBR确定，通过取土实验确定填料最小强度和最大粒径。路基施工取土弃土应符合环保要求，尽量少占用土地、耕地。2) 路基压实要求路基压实是路基施工的重要环节，需要分层填土，分层压实，才能使路基达到标准要求的稳定性和强度。土的含水量很大程度影响压实程度。土质相同，在同样夯压条件下,含水量不同，填土密度不同。填方地段基底在填筑前进行压实，当路堤填土高度小于路床厚80cm时，基底的压实度不宜小于路床的实度标准。路基工程应采用机械压实，压实机械应根据工程规模、场地大小、填料种类、压实度要求，压实机械效率等因素综合考虑确定。，填土的密实度和含水量应进行现场控制。3) 路基填土应遵循的规则:液限大于50%，塑性指数大于26的土，以及含水量超过规定的土，不得直接作为路基填料，需要进行技术处理后检查合格方可使用。土基野外施工由于各种条件影响，不能达到室内试验标准干容重，应根据实际情况降低标准。根据公路路基设计规范路基压实度要求如下:表7-1 路基压实度Tab.7-1 the limit of compaction for roadbed填 挖 类 别路基以下深度 cm压实度%（重型压实）填方路堤上路床03095下路床308095上路堤8015093下路堤150以下90零 填 及 路 堑030957.5.4 取土坑与弃土堆取土坑应按有关规定设置，不能影响周围居民和自然环境。为有利排水取土坑应设纵、横向坡度。取土坑边坡坡度一般设置为1：1，靠近路基一侧一般设置小于1：1.5，取土坑要和路基保持一段距离从而保证路基稳定。弃土堆设置原则和取土坑大致相同，一般可设在附近低地或路堑处原地面下坡的一侧。根据土质条件和路堑边坡高度确定弃土堆内侧坡脚到堑顶之间的距离，一般大于等于5m；弃土堆横断面成梯形，边坡不应陡于 1:1.5，并应与周围环境相协调。7.6 路基防护与加固7.6.1 路基病害及防治 由于土体自重、行车荷载、和各种自然因素的作用、其各个部分产生变形破坏。路基病害种类多，原因错综复杂。常见的路基病害主要有：路基沉陷、剥落、碎落、滑塌、坍塌、路基翻浆。1）路基沉陷路基表面在垂直方向产生较大的沉落叫做路基沉陷，路基沉陷主要原因为a 填料不良b 填筑方法不当c 人工压实不足d 原地基软弱、承载力不足，受力产生过大变形路基沉降会直接导致路面破坏，在新添路堤上修建较高等级路面时，对路基质量要求很高。2） 剥落、碎落、坠落剥落主要发生在挖方边坡表面。如果挖方坡面为性质不均匀土层或软弱岩层，边坡岩体在干湿和冷热作用下表皮脱落。剥落规模小，但持续时间长。碎落产生于土夹石或严重破坏岩层的挖方边坡上，是常见水毁现象。坠落（碎石）指岩块粒径较大，成单块或多块下落，下落速度快，冲击力大。3） 滑塌、坍塌、崩塌滑塌是边坡部分岩土剪切力超过抗滑力时滑动体沿一定滑动面向下滑移的破坏形式坍塌与滑塌相似，指土质边坡部分土体，遇水软化，失去支撑坍塌，变形速度缓慢滑动土体很少有翻滚现象。崩塌是一种有爆发性的坍塌病害，无固定滑动面，无下挫现象。4） 路基翻浆在季节性冰冻地区，对于水温条件不利的土质地基，由于负温度影响，产生水分积聚现象。路基翻浆的原因：冬季土基由上至下逐层冻结，在结晶力和渗透压力差的综合作用下，以薄膜水、毛细水的移动方式，不断累积聚冰层发展为多层。春季气温回升，统计上层解冻土基过湿软化，强度降低，在行车荷载作用下，路面开裂、松散、鼓包。5） 路基病害防治 a正确设计路基横断面 b选择优质路基填土，必要时对路基上层填土做稳定型处理c 充分压实路基，保证压实度d 适当提高路基e 正确进行排水设计 f 采取边坡加固措施7.6.2 地基加固 路基加固工程通过支撑天然边坡或人工边坡从而保持土体稳定或加强路基强度和稳定性，防护边坡在水温变化条件下不会受到破坏。路基加固按不同部位分为3种类型：坡面防护加固、边坡支挡、湿弱地基加固。7.6.3 挡土墙设计 挡土墙的作用就是制成人工填土边坡，承受侧向土压力，在高填土路堤或陡坡路堤的下方设置挡土墙，可以防止路基边坡或基地滑动，保证路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填土数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的公共设施。在近水侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和侵蚀。8 路面结构设计路面结构层保护了路基，使之避免了直接经受车辆和大气的破坏，长期处于稳定状态。路面结构在道路造价中所占比重较大，一般要达到30%左右，因此要精心设计，精心施工。现代化公路运输，要求路面有良好的使用性能。要求路面具有稳定性、耐久性、表面平整、表面抗滑性等优良性能。本设计为设计车速80Km/h高速公路，选用高级路面。高级路面的特点是表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、震动小、噪音低、养护维修简便等。8.1 路面类型及结构8.1.1 路面类型一般国际上将沥青混凝土路面称为有铺装路面，沥青贯入碎石沥青表面处置路面称为简易铺装路面，砂石路面等计入为铺装路面。按照铺设材料的不同，可分为沥青混凝土路面、水泥混凝土路面、块料路面和粒料路面。一般高等级公路均采用沥青混凝土路面，本设计采用此种路面。从路面结构的力学特性和设计方法的相似性出发，将路面划分为柔性路面、刚性路面、和半刚性路面三类。8.1.2 路面结构行车荷载和自然因素对路面影响，随深度增加逐渐减弱。因此对路面材料的性能要求随深度增加也逐渐降低。为适应这一点，路面结构通常分层铺设。按各个层位功能不同，分为：面、基、垫三层。1) 面层 面层是直接接触行车和大气的路面结构层次，承受较大的行车荷载的垂直力，水平力，冲击力作用，同时还受降水侵蚀。因此同其它层相比，应具备较高结构强度，抗变形能力，较高水稳定性。还应有较好抗滑性和平整度。2) 基层 基层主要承受有面层传来的行车荷载垂直力，扩散到垫层和土基中，它具有足够的强度刚度，有良好的扩散能力。3) 垫层 垫层介于土基和基层之间，它具有改善土基和湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度、稳定性不受土基水温状况变化造