邳州至新沂段二级公路设计

邳州至新沂段二级公路设计毕业设计说明书邳州至新沂段二级公路设计专业土木工程（道路桥梁）邳州至新沂段二级公路设计摘要：本设计为邳州至新沂段二级公路，全长2.314千米，设计车速80km/h,路基宽度为12m。根据设计公路交通量及其使用任务和性质，确定了公路等级。根据技术标准，本着安全、经济、实用、美观的原则，对该路段进行设计。此次毕业设计主要包括的内容如下：a.平面设计：包括纸上选线、定线平曲线、直线设计等；b.纵断面设计：包括拉坡、竖曲线设计等；c.横断面设计：根据公路等级，确定公路的路基宽度和路拱坡度等；d.路基设计：包括各个桩号的填挖计算、填挖较大地段的稳定分析、整个线路的土石调运借配等；e.路面设计：根据公路等级和设计规范，确定路面结构；f.路基、路面排水设计：根据当地水文地质状况，对于路基排水，采用了边沟排水设施；对于路面排水，对路面进行了路拱设计；g.挡土墙设计：在填挖量较大的地段进行挡土墙设计，以保证土体的稳定性；h.专题设计——软土地基的处理：本路线经过一段软土地基，为增大地基承载力，对软土地基进行了相应的加固措施。关键词：路线；横断面；纵断面；路基路面；挡土墙；软土地基。Thedesignofasecond-graderoadfromPizhoutoXinyiAbstract:Inthisdesign,thetaskistodesignasecond-graderoadfromPizhoutoXinyi.Thelengthoftheroadis2314m.Thespeedofdesignis80km/handthewidthofthesubgradeis12m.Accordingtothegiventrafficvolume,servicelevelandattributeoftheproposedroad,theroadisdefinedasthehighway.Accordingtothetechnicalstandaradandinasafe,economical,practicalandaestheticprinciples,thisroadhasbeendesigned.Theprimecontentsofthedesignprojectinclude:a.Graphicdesign:includeingthepaperselectline,settleline,planecurve,straightlinedesignetc;b.Longitudinaldesign:includingpullslope,theverticalcurvedesign,etc;c.Cross-sectionaldesign:Determiningthewidthofthesubgradeandroadslopeaccordingtothelevelofthehighway;d.Thedesignofthesubgrade,andtheworkinvolvesalotofitems:theanalysisofthestabilityofbrae;thefillordigheightofeverypegandsoon;e.Thedesignofpavement:Determiningthepavementstructureaccordingtothelevelofthehighwayanddesignalspecification;f.Thedesignofthedrainageproject:Accordingtothelocalhygrologicalgeologycondition,forsubgradedrainage,adoptingtheditchesdrainagefacilities;forpavementdrainage,carringontheroadarchdesign;g.Thedesignofretainingwall:Designingtheretainingwalltoensurethestabilityofthesoil;h.Thedesignofaspecialtopic——softsoil:Thisroutepassaperiodofsoftsoilfoungdation,inordertoincreasetothebearingcapacity,ittakesomecorrespongingreinforcemengmeasures.Keywords:highway;longitudinal;cross-sectional;roadbedandroadsurface;retainingwall;softsoil.目录第一章绪论 11.1概述 11.2选题意义 11.3设计概况 2第二章初步设计 32.1公路等级的确定 42.2道路选线及方案比选 52.2.1选线的一般原则62.2.2平原微丘区选线原则72.2.3选线方法及步骤72.2.4线路方案经济技术比较9第三章平面设计 103.1线形设计 123.1.1平面线形设计原则 153.2平曲线计算 183.2.1线形要素的计算 243.2.2逐桩坐标的计算 25第四章纵断面设计 274.1纵断面设计原则 274.2纵坡设计要求 284.3竖曲线设计 304.3.1竖曲线设计 304.3.2竖曲线的计算 314.4平、纵线形组合 34第五章横断面设计 355.1横断面设计原则 355.2横断面的组成 365.3平曲线加宽设计 385.4超高设计 38第六章路基设计 436.1路基设计的内容与要求 436.1.1路基断面设计 436.1.2路基设计要求 436.2填料的选择及压实标准 446.3土石方调配 466.3.1调配原则 466.3.2土石方调配方法 466.4路基排水设计 466.4.1路基排水的目的和要求476.4.2路基排水设计一般原则476.4.3路基排水系统设计步骤476.4.4路基排水设施47第七章路面设计 487.1基本资料 487.2沥青路面的设计 497.2.1轴载换算 497.2.2初步拟定路面组合方案 517.3各层材料的容许层底拉压力 517.4利用软件计算结构层厚度 557.5路面排水55第八章挡土墙设计 568.1挡土墙的定义 568.2挡土墙的类型 568.3新型挡土墙 568.4挡土墙的作用及要求 568.5挡土墙的一般规定 578.6重力式挡土墙的设计 578.6.1重力式挡土墙结构情况描述 578.6.2重力式挡土墙位置的选择 578.6.3挡土墙的纵向布置 598.6.4挡土墙的横向布置 598.6.5挡土墙的埋置深度 618.6.6挡土墙的排水设施 618.6.7沉降缝与伸缩缝 638.7重力式挡土墙的计算 658.7.1挡土墙稳定性验算 658.7.2基底应力及合力偏心距验算 668.7.3墙身截面强度验算 668.7.4增加挡土墙稳定性的措施 678.8挡土墙尺寸设计与计算 67第九章专题设计——软土地基处理769.1软土的特征及组成769.2软土物理力学特征769.3排水固结法处理769.3.1概述769.3.2排水系统769.3.3加载预压系统76参考文献 77致谢 78第一章绪论1.1概述交通运输事业是国民经济的重要组成部分，是国民经济的命脉。公路运输作为其中最重要的运输方式之一，具有如下特点：（1）机动灵活，能迅速集中和分散货物，做到直达运输，不需中转，可以实现“库—库”的直接运输，节约时间和减少中转费用，减少货损。（2）受交通设施限制少，是最广泛的一种运输方式。（3）适用性强，服务面广，时间上随意性强。（4）投资少，资金周转快，社会效益显著。由于公路运输的这些特点，使公路运输事业得以快速发展。到上世纪70年代，经济发达国家大多改变了一个多世纪以来以铁路运输为中心的局面，公路运输在各种运输方式中起了主导作用，是我国综合运输体系中最为活跃的一种运输方式，并显示出了广阔的发展前景。1.2选题意义综合运用已学的知识，解决土木工程专业道桥方向有关道路工程的技术问题，从而获得综合运用本专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，提高分析和解决实际问题的能力，并受到科学研究的初步训练。通过毕业设计进一步培养调查研究、检索和阅读中外文献资料、综合分析、设计计算、计算机应用、技术经济分析、绘图、撰写论文和设计说明书等方面的能力。此外毕业设计是作为大学生毕业前的一次重要的演练，为我们将来顺利踏上工作岗位或走上科研创新的道路，担当好自己的职责具有重要的意义。1.3设计概况本设计为公路新建工程，本工程全线按二级公路标准设计，为双向两车道，设计时速为80km/h，工程起点桩号为K0+000，终点桩号K2+314.87m。邳州至新沂段公路地处Ⅱ5区，拟采用沥青混凝土路面结构设计，沿线土质为粘性土，土壤干湿类型为干燥，区内年平均降雨量为920.5毫米，年平均气温14.4℃，每年1月份气温最低，历年最低气温达-14.6℃，7～8月份气温最高，历年最高气温38.3℃。本设计是在结合当地的沿线地形、地质、水文、气象等自然条件下，确定公路的等级及技术标准；本设计是在对当地经济发展状况的了解和对交通量的预测的基础上进行的设计，并做方案比选。第二章初步设计2.1公路等级的确定本工程采用交通部颁发的《公路工程技术标准》（JTGB01-2021）中规定的设计速度为80km/h二级公路标准进行设计，结合本工程在路网中的地位和作用，确定其主要技术标准如下表2-1：表2-1路段初始年交通量（辆/日，交通量年平均增长率为7%）车型小客车解放CA10B黄河JN150跃进NJ131交通量8001600250300交通量计算初始年交通量：N=800×1.0+1600×1.5+250×2+300×1.5=4150辆/日假设该公路远景设计年限为15年，则远景设计年限交通量N:根据规范：高速公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000辆以上。一级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量15000~30000辆。二级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量5000~15000辆。由远景交通量可知本次设计道路等级为二级公路。所以根据给定的条件，本次设计路线为二级公路，设计时速为80km/h。2.2道路选线及方案比选2.2.1选线的一般原则选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各种因素的关系，其基本原则如下：（1）在路线设计的各个阶段，应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，做到工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不要轻易采用极限指标，也不应片面追求高指标。（3）选线注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园等。（4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址。（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。（6）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑、汽车运营所产生的影响和污染等问题。2.2.2平原微丘地区选线原则平原微丘区由于地势比较平坦，路线受高差和坡度的限制小，平、纵、横三方面的几何线形较易达到较高的技术标准，但往往由于受当地自然条件和地物的阻碍以及支农的需要，选现实应注意多方面的因素。（1）以平面为主安排路线平原微丘区路线，因受纵坡限制不大，布线时应在基本符合路线走向的前提下正确处理对地物、地质的避让与穿越，以平面为主安排路线。选线时，首先在起终点及中间必须经过的工厂、农场及风景区作为主要控制点，了解农田优劣及建筑群、水电设施、跨河桥位等地物的分布，确定避让方法。（2）线形与技术标准平原微丘区选线要求路线方向直捷，线形舒适可能采用较高标准。两个小控制点之间以两点直线连接的路线是最理想的，当路线必须转折时，相邻曲线间应尽量有较长的直线，以便曲线之间有充足的过渡时间，但不能片面的追求长直线，平曲线尽量采用大半径，小偏角，从而保证线形的平顺。路线纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓而造成排水不良。平原微丘区路基一般以低路堤为主，但必须做好排水设计，以确保路基的稳定和坚固，同时还应考虑纵坡和排灌渠位及其高度的配合。（3）处理好于农业的关系平原微丘区农田成片，渠道纵横交错，路线布设时要注意与农业发展的关系，与农田灌溉、水利设施建设相结合，从支援农业出发，布线应处理好以下问题：平原微丘区新建公路占用一些农田是不可避免的，但结合我国地少人多的国情，在可能的条件下做到尽量少占或不占高产田。全面分析比较，使路线既不片面求直而占用大量良田，也不片面强调不占用良田而使路线弯曲较多，造成行车条件恶化。路线布设应紧密与农田水利建设相结合，注意了解灌溉渠道的分布情况，使路线尽量与干渠平行，尽可能避免相交，最好把路线布置在渠道上方非一侧或尾部。路线应尽量避开供灌溉用的水塘，必须穿过时，路线最好布设在水塘的一侧，并拓宽水塘，取土筑路，解决借土问题。（4）路线与城镇的联系平原微丘区有较多的城镇、村庄、工业区及其它公用设施，布线时应结合工路性质正确处理穿越与避绕、拆迁和保留的关系。高等级公路原则上不宜穿过城镇、工矿区及密集的居民点，以减少相互干扰确保安全。但考虑到方便运输，便利群众，充分发挥公路服务性能，路线又不宜离开城镇过远，做到“靠城不进城，利民不扰民”。（5）路线与桥渡的配合平原微丘区河流湖泊较多，桥涵工程大，路线在跨越水道应尽可能的保证路线的平顺性。特大桥桥位是路线总方向的控制点，路线的总方向应服从特大桥桥位的安排。大中桥桥位原则上应服从路线的总方向，但常常作为路线方案的控制点，在选定桥位时，应将路、桥综合考虑。桥位应尽量选择在河床稳定、河道顺直、河面较窄、地质良好和两岸有利于桥头路线布设的河段。一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流向正交，桥梁和引道应尽量在直线上。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路线，调整轴线和流向间的夹角。（6）注意土壤水文条件平原微丘区土壤和水文条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，容易影响路基的稳定性。在低洼地段，路线与分水岭走向一致时，应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线，以使路基具有较好的水文条件。当路线遇到面积较大的水库或湖泊时，一般应避绕，难以避绕时，应选择最窄最浅和基地坡面平缓的位置，借土填堤通过。路线通过排水不良的低洼地带，布线时要注意保证陆地的最小填土高度，对低填及个别挖方地段要做好排水处理。（7）充分利用旧路平原微丘区，通常有较宽的人行大路，新建公路应尽可能利用旧路，但要注意从公路的远期发展考虑，根据该路在路网中的地位和作用，严格按照技术标准的要求对旧路进行改造，不能利用的可恢复成为耕田或改为通行农业机械的道路。（8）注意路基取土和就地取材路基取土不能乱挖乱取、破坏农田，造成路基两边积水。取土应进行全面规划，采用大面积集中取土的方法，使梯田取土变平田。2.2.3选线方法及步骤公路选线一般可分为三种方法，其中有实地选线，纸上选线及自动化选线，根据实际情况，在本公路设计中，采用纸上定线法。纸上选线是在已经测得的地形图上进行路线布局、方案比选，从而在纸上确定路线，将此路线再放到实地的选线方法。其特点是野外工作量较小，定线不受自然因素干扰，能在室内纵观全局，结合地形、地物、地质条件，综合平衡平、纵、横三方面因素所选定的路线更为合理。但纸上定线必须要有大比例尺地形图，地形图的测设需花费较大的工作量和具备一定设备。纸上选线的地形图若用航空摄影成图可大大缩短成图时间。一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现的，一般要经过以下三个步骤:（1）首先确定起终点的位置,根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确定两点间路线的基本走向。（2）按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点，如沿线房屋、农田等地点要重点控制,然后连接控制点，初步完成路线布局。（3）本设计本着方便城镇出入,少占田地,尽量避免穿越池塘,尽可能利用老路,路线短,填挖少且平衡的原则，在满足技术标准的前提下,进行平纵横综合设计,以定出道路的中线。2.2.4线路方案经济技术比较综合以上考虑，设计出方案一和方案二两个方案，初步比选如下：方案一直线、缓和曲线圆曲线结合使用，使线形更加美观，同时不增加额外的工程量，但此方案一穿越一些农田，增加工程投资。方案二线形不够平顺，圆曲线半径较小，会影响行车速度。方案二与方案一相比，方案二的线路穿越较多的居民区，离城市较近，需拆迁的稍多，且穿越的良田、温室较多，增加工程投资。因此，经过综合比较，采用方案一作为本次工程的设计线路。第三章平面设计3.1线形设计3.1.1平面线形设计原则A.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。在地势平坦开阔的平原微丘区，路线平直舒顺，在平面线形三要素中直线所占比例较大；随着汽车车速的不断提高，对线形流畅性的要求在增加，曲线在整个公路平面线形中所占的比例越来越大，公路线形设计也逐渐趋向于以曲线为主。特别是在地势有很大起伏的山岭重丘区，路线多弯曲，曲线所占比例则较大。如果在没有任何障碍物的开阔地区(如戈壁、草原)故意设置一些不必要的曲线，或者在高低起伏的山地硬拉长直线，都将给人以不协调的感觉。路线要与地形相适应，这既是美学问题，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。B.保持平面线形的均衡与连续。为使一条道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。以下几点在设计时应充分注意：a.长直线尽头不能接以小半径曲线。长的直线和长的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。特别是在下坡方向的尽头更要注意。若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插入一定中等曲率的过渡性曲线，并控制纵坡不要过大。b.高、低标准之间要有过渡。同一等级的公路由于地形的变化在指标的采用上也会有变化，或同一条公路的各设计路段之间也会形成技术标难的变化。遇有这种高、低标准变化的路段，除满足有关设计路段在长度和坡度上的要求外，还应结合地形的变化，使路线的平面线形指标逐渐过渡，避免出现突变。不同标准路段相互衔接的地点，应选在交通量发生变化处，或者驾驶者能够明显判断前方需要改变行车速度的地方。C.平曲线应有足够长的长度。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，所以规范规定了平曲线最小长度。3.2平曲线计算3.2.1线形要素的计算1、线形转角值分别为:α1=26º06′00ʺ,α2=24º24′00ʺ2、带缓和曲线的圆曲线计算（1)圆曲线半径，如图3-1图3-1平面几何要素图a.圆曲线（接缓和曲线）的计算公式：切线长：（3-1）曲线长：（3-2）外矢距：（3-3）校正数：（3-4）其中：，，式中：T——切线长（m）L——圆曲线长（m）E——外距(m）R——圆曲线半径（m）——转角（度）（2）平曲线要素计算：JD1处：R=500m,V=80km/h，Ls=120m总切线长T：所以曲线长：外矢距：校正数：JD2处：R=600m,V=80km/h,L=100m总切线长T：所以曲线长：外矢距：校正数：JD1处：主点桩号计算如下：JD1K0+960.00-）Th176.14ZHK0+783.86+)L120HYK0+903.86+)(-L)227.77HZK1+131.63-L)120YHK1+011.63-)(-2L)/253.89QZK0+957.74JD2处：主点桩号计算如下：JD2K1+636.49-）Th179.86ZHK1+456.63+)L100HYK1+556.63+)(-L)255.52HZK1+812.15-L)100YHK1+712.15-)(-2L)/277.76QZK1+634.39与之间的直线段长为681m，符合规范要求。经计算得：终点处的桩号：K2+314.873.2.2逐桩坐标的计算计算每30米整桩号及特殊点坐标，见逐桩坐标表。（1）直线段：K0+000～K0+783.86，每30m一个桩号，方位角为A1=89º00′00ʺK0+000处坐标：(250000,500000)因为：x=30×cos89º=0.524y=30×sin89º=29.995依例可计算得每30米的桩号坐标：，计算结果见逐桩坐标表。同理相加得其它坐标值，得JD1（K0+960.00）的坐标为（250016.754,500959.854） ZH（K0+783.86）的坐标为（250013.680,500783.741） HZ（K1+131.63）的坐标为（250102.569,501108.490）（2）设缓和曲线的单曲线缓和曲线上任意点的切线横距：(3-5)第一缓和曲线任意点坐标：(3-6)计算K0+810坐标：L=26.14m，R=500m，Ls=120m经计算x=26.14m，X=250014.186，Y=500809.876K0+810的坐标为（250014.186,500809.876）同理可计算其它桩号的坐标。圆曲线（HY—YH）任意点坐标：(3-7)HY的坐标为（250020.576,500903.639）计算K0+930的坐标：经计算x=26.14m，X=250024.833，Y=500929.427即K0+930的坐标为：（250024.833,500929.427）同理可计算其它桩号的坐标。第二缓和曲线（HZ—YH）任意点坐标：(3-8)因HZ点（K1+131.63）的坐标为（250102.569,501108.490）计算K1+110的坐标：经计算：x=21.63，X=250002.889，Y=501089.744即K1+110的坐标为：（250002.889，501089.744）同理可计算其它桩号的坐标，见逐桩坐标表。第四章纵断面设计纵断面反映了路线纵坡的的变化、路中线位置地面的起伏、设计线与原地面线的高差的等情况，它与路线平面、公路横断面结合起来，可以完整的表达出路线作为空间曲线的立体线形效果。纵断面设计主要包括纵坡和竖曲线的设计。在纵断面设计中，首先绘制路线经由地带的纵断面地面线，依据平面选线确定的控制点及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调，综合考虑平、纵、横三方面试定坡度线，在用横断面图检查、调整，确定纵坡值，确定竖曲线半径，计算设计高程及填挖高度。根据道路的等级（二级公路）、沿线自然条件和构造物控制标高，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。具体路段设计可见纵断面设计图。4.1纵断面设计原则路线纵断面设计主要是指纵坡设计和竖曲线设计。根据选线时的意图，以及桥涵、地质等方面对路线纵断面设计的要求，综合考虑工程技术与工程经济因素，定出路线的纵坡，再选则合适的竖曲线，最后才计算出各桩号的设计标高和填挖值。进行道路纵坡设计时，一般应遵循以下原则：（1）应满足纵坡及竖曲线的各项规定（最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、坡段最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等）（2）纵坡应均匀平顺。纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和频繁；变坡点尽量设置大半径竖曲线，尽量避免极限纵坡值；垭口处纵坡尽量放缓；越岭线应尽量避免设置反坡段。（3）设计标高的确定应结合沿线自然条件，如地形、土壤、水文、气候等因素综合考虑；沿河线路线标高应在设计洪水位以上0.5m以上。（4）纵断面设计应与平面线形和周围地形景观相协调，应考虑人体视觉心理上的要求，按照平竖曲线相协调及半径的均衡来确定纵断面的设计线。（5）应争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价。（6）依路线的性质要求，适当照顾当地民间运输工具、农用机械、农田水利等方面要求。4.2纵坡设计要求纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。纵坡设计一般要求：（1）坡设计必须满足《标准》的各项规定。（2）为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，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曲线坡段，不宜连续用极限长度的陡坡夹最短长度的坡。连续上下坡或下坡路段，应避免设置反坡段。越岭附近的纵坡应尽量缓一些。（3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节约用地。（5）平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，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，如大中小桥引道及隧道两端接线等，纵坡应缓一些避免产生冲突，交叉处前后的纵坡应平缓一些。（7）在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。具体规范规定如下：1、最大纵坡最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区，它直接影响着路线的长短、线形的好坏、道路使用的质量、工程数量和运输成本等。各级道路允许的最大纵坡是根据当前具有代表性标准车型的汽车动力特性、道路等级、自然条件以及工程、运营经济因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。最大纵坡的影响因素：各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆行驶的安全性、以及工程经济与运营经济等因素，通过全面考虑，综合分析而确定的。各级公路最大纵坡的规定见表所4-1示。表4-1各级公路最大纵坡设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%）34567892、最小纵坡《规范》规定各级公路在挖方路段、设置边沟的低填方路段以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基而影响稳定性，规定采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。3、坡长限制（1）最小坡长限制最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。《标准》规定，各级道路最小坡长应按表4-1和表中4-2选用。表4-2各级公路最小坡长设计速度（km/h）1201008060403020最短坡长（m）30025020015012010060（2）最大坡长限制各级公路纵坡长度限制见表4-3。表4-3最大坡长限制纵坡(%)345最大坡长(m)11009007004.3竖曲线设计4.3.1竖曲线设计竖曲线最小长度与平曲线相似，当坡度角较小时，即使采用较大的竖曲线半径，竖曲线半径的长度也很短，这样容易使驾驶员产生急促的变坡感觉，同时，竖曲线长度过短，宜对行车造成冲击。我国公路按照汽车在竖曲线上3s的行程时间控制竖曲线的最小长度。择竖曲线半径时，为更好的视觉效果，还应将竖曲线的半径选的大一些，使视觉上感觉到舒适顺畅。相邻竖曲线衔接时应注意：（1）同向竖曲线:特别是同向凹形竖曲线，如果直坡段接近或达到最小坡长时，宜合并设置为单曲线或复曲线。（2）反向竖曲线：反向竖曲线之间应设置一段直线坡段，直线坡段的长度一般不小于设计速度的3s行程。（3）竖曲线设计应满足排水要求。规定的竖曲线最小半径和竖曲线长度如下表4-4所示：表4-4竖曲线最小半径和竖曲线长度设计速度（km/h）1201008060403020凸形竖曲线最小半径（m）一般值170001000045002021700400200极限值11000650030001400450250100凹形竖曲线最小半径（m）一般值6000450030001500700400200极限值4000300020211000450250100竖曲线长度（m）一般值250210170120906050最小值1008570503525204.3.2竖曲线的计算1、竖曲线的要素坡度差（代数差），当为“+”时，为凹形竖曲线；为“－”时，为凸形竖曲线。竖曲线要素见图4-1。竖曲线长度：（4-1）竖曲线切线长：（4-2）竖曲线上点的竖距：（4-3）竖曲线外距：（4-4）式中R——竖曲线半径，m；L——竖曲线的曲线长，m；T——竖曲线的切线长，m；E——竖曲线的外距，m；——两相邻纵坡的代数差，在竖曲线要素计算时去其绝对值；y——竖曲线上任意一点到切线的纵距，m；x——竖曲线上任意一点与竖曲线始点或终点的水平距离，m。在设计过程中，按折线计算出的纵断面设计标高为未计竖曲线之设计标高；设置竖曲线后，竖曲线内所在路段的设计标高应在未计竖曲线之设计标高的基础上加以改正，此改正值为y，即：在凸形竖曲线内：设计标高=未计竖曲线的设计标高－y在凹形竖曲线内：设计标高=未计竖曲线的设计标高+y2、竖曲线要素计算该公路全长2314.87m，全线设一个竖曲线，为凸形竖曲线。竖曲线半径选择说明：(1)符合平纵结合设计(2)竖曲线半径的选择符合《规范》要求，凸曲线R≥4500m，凹曲线R≥3000m，同时凸的竖曲线最小长度不小于70m。(3)竖曲线的设置应使驾驶员能保持视距的连续性，平纵线形的技术指标大小均衡，线型协调。(1)计算竖曲线要素变坡点桩号：K1+296.63，高程：,213.6m,,拟定半径R=5000m,竖曲线为凸形曲线长：切线长：外距：其余点处竖曲线要素计算如上，结果见竖曲线表。（2）计算设计高程ZD1：竖曲线起点桩号：(K1+296.63)－202.5=K1+094.13终点桩号：(K1+296.63)+202.5=K1+499.13起点高程：213.6－4.3%×202.5=204.9m终点高程：213.6+3.8%×202.5=205.9m其余竖曲线上30m桩号高程依例可求，结果见附表。4.4平、纵线形组合1、线形组合原则平面与纵断面的线形组合是指在满足汽车动力学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续性、舒适感，研究与周围环境的协调和良好的排水条件。公路平、纵线形组合的基本原则是：(1)应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。(2)平面与纵断面的技术指标大小应均衡，不要悬殊太大，使线形在视觉上和心理上保持协调。(3)注意与道路周围环境相结合。2、平、纵线形组合的基本要求（1）当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长于竖曲线。（2）要保持平曲线与竖曲线大小的均衡。平曲线与竖曲线的大小如果不均衡，会给人以不愉快的感觉，失去了视觉上的均衡性。（3）当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。（4）要选择适当的合成坡度。合成坡度过大对行车不利，特别是在冬季结冰期更危险，合成坡度过小对排水不利也影响行车，车辆行驶时有溅水干扰。第五章横断面设计公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面图，它反映了路基的形状和尺寸，横断面设计应满足如下要求：横断面设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路路线设计规范JTGD20—2021》规定的具体要求。设计前要充分了解工程地质和水文等自然条件，并确定公路等级、行车要求、自然条件结合施工方法，做出正确合理的设计。设计时要兼顾当地基本建设的需要，尽可能与之间配合，不能任意兼、并农田排灌沟渠，当灌溉沟渠必须沿路基通过时，如流量较小，纵坡适宜，可考虑与路基边沟合并，但边沟断面应适当加大。路基穿过耕地时，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡，或修筑直立的加筋土挡墙。地面水和地下水严重影响路基的强度和稳定性，须采取拦截或迅速排至路基外的措施。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，综合考虑进行设计。5.1横断面设计原则（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）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度外，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）还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。（4）沿河及受到水浸水淹的路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。（5）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。（6）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。5.2横断面的组成1、横断面几何尺寸选择路基宽度按双向两车道二级公路一般值设置，为12m。行车道宽7.5m（3.75m×2），无中间带，硬路肩为3m（1.5m×2），土路肩1.5m（0.75m×2），土路肩横坡为3%，路拱横坡为2%。2、各项技术指标（1）查规范，得各项技术指标①路基宽度公路等级为二级，为双向两车道。二级公路车速为80km/h,双车道的路基宽度12m,取设计车道宽度一般值3.75m，得总车道宽度为3.75×2＝7.5m。②路拱坡度沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1～2%，本设计取路拱坡度为2%，以利于排水；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%～2%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。③路基边坡坡度由《公路路基设计规范JTGD30-2021》得知，当H<6m（H—路基填土高度）时，路基边坡按1：1.5设计。④护坡道当路肩边缘与路侧取土坑底的高差小于或等于2m时，取土坑内侧坡顶可与路坡脚位相衔接，并采用路堤边坡坡度，当高差大于2m时，应设置宽1m的护坡道；当高差大于6m时，应设置宽2m的护坡道。本设计的填土高度均小于6m，再结合当地的自然条件，护坡道均设置1m，且坡度设计为4%。⑤边沟设计边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0～1：1.5，外侧边坡与挖方边坡坡度相同。外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。本设计路段地处平原微丘区，采用梯形边沟，且底宽为0.6m，深0.6m。（2）横断面设计步骤①根据外业横断面测量资料点绘横断地面线。②根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料（如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等）抄于相应桩号的断面上。③根据地质调查资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。④绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。一般直线上的断面可不示出路拱坡度。⑤计算横断面面积（含填、挖方面积），并填于图上。（3）由图计算并填写逐桩占地宽度表、路基设计表、路基土石方计算表及公里路基土石方数量汇总表。标准横断面布置见图5-1： 图5-1路基横断面图(单位m)5.3平曲线加宽设计汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中后内轮轨迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。《公路工程技术标准》规定：平曲线半径小于250m时，应在曲线内侧加宽，当半径大于250m时，由于加宽值较小，且行车道已具有一定富余宽度，故可不设加宽。本设计中平曲线的半径均大于250m，所以不设加宽。5.4超高设计1、超高设置超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，而将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式。超高值的计算公式：（5-1）《公路工程技术标准》规定：超高横坡度按计算行车速度、半径大小，结合路面类型、自然条件等情况确定。二级公路的超高横坡度不超过6%。无中间带道路的超高过渡可有三种形式：（1）绕未加宽前的内侧车道边缘旋转；（2）绕中线旋转；（3）绕外边缘旋转。图5-2绕内侧车道边缘旋转上诉各种方法中，绕边线旋转，由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多采用此法。本设计采用图5-2所示超高过渡形式。2、超高缓和段从直线上的路拱双坡断面到圆曲线上具有超高横坡度的单坡断面，由一个逐渐变化的过渡路段，这一逐渐变化的过渡路段称为超高缓和段，二级公路的超高缓和段原则上利用缓和曲线段。（1）超高过渡方式所设计的公路是没有中间带的平原二级公路，采用绕内侧旋转，以这样的方式，将两侧行车道分别绕内侧旋转使之成为整体的单向超高断面。（2）超高缓和段长度为了行车的舒适性和排水的需求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按下是进行计算：（5-2）式中：B—旋转轴至行车道（设路缘带为旋转轴）外侧边缘的宽度，m；—超高坡度与路拱坡度的代数差（%）P—超高渐变率，即旋转轴与行车道（设路缘带时为旋转轴）外侧边缘线之间相对坡度。超高缓和段长度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度。3、超高的计算（1）第一段圆曲线上超高计算：①超高缓和段长度的计算超高缓和段长度的计算公式见表5-3。表5-3绕路面内边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式备注1.计算结果均为与设计高之高差；2.临界端面距超高缓和段的起点：3.x距离处的加宽值：圆曲线上外缘中线内缘过度段上外缘中线内缘由于半径R=500m，设计速度，根据规范取超高坡度，超高渐变率所以，超高缓和段长度为：缓和曲线长度Ls=120m>Lc所以取Lc=120m，则横坡从路拱横坡过渡到超高横坡时的超高渐变率为：P=7.5×(5％+2％)／120=0.004375>满足排水要求。②计算各桩号处超高值超高起点为K0+649.362，直线段的硬路肩坡度与行车道相同为2﹪，土路肩为3﹪，圆曲线内侧的土路肩、内外侧的硬路肩坡度与行车道的坡度相同，均为5﹪，外侧的土路肩坡度为-3﹪（即向路面外侧），内侧土路肩坡度过渡段长度为：所以取。内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前，变成2﹪与路面横坡相同。（2）第二段圆曲线上超高计算①超高缓和段长度的计算由于半径R2=600m，设计速度，根据规范取超高坡度，超高渐变率，所以，超高缓和段长度为：缓和曲线长度同上，取。②计算各桩号上超高值：超高起点为K1+462.373，取。内侧土路肩坡度在超高缓和段起点之前，变成2﹪与路面横坡相同。第六章路基设计路基是在地表按照道路路线位置和一定的技术要求开挖或填筑而成的结构物。路基是由路基本体和路基设施组成。路基本体是指路基断面中的填挖部分，路基设施是指为确保路基本体的稳定性全面采用的附属设施等，包括排水、防护、支挡和加固设施等。6.1路基设计的内容与要求6.1.1路基断面设计路基横断面的典型形式：填方路基、挖方路基、半填半挖路基。本设计路基宽度为12m，行车道宽度为7.5m；路堤边坡坡度采用1：1.5，路堑边坡坡度采用1：0.5进行设计。6.1.2路基设计要求1、路基设计，应符合公路建设的一般要求和《公路工程技术标准》规定的具体要求。2、路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。3、沿河线的路基设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁，若废方过多，压缩河道，引起壅水而危急农田、房舍时，一般应变更设计，将路线适当外移以减少废方。4、必须穿过耕种地区的路基，必要时，可进行边坡加固或修建矮墙，以防边坡塌陷；对较矮的路基边坡，如石料较方便，甚至可修筑直立矮墙以尽量节约用地。5、横坡陡于1：5的坡地上的填方路基，在填筑前，须将地面挖成梯台，台阶宽度不小于1米，台阶顶面应做成2～4%的反向横坡，以防路基滑动而影响其稳定性。6、山坡上的半挖半填路基，若原地面横坡较陡，填方坡脚伸出很远，施工困难，且边坡稳定性也较差时，可修筑护肩路基以避免边坡伸出；否则，可在填方坡脚修筑护脚以增强边坡的稳定性。7、山坡坳形地段往往有较厚的坡积层，多为较松散的碎、砾、漂石土等。路基设计除应根据当地土质及水文情况适当放缓挖方边坡外，还应在挖方坡脚设置矮墙或上挡墙。8、当挖方路基遇到不同的土层时，可根据土质的稳定性在一个边坡上采用不同的边坡率，即折线形的边坡断面。6.2填料的选择及压实标准1、填料的选择填筑路基的材料以采用强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料为宜。在选择填料时，一方面要考虑料源和经济性；另一方面还要顾及填料的性质是否合适。为节省投资和少占耕地和良田，一般应利用附近路堑或附属工程的控方作为填料。路基填料不得使用腐土、生活垃圾土、淤泥，不得含杂草、树根等杂物，粒径超过10cm的土块应打碎。应选用级配较好的粗粒土为填料，且应优先选用砾类土、砂类土，且在最佳含水量压实。路基填方若为土石混合料，且石料强度大于20MPa时，石块的最大粒径不得超过压实厚度的2/3，当石料强度小于15MPa，石料最大粒径不得超过压实厚度。路面填料最小强度和填粒最大粒径应符合下表6-1。用不同填料填筑路基时，须遵守下列规则：（1）不同性质的填料应分层铺筑，不得混杂乱填（但可参配后使用），以免形成水囊或滑动面。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5m。（2）不同的填料的层位安排，应考虑路基的工作条件。（3）透水性较小的土填筑路堤下层时，其顶面应做成4%的双向横坡，以保证上层透水性土有排水出路。（4）为了防止雨水侵蚀冲刷，可采用透水性较小的土包边，但是包边部分的土应与中间部分一起分层夯实，并设置盲沟，以利排水。（5）当路堤两部分填料的颗粒尺寸相差较大时，应在其间加设反过滤层。表6-1路基填料的技术要求路基部分（路面底面以下深度）填料最小强度CBR（%）填料最大粒径（cm）高级路面其他路面上路床（0～30cm）8610下路床（30～80cm）5410上路堤（80～150cm）4315下路堤（>150cm）32152、压实标准实践证明，提高路基的密实度可以增加强度和稳定性，降低土体的压缩性、透水性和膨胀性，控制水分积聚和侵蚀引起的病害。压实标准见表6-2。表6-2路基压实度路基部分（路面底面以下深度）压实度（%）高级路面其他路面上路床（0～30cm）9593（95）下路床（30～80cm）95（98）93（95）上路堤（80～150cm）93（95）90（90）下路堤（>150cm）90（90）90（90）6.3土石方调配6.3.1调配原则（1）在半填半挖断面中，应首先考虑在本段内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；（2）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；（3）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；（4）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；（5）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；（6）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，及对农业的影响。6.3.2土石方调配方法土石方调配方法采用表格调配法，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法的方法步骤如下：（1）准备工作调配前先要对土石方计算复核，确认无误后方可进行。（2）横向调运即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。（3）纵向调运确定经济运距，根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。（4）计算调运数量和运距调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离。（5）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（6）复核横向调运复核填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核填缺=纵向调运方+借方挖余=纵向调运方+废方总调运量复核挖方+借方=填方+借方以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。（7）计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方数量6.4路基排水设计6.4.1路基排水的目的和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，形成病害的因素也很多，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。公路排水设施是公路工程必不可少的重要组成部分，在施工期可以提高施工效率，保障施工人员及设备的安全。路基设计时，必须将影响路基稳定性的地面水排除和拦截在路基用地范围以外，并防止地面漫流、滞积或下渗。对影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引到路基范围以外适当的地点。6.4.2路基排水设计一般原则a.排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。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，做到及时疏散，就近分流。b.各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当的增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般应用作农田灌溉渠道，两者必须合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。c.设计前查明水源和地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑排水与桥涵布置相配合，地下与地面排水相配合，平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。d.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，不轻易合并自然沟渠和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，对于土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应注意必要的防护与加固。e.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，既要稳固使用，又必须讲究经济效益。f.为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，也可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。6.4.3路基排水系统设计步骤路基排水系统的布置，一般利用路线平面图按下列步骤进行：a.在路线平面图上绘出必要的路堑坡顶线和路堤坡脚线，标明路侧弃土堆和取土坑的位置等。b.在路基的上侧山坡上可设置截水沟等拦截地表径流。为提高截流效果，截水沟大体沿等高线不止，与地面水流方向接近垂直。路堑上侧有弃土堆时，弃土堆应连续而不中断，并在其上上设置截水沟。下坡一侧的弃土堆，应每隔50～100m设不小于1m的缺口，以利排水。c.路基两侧按需要设置边沟或利用取土坑，必要时采用路肩排水系统和中央分隔带排水系统，汇集并排除道路表面的水。d.根据沿线地下水的情况，设置必要的地下排水设施。e.将拦截或汇集的水流，用排水沟管引排到指定的低洼、河沟或桥涵等处。排水沟应力求短捷远离路基，与其他水沟的联结应顺畅。路基综合排水系统设计，除在一般的路线平纵面图上分别表明排水设施的名称（类型）、地点、中心里程桩号、沟底纵坡、跨径或宽度、长度、流向、进出口、挡水结构等有关事项外，特殊复杂的排水地段应绘制细部设计图。6.4.4路基排水设施a.边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡郊外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内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。沟设置在挖方路基路肩外侧及低填方路基坡脚外侧，与路中线平行的路肩外缘均应设置的纵向人工沟渠，称之为边沟。其主要功能是汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水，以保证路基稳定。边沟排水量不大，一般不需要进行水文水力计算，依沿线具体条件，直接选用标准横断面即可。边沟由于紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水流进入，亦不能与其他人工沟渠合并使用。边沟不宜过长，应尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带，必要时增设涵洞，将边沟水引入路基另一侧排出。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，边沟仍应保持0.3%—0.5%的最小纵坡。本设计中，拟建二级公路填方路段边坡坡脚设置梯形排水沟，沟内边坡为1:1；挖方路段设置矩形边沟，边沟沟底宽、沟深均为0.6m。图6-1路堤边坡排水沟(单位：cm)图6-2路堑边沟（单位：cm）b.截水沟截水沟一般设置在挖方路基边坡顶以外或山坡路堤的上方的适当位置，用以拦截路基上方流向路基的地面水，减轻边沟的水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷和损害的人工沟渠，称为截水沟（又称天沟）。本设计中，当挖方边坡高度大于9m时，于路堑边坡设置矩形截水沟，沟深、沟底宽均为0.5m。图6-3截水沟（单位：cm）第七章路面设计7.1基本资料 1、设计资料（1）邳州至新沂段公路地处Ⅱ5区，为双向两车道，拟采用沥青混凝土路面结构施工图设计，沿线土质为黏性土，属于干燥状态，年降雨量920.5mm。（2）设计路段路基处于干燥状态，路基土为黏性土，根据实验室确定土基回弹模量设计值为33MPa。（3）根据工程可行性研究报告可知该路段近期交通组成与交通量如表所示，交通增长率如表所示，沥青路面累计标注轴次按12年计算。表7-1交通组成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)交通量1小客车30351单轮组8002解放CA10B19.460.851双轮组16003黄河JN15049101.61双轮组2504跃进NJ13120.238.21双轮组300表7-2交通量年增长率序号分段时间(年)交通量年增长率147％245％343％7.2沥青路面的设计7.2.1轴载换算1、当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时当以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力时，凡轴载大于25kN地各级轴载的作用次数，换算成标准轴载的当量作用次数(7-1)式中：—标准轴载的当量轴次（次／d）；—被换算车型的各级轴载作用次数（次／d）；—标准轴载（kN）；—被换算车型的各级（单根）轴载（kN）；—被换算车辆的类型数；—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38；—轴数系数。当轴载间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为1；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为＝1+1.2（m－1）表7-3轴载换算结果车型小客车前轴3016.480027.211后轴3516.480053.207黄河JN150后轴101.61125071.858前轴4916.4250267.872420.148注：轴载小于25KN的轴载作用不计。2、当进行半刚性基层层底拉应力验算时当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于50kN地各级轴载的作用次数换算成标准轴载的当量作用次数(7-2)式中：—轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09；—轴数系数。当轴载间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为：＝1+2（m-1） 表7-4轴载换算车型解放CA10B后轴60.8511.0160030.075黄河JN150后轴101.611.0250283.851313.926注：轴载小于50KN的轴载作用不计。3、累计当量轴次设计年限内一个方向一个车道上的累计当量轴次按下面公式计算。(7-3)式中：—设计年限内一个车道的累计当量轴次；—设计年限（年），二级公路为12年；—路面营运一年内双向日平均当量轴次；—设计年限内交通量的平均年增长率；—与车道有关的车辆横向分布系数，简称车道系数，二级公路为0.7。以设计弯沉值为指标，以沥青层层底拉应力为验算依据时的累积当量轴载，设计年限内一个车道的累计当量轴次。次以半刚性基层层底拉应力为验算依据时的累计当量轴载，设计年限内一个方向一个车道的累计当量轴次。次7.2.2初步拟定路面组合方案路面结构层初步拟定采用3cm细粒式沥青混凝土，6cm中粒式沥青混凝土，8cm粗粒式沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石（厚度待定），底基层基层采用石灰稳定土（25cm）。查询各结构层回弹模量与劈裂强度值，见下表：表7-5各结构层回弹模量与劈裂强度值表层次材料名称厚度（cm）20℃抗压回弹模量(Mpa)15℃抗压回弹模量(Mpa)劈裂强度(Mpa)1细粒式沥青混凝土3140020211.42中粒式沥青混凝土61200180013粗粒式沥青混凝土8100014000.84水泥碎石?150036000.65石灰土2550015000.26土基/4545/7.3各层材料的容许层底拉应力各层材料的容许层底拉应力的计算公式为：(7-4）细粒式密级配沥青混凝土：中粒式密级配沥青混凝土：粗粒式密级配沥青混凝土：水泥碎石：石灰土：综上所述，设计弯沉值为24.172(0.01mm)各层材料的容许拉应力见下表：表7-6材料的容许拉应力表层位材料名称厚度（cm）方差20抗压回弹模量(Mpa)15劈裂强度(Mpa)容许拉应力(Mpa)EE1细粒式密极配沥青混凝土320014001000202124000.4562中粒式密极配沥青混凝土610012001000180020210.3263粗粒式密极配沥青混凝土8501000900120013000.2614水泥碎石？20015001100360040000.3115石灰土30100500300150017000.0816土基——————