本科毕业论文四川金阳区某公路设计

1、西安广播电视大学毕业设计（论文）中文题目： 四川金阳区某公路设计 专 业： 建筑工程技术 姓 名： 学 号： 指导教师： 2015 年 09 月 25 日中 文 摘 要本设计根据实际调查的资料，通过对原始数据的分析，根据该路段的地质、地形、地物、气候、水文等自然条件，依据公路工程技术标准、公路路线设计规范等交通部颁发的相关技术指标，在老师的指导和同学的帮助下完成的。本设计为三级公路设计，道路全长2488.297m，结合当地的一些基本情况，从交通量分析入手，确定拟建道路的等级。然后依次进行道路线形设计: 选线、总体设计与选线、选线目的、选线任务、选线的原则、选线的一般步骤、公路等级的确定、山岭重

2、丘区选线要点、路线方案比选;平面设计: 平面设计一般原则、平面线形设计的一般要求、平面设计的一般规定、平面线形、平曲线要素计算;纵断面设计: 纵断面设计一般规定、竖曲线的计算;横断面设计: 横断面设计基本要求、横断面的布置、横断面设计步骤、路拱、加宽、超高、路基土石方计算与调配;路基路面设计: 路基设计、路面结构层设计;防排水工程设计: 路基排水设计、路面排水设计;防护工程设计。关键词：道路路线 路基路面 防排水 防护工程ABSTRACTThis design according to the actual survey data, through the analysis of origin

3、al data, according to the road of geology, topography, terrain, climate, hydrology and other natural conditions, on the basis of "highway engineering technical standards", "the highway route design code" issued by the ministry of communications, such as the relevant technical ind

4、icators, the guidance of the teacher and classmates with the help of the finish. Design, the design for the theredary roads road total length of 2488.297 m, combined with the local some of the basic situation, begin with the analysis of traffic to determine the level of planned road. Then, in turn,

5、road alignment design: line selection, overall design and line selection, the purpose, the task to select to select, the principle of line selection, the determination of the general steps and road grade line selection, the key points of the mountains high line selection, route scheme comparison; Gr

6、aphic design, graphic design general principle, the general requirements of horizontal alignment design, graphic design of general provisions, horizontal alignment, plane curve factor; Profile design, profile design general provisions, the calculation of vertical curve; Cross-sectional design: cross

7、-sectional design basic, the layout of cross-sectional, cross-sectional design steps, road arch, widened, ultra-high, earth work calculation and allocation; Subgrade pavement design: design of subgrade, pavement structure layer design; Waterproof and drainage engineering design: design of subgrade d

8、rainage, road surface drainage design; Protection engineering design. Key words: Road route roadbed Waterproof and drainage Protection engineering目 录第1章 绪论11.1 工程概况11.2沿线气候地质情况及主要自然灾害11.3沿线材料分布11.4植被、土壤及环境保护1第2章 路线设计22.1 路线方案比选2选线基本原则2选线的步骤和方法32.1.3方案比选42.2 线形设计一般原则42.3 线路定线原则52.4 平面设计82.4.1平面设计原则82

9、.4.2平面线形要素的组合类型82.5 平面设计方法8第3章 纵断面设计93.1 纵断面设计的原则93.2 纵坡设计的要求93.3 纵坡设计的步骤10第4章 横断面设计114.1 横断面设计的原则114.2 横断面的绘制114.3 路基土石方数量计算及调配12第5章 路基路面设计135.1 一般路基设计135.1.1路基的类型和构造135.1.2设计依据135.1.3路基填土与压实135.1.4路基高度145.2 软基处理155.3 路基防护155.4 支挡结构设计155.5 路面结构设计175.5.1路面类型与结构方案设计175.5.2路面建筑材料设计175.5.3路面结构设计175.5.4

10、路面结构组成17第6章 排水设计196.1 公路排水设计的内容196.1.1排水的目的与要求196.1.2路基路面排水设计的一般原则206.2 排水设计的具体步骤216.3 路基排水设计216.3.1地表排水设备的类型216.3.2边沟设计216.3.3排水沟设计226.4 路面排水设计22致 谢25参考文献26附 录27第1章 绪 论1.1 工程概况本路线位于四川西南部，经过平原微丘地形地貌，路线所经地形呈西北部略高东南部略低趋势，其间分布有几条小冲沟，道路沿线属低丘陵坡地及山间盆地地貌单元，所设计道路的具体情况如下：路面宽度为10m，主线按单向双车道公路标准建设，土路肩为2×0.

11、75m，硬路肩为2×0.75m，行车道为2×3.5m，设计车速为40km/h。路线总长2488.297m，起点桩号K0+000，终点桩号为K2+488.。设计路线共设置了4 个平曲线，最小平曲线半径为400m，弯道处均设置缓和曲线。纵断面设计设置了4 个变坡点，最大纵坡为1.207%，最小纵坡为0.406%，最大坡长750.53m，最小坡长400.852m。1.2 沿线气候地质情况及主要自然灾害本区域属亚热带大陆性气候类型，冬暖夏热，四季分明，雨水充沛，春湿多雨，夏秋多旱，严寒期短，暑热期长。年平均气温为16.217.7，极端最高气温40.5，极端最低气温-7.9。排水设计

12、重现期为5 年，设计洪水频率为100 年一遇。设计路段内地下水埋深：山坡3m 以下，洼地地表下1.8m。多年平均最大冻深为1.2m。岩溶，山洪，泥石流，滑塌。对工程的影响：石灰岩分布广泛，岩溶、土洞不仅影响路基稳定，对其他结构物潜在危害更大，降雨持续期亦长，渗透大，造成路基过湿。1.3 沿线材料分布沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均需外购。故设计混凝土路面与沥青路面均可，基层和垫层材料应该注意就地取材，节约工程费用。1.4 植被、土壤及环境保护本项目区内多丘陵和山地，山地处树木较多，农田多水田多，梯田多。沿线多粘质土，残积红土。山坡1 米以下是碎石土。本路线设计考虑了道路对自

13、然条件的影响，尽可能多的避免对农田的破坏，减少对自然景观的破坏。对于道路施工造成的取土坑、弃土区填方及挖方边坡采用完善的排水系统和必要的防护措施。边坡防护大部分采用植物防护。第2章 路线设计2.1 路线方案比选选线是根据路线基本走向和技术标准，结合地形、地质条件，考虑安全、环保、土地利用和施工条件，以及经济等因素，通过全面比较，选定路线中线的全过程。它是道路建设的基础工作，面对的是一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要综合考虑多方面的因素。为了保证选线和勘测设计质量，降低工程造价，必须全面考虑，由粗到细、由轮廓到具体，逐步深入，分阶段分步骤分析比较，进行多方案必选，才能定出合理的路线。2.

14、1.1 选线基本原则路线是道路的骨架，它的优劣影响道路功能的发挥和在路网中的作用。路线设计除受自然条件影响外，尚受诸多社会因素的制约。选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：1.在路线设计的各个阶段，运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。2.路线设计应在保证行车安全、舒适、快捷的前提下，使工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。路线设计应注意立体线形设计中平、纵、横面的舒顺、合理配合。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小或极限指标，也不应片面追求高指标。3.选线应同农田基本

15、建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田和经济林园等。对沿线必须占用的田地，应按国家有关法规，做好造地还田等规划和必要的设计。4.通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观，重视保护原有状态和重要历史文物遗址。5.应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对道路工程的影响。对不良地质地段和特殊地区，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，一般情况下路线应设法绕避；必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。6.选线应重视环境保护，注意因修建道路及汽车运行所产生的影响和污染等。7.对三级公路和四级公路，因

16、其路幅窄，可根据通过地区的地形、地物、自然环境等条件，利用其上下行车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式设线。2.1.2 选线的步骤和方法选线一般按工作内容分三步进行。具体如下：1.路线方案选择路线方案选择主要是解决起、终点间路线基本走向问题。2.路线带选择在路线基本走向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，即构成路线带，也称路线布局。3.具体定线定线是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的路线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。线路选定的主要技术指标如下表主要技术指标比 表2-1主要经济指标方案一方案二平曲线路线总长（

17、km）2.6072.488平均每公里交点数(个)0.5770.552平曲线最小半径(米/个)450.000/2450.000/1平曲线长占路线总长(%)42.28635.770直线最大长度(米)587.8501310.287竖曲线最短纵坡长(米)652.861749.852竖曲线占路线长(%)44.98935.519平均每公里纵坡变更次数(次)1.5771.557竖曲线增长系数1.009341.00633路基平均填土高度(米)8.2989.713最大填土高度(米)17.01319.085最小填土高度(米)0.0300.044工程数量挖方（立方米）303195462656填方（立方米）44544

18、15004692.1.3 方案比选四川金阳区公路初步设计中，根据路线的大概走向，根据当地的地形地貌地质情况，综合考虑技术经济指标后，选定了两套方案。由于当地土地利用率达到90%以上，路线选定则以尽量少占用已利用土地如农田，建筑，水塘等的基础上。方案一选用的路线大多是农田，高差相对较小，主要是以填方为主，需占用大量农田，并且沿线有太多建筑物，需要拆建大批的房屋，必然会对当地的生活发展带来不利的影响。方案二选用的路线是山地，高差相对较大，填挖方也相对较多，但是填挖能基本保证相对的平衡，施工也简单易行，对当地居民的生活不会造成太大影响，综合比较后，为了控制占用大量农田而选用方案二作为最终方案。2.2

19、 线形设计一般原则1.平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。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，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。2.保持平面线形的均衡与连贯（1）长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。（2）高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准

20、的变化。3.平曲线应有足够的长度汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定：汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难一般按6 s 的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为40km/h 时，平曲线一般值取120m，最小值取110m。（2）小偏角的平曲线长度当路线转角7°时称为

21、小偏角。设计计算时，当转角等于7°时，平曲线按6 s 行程考虑；当转角小于7°时，曲线长度与成反比增加；当转角小于2°时，按2°计。2.3 线路定线原则1.定线原则：本段路大部分处于平原地带，所以在选择路线比较容易，个别地段较差，为确保该路段的测设标准要求，在设计中选出三条路线以备参考，本着尽可能少占农田，减少征地拆迁和降低工程总造价的前提下，最后选为最佳路线。2.定线情况：路线起点位于四川省金阳区水源工程（东深供水）下游，桩号为：K0+000，然后开始布设，对个别路段截弯取直，路线平面在个别地段,由于业主要求尽量少占或不占农田，同向与反向夹直线长度无法

22、达到三级测设标准要求，如：JD3，JD5，这些路段为了保证行车安全应设置相应的安全警告设施。全路线其它段落的各项路线平面指标均达到设计标准要求。3.路线按平原丘陵三级公路测设标准进行，充分考虑到线形美观，少占农田，尽量降低路面工程的总造价，所以路线纵坡设计尽量沿地面高程设计，路线平均纵坡4.6%。路线最大纵坡：超二级标准大于5%有1 处，共长570 米，最短坡长：62.7 米1 处，最长坡长为：325 米，纵坡值0%。4.路基路面说明路基本段路基宽度为8 米,其中路面宽为6m,路肩宽度21m,路基横断面形式详见路基标准横断面图。本段路线为新建工程，路基设计标高取于平面图，路基超高按路线技术规范

23、规定进行，超高形式采用绕中轴旋转。路基加宽类别按路线技术规范规定第3 类加宽进行。路线根据排水需要设置0.5×0.5m 梯形边沟或0.4×0.4m 矩形边沟。全路段边沟纵坡同路线纵坡。个别纵坡小于0.3%地段边沟纵坡按不小于0.3%进行特殊设计。由边沟与沿线的桥涵组成整个排水系统。路基填方边坡分别采用1:1.5,1:0.5 二种形式。路堑挖方边坡视地质情况分别采用1:0.5,1:1.5。施工时各开挖路段如发现地质情况与所采用的边坡坡率不符，不尽合理时，可按公路路基设计规范所给定的土、石质类别相应的边坡坡率进行调整。个别路基加宽，根据不同的填土高度需要设置护肩，个别地段为加固

24、、收回填方坡脚、减少占地宽度，采用护脚路基。当路基高于6 米均应加设设置护栏，设置护栏一侧路基应加宽0.5m，以保证设置护栏后的路肩宽度。用地范围本路段的用地范围为路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟时为路堤或护脚、护坡道坡脚）以外，路堑坡顶截水沟（无截水沟为路堑坡口）以外不小于1 米的土地为公路用地范围。5.路面:路面设计依据与路面结构组合路面结构设计为交通部部颁公路水泥混凝土路面设计规范,水泥路面交通等级定为中等。路面结构层为基层15cm 5%水泥稳定碎石基层，面层为22Cm 厚水泥混凝土。整平层严禁使用填土，以防结构层强度变化过大。板块一般为3.0×4.5M,弯道加宽部位板块若加宽值

25、小于1.5 米不再划块。若加宽大于1.5 米时，应划块浇筑。胀缝设置在弯道起、终点、与结构物衔接处、竖曲线顶点。与胀缝相邻的三条缩缝均设拉杆以防止板块纵向移动土填筑并保证压实度沿线边沟均设石砌边沟，起路缘石之功效。全线路肩均采用土路肩，施工中应采用砂性。公路根据使用任务、功能和适用的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。一级公路为供汽车分向、分车道行驶的公路，一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量辆。二级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计

26、年限年平均昼夜交通量为30007500 辆。三级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为15004000 辆。四级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为：双车道1500 车以下；单车道200 辆以下。各级公路远景设计年限：高速公路和一级公路为20 年；二级公路为15 年；三级公路为10 年；四级公路一般为10 年，也可根据实际情况适当调整。在平原微丘地区的一级、二级、三级、四级公路的计算行车速度应分别采用表列所100km/h、80km/h、60km/h、40km/h；山岭重丘地区的一级、二级、三级、四级公路的计算行车速度分别

27、采用表列60km/h、40km/h、30km/h、20km/h。按不同计算行车速度设计的各路段长度不宜过短，高速公路不宜小于15km；一级、二级公路不宜小于10km,公里曲线要素如下表道路三级划分 表2.2公路等级三级公路设计速度（km/h）4030车道数22车道宽度3.753.50回旋线最小长度（m）7050停车视距（m）4030最大纵坡（%）78最小坡长（m）120110最大合成坡度（%）10.010.0平面交叉最小间距（m）200150路基宽度（m）一般值109.0最小值8.57.5右侧硬路肩宽度（m）一般值1.500.75最小值0.750.25土路肩宽度（m）一般值0.750.75最小

28、值0.500.50圆曲线最小半径（m）一般值400200最小值250125不设超高圆曲线最小半径（m）路拱2%600350路拱2%800450平曲线最小长度（m）一般值400300最小值140100凸形竖曲线最小半径（m）一般值750400极限值400250凹形竖曲线最小半径（m）一般值700400道路四级划分级别；设计车速(km/h)；双向机动车道数（条）；机动车道宽度(m)道路总宽(m)；分隔带设置一级；6080；4；3.75；4070；必须设二级；4060；4；3.5；3060；应设三级；3040；2；3.5；2040；可设四级；30；2；3.5；1630；不设公路根据使用任务、功能和适

29、用的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。2.4 平面设计2.4.1 平面设计原则1.平面线形应与地形、地物和环境相适应，保持线形的连续性和均衡性，并与纵断面设计相协调。2.平面线形应直捷、流畅，并与地形、地物相适应，宜直则直，宜曲则曲，不片面追求直曲，这是美学、经济和环境保护的要求。3.为使一条道路上的车辆尽量以均匀速度行驶，应注意各线形要素保持连续、均衡，避免出现技术指标的突变。4.注意与纵断面设计相协调。在平面线形设计中，应考虑纵断面设计的要求，与纵断面线形相协调。5.平曲线应有足够的长度。汽车在道

30、路的曲线路段上行驶，如平曲线长度过短，驾驶员需急转转向盘，在高速行驶时是不安全的，也会使离心加速度变化率过大，使乘客感到不舒适；当道路转角很小时，容易产生曲线半径很小的错觉。因此，平曲线应有一定长度。2.4.2 平面线形要素的组合类型平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线，这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式。就公路平面线形设计而言，主要有基本型、S 型、卵型、凸型、C 型和复合型六种。在设计的时候还要注意一下缓和曲线长度确定除应满足最小外还要考虑超高的加宽的要求，所选择的缓和曲线长度还应大于或等于超高缓和段和加宽缓和段的长度要求。2.5 平面设计方法1.平面设计的重点公路平

31、面设计的重点是选线和定线，在满足技术标准的前提下，路线距离短，挖方量少，土石方平衡时公路平面的主要内容。2.平面设计的具体步骤和要求资料收集现场踏勘选线与定线校核与审核第3章 纵断面设计沿着道路中线竖直剖开然后展开即为道路纵断面，它反映了道路中线地面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况，从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来，就能完整的表达出道路的空间位置。3.1 纵断面设计的原则1.应满足纵坡及竖曲线的各项规定，以及相关高程控制点和构造物设计对纵断面的要求。2.纵断面线形设计应根据设计速度，在适应地形及环境的原则下，对纵坡大小、长短及前后坡段协调的情况，竖曲

32、线半径及其与平面线形的组合等进行综合研究，反复调整，设计出平顺，连续的纵断面线形。3.平面上直线路段不宜在短距离内出现凹凸起伏频繁的纵断面线形，其凸起部分易遮挡视线，凹下部分易形成盲区，使驾驶员产生茫然感，导致视线中断，使线形失去连续性，影响行车安全。4.连续上坡路段，应符合平均纵坡的规定，并采用运行速度对通行能力与行车安全进行检验。5.长下坡的直坡段端部不应设计小半径的凹形竖曲线或平曲线，以保证行车安全。6.纵断面设计应考虑路面排水的要求。7.在回头曲线路段，路线纵坡有特殊规定，应先定出回头曲线部分的纵坡，再从两端接坡。在回头曲线的主曲线内不宜设竖曲线。8.应争取纵向填挖平衡，尽量移挖作填，

33、以节省土石方数量，降低工程造价。3.2 纵坡设计的要求1. 设计必须满足道路工程技术标准的各项规范。2. 纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。3. 沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。4. 应尽量做到填挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和弃方，降低造价和节省用地。5.纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。6.对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。7.在实地调查基础上，充

34、分考虑通道、农田水利等方面的要求。3.3 纵坡设计的步骤1.准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩（50m 加桩或20m 加桩）、平曲线控制桩（如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。2.标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。3.试坡：在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面

35、起伏变化，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。4.调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。5.核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。6.定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1，变坡点一般要调整到10m 的整桩号上。7.设置竖曲

36、线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。8.计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。第4章 横断面设计公路的横断面，是指公路中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大经济效益与社会效益。道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求，横断面设计应满足以下一些要求：1

37、.设计应符合公路建设的基本原则和现行公路工程技术标准规定的具体要求。2.设计时应兼顾当地农田基本建设的需要，尽可能与之相配合，不得任意减、并农田排灌沟渠。3.路基穿过耕种地区，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡。4.沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。4.1 横断面设计的原则1.设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。2.全面考虑进行设计，路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。3.应结合路

38、线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。4.当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。5.路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要道路横断面的布置及几何尺寸，应能满足交通、环境、用地经济、城市面貌等要求，并应保证质量。4.2 横断面的绘制路基的稳定性。此段路的路基土石方数量见路基土石方数量计算表。路基设计的主要计算值见路基设计表。具体绘制

39、步骤如下：1.在计算纸上绘制横断面的地面线；2.从“路基设计表”中抄入路基中心填挖高度，对有超高和加宽的曲线路段，还应抄入“左高”、“右高”、“左宽”、“右宽”等数据；4.3 路基土石方数量计算及调配路基土石方是公路工程的一项主要工程量，在公路设计和路线方案比较中，路基土石方数量的多少是评价公路侧设质量的主要技术经济指标之一。在编制公路施工组织计划和工程概预算时，还需要确定分段和全线的路基上石方数量。地面形状是很复杂的，填挖方不是简单的几何体，所以其计算只能是近似的，计算的精确度取决于中桩间距、测绘横断面时于点的密度和计算公式与实际情况的接近程度等。计算时一般应按工程的要求，在保证使用的前提下

40、力求简化。第5章 路基路面设计公路路基是路面的基础，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。5.1 一般路基设计5.1.1 路基的类型和构造1.路堤路基设计标高高于天然地面标高时，需要进行填筑，这种路基形式称为路堤。按填土高度的不同，划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取1：1.5 和1：1.75，在路基的两侧设置边沟。高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面济济合理，可以在适当位置设置挡土墙。为防止水流侵蚀和坡面冲刷，高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。2.路堑路基设计标高低于天然地面标高时，需要进行挖掘

41、，这种路基形式称为路堑。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线，一般坡度取1：0.5 和1：0.75。挖方边坡的坡脚设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流，路堑的上方设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。3.半挖半填路基半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点，上述对路堤和路堑的要求均应满足。5.1.2 设计依据公路路基设设计规范公路工程技术标准5.1.3 路基填土与压实1.填土的选择路基的强度与稳定性，取决于土的性质和当地的自然因素。并与填土的高度和施工技术有关。在填土时应综合考虑，据路基设计规范可知，三级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表：路基压实度及填料要求 表5-1路面底面

42、以下深度（cm）填料最小强度（CBR）（%）填料最大粒径（cm）上路床030610下路床3080410上路堤80150315下路堤150 以下2150306102.不同土质填筑路堤如透水性较小的土层，位于透水性较大的土层下面，则透水性较小的土层表面应自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面，则透水性较大的土层表面应做成平台。3.路基压实与压实度路堤填土需分层压实，使之具有一定的密实度。土的压实效果同压实时的含水量有关。对于路基的不同层位应提出不同的压实要求，上层和下层的压实度应高些，中间层可低些。据路基设计规范实度应满足下表：路基压实度（重型）要求 表5

43、-2填挖类型路面底面以下深度（cm）压实度（%）填方路基上路床03095下路床308095上路堤8015094下路堤150 以下92零填及路堑路床030955.1.4 路基高度路基高度有中心高度和边坡高度之分。中心高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。路基高度的设计，应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时要考虑的地下水毛细水和冰冻的作用,不致影响路基的强度和稳定性。路基高度应根据临界高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路堤的最小填土高度。若路基高度低于按地下水位或地面积水位计算的临界高度，可视为矮路堤。使用边坡高度值作为

44、划分高矮深浅的依据。填土高度小于1.01.5m，属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.51.8m范围内的为正常路堤。大于20m 的路堑为深路堑。5.2 软基处理软土地基，通常情况下地基承载力达不到其上面构造物要求的承载力，或虽在建筑物施工时能达到要求，但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因，使地基失稳，造成路面严重破坏，处理好路基，是设计的重大环节。公路是一条带状的承受动静两种荷载的特殊人工建筑物，由于它分布较广，使用要求较高，因而对地基提出了较高的要求。本设计所经过的路段除田间地段有淤泥的不良地段外，其它地段的地基承载力很好，地质也良好

45、。对于有淤泥层的地段，由于深度都在3m 以内，一般通过清淤泥换填法进行处理。填料采用碎石土，石渣等，其上铺0.5m 的砂砾垫层土工隔栅。对于地质条件差，且在路基范围内有少量地下水渗出的土质地段，边坡采用护面墙进行防护。5.3 路基防护路基防护是确保道路全天候使用，使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施，是路基设计的主要项目之一。路基的防护的方法，一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护主要有植物防护和工程防护两类。对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实。冲刷防护有间接和直接防护两类。对

46、于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等。1.堤边坡防护路堤高度小于3 米边坡均直接撒草种防护；路堤高度大于3 米均采用方格网植草护坡。2.路堑边坡防护路堑高度小于3 米边坡均直接撒草种防护；路堑高度大于3 米均采用人字形骨架植草护坡。5.4 支挡结构设计1.挡土墙的用途挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。在公路工程中广泛应用于支挡路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。应先处理填方基底（如铲除草皮，开挖台阶等）再填土，以免顺原地面滑动。2.挡土墙的类型及适用范围挡土墙类型分类方法较多，一般以挡土墙

47、的结构形式分类为主，常见的挡土墙形式有：重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可以收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路已有的重要建筑物。路堑挡土墙设置在堑坡底部，主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡，同时可减少挖方数量，降低边坡高度。3.本路段挡土墙设置在路段K0+960K1+100 右侧，为收缩坡脚、加强路基的稳定性，设置挡土墙长140m，高24m。4.挡土墙排水设施挡土墙的排水处理是否得当

48、，对岩石或土坡的稳定性影响很大，直接影响到挡土墙的安全与使用效果。挡土墙的排水设施通常由地面排水和墙身排水组成。地面排水，主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。因此，可设置地面排水沟以截留地表水。夯实回填土顶面和地表松土，以减少雨水和地面水下渗，必要时应加设铺砌，采取封闭处理。为防止地表水渗入地基，可夯实墙前回填土及加固边沟等。墙身排水，主要是为了迅速排除墙后积水。通常是在非干砌的挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。设计中采用10×10cm 的方形孔，间距为2m。最下一排泄水孔的底部距地面30cm。沉降缝和伸缩缝：为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基地质条件及墙高、

49、墙身断面的变化情况，设置沉降缝。为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝，须设置伸缩缝。通常，把沉降缝和伸缩缝结合在一起，统称为变形缝。设计中，沿墙身10m 设置一道变形缝，缝宽20mm，缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋，塞入深度不应小于15cm。4.挡土墙施工注意事项施工前应做好地面排水工作，保持基坑干燥；基坑开挖后，若发现地基与设计情况有出入，应按实际情况调整设计；墙趾部分的基坑，在基础施工完后应及时回填夯实，并做成不小于4%外倾斜坡，以免积水下渗，影响墙身的稳定；浆砌挡土墙的砂浆水灰比必须符合要求，灰浆应填塞饱满，浆砌挡土墙应错缝砌筑，填缝必须紧密，不得做成水平通缝，墙趾台阶

50、转折处，不得做成竖直通缝；墙体应达设计强度的75%以上，方可回填墙后填料；回填前，应确定填料的最佳含水量和最大干密度，根据碾压机具和填料性质，分层填筑压实，压实度应满足设计要求；墙后回填必须均匀摊铺平整，并设不小于3%的横坡，利于排水。墙背1.0m 范围内，不得有大型机械行驶或作业，防止碰坏墙体，并用小型压实机碾压，分层厚度不得超过0.2m。5.5 路面结构设计路面结构是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车荷载的作用，且直接暴露于自然环境中，经受各种自然因素的作用。路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50%以上。因此，做好路面设计是至关重要的。5.5.1 路面类型与结构方案设计按

51、面层所用的材料来分，有水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等。高等级公路路面的特点是强度高、刚度大、稳定好、使用寿命长，能适应较繁重的交通量，一般采用水泥混凝土路面或沥青路面。路面类型选择应在充分调查与勘察道路所在地区自然环境条件、使用要求、材料供应、施工和养护工艺等，并在路面类型选择的基础上考虑路基支承条件确定结构方案。由于路面工程量大，基垫层材料应尽可能采用当地材料，并注意使用各类废弃物。必要时，应考虑采用新型路面结构形式、新材料、新施工工艺。同时，应注意路面的功能和结构承载力等是通过设计、施工、养护等共同保证的，可采用寿命周期费用分析技术合理确定路面类型和结构。5.5.2 路面建筑材料设计

52、路面建筑材料设计往往是路面设计中不受重视的一块内容，原因在于设计仅仅依据设计规范或当地经验确定路面结构层次，指定各层次材料的标准规范名称。本次毕业设计运用了大学期间所学的工程技术与材料科学知识，合理考虑了道路所在地的自然环境、材料所在路面结构层次的功能等，论证合理地选择了材料类型和建议配比。5.5.3 路面结构设计路面结构设计就是对拟订的路面结构方案和选定建筑材料，运用规范建议的设计理论和方法对结构进行力学验算。现阶段公路路面使用的路面类型主要有沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，学生应综合考虑当地的环境、降水、材料、交通量等各方面因素后选定路面的类型，然后进行设计。5.5.4 路面结构组成1.面

53、层面层是直接承受车辆荷载作用及大气降水和温度变化影响的路面结构层次，并为车辆提供行驶表面，直接影响行车的安全性、舒适性和经济性。因此，面层应具有足够的结构强度，抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应当耐磨，不透水；其表面还有良好的抗滑性和平整度。面层可由一层或多层组成；其上层可为磨耗层，其下层可为承重层、连接层或整平层。修筑面层所用的材料主要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料等。2.基层基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去。它应具有足够的强度和刚度，具有良好的扩散应力的能力及足够的水稳定性。基层厚度大时，可设为两层，分别称为上基层和底基层，并选

54、用不同强度或质量要求的材料。修筑基层所用的材料主要有：各种结合稳定土、天然砂砾，各种碎石和砾石、片石，各种工业废渣等。3.垫层垫层介于土基与基层之间，将基层传下来的车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形，阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。修筑垫层的材料强度不一定要高，但水稳定性和隔温性能要好，常用的材料有：砂、砾石、炉渣、水泥或石灰稳定土等。第6章 排水设计6.1 公路排水设计的内容公路排水设计可划分为四部分：1.横向穿越路界排水由涵洞、桥梁引排穿越路界的溪流、河道中的水；2.路界表面排水指公路用地范围内的表面排水，包括路面排水、中间带排水、坡面排水和由相邻地带或交叉道路流入

55、路界内的排水等；3.路面结构内部排水通过裂缝、接缝或面层空隙下渗到路面结构（面层、基层和垫层）内部，或者由地下水或道路两侧滞水浸入路面内部的水分的排除或疏干；4.地下排水危及路基稳定或影响路基强度的含水层地下水的排除或疏干。6.1.1 排水的目的与要求路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基路面的病害有多种，形成病害的因素亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此路基路面设计、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。根据水源的不同，影响路基路面的水流可分为地面水和地下水两大类，与此相适应的路基排水工程，则分为地面排水和地下排水。地面水包括大气降水（雨和雪）以及海、河、湖、水渠、水库水。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。地下水包括上层滞水、潜水、层间水等，它们对路基的危害程度，因条件不同而异。轻者能使路基湿软，降低路基强度；重者会引起冻胀、翻浆或边坡滑坍，甚至整个路基沿倾斜基底滑动。水还可能