《湖南省某高速公路段的设计15000字（论文）》

湖南省某高速公路段的设计摘要在本设计中，主要是进行湖南省高速公路的设计。公路设计为全长2.87km，设计时速为100km/h，每侧共有3个车道，共计六车道，中央区域设置有分隔带。本文根据设计任务书所提拱的地质勘察资料、水文气候资料等资料依据相关标准、规范及规程按要求对该段高速公路进行设计。其中主要内容包括：道路平面线性设计图、道路纵断面设计图、道路设计图、道路设计结构化图、道路路面排水设计图。各种图纸、数据表和说明书都有在运用。公路等第的选择以及设各种参数的设计将会在本文章详细展示，此外交通量的分析检验，各种技术型规范守则的选择都会有体现。两条曲线被设置到这条道路上。超高设置于上面。要求都能在平纵面线形组合设计中被满足，其中纵断面的设计有五个竖曲线。在横断面部分，在掌握确定了其组成及各种要素之后，横断面图就能被绘制出来。关于如何确定路基边坡的形状大小和具体坡度则是路基设计的基本内容。关键词：高速公路；平面设计；纵断面设计；路基设计；路面设计目录第1章绪论 11.1选题意义 11.2中国公路发展概况 11.3本文研究主要内容 1第2章平面设计 32.1平面选线设计原则 32.2平面线性线性要素的组合类型 32.2.1平面线形设计原则 32.2.2平面线形组合类型 42.2.3平面线形要素组合计算 42.3平面线形设计 42.3.1有缓和曲线的圆曲线要素计算公式 42.3.2圆曲线的几何要素计算 52.3.3逐桩坐标表 72.3.4直线、曲线转角一览表 8第3章纵断面设计 93.1纵断面设计的意义 93.2纵断面设计 93.2.1纵坡设计一般要求 93.2.2竖曲线设计要求 103.2.3纵断面设计步骤 10第4章横断面设计 164.1横断面设计原则 164.2横断面几何尺寸 164.3加宽计算 174.4超高计算 174.5路基土石方计算及调配 184.6横断面图绘制 19第5章路基设计 225.1路基设计的基本要求 225.2路基参数的确定 225.3路基的防护和排水 22第6章路面结构设计 256.1路面结构设计 256.1.1设计资料汇总 256.1.2路面设计年限 256.2累计标准轴载当量轴次计算 256.3计算容许弯拉应力ningthecompositionandvariouselementsofcross-section,draw 28第7章挡土墙设计与地基沉降验算 327.1挡土墙设计 327.2地基沉降验算 39结论 40参考文献 41绪论1.1选题意义公路交通，顾名思义，是在公众国家的路和交通工具。作为一项极为重要的基础公共设施，公路交通的作用是不可忽视的。公路交通的发展离不开中国改革开放的政策推动，“想致富，先修路”的观念一开始就已经深入广大老百姓心中。优质健全的公路交通系统不仅可以极大的推动国民经济发展，还可以进一步推进文化生活水平进步和简介推动精神文明建设。公路交通的好坏，是衡量一个国家经济实力发展水平以及现代化建设的重要标志之一。因此，为了提升人民生活水平提高，以及提升其它相关产业的发展和进步，逐步提升国家公路交通发展和加快公路交通的发展速度是非常重要关键因素。过去短短的17年历史中，中国内地的高速公路大量涌现和蓬勃发展。今天的中国，作为世界上最大的高速公路国，已经拥有超过4万多公里的高速公路设施和总量达到185.6万公里的完善的公路网，每天，有数以万计的车辆在一条条高速公路上运输这人力物力，正是这些强大的公路设施系统为中国经济的持续发展和进步提供着高效和便捷的运输服务，也正是公路完善优质的系统为中国通往世界第一大经济体前进方向上提供着源源不断的动力。1.2中国公路发展概况改革开放30年来，不得不说，我国的公路建设不仅在亚洲，乃至全世界范围内都取得了令人骄傲的历史成就。回首我国公路这些年来的发展历史，与世界公路发展趋势相对比时，不难发现，我国公路交通发展的模式是一个正处于规模迅速扩张、质量快速提高的发展黄金时期。然而，不可否认的是，由于基础相对落后。我国的社会发展水平速度高于我国的道路建设速度，我国的经济发展速率也与公路发展速率不匹配。同样如果相比与发达国家的公路建设发展，差距更不容忽视。从如下几个因素进行分析，第一，考虑行政单位为主要因素，由于经济发展水平和人口分布的不均衡等因素，差距会明显体现体现在各地区之间。第二，从公路技术等级看，我国有20万公里的公路是等我公路，等外公路占公路总里程的比例为14.4％。在西部地区则这个比例会变得更高。这说明我国的技术等级公路表现并不优越。由于东部地区道路较多，其密度也会较大，因此相对的高级公路也是比其它地方多。反观西部地区和偏远地区，由于经济发展相对东部地区滞后，资金的不充足不到位，因此在选择公路建造时就建造的选择少，道路的密度就会相比低。此外，由于技术方面的原因西部地区缺乏技术型人才，技术型人才的缺失是公路建造的另一大难题，由于技术人才的问题会导致其东部所拥有的公路占比低，道路技术设计技能也会比较差。与中，东部分不能所进行比较。

所以，作为新时代社会发展的重要组成部分，达到交通运输现代化的总目标，根据不同城市以及地区对于道路的交通不同的需求以及使用，我国交通运输发展的重点其一：在于稳步提高在经济相对较好的地区公路技术等级，其二：西部是我们的重中之重，国家也应该保持公平公正，对于西部公路进行大规模的投资，通过先富带动后富。两者的结合将是我国公路交通发展的战略重点。1.3本文研究主要内容本次设计参考的是湖南省高速公路的课题，在教师的帮助和指导规划下完成本次设计工作。设计的内容包括有平面设计、纵断面的设计、横断面设计以及设计文件的编制和图纸绘制的内容。1.资料整理与分析由于设计信息是基础，因此需要进行仔细和客观的分析。首先，要牢记工程中给出的各种各样的信息，弄清可能影响设计的情况，并能根据工程要求、自然状况、材料的提供和施工要素等，在头脑中进行构思；其次，更为重要的是对相关数据进行分析和总结，便于信息的获取和评价。第二项任务是分析、总结和系统化相关数据和信息，可以获得设计的数据。2.路线平面、纵断面及横断面设计。3.排水设计4.设计文件设计说明书和计算书会体现在本次设计当中并进行论证。设计内容及设计意图会被放置在说明书中进行展示。而相关的具体计算方法和过程将会在计算书中逐一展示。5.设计图纸路线图、纵断面图、路基横断面图会优先被图纸项目文件中优先验证。横断面设计图、路基设计图也在图纸项目文件中依次验证。项目图纸文件中包括：直线、曲线、弯道的编制表、路基设计表、路基土石方量计算表等其他的内容。其中的一些包括纵横断面设计图、路基设计图等需要使用计算机来进行处理。平面设计2.1平面选线设计原则对于如何进行路线的选择，是根据我国经济发展路线的需求，根据一些基本的要素来进行公路建设，达到公路建设成本和时间的少和快，安全快速通行，经济高效，且公路构架能稳定，不易于坍塌。作为选线员，应严格认真执行我方制定的相关政策和方针，周密实际，综合考虑路线、路基、路面、桥梁等因素，最终选择最符合的路线。在选择路线时，有许多因素需要考虑，以下基本原则可以用来指导如何正确处理各种因素之间的关系。（1）根据公路使用任务的目的及其性质，在统筹考虑路线地区的国民经济发展和长远规划的指导下，正确去进行处理短期的和长期的关系，以及还有进行综合规划，选择适当的合适的方案。（2）需要认真理解任务书中所传达的精神，多考察、多提问、多比较，并深入了解当地的自然条件，包括地形、气候、土壤、水文等，以便进行横向和纵向比较，提出有价值的方案。(3)还要利用每个地区的地形，包括有利的地形和地势，并尽可能避免不利的地形。能正确衡量每一个技术标准，从交通安全、畅通、美观的角度出发，在路线选择和相应地形的辅助下，深入研究，做好路线的三个方面的结合--"平、纵、横"。力求在平面上舒展、短小，在纵向上柔和、均匀，在横向上达到稳定、经济的效果。（4）减少不必要的拆迁，保护当地房屋的合法性。减少破坏当地的森林资源和植被，利用好土地资源，选择一些常见的材料，不要选择昂贵的材料，资源消耗的问题也要考虑在内，要向经济环保型靠拢，打造环境友好型公路设计。最后是提高周边城乡部，通过公路带共经济发展，把握沿线地方经济的趋势。2.2平面线性线性要素的组合类型2.2.1平面线形设计原则(1)平面线形应当与地形、地物相适应，与周边环境相协调(2)保持平面线形的均衡与连贯性①长直线尽头切忌不能衔接以小半径曲线。②高、低标准之间要有过渡。(3)平曲线应当具备足够的长度曲线过段会造成危险。同时，如果没有预留一定长度的缓和曲线，乘客的心理感受也是一个比较严重的问题，这是由于离心加速度导致的。而当道路转角很小时，曲线长度的显示其实是比实际短的多，这种情况就会容易引起曲线很小的错觉。所以，平曲线具需要有一定的长度是十分有必要的。2.2.2平面线形组合类型关于线路的几何要素有直线、圆曲线和缓和曲线三种，根据这三种基本线形要素就组合后，可以得到多种平面线形的形式。就以公路平面线形设计而言，其主要有基本型、卵型、凸型、C型、和S型复合型共六种组合。2.2.3平面线形要素组合计算平面线形的组合方式是主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。显然，三种限行组合也可以组合成各种各样不同的线形。所以在做此次设计中，主要用到的组合形式有如下几种：基本形曲线几何元素及其公式：在道路设计中，最常用的道路设计是通常按如下设计采用的。直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——这个直线的顺序组合而成的曲线。如下图一，呈现的是缓和曲线。缓和曲线是一种曲线，定义为介于直线和曲线之中的一种。缓和曲线也可能是如下表示，是两个半径不同、差异较大的圆曲线进行表现。其中在所有级别都符合标准，但不能指定额外的缓和曲线的四级公路除外。缓和曲线因为其曲率呈现不断变化的表现，这种特征对于车辆的行驶中有很大的帮助，比如说这提升车辆的顺应性、提高乘客乘坐车辆的的舒适性、保证有更稳定的驾驶、提升观感美学等其他功能。另外，还有一个重点是考虑到协调性，保证圆曲线的一致性非常重要。然后，道路设计的美感也需要考虑，通过线与线之间的组合来进行调整。最后需要针对司机驾车考虑，驾驶感受也需要把控，视觉效果是驾驶人员需要重点考虑的因素。为此，将直线、缓和曲线与圆曲线三者之间的长度对比进行调整设计，比例宜参照1:1:1将会是优异的选择。2.3平面线形设计2.3.1有缓和曲线的圆曲线要素计算公式在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下：设计的线形大致如下图所示图2.1平曲线要素计算示意图2.3.2圆曲线的几何要素计算圆曲线的几何要素（如图2.1）为——设缓和曲线后，主圆曲线的内移值（）——缓和曲线切线增值（）——缓和曲线终点处的缓和曲线角（°）——总切线长（）——总曲线长（）——外距（）——切曲差（）式中:——主曲线半径,（）；——路线转角，（°）；——缓和曲线长度，（）；主点桩号计算基本型曲线JD1：K1+002设=600m，=225m，=43°则曲线要素计算如下：主点里程桩号计算：JD2：K1+950设=550m，=220m，=46°则曲线要素计算如下：主点里程桩号计算：经验证：交点校核无误。平曲线特征点桩号表表2-1主点JD1JD2ZHK0+651.9K1+605.14HYK0+876.9K1+825.14YHK1+102.19K2+046.71HZK1+327.19K2+226.71QZK0+989.545K1+935.925JDK1+002K1+9502.3.3逐桩坐标表逐桩坐标表表2-22.3.4直线、曲线转角一览表直线、曲线转角一览表表2-3纵断面设计3.1纵断面设计的意义(1公路线形在纵向断面上的位置、形状和尺寸都是需要在纵向线行设计里考虑的。具体内容包括纵向坡度和竖向曲线设计。考虑到对于路基的稳定、排水工作和对于工程量来说，本次设计对纵坡的尺寸、长度以及纵坡的前后进行设计。对于纵坡的设计应该对公路的性质、坡度和地形、地质地貌等因素，竖向曲线的半径大小与水平线形的关系相结合，设计出合理的纵坡、平顺的最佳线形，实现安全、快速、舒适的交通要实现安全、快速、舒适的交通，工程的预算要低，运营成本要低。(2）道路位于冲积区，土地资源宝贵，所以这个工程纵向设计用的是小纵坡、微波纹与本地区农田相结合的方式。此外，所选半径也符合交通能见度的要求，此外，垂直曲线的垂直坡度为0.3%，保证了排水要求。3.2纵断面设计3.2.1纵坡设计一般要求(1)纵坡的设计应按照标准；极限值一般不轻易适用。(2)纵向坡度应力求平缓，避免连续陡坡、过长陡坡和反坡(3)纵向排列应连续、流畅、平衡，应强调平、纵向排列的结合从交通安全、便利和良好视线的要求来看，纵向排列应注意以下几点。在短断面上，线路应避免出现波纹，容易使纵断面的线路中断，视觉效果差。避免"凹陷"路段。如果纵向坡度的变化较小，使用较大的垂直曲线半径是合理的。纵坡线的设计应注意与平线的关系，汽车专用道的设计应做好平、立体纵坡线的协调工作。纵坡的设计应结合当地自然条件考虑，最小纵坡不小于0.3%为合理。由于桥和涵洞的高程控制，本节采用了全填方案。由于填土和挖土之间的差异很大，土壤是在道路之外购买的。在纵坡的设计中，我们还应该考虑情况，适当注意当地人民的交通、农业机械和田间水利的要求。(4)计算设计高度。根据确定的纵坡和变坡点的设计高度，在设置垂直曲线之前，可以计算每根桩的设计高度。3.2.2竖曲线设计要求竖曲线的设计必须首先确定适当的半径。在"断背曲线"之间应避免出现各向异性的曲线。与垂直曲线，特别是与凹形垂直曲线，如直线段之间的坡度不长，应合并成单曲线后再作复合曲线。3.反转曲线，通常通过直坡段连续，也可直接组合。直线上坡段的长度通常不低于计算出的行驶速度下3s的行驶距离。如果条件允许，也可以直接连接，然后插在一条短的直线上。4.必须满足排水要求。3.2.3纵断面设计步骤1.根据地形图上的高程，以50米为一个点计算出道路上各点的原始地面高程，将各点的高程相应地标注在公文纸的纵断面上，然后将各点用直线连接起来，绘制出道路的拉长原始地面图。2.绘制坡度首先，选取一个坡度，通过考虑许多因素，如平断面和纵断面的组合、开挖等设置，可以计算出坡度线为多少。然后计算出绘制的坡度是否符合标高和规格要求，如果不符合，则对坡度进行调整。调整坡度时，对照标准，检查平、纵结合的线形是否适合调整坡度。在设计纵断面时，由于有几个端口，加上规划时不注意平纵结合，在端口附近制造了一条平曲线，这样拉坡时就不能做到"平包纵"，在线路上存在缺陷，但经过计算，其他方面都满足标准。竖曲线各项指标表3-1设计车速（km/h）100最大纵坡（％）4%最小纵坡长m250凸形竖曲线半径（m）一般值10000极限值6500凹形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000竖曲线最小长度（m）一般值210极限值853.竖曲线计算竖曲线基本要素计算公式：坡度差：曲线长（m）：L=切线长（m）：T=外距（m）：E=变坡点1：(1)竖曲线要素计算：里程和桩号K0+950,，R=11000m,高程651.842m(凸型)(2)设计高程计算：竖曲线起点桩号竖曲线起点高程=竖曲线终点桩号竖曲线终点高程=中间各点高程以桩距29.15m按公式计算各点设计高程计算表表3-2桩号破段高程高程K0+833.4651.640.00651.64K0+562.55651.69050.0386651.7291K0+891.7651.7410.15545651.89645K0+920.85651.79150.3476652.1391K0+950651.8420.6179652.4599K0+979.15651.2740.3476651.6216K1+008.3650.7060.15545650.86145K1+037.45650.1380.0386650.1766K1+066.6649.570.00649.57变坡点2：(1)竖曲线要素计算：里程和桩号K1+450,，R=7000m,高程642.092m(凹型)(2)设计高程计算：竖曲线起点桩号竖曲线起点高程竖曲线终点桩号竖曲线终点高程中间各点以桩距21.7875m按公式计算各点设计高程计算表表3-3桩号破段高程高程K1+362.85643.7910.00643.791K1+384.6375643.366250.0339643.33235K1+406.425642.94150.1356642.8059K1+428.2125642.516750.3052642.21155K1+450642.0920.5425641.5495K1+471.7875642.209750.3052641.90455K1+493.575642.32750.1356642.1919K1+515.3625642.445250.0339642.41135K1+537.15642.5630.00642.563变坡点3：(1)竖曲线要素计算：里程和桩号K1+930,，R=13000m,高程644.684m(凸型)(2)设计高程计算：竖曲线起点桩号竖曲线起点高程竖曲线终点桩号竖曲线终点高程中间各点以桩距22.425m按公式计算各点设计高程计算表表3-4桩号破段高程高程K1+840.3644.200.00644.2K1+423.35644.3210.019644.34K1+458.9644.4420.077644.519K1+494.45644.5630.174644.737K1+930644.6840.309644.993K1+565.55644.49550.174644.6695K1+610.1644.3070.077644.384K1+636.65644.11850.019644.1375K2+019.7643.930.00643.93变坡点4：(1)竖曲线要素计算：里程和桩号K2+570,，R=30000m,高程639.308m(凸型)(2)设计高程计算：竖曲线起点桩号竖曲线起点高程竖曲线终点桩号竖曲线终点高程中间各点以桩距22.77m按公式计算各点设计高程计算表表3-5桩号破段高程高程K2+478.905640.080.00640.08K2+501.675639.8870.0086639.8956K2+524.445639.6940.0356639.7296K2+547.215639.5010.0778639.5788K2+570639.3080.1383639.4463K2+592.77639.63750.0778639.7153K2+615.54639.9670.0356640.0026K2+22.77640.29650.0086640.3051K2+661.095640.6260.00640.626竖曲设计汇总表线计算表见附表：竖曲线设计汇总表表3-6变坡点桩号高程（m）半径（m）T（m）E（m）起点桩号终点桩号坡度（%）K0+0000.17K0+930651.84211000116.60.618K0+833.4K1+066.6-1.95K1+450642.092700087.150.543K1+362.85K1+537.150.54K1+930644.6841300089.70.309K1+840.3K2+019.7-0.84K2+570639.3083000091.0950.138K2+478.905K2+661.095-1.4473K2+870横断面设计4.1横断面设计原则(1）自然条件，交通，当地的道路等级，并考虑到施工、保养以及有关应用的情况，需要不仅是精心设计，保证结构的稳定，还要经济价值实惠。(2）选择合适的断面形状和坡度高低，设置排水工具和加固的工程等，并进行采取经济价值实惠有效的疾病防治方案。(3)根据路线的选择和路面特点别状况进行筛选。在筛选合适的路线时，避免地质上的不合宜的问题。(4)遵循原则，需要靠边着江河记忆侵受洪水和淹没的路段，注意不能让路面不会受到洪水侵蚀(5）凡是根据路基相关设计的限制性高度，非干燥的路段、受水侵蚀和水温条件差的路段，水稳性好的材料进行填筑会非常有效，或压实也是不错的选择，两者都能够使路面防冻的效果。确保保温层和其他排水设施的总厚度达到正常标准。(6)地农业基础设施和环境保护也是至关重要的考虑因素，当我们在进行路基设计的时候。4.2横断面几何尺寸本项目施工图设计标准为一级公路，设计时速100公里/小时，路基全宽为33.5米，路基横断面布置为：0.75米（土路肩）+2.5米（硬化路肩）+0.5米（路缘带）+3x3.75米（行车道）+0.75米（路缘带）+2米（中央分隔带）+0.75米（路缘带）+3x3.75米（行车道）+0.5米（路缘带）+2.5米（硬化路肩）+0.75米（土路肩）。见图4.1图4.1路基宽度示意图（单位：cm）4.3加宽计算 这条公路的半径都大于250米，不需要拓宽。为了能够让车辆在弯道上行驶，并抵消离心力，路面被设计成单向的横坡，外侧高于内侧。4.4超高计算1、超高为了排除沉积的水，路面将会出现一段曲线，现为圆形曲线，当汽车向双向横向坡度行驶时候，由于汽车的重量在平行道路上等于汽车离心力的分量，而曲线外侧会影响汽车运动时的横向稳定要素。守则规定，极高的横向倾斜度是由计算出的滚动速度、半径的大小、自然条件和车辆所共同决定的。2、超高挠度段从公路曲线上坡度段直线到圆曲线上的单坡段横坡很高，要经过一个逐渐变化的过程，这种逐渐变化的过渡段称为极高阻尼段，一般公路的超高阻尼段原则上采用阻尼曲线段。（2）超高缓和段长度为了满足行车的舒适度和排水要求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按如下公式计算：式中:——旋转轴至行车道（设路缘带为路缘带）外侧边缘的宽度，（m）；——超高坡度与路拱坡度代数差，（%）；——超高渐变率，即旋转轴与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间相对升降的比率。超高缓和段长度按上式计算结果，取5m的倍数，并不小于10m的长度。（3）超高值的计算此设计的公路有中间分隔带，在圆曲线段上设置超高后，道路中线和内、外侧边线与设计标高之差h，应给予计算并列于“路基设计表”中，以便于施工。如下面表，表4-1所示绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式。绕路基边线旋转超高值计算公式表4-1超高位置计算公式X距离处行车道横坡度备注1、计算结果为与设计高之高差。2、设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程3、加宽值按加宽公式计算4、当x=b时，为圆曲线上的超高值。外侧C（b+B+b）i=x-D0内侧D0=x+C-（b+B++b）i注：B—左侧（或右侧）行车道宽度（m）；b1—左侧路缘带宽度（m）；b2—右侧路缘带宽度（m）；bx—x距离处路基加宽值；—超高横坡度—路拱横坡度；X―超高缓和段中任意一点至超高缓和段起点的距离（m）。超高具体渐变过程见《路线纵断面图》超高栏以及超高加宽表。4.5路基土石方计算及调配4.5.1调配要求及原则1、在最开始的地方半填方处开挖，必须使用将该段的填方开挖到移至水平平衡，然后确保能够垂直延展，以减少运输量。2、桥涵的位置和道路纵坡对施工运输有很重要的意义，在调配不过深沟,一般而少向上游转运。3、为合理实施，根据地形和施工，选择恰当的运输方式，确定合理的距离。4、土地调运中采取的"迁坟填土"的模式，首先要考虑到其经济花费。除此之外，弃土、借土、补偿青苗损失也需要把握好，对农业生产等方面的影响也不能忽视。5、应根据工程需要采用不同的土质和土壤类型，以保证路基的稳定性和人工结构物的材料供应。6、位于转弯段的侧翼，要优先考虑上下线的垂直放土。7、借土、应事先与工地协商，妥善进行处理。4.5.2调配方法有各种土壤混合方法，如累积曲线法、混合图法、混合表法等。由于表拌法不需要单独画图，直接在土表上搅拌，具有方法简单、随时搅拌的优点，是目前生产中广泛采用的方法，本节也采用土表计算搅拌法。混合的具体步骤。1、土石方的摆放应以土石方数量的计算和复核为依据，并在相邻的插页表格上标明可能影响摆放和运输的桥梁、陡坡和大沟的位置，以便摆放时参考。2、在路基的桩间放置平衡的填料和基层，并标明所用填料、放置的填料和挖出的覆土的数量。3、合理的经济距离应根据现有的施工方法和运输方式，以土方工程的配置为参考，纵向确定。4、充分做好堤防和扦插布局，结合坡度和其他自然条件，按照技术经济原则具体布局方案。5、如纵放后仍有缺土或开挖过多，应与当地政府协商确定借土或弃土场，再相应填筑借土或弃土桩的数量和间距。6.土石方转移后，采用以下公式进行检查和检验。水平转移+垂直转移+借用=填充水平转移+垂直转移+放弃=挖掘挖掘+借用=填充+废弃上述检查通常是并列进行的，如果双方有调剂，应考虑到这一点，通过检查，可以发现调剂和计算过程中是否存在错误。4.5.3路基土石方量计算由于本设计路段有填有挖，即任意两相邻填方断面或挖方断面可以假定为一棱柱，即采用平均断面法进行计算，其体积的计算公式如下：式中：该路段土石方量见附表中的土石方量计算表（如下表）4.6横断面图绘制道路的设计和几何形状必须满足各个方面的要求，并且必须保证道路的稳定性。选择这种横断面设计来设计整个路线。路基的土方量见于土方计算表，路基设计的主要计算值见于路基设计表。路基设计5.1路基设计的基本要求路基是根据道路的位置和某些工程要求，在地下挖出或填入的结构。路基由路基和路基设施组成。1.路基的设计应符合公路建设的一般要求和《公路工程技术标准》的具体要求。2.路基的设计应考虑到当地农业用地的基础设施建设需求。3、应经过栽培区的平台，必要时加固边坡或修建矮墙，以防止边坡坍塌；对于边坡较短的平台，如用石块比较方便，甚至可以修建立地矮墙，尽量节约土地。4、山体半挖半填，如果原土坡较陡，施工难度大，而且坡面稳定性也低，可以修建路肩，避开突出的坡面；否则，可以修建填方坡脚，提高坡面的稳定性。5、山坡的凹陷型地段往往有较厚的坡面层，主要是粉碎的松土、砾石、流石。路基设计除应根据当地的天气条件适当放缓开挖。5.2路基参数的确定 典型的路基横断面类型：填充式路基、挖掘式路基、半填充半挖掘式路基。路面宽度为33.5米，车行道宽度为22.5米。堤坝的坡度为1：1.5，裂谷的坡度为1：0.5，以设计为准。5.3路基的防护和排水(1)道路排水的一般原则

①排水设计要因地制宜，讲究效率，讲究经济，充分利用地形和自然水源。

②不同排水沟的设置，注意与农业节水相结合，路基排水有利于农业灌溉所以必要时可适当加大涵洞口，路基一般不适合用于农业灌溉，防止农业用水影响稳定。③设计前应研究确定水源和地质条件，重要地段要进行规划，考虑路基排水布置。分期施工。

③防止水土流失，不破坏自然水系，不改变水的性质，选择有利的地质条件。(2)主要建设基础路基设计的依据：交通部颁布的公路工程技术标准（JTJ001-04）和路基设计规范（JTJ013-95）。(1)边沟设置在路基开挖边缘的外侧或低矮路堤的外坡上，主要与道路平行，用于收集和排出路基上的少量地下水，并排放到路基上。在平坦的填土区的路边采掘坑通常被纳入路基排水设计，作为横向排水边界。在开挖的路肩外缘和浅层回填的路基边坡外缘应设置沟渠，在与路基平行的外缘应设置纵向的人工沟渠，称为侧向沟渠。侧沟的纵向坡度通常应与道路的纵向坡度相同。当道路断面平坦时，侧坡仍应具有0,3-0,5%的最小纵向坡度。在本设计中，边沟的横截面为梯形，梯形边沟的内部坡度为1:1，外部坡度与开挖的边坡相同。梯形边沟的基底应为0.6米。边沟采用粘土砌体，砌体的砂浆强度为M7.5。侧沟的形状如图5.1所示。边沟不能太长，以免漏水，造成路面的损坏。图5.1边沟示意图(2)截水沟截流沟设置在主要开挖坡度的排水区，至少超出用于拦截上坡水的位置5米。截流沟可在集水区和基础情况下采用矩形、梯形或慢速梯形断面，沟体尺寸采用50cm×50cm，沟长不应大于500m。截流沟的截面形状一般为梯形，边坡一般为1：1.5，沟底宽度为0.6m。截流沟应提供顺畅的水流，如果有需要的话，可以用快速流动的水箱或涵洞和其他排水结构将水输送到指定地点。拦截沟的水流长度为200至500米为宜。图5.2路堤截水沟图（3）排水沟排水沟应设立在填土高度大于80厘米的路段，与路基两侧的桥梁或沟渠的进、出水口相连，排水沟的断面为梯形，内外壁的坡度均为1：1，一般尺寸为60厘米×60厘米，集水面积较大时可调整为100厘米×100厘米，其上侧坡度为4％。路面结构设计6.1路面结构设计6.1.1设计资料路面结构设计的目的是提供与所在环境相适应的路面结构，并能在规定的使用年限内承受交通荷载，满足车辆交通要求，所以路面至少应具备三个使用要求：可平整度、抗滑性和承载力。 表6-1车型交通量（辆/昼夜）0123456789小客车3100301829002654270026202580250023002100中客车SH13060065870075680083486990010001100大客车CA50720691650631530501458410305210小货车BJ1301500153416001625170017251768180019002000中货车CA50810781720705610585556510550450中货车EQ1407506408005318508648979009501000大货车JN150800772700776850798726650600780特大车日野KB222800843900756600688654500400450拖挂车五十铃80858851586062656558交通量年平均增长率（%）6.57.07.58.08.59.09.49.69.810.0注：上表为双车道双向交通量调查结果，学生根据学号末尾数采用对应的交通量资料任选一组进行设计。6.1.2路面设计年限由于需要分别根据交通等级、功能定位，参考为15年。6.2累计标准轴载当量轴次计算我国路面设计以双轮组单轴100KN为标准轴载。以BZZ-100表示。（1）采用弯沉值和沥青层的层底弯拉应力为设计指标1）各级轴载按下式换算成标准轴载P的当量轴次N 式中：N—标准轴载当量轴次（次/日）；ni—各种被换算车辆的作用次数（次/日）；Pi—各种被换算车型的轴载（KN）；C1—轴数系数；C2—轮组系数，双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38。当轴间距大于3m时，轴数系数等于轴数m；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数C1=1+1.2（m-1）。由已知交通组成资料计算各轴载当量换算次数如下表：计算各轴载当量换算次数表6-2车型轴载Pi（KN）轴数轮组数轮组系数C1轮组系数C2交通量ni当量轴(次/日)Nbi小客车前轴11.3121.006.4026540.001.91后轴23121.001.0026540.001.26中客车SH130前轴16.5121.006.407560.0317.70后轴23121.001.007560.19119.40大客车CA50前轴28.7121.006.406310.001.74后轴68.2121.001.006310.005.64小货车BJ130前轴13.55121.006.4016250.0319.78后轴27.2121.001.0016250.19133.40中货车CA50前轴28.7121.006.407050.016.48后轴68.2121.001.007050.1894.22中货车EQ140前轴23.7121.006.405310.29223.05后轴67.2121.001.005311.07831.48大货车JN150前轴49.00121.006.407760.32241.41后轴101.6121.001.007761.21911.74特大车日野KB222前轴50.2121.006.407560.6935.38后轴104.4121.001.007563.40173.40拖挂车五十铃前轴60121.006.40510.001.91后轴100323.401.00510.001.26合计N7.612817.97注：小汽车和轴载小于40KN的特轻轴重对结构影响忽略不计，不纳入当量换算。2）设计年限内累计当量标准轴载数已知设计年限t为15年，设计年限内交通辆平均增长率r为8%，查表6-3车道系数表，对双向单车道取车道系数η=0.35车道系数表表6-3所以设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次（次）结构层抗压模量表表6-4层次结构层名称厚度抗压模量（MPa）劈裂强度20°15°1细粒式沥青混凝土4140018001.42中粒式沥青混凝土85120018001.03水泥稳定碎石？15000.84石灰粉煤灰土207500.255土基—250—公路等级系数：一、二、三级公路分别为1.0、1.1、1.2面层类型系数：沥青混凝土面层为1.0基层类型系数：对于半刚性基层，基底总厚度大于或等于20cm时为1.0。所以6.3计算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碎石石灰粉煤灰土计算结果如下表容许弯拉应力表表6-5材料名称（MPa）（MPa）细粒式沥青混凝土1.43.120.45中粒式沥青混凝土1.03.120.32水泥稳定碎石0.82.060.39石灰粉煤灰土0.252.060.12设计弯沉值计算当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：设计年限内一个车道上的累计当量轴载次：9774643.377属中交通等级路面设计交通等级为中交通等级公路等级：高速公路公路等级系数1面层类型系数1.0路面结构类型系数1路面设计弯沉值：24.00（0.01mm）路面结构层厚度计算路面的层数：5标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：24.00（0.01mm）设计层起始厚度：320(mm）表6-6层位结构层材料名称厚度（cm）20°平均抗压标准差1细粒式沥青混凝土4140002中粒式沥青混凝土6120003水泥稳定碎石690004石灰粉煤灰土？150005级配碎石1804006新建路基-0按设计弯沉值计算设计层厚度路面设计厚度第4层无机结合料稳定层疲劳开裂验算路面设计厚度季节性冻土地区调整系数KA=0.8温度调整系数KT2=1.217现场综合修正系数KC=-1.105第4层层底拉应力σ=0.24MPa第4层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命NF2=7.340136E+08轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB2=4.110427E+08轴次.第4层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.沥青面层低温开裂指数验算路面所在地区低温设计温度TSJ=-29℃表面层沥青弯曲梁流变试验蠕变劲度ST=120MPa沥青结合料类材料层厚度HA=160mm路基类型参数BLJ=2沥青面层低温开裂指数CI=2.9条沥青面层容许低温开裂指数CIR=3条沥青面层低温开裂指数值满足规范要求.沥青混合料层永久变形量验算沥青混合料层永久变形等效温度TPEF=20.5℃通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB3=6275180轴次沥青混合料层永久变形验算分层数N=6第1分层沥青混合料永久变形量RAI(1)=0.33mm第2分层沥青混合料永久变形量RAI(2)=0.62mm第3分层沥青混合料永久变形量RAI(3)=1.05mm第4分层沥青混合料永久变形量RAI(4)=0.75mm第5分层沥青混合料永久变形量RAI(5)=0.45mm第6分层沥青混合料永久变形量RAI(6)=0.51mm沥青混合料层永久变形量RA=3.71mm沥青混合料层容许永久变形量RAR=15mm沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第1层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为5139次/mm第2层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412次/mm第3层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412次/mm验算路面结构防冻厚度:路面结构最小防冻厚度500mm验算结果表明,路面结构总厚度满足防冻要求.通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:细粒式沥青混凝土4cm中粒式沥青混凝土6cm粗粒式沥青混凝土6cm水泥稳定碎石32cm级配碎石18cm计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值：计算设计路面结构的验收弯沉值:干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数KAT=0.8路基顶面验收弯沉值LG=184.4(0.01mm)路表验收弯沉值LA=22.6(0.01mm)挡土墙设计与地基沉降验算挡土墙是一种墙型结构，用于支撑路基或斜坡的填料。它是一个支持土壤并抵抗其侧向压力的墙。其功能是阻止墙后的山体滑坡，保护路基，并收缩坡脚。在道路建设中，挡土墙被用来克服由于地形或其特征造成的限制和干扰，减少土方工程、土方干扰和土地占用，防止堤坝滑入河床和河岸被水冲刷，以及处理斜坡塌陷和其他病害。当车辆驶过岩石将负荷转移到地面时，岩石中会产生额外的应力和变形，导致岩石破坏。因此，对基岩可能的最大沉降量的估计是必要的，以确保其正常使用。7.1挡土墙设计挡土墙是为了防止土壤塌陷而建造的墙体结构，主要是为了承载横向土壤压力。它被广泛用于道路建设，以支持路堤或斜坡，以及在桥墩、隧道口和河堤。在以下情况下，路基适合做挡土墙。有陡坡的地段或有断层路坡的地段，由悬崖峭壁风化而成。有必要降低路基边坡高度以减少大量填土和挖掘的路基路段。在地质条件差的地区增加斜坡的稳定性，以防止山体滑坡。防止水在河床中沉淀。保护公路用地，减少拆迁，或减少占用农业用地7.1.1挡土墙设计在这个项目中使用了重力式挡土墙。它们通常由石块建造，有时在没有石块的地方会使用混凝土。会有有一些砌体但类型简单，容易建造，可以使用当地材料，适应性很强，所以被广泛使用。路堑上的挡土墙大多位于边沟处。如果堤墙的高度或砌墙的数量远小于肩墙，且地基良好，则应采用堤墙；沿河堤设置挡土墙时，其位置应与河流的位置相适应。在沿河堤修建挡土墙时，其位置应与河道情况相匹配，并应注意确保墙体建成后水流畅通无阻，以避免河道筑坝和局部冲刷。7.1.2挡土墙的纵向布置（1）确定挡土墙的起点和长度，选择挡土墙与地面的连接方式。路边挡土墙的末端可以嵌入道路的石堤中，也可以用一个锥形的斜坡与路堤连接；如果与桥墩连接，可以在桥墩末端和挡土墙之间设置一个剪力墙和剪力墙，以防止墙后填土。按地脚、地形和墙体截面的变化进行分段，以确定伸缩缝和沉降的位置。泄洪口和挡土墙的位置，包括数量、尺寸和间距。标明墩柱的特征截面、墙顶、地基顶、底座、冲刷线、霜冻线和设计洪水标高。7.1.3挡土墙的横向布置当墙体断面或地基形状发生变化时，应在最大墙体高度处选择侧向安置，并在桩号处绘制其他断面图。根据墙体类型、墙体高度等设计信息，用填写资料包，确定墙体截面、基础形状和埋深、排水设置等，编制挡土墙截面图。7.1.4挡土墙的作用及要求1.职能1）在高填方路堤设置路肩墙，可以防止路基坡面或路基滑动，在收缩填方坡脚的同时为路基提供稳定性，保护临近线路的现有建筑。2）河道和水库堤防，在水面上建立挡墙，可以减少对河床的压缩或占用水库库容的有效措施。(3)在隧道或明洞口建立挡墙，可以缩短隧道或明洞的长度，降低施工成本。(4)位于桥梁两端的挡土墙，可以起到挡土平台和连接路堤的作用。(5)另一方面，可以使用防滑挡土墙来防止滑坡。2.要求(1)墙体在地基上不得出现滑移故障。(2)墙顶周围没有翻倒。(3)没有因过渡到地基的不均匀沉降而使墙体倾斜。(4)不应出现地基过度下沉的情况。(5)墙体部分没有开裂的损坏。7.1.5挡土墙的埋置深度对土质地基，基础埋置深度应当符合下列要求：在无冲刷时，应在天然地面1m一下；在有冲刷时，应在冲刷线1m一下。7.1.6挡土墙的排水设施修建土渠带走地下水，防止雨水和地下水的渗入，用路面围住路基挡土墙脚前的边沟，防止水渗入地基，修建墙面排水沟，排除墙后的水。石墙的前面应该有一个高于地面的排水口。排水口的入口处应设置粗粒回填土，以避免排水口被堵塞。7.1.7沉降缝与伸缩缝在设计中，沉降缝和伸缩缝通常是结合在一起的，沿路每隔10-15米放置一个，以起到两者的作用，缝隙宽2-3厘米，可以用胶泥填充。但是，在漏水严重地区，其填料的深度不应小于0.15米。且应该填料商用沥青麻布等材料。设计需设挡墙路段根据设计要求，需设计挡土墙，最大深度5m：7.1.8设计资料1．设计荷载：按标准车辆荷载550kN计算2．填料：粘性土，容重＝19kN/m3，砌体容重＝23kN/m3，C＝14.7KPa，计算内摩擦角系数为＝35；3.地基容许承载力：3.基底摩擦系数μ＝0.35；4.填料与墙背间的摩擦角＝17.5；5.墙身材料：M7.5浆砌片石；6.计算简图：图7.1挡土墙计算简图7．土压力计算：（1）假定破裂面交于荷载内，故a=2.5m，b=4m,=0.75m,H=5.0m