高速公路路基路面综合设计a-2段计算书3535

柳武高速公路路基路面综合设计A-2段(K0+000〜K4+003.452)摘要“四纵六横三支线”高速公路网的重要组成部柳州至武宣公路是广西壮族分，为“纵3”三江至北海公路的主要构成路段。项目对于充分发挥广西作为西南出海大通道的作用，构建中国与东盟交通大框架，加快全面建设小康50～250柳武高速公路路基路面综合设计A-2段(K0+000〜K4+003.452)摘要“四纵六横三支线”高速公路网的重要组成部柳州至武宣公路是广西壮族分，为“纵3”三江至北海公路的主要构成路段。项目对于充分发挥广西作为西南出海大通道的作用，构建中国与东盟交通大框架，加快全面建设小康50～250之间，路线进程具有十分由北往南，基本上沿丘间沟谷、缓坡低丘、溶蚀准平原布设，所经地区为构造侵蚀溶蚀丘陵地貌及构造侵蚀溶蚀准平原地貌，地势总体呈北段高南段低的趋势。设计速度采用120km/h。该设计包括平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基路面设计、挡土墙设计五个部分。并在设计中加入了最新设计理念，采用计算机辅助设计，与接轨。本设计为柳武高速公路路基路面综合设计A〜2段施工图设计K0+000〜K4+003.4524.003公里。全线地质良好，无特别不良地质现象。工程地质条件较好，对路基、挡土墙及其它人工构造物较为有利。初步设计中，根据地形图和设计任务书进行选线、定线再根1:2000地形图上确定两条备选路线，分别进行平面设计，纵断面设计，横断面设计，挡土墙设置。详细设计以最佳方案进行路基路面、挡土墙设计。完成设计所要求的种设计图表和设计总说明，使完成的设计资料达到并符合施工要求。与前期工作比较，初步设计更具体化，而后期设计对路基，路面，排水，挡土墙进行了详细设计。：高速公路，道路设计，路基路面设计设计，挡土墙，排水Abstract:LiuzhoutoWuxuanhighwayAbstract:LiuzhoutoWuxuanhighwayisanimportantpartoftheGuangxiZhuangAutonomousRegion"sixverticalandfourhorizontalthreeline"expresswaynetwork,"ismainlycomposedof3vertical"SanjiangtoBeihaisectionofhighway.TogivefullplaytoGuangxiasthesouthwestseachannelfunction,constructionandtransportationChineseASEANFramework,hasveryimportantsignificancetospeeduptheprocessofbuildingawell〜offsociety.TheprojectislocatedincentralGuangxi,atanelevationof50〜250,theroutefromnorthtosouth,basicallyalongthevalley,gentleslopehillymound,karstpeneplainlayout,theareaishillytopographyandtectonicerosioncorrosiontectonicerosioncorrosionpeneplaintopography,terrainisnorthsouthhighlowtrend.Thedesignspeedby120km/h.Thedesignincludesgraphicdesign,longitudinaldesign,cross〜sectionaldesign,pavementdesign,retainingwalldesignoffiveparts.Withthelatestdesignconceptinthedesign,usingcomputeraideddesign,inlinewiththetimes.ThedesignfortheLiuWuhighwaysubgradepavementdesignA〜2constructiondrawingsanddesignK0+000〜K4+003.452.Atotallengthof4.003km.Allgoodgeology,nobadgeologicalphenomenon.Goodengineeringgeologicalconditions,whichisfavorabletotheroadbed,retainingwallandotherartificialstructures.Inthepreliminarydesign,accordingtothetopographicmapandthedesigntaskoffixedlineandthenaccordingtothetrafficvolume,determinetheroadgradelineselection,andthendeterminethetwoalternativeroutesin1:2000topographicmap,respectively,graphicdesign,designverticalsectiondesign,crosssection,wall.Thedetaileddesigntothebestscheme,subgradeandpavementdesignofretainingwall.Completethedesignchartsanddesignspecificationforrequirements,thecompletionofthedesignofdataandmeetconstructionrequirements.Comparedwiththepreviouswork,thepreliminarydesignofmorespecific,whilethelaterdesignofsubgrade,pavement,drainage,retainingwallindetail,butalsotheuseofHintCADsoftwarelearning.Keywords:highway,HintCADroaddesign,design,subgradeandpavementdrainage,retainingwall目录摘要.........................................................................................................................................Abstract............................................................................................................................Ⅱ1.道路平面设计 11.1平面设计方法 11.2主要技术指标 11.3选线方案比选论证 21.4平曲线计算 41.5横距及其计算 62道路纵断面设计 72.1纵断面设计的一般原则 72.2拉坡 目录摘要.........................................................................................................................................Abstract............................................................................................................................Ⅱ1.道路平面设计 11.1平面设计方法 11.2主要技术指标 11.3选线方案比选论证 21.4平曲线计算 41.5横距及其计算 62道路纵断面设计 72.1纵断面设计的一般原则 72.2拉坡 72.3道路平纵组合设计 72.4竖曲线计算 83路基设计 103.1路基设计 103.1.1路基横断面布置 103.2路基路面排水设计 133.2.1路基排水设计 133.2.2路面排水设计 143.3路土石方的计算和调配 143.3.1土石方调配要求 143.3.2土石方调配方法 153.3.3道路土石方量的计算 154挡土墙设计 164.1设计资料 164.2设计参数 164.3车辆荷载换算 174.4主动土计算 4.1设计资料 164.2设计参数 164.3车辆荷载换算 174.4主动土计算 174.5挡土墙计算及验算 195公路路面设计 225.1交通分析 错误!未定义书签。5.2轴载换算及设计弯沉值计算 错误!未定义书签。5.4混凝土路面设计计算 235.3沥青混凝土路面设计计算 25附录 29参考文献 30致谢 311道路平面设计A〜2K0+000〜K4+003.452。全长4.003公里。本标段共设置3个转点，其圆曲线半径均分别为1500m、2200m和2500m。平面线形各项指标均满足规范要求。1.1 平面设计方法道路是带状结构物。它的中线是一条空间曲线。中线在水平面上的投影为路线的平面。道路的平面线形因受到各种自然条件（主要是地形、地质、地物）的限制而发生转折时，为了消除道路的突然转折，使汽车能安全顺适的通过，故在转折处设置曲线。曲线一般为缓和曲线、圆曲线及两种线形的组合。因此直线、缓和曲线、圆曲线是平面线形的组成要素。1.2主要技术指标1-1主要技术标准表序号项 目规范推荐值备注1公路类别高速公路（主线）2设计速度km/h1203车道数（双向）条44停车视距m2105一般圆曲线最小半径m10006极限圆曲线最小半径m6507不设超高圆曲线最小半径m1道路平面设计A〜2K0+000〜K4+003.452。全长4.003公里。本标段共设置3个转点，其圆曲线半径均分别为1500m、2200m和2500m。平面线形各项指标均满足规范要求。1.1 平面设计方法道路是带状结构物。它的中线是一条空间曲线。中线在水平面上的投影为路线的平面。道路的平面线形因受到各种自然条件（主要是地形、地质、地物）的限制而发生转折时，为了消除道路的突然转折，使汽车能安全顺适的通过，故在转折处设置曲线。曲线一般为缓和曲线、圆曲线及两种线形的组合。因此直线、缓和曲线、圆曲线是平面线形的组成要素。1.2主要技术指标1-1主要技术标准表序号项 目规范推荐值备注1公路类别高速公路（主线）2设计速度km/h1203车道数（双向）条44停车视距m2105一般圆曲线最小半径m10006极限圆曲线最小半径m6507不设超高圆曲线最小半径m55008最大纵坡％39凸型竖曲线一般最小半径m17000极限最小半径m1100010凹型竖曲线一般最小半径m60001.3选线方案比选论证路线方案是路线设计中最根本的问题。方案是否合理，不仅关系到公路自身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在公路网中是否起到应有的作用，即是否满因素：家的政治、经济、国防的要求和长远利益。选择路线方案应综合考虑以下主要1.路线在铁路、公路、航道、空运等交通网系中的作用，与沿线工矿，城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。2.沿线地形、地质、水文、气象、等自然条件的影响；路线总长，筑路所需材料的来源，施工条件以及工程量，材料用量，工期，造价，劳动力等情况及其对施工，运营，养护等方面的影响。3.其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的等。综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案:B（2668657.040，481979.544）,C（2665513.275，484378.983）4003.452m。避免高程较大地段，所需资金较少。序号项 目规范推荐值备注极限最小半径m400011竖曲线最小长度（一般值/极限值）m250/10012路基宽度m2813土路肩宽度m0.7514桥梁宽度m1.3选线方案比选论证路线方案是路线设计中最根本的问题。方案是否合理，不仅关系到公路自身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在公路网中是否起到应有的作用，即是否满因素：家的政治、经济、国防的要求和长远利益。选择路线方案应综合考虑以下主要1.路线在铁路、公路、航道、空运等交通网系中的作用，与沿线工矿，城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。2.沿线地形、地质、水文、气象、等自然条件的影响；路线总长，筑路所需材料的来源，施工条件以及工程量，材料用量，工期，造价，劳动力等情况及其对施工，运营，养护等方面的影响。3.其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的等。综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案:B（2668657.040，481979.544）,C（2665513.275，484378.983）4003.452m。避免高程较大地段，所需资金较少。序号项 目规范推荐值备注极限最小半径m400011竖曲线最小长度（一般值/极限值）m250/10012路基宽度m2813土路肩宽度m0.7514桥梁宽度m2×13.7516桥涵设计车辆荷载公路—Ⅰ级17大桥设计洪水频率1/10018路面类型沥青19路拱正常横坡%220平面坐标系1980西安坐标系21高程基准1985 高程基准方案二：线路总长为3991.193m。该线路高差相对较大，所经区域大部分是山坡，土石方工程量相对较大，所需资金较大。1-2方案比较表评价指标方案一方案二航空长度3954.8163954.816路线长度4003.4523991.193平曲线个数/个31最小半径/m15004000竖曲线个数/个47最小半径/m1000010000纵断面最大纵坡坡度/%1.45%2.86%坡长/m533.452400最小纵坡坡度/%0.30%0.69%坡长/m410500土石方工程数量填/m3194048.3426617.5挖/m3229856.6352109方案二：线路总长为3991.193m。该线路高差相对较大，所经区域大部分是山坡，土石方工程量相对较大，所需资金较大。1-2方案比较表评价指标方案一方案二航空长度3954.8163954.816路线长度4003.4523991.193平曲线个数/个31最小半径/m15004000竖曲线个数/个47最小半径/m1000010000纵断面最大纵坡坡度/%1.45%2.86%坡长/m533.452400最小纵坡坡度/%0.30%0.69%坡长/m410500土石方工程数量填/m3194048.3426617.5挖/m3229856.6352109总/m3423904.94618284最大填挖方高度填/m39.0115.41挖/m38.2214.36拆迁量/栋00备注航空长度为路线起终点间的直线距离，用以计算路线增长系数，作为方案比选的技术评价指标1-3方案比选表综合考虑：1、从景观、行车视觉上看，方案二优于方案一。2、从人与自然相和谐，尊重自然，保护环境上看，方案一较好。3、从施工难度、工期长短上看，方案一较好。4、从节约上考虑，方案二挖填方较大。综上各种因素,最终选择方案一作为最终设计方案。1.4平曲线计算JD1平曲线设计设计数据：转角=11°57′57″(Z)R=2500m,LS=110m，交点JD1K0+911.828m，计算曲线要素及主点桩号。Ls2Ls411021104p0.202m24R 2384R3 242500 25003Ls Ls31-3方案比选表综合考虑：1、从景观、行车视觉上看，方案二优于方案一。2、从人与自然相和谐，尊重自然，保护环境上看，方案一较好。3、从施工难度、工期长短上看，方案一较好。4、从节约上考虑，方案二挖填方较大。综上各种因素,最终选择方案一作为最终设计方案。1.4平曲线计算JD1平曲线设计设计数据：转角=11°57′57″(Z)R=2500m,LS=110m，交点JD1K0+911.828m，计算曲线要素及主点桩号。Ls2Ls411021104p0.202m24R 2384R3 242500 25003Ls Ls31103110缓和曲线切垂距：q 54.999m2 240R22 24025002(Rp)tan q(25000.202)tan254.999Th2317.027mLRL11057.952500110632.107mhs18018011057.95''外距： Eh(Rp)sec2R(2500.202)sec250013.895m2632.1072.198m校正距：h方案一方案二优点土石方工程量小工程难度较小路线相对较短路线线性较好缺点路线相对较长路线线性相对较差土石方量大，不经济施工相对较2、平曲线主点桩号计算及校正：JD1：K0+911.828ZH=JD1－T=(K0+911.828)－317.027=K0+594.801HY=ZH＋Ls=(K0+594.801)＋110=K0+704.801HZ=ZH＋L=(K0+594.801)＋632.107=K1+226.909YH=HZ2、平曲线主点桩号计算及校正：JD1：K0+911.828ZH=JD1－T=(K0+911.828)－317.027=K0+594.801HY=ZH＋Ls=(K0+594.801)＋110=K0+704.801HZ=ZH＋L=(K0+594.801)＋632.107=K1+226.909YH=HZ－Ls=(K1+226.909)－110=K1+116.909QZ=ZH＋L/2=(K0+594.801)＋632.107/2=K0+910.855JD2=QZ＋Dh/2=(K0+910.855)＋1.947/2=K0+911.828JD1符合设计规范要求（1000米，缓和曲线100米。JD2、JD3计算过程同上1-4平曲线计算结果（详细见附录：直曲表）项目桩号半径R/m缓和曲线长Ls/m切线长T/mE/m平曲线长L/m直线长/mBP设计值K0.8012JD1K0+911.8282500110317.02713.895632.1075579.5938JD2K2+218.6511500110412.14942.26811.0942404.0125JD3K3+383.8542200120362.64520.935513.809261.1847EPK4+003.452规范值一般值：1000一般值：1301000最小值：650最小值：100最小值：200最小值：720备注以上设计值均符合规范要求路线长度：4003.452m路线增长系数：1.012平曲线最小半径：1500m直线最大长度: 594.801m1.5横净距及其计算平均每公里交点个数：0.749个平曲线总长：1957.0107m平曲线占路线总长：48.88%驾驶员视点轨迹线与视距曲线之间的距离叫横净距。不设缓和曲线的横净距计算L>S时，hR RCOSR(1COS)路线长度：4003.452m路线增长系数：1.012平曲线最小半径：1500m直线最大长度: 594.801m1.5横净距及其计算平均每公里交点个数：0.749个平曲线总长：1957.0107m平曲线占路线总长：48.88%驾驶员视点轨迹线与视距曲线之间的距离叫横净距。不设缓和曲线的横净距计算L>S时，hR RCOSR(1COS)SSS22RRB1.5210281.5197.5S22=180SRSh：最大横净距（m）Rs：曲线内侧视点轨迹半径（m）S: 视距（m）L:曲线长度（m）B：路面宽度（m）1-5几何要素交点号半径（m）S（m）h（m）JD12500632.112102.217JD21500811.092103.707JD32200720.662102.5352道路纵断面设计A〜2K0+000〜K2道路纵断面设计A〜2K0+000〜K4+003.452。全4.003120.929m123.5m。根据起、终点设计标0.33％，最小坡长不小于300m，并且竖曲线应选用较大的半径。在确定纵坡及竖曲线的同时，还应当4个竖曲R=18000mR=20000mR=10000mR=50000m。满足规范要求。2.1 纵断面设计的一般原则道路纵断面设计的要求，以规范规定的最大和最小纵坡、坡长限制、平均纵坡、竖曲线最小半径和最短长度、平纵组合的要求。坡度、纵断面的线形是由平坡线、竖曲线、坡线三个几何要素组成，设计是在平面线形设计初定之后，以结合地形、地物、环境和土石方工程量等条件，对三个几何要素进行合理组合，以满足旅客的行车安全、舒适、与环境协调的要求及工程经济的要求。2.2 拉坡首先是试坡，试坡时，考虑平纵结合、填方、挖方以及排水沟设置等因素先初步拟订坡度线。然后再进行计算，看拉的坡的控制点的高程是否满足规范要求，若不满足则进行调坡。调坡时结合选线意图，对照规范所规定的坡长限制、最大纵坡及考虑平纵线形组合是否合理进行调坡。在纵断面设计时，都做到了“平包竖”，经计算都满足规范要求。形上2.3 平曲线和竖曲线的组合纵断面线形设计应满足高速公路纵坡及竖曲线的各项规定，同时要特别注意相关尽量争取纵向填挖平衡，减少工程造价，最后纵断面线形要与平面线形协调。本高速公路路段处于微丘区，在平纵组合上做到了“平包纵”，竖曲线的半径均大于规范所规定的最小半径值。2.4竖曲线计算1：1.竖曲线要素计算：K0+410122.1462mi1=0.29685%i2=1.9831%R=10000mω=i22.4竖曲线计算1：1.竖曲线要素计算：K0+410122.1462mi1=0.29685%i2=1.9831%R=10000mω=i2﹣i1=1.9801%﹣0.29685%=1.6863%(凹形)L=Rω=10000×1.6863%=168.63mT=L/2=168.63/2=84.315m外距T284.3152E 0.355m2R 2100002.设计高程计算：竖曲线起点桩号=(K0+410)﹣84.315=K0+325.685竖曲线起点高程=122.1462+84.315×0.29685%=122.396m竖曲线终点桩号=(K0+670)＋84.315=K0+494.313竖曲线终点高程=122.1462+84.315×1.9831%=123.818m竖曲线中点高程=122.1462+0.355=122.501m任意点的高程计算与变坡点的计算过程一致.（6000米。2、3、4计算过程同上2-1竖曲线计算结果（详细见附录：竖曲线表）210,m的停车视距验算合格。最大纵坡：1.994%竖曲线最小半径：10000m序号项目桩号T（m）E（m）凸曲线半径（m）凹曲线半竖曲线长L（m）纵坡（%）0设计值K0+000+-0.3011K0+41084.840.359910000167.921.9942K0.91.3818000443.36-0.4833K2.440.40650000402.870.3234K3.850.78220000354.50-1.4465K4+003.452规范值一般值：17000一般值：6000一般值：250最大值：3%2-1竖曲线计算结果（详细见附录：竖曲线表）210,m的停车视距验算合格。最大纵坡：1.994%竖曲线最小半径：10000m序号项目桩号T（m）E（m）凸曲线半径（m）凹曲线半竖曲线长L（m）纵坡（%）0设计值K0+000+-0.3011K0+41084.840.359910000167.921.9942K0.91.3818000443.36-0.4833K2.440.40650000402.870.3234K3.850.78220000354.50-1.4465K4+003.452规范值一般值：17000一般值：6000一般值：250最大值：3%最小值：11000最小值：4000最小值：100最小值：0.3%备注以上设计值均符合规范要求最长坡长：1300.000m最短坡长：410.000m竖曲线总长：1368.65m竖曲线占全线总长：34.187%路基设计33.1 路基设计3.1.1路基横断面布置（1最长坡长：1300.000m最短坡长：410.000m竖曲线总长：1368.65m竖曲线占全线总长：34.187%路基设计33.1 路基设计3.1.1路基横断面布置（1）路基横断面布置120km/h28.0m3m（分（行车道）+2×35m（硬路肩）+2×0.75m（土路肩2%4%.3.1标准横断面图路基边坡查《公路路基设计规范》[JTJ013—95]本段公路的路基边坡由于路堤填6m1：1.51.0m宽，且该段公路属于非高填土路段，故不再需要进行边坡的稳定性的验算。路基压实标准[JTGB01—2003]3.1要求3-1路基压实度由于路线地处水网地区，应严格要求挖淤排水和清除表土。路底为耕地或土质松散时，应在填前进行压实，路基设计时，可考虑了0.2m计列压实下沉所填增加的土方量。（4）公路用地宽度场地后进行填筑压实，厚地宽度界限为公路路堤两侧排水沟外边缘以外不小于1m范围内的土地；在有条件的B01—2003]3.1要求3-1路基压实度由于路线地处水网地区，应严格要求挖淤排水和清除表土。路底为耕地或土质松散时，应在填前进行压实，路基设计时，可考虑了0.2m计列压实下沉所填增加的土方量。（4）公路用地宽度场地后进行填筑压实，厚地宽度界限为公路路堤两侧排水沟外边缘以外不小于1m范围内的土地；在有条件的3m3m。路基填料沿线筑路用土采用备土形式，取土以利用开挖山丘解决，在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣（粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾类土，应优先选取砂类土作为路床的填料，土质较差的细粒土也可用于填筑路基底部，当填筑路基的用料不同时，应分层进行填筑，同一水平层应采用同类填料铺筑。采用细粒土作填料，当土的含水量在该类土的最佳含水量两个百分点以上时，应当采取晾晒、掺入石灰等措施对其进行改善。3.2的规定，砂类土填筑。路基填挖类别路床顶面以下深度（m）路基压实度（高速公路）零填、挖方0〜0.30—0〜0.80≥96填方0〜0.80≥960.80〜1.50≥94＞１.50≥93（1）一般路基原则：路基河塘地段，先围堰清淤、排水，然后将原地面开挖成台阶1.0m3%5%灰土至原水面（1.0m控制，路基底30cm5%0〜80cm7%石灰土；路基高度≤2.0m路段，清除耕植后，将原地面挖至25cm（1）一般路基原则：路基河塘地段，先围堰清淤、排水，然后将原地面开挖成台阶1.0m3%5%灰土至原水面（1.0m控制，路基底30cm5%0〜80cm7%石灰土；路基高度≤2.0m路段，清除耕植后，将原地面挖至25cm深压实后才可填筑，路床顶面以下均采用掺7%石灰土；路基高度>2.0m0〜60cm7%石灰土层,立即底部设3%土拱,土拱设30cm5%石灰土层,对于路基中部填土的掺灰,对施工建立根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定的土层及掺灰量。3-2路基填料最小强度和最大粒径要求注：①、当路床填料CBR值达到上表的要求时，可采用一些稳定材料;（如掺石灰）②、采用粗粒土填料的最大粒径时，应不超过该层压实层厚度的三分之二。（2）路床根据规范《公路路基设计规范》[JTJ013—95]。当地质条件不良或土质松散、强度低、渗水、湿软时，应采取排水、防水措施或掺石灰或换填渗水性土等措施，深度视具体情况来确定。掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。③填方路基的基底，应视不同情况分别予以基底土密实，地面横坡坡度应缓于1：5时，路基可直接填筑在地面上，若地表有腐殖土、树根草皮等杂物应当进行清除。路堤基底范围内由于受到水或地表水而对路基稳定产生影响时，则应当在路项目分类路面底面以下深度（m）填料最小度（CBR（%）填料最大粒径（m）高速公路填方路基上路床0〜30810下路床30〜80510上路堤80〜150415下路堤150以下315零填及路堑路床0〜30810堤的底部填筑不易风化的块石、片石或砂等透水性较好材料。或采取施。、引排等措当路堤基底的土质较松散时，应当在填筑前进行压实，高速公路路堤基底的压实度（重型）85%30cm时，应进行翻挖后再回填分层压实，当路基的填土高度小于路床厚度（80cm）时，路堤的底部填筑不易风化的块石、片石或砂等透水性较好材料。或采取施。、引排等措当路堤基底的土质较松散时，应当在填筑前进行压实，高速公路路堤基底的压实度（重型）85%30cm时，应进行翻挖后再回填分层压实，当路基的填土高度小于路床厚度（80cm）时，路于路床的压实度标准。底的压实度应不小路基土的掺灰剂量，应根据实验数据确定，一般粘质土采用石灰或二灰，粗粒土325号水泥。遇到稻田，鱼塘等地段的路基时，应视具体情况进行排水、换填、掺灰、晾晒等措施进行，若为软土地基，则按特殊路基进行。特殊路基（河塘路基的）台阶宽≥1.0m3%5%（1.0m来控制30cm5%0〜80cm7%石灰土。路基防护（查《公路路基设计规范》[JTJ013—95]）H<3m时，采用六角形空心混凝土预制块防护。H>3m3≤H≤4m时，设置4＜H≤6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水C20混凝土预制块至边沟内侧。拱柱及护脚采用5cm×30cm×50cm的长方体预制块，拱圈部5cm×30cm×65cm的弧形预制块（30125cm130cm7.5号砌浆灌注。路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护30cm10cm60cm,80cm，个别小的河塘全部填土。④桥梁两端各10cm及挖方路段采用浆砌片石满铺防护，路基两侧边沟全部浆砌25cm。3.2 路基路面排水设计3.2.1路基排水设计路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跌水井和急流槽，各类地段排水沟0〜2m以上。边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:1〜1:1.5,边沟的深度不应小于0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.5%，边沟采用浆砌片石，水泥混凝M7.5500m，截水沟得横断面形式1:1〜1:1.50.5m，0.5%，当水流通过陡坡地段时，可设置急流槽，可采用水泥砼预制块或浆砌片石砌筑，边墙应高出设计水位0.2m以上，其横断面可设为矩形的形式，槽0.2〜0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.5%，边沟采用浆砌片石，水泥混凝M7.5500m，截水沟得横断面形式1:1〜1:1.50.5m，0.5%，当水流通过陡坡地段时，可设置急流槽，可采用水泥砼预制块或浆砌片石砌筑，边墙应高出设计水位0.2m以上，其横断面可设为矩形的形式，槽0.2〜0.4m0.1〜0.3m0.3〜0.6m高，台面设为2%〜3%的坡度，急流槽以纵坡不陡于1:1.5设置，当急流槽的长度过10m。3.2.2路面排水设计本公路的路面排水主要是采用路肩排水措施，主要由急流槽排水、路肩排水沟排水以及拦水带排水和分隔带排水设施构成。路肩排水的纵坡坡度应与路面的纵坡坡度相同，当路面的纵坡小于0.3%的坡度时，可以采用横向分散的排水方式将路面里的水排出路基以外，但填方的路基边坡应进行相应的防护措施。当路堤边坡坡度较高时，若采用横向分散排水不经济，可采用纵向集中排水的方式，在硬路肩的边缘设置拦水带，再通过急流槽把水排出路基以外。拦水带采用水泥混凝土预制块或者现浇混凝土筑成，拦水带的高度应高出路肩表0.12m,0.08〜0.1m20m〜50m的范围来设置，急流槽可在凹形曲线底部设置，并且需要考虑边坡地形、状态以及与其它排水设施的连接。在多雨地区的分隔带不作封闭表面时，可在此路段设下排水渗沟，排水渗沟两侧用粘土或沥青土工布封闭，排水渗的沟顶应与路床顶面相齐平，渗沟采用直5cm〜8cm的硬管将水引致路基边坡以外。3.3 路土石方的计算和调配3.3.1土石方调配要求①②③土石方调配应按先横向后纵向的顺序进行调配。纵向调运的最远距离应小于经济运距。借方、弃土方应与整地建田，借土还田相结合，尽量少占田地，减少对农业对的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方居民或有关部门商量。④土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不⑤⑥深沟和少做上坡调运。不同性质的土石应分别进行调配。回头曲线路段上的土石方调运，要优先考虑上下线间的竖向调运。3.3.2土石方调配方法土石方调配有多种调配方法，如：调配图法、累积曲线法、表格调配法等，由于表格调配法不需要再进行单独绘图，可直接在土石方表上进行调配，具有调配清晰，方法简单等优点，故本设计采用表格调配法。表格调配法又可有分段调运和逐桩调运两种方式。一般采用分段调用。表格调配法的方法步及骤如下：准备工作在调配之前首先要对土石方计算进行复核，确认正确后方可进行调配。调配前应将可能影响调配的陡坡、深沟、桥涵位置、弃土位置、借土位置等条件标在表旁，方便借调配时考虑。横向调运即计算本桩利用、挖余、填缺，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。纵向调运计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量废方数量下，不⑤⑥深沟和少做上坡调运。不同性质的土石应分别进行调配。回头曲线路段上的土石方调运，要优先考虑上下线间的竖向调运。3.3.2土石方调配方法土石方调配有多种调配方法，如：调配图法、累积曲线法、表格调配法等，由于表格调配法不需要再进行单独绘图，可直接在土石方表上进行调配，具有调配清晰，方法简单等优点，故本设计采用表格调配法。表格调配法又可有分段调运和逐桩调运两种方式。一般采用分段调用。表格调配法的方法步及骤如下：准备工作在调配之前首先要对土石方计算进行复核，确认正确后方可进行调配。调配前应将可能影响调配的陡坡、深沟、桥涵位置、弃土位置、借土位置等条件标在表旁，方便借调配时考虑。横向调运即计算本桩利用、挖余、填缺，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。纵向调运计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量废方数量=挖余—纵向调出本桩的数量总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量复核计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方数量3.3.3道路土石方量的计算路基土石方量计算的工作量比较，加上路基填挖变化的不规则性，要精确计算涂饰方量体积是十分的事情。在工程上通常采用近似计算。即假定相邻断面间为一棱柱体，其体积的计算公式为：V1(AA)L1 22A1A2——相邻两个断面的挖方（或填方）的面积；L——相邻两个断面的桩距。4挡土墙设计4.1设计资料本设计任务段中K1+010～K1+090的横断面两侧坡度较陡，为了减少填方量，收缩边坡，增强路基的稳定性，拟在本段设置一段重力式路堤挡土见挡土墙设计图。4.2设计参数H=7mD=1.5mL=10m；28m3.5m；L——相邻两个断面的桩距。4挡土墙设计4.1设计资料本设计任务段中K1+010～K1+090的横断面两侧坡度较陡，为了减少填方量，收缩边坡，增强路基的稳定性，拟在本段设置一段重力式路堤挡土见挡土墙设计图。4.2设计参数H=7mD=1.5mL=10m；28m3.5m；与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25=－14.03°，墙底（基底）倾斜度tan0=0.190，倾斜角0=10.76°；a=3.0m，填土边坡坡度1:1.5=arctan（1.5）1=33.69°，汽d=0.5m墙后填土砂性土内摩擦角=34，填土与墙背外摩擦角/2=17，填土容重=18kN/m3；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30；墙身采用2.5号砂浆砌片石，墙身砌体容重k=22kN/m3墙后填土砂性土内摩擦角=34，填土与墙背外摩擦角/2=17，填土容重=18kN/m3；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30；墙身采用2.5号砂浆砌片石，墙身砌体容重k=22kN/m3,砌体容许压应力a]=600kPa,砌体容许剪应力[]=100kPa,砌体容许拉应力wl]=60kPa；地基容许承载力0]=250kPa。4.3车辆荷载换算q14h0.78m0 184.4主动土计算4.4.1计算破裂角Aab2h0(bd)H(H2a2h0)tan(Ha)(Ha2h0)34.520.78(4.50.5)7(72320.78)tan(14.03)(73)(7320.78)0.4ω3414.031736.97tantanω tan36.97 (cot34tan36.97)(tan36.970.4)40.693.75m3.m，墙底至破裂面与路基交点距离为(72.5)0.868.17m，3.5+3.75=7.25＜8.17 破裂面交于荷载内进行计算直线形仰斜墙背，且墙背倾角较小，出现第二破裂面。Ea及其作用点位置4.4.2计算主动土Ea1、计算主动土d0.5h0.82m2tantan 0.25batan4.530.863.1mh3tantan cos(（tantan）Ksin(Ea1、计算主动土d0.5h0.82m2tantan 0.25batan4.530.863.1mh3tantan cos(（tantan）Ksin(acos(40.734)tan40.7tan(14.03)36.97)0.16K12a(11H2H2H123(13.1)20.783.1827749E1H2KK118490.161.29aa12291.02kNmExEacos()91.02cos(1714.03)90.9kNmEyEasin()91.02sin(1714.03)4.72kNm2、计算主动土 的合力作用点位置H a(Hh)2hh(3h2H)Z 3 01 1 x33H2K173(73.1)20.783.18(33.1827)3491.2932.55mBb1b1tantan01.71.7tan(14.03)0.190ZyBZxtan1.612.550.252.25m墙底（基底）倾斜，需把求得的、ZyZxZx1Z墙底（基底）倾斜，需把求得的、ZyZxZx1Zy1,Zx1＝Zx－b1tan0Zy1＝b1Zx1tan（见图）Zxb1tan02.551.70.1902.18mZx1Zy1b1Zx1tan1.72.18tan(14.03)2.24m4.4.3土墙前的土忽略不计。偏于安全。4.5挡土墙计算4.5.1拟定挡土墙顶宽取挡土墙顶宽为b1=1.6m4.5.2抗滑动稳定性验算墙身体积计算：Vb(Hbtan)1.6(71.60.190)10.71m31 110V0.5b tan0.51.620.1900.24m3221Vb(Hbtan)1.6(71.60.190)10.71m31 110V0.5b tan0.51.620.1900.24m322101 2墙身自重计算:GG＝V 10.7122235.62kN， ＝V 0.24225.28kN，121k2k抗滑稳定性验算：(EEtan)(1.1G E)tan EQ1 y x0Q1y0 x0.3(1.1240.91.404.72)0.1901.4090.9墙身自重力臂计算：0.5[(Hb1tan0)nb1]0.571.60.1905ZG1Z [1/21/3(1/2tantan)]b0.51(0.50.047)1.61.09G20 13(G1ZG1G2ZG2)235.621.655.281.091.63ZGG240.9抗滑稳定系数:[NExtan0]245.6290.90.1900.31.7＞1.3KCENtan90.9245.620.190x0满足要求。4.5.3抗倾覆稳定性验算0.8GZGQ1(EyZyExZx)0.8240.91.631.4(4.722.2590.92.55)11抗倾覆稳定系数:G1ZG1G2ZG2EyZy1K0EZxx1235.621.655.281.094.741.5满足要求。4.5.4基底合力偏心距验算NA的距离G1ZG1G2ZG2G1ZG1G2ZG2EyZy1K0EZxx1235.621.655.281.094.741.5满足要求。4.5.4基底合力偏心距验算NA的距离G1ZG1G2ZG2EyZy1ExZx1ZNN235.621.655.281.094.722.2490.92.18245.620.84mBZ2e0.035；0N24.5.5地基承载力验算N(16e0)245.62(160.035)172.46kPa＜250kPa10BB1.61245.621.616N6e0.035250kPa )1132.66kPa＜020BB1.611.61满足要求。4.5.6墙身强度验算与墙背平行，截面最大应力位于接近基底处。由基底应力计算结果知墙身正应力满足墙体材料强度要求。墙身剪应力及弯拉应力很小，计算从略。5公路路面设计交通分析（1）计算设计年限内通过的标准轴载作用次数轴载换算及设计弯沉值计算一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=22000,属重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 9235设计年限内一个车道上的累计当量轴次:属特重交通等级3.812223E+07当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:5公路路面设计交通分析（1）计算设计年限内通过的标准轴载作用次数轴载换算及设计弯沉值计算一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=22000,属重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 9235设计年限内一个车道上的累计当量轴次:属特重交通等级3.812223E+07当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 12303设计年限内一个车道上的累计当量轴次:属特重交通等级路面设计交通等级为特重交通等级5.078698E+075.3混凝土路面设计计算（1）初拟路面结构根据高速公路、重交通等级和低级变异水平等级，结合以往工程经验，初拟面层25cm5.3.1。5-1水泥混凝土路面结构方案方案比选：设计路段地处IV5区，属江南丘陵过湿区，年降水量大于1000mm，水位距1.09m。夏季月平均气温大于30C，且春夏两季有较长时间的集中降水。方案12结构层次组合普通混凝土 26cm5%水泥稳定碎石 18cm4%水泥稳定碎石 20cm土基钢筋混凝土26cm沥青稳定碎石10cm水泥稳定粒料20cm土基两个方案都采用了相同的底基层，而主要区别在于基层和面层结构的选择。面层的选择主要考虑到其繁重的交通量；根据当地的水文气候条件，当地降水量大，因此两个方案都选择了排水基层作为基层，以防止由于基层水稳定性不良而造成的道路使用性能下降以及道路破坏，而底基层都为不透水的水泥稳定粒料，既可以防止路面水的下渗对路基的破坏，又可以阻隔水的渗入路面结构层，破坏路面的稳定性。从使用性能比较，方案2优于方案1，但从以往水泥混凝土路面的使用经验看，提升的幅度不大。而经济方面，方案1显然比方案2的投资要少。同时，从施工方便的角度来看，方案1面层和基层的施工更加方便，而且工期进度也较快，也能够减少1为设计方案。（2）混凝土面板平面 与接缝普通混凝土板平面 3m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。硬路肩混凝土面层与行车道等厚。（3）路面材料参数确定E028.6MPaE11500MPa，E21300MPa。普通混凝土面层的设计弯拉强度： 两个方案都采用了相同的底基层，而主要区别在于基层和面层结构的选择。面层的选择主要考虑到其繁重的交通量；根据当地的水文气候条件，当地降水量大，因此两个方案都选择了排水基层作为基层，以防止由于基层水稳定性不良而造成的道路使用性能下降以及道路破坏，而底基层都为不透水的水泥稳定粒料，既可以防止路面水的下渗对路基的破坏，又可以阻隔水的渗入路面结构层，破坏路面的稳定性。从使用性能比较，方案2优于方案1，但从以往水泥混凝土路面的使用经验看，提升的幅度不大。而经济方面，方案1显然比方案2的投资要少。同时，从施工方便的角度来看，方案1面层和基层的施工更加方便，而且工期进度也较快，也能够减少1为设计方案。（2）混凝土面板平面 与接缝普通混凝土板平面 3m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。硬路肩混凝土面层与行车道等厚。（3）路面材料参数确定E028.6MPaE11500MPa，E21300MPa。普通混凝土面层的设计弯拉强度： fcm计算基层顶面当量回弹模量如下：h22Eh1 1 2 2Exh2h21 2h3E11 12Dx03121112Dx3126.3773hxmE1390 xa21.0.55Eb11.44x 1E01Ex3EtahxEb 0式中：0EEt—基层顶面的当量回弹模量(MPa)；E0—路床顶面的回弹模量(MPa)；Ex—基层和底基层或垫层的当量回弹模量(MPa)1Ex3EtahxEb 0式中：0EEt—基层顶面的当量回弹模量(MPa)；E0—路床顶面的回弹模量(MPa)；Ex—基层和底基层或垫层的当量回弹模量(MPa)；E1、E2—基层和底基层或垫层的回弹模量(MPa)；hx—基层和底基层或垫层的当量厚度(m)；Dx—基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度(MN•m)；h1、h2—基层和底基层或垫层的厚度(m)；a、bEx/E0有关的回归系数。普通混凝土面层的相对刚度半径计算为：1r7Ec Et（4）计算荷载疲劳应力p标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：ps0.077r0.6h20Kr0.87。考虑设计基准期内荷应力累计疲劳作用的疲劳应力系数为0.057 0.057KfNe 2根据公路等级，考虑偏载和动载等因素，对路面疲劳损坏影响的综合系数Kc1.30，所以荷载疲劳应力计算为prKrKfKcps（5）温度疲劳应力查表得Ⅳ区最大温度梯度取92(C／m)。板长4.5m， 4.50.7336.139，h=0.26mBx0.58。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：lrcEchgBtmx2温度疲劳应力系数Kt计算为bcf 2.151.3235ratm0.8410.0580.505Kttm frbcf 2.151.3235ratm0.8410.0580.505Kttm fr 5计算温度疲劳应力为trKttm0.5052.151.086MPa95%。查得的目标可靠度和变异水平等级，查表确定可靠度系数r1.33，因此 2.4791.0864.741MPafr pr trr因而，选普通混凝土面层厚度（26cm）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。5.4沥青混凝土路面设计计算[JTGD50-2006]，采用三层沥青面层，表面层采用抗滑表层（4cm，中间层采用中粒式密级配沥青混凝土（5cm，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（7cm。上基层为粗粒式沥青稳定碎石（8cm）（3）各层材料的抗压模量与劈裂强度查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20℃）与劈裂强度5-2材料抗压模量（20℃）与劈裂强度路面设计弯沉值:20.3(0.01mm)结构层材料名称 劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)层位材料名称20℃抗压模量劈裂强度细粒式沥青混凝土14001.4中粒式沥青混凝土12001.0粗粒式沥青混凝土10000.85%水泥稳定碎石15000.54%水泥稳定碎石15000.5级配碎石土40—12345.7.24.1细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土5%水泥碎石土4%水泥碎石土级配碎石二、新建路面结构厚度计算新建路面的层数:::::6BZZ〜10020.3(0.01mm)4150(mm)标准轴载路面设计弯沉值路面设计层层位设计层最小厚度层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土40140002000012345.7.24.1细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土5%水泥碎石土4%水泥碎石土级配碎石二、新建路面结构厚度计算新建路面的层数:::::6BZZ〜10020.3(0.01mm)4150(mm)标准轴载路面设计弯沉值路面设计层层位设计层最小厚度层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)(MPa)1细粒式沥青混凝土401400020000.472中粒式沥青混凝土501200016000.343粗粒式沥青混凝土70900012000.2745%水泥稳定碎石1501500015000.2454%水泥稳定碎石.16级配碎