河北工程大学道路毕业设计

河北工程大学道路毕业设计摘要本毕业设计题目为西藏加查至桑日公路第十三合同段，道路位于雅鲁藏布江流域。路线区域内主要为山岭区，地形起伏较大，设计车速60km/h。设计通过两个方案的比选来确定较佳路线，两个路线全长大概都在三千五百米左右，所选方案二路线全长3544.654m，双向两车道，路基宽10m，路面宽7m。所选沥青路面设计年限12年。

设计包括三个局部，内容如下：第一局部公路线形设计，在本局部，通过认真仔细的研究，结合实际情况，综合考虑了路线填挖平衡、平曲线的优化、平曲线与竖曲线组合原那么等，确保了设计线形的优化，然后根据两个比选方案的技术经济指标，对方案进行比选，从中确定较合理的方案——第二方案作为推荐方案。第二局部为路基工程设计，包括支挡工程设计等。第三局部为路面工程设计，选择沥青混凝土路面和水泥混凝土路面分别进行了设计，并对两个方案进行比选，选定沥青混凝土路面为推荐方案,整个排水系统由边沟、排水沟组成。相关的图纸、表格附后。关键词：路线平面线形；纵断面设计；横断面设计；重力式挡土墙；路面设计AbstractThedesignisthetenthcontractsectionfromQachastoMulberryDay

inTibet,

andtheroadislocatedintheBrahmaputrariverbasin.Intherouteregion,thereismainlymountainridgearea,andthehypsographyisseries,sothedesignspeedis60km/h.Thebetterrouteisdeterminedthroughcomparingoftwoprograminthedesign.Thelengthbothareprobablyabout3，500meters,andtheselectedprogramis3544.654m,twotwo-waylanes,andthewidenoftheroadbedis10m,7mofthepavement.Asphaltcementconcretepavementisdesignedfortwelveyears.

Thedesignincludesthreeparts,asfollows:Theroadtechnicalroadlineardesign:Inthispart,throughcarefulreview,inlightoftheactualsituation,theauthorconsideringthebalanceofexcavation,theoptimizationofplanecurve,thecombinationofplanecurveandverticalcurve,toensurethatthedesignoflinearoptimization.Thenamorereasonableprogram--thesecondprogramarerecommendedthroughcomparingthetwoprogramaccordingtothetechnicaleconomicindicator.Thesecondpartistheroadbedengineeringdesign,whichincludretainingengineeringdesignandsoon.Partthreeispavementdesign,andtheconcretepavementandasphaltcementconcretepavementbothareconsideredanddesignedcompetelyinthedesign,asphaltconcretepavementisrecommendedfortheprogram,thewholedrainagesystemisformedassideditches,drainageditchandpipeculvert.Relatedtothedrawings,formsattached.Keywords：

Routeplanelineardesign；

Verticalsectiondesign；

Cross-sectiondesign；

gravityretainingwalls；Pavementdesign目录绪论

1

１

毕业设计任务书

3

1.1

设计根本资料

3

道路的性质与任务

3

1.1.2

道路等级

3

1.1.3

沿线自然地理特征

3

1.2

设计的主要内容及技术指标

4

1.2.1

道路类型、等级确实定

4

1.2.2

道路技术标准论证

5

1.3

竖曲线标准论证

6

1.3.1

坡长

6

1.3.2

纵坡

6

1.3.3

竖曲线半径及长度

6

1.3.4

视距长度

7

1.4

横断面的技术标准论证

7

1.4.1

行车道数目及其宽度

7

1.4.2

路基路面的宽度

7

1.4.3

路拱横坡和路肩横坡度

7

1.4.4

净空高度论证

8

1.4.5

车辆荷载论证

8

2

纸上定线和平纵设计

10

2.1

纸上定线

10

2.2

平面线形设计

10

2.2.1

方案一

11

2.2.2

方案二

15

2.2.3

坐标计算

16

2.3

路线纵断面设计

18

2.3.1

纵断面设计步骤

18

2.3.2

设计计算公式

19

2.3.3

方案一

19

2.3.4

方案二

23

2.4

平纵组合设计

24

2.5

方案比选

24

2.5.1

主要综合考虑因素

24

2.5.2

各方案主要指标

25

2.5.3

方案比选意见

25

3

横断面设计及路基土石方计算

27

3.1

横断面设计

27

3.1.1

路基横断面

27

3.1.2

超高及加宽

27

3.2

路基土石方计算

29

3.2.1

横断面面积的计算

29

3.2.2

土石方数量的计算

29

4

支挡工程设计

32

4.1

重力式挡土墙的设计：

32

4.2

断面尺寸

33

4.3

墙顶以上填土土压力的计算

33

4.3.1

破裂角

33

4.3.2

土压力

34

4．4

墙身断面强度验算

34

4.4.1

土压力及弯矩计算

34

4.4.2

墙身自重、墙顶填土重及弯矩计算

37

4.4.3

截面应力计算

37

4．5

根底底面强度及稳定验算

37

4.5.1

土压力及弯矩计算

37

4.5.2

墙身填料，墙身、根底自重及弯矩

40

4.5.3

基底应力验算

40

4.5.4

基底稳定性验算

41

5

路面工程设计

42

5．1

沥青混凝土路面设计〔方案一〕

42

5.1.1

轴载分析

42

5.1.2

当验算半刚性基层层底拉应力时

43

5.1.3

结构组合和材料选取

43

5.1.4

各层材料的抗压模量与劈裂强度

43

5.1.5

土基回弹模量确实定

44

5.1.6

设计指标确实定

44

5.1.7

设计资料总结

44

5.1.8

确定石灰土层厚度

45

5.2

水泥混凝土路面设计

47

5.2.1

将各级轴载换算为标准轴载

47

5.2.2

交通分析

48

5.2.3

初拟路面结构

48

5.2.4

路面材料参数确定

49

5.2.5

普通混凝土面层的相对刚度半径

49

5.2.6

荷载疲劳应力

49

5.2.7

温度疲劳应力

50

5.3

路面方案比选

50

6

路面排水设计

51

6.1

路肩排水

51

6.2

中央分隔带排水

51

6.3

路面内部排水

52

7

路基防护与加固

53

7.1

坡面防护

53

7.1.1

植物防护

53

7.1.2

工程防护

54

7.2

冲刷防护

54

7.3

软土地基加固

54

结束语

56

参考文献

57

致谢

58

绪论随着社会的进步，人类对于交通的需求迅速增长，形成了由多种运输方式组成的交通运输系统。交通运输是国民经济的根底产业之一，它把国民经济各领域和各个地区联系起来，在生产和消费之间起着纽带作用；是保障全社会蓬勃开展的网状大动脉，起着命脉作用；也是人类在政治、文化、生活及军事等方面交往的主要通行方式，起着工具作用。

现代交通运输系统是由铁路、道路、水运、航空及管道五种运输方式组成的。其中，道路运输灵活机动、中转少、直达门户、批量不限、货物送达速度快、覆盖面广，是其他运输方式所不能比较的，也是最活泼的运输方式。

道路是为国民经济、社会开展和人民生活效劳的公共根底设施，道路运输在整个交通运输系统中也处于根底地位。道路根据使用任务、功能和适应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。其中高速公路和一级公路属于高等级公路。

高等级公路不仅是交通运输现代化的重要标志，同时也是一个国家现代化的重要标志。审视世界公路开展史，我们不难发现，以“快速、平安、经济、舒适”为特征的高等级公路如同汽车一样，从诞生的那一刻起，就深刻影响着它所效劳的每一个人和触及的每一寸土地，其开展不仅仅是经济的需要，也是人类文明和现代生活的一局部。在中国，高速公路从起步到通车1万公里用了12年时间，从1万公里到突破2万公里只用了3年时间。可以说仅仅15年，中国高速公路的开展走过了许多兴旺国家一般需要40多年才能完成的开展进程，创造了世界瞩目的中国速度。今天，高速公路的速度和便利已经走进了平常百姓的生活，改变了人们的时空观念，改善了人们的生活方式。

我国从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作，相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采集自动化系统等为代表的一批成果。

按照交通部已经确定的公路水路交通开展2020年以前的具体目标和本世纪中叶的战略目标，到2020年，公路根本形成由国道主干线和国家重点公路组成的骨架公路网，建成东、中部地区高速公路网和西部地区八条省际间公路通道，45个公路主枢纽和96个国家公路枢纽；到2010年，全国公路总里程到达200万公里，其中高速公路3.5万多公里；到2020年，全国公路总里程到达250多万公里，高速公路到达7万公里以上。因此，未来10-20年，应是我国路桥建设持续、稳定开展的时期。

本设计为西藏加查至桑日公路第十三合同段，道路位于雅鲁藏布江流域，设计车速60km/h。设计通过两个方案的比选来确定较佳路线，两个路线全长大概都在三千五百米左右，所选方案路线全长3544.654，双向双车道，路基宽10m，路面宽7m。所选沥青路面设计年限12年。平曲线上有3个交点，竖曲线上有4个变坡点。

西藏加查至桑日公路第十一合同段地处雅鲁藏布江流域，本设计来源于实际工程，是对原有道路的改建。用于道路工程本科教学毕业设计既是原有设计的分析，也是在前人根底上的再设计，能让我们在比照中学习，取长补短。

设计通过两个方案的比选来确定较佳路线，总体包括五个局部，内容如下：

第一局部根据设计的根本资料和设计要求，进行道路技术指标论证，路线技术设计，以及道路竖曲线技术标准论证、横断面技术标准论证。

第二局部为纸上定线、路线平纵设计和方案的比选。平面线形设计拟定了两条路线，分别计算其平曲线要素和竖曲线要素，并绘制平面图和纵断面图。根据两个方案各项平、纵指标的综合比选，确定方案二为本设计的推荐方案。

第三局部为横断面设计和路基土石方计算。根据所选方案，确定其路基横断面形式，并进行超高和加宽设计，计算横断面面积和土石方数量。

第四局部为路基工程设计，包括路基的压实和支挡工程设计。

第五局部为路面设计，选择沥青混凝土路面和水泥混凝土路面分别进行了设计，并对两个方案进行比选，选定沥青混凝土路面为推荐方案。１

毕业设计任务书

1.1

设计根本资料

道路的性质与任务

本道路位于湖北省恩施州境内，是连接川鄂两省的主干道之一，它的建设将改善恩施州的交通条件和投资环境，大大促进恩施州的经济开展。

1.1.2

道路等级

根据本路段OD调查和各交通观测站历年观测资料分析，2007年平均日交通量组成如表1.1所示。年平均增长率为

8%

。

表1.1

交通量组成〔单位：辆/日〕

车

型

相当型号

交通量

小型货车

NJ1062(跃进NJ131)

345

中型货车

解放CA390

750

大型货车

依仕兹TD50D

405

拖挂车

尼桑CW〔L〕40HD

415

大中型客车

喀什布阡131

278

1.1.3

沿线自然地理特征

1.1.3.1

地形、地貌

本工程位于湖北省恩施州境内，受地质构造、地层岩性、水文、气象等因素的综合影响，地形起伏变化很大。路线区域内主要为山岭区，冲沟较发育但规模较小，冲沟走向多与路线相切割。区域内河流水系较兴旺。

1.1.3.2

地层岩性

沿线第四系覆盖层较薄，大局部地段裸露，风化强烈。第四系地层为残积〔Q4el〕、坡积〔Q4dl〕、亚粘土、粘土，厚度一般小于1米。基岩类型分为花岗岩、白云质灰岩和少数花岗片麻岩。花岗岩及片麻岩风化强烈，风化深度较大。

1.1.3.3

地质构造与地震

沿线构造构造对选线影响较小，可不考虑。地震抗震烈度较低，根据公路标准规定，可按VII度设防。

1.1.3.4

气象

路线所在地区属暖温带季风性气候区，具有温度适中、空气湿润、雨量较多等气候特点。本区气候四季清楚。昼夜温差较大。多年平均气温9.9℃,最高气温38.0℃,极端最低气温－19.3℃，年平均降水量960毫米,主要集中在6～9月份。

1.1.3.5

水系与水文地质

沿线水系发育，流量受大气降雨等因素控制，沿线植被覆盖面积较大，树木茂盛，对蓄水补源及调节洪水有一定的作用。

路线区域内地下水埋藏较浅，水量较小，基岩裂隙水、地下水位埋深从几米至几十米，少见大的储水构造。从环境地质条件分析，地下水对构筑物混凝土无腐蚀性。

1.1.3.6

沿线筑路材料、水、电等建设条件

石料：全线石料丰富，但现有石料运输较困难，大局部必须修建施工便道方可直接汽车运输，在施工组织设计阶段必须充分考虑。

砂料：区内天然砂料较紧缺，且粗颗粒较多，级配较差。但区内机制砂加工潜力巨大，工程中可以在适宜部位选用。运输条件一般。

石灰：区内石灰较丰富，但运输条件较差。

粉煤灰：区内粉煤灰供给量较少，粉煤灰化学成分中SiO2+Al2O3+Fe2O3含量78%以上,烧失量0.6%～12%,满足工程用料要求。运输条件一般。

水泥：区内有大型水泥厂生产425#、525#普通硅酸盐水泥，且为国优产品，满足工程要求，年产量100万吨。运输条件较便利。

水、电：区内河流一般常年有水，可作为工程用水。沿线电网较兴旺，根本能满足工程用电要求。

主要材料来源及供给：钢材、木材、钢绞线均可省内供给，沥青可由宜昌等港口进口解决。

1.2

设计的主要内容及技术指标[1]

1.2.1

道路类型、等级确实定

道路的等级论证：

根据《公路路线设计标准》〔JTGD20-2006〕规定：双车道二级公路一般能满足各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量5000辆以上。为连接重要的政治、经济中心，通往重点的工矿区、港口、机场，专供汽车分别高速行驶并局部控制出入的公路。

计算年平均昼夜交通量为：

=345×1.0+750×1.5+405×2.0+415×3.0+278×2.0

(1.1)

=4081辆/日

规划交通量为：

==9515辆/日

(1.2)

根据计算的年平均昼夜交通量到达了9515辆/日，故该公路应建设为二级公路，其远景规划设计年眼为12年。

根据《公路工程技术标准》〔JTGB01-2003〕规定：双车道二级公路一般能适应各种汽车折合成小客车的远景设计年年限昼夜平均交通量为5000～15000辆，所以将本公路设计为双车道二级公路。

1.2.2

道路技术标准论证

1.2.2.1

设计速度论证

按照《公路路线设计标准》〔JTGD20-2006〕，由于本路段处于山岭区，设计为二级公路，取其设计速度为60km/h。

1.2.2.2

平面线形标准论证

按照《公路路线设计标准》〔JTGD20-2006〕确定平面线形标准，主要包括各种曲线线形、半径、长度，以及直线长度、超高等规定的取值范围。

二级公路的平曲线要素有直线、圆曲线、盘旋线三种。

①

直线长度：

直线的最大长度应有限制。当采用长直线线形时，为弥补景观的单调缺陷，应结合具体的情况采用相对应的措施。直线线形也不宜过短。《公路工程技术标准》〔JTGB01-2003〕规定：设计速度不小于60km/h的公路，最大直线长度以汽车按设计速度行驶70s左右的距离控制；一般直线路段的最大长度〔以m计〕应控制在设计速度〔以km/h计〕的20倍为宜；另外，同向曲线间的最小直线长度以不小于行车速度〔以km/h计〕的6倍为宜，反向曲线间的最小直线长度以不小于行车速度〔以㎞/h计〕的2倍为宜。

该二级公路的设计速度为60km/h，所以最大直线长度为60×70/3.6=1167m，同向曲线间的最小直线长度为6×60=360m，反向曲线间的最小直线长度为2×60=120m。

②

曲线线形：

曲线要素的组合类型主要采用根本型。

根本型按直线—盘旋线—圆曲线—盘旋线—直线的顺序组合，盘旋线、圆曲线、盘旋线的长度之比为1：1：1～1：2：1，同时还应满足根本型曲线的几何条件：2β＜α。

1.2.2.3

曲线的半径和长度

《公路工程技术标准》〔JTGB01-2003〕规定：当设计速度为60km/h时，圆曲线的一般最小半径为200m，极限最小半径为125m〔超高i=8%时〕,不设超高的最小半径为1500m〔路拱≤2%时〕和1900m〔路拱＞2%时〕；当直线与最小半径小于1000m的圆曲线相连接时，应设置缓和曲线，缓和曲线的长度一般最小长度为80m，极限最小值为60m。选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下，应尽可能采用大的半径，但曲线最大半径不宜超过10000m。

1.2.2.4

超高和加宽的规定取值范围：

根据《公路路线设计标准》〔JTGD20-2006〕规定：在设计速度为60km/h时，当曲线半径小于不设超高圆曲线的最小半径1500m〔路拱≤2%〕和1900m〔路拱＞2%〕时，应在圆曲线上设超高。

标准规定：当圆曲线半径小于250m时，需要设置加宽。由于本设计的曲线半径均大于250m，所以在本设计中不需要设计加宽。

1.3

竖曲线标准论证[5]

1.3.1

坡长

《公路工程技术标准》〔JTGB01-2003〕规定：最小坡长为250m，不同纵坡的最大坡长也有限制。如下表1.2：

表1.2

纵坡的最大坡长

纵坡〔%〕

3

4

5

6

7

8

9

最大坡长〔m〕

1200

1000

800

600

——

——

——

1.3.2

纵坡

纵坡有最大纵坡和最小纵坡。确定最大纵坡时，要综合考虑汽车的动力特性、道路等级和自然条件等各方面的因素。《标准》规定：在设计速度为60km/h时，最大纵坡为6%。同时最小纵坡也有一定的限制，在挖方路段、设置边沟的低填方路段和其他横向排水不畅的路段，均应采用不小于0.3%的纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。当受到地形条件的限制，必须设小于0.3%的纵坡时，其边沟应做横向排水设计。

1.3.3

竖曲线半径及长度

凸形竖曲线的一般最小半径为2000m,极限最小半径为1400m；

凹形竖曲线的一般最小半径为1500m,极限最小半径为1000m。

竖曲线的最小长度为50m,竖曲线半径一般取大于一般最小半径为宜。

1.3.4

视距长度

为了保证行车平安，司机应能随时看到前方一定距离的公路及其障碍物，以便及时刹车或绕过。汽车在这段时间里沿公路的行驶距离为平安距离，即行车视距。四车道一级公路在设计速度为60km/h时，视距长度为75m。

1.4

横断面的技术标准论证[5]

1.4.1

行车道数目及其宽度

二级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。根据交通量的调查和效劳水平确实定，此路确定为双向单道。二级公路山岭区的行车道宽度为2×3.5m，每个车道宽3.5m。

1.4.2

路基路面的宽度

路基路面的宽度主要取决于车道数和每个车道的宽度。公路路基的宽度为行车道和路面宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道和紧急停车带时，尚应包括这局部的宽度。

二级公路山岭区的路基宽度为10m，其中行车道宽度为2×3.5=7m，硬路肩的宽度一般值为3m，土路肩的宽度一般值为0.75m，同时在右侧硬路肩宽度内设置右侧路缘带，其宽度为0.5m，中间带宽度为3.5m〔分隔带2m+左侧路缘带0.75×2=1.5m〕。

1.4.3

路拱横坡和路肩横坡度

为了排除路面的积水，将路面做成中间高两边低的拱起形状，即路拱。路拱横坡度的大小与当地自然条件有关。《标准》规定：沥青混凝土路面路拱横坡度取为1%～2%，本设计取路拱横坡度为2%。路肩应设置一定的横坡度以有利于排水，一般情况下，硬路肩的横坡可与路拱横坡相同，土路肩横坡比路拱横坡大1%～2%。对设有超高的平曲线路段，其土路肩横坡应按设置超高的要求而定。本设计取土路肩的横坡为3%。

1.4.4

净空高度论证

一般载重车的高度规定不超过3.5m，外加1.5m的充裕高度，净空高度为5m。现代集装箱的设计高度有所增加，加之大型设备运输，考虑道路面积雪和路面维护过程中的路面不断加厚，一条公路应采用同一净高。

1.4.5

车辆荷载论证

《标准》规定：根据一级公路的桥涵结构采用公路—Ⅰ级汽车荷载。汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙压力等的计算采用车辆荷载。车道荷载和车辆荷载的作用不能叠加。车辆荷载的布置图如图1.1，其主要技术指标规定如表1.3：

a、

立面〔单位：米〕

b、

平面〔单位：米〕图1.1

公路—Ⅰ级车辆荷载布置

表1.3

公路—Ⅰ级车辆荷载主要技术指标

项

目

单位

技术指标

车辆重力标准值

KN

550

前轴重力标准值

KN

30

中轴重力标准值

KN

2×120

后轴重力标准值

KN

2×140

轴距

m

3+1.4+7+1.4

轮距

m

1.8

前轮着地宽度及长度

m

0.3×0.2

中、后轮着地宽度及长度

m

0.6×0.2

车辆外形尺寸〔长×宽〕

m

15×2.52

纸上定线和平纵设计[4]

2.1

纸上定线

公路选线是公路设计的骨架，它的优劣关系道公路本身功能的发挥和在路网中能否起到应有的作用，因此定线需综合考虑多种因素。

山岭区由于地形起伏较大，路线受地形的限制较大，且地物较多，因此应注意：

①

在符合路线总方向的前提下，在各必须避让的障碍物中穿行；

②

尽可能的采用较高技术指标〔平面线形〕；

③

纵断面线形应综合考虑桥涵、通道、交叉和排水等构造物，合理确定路基设计高度，以防止起伏频繁，也不能过缓；

④

路线尽可能选择高地或微丘地形通过并与桥涵、通道等配合，建立有效的地面排水系统；

⑤

土石方量、填挖方量尽量少些，且将路线靠近筑路原料产地。

根据要求定导向线，然后修正导向线，作平面试线定出二次导向线，最后选定路线线位。

2.2

平面线形设计

设计计算公式[1]:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

(2.7)

方案一

所选的主要测点如下：

①

设计思路：将各交点的平曲线设计位根本型

JD1:α=10.3°(右)，R=1000m,

Ls=80m

JD2:α=11.3°(右)，R=900m,

Ls=80m

JD3:α=17.5°(左)，R=600m,

Ls=80m

②

计算结果：

a、

起点桩号：K0+000.000,JD1处桩号为K0+703.89

计算相关数据：

故满足设置根本型曲线的几何条件；

盘旋线长与圆曲线长之比为：

五个根本桩号计算如下：

JD1

K0+703.89

-)

T

130.15

ZH

K0+573.74

+)

Ls

80

HY

K0+653.74

+)

L－2Ls

99.68

YH

K0+753.42

+)

Ls

80

HZ

K0+833.42

-)

L/2

129.84

QZ

K0+703.58

+)

J/2

0.31

JD1

K0+703.89

说明以上计算无误。b、

JD1与JD2之间的直线距离为：

JD2处的桩号为：

JD1处的桩号+两交点间的直线距离-JD1的校正值

=〔K0+703.895〕+1045.139-0.62=K1+748.41

计算相关数据：

故满足设置根本型曲线的几何条件；

盘旋线长与圆曲线长之比为:

五个根本桩号计算如下：

JD2

K1+748.41

-)

T

129.07

ZH

K1+619.34

+)

Ls

80

HY

K1+699.34

+)

L-2Ls

97.41

YH

K1+786.75

+)

Ls

80

HZ

K1+876.75

-)

L/2

128.71

QZ

K1+748.04

+)

J/2

0.365

JD2

K1+748.41

说明以上计算无误。c、

JD3的桩号=703.895+1045.139+1062.938-0.73-0.62=K2+810.622

计算相关数据：

故满足设置根本型曲线的几何条件；

盘旋线长与圆曲线长之比为:

五个根本桩号计算如下：

JD3

K2+810.61

-)

T

132.41

ZH

K2+678.21

+)

Ls

80

HY

K2+758.21

+)L-2Ls

103.17

YH

K2+861.38

+)

Ls

80

HZ

K2+941.38

-)

L/2

131.585

QZ

K2+809.75

+)

J/2

0.825

JD3

K2+810.62

说明以上计算无误。交点3后的直线长度为569.3

终点桩号为K3+510.69

方案二

所选的主要测点如下：

①

设计思路：将各交点的平曲线设计位根本型

JD1:α=21°0′48″(左)，R=600m,

Ls=110m

JD2:α=33°21′28.3″〔右)，R=450m,

Ls=100m

JD3:α=20°29′13.6″(右)，R=600m,

Ls=110m

②

计算结果：表2.1

曲线要素表

交

点

号

交点桩号

转角值

﹝°﹞

曲

线

要

素

值

(m)

半

径

缓和曲线长度

缓和

曲线

参数

切线

长度

曲线

长度

外

距

校正值

JD0

K0+000

JD1

K0+939.331

600

110

256.9

166.42

330.05

11.09

10.05

JD2

K1+607.896

450

100

212.13

185.08

361.99

20.73

61.99

JD3

K2+731.345

600

110

244.95

158.54

314.54

10.42

14.54

JD4

K3+544.653

表2.2

曲线主点桩号

交

点

号

曲

线

主

点

桩

号

第一缓和曲线

起点

第一缓和曲线终点或圆曲线起点

曲线中点

第二缓和曲线起

点或圆曲线终点

第二缓和曲线

终点

JD0

JD1

K0+772.915

K0+882.915

K0+937.941

K0+992.966

K1+102.966

JD2

K1+422.813

K1+522.813

K1+603.809

K1+684.805

K1+784.805

JD3

K2+572.804

K2+672.804

K2+730.074

K2+787.344

K2+887.344

表2.3

交点间直线长度

交点号

直线长度及方向

直线段长(m)

交点间距(m)

计算方位角

JD0～JD1

772.92

939.331

340°17′0.0″

JD1～JD2

319.85

671.3455

319°16′12.1″

JD2～JD3

788

1131.624

352°37′40.3″

JD3～JD4

657.31

815.8507

13°6′53.9″

坐标计算

坐标计算是高等级公路定线中的重要工作，也是纸上定线的最后一步，在上述纸上定线的根底上，计算出逐桩坐标。

本次设计均以相对坐标计算。这样方便在图中定出曲线位置，此方法为切线支矩法。以每20米一个点来求其坐标：

在缓和曲线上各点的坐标按下试计算：

其中：以直缓点ZH或缓直点HZ为坐标原点，以切线为x轴，过原点的半径为y轴，利用缓和曲线和圆曲线上各点坐标〔x,y〕测设曲线，为该点到ZH点或HZ点的距离〔曲线长〕。

在圆曲线上，各点坐标可按下式计算：

其中：，为该点到YH点或HY点的距离〔曲线长〕。

曲线1处

=

其他各曲线用同样的方法计算

下表为计算出各点的坐标。

表2.4逐桩坐标

桩

号

坐

标

桩

号

坐

标

N(X)

E(Y)

N(X)

E(Y)

K0+20

19.99

0.02

K0+20

19.986

0.02

K0+40

39.6

0.13

K0+40

39.56

0.15

K0+60

56.96

0.45

K0+60

56.63

0.5

K0+80

67.2

1.06

K0+80

65.78

1.185

K0+100

100.18

2.08

K0+100

99.96

2.3

K0+120

120.02

3.48

K0+120

120

3.86

K0+149.84

129.94

4.32

K0+148.750

128.6

4.67

桩

号

坐

标

桩

号

坐

标

N(X)

E(Y)

N(X)

E(Y)

K0+20

20

0.27

K0+100

99.89

3.44

K0+40

39.23

0.22

K0+120

119.76

5.77

K0+60

54.94

0.75

K0+151.585

131.26

7.42.3

路线纵断面设计

纵断面设计的主要内容是根据道路等级、沿线的自然条件和构造物的控制标高确定路线的标高、各坡段的纵坡和坡长，并设计竖曲线。根本要求纵坡均匀、平顺、起伏缓和，坡长和竖曲线长度适当，平面与纵断面组合设计协调，以及填挖经济、平衡。

纵断面设计步骤

纵断面设计的一般步骤是:

(1)准备工作：在设计纸上标注里程和桩号，点绘地面线，填写有关内容；

(2)标注控制点：如路线的起、终点，不良路段的最小填土高度、最大挖深等纵坡设计的标高控制点；

(3)试坡：在已标出控制点的纵断面图上，根据技术指标，选线绘图，结合地面起伏的变化，在这些点位置之间进行穿插取值。当同一个分向的两个坡度值较大时，应在两坡之间插入一段缓和坡，缓和坡的坡度应不大于3%，最小坡长为150m，某一坡度的坡长应不超高该坡度的限制坡长。变坡点宜落在平曲线相应的圆曲线或是长直线上；

(4)调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制是否满足标准，平纵组合是否得当，如有问题即进行调整。调整的方法是对初定的坡度线平抬、平降、延伸、缩短或更改坡度值；

(5)定坡：经调整后，逐段把直线段的坡度值、边坡桩号和标高确定下来，坡度值取到0.01%，变坡点他调整到10m的整桩号；

(6)设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合等确定竖曲线的半径，计算竖曲线要素。

2.3.2

设计计算公式

竖曲线长度:

L=Rω

(2.8)

竖曲线切线长:

T=L/2=Rω/2

(2.9)

竖曲线上任一点的竖距:

h=x2/2R

(2.10)

竖曲线外距E:

E=T2/2R

(2.11)

方案一

变坡点1：

桩号：K0+700,高程：3510m，ω=-4%，凸型，R=4000m

变坡点2：

桩号：K1+310,高程：3496m，ω=+4%，凹型，R=4000m

变坡点3：

桩号：K2+130,高程：3500m，ω=-4.1%，凸型，R=4000m

变坡点4：

桩号：K2+800,高程：3494m，ω=4.4%，凹型，R=4000m

〔1〕K0+700处的竖曲线计算：

①

计算竖曲线要素：

那么ω=-4%，为凸型竖曲线。

取R=4000m，那么L=Rω=4000×0.04=160m

T=L/2=160/2=80m

E=T2/2R=802/8000=0.8m

②

求竖曲线起、终点桩号：

a、

起点桩号：K0+700-80=K0+620

b、

终点桩号：K0+700+80=K0+780

③

求各桩号处的设计标高：

a、

K0+620〔竖曲线起点〕处：

设计高程：3510-80×0.017=3508.64m

b、

K0+640处：

横距：x640-620=20m

竖距：h=x2/2R=202/8000=0.05m

切线高程：3508.64-20×0.017=3508.98m

设计高程：3508.98+0.05=3508.93m

c、

K0+620～K0+760处设计高程的计算方法同K0+620处，其结果如表2.5；

d、

K0+780〔竖曲线终点〕处：

设计高程：3510-80×0.023=3508.16m

表2.5

K0+800处的竖曲线计算表

桩

号

横距x(m)

竖距h(m)

切线高程〔m〕

设计高程〔m〕

K0+620(起点)

0

0.00

3508.64

3508.64

K0+640

20

0.05

3508.98

3508.93

K0+660

40

0.2

3509.32

3509.12

K0+680

60

0.45

3509.66

3509.21

K0+700〔中点〕

80

0.8

3510

3509.2

K0+720

60

0.45

3509.54

3509.09

K0+740

40

0.2

3509.08

3508.88

K0+760

20

0.05

3508.62

3508.47

K0+780〔终点〕

0

0.00

3508.16

3508.16〔2〕K1+310处的竖曲线计算：

①计算竖曲线要素：

那么ω=4%，为凹型竖曲线。

取R=4000m，那么

L=Rω=4000×0.04=160m

T=L/2=160/2=80m

E=T2/2R=802/8000=0.8m

②求竖曲线起、终点桩号：

a、起点桩号：K1+310-80=K1+230

b、终点桩号：K1+310+80=K1+390

③求各桩号处的设计标高：

a、

K1+230〔竖曲线起点〕处：

设计高程：3496+80×0.023=3497.84m

b、

K1+250处：

横距：x=250-230=20m

竖距：h=x2/2R=2028000=0.05m

切线高程：3497.8420×0.023=3496.92m

设计高程：3496.92+0.2=3497.12m

c、

K1+230～K1+370处设计高程的计算方法同K1+230处，其结果如表2.7；

d、

K1+390〔竖曲线终点〕处：

设计高程：3496+80×0.017=3497.36m

表2.6

K1+600处的竖曲线计算表

桩

号

横距x(m)

竖距h(m)

切线高程〔m〕

设计高程〔m〕

K1+230(起点)

0

0.00

3497.84

3497.84

K1+250

20

0.05

3497.38

3497.43

K1+270

40

0.2

3496.92

3497.12

K1+290

60

0.45

3496.46

3496.91

K1+310〔中点〕

80

0.8

3496

3496.8

K1+330

60

0.45

3496.34

3496.79

K1+350

40

0.2

3496.68

3496.88

K1+370

20

0.05

3497.02

3497.07

K1+390〔终点〕

0

0.00

3497.36

3497.36〔3〕K2+130处的竖曲线计算：

①计算竖曲线要素：

那么ω=-4.1%，为凸型竖曲线。

取R=4000m，那么L=Rω4000×0.041=164m

T=L/2=164/2=82m

E=T2/2R=822/8000=0.84m

②求竖曲线起、终点桩号：

a、起点桩号：K2+130-82=K2+48

b、终点桩号：K2+130+82=K2+212

③求各桩号处的设计标高：

a、

K2+48〔竖曲线起点〕处：

设计高程：3500-82×0.017=3498.61m

b、

K2+68处：

横距：x=20m

竖距：h=x2/2R=202/8000=0.05m

切线高程：3498.61-20×0.017=3498.95m

设计高程：3498.95-0.05=3498.9m

c、

K2+68～K2+192处设计高程的计算方法同K2+68处，其结果如表2.9；

d、

K2+212〔竖曲线终点〕处：

设计高程：3500-82×0.024=3498.03m表2.7

K2+500处的竖曲线计算表

桩

号

横距x(m)

竖距h(m)

切线高程〔m〕

设计高程〔m〕

K2+48(起点)

0

0.00

3498.61

3498.61

K2+280

20

0.05

3498.95

3498.9

K2+300

40

0.2

93499.29

3499.09

K2+320

60

0.45

3499.63

3499.18

K2+500〔中点〕

82

0.84

3500

3499.16

K2+520

60

0.45

3499．47

3499.03

K2+540

40

0.2

3498.99

3498.79

K2+560

20

0.05

3498.51

3498.46

K2+727.5〔终点〕

0

0.00

3498.03

3498.03

〔4〕K2+800处的竖曲线计算：

①计算竖曲线要素：

那么ω=4.4%，为凹型竖曲线。

取R=4000m，那么

L=Rω=4000×0.044=176m

T=L/2=176/2=88m

E=T2/2R=882/8000=0.97m

②求竖曲线起、终点桩号：

a、起点桩号：K2+800-88=K2+712

b、终点桩号：K2+800+88=K2+888

③求各桩号处的设计标高：

a、

K2+712〔竖曲线起点〕处：

设计高程：3494+88×0.024=3496.11m

b、

K2+732处：

横距：x=732-712=20m

竖距：h=x2/2R=2028000=0.05m

切线高程：3496.11+20×0.024=3495.63m

设计高程：3496.92+0.2=5.68m

c、

K2+732～K2+868处设计高程的计算方法同K2+732处，其结果如表2.7；

d、

K2+888〔竖曲线终点〕处：

设计高程：3494-88×0.02=3495.76m

表2.8

K1+600处的竖曲线计算表

桩

号

横距x(m)

竖距h(m)

切线高程〔m〕

设计高程〔m〕

K1+230(起点)

0

0.00

3496.11

3496.11

K1+250

20

0.05

3495.63

3495.68

K1+270

40

0.2

3495.15

3495.35

K1+290

60

0.45

3494.67

3495.12

K1+310〔中点〕

88

0.97

3494

3494.97

K1+330

60

0.45

3494.56

3495.01

K1+350

40

0.2

3494.96

3495.16

K1+370

20

0.05

3495.36

3495.41

K1+390〔终点〕

0

0.00

3495.76

3495.76

方案二

变坡点1：

桩号：K0+9400,高程3512.03m，i1=+0.79%,i2=-2.12%,ω=-2.91%，

凸型，R=6000m

变坡点2：

桩号：K1+900,高程：984.09m，i2=-2.12%,i3=+1.33%,ω=3.45%，

凹型，R=7000m

变坡点3：

桩号：K2+650,高程：940.10m，i3=+1.33%,i4=+2.98%,ω=1.65%，

凹型，R=6000m

现将方案二的竖曲线要素列于下表2.12：表2.9

竖曲线表

序

号

桩

号

竖

曲

线

标高〔m〕

凸曲线半径R〔m〕

凹曲线半径R〔m〕

切线长T〔m〕

外距E

〔m〕

起点桩号

终点桩号

0

K0+000

3504.62

1

K0+940

3512.03

6000

87.095

0.6321

K0+852.905

K1+027.095

2

K2+120

3487.07

7000

120.51

1.04

K1+999.493

K2+240.507

3

K2+730

3495.17

6000

49.54

0.205

K2+680.463

K2+779.537

4

K3+560

3519.9

2.4

平纵组合设计[12]

从获得良好行车条件的目的出发，协调平、纵、横三方面的线形使之成为连续圆滑、顺适美观的空间曲线，满足驾驶员和乘客视觉和心理上的要求，并有良好的排水条件。

《公路路线设计标准》〔JTGD20-2006〕中关于平面线形配合规定：设计速度超过60km/h的公路，必须注意平纵面的合理组合，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、平安舒适。由于本设计的设计速度为60km/h，平纵组合设计应遵循一下原那么：

①

平曲线和竖曲线的技术指标应大小均衡，使得线形顺滑优美，行车舒适平安；

②平、竖重合时，应满足平包竖原那么；

③最理想的平、竖顶点对应关系是顶点重合，假设错开不能超过平曲线长度的1/4；

④选择组合得当的合成坡度，以利于行车平安和路面排水；

⑤注意与道路周围的环境相配合。

2.5

方案比选

路线方案是路线设计中最根本的问题。方案是否合理，不但关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在路线网中是否起到应有的作用，即是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。

主要综合考虑因素

方案比选应综合考虑以下因素：

(1)路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用的任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针的表达；

(2)路线在铁路、公路、水运、航空等综合交通运输系统中的作用，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情况；

(3)沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响，决定了工程难易和运营质量，对选择路线走向有直接影响；

(4)设计道路主要技术指标和施工条件的影响；

(5)与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。

2.5.2

各方案主要指标

〔1〕方案一：

路线全长3510.69m,全线设有3个平曲线交点〔不包括起点和终点〕，平均每公里1.17个；4个竖曲线变坡点，平均每公里0.88个；平曲线最小半径为600m，平曲线总长为〔259.68+211.905+263.17〕=734.755m，占路线总长的21.30%；竖曲线最小半径为4000m〔凹型〕、4000m〔凸型〕，竖曲线全长〔160+160+164+176〕=660m，占路线总长的19.13%，最大纵坡为2.4%，最小纵坡为1.7%。〔2〕方案二：

路线全长3544.654m,全线设有3个平曲线交点〔不包括起点和终点〕，平均每公里1.18个；3个竖曲线变坡点，平均每公里1.18个；平曲线最小半径为450m，平曲线总长为〔330.05+361.99+314.54〕=1006.58m，占路线总长的28.40%；竖曲线最小半径为6000m〔凹型〕、6000m〔凸型〕，竖曲线全长〔174.19+241.01+99.07〕=514.27m，占路线总长的14.51%，最大纵坡为2.98%，最小纵坡为0.79%。

方案比选意见

从以上各方案主要指标的总结中可以看到：两个方案均能满足使用任务和性质要求，线形均较顺畅，穿越地区相同，总里程相差不大。

但结合两方案的平面图和纵断面图来看：方案二平面线形稍好于方案一，但所经过的地区地形起伏较大，造成大填大挖现象，而且沿途结构物较多，工程造价相应增大，并且给施工带来较大难度，还给运营和工程维护带来较多的问题。方案一在占用农田方面略多于方案二，但考虑到方案二的高填深挖肯定会造成公路用地的急剧增加，所以两个方案在占地方面相差不明显。但从对环境影响的角度分析，显然方案一的高填深挖对环境的破坏更大。

现将两方案的各项比较因素列表如下：表2.10

方案比较

比

选

项

目

方案二

方案一

平面线形

较优

竖曲线形

较优

平竖结合

较优

地形起伏

较优

填挖结合

较优

沿线结构物

较优

架桥次数

较优

占用农田

较优

对环境的影响

较优

施工难易

较优

显然，综合来看，方案二要优于方案一，故本设计选择方案二为推荐方案。

3

横断面设计及路基土石方计算[2]

3.1

横断面设计

横断面的组成应根据公路等级、交通组成和当地的地形等自然条件而定，在保证行车平安的同时，应做到组成合理，节约用地，工程经济。

路基路面的宽度主要取决于车道数和每个车道的宽度。公路路基的宽度为行车道和路面宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道和紧急停车带时，尚应包括这局部的宽度。二级公路山岭区的路基宽度一般为10m,最小值为8.5m，其中行车道宽度为2×3.5m=7m，硬路肩的宽度一般值为0.75m，土路肩的宽度一般值为0.75m，同时在右侧硬路肩宽度内设置右侧路缘带，其宽度为0.75m。

路基横断面

路基采用10m，路面宽7m，行车道宽2×3.5m=7m，硬路肩宽0.75m，土路肩宽0.75m，路拱横坡度为2%，土路肩横坡度为3%。填方边坡采用重力式挡土墙防护。

这里取K0+800～K0+900的路段进行设计，其余路段横断面本书省略。详见“路基标准横断面图”和“路基横断面图”。

3.1.2

超高及加宽

此二级公路平曲线半径均大于250m，不需要加宽，这里只需要进行超高计算。为了抵消车辆在曲线路段上行驶时产生的离心力，将路面做成外侧高内侧低的单向横坡形式。当汽车在圆曲线上等速行驶时产生的离心力是常数，而在盘旋线上行驶时那么因盘旋线曲率的变化，离心力也在变化。因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线相适应的全超高，在缓和段上应是逐渐变化的超高。

为了行车的舒适、道路的美观和排水的流畅，必须设置一定长度的超高缓和段，超高的过渡那么是在超高缓和段上进行的。双车道公路最小超高过渡段长度的计算公式为[1]：

(3.1)

其中：

—旋转轴至行车道外侧边缘的宽度；

i—超高坡度与路拱坡度的代数差；

—超高渐变率，即旋转轴线至行车道外侧边缘线之间的相对坡度。

超高缓和段长度一般与缓和曲线长度相等。本设计超高缓和段长度最小值为：

取超高缓和段长度与缓和曲线等长。

为保证路面排水的通畅，超高过渡段中的双坡阶段〔本例中即为横坡度介于0～2%的坡段〕的超高渐变率不得小于1/330，设计中必须验算。当该路段超高渐变率小于1/330时，将超高过渡在缓和曲线全长范围内按两种超高渐变率分段进行〔第一段从缓和曲线起点由双向路拱坡以超高渐变率1/330过渡到单向路拱横坡，第二段由单向路拱横坡过渡到缓和曲线终点处的超高横坡〕。

本设计的曲线半径均小于不设超高的最小半径1500m,所以弯道上均需进行超高设计。

本设计采用绕中线旋转，路基超高按规定取值，最小为2%〔与路拱横坡度相等〕。计算公式为[1]：

表3.1

绕中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差；

2.

临界断面距过渡段起点：

3.

x距离处的加宽值：

中线

内缘

过渡段上

外缘

内缘

B——路面宽度；

bJ——路肩宽度；

iG——路拱坡度；

iJ——路肩坡度；

ih——超高横坡度；

X——超高过渡段中任一点至起点的距离。

计算结果详见《路基设计表》。

3.2

路基土石方计算

路基土石方是公路的一项主要工程量，路基土石方数量的多少是评价公路测设质量的主要技术经济指标之一。

横断面面积的计算

本设计的横断面的面积采用几何图形法，将横断面分成假设干个规那么的几何图形，如三角形、矩形或梯形，然后分别计算其面积，即可得出总面积。

计算横断面面积时，除应将填方面积和挖方面积分别计算外，还应区分其类别，如土石成分及施工难易分级等，分别估算数量，以利于土石方的调配，并编制工程概预算表。

计算挖方面积时，边沟在一定条件下是个定值，故边沟面积可单独算出直接加在挖方面积内，不必连同挖方面积一起卡积距。

横断面面积取值到0.01m2，计算后填写在横断面图上，作为计算土石方数量的依据。

3.2.2

土石方数量的计算

假定两横断面之间为一棱柱体，其体积计算公式为[1]：

(3.2)

其中：、:分别为相邻两横断面的面积〔m2〕；

：相邻断面之间的距离〔m〕。

桩号K0+300-K0+320：挖方量，V=0.5×(162.70+193.76)×20=3564.64m3

填方量为零

桩号K0+320-K0+340:挖方量，V=0.5×(193.76+221.16)×20=4149.22m3

填方量为零

桩号K0+340-K0+360：挖方量，V=0.5×(221.16+240.91)×20=4620.71m3

填方量为零

桩号K0+360-K0+380：挖方量，V=0.5×(240.91+252.12)×20=4930.36m3

填方量为零

桩号K0+380-K0+400，挖，填土方量的计算如上式〔3.2〕表3.2

路基土石方数量计算

桩号

横断面面积(m2)

距离(m)

挖方数量(m3)

填方数量(m3)

挖方

填方

K0+300

162.7

K0+320

193.76

20

3564.64

K0+340

221.16

20

4149.22

K0+360

240.91

20

4620.71

K0+380

252.13

20

4930.36

K0+400

250.77

20

5028.97

K0+420

249.5

20

5002.67

K0+440

234.15

20

4836.49

K0+460

210.27

20

4444.21

K0+480

187.96

20

3982.26

K0+500

183.59

20

3715.5

K0+520

206.45

20

3900.38

K0+540

213.02

20

4194.65

K0+560

203.07

20

4160.92

K0+580

185.59

20

3886.66

K0+600

171.49

20

3570.86

K0+620

152.46

20

3239.53

K0+640

142.57

20

2950.27

K0+660

129.32

20

2718.9

K0+680

113.47

20

2427.9

K0+700

107.41

20

2208.78

K0+720

100.8

20

2082.14

K0+740

92.43

20

1932.33

K0+760

91.467

20

1838.97

K0+772.915

97.976

12.915

1223.33

K0+780

102.87

7.085

711.49

K0+800

76.509

20

1793.77

4

支挡工程设计

挡土墙是用来支撑天然边坡或人工边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的形式，挡土墙可以分为重力式挡土墙，加筋挡土墙，锚定式挡土墙，薄壁式挡土墙等形式。

重力式挡土墙依靠自重承受土压力、结构简单、施工简单，由于墙身重，对地基承载力的要求也比较高。墙身一般用浆砌片石或块石砌筑，因为该地区位于山区，取材方便，应选用重力式挡土墙。下面是重力式挡土墙的设计过程及验算：

4.1

重力式挡土墙的设计：

重力式仰斜式路堤挡土墙〔如图3-1〕，墙高H=6m，填土高a=1.8m。填土边坡为1：0.25.填土内摩擦角，填土容重,基底摩擦系数，地基容许承载力，，2.5号砂浆砌25号片石墙身。

圬工容重

墙身分段长度为20m，设计荷载公路二级。

图3.1重力式挡土墙

4.2

断面尺寸

选择的断面尺寸如下：

4.3

墙顶以上填土土压力的计算

破裂角

假设第一破裂角交于路堤边坡上：

图4.2重力式挡土墙示意图

验证假定条件是否成立：

4.3.2

土压力

4．4

墙身断面强度验算

4.4.1

土压力及弯矩计算

4.4.1.1

破裂角

验证假定条件是否成立：

4.4.1.2

土压力

换算均布土层厚度

由《公路路基设计标准》〔JTGD30-2004〕可知，当墙高H

根据求得的

重新计算破裂角。

=-

=0.613

土压力系数

K=

=0.085

4.4.1.3

土压力对验算断面产生的弯矩

墙顶填土：

=1.34+6

=2.8m

汽车荷载：

=2.25m

对验算截面的弯矩：

=1.3

=-98.59KN•M

4.4.2

墙身自重、墙顶填土重及弯矩计算

对验算截面的弯矩：

截面应力计算

偏心距：

应力验算：

=285.84<600

8.79>-60

断面尺寸符合要求

4．5

根底底面强度及稳定验算

4.5.1

土压力及弯矩计算

4.5.1.1

破裂角：

=

=0.27

==0.6

验证假定条件是否成立:

=

=1.63<10m

假定条件成立

4.5.1.2

土压力

=

=0.287

根据计算所得

重新计算破裂角：

==0.61

土压力系数：

=

=0.085

.3

土压力对验算截面产生的弯矩

对墙趾点的弯矩：

=

=-139.07KN•

M

4.5.2

墙身填料，墙身、根底自重及弯矩

对墙趾点的弯矩：

4.5.3

基底应力验算

4.5.3.1

偏心距验算

=

=234.81KN

=-139.07+11.38+345.8+20.976+9.47

=248.556KN•M

4.5.3.2

应力验算

圬工容许应力。

=-12.7

4.5.4

基底稳定性验算

4.5.4.1

滑动稳定性

=

=3.15>1.30

=2.67>1.3

4.5.4.2

倾覆稳定性验算

=

=2.52>1.50

通过验算，所选截面尺寸符合要求。

5

路面工程设计

5．1

沥青混凝土路面设计〔方案一〕

轴载分析

路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载

当以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力时，各级轴载换算采用如下公式计算：N=

。计算结果如下表：

表5.1

轴载换算结果汇总表〔以弯沉为标准时〕

车型

〔〕

跃进NJ131

后轴

38.2

1

1

345

5.25

解放CA390

前轴

35

6.4

1

750

49.88

后轴

70.15

1

1

750

160.43

依仕兹TD50D

前轴

46.55

6.4

1

405

93.13

后轴

96.40

1

1

405

345.29

尼桑CW〔L〕40HD

前轴

50

6.4

1

415

130.24

后轴

93.8

1

2.2

415

691.12

喀神布阡131

后轴

50.25

1

1

278

13.93

合计

N=

1489.27

注：小于25KN的轴载不计

根据设计标准，二级公路沥青路面的设计年限取12年，二车道的车道系数是0.45到0.65，取η=0.6，γ=8%。

那么累计当量轴次为

当验算半刚性基层层底拉应力时

各级轴载计算见下表

表5.2

轴载换算表〔半刚性基层层底拉应力验算〕

车型

〔〕

解放CA390

后轴

70.15

1

1

750

43.98

依仕兹TD50D

后轴

96.40

1

1

405

302.04

尼桑CW〔L〕40HD

前轴

50

18.5

1

415

29.99

后轴

93.80

1

3

415

746.09

喀什布阡131

后轴

50.25

1

1

278

1.13

合计

1123.23

注：轴载小于50KN的轴载不记

累计当量轴次为

(次)

结构组合和材料选取

由上面的计算得到设计年限内一个车道的累计标准轴次约为500万次左右。根据标准推荐结构，路面结构面层采用沥青混泥土〔取12cm〕，基层采用水泥稳定集料〔取20cm〕，底基层采用石灰土〔厚度待定〕。

查标准中的第四节沥青路面的4.2高级路面中的表4.2.1“沥青混合料类型选择〔方孔筛〕”，二级公路采用二层式沥青面层，外表层采用细粒式密级配沥青混泥土〔厚度5cm〕，下面层采用粗粒式密级配混泥土〔厚度6cm