道路沥青路面毕业设计

目录1绪论1.1拟建项目地区概述湖南省位于长江中游南部。大部分地区在洞庭湖之南，境内湘江贯穿南北。湖南东临江西，西接重庆、贵州，南毗广东、广西，北连湖北。辖13个地级市和1个自治州，共有136个县（县级市、市辖区）以上行政单位，省会为长沙市。湖南省河网密布,长5公里以上的河流5341条，总长度9万公里，其中流域面积在5000平方公里以上的大河17条。全省土地总面积约为31774.35万亩，其中51%为山地，7%为盆地，13%为平原，15.4%为丘陵，全省有水面135.37万公顷，占总面积的6.4%。海拔高度在50米以下的面积占总面积的9.9%，l000米以上的占总面积的4.3%，大部分地区海拔高度在100米至800米之间。湖南民族及人口众多，近年经济发展迅速，农业、工业、旅游业收入不断增加，人口流动和经济的快速增长对交通状况提出了更高的要求。1.2项目建设的重要意义近几十年来，随着公路等级的不断提高以及汽车性能的不断改善，再加上高新技术在公路运输中的广泛应用，使得公路运输越来越快捷、安全、舒适、方便，公路在国民经济和社会生活中的地位日益提高。新中国成立后，尤其是改革开放以来，湖南省公路建设发展迅速。到2009年底，全省已有公路总里程191403公里，其中高速公路已达2227公里，进入全国十强。省会长沙与全省13个市州全部实现高速公路相连，洞庭湖区国省道主要渡口一律改渡为桥，形成了以长沙、岳阳、常德、湘潭、衡阳等地为中心，联络全省各地99%以上的乡镇公路网。（目前全省高速公路在建里程4064公里，在全国排名第一；在建和通车总里程达6450公里，居全国第三。）拟建公路对于拉动沿线经济增长具有重要意义，也是构建便捷、通畅、高效、安全的交通运输体系的重要组成部分。该公路的建成可以改善沿线城镇的运输条件和投资环境，可以加快这些城镇的信息传播和对外交流，可以有效地促进公路沿线资源的开发利用，有利于沿线经济的快速发展。1.3沿线地形地质及自然环境湖南省处于云贵高原向江南丘陵和南岭山地向江汉平原的过渡地区。在地质构造上，北部属扬子准地台江汉断拗，南部则属华南褶皱系赣湘桂粤褶皱带，志留纪末的晚加里东运动使之转化为地台，并与扬子准地台合并，然后沉积了与扬子准地台大致类似的泥盆系到中三叠统地台盖层。在强烈的中生代燕山运动影响下，北部的江汉断拗形成，从白垩纪开始发育为陆相断陷盆地；南部的赣湘桂粤褶皱带使泥盆系至中三叠统沉积盖层全面褶皱，并伴以花岗岩和花岗闪长岩岩浆侵入，奠定全省现代地貌的轮廓基础。在湘西北地区，主要表现为褶皱运动，并伴有纵向断层，造成褶皱带和介于其间的山间洼地，在地貌上成为大致东北—西南走向的平行背斜山地和向斜谷地；湘西、湘西南则构成弧形构造山地及小块山间盆地；在东部地区中北部表现为断块运动，形成一系列褶皱山、断块山和山间盆地；北部断陷成洞庭湖盆地；中部拗陷成众多红层盆地。湘南地区主要为断裂运动，构成南岭主体。第三纪以来，由于新构造运动的影响，省境边缘山地仍缓慢上升，北部洞庭湖区继续下陷，进一步显示出全省现代地貌轮廓的特色。湖南为大陆性中亚热带季风湿润气候。省境距海400公里，受东亚季风环流的影响密切。气候具有三个特点：第一、光、热、水资源丰富，三者的高值又基本同步。湖南4-10月，总辐射量占全年总辐射量的70-76%，降水量则占全年总降水量的68-84%。第二，气候年内与年际的变化较大。冬寒冷而夏酷热，春温多变，秋温陡降，春夏多雨，秋冬干旱。气候的年际变化也较大，极大值与极小值的地区差值比平均值的地区差值大1.29倍，雨量最多年份与最少年份相差1460毫米，最多年几乎为最少年的3倍。第三，气候垂直变化最明显的地带为三面环山的山地。尤以湘西与湘南山地更为显著。湖南年日照时数为1300-1800小时，以洞庭湖为最多，岳阳可达1840小时。湖南热量丰富。年气温高，年平均温度在16-18℃之间。湖南冬季处在冬季风控制下，而东南西三面环山，向北敞开的地貌特性，有利于冷空气的长驱直入，故一月平均温度多在4-7℃之间，湖南无霜期长达260-310天，大部分地区都在280-300天之间。年平均降水量在1200 路线设计2路线设计2.1公路技术标准的确定为了满足经济发展、设计交通量、路网建设和功能的要求，公路必须分等级建设。《公路工程技术标准》（JTGB01—2003），将公路根据功能和适应的交通量分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。一级公路：为供车辆分向、分道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的远景设计年限内年平均日交通量为15000～30000辆。六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的远景设计年限内年平均日交通量为25000～55000辆。2.1.1设计车辆设计车辆是指道路设计所采用的具有代表性的车辆。汽车的行驶性能、外廓尺寸以及不同种类车辆的组成对道路几何设计具有决定作用，对确定路幅组成、车道宽度、平曲线加宽、纵坡大小、行车视距等都与设计车辆有密切关系[1]。按使用目的、结构或发动机的不同，作为道路设计依据的车辆可分为四类：小客车、载重汽车、鞍式列车、铰接车。鞍式列车适用于大型集装箱运输，可作为高速公路、一级公路和有大型集装箱运输公路的设计依据。其车辆外形轮廓如下表2-1。表2-1设计车辆外廓尺寸尺寸车型总长（m）总宽（m）总高（m）前悬（m）轴距（m）后悬（m）鞍式列车162.541.24+8.822.1.2设计交通量设计交通量：设计交通量是指拟建道路到预测年限时所能达到的年平均日交通量，其值根据历年交通观测资料预测求得，目前多按年平均增长率计算确定。————将初始年日交通量换算成小汽车数量：辆/天。各种车型换算系数见下表2-2，初始年交通量见下表2-3.一级公路的设计交通量按20年预测，交通量年平均增长率取γ=8%。计算辆/天。介于15000~30000之间，定此公路为一级四车道。表2-2各车型车型换算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.0≤19座的客车和载质量≤2t的货车中型车1.5＞19座的客车和载质量＞2t的货车大型车2.0载质量＞7t≤14t的货车拖挂车3.0载质量＞14t的货车车型分类代表车型数量（辆/天）小汽车桑塔纳20002200中客车江淮AL6600440大客车黄海DD680480轻型货车北京BJ130510中型货车解放CA50570中型货车沃尔沃N86483202.1.3、设计速度设计速度，是指当气候条件良好、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度。设计速度是决定道路几何形状（如曲线半径、超高、视距）的基本依据,同时还影响车道宽度、中间带宽度、路肩宽度等指标。该一级公路交通量比较大，位于山岭地区，地势起伏较明显、高差大，选取设计速度为80km/h。2.1.4、服务水平服务水平是指车辆在道路上运行过程中驾驶员和乘客所感受到的质量量度。一级公路按二级服务水平设计。2.2路线方案设计2.2.1道路选线的一般原则（1）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。（2）选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，并尽量不占高产田、经济作物田和经济林等。路线应与农田水利建设相配合，有利农田灌溉，尽可能少和农田溉管渠道相交，把路线布置在管道上方非灌溉的一侧或管道的尾部，如果不能避免，要考虑路线开挖对农田水利设施的影响。（3）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，重视原有自然状态和重要历史文物遗址。（4）对不良地质地段和特殊地区，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。（5）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。（6）合理考虑路线与城镇关系。选线应以避为主，并采用较高的技术标准通过。在避绕局部障碍时，要注意线形的连续舒顺。国防公路和高等级公路，一般应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点。又要考虑便于支农运输，便利群众，便利与工矿的联系，做到“靠村不进村，利民不扰民”。（7）处理好路线与桥位关系。特大桥原则上要服从路线总方向并满足桥头接线要求，桥路综合考虑。小桥涵位置应服从路线走向。（8）正确处理新旧路关系。2.2.2选线过程从地形图上看到，根据起终点位置，路线总体成西南-东北走向，路线起终点高差高达70米，起点高终点低，路线较短有三千米左右，平均纵坡很大。第一幅图，起始点处为一片花椒地，北侧为陡峭的山区，南侧稍缓有村庄。第二幅图，中间为山谷较平坦，周围地势较高。从南到北有一条引水渠道，南侧为暗渠，北侧为明渠。与第三幅图连接处为山丘，其东侧山坡为苹果园。第三幅图，南侧地势高且陡，北侧稍缓，偏北侧有一条低等级的沥青道路，路周围有较多的房屋建筑。各幅图上都有较多的坟地。在此地形图上道路选线最主要的问题为利用地形克服高差。（1）正线选线过程1）所设计的道路为北线，选线时，使路线尽量靠北。从起点开始线路往东北方向走，主要考虑以下因素：①由于北侧很高，如果路线再往北偏，路线的开挖将会大幅度增加。②若起始段路线抬高太多，会导致后面在更短路线形成更大高差，对车辆行车不利。从JD1始，路线往北偏，在K0+904处穿越垭口。考虑因素：①此垭口在北侧山脉中高程最低，低标高垭口克服高度小，可以缩短路线或采用较平缓的坡度，既节省投资又降低运营费用。②此处垭口，山体较薄，有利于减小开挖量。③垭口东侧，地势较平坦，有利于展线。④为了使路线尽量与引水渠道正交，JD2定的位置比较靠上。从JD2往下走，地势较缓和，到JD3再往北穿越垭口。K1+880处的垭口在同位置处最低，是路线的主要控制点，必经之地。考虑因素与2)一样，虽然占用了部分苹果园，但避免了道路绕远和大挖方，可以减少造价。并避开了部分坟地。JD3和终点之间的路段，尽量与引水渠道正交，并避开房屋建筑，避免拆迁，减少拆迁费用。在路线与引水渠道相交处，挖方超过14米，可以考虑做高架引水渠道，净高符合一级公路净高为5米得要求。比选路线的选线过程比选路线的选线原则与正线的选线原则相同,比选路线选择利用原有旧路的一部分，并在起始段绕过垭口，从终点往起始点选线。从终点开始沿原有旧路直走。尽量避开坟地和避免从土岗中间直穿。为了从低垭口处穿过，JD4往西路线往北偏斜，但仍然不能避免从苹果园中穿过。穿过垭口后，路线基本沿等高线走，长直线避开北侧高山，减小开挖量。JD3到JD2之间的长直线使路线往南偏了很多，为使路线整体靠北，从JD2到起点这一段选择较缓和的地势尽量向北侧偏，避开坟地和少占用花椒地。尽量使起始段不爬坡或少爬坡，防止后面的纵坡过大。由于路线较短，所以考虑将两条路线的平面设计和纵坡设计都进行计算，最后综合道路平面线形和纵坡进行路线方案的比选，从而选出最优方案。2.3路线平面设计道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理的确定平面线形三要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调[1]。2.3.1.平面线形设计的一般原则（1）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。（2）保持平面线形的均衡与连贯。（3）只有在地形特别困难，自然展线无法争取到需要的距离以克服高差，或因地质条件而无法采取自然展线时，在低等级道路上才可以采用回头曲线。（4）平曲线应有足够的长度。曲线长度过短，使得驾驶员操作方向盘困难；乘客的生理和心理感受不好。对于设计车速为80km/h的一级公路平曲线的最小长度的一般值为400m，极限值为140m。2.3.2直线设计直线以最短的距离连接两目的地，具有路线短捷、缩短里程和行车方向明确的特点。视距良好，易于排水。但从行车的安全和线形的美观来看，过长的直线，线形呆板，行车单调，容易使驾驶员产生疲劳感，也容易发生超车和超速行驶。采用直线线形时应该特别注意直线同地形的关系，在运用直线线形并决定其长度时，必须采取严谨的态度，不宜采用过长的直线。在我国，根据经验，直线的最大长度，在城镇及其附近或其他景色有变化的地点大于20V是可以接受的。但是直线的距离也不能过短，特别是同向曲线和反向曲线之间不能设置过短的直线。同向曲线是指两个转向相同的圆曲线之间用直线或缓和曲线或径相连接而成的平面线形。其中间直线长度就是指前一曲线的终点至后一曲线的起点之间的长度。当此直线的长度很短的时候，在视觉上容易形成直线与两端曲线构成反弯的错觉，使整个线形缺乏连续性，形成所谓的“断背曲线”。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定，当计算行车速度≥60km/h时，同向曲线间直线最短长度以不小于设计行车速度的6倍（以m计）为宜；反向曲线是指两个转向相反的圆曲线之间用直线或缓和曲线或径相连接而成的平面线形。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定，当计算行车速度≥60km/h时，反向曲线间直线最短长度以不小于设计行车速度（以m计）的2倍为宜；当曲线两端设有缓和曲线时，也可以直接相连，构成S形曲线[2]。2.3.3圆曲线半径设计圆曲线半径是圆曲线的主要技术指标。汽车在圆曲线上行驶时，半径越小离心力越大，驾驶员操作困难，对行车不利。所以在选择圆曲线半径时应尽可能选择较大的值。圆曲线半径有最大半径和最小半径的要求《公路路线设计规范》（JTGD20—2006），规定最大半径不超过10000m。最小半径只有在地形困难时才采用，根据行车速度的不同而不同。对于80km/h的一级公路，《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定其极限最小半径为250m，一般最小半径为400m[2]。2.3.4.缓和曲线设计缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。因车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过度行驶，缓和曲线要有足够的长度，以使驾驶员能从容的打方向盘、乘客感觉舒适、线形美观流畅、圆曲线上的超高和加宽的过渡也能在缓和曲线段完成。《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）规定了各级公路缓和曲线的最小长度[2]。对于80km/h的一级公路，缓和曲线最小长度的一般值为100m，最小值为70m。2.3.5.平面要素组合类型（1）基本型曲线如下图2—1，按直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线的顺序组合的线形。适用场合：交点间距不受限。从线形的协调性出发，宜将回旋线、圆曲线、回旋线之长度比设计成1：1：1～1:2:1。并注意满足设置基本型曲线的几何条件：2β≤α（2.2）式中：α—路线转角（°）β—回旋线角（°）图2-1基本型曲线S形曲线（见下图2-2）两个反向圆曲线用两段回旋线连接的组合。适用场合：交点间距受限（交点间距较小）。①S形相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。当采用不同的参数时，A1与A2之比应小于2.0，有条件时以小于1.5为宜。②在S形曲线上，两个反向回旋线之间不设直线，是行驶力学上所希望的。不得已插入直线时，必须尽量地短，其短直线的长度或重合段的长度应符合下式（2.3）：（2.3）式中：l—反向回旋线间短直线或重合段的长度。③S型两圆曲线半径之比不宜过大，宜为：R2/R1=1～1/3。图2-2S形曲线示意图2.3.6平面线形要素组合计算计算图示如下图2-3所示：切线增长值：（2.4）内移值：（2.5）缓和曲线角：（°）（2.6)切线长：(2.7）平曲线长：（2.8）外距：（2.9）切曲差：（2.10）式中：—转角(度)；—缓和曲线长(m)；—圆曲线半径(m)。图2-3平曲线要素图示2.3.7主点桩号计算以交点里程桩号为起算点：(2.11)(2.12)(2.13)(2.14)(2.15)2.3.8路线设计图路线设计图见下图2-4，实线为正线，虚线为比选路线。正线：JD1、JD2、JD3三个交点之间的距离比较近，若设置基本型曲线，则曲线之间的直线距离不能满足2V的要求，所以在JD1、JD2、JD3之间设置连续的两个S形曲线，S形中间不设直线。JD4设置基本型曲线。比选路线：JD1、JD2之间的直线长度比较短，设置S形曲线。JD3、JD4之间设置S形曲线。JD4JD1JD2JD1JD3JD2JD3图2-4路线设计图2.3.9.平曲线要素及主点桩号计算示例以正线JD4为例=31°，R=600米，Ls=120米，JD4=K2+162.912。（1）平曲线要素计算主点桩号计算验算：其他交点具体计算结果见附表Ⅰ直线、曲线、转角表。2.3.10回旋线与圆曲线长度比、S形参数比正线回旋线与圆曲线长度比、S形参数比（见下表2-5）表2-5正线回旋线与圆曲线长度比交点半径R(m)缓和曲线LS（m)参数A圆曲线长LR（m)LS：LR：LSJD1700121.157291.2196.4931：1.62:1JD2400110209.8207.6501:1.89:1JD3400111.727211.4216.3951:1.94:1JD4600120268.3204.6311:1.71:1A1/A2=291.2/209.8=1.39A3:A2=211.4/209.8=1Ls：Lr：Ls在1：1:1～1:2:1之间，A1：A2≤1.5。均符合要求(2)比选路线回旋线与圆曲线长度比、S形参数比（见下表2-6）A1/A2=256.9/233.5=1.10A4/A3=340.3/312.2=1.09s：Lr：Ls在1：1:1～1:2:1之间，A1：A2≤1.5。均符合要求表2-6比选路线回旋线与圆曲线长度比交点半径R(m)缓和曲线LS（m)参数A圆曲线长（m)LS：LR：LSJD1550120256.9167.9761:1.40:1JD2400136.268233.5142.9851:1.04:1JD3750130312.2157.9791：1.21:1JD4900128.648340.3169.7271:1.32：12.3.11.平曲线的敷设平曲线的敷设主要是指圆曲线和缓和曲线的敷设。在曲线敷设之前，需要在已选定的路线上标上桩号。曲线敷设的方法是采用切线支距法。在ZH点建立坐标系，坐标系的X轴方向与ZH点处的直线同向，Y轴垂直于X轴。然后每隔20m（以桩号计）计算一个点的坐标。对于缓和曲线，坐标计算的公式如下：（2.16）（2.17）对于圆曲线，坐标计算的公式如下：（2.18）（2.19）（2.20）具体计算结果见附表Ⅱ逐桩坐标表。2.4纵断面设计路线的纵断面是指沿着公路中线竖直剖切然后展开的线。把公路的纵断面图与平面图结合起来,就能准确地定出公路的空间位置。纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线,它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化情况；另一条设计线是一条具有规则形状的几何线，反映了公路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘高程作为路基设计高程。2.4.1纵坡设计的一般要求（1）纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）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。合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。（3）纵坡设计应对沿线地面、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）一般情况下山岭重丘区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，降低造价和节省用地。（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。交叉处前后的纵坡应平缓一些。在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。2.4.2.纵坡（1)最大纵坡：是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。各级公路最大纵坡见下表2-7。表2-7各级公路最大纵坡设计速度（km/h）1201008060403020最大纵坡（%）3456789(2)理想最大纵坡：是指设计车型在油门全开的情况下，持续以希望速度等速行驶所能克服的坡度。(3)不限长度最大纵坡：是指设计车型在油门全开的情况下，持续以容许速度等速行驶所能克服的坡度。容许速度一般为设计速度的1/2～2/3（高速路取低限，低速路取高限）。（4）最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。最小纵坡值：0.3%，一般情况下0.5%为宜。（5）最小限制坡长：最小坡长规定汽车以设计速度的9～15S的行程为宜。80km/h的公路，最小坡长一般值为250m，最小坡长最小值为200m。（6）最大坡长限制：指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。各纵坡坡长限制见下表2-8。表2-8设计速度80km/h时纵坡长度限制表纵坡坡度（%）坡长（m）31100490057002.4.3纵坡设计的步骤（1）准备工作：在坐标纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。（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，平面交叉和立体交叉点，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。变坡点一般要调整到10m的整桩号上。（7）《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）规定，连续上坡(或下坡)时，应在不大于规定的纵坡长度范围内设置缓和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3％，其长度应符合纵坡长度的规定[3]。若地形限制不严，当设计速度≥60km/h时缓和路段宜小于2%，其长度为设置竖曲线后的直线段的长度。2.4.4竖曲线纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车用一段曲线来缓和，称为竖曲线。（1）竖曲线半径在不过分增加工程量的情况下，竖曲线设计时宜选用较大的竖曲线半径，获得平顺且连续的纵断面线形。《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）规定，当设计速度为80km/h时，凸竖曲线最小半径的一般值是4500m，极限值是3000m[3]。凹型竖曲线最小半径的一般值是3000m，极限值是2000m。竖曲线最小长度的极限值是70m，最小长度一般值为170米。（2）竖曲线要素计算（图示见下图2-5）计算公式如下：（2.21）（2.22）（2.23）（2.24）式中：—两纵坡段的坡差(%)；L—竖曲线长度(m)；T—切线长度(m)；E—外矩(m)；R—竖曲线半径(m)。图2-5竖曲线要素图示2.4.5竖曲线计算示例（其他竖曲线计算见附表Ⅲ竖曲线表）以正线桩号K0+640处变坡点为例进行计算，边坡点桩号478m，i1=2.656%，i2=-4.0%，竖曲线半径R=4600m。竖曲线要素计算坡差，为凸形。曲线长切线长外距计算设计高程竖曲线起点桩号竖曲线起点高程桩号K0+500处:横距竖距设计高程。其他各桩号计算见下表2-9。表2-9竖曲线其他各桩号竖曲线计算表桩号横距x（m）竖距h（m）设计高程（m）K0+52033.0880.119474.694K0+54053.0880.306475.038桩号横距x(m)竖距h(m)设计高程(m)K0+56073.0880.581475.294K0+58093.0880.942475.464K0+586.78599.8731.084475.503K0+600113.0881.390475.548K0+620133.0881.925475.544K0+640153.0882.547475.453K0+660173.0883.256475.275K0+680193.0884.052475.010K0+685.032198.1204.266474.930K0+700213.0884.935474.659K0+720233.0885.905474.220K0+740253.0886.962473.694K0+760273.0888.106473.081K0+780293.0889.337472.381K0+783.278296.3669.547472.258K0+793.088306.17610.190471.8762.4.6平、纵线形组合设计（1）平纵线形组合原则①应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。②注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调。③选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。④应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。(2)平纵线形组合的基本要求①平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线②平曲线与竖曲线大小应保持均衡2.4.7拟建路线纵坡设计成果(1)正线坡度坡长见下表2-9表2-9正线坡度坡长表变坡点位置纵坡大小（%)变坡点距离(m）起点K0+6402.656640K1+520-4880K2+380-2860终点-4.99692.891比选路线坡度坡长见下表2-10表2-10比选路线坡度坡长表变坡点位置纵坡大小（%)变坡点距离(m）起点K0+7602.500760K1+460-4.929700K2+500-2.7881040终点-4.632550.5022.5路线比选路线方案的选择是路线设计中最根本的问题，目的是合理的解决设计道路的起讫点和路线走向。路线方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到公路在路线网中是否能起到应有的作用[3]。2.5.1影响路线方案选择的主要因素影响路线方案选择的因素很多，应综合考虑以下主要因素：（1）路线在政治、经济、国防上的作用，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针的体现。（2）路线在铁路、公路、水运、航空等综合交通运输体系中的作用，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。（3）沿线自然条件的影响。（4）设计道路的主要技术标准（如最大纵坡）和施工条件（对困难山区）的影响。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，结合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，通过多方案的比较，精心选择，提出合理推荐方案。2.5.2路线方案选择方案比较项目见下表2-11（1）正线方案优点：①拆迁量小，拆迁费用低；②填挖与比选方案相比较平衡；③“靠村不进村”,减少了高速行车对居民的影响；④连续下坡路段的缓和坡段坡度小，有利于行车；⑤高架引水渠道少，造价低；⑥竖曲线半径大，纵断面线形好；⑦路线更靠北，贴合北线设计。缺点：填挖量比较大，靠近终点处挖方多表2-11两方案比较比较项目正线方案比选方案路线长度/km3072.8913050.502平曲线最小半径（m）400400最大纵坡（%0-4.99-4.929最小竖曲线半径(m)凸形46004500凹形150008000路基填挖最大开挖（m）33.4033.6最大填深（m）17.8818.27工程数量建筑物拆迁量（m2）90440高架引水渠道/座12涵洞/道10（2）比选方案优点：①利用原有道路，路基条件较好；②靠近终点路段填挖小，靠近村庄有利于居民出行。缺点：①路线沿线需要拆迁440②高速行车对附近居民造成噪音和大气污染大，同时需要增加声屏障等交通设施；③由于原有旧路比较窄，利于旧路可能造成基础沉降不均匀；④旧路北侧边坡比较陡，开挖量稍大；⑤从纵断面整体来看，填挖量不平衡，挖的多填的少；⑥需要建两座高架引水渠道，造价大；⑦从纵坡看，连续下坡路段的缓和坡段坡度比较大，对行车安全不利。由上表可以看出，两路线方案在技术指标上相差不多，但从工程造价、汽车行驶特性、道路维修养护及对居民影响上看，正线方案明显优于比选方案，因此推荐正线方案。2.6横断面设计2.6.1横断面组成一般组成：如下图2-6所示（1）行车道：公路上供各种车辆行驶车道，有快、慢车道。（2）路肩：位于行车道外缘，具有一定宽度的带状结构部分。（3）中间带：高速公路及一级路中用于分隔对向车辆的组成部分。2.6.2行车道宽度行车道是道路上供各种车辆行驶部分的总称，包括快车道和慢车道，在一般公路和城市道路上还有非机动车道。行车道的宽度要根据车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度来确定。图2-6横断面图2.6.2行车道宽度行车道宽度应该满足车辆行驶的需要，双车道公路应满足错车、超车行驶所必须的余宽，四车道公路应满足车辆并列行驶所需的宽度。具体尺寸见下表2-12.表2-12行车道宽度公路等级一级公路计算行车速度（km/h）1008060车道数（条）64644车道宽度（m）3.753.753.753.753.5行车道宽度（m）2×11.252×7.52×11.52×7.52×7.0本道路属于一级公路，根据设计车速和车道数，行车道宽度采用2x7.5m2.6.3路肩行车道外缘至路基边缘之间的带状部分成为路肩。其作用在于：①保护支撑路面结构。②供临时停车之用。③作为侧向余宽一部分，增加驾驶的安全和舒适感。这对保证设计车速是必要的。尤其在挖方路段，还可以增加弯道视距，减少行车事故。④提供道路养护作业、埋设地下管线的场地⑤对未设人行道的道路，可供行人及非机动车使用。本道路属于一级公路，设计时速80/h，硬路肩取2.5m，土路肩取0.75m。2.6.4路拱为了迅速排除路面上的雨水，采用中间高两边低的直线型路拱。为有利于路面排水，沥青混凝土路面路拱坡度采用2%，土肩横坡为3%。2.6.5边沟边沟是路基两侧布置的纵向排水沟。设置于挖方和低填路段，路面和边坡水汇集到边沟后，通过跌水井或急流槽引到桥涵进出口处或通过排水沟引到路堤坡脚以外，排出路基。设计路线的边沟的断面形式依据《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）采用梯形。边沟底宽与深度设置为0.6m，内侧边坡设计为1：1。2.6.6边坡路堤的边坡坡度，应根据填料的物理力学性质、气候条件、边坡高度以及基底的工程地质与水文地质条件进行合理的选定。拟建公路地处地势崎岖的山岭地区，石质为弱风化的石灰岩，花岗岩等，土质为黏土。路堤边坡采用1:1.5的坡度，路堑边坡取为1：0.5。2.6.7超高（1）为了抵消曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的超高形式。当设计时速80Km/h，路线设计中平曲线的半径R<2500m时，必须设置超高段。设计中JD1、JD2、JD3、JD4处半径均小于2500（2.24）(2.25）表2-13圆曲线超高表交点半径R（m）μIh(%)JD17000.0393.3JD24000.0606.6JD34000.0606.6JD46000.0424.2（2）超高过渡方式本道路设有中间带，采用绕中央分隔带边缘旋转的方式进行超高过渡。图示如下：图2-7超高过渡方式（3)超高缓和段： 由直线段的双向横坡断面渐变到圆曲线段全超高的单向横坡断面，其间必须设超高缓和段,公路超高缓和段长度按下式计算：（2.26)式中：Lc—超高缓和段长度(m)；B—旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度。本设计中取8.5m—超高坡度与路拱坡度代数差(%)；p—超高渐变率，采用1/150；超高缓和段长度确定主要从两个方面来考虑：一是从行车舒适性来考虑，缓和段长度越长越好；二是从横向排水来考虑，缓和段长度短些好。确定缓和段长度Lc时应考虑一下几点：①一般情况下，取Lc=Ls(缓和曲线长度），即超高过渡段在缓和曲线全长范围内进行。②若Ls＞Lc，但只要横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时，超高渐变率P≥1/330,仍取Lc=Ls。（4）绕中央分隔带边线旋转超高值计算,见下表2-14。表2-14绕中央分隔带边线旋转超高值计算超高位置计算公式X距离处行车道横坡值备注外侧C计算结果为与设计高之差设计高程为中央分隔带外侧边缘D点的高程x=Lc时为圆曲线上的超高值D0内侧C0D（5）S形曲线间的超高过渡由一个曲线的全超高过渡到另一个曲线方向的全超高，中间的过渡应是面到面得过渡，在过渡中指出现一次零坡断面，并且在整个过渡过程中，横断面始终是单坡断面[4]。超高渐变率P1（或P2）≥1/330时，反向曲线间的超高过渡采用采用如下图2-8所示的超高过渡方式图2-8S形曲线超高过渡方式①超高渐变率（2.27）（2.28）式中:hC1曲线1路面外缘最大抬高值（m）h"C1--曲线1路面外缘最大降低值（m）hc2曲线1路面外缘最大抬高值（m）h"c2--曲线1路面外缘最大降低值（m）Lc超高过渡段长度（m）(2.29)P1曲线1内侧（曲线2外侧）的超高渐变率P2曲线2内侧（曲线1外侧）的超高渐变率②零坡断面位置计算(2.30)式中：x0零坡断面距曲线1的YH点的距离（m）③任意点超高值计算见下表2-15表2-15S形曲线超高计算表超高位置超高值行车道横坡（ix）备注内侧（Δh")x为距曲线1YH点的距离计算结果为与设计高之高差。3、x'=Lc-x中线（Δh')外侧（Δh）（6）中间带中间带由两侧路缘带及中央分隔带组成。中央分隔带的表面形式采用凸型。为便于养护作业和某些车辆在必要时驶向反向车道，中央分隔带应按一定距离设置开口部。间距取为2000m超高计算示例以正线JD4为例进行计算。R=600m，Ls=120m,ZH=K2+162.912,路拱坡度2%，土路肩横坡3%。(D中央分隔带外缘，C右侧路缘带外缘，B硬路肩外缘，A土路肩外缘）①计算超高值②确定确定超高缓和段长缓和曲线Ls=120m＞Lc=79.05m。取Lc=120m时，横坡从路拱坡度过渡到超高横坡时的超高渐变率：＞取Lc=Ls=120，p即为1/227.7。③桩号K2+200处,距ZH点长度外侧横坡值D点与设计高之差为0C点与设计高之差B点与设计高之差A点与设计高之差内侧横坡值D点与设计高之差为0C点与设计高之差B点与设计高之差A点与设计高之差④土路肩超高内侧土路肩在超高缓和段起点以前变为2%，与路面横坡相同。内侧土路肩坡度过渡段长度：⑤其它桩号的计算结果见下表2-16表2-16曲线超高值计算桩号X(m)内宽(m)外侧(m)ABCDABCDK2+24077.088-0.384-0.358-0.29000.1850.2080.1680K2+280117.088-0.467-0.436-0.35300.4020.4250.3440K2+320圆曲线上-0.473-0.441-0.35700.4190.4410.3570K2+360圆曲线上-0.473-0.441-0.35700.4190.4410.3570K2+400圆曲线上-0.473-0.441-0.35700.4190.4410.35702.6.8行车视距验算行车视距定义：汽车在行驶中，当发现障碍物后，能及时采取措施，防止发生交通事故所需要的必须的最小距离。一级公路采用停车视距，停车视距可分为反应距离、制动距离、安全距离三部分。时速80km/h的停车视距为110米。视距计算中需确定目高和物高。目高（视线高）：是指驾驶人员眼睛距地面的高度，规定以车体较低的小客车为标准，采用1.2m。物高：路面上障碍物的高度，0.10m。对纵断面的凸形竖曲线以及下穿式立体交叉凹形竖曲线的视距，在规定竖曲线最小半径时已经考虑，只要满足规定的竖曲线半径，亦满足了竖曲线视距的要求。所以，在视距检查中，应重点检查路线平面上的“暗弯”，即平曲线内侧有树林、房屋、边坡等阻碍驾驶员视线的平曲线。视距曲线是指驾驶员视点轨迹线每隔一定间隔绘出一系列与视线相切的外边缘线。在视距曲线与轨迹线之间的空间范围，应保持通视，如有障碍物则要予以清除。在弯道各点的横断面上，驾驶员视点轨迹线与视距曲线之间的距离叫横净距，用h表示。横净距计算示例：JD4处，半径R=600m，缓和曲线长l=120m，转角α=31°，曲线长L=444.631m，圆曲线长Lˊ=204.631m，视距S=110m。（Rs曲线内侧视点轨迹线的半径，其值为未加宽前路面内缘的半径加上1.5m；γ视线所对应等的圆心角)。计算图示如图2-10。计算:。岩石路堑边坡坡度为1:0.5，离路面高度1.3m处（驾驶员视点离地面1.2m加上物高0.1m），边坡离坡脚的水平距离为m；坡脚离路基边缘有1m的碎落台和1.8m的边沟；土路肩宽度为0.75m；。所以能保证视距要求，不用特意开挖视距台。图2-10横净距计算图2.6.9填挖方计算（1）横断面面积计算横断面面积计算采用条分法，如下图2-11所示，将横断面按单位横宽划分为若干个梯形与三角形，每个小块的近似面积为：（2.31）则横断面面积：(2.32)图2-11积距法示意图（2）土石方数量计算假定横断面之间为一棱柱体，其体积的计算公式为：(2.32)式中：—相邻两断面的面积L—相邻两断面的距离具体土石方量见附表Ⅳ土石方数量表。以K1+400～K1+440为例，计算土石方量。K1+400处横断面面积K1+440处横断面面积K1+400～K1+440路段填方量路基路面设计3路基路面设计3.1概述3.1.1路基路面工程的特点路基路面是道路的主要工程结构物。路基是在天然地表面按照道路设计的线形和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺展而成的层状结构物。路基是路面结构的基础，坚强而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要保证，而路面结构层的存在又保护了路基，使之避免了直接经受车辆和大气的破坏作用，长期处于稳定状态。路基路面相辅相成，实际上是不可分离的整体[5]。3.1.2路基路面应具备的性能为了保证公路最大限度的满足车辆运行的要求，提高车速、增强安全性、舒适性，降低运输成本和延长道路使用年限，要求路基路面具有下述一系列性能。(1)承载能力行驶在路面上的车辆，通过车轮把荷载传给地面，由路面传给路基，在路基路面结构内部产生应力、应变、位移。如果路基路面结构整体或某一组成部分的强度或抗变形能力不足以抵抗这些应力、应变及位移，则路面会出现断裂，路面表面会出现波浪或车辙，路基路面结构会出现沉陷，使路况恶化，服务水平下降。因此要求路基路面结构整体及其各组成部分都具有与行车荷载相适应的能力。(2)稳定性在天然地表面建筑的道路结构物改变了地表自然的平衡，在达到新的平衡之前，道路结构物处于一种暂时的不稳定状态。新建的路基路面结构袒露在大气中，经受大气温度、降水与温度变化的影响，结构物的物理、力学性质随之发生变化，处于另外一种不稳定状态。路基路面结构能否经受这种不稳定状态，而保持工程设计所需要的几何状态及物理力学性质，称为路基路面的稳定性。(3)耐久性路基路面工程投资大，从规划、设计、施工至建成通车需要较长的时间，对于这样的大型工程都应有较长的使用年限。(4)表面平整度路面表面平整度是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要使用性能。不平整的路表面会增大行车阻力，并使汽车产生附加的震动回应。这种震动回应会造成行车颠簸，影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适。同时，震动回应还会对路面施加冲击力，从而加剧路面和汽车机件的损伤和轮胎的磨损，并增加油料的消耗，不平整的路面还会积水，加速路面的破坏。因此，为了减少震动冲击力，提高行车速度，增加行车舒适性，路面应保持一定的平整度。(5)表面抗滑性能路面表面要求平整，但不宜光滑，汽车在光滑的路面上行驶，车轮与路面之间缺乏足够的附着力和摩擦力。雨天高速行车、紧急制动，或爬坡、转弯时，车轮也易产生空转或打滑，致使行车速度降低，油料消耗增多，甚至引起严重的交通事故。所以，路面表面应具有一定的抗滑性能。3.2路基设计3.2.1路基设计的一般要求路基承受行车荷载作用，主要是在应力作用区，其深度一般在路基顶面以下0.8米范围以内。这部分路基可视为路面结构的路床，其强度与稳定性要求，应根据路基路面综合设计的原则确定。为了确保路基的强度与稳定性，使路基在外界因素作用下，不致产生过量的变形，在路基的整体结构中还必须包括各种附属设施，其中有路基排水，以及其他与路基工程直接相关的设施。由于路基标高与原地面标高有差异，且各路段岩土性质的变化，各处附属设施的布置不尽相同，因此各路段的路基横断面形状差别很大。路基横断面形式的决定和各项附属设施的设计，同是路基设计的内容。3.2.2路基的类型与构造由于填挖情况的不同，路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。路堤是指全部用岩土填筑面成的路基，路堑是指全部在天然地面开挖面成的路基，此两者是路基的基本类型。当天然地面横坡大，且路基较宽，需要一侧开挖而另一填筑时，为填挖结合路基，也称为半填半挖路基，填挖结合是路基横断面的主要形式[5]。（1）路堤按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.0～1.5m者，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1．5～18m范围内的路堤为一般路堤。（2）路堑路堑常见的横断面形式有全挖路基、台口式路基及半山洞路基。挖方边坡可视高度和岩土层情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚处设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流。路堑的上方应设置截水沟，以拦截和排除流问路基的地表径流。挖方弃土可堆放在路堑的下方。边坡坡面易风化时，在坡脚处设置0.5～1.0m的碎落台，坡面可采用防护措施（3）半填半挖路基位于山坡上的路基，通常取路中心的标高接近原地面标高，以便减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，形成半填半挖路基，若处理得当，路基稳定可靠，是比较经济的断面形式。3.2.3路基宽度路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。路基占用土地，是公路通过农田或用地受限制地区时的突出问题，建占地必须综合规划，统筹兼顾，讲究经济效益，农业与交通相互促进，根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)规定，80km/h的一级公路4车道路基宽度一般值为24.5m。3.2.4路基边坡坡度路堤和路堑的边坡，都应有一定的坡度，以保持路基的稳定。路基边坡坡度的大小取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。拟建公路地处山岭重丘区，公路沿线有大量的天然石料和路堑开挖的废石方可以用以填筑路堤，填石路堤应由不易风化的较大石块砌筑，边坡坡度一般可用1:1。由于路基较高，拟建公路选用1:1.5的路堤边坡。路堑为岩石路堑，路堑边坡岩体类型为Ⅰ类弱风化，路堑边坡取为1：0.5[6]。3.2.5路基压实路基填土需分层压实，使之具有一定的密实度。土质路堑开挖至设计标高后，需检验路基顶面工作区内天然状态土的密实度，若密实度通常低于设计要求，应在挖开后再分层压实，使之达到一定的密实度。分层压实的路基顶面能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用产生的压密变形，确保路面的使用质量和使用寿命。从路基的实际工作状态分析，路基顶面约150cm范围内的土层，较强烈的感受到行车荷载的反复作用以及水温的反复干湿和冻融作用。在路堤下层上述影响小,但是土体的自重力和地下水或地面滞水的毛细作用影响较大。高路堤的中部，各项因素的影响都不严重。因此，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。试验法分轻型与重型两种。重型击实试验法单位击实功为轻型的4.5倍，适用于高速公路、一级公路、二级公路。公路路堤除了80cm深度的路床土之外，以下部分的路基一律按重型击实实验法求得的最大干密度控制压实度。强度和压实度要求见下表3-1表3-1一级公路路堤填土最小强度和压实度要求表类别路面底面以下深度（m）压实度（%）填土最小强度（CBR）（%）上路床0～0.3≥968下路床0.3～0.8≥965上路堤0.8～1.5≥944下路堤1.5以下≥9333.3路基稳定性分析验算路基边坡的稳定性涉及岩土性质与构造、边坡高度与坡度、工程质量与经济等多种因素。一般情况下，对于边坡不高的路基，例如不超过8米的土质路基、不超过12米的石质路基边坡，可按一般路基设计，采用规定的坡度值，不做稳定性验算。地质与水文条件复杂、高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性的分析验算，据此选定合理的边坡坡度及相应的工程技术措施[5]。路基边坡稳定性的力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取两者之比为稳定系数K。3.3.1路堑边坡稳定性验算拟建公路路堑边坡为石质，结构面类型为硬性结构面，结构面结合程度较好，按直线滑动面的解析法验算挖方最高处的边坡稳定性。已知挖方边坡：摩擦角=30°，重度γ=25.48KN/m3，黏结力c=100kPa，H=32米，采用边坡1:0.5。（α路基边坡角，f摩擦系数）验算：,,。该路基边坡稳定。3.3.2路堤边坡稳定性验算一般来说土具有一定的黏结力，因此边坡滑动面多呈现曲面，通常假定为圆弧滑动面。按圆弧滑动面条分法的表解法验算最高路堤的边坡稳定性。已知路堤边坡：内摩擦角=20°，黏聚力c=40，重度γ=18KN/m3，边坡坡度为1:1.5，H=17.86。验算：查表得五个圆心的A与B值，。由式：计算结果见下表3-2。表3-2表解法计算结果表项目圆心Q1Q2Q3Q4Q5A3.062.51B6.2310.10K1.8891.7311.6691.7251.875该路基边坡稳定。3.4边坡防护与加固3.4.1植物防护(1)一般路段采用植物防护。路基填土高度H≤8m时，采用草坪网布被防护，为防止雨水对土路肩边缘的冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm，铺到边沟内侧为止。对于H>8m的路堤边坡和H<12m的路堑边坡，采用菱形水泥混凝土空心块植物护坡，空心预制块的混凝土强度不应低于C20，厚度不应小于150mm。空心预制块内应填充种植土，喷播植草。植物防护主要是在土质适宜的地方种草。宜采用易成活、生长快、根系发达、叶茎矮或有匍匐茎的多年生草种，同时几种草籽混种。(2)对于H>12m的路堑边坡，采用锚杆混凝土框架植物防护。锚杆采用非预应力的全长粘结型锚杆，锚杆保护层厚度不应小于20mm。框架应采用钢筋混凝土，混凝土强度不应低于C25，框架内宜植草。锚杆混凝土框架植草防护是近年来在总结了锚杆挂网喷浆（混凝土）防护的经验教训后发展起来的，它既保留了锚杆对风化破碎岩石边坡主动加固作用，防止岩石边坡经开挖卸荷和爆破松动而产生的局部楔型破坏，又吸收了浆砌片石（混凝土块）骨架植草防护的造型美观、便于绿化的优点。3.4.2挡土墙设置（1）挡土墙设置一般规定①挡土墙类型应综合考虑工程地质、水文地质、冲刷深度、荷载作用情况、环境条件、施工条件、工程造价等因素②在勘察设计阶段，应对挡土墙地基基础进行综合地质勘察，查明地基地质条件和地基承载能力。设计中应分析预测挡土墙对环境产生的影响，确定必要的环境保护方案和植物措施；在施工阶段应采用合理施工方法，尽量减少对环境和相邻路基段的不利影响。③挡土墙可采用锥坡与路堤连接，墙端应伸入路堤内不应小于0.75m，锥坡坡率宜与路堤边坡一致，并宜采用植草防护措施。挡土墙端部嵌入路堑原地层的深度，土质地层不应小于1.5m；风化软质岩层不应小于1.0m；微风化岩层不应小于0.5m。④应根据挡土墙墙背渗水量合理布置排水构造。具有整体式墙面的挡土墙应设置伸缩缝和沉降缝。⑤挡土墙墙背填料宜采用渗水性强的砂性土、砂砾、碎（砾）石、粉煤灰等材料，严禁采用淤泥、腐殖土、膨胀土，不宜采用粘土作为填料。在季节性冻土区，不应采用冻胀性材料做填料。⑥路肩式挡土墙的顶面宽度不应占据硬路肩、行车道及路缘带的路基宽度范围，并应设置护栏。（2)挡土墙设置位置及形式K1+800～K2+40路段，挖方比较大，山坡陡峻，为了减少挖方数量，降低边坡高度，避免因开挖而失去稳定，节约道路用地、少占果园，在此路段内设置路堑挡土墙。K1+800～K2+40路段直线路段，横坡较小，选用仰斜式更经济。所以，在K1+800～K2+20路段，采用仰斜重力式路堑挡土墙，5号浆砌片石，墙背斜度采用1:0.25，墙面斜度用1:0.25，墙顶宽度80cm，墙高12米，挡土墙基础顶面低于路堑边沟地面0.8m。在墙身竖向每间距3m设置一排10cm×10cm的泄水孔，横向间距3m，最下排泄水孔的底部高出地面0.5m。泄水孔的进水侧设置反滤层，厚度0.3m。最下排泄水孔的底部设置隔水层。沿墙身每隔15m设置伸缩缝。3.5路面结构设计3.5.1设计原则（1）路面设计应认真做好现场资料收集，查明路基干湿类型。（2）在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、节约投资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。（3）应结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广。（4）设计方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施工中废弃料的处理，积极推动旧面层和基层的再生利用，应保护施工人员的健康和安全。3.5.2设计步骤（1）根据设计任务书的要求，进行交通量分析，确定路面等级、计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉。（2）按路基土类的干湿类型，确定各路段土基回弹模量值。（3）拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比实验，测定各结构层的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。（4）根据设计弯沉值计算路面厚度。对沥青路面混凝土面层和基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求，如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。3.5.3交通量分析表3-3交通量表代表车型日交通量(辆/天）前轴重KN后轴重KN后轴数后轴轮组数后轴距m桑塔纳20002200江淮AL660044017.026.5120黄海DD68048049.091.5120北京BJ13051013.427.4120解放CA5057028.768.2120沃尔沃N864832055.5120.0120一级沥青路面设计年限为15年，交通量年平均增长率γ=8%。（1）标准轴载作用次数作用在路面上的交通荷载是由不同轴载重量组成的，每一级轴载对路面都产生不同的损坏程度。通常按照疲劳等效的原则将不同重量的轴载等效换算成标准轴载。标准轴载的各种参数见下表3-4。表3-4标准轴载的计算参数标准轴载BZZ-100标准轴载P(KN)100轮胎接地压强p(MPa)0.70单轮传压面当量圆直径d(cm)21.30两轮中心距(cm)1.5d①以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于40kN的各级轴载(包括车辆的前后轴)P1的作用次数n1，均换算成标准轴载P的当量次数N：（3.1)式中：N—标准轴载的当量轴次，(次/日)；—被换算成车型的各级轴载作用次数，(次/日)；P—标准轴载，(KN)；P1—被换算成车型的各级轴型，(KN)；C1—轴载系数；C2—轮组系数，单轮组6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴载计算，此时轴载系数为1；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算：(3.2)m轴数计算结果见下表3-5表3-5标准轴载当量次数表车型C1C2niPi江淮AL6600前轴16.4440170后轴1126.50黄海DD6600前轴16.448049137.97后轴1191.5326.15北京BJ130前轴16.451013.40后轴1127.40解放CA50前轴16.457028.70后轴1168.2107.85沃尔沃N8648前轴16.432055152.02后轴11120707.28次/日；累计当量标准轴次（3.3）式中：Ne—设计年限内一个车道上累计当量轴次(次)；T—设计年限(年)；N1—路面运营第一年双向平均当量轴次(次/日)；γ—设计年限内交通量的平均年增长率(%)；η—车道系数，双向四车道η=0.5。②当进行半刚性基层层底拉应力验算时，当量作用次数N为：（3.4）式中:—轴数系数；—轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1，四轮组为0.09。当轴间距小于3m的双轴及多轴的轴数系数按下式计算：（3.5)m—轴数。计算结果见下表3-6。表3-6当量轴次表车型C1C2niPi江淮AL6600前轴118.5440170后轴1126.50黄海DD6600前轴118.54804929.51后轴1191.5235.84北京BJ130前轴118.551013.40后轴1127.40解放CA50前轴118.557028.70后轴1168.226.68沃尔沃N8648前轴118.53205549.57后轴111201375.94次/日(2)交通等级我国沥青路面交通等级的划分按两种方法进行：第一种方法以设计年限内一个车道通过的标准当量轴次进行划分；第二种方法以运营车辆的大客车、中型货车、大型货车、拖挂车等车型在一个车道上的日平均车数进行划分，取两种方法得出的较高交通等级作为沥青路面交通等级。具体见下表3-7。表3-7沥青路面交通等级[7]交通等级BZZ--100累计标准轴次Ne（次/车道）大客车及中型以上货车交通量（辆/天/车道）轻交通＜3×106＜600中等交通3×106~1.2×107600~1500重交通1.2×107~2.5×1071500~3000特重交通﹥2.5×107﹥3000由上表知本道路属于中等交通，道路所在地区在公路自然区划上属于Ⅳ5区，夏季温度较高、高温时间比较长。SBS改性沥青的高低温性能明显优于普通沥青，同时SBS改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂以及抗疲劳性能都比普通沥青混合料有较大幅度的提高，从而减小了路面破损产生的概率，这样可以推迟路面维修周期。所以结合料沥青选用A级90号，上面层采用SBS改性沥青。3.5.4计算设计弯沉值（3.6)式中：ld—路面设计弯沉值(0.01mm)；Ne—设计年限内一个车道上累计当量轴次(次/日)；Ac—公路等级系数，一级公路为1.0；As—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；AB—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。柔性基层沥青路面：半刚性基层沥青路面：3.5.5确定路基回弹模量对于新建公路，路基尚未建成，无实测条件时，可由查表法预估路基回弹模量，待路基建成之后，进行实测，验证预估的准确性。（1）确定临界高度路基临界高度指在不利季节，路基分别处于干燥、中湿或潮湿状态时，路床表面距地下水位或地表积水水位的最小高度。可根据土质、气候条件按当地经验确定。该工程在山岭重丘区，地势较高地下水位较低，公路自然区划属于Ⅳ5区，确定该路段路基为中湿类型。（2）拟定土的平均稠度在新建公路的初步设计中，可根据当地经验或路基临界高度判断各路段、路基的干湿类型。Wc取为1.0。（3）估计路基回弹模量根据土类和自然区划以及拟定的路基土的平均稠度，参考《二级自然区划各土组土基回弹模量参考值表》估计路基回弹模量设计值为39.5MPa。3.5.6拟定路面结构一级公路一般采用三层沥青面层结构，分为表面层、中面层、下面层。表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久等服务功能，同时应具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗老化等品质。中下面层应具有一定的密水性、抗剥离性，高温或重载在条件下，沥青混合料具有较高的抗剪强度；下面层应具有良好的抗疲劳裂缝的性能和兼顾其他性能的要求。通常认为密实性中粒式或细粒式沥青混合料最宜用于表面层，它的孔隙率一般为3%-5%。在这个范围内，可以防止水害和冻害。又由于它保留一定的孔隙率，热季不会泛油。此外，密实性级配沥青混合料的抗裂性、疲劳强度和耐久性均较优越。沥青下面层和中面层经受着与沥青上面层相同的不利工作环境，唯有平整性和抗滑性的要求略低一些，因此对沥青混合料的选用同样有较高的要求，特别是在密实防水和抗剪切变形等方面的要求也很高，通常选用密实型中粒式和粗粒式混合料。方案一：4cm密实型细粒式沥青混合料8cm密实型中粒式沥青混合料10cm密实型粗粒式沥青混合料？密级配沥青碎石20cm级配碎石方案二：4cm密实型细粒式沥青混合料6cm密实型中粒式沥青混合料10cm密实型粗粒式沥青混合料？水泥稳定碎石20cm石灰粉煤灰稳定碎石3.5.7路面结构厚度计算结构层容许弯拉应力σR：(3.7）沥青面层抗拉强度结构系数Ks：（3.8)无机结合料稳定集料抗拉强度结构系数Ks：(3.9)方案一结构厚度计算该结构为柔性基层，路面设计弯沉值为40.93832(0.01mm)，利用设计程序计算各层弯沉值与层底拉应力。路面结构的实测弯沉值为30.95852(0.01mm)，小于设计弯沉值，符合要求。各结构层层底拉应力验算结果均满足要求。具体结果见下表3-8。方案二结构厚度计算该结构为半刚性基层，路面设计弯沉值为24.66796(0.01mm)，利用设计程序计算各层弯沉值与层底拉应力。路面结构的实测弯沉值为22.92559(0.01mm)，小于设计弯沉值，符合要求。各结构层层底拉应力验算结果均满足要求。具体结果见下表3-9表3-8方案一结构厚度计算结果结构层材料名称20℃15℃劈裂强度MPa厚度cm层底拉应力MPa容许拉应力MPa细粒式沥青混凝土140020001.4400.465中粒式沥青混凝土120018001800.332粗粒式沥青混凝土100014000.8100.02