大董湾至槐店乡二级公路毕业论文

1、 . PAGE39 / NUMPAGES75大董湾至槐店乡二级公路设计摘要大董湾至槐店乡二级公路地处地区，全长3000m左右。该设计首先根据远景设计交通量确定公路等级与相关技术规和标准，并通过对当地地形、气候、水文、地质等资料的收集，并且在此基础上进行路线方案论证与比选，选择出合理的设计方案，确定了线路的平面布置；结合当地的具体情况以与本地区的未来发展计划，合理确定平曲线、竖曲线的半径与缓和曲线长度的选用；按照行车安全舒适、线形美观流畅的原则对平、纵线形进行了合理的组合，本路线有一段平曲线和一段竖曲线设置缓和曲线，其中平曲线设置了超高，无加宽。横断面设计严格按照技术标准与根据当地实际情况绘制，

2、确定了路基宽度、高度与边坡坡度与路拱和超高，并且对路面结构层材料、排水等进行了设计。本设计说明书较为系统地讲述了大董湾至槐店乡二级公路的设计方案、水文地质条件、原理与步骤，共设十一章。主要容包括：工程概况、路线方案的拟订和选择、平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路面设计、排水设计、概算，专题（边坡防护与加固）等。关键词：二级公路；平面设计；纵断面设计；横断面设计；路基设计ABSTRACT Da Dongwa to Huai Dianxiang secondary road located in Wuxi city, Jiangsu province with a total leng

3、th of 3000m. According to the design of highway traffic vision and determine the level technical specifications and standards,and based on the local terrain, climate, hydrology, geology, as well as data collection.Then, based on route project argumetntation and selection to select the reasonable des

4、ign scheme and determine the line layout; combined with local specific situation and the regions future development plan, then reasonable vertical plane curve, the curve radius and the length of the curve; according to the traffic safety and comfortable, the principle of linear beautiful fluent, the

5、 reasonable vertical alignment, its route has a Flat curve and a vertical curve set curve, flat curve set high, no widened. Cross-sectional design according to the technical standards and strict according to local actual condition,so we can determine the roadbed width, height and slope and road arch

6、 and high. And the pavement structure layer materials, drainage, etc.The design manual systematically tells the design of the Da Dongwa to Huai Dianxiang Secondary Road scheme, hydrogeological conditions, principles and steps of ten chapters. Main contents include: engineering survey, route and choo

7、se the scheme design, graphic design, longitudinal and transverse design, roadbed design, design, drainage design, project budget (Slope protection and reinforcement), etc.Keywords:SecondaryRoad；Planar Design；Longitudinal Design；Cross-sectional Design；Roadbed Design第一章 绪论1.1选题意义公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平

8、的重要标志，是国民经济发展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。但是现代公路还具有建设周期长，财产人力耗费大，建设质量要求高的特点，为避免资源人力的浪费，在筑路之前，都要做好道路线形结构的优化设计，这样在施工中才能减少资源、人力物力的浪费，保证工程质量，提高工程施工进度。1.2我国道路的发展状况新中国成立之后，为了迅速恢复和发展国民经济，巩固国防，国家在非常薄弱的基础上，对公路建设做了很大的努力，取得了显著成就，到1978年的30年间，我国公路总里程增加到89万公里。1978年以来，是我国公路事业发展最快、建

9、设规模最大、最具活力的时期。期间我国用10至20年的时间走过了发达国家一般需要30至40年走完的路程，我国公路建设实现了跨越式发展，取得了举世瞩目的成就。新世纪以来的几年，无疑是我国公路运输发展最快最好的时期。2006年，我国公路投资高达6231.05亿元，比2005年增加746.08亿元，同比增长13.6%。2006年末，全国公路总里程达345.70万公里，比上年末增加11.18万公里，其中高速公路总里程达4.5万公里，比2002年末增长80%，位居世界第二。尽管我国公路建设取得了巨大成就，但由于公路交通基础设施薄弱，各地发展不平衡，与发达国家相比尚有较大差距，还不能适应国民经济和社会发展的

10、需要。 存在的主要问题：一是数量少，按国土面积计算的公路网密度仍然很低，只相当于印度的1/5，美国的1/7，日本的1/30；二是质量差、标准低，在通车里程中，大部分为等级较低的三、四级公路，还有达不到技术标准的“等外路”。因此在今后相当长的时期，加快新建公路和低等级公路的改建，将是我国公路建设的主要任务。未来我国高速公路网有望形成7918的布局，即7条首都放射线，9条南北纵向线18条东西横向线，总里程约8.5万公里，该高速公路网将连接所有人口在20万以上的城市、国家4A级与以上的旅游景区城市等。1.3 本课题研究主要容本毕业设计的任务就是在教师的指导下独立完成大董湾至槐店乡新建二级公路的设计工

11、作，具体容包括项目可行性分析、平面设计、纵断面设计、横断面设计、概预算编制、专题设计、设计文件的编制和图纸绘制。（1）资料整理与分析设计资料是设计的客观依据，必须认真客观地分析。首先要对设计任务书提供的各种资料加以理解和必要的记忆，明确对设计的影响，在头脑中对工程要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等，构成一幅明晰的画面；其次要对资料进行分析、概括和系统地整理，从中抽取、确定有关设计数据4。（2）路线平面、纵断面与横断面设计。（3）排水设计（4）设计文件毕业设计文件包括设计说明书和计算书。说明书交代设计容、设计意图。计算书交代设计中的具体计算方法和过程。（5）设计图纸一般要求绘制路线平面图、

12、纵断面图、路基标准横断面图、横断面设计图、路面设计图、路基排水设计图等主要图纸，编制直线、曲线与转角表、路基设计表、路基土石方数量计算表等表格，其中一部分图纸需要计算机绘图。第二章 工程概况2.1 沿线自然条件2.1.1 地形地貌计划建设的大董湾至槐店乡二级公路，位于地区，属公路自然区划的1区长江下游平原湿润区，该地区地处沿江、滨海的地理位置，具有以平原为主，兼有低山丘陵的地形特点，地貌类型为型为冲积平原和湿润丘陵低山。在地形和气候的综合影响下，本地区河川密布、湖泊成群，且终年有水。河流水量充沛，季节变化不大，泥沙含量小，陆地水面约占总土地面积的8%左右。2.1.2 气候特点路线所经地区，属全

13、国道路气候分区巨日区，不冰冻、中湿区。区湿热度高，温暖湿润。最高月平均地温达3035，一月份平均气温在316左右，七月份平均气温2430之间，属亚热带气候。2.1.3 降水量与地下水路线所经地区，年降水量多，年降水量10001400mm之间，常年为1200mm左右。潮湿系数一般为1.01.5，最高月潮湿系数2.53.5。雨型主要为春雨和梅雨，且梅雨期较长，该地区属中国暴雨分区第四区，地下水埋深一般为1.5米，丘陵地区为2米左右。2.1.4 地质与土质在平原地区，地表上层覆盖较厚一般15米左右；在地面自然横坡大于15的丘陵低山地带，上层覆盖厚度一般为10米左右。该地区水稻田分布广泛，土质属红粘性

14、土与砖红粘性土，属高液限粘性土，呈中密状态。本地区岩石埋藏较深，开采不易，一般砂石料缺乏。按施工难易程度分，土质25为松土，75为普通土，丘陵地带埋藏较深的岩石主要是石灰岩和花岗岩，为坚石强度3级。2.1.5 植被与作物等概况路线所经地区属中国自然地理区划的1区，自然地理特征为亚热带绿林，四季分明。农业以水田为主，一年二熟，主要农作物为水稻等，为我国重要的商品粮基地。经济物种类多，以油菜、棉花、麻类为主。丘陵地区其竹、木等分布广泛。各种水果树木较多。地表植被覆盖茂密除田地、林木等处，以灌木丛为主。林木地带，其郁闭度约为80左右，本区水力资源丰富，日照时间长，自然条件优越，具有综合发展农、牧、林

15、、副、渔业的巨大潜力。2.1.6 工程概况该公路设计段全长3公里左右，位于地区，属于公路自然区划的区。根据交通量观察，可以确定公路等级为二级。该公路设计段从大董湾开始，途径湾、黄乡，至槐店乡结束，主要是为方便沿途居民的出行，发展地区经济和加强各乡镇的联系而筹建的。公路所经地区以平原为主，同时兼有低山丘陵的特点，土质属红粘性土与砖红粘性土，属高液限粘性土，呈中密状态，地区年降雨量较大，年平均温度较高。路面采用沥青混凝凝土结构。第三章 路线方案的拟定与选择3.1 交通量预测经调查，本地区现年交通量如表3-1所示：表3-1 现年交通量序号车型名称前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轴轮组数后轴距(m

16、)交通量（量/日）1黄河JN15049101.61双轮组-3002黄海DD690561042双轮组31503东风CS93824702双轮组3204平板车1001003四轮组250m的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽。有三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽。6.2.1加宽过渡为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。本设计中主要是采用比例过渡，在加宽缓和段全长围按其长度成比例逐渐加宽，加宽缓和段任意点的加宽值： (6-1)

17、式中：任意点距缓和段起点的距离（m）；加宽缓和段长度（m）；圆曲线上的全加宽（m）。JD1处圆曲线半径R=200m，缓和曲线=60m。查相关参考文献有：200R250时，加宽值b取0.8m。按规有：=60m，圆曲线上的全加宽值b=0.8m=0m =0.8m=0.8m =0m其他平曲线半径均大于250m，可不设加宽。比例过渡简单易操作，但经加宽以后的路面侧与行车轨迹不符，缓和断定起终点出现破折，于路容也不美观。6.2.2曲线的超高为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定

18、性和舒适性。当汽车等速行驶时，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适宜的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。本设计中主要采用绕边轴旋转的方法进行曲线的超高。先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的侧车道边线旋转，直至超高横坡值。绕边线旋转由于行车道侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此种方法。6.2.3横断面上超高值的计算表6-1 绕边线旋转超高值计算公式超高位置计 算 公 式注圆曲线上外缘1、计算结果均为与设计高之高差2、临界断面距缓和段起点：3、距离处的加宽值：中缘缘过渡段上外缘中缘缘其中：路面宽度；路肩宽度(

19、m)；路拱坡度；路肩坡度；设计超高值；超高缓和段长度；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；路基缘最大降低值；距离处路基外缘抬高值；距离处路中线抬高值；距离处路基缘降低值；路基加宽值；距离处路基缘降低值；查规知：当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应在曲线上设置超高。故JD1、JD2、JD3处平曲线需设置超高。1.计算全超高段（从HYQZHY）的全超高值JD1处：R=200m =5% =2% =3% =1.5m =7m外缘 中缘 缘 JD2、JD3处：R=500m =3% =2% =3% =1.5m =7m外缘

20、 中缘 缘 2.超高过渡段（ZHHY与YHHZ）最小超高过渡段长度计算 (6-2)超高缓和段长度应取5m的整倍数，并不小于10m的长度。本设计取无中间带的公路，超高设置绕边线旋转，则：JD1处=，=7m，=5%，=1/125JD1处平曲线超高缓和段长度，取5m的整倍数为45m。JD2、JD3处平曲线超高缓和段长度=，取5m的整倍数为30m。JD1处：JD1处缓和曲线，取，计算临界长度：然后检查横坡从路拱坡度(-2%)过渡到超高横坡（5%）时的超高渐变率：计算过渡段各桩号点、：计算K0+380.596和K0+440的超高值桩号K0+380.596桩号K0+440其余计算结果见路基超高加宽表第七章

21、 路基设计7.1路基设计的基本要求路基应根据其使用要求和自然条件(包括地质、水文和材料情况等)并结合施工方法进行设计，既要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性的地面水和地下水，必须采取将其拦截或排出路基以外。设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农田灌溉，综合考虑。修筑路基取土坑和弃土堆时，应尽量将取土坑、弃土堆平整成可耕地和减少弃土侵占耕地，防止水土流失和淤塞河道，通过特殊地质、水文条件下的路基，应做好调查研究，并结合当地实际经验，进行个别设计。7.1.1路基宽度公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带时，尚应包括这些部分的

22、宽度。标准规定设计速度为60km/h时，平原微丘区二级公路的车道宽度为3.5m，土路肩宽度取0.75m，硬路肩宽度为0.75m。7.1.2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与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划分高矮深浅的依据。填土高度小

23、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围的为正常路堤。大于20m的路堑为深路堑。7.1.3边沟设计设置在挖方路基的外侧以与填土高度较低的路堤坡脚外侧的纵向人工沟渠，称之为边沟。其主要功能在于汇集和排出路基围和流向路基的少量地面水。边沟的排水量不大时，一般不需要进行水文、水利计算。依据沿线具体条件，选定标准横断面形式，边沟紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水汇入，也不能与其他人工沟渠和并使用。公路排水设计规规定二级公路的边沟的深度不得小于0.4米，本设计中的边沟尺寸在挖方路段，深度采用0.8米，底宽取0.8米，填方路段，

24、深度采用0.6米，底宽采用0.6米。7.1.4路基边坡路基边坡坡度取决于边坡的土质、岩石的性质与水文地质条件等自然因素和和边坡的高度。在陡坡或填挖较大的路段，边坡稳定不仅影响到土石方工程量和施工的难易，而且是路基整体性的关键。因此，确定边坡坡度对于路基稳定性和工程的经济合理性至关重要。本设计中，路基边坡坡度采用1:1.5，路堑边坡坡度采用1:0.5。7.1.5路基压实公路路基的压实度应符合表71的要求：表列数值系重型击实试验求得的最大干密度的压实度。特殊干旱或特殊潮湿地区，表压实数值可减少2%3%。表71 路基压实表填挖类别路床顶面以下深度（m）路基压实度（）零填方与挖方00.3000.809

25、5填方路基00.80950.801.50941.50927.2路基边坡防护路基防护应按照设计施工与养护相结合的原则，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，选用适当的工程类型或采用综合措施，以保证路基的稳固。路堤和路堑边坡的坡面暴露在大气中，常常受到自然因素的反复干湿、冻融、冲刷和吹蚀作用。对于易受自然因素作用而破坏的土质或岩质边坡，在路基基身施工完毕以后，应与时进行坡面护理。7.2.1植物护坡植物防护是一种经济有效的防护措施，特别是在气候潮湿、草皮易于生长的地区，但采用时必须注意保证其成活。对于岩质边坡，这种方法一般不适用。在不利于生长的边坡上，若要采用植物防护，则可在其上先铺一层厚约102

26、0cm的粘性土，而后再铺草皮。本设计段填方和挖方小于2.5米时采用植草防护。7.2.2砌石护坡对于较陡的土质边坡和易风化和破碎的岩石边坡，可采用砌石护坡，砌石有干砌和浆砌片石两种，前者适用于边坡坡度较缓或经常有地下水渗出坡面的情况。干砌片石厚度一般不小于0.20.3m。当干砌片石不适宜或效果不好时，采用浆砌片石。浆砌片石护坡的厚度，视边坡高度和陡度而异，一般为0.20.4m。为防止不均匀收缩和沉陷引起过的应力，每隔1020m设一道伸缩缝，缝隙宽2cm，缝填塞沥青麻筋或沥青木板。隔23m交错设置孔径0.1m的泄孔。对于土质边坡，为防止淤塞，护坡背后应设置反滤层，或仅在泄水孔后面0.5m0.5m的

27、围设置。本设计路堑挖深2.5m时以下均采用浆砌片石防护。综合考虑在本设计中的地下水埋深较浅等实际情况，采用植物防护和浆砌片石两种形式。填方和挖方小于2.5米时采用植草防护。挖深大于2.5米的路堑，上部2.5米采用铺草皮，下部采用浆砌片石防护。7.3 路基附属设施为确保路基的强度、稳定性和行车安全，与一般路基工程有关的附属设施有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪与错车道等。这些设施是路基设计的组成部分，正确合理地设置是十分重要的。7.3.1 取土坑与弃土堆路基土石方的挖填平衡，是公路路线设汁的基本原则，但往往难以做到完全平衡。土石方数量经过合理调配后，仍然会有部分借方和弃方，路基土石方的借弃

28、、首先要合理选择地点，即确定取土坑或弃土堆的位置。选点时要兼顾土质、数量、用地与运输条件等因素，还必须结合沿线区域规划、因地制宜，综合考虑，维护自然平衡，防止水土流失。做到借之有利弃之无害。借弃所形成的坑或堆，要求尽量结合当地地形，充分加以利用，并注意外形规整，弃堆稳定。平坦地区，如果用土量较少，可以沿路两侧设置取土坑，与路基排水和农田灌溉相结合。7.3.2 护坡道与碎落台 护坡道是保护路基边坡稳定性的措施之一，设置的目的是加宽边坡横向距离，减少边坡平均坡度。护坡愈宽，愈有利于边坡稳定，但最少为1.0m。宽度大，则工程数量亦随之增加，要兼顾边坡稳定性与经济合理性，通常护坡道宽度d，视边坡高度h

29、而定，h3.0m；d=1.0m；h=36m时，d=2m；h= 612m时，d=24m。 护坡道一般设在挖方坡脚处，边坡较高时亦可设在边坡上方与挖方边坡的变坡处。浸水路基的护坡道，可设在浸水线以上的边坡上。碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，以保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。碎落台宽度一般为1.01.5m，如兼有护坡作用，可适当放宽。碎落台上的堆积物应定期清理。7.3.3 路基土石方数量计算与调配路基土石方工程是公路工程的主体工程之一。在公路工程量中占有很大比重。土石方工程数量又是公路方案评价和比选的主要技术经济指标之一。土石方计算与调配的主要任务是计算

30、路基土石方工程数量，合理进行土石方调配，并计算土石方的远量，为编制公路概预算、公路施工组织、施工计量提供依据。（1）基本公式路基土石方计算工作量较大，加之路基是填挖变化的不规则性，要精确计算土石方体积是十分困难的，在工程上通常采用近似计算。平均断面法假定两相邻断面间为一棱柱体，按平均断面法计算，其公式为： （7-1）式中：，两相邻断面的断面面积L两相邻断面的间距，即两相邻断面的桩号差 积距法路基横断面面积为不规则的几何图形，计算方法有积距法、几何图形法、坐标法、方格法等多种方法。本设计采用积距法，积距法的原理是：按单位宽度b，把断面积切割成若干梯形与三角形条块，则每一小块面积为其平均高度与b的

31、乘积。 （7-2）总面积为: （7-3）（2）调配的原则在半填半挖断面中，应首先考虑在本段移挖作填进行横向平衡，然后再做纵向调配，以减少总的运输量；路基填方如需路外借方，应结合地形、农田灌溉等情况选择借方地点；综合考虑施工方法、运输条件、施工机械化程度和地形情况选用合理的经济运距；在在不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定；为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用于分析工程用土量是调运还是外借；土方调配移挖作填固然要考虑经济运距的问题，但这不是唯一的因素，还要考虑弃方或借方占地，与对农业的影响。（3）调配的方法在土石方数量计算复核

32、完毕后即可调配，但必须明确填挖情况、桥涵位置、纵坡、附近地形和施工方法，作到调配时心中有数。首先进行横向调配，满足本桩号利用的需要，然后计算挖余和填缺的数量。根据挖余和填缺的分布情况，可以大致看出调运的方向和数量，结合纵坡的情况和经济运距对利用方进行纵向调配，而后填方若有不足或挖余未尽利用，再选用废方或借土的合适地点，确定借方或废方数量。调配的结果示于土石方数量表上，并可按下式复核：横向调运+纵向调运+借方填方横向调运+纵向调运+弃方挖方挖方+借方填方+弃方最后算得计价土石方数量，即：计价土石方数量挖方数量+借方数量具体计算见附表土方数量表第八章 路面设计8.1 路面要求和结构8.1.1 路面

33、要求（1）强度和刚度为了抵抗路面上行车荷载和自然力的作用，要求路面要有足够的强度来承受荷载的作用以与要求路面要有足够的刚度来抵抗变形，以保证路面能正常发挥其功能。（2）稳定性路面结构袒露在大气之中，经常受到温度和水分变化的影响，其力学性能也就随着不断发生变化，强度和刚度不稳定,路况时好时坏。因此，要研究路面结构的温度和湿度变化状况与其对路面结构性能的影响，以便在此基础上，修筑能在当地气候条件下足够稳定的路面结构。（3）耐久性路面结构要承受行车荷载和冷热、干湿气候因素的多次重复作用，由此会逐渐产生疲劳破坏和塑性形变变形累积。因此，路面结构必须具有足够的抗疲劳强度以与抗老化和抗形变累积的能力。（4

34、）表面平整度不平整的路面会增大行车阻力，并使车辆产生附加的振动作用。这种振动作用会造成行车颠簸，影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适。同时，振动作用还会对路面施加冲击力，从而加剧路面和汽车机件的损坏和轮胎的磨损，并增大油料的消耗。而且不平整的路面还会积水没，加速路面破坏。（5）表面抗滑性能汽车在光滑的路面上行驶时会缺乏足够的附着力和摩擦阻力。在雨天高速行车时，或紧急制动或突然起动，或爬坡、转弯时，车轮也会产生空转和打滑，使汽车速度降低，油料消耗增多，甚至引起严重的交通事故。因此，路面要求应有足够的表面抗滑性能。路面抗滑性能可以通过采用坚硬、耐磨、表面粗糙的骨料组成路面表层的材料来实现，

35、同时也可采用一些工艺性措施来实现。另外，路面上的积雪污泥等也会降低路面的抗滑性能，必须与时予以清除。8.1.2 路面结构层次划分面层是直接同行车和大气接触的表面层次，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用。同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响。因此，同其他层次相比，面层应具备较高的结构强度、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；其表面还应有良好的抗滑性和平整度。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(砾)石混合料、砂砾或碎石掺土或不掺土的混合料以与块料等。面层有时分两层或三层铺筑，如高速公路沥青面层总厚度1820cm。可分为上、中、下三层铺

36、筑，并根据各分层的要求采用不同的级配等级。水泥混凝土路面也有分上下两层铺筑，分别采用不同标号的水泥混凝土材料。水泥混凝土路面上加铺4cm沥青混凝土这样的复合式结构也是常见的。但是砂石路面上所铺的23cm厚的磨耗层或1cm厚的保护层，以与厚度不超过1cm的简易沥青表面处治，不能作为一个独立的层次，应看作为是面层的一部分。8.2 轴载分析表8-1 标准轴载BZZ-100各项参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴压P(KN)100单轮传压面圆直径d(cm)21.3轮胎接地压强P(MPa)0.70两轮中心距（cm）1.5d路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，如表81标准

37、轴载BZZ-100各项参数（轴重P=100KN，轮压p=0.7MP，轮迹圆直径d=21.30cm）。根据本次设计的具体的交通车辆资料和具体的车辆车型可以确定不同车型的交通参数如表82；表8-2 不同车型的交通参数表序号车型名称前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组数后轴距交通量1黄河JN15049101.61双轮组3002黄海DD690561042双轮组31503东风CS93824702双轮组3204平板车1001003四轮组3505其他车50501单轮组150表8-3 交通量年增长率序号分段时间（年）交通量年增长率（%）156245334表8-4 车道系数车道特征车道系数车道特征车道系数

38、单车道1.0四车道0.40.5双车道有分隔0.5六车道0.30.4无分隔0.60.7根据设计规，大董湾至槐店乡二级公路沥青路面的设计年限取12年，双车道无中央分隔带的车道系数为0.60.7，取0.6。按上述公式计算累计当量轴次。8.2.1 以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时（1）轴载换算根据我国公路沥青路面设计规中提出的轴载换算公式，当以设计弯沉值为指标与沥青层底拉应力验算时，规定要求凡轴载大于25KN、小于130kN的各级轴载（包括车辆的前、后轴）的作用次数，均按以下公式换算成标准轴载轴载换算采用如下的计算公式： （8-1）式中：N以设计弯沉值和沥青层底拉应力为指标时的标准轴载的当量

39、次数（次/日）被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）标准轴载（KN）被换算车型的各级轴载（KN）被换算车型的轴数系数，当轴间距大于3m时,按单独的一个轴载计算，当轴间距小于3m时，轴数系数=1+1.2(m-1)，m是轴数;被换算车型的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38K被换算车型的轴载级别 计算结果见表8-3轴载换算结果表。表8-5 轴载换算结果表（弯沉）车型(KN)（次/日）黄河JN150前轴4916.430086.2292后轴101.611321.4466黄海DD690前轴5616.415077.0707后轴10411355.8085东风CS938前轴2416.42

40、00.2577后轴70118.4769平板车前轴10016.450320后轴1003.40.3864.6其他车前轴5016.415047.075后轴5016.447.075总计1328.0396(2) 累计当量轴次计算在设计年限，一个车道的累计当量轴次按下式计算 （8-2）式中：设计年限一个车道上的累计当量轴次（次）；设计使用年限，由设计资料可知t=12年；路面竣工后第一年双向日平均当量轴次（次/日）；，见表8-3与车道数有关的车辆横向分布系数，本设计中取0.6当以设计弯沉值为指标与沥青层层底拉应力验算时：路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1328设计年限一个车道上累计当量轴次 : 4750

41、0018.2.2以半刚性基层层底拉应力作为设计指标把各级轴载的作用次数按照公式换算成标准轴载的当量作用次数(8-3)以半刚性材料层的拉应力为设计指标时的标准轴载的当量轴次（次/日）被换算车型的轴数系数，当轴间距离大于3m时,按单独的一个轴载计算，C1=1+2(m-1)，m是轴数，当轴间距离小于3m时，应该考虑轴数系数。轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09按照公式8-3，将设计资料中所给的交通量都换算成标准轴载的作用次数。计算结果如表8-6；表8-6 标准轴载的作用次数（半刚性基层层底拉应力验算）车型 (KN)（次/日）黄河JN150前轴49118.530018.4442

42、后轴101.611340.6206黄海DD690前轴56118.515026.8391后轴10411410.5707东风CS938前轴24118.5200.0041后轴70112.3059平板车前轴100118.550925后轴10050.0922.5其他车前轴50118.515010.8398后轴50118.510.8398总计1767.9642当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1768设计年限一个车道上累计当量轴次 : 63237978.3 设计指标的确定8.3.1 拟定路面结构根据本地区的路用材料，结合已有工程经验与典型结构，拟定以下路面结构组合方案

43、。根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以与施工机具的功能等因素，初步确定路面结构组合与各层厚度如下；3cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土为+25cm水泥稳定砂砾+？石灰土，以石灰土为设计层。8.3.2 确定土基回弹模量、此路为新建路面，根据资料可知路基干湿状态为润湿状态。、据设计资料，由设计规公路沥青路面设计规JTJ 01497，该路段处于1 区，土质属于红粘性土与砖红性土，属高液限粘性土，呈中密状态，确定土基的稠度为1.10，无防冻要求。、查路基路面工程课本表 14-11“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值”表得土基回弹模量为35MPa。8.3.4 设计弯沉值和结构强度系

44、数公路等级：二级公路公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 基层类型系数 1新建沥青路面受力计算方法按以下进行计算。路面设计弯沉值 (8-4) (8-5)式中：设计弯沉值（0.01mm）；设计年限一个车道累计当量标准轴载通行次数；公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2；路面结构类型系数，刚性基层、半刚性基层、沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6。面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1；结构强度系数。经计算得出所设计的路面的路面设计弯沉值 ： 30.5 (0.01mm)（1）结构

45、层的容许弯拉应力： （8-6）式中：路面结构材料的极限抗拉强度（MPa）,由实验室按标准试验方法测得；路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载的疲劳弯拉应力（MPa）;抗拉强度结构系数。根据结构层材料不同，按以下公式计算值。沥青面层抗拉强度结构系数： （8-7）无机结合料稳定集料抗拉强度结构系数： （8-8）无机结合料稳定细粒土抗拉强度结构系数： （8-9）按上式计算确定容许弯拉应力细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土水泥稳定砂砾石灰土其余的计算同上，具体结果见表8-7路面结构层容许弯拉应力。表8-7路面结构层容许弯拉应力层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）1细粒

46、式沥青混凝土1.30.542中粒式沥青混凝土0.80.333水泥稳定砂砾0.50.284石灰土0.20.09 (2) 按容许弯沉值计算路面厚度公 路 等 级 : 二级公路新建路面的层数 : 5标 准 轴 载 : BZZ-100路面设计弯沉值 : 30.5(0.01mm)路面设计层层位 : 4设计层最小厚度 : 20 (cm)利用容许应力设计弯沉值，对方案的厚度进行计算具体的结果见下表88方案一计算表，并进行防冻厚度验算；表8-8计算表层位层位材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）(20)抗压模量（MPa）(15)容许应力（MPa）1细粒式沥青混凝土3140020000.542中粒式沥青混凝土5

47、120016000.333水泥稳定砂砾25110011000.284石灰土？5005000.095土基35按设计弯沉值计算设计层厚度 ：按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 30.5 (0.01mm) H( 4 )= 25 cm LS= 31.8 (0.01mm) H( 4 )= 30 cm LS= 29.1 (0.01mm) H( 4 )= 27.4 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度 ： H( 4 )= 27.4 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 27.4 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 27.4 cm(第 3 层底面拉应力验算

48、满足要求) H( 4 )= 27.4 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 27.4 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 27.4 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 由于该公路所经地区，属于全国道路气候分区巨日区，不冰冻，因此不需要验算路面防冻厚度。最后得到路面结构设计结果如下：细粒式沥青混凝土 3 cm中粒式沥青混凝土 4 cm水泥石灰稳定砂砾 25 cm石灰土 27.4cm土基8.5 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公 路 等 级 : 二级公路新建路面的层数 : 4标 准 轴 载 : BZZ-100路面结构弯沉值和层底拉应力验收计算见表8-9。表8-19验

49、收计算表层位层位材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）(20)抗压模量（MPa）(15)计算信息1细粒式沥青混凝土314002000计算信息2中粒式沥青混凝土512001600计算信息3水泥稳定砂砾2511001100计算信息4石灰土？500500计算信息5土基35计算信息计算新建路面各结构层与路基顶面交工验收弯沉值 ：第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 30.4 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 33.2 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 38.4 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 106.1 (0.01mm

50、) 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 331.5 (0.01mm) LS= 266.2 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-0.296 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.071 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )= 0.105 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= 0.086 (MPa)通过上述计算可知，该段公路路面结构方案为：3cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土为+25cm水泥稳定砂砾+27.4石灰土第九章 排水设计9.1 路基排水路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路

51、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，因此路基路面设什、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。路基排水设计应遵循的一般原则：(1) 排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。(2) 各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有利于农田灌溉。(3) 设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地面排水与地下排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做

52、到综合整治，分期修建。(4) 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，减少排水沟渠的防护和加固工程。(5) 路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，有必须讲究经济效益。公路路基排水设计包括地表排水和地下排水两大部分。设计时应根据公路等级，结合沿线地形、地质、水文、气象等条件以与桥涵设置情况进行综合考虑，各类排水设施应相互衔接配合，使水迅速排出路基围。地表排水主要是排出路基围的地表径流、地表积水、边坡雨水与公路邻近地带影响路基稳定的地表水。地下排水主要是排出流向路基

53、的地下水或降低地下水位。排水设计应防、排、疏结合，保证路床处于干燥、中湿状态。我国幅员辽阔，各地均有特殊的气候、地质条件，路基排水设施通常与路面排水、路基防护、地基处理工程是不可分开的，地表排水与地下排水也是密不可分的，应系统设计、综合考虑。水是危害公路的主要自然因素，路基沉陷、冲刷、坍塌等都不同程度地与地表水和地下水的侵蚀有关。稳固的路基对保证公路的使用性能和使用寿命具有十分重要的意义。公路路基排水设计，应对排水困难地段更予高度重视。水对路面的危害可以表现为：降低路面材料的强度，在水泥混凝土路面的接缝和路肩处造成唧泥；移动荷载作用下引起的唧泥和高压水冲刷，造成路面基层承载能力下降；在冻胀地区

54、，融冻季节水会引起路面承载能力的普遍下降。路基排水的任务，就是将路基围的土基湿度降低到一定的限度以，保持路基常年处于干燥状态，确保路基与路面具有足够的强度与稳定性。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围以外，并防止地面水漫流、滞积或下渗。对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干和降低，并引导至路基围以外的适当地点。路基施工中，首先应校核全线路基排水系统的设计是否完备和妥善，必要时应予以补充或修改，应重视排水工程的质量和使用效果。此外，应根据实际情况与需要，设置施工现场的临时性排水措施，以保证路基土石方与附属结构物在正常条件下进行施工作业，消除路基基底和土体与

55、水有关的隐患，保证路基工程质量，提高施工效率。路基养护中，对排水设施应定期检查与维修，以保证排水设施正常使用，水流畅通，并根据实际情况不断改善路基排水条件。路界地表排水的目的是把降落在路界围表面水有效地汇集并迅速排除出路界，同时把路界外可能流人的地表水拦截在路界围外，以减少地表水对路基和路面的危害以与对行车安全的不利。通常地表排水可以划分为路面表面排水、中央分隔带排水和坡面排水三部分。中央分隔带排水，视其宽度和表面横向坡度倾向，可以包括中央分隔带和左侧路缘带，或者仅为中央分隔带，而在设超高路段，它还包括上侧半幅路面的表面水。坡面排水包括路堤坡面，路堑坡面和倾向路界的自然坡面的排水。常用的路基地

56、面排水设施，包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等，必要时还有渡槽、倒虹吸与积水池等。这些排水设备，分别设在路基的不同部位，各自的排水功能、布置要求或构造形式，均有所不同。9.1.1 边沟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围和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使之起到边沟的排水作用。边沟分为路堑边沟和路堤边沟，位于土路肩或护坡道外侧，用于汇集和排除路面、路肩与边坡的水。选择边沟断面形式既要考虑地形地质条件、边坡高度、汇水面积与排水功能，也要注意边沟形式对行车安全和环境景观的影响，因地制宜选用梯形、矩形

57、、U形（或带盖板矩形、U形）、三角形、碟形横断面，以与暗埋式边沟等，挖方路段宜优先选用三角形、浅碟形、盖板矩形、暗埋式边沟。各部位尺寸应根据地形、地貌、汇水面积、暴雨强度、路基填挖情况等，经过水文、水力计算，并结合当地的经验确定。边沟的排水量不大，一般不需要进行水文和水力计算，依据沿线具体条件，选用标准横断面形式。边沟紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水流引人，亦不能与其他人工沟渠合并使用。边沟不宜过长，尽量使沟水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带，必要时设置涵洞，将边沟水横穿路基从另一侧排出。边沟的纵坡(出水口附近除外）一般与路线纵坡一致。平坡路段，边沟宜保持不小于0.5的纵坡。特殊情况容许采

58、用0.3，但边沟出口间距宜减短。在边沟出水口附近以与排水困难路段，如回头曲线和路基超高较大的平曲线等处，边沟应进行特殊设计。边沟的横断面形式，有梯形、矩形、三角形与流线形等。边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟侧边坡为1：1.01：1.5，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度一样。边沟可采用浆砌片石，栽砌卵石和水泥混凝土预制块防护。综合各项指标和查阅相关规之后，本设计采用矩形横断面形式的边沟，在挖方路段，其沟宽为0.8m，深为0.8m，在填方路段，其沟宽为0.6m,深为0.6m,。采用浆砌片石作为边沟的防护。9.2 路面排水设施 路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表而的降水排走，以免造成路面积水

59、而影响行车安全。路面表面排水设施应遵循以下原则：（1）降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排走，避免行车道路路面围出现积水。（2）在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，应采用在路堤边坡上横向漫坡的方式排除路面表面水。（3）在路堤较高，边坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷，或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩外例边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤。（4）设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面的水面，在高速公路与一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，在二级与二级以下公路上不得漫过右侧车道中心线。 当路基横断面

60、为路堑时，横向排流的表面水汇集于边沟。当路基横断面为路堤时，可采用两种方式排除路面表面水：一种是让路面表面水以横向漫流形式向路堤坡面分散排放；另一种方式是在路肩外侧边缘放置拦水带，将路面表面水汇集在拦水带同路肩铺面(或者路肩和部分路面铺而)组成的浅三角形过水断面，然后通过相隔一定间距设置的泄水口和急流槽集中排放至路堤坡脚外。两种排水方式的选择，主要依据表面水是否对路堤坡面造成冲刷危害。在汇水量不大、路堤不高、路线纵坡平缓、坡面耐冲刷能力强的情况下，应优先采用横向漫流分散排放的方式。而在表面水有可能冲刷路堤坡面的情况下，则采用将路面表面水汇集在拦水带，通过泄水口和急流槽集中排放的方式。由于修筑拦