【S高速公路K0+000~K2+169路基路面综合设计14000字（论文）】

冷零高速公路路基路面综合设计摘要冷零高速公路K0+000~K2+169路基路面综合设计的设计过程将通过CAD2014、纬地三维道路设计8.0、HPDS2017等软件进行设计，加以手算辅助，最终得出对冷零高速公路的全面的路基路面设计。冷零高速公路K0+000~K2+169路基路面综合设计为其中的两公里里程的设计，总体走向为南北走向，总体地势较为平坦。设计时采用电算与手算相结合的形式进行计算，在本项毕业设计中，首先的步骤为运用纬地软件进行道路的选线、纵断面和横断面的设计，下一项步骤为通过CAD及手算辅助进行路基设计，之后再使用HPDS进行路面设计，从而完成对路基路面的综合设计。再根据所得数据进行整体数据整理和计算，得出冷零高速公路K0+000~K2+169路基路面综合设计毕业设计。【关键词】高速公路道路选线设计路基路面设计绪论冷零高速公路K0+000~K2+169路基路面综合设计是本人的毕业设计论文，通过路基路面综合设计来检验本人的学习态度及学术水平，从而达到检验是否达到大学生毕业水平的目的。路基路面设计是土木工程路桥专业的一项重要设计课题，也是一项路桥专业学士应有的基础设计能力。无论是道路还是桥梁，都必定具有路基或路面结构，因此路基路面毕业设计具备基础测验的目的。高速公路是国家当前战略发展的一项重要建设工程，是国家改善民生、发展经济以及消除地区发展差异的重大战略举措。当前世界主要发达国家，特别是美国，人均高速公路里程均高于我国。而我国在经济高速发展，人均汽车拥有量急速上升，与之相矛盾的则是高速公路交通量的缺失，因此国家在本世纪初即开始规划大规模的高速公路建设。与此同时大量的道路设计院、道路施工单位以及其他交通工程单位企业承建了大量的高速公路设计施工工程，为大学毕业生创造了大量相关方面的的就业机会。1932年，第一条高速公路即在德国修建完成。在上世纪七十年代，中国台湾就兴建了中国第一条高速公路。与此同时，各种围绕于高速公路设计施工的相关研究及其衍生规范就开始出现。从上世纪末发展至今，我国已经拥有以《高速公路交通安全设施设计规范》等国家标准设计规范为主的主要设计规范，以及各地区自行规定的设计规范，组成共同的高速公路规范体系。同时运用已成熟的各低等级公路的设计施工经验，经由实践形成了现有的高速公路设计施工体系。欧洲、日本以及美国等国家在上世纪即开始对高速公路的施工设计过程进行严格规范，并早已形成成熟的高速公路交通规范体系。世界各地各大学，包括东京大学、牛津大学和我国各交通大学等世界诸多名校早就就高速公路展开了大量研究，并开设大量相关课程。但是在高速公路上仍留有大量待解决的问题，包括如何使得当前出现的新材料被更好的运用到高速公路上，以及高速公路维护保养问题，高速公路使用年限是否能再向上提升等。同时，高速公路施工设计与信息化相结合是当前研究的一大课题，如何通过信息化实现对人力物力的最佳调控，如何通过信息化监测高速公路施工时的整体结构变化均是当前的热门研究课题。当前对于高速公路路基路面设计在大体上仍采用现场测绘和调查获得地形图，但在设计上不再沿用上世纪的手算方式来进行设计，可灵活运用各种设计软件诸如AutoCAD、HPDS、纬地系列软件以及迈达斯对高速公路及其附属设施进行快速计算，但在部分软件无法设计的地方仍旧需要进行书面手算吗，对设计人员的专业素养要求较高，因此当前各设计院原则上只招收高学历土木专业人员。当前对于公路的研究普遍采用信息化监控的方式来研究，主要研究课题有高速公路材料对高速公路使用及维护性能的影响，高速公路交通量对高速公路的影响，以及各地区经济发展与高速公路建设的关系。高速公路研究方式与普通公路有大量相通之处，可借鉴普通公路的研究设计方式，在大量设计软件中高速公路也与其他公路在同一设计区块。

资料的收集与调查路基路面总体设计要求冷零高速公路K0+000~K2+169路基路面综合设计的道路设计，其应该要兼顾设计地形图及实地调查所得数据。根据使用及施工情况得到一条符合规范的线路，并对其纵向及横断面进行调整，最后在进行路基路面设计。通过设计调整使得最终方案更加经济实惠且要兼顾使用以及当地未来的发展状况。设计技术标准本设计为高速公路路基路面设计，最低设计里程2km（实际设计2.169km）最高时速120kmℎ。车道采用双向四车道，路基宽28m，中央分隔带2×1.5m。设计标准轴载为BZZ-100，采用复合式双层混凝土路面，设计年限30年。预测30年内双向混合交通量为：2021年12700辆/日，交通年平均增长率为2021~2026年9.5％,2026~2036年7.5％，2036~2046年5.设计路线简介本设计线全长2.169km，桩号K0+000~K2+169.712共计218个桩号。路线共计三个平曲线且使用缓和曲线，在纵断面上共计4个变坡点，且使用竖曲线。路基横断面使用两层台阶，但后续设计中发现填挖方均没有超过一层台阶，因此以第一层台阶（坡度1：1.5，坡高10m）为标准横断面。沿线自然情况沿线多以红土为主，包含有部分砾石层、砂层以及坡积粘土。本路线段位于一片丘陵平原段，有较多的河流及其他水域，工程建造时应要注意。本路线位于公路自然区划Ⅳ（东南湿热区），气候属于亚热带季风气候，年平均气温在17.6~18.6℃，无霜期长，日最低气温低于0℃仅8~15天。

道路选线与设计本地区公路选线原则从道路设计规划的起始与终点之间，选出一条经济上符合预算条件，技术上可以满足要求，还要满足使用要求的道路中心线的设计工作，这项工作被称为选线，它需要全面地考虑各个方面的条件。在道路设计的每一个设计步骤的进行中，我们需要使用科学严谨的最新的方法细致的研究路线方案的每一步骤，严格审核。再对其进行集中讨论核查由此选出最好的路线方案。在首要保证行车安全的条件下，对于道路线路设计方案中的工程量总量应尽量降低。且要降低造价及营运费用，方便施工和养护。且尽量采用高指标，不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小轻易采用高指标。对于大量的农田及农田基础设施，在道路选线的过程中就应当进行充分的考虑。要尽量减少对农田，特别是高产田，比如平原区的大规模水稻田的侵占。还要减少破环经济作物或横穿经济园林。注意保护自然状态，处理好道路设施和名胜古迹及风景的协调。在整个道路设计工作开始前，就要先实地调查好施工地点附近地区的水文及工程地质情况。对于当地的水文地质情况对道路施工使用的影响要进行充分的调查评估，特别是那些地质条件不佳的路段，更在设计中应当额外注意，尽量避让。如若无法避免，则要做好相应的工程措施。选线要注意对环境的保护，注意减小各种污染（如噪音、气体污染）。对于高速公路，由于其路幅较宽。其可根据地形地物及自然条件，本着因地制宜的原则采用上下行车道分离的形式设线。注意合理考虑路线与城镇之间的关系，处理好穿越和绕避的问题。在平坦地区应尽量走直线，在较陡的横坡地带应要沿匀坡线布线。在起伏地带，则尽量走直连线和匀坡线之间。选线与平面设计平面设计原则首先要做到线性连续，整个设计线路上的每一点都不存在错头和破折。其次曲线的曲率要连续，整个设计线路上的每一点都有且只有一个曲率值。最后曲率变化必须连续，设计的线路上不管是哪一个点都只有一个曲率变化的值。平面设计图图1平面设计图上图的红线为最初设计构想，红线的好处是尽量避开了河流密布的地区和农作物种植区。但在随后的设计中发现上方红线无论如何进行微调，其填挖方过大。其中几个桩位甚至需要超过20m的填挖方，不符合经济效益，开隧道又过于浪费。由此确定了最终下方黄色的路线，黄线前后方路线仍旧能连接上总线路。且填挖方在随后的设计中发现不超过10m，比预计的两级台阶20m填挖要更加经济实惠。且地形更平，接近居民区，方便施工人员寻找租借地。平面设计的技术指标路线总长2.169km。平曲线交点个数3个。交点1：前直线长254m。转角JD1右转7°4平曲线半径2000m。平曲线长度82m。交点2：前直线长114m。转角JD2左转5°40平曲线半径2000m。平曲线长度33m。交点3：前直线长76m。转角JD3右转13°0平曲线半径2000m。平曲线长度288m。后直线长330m。平曲线计算路线起点坐标BP（35525937，3517609）。交点JD1（35525941，3517149）。交点JD2（35525884，3516650）。交点JD3（35525875，3516081）。路线终点坐标EP（35525722，3515459）。圆曲线半径全为2000m，且缓和曲线长也全为165m。交点间距计算：公式为：L=(由此：BP~JD1段：L=3517149−3517609JD1~JD2段：L=(3516650−3517149)JD2~JD3段：L=(3516081−3516650)JD3~JD4段：L=(3515459−3516081)交点方位角的计算：导线方位角的计算公式为：B=arctan⁡(则：由BP~JD1导线方位角为：B=arctan由JD1~JD2导线方位角为：B=arctan由JD2~JD3导线方位角为：B=由JD3~EP的导线方位角为：B=arctan⁡导线的交点偏角计算：计算公式为：C=则交点1的偏角为：C交点2偏角为：C交点3的偏角为：C对各曲线的要素进行计算：本设计所有圆曲线半径为R=2000m，缓和曲线长度为LS交点1：PqβTLJL则对于本曲线：ZH=JD1−HY=ZH+YH=HY+HZ=YH+QZ=HZ−交点2：PqβTLJL则对于本曲线：ZH=JD2−HY=ZH+YH=HY+HZ=YH+QZ=HZ−交点3：PqβTLJL则对于本曲线：ZH=JD2−HY=ZH+YH=HY+HZ=YH+QZ=HZ−纵断面设计纵断面设计原则在纵断面设计方面需要去根据道路的性质、任务、等级或地质水文等诸多基本条件，另外需要顾及工程量大小、施工难度以及路基的稳定和排水等方面的条件。要综合分析道路情况并且全面对纵坡的长短及大小，前后纵坡坡度等情况进行设计。由此来设计一系列线性顺畅平直且纵坡合乎规范大小的较为合理的路线设计，来作出行车快捷安全，且要节约工程费用、运营费用的最优方案。对道路最大纵坡、最小纵坡以及坡长的设计即是要设计道路线型纵坡，即纵坡设计。纵坡设计需符合各规范规定。对于公路设计，一般不取最大纵坡坡度值或坡度限制坡长，当要留有余量。只有在越岭线等地段才采用最大值。平原和微丘等地势平缓的地段其纵坡应当均匀平缓。要避免因迁就地形而造成起伏过大。纵面的线性应要与地形相适应，要力求在视觉上连续平顺，预防视觉中断引起的交通事故。纵坡设计一般要与路面边沟排水相适应，最小纵坡不应小于0.5％。在易受洪水影响的低洼路段，要保证高度，减少因洪水冲刷带来的影响。纵坡设计要与实际情况相结合，要考虑对农业设施和自然生物的影响。竖曲线设计原则一是应尽量选用较大的竖曲线半径。如果坡度差较小，则更应采用较大的半径。二是同向的竖曲线应尽量避免“断背曲线”，特别是同向凹曲线可合并为单曲线或并为复合曲线。三是反向曲线由直坡段连接或径向连接，在反向曲线之间一般要设直线段。其直线段至少要保证3s以上的行驶时间。四是竖曲线要满足排水需求，最小纵坡要大于0.3％。设计纵断面图2纵断面设计图纵断面技术指标介绍：取定变坡点个数：4个。基础技术指标：表1纵断面基础技术指标表技术指标变坡点取定最大纵坡（%）取定最短直坡长（m）取定凸（凹）曲线半径（m）取定竖曲线长度（m）12.5216.12311300（凸）299.97421.284216.1236100（凹）87.78131.284238.62517100（凸）99.92842.897228.5896500（凹）142.823竖曲线要素：图3竖曲线计算要素示意图计算公式如下：ω=曲线长：L=Rω。切线长：T=l外距：E=T设计高程的理论算：右半部分：左半部分：竖曲线要素如下：表2竖曲线要素表竖曲线要素变坡点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1K0+450.013359.250K0+749.987362.7682K0+966.109362.434K1+053.891362.9313K1+460.036368.144K1+559.964368.4384K1+798.589371.808K1+941.411373.377路基的设计与计算路基横断面宽设计分配图4路基路宽图该横断面为冷零高速公路公路标准横断面，路宽28m,包括中间设有的2m中间分隔带。双向两块宽8.25m的双车道，两块3.5m宽硬路肩，以及两块0.75m宽的土路肩。路拱坡度设计在这里根据排水需要和规范的要求，需要对行车道、硬路肩以及土路肩进行路拱坡度设计。在规范规定下根据使用需要设计为：行车道坡度2％，硬路肩坡度2％，土路肩坡度3％。道路超高设计超高设计被用于减弱车辆进入弯道时为了做绕圆周运动而产生的离心力。本高速公路设计根据需要采用了超高加宽，允许最大超高值为8％，采用一类加宽，以此解决圆曲线半径可能不足所带来的问题。路基边坡的设置及验算根据《公路设计规范》（TGD30—2015）可得：设计二级台阶，填方边坡第一级高度10m，坡度1：1.5，第二级高度10m，坡度1：1.75。挖方边坡第一级高度10m，坡度1：0.75，第二级高度10m，坡度1：0.75。但在横断面设计时发现最大填挖方不超过10m，即可看作一级台阶即为标准横断面。在此采用直线法验算标准横断面边坡稳定性，如符合条件即可看作全线符合条件。永州当地数据经调查可得：填方边坡：

H=10m，cotα=1.5，cscα=3.25，φ=20°，c=65kpa，γ=17.5则：a=k==8.6689≥1.45挖方边坡：H=10m，cotα=0.75，cscα=1.5625，φ=20°，c=65kpa，γ=17.5则：a=k==3.6543≥1.45路基材料选用路基填料要求用于公路路基填筑的填料需要挖取方便且易于压实。压实后强度要高，且水稳定性要好，还要通过取土实验确定好最小强度和最大粒径。路基一般最好选用级配较好的砾类土。或者砂类土或者粗粒土等，取最大粒径最好小于150mm级配良好的材料作为填料。不可用草皮、生活垃圾以及树根或者腐烂的土等之类的来用在路基上。泥土碳、淤泥、有机质土、冻土之类的含量不符标准的土壤，禁止直接用于路基填筑。如果一定要使用的话，一定要进行技术性处理而且事后要进行专门的检测。液限大于0.5，塑性指数大于26的且含水量不适合直接压实的土壤，不得直接用于土体路基填筑。必须使用时，需要先采用技术性处理，然后经检验合格后才可以使用。对于特殊路基在城镇或者说是道路的立交桥旁，或者是漫水、浸水或者水塘等同类型的地段，可采用骨架防护、浆砌片石或者干砌片石来进行防护。如若填筑高度在5m以上，且材料为粉土、粉质土或粉质砂之类的路基段，路堤的加固要采用土工格栏的方式进行。对于盐渍土只能铲掉或者用复合式土工隔断膜来进行隔断。冲积地区的一些软弱土基可采用换填或者土工格栏或者强夯等方法加固。如若土质松散则可以用重型机器碾压压实或者用土工格栏。地震液化区则采用土工格栏或者强夯法。风蚀路基则采用土工格栏或者加宽路基的方法。风沙地区可采用芦苇方格沙障或者中立式的，也可采用土工格栏。那些膨胀土或者膨胀岩的路堑工程则需要进行换土，或者加防止渗透的负荷工膜。或者用浆砌片石或者骨架来进行防护。本设计直接取当地红土和砾石合成路基，特殊路段则依照上述做法处理。

路面结构设计验算复合式水泥混凝土第一方案设计参数设计交通标准荷载采用BZZ-100，其具体数据如下：表3标准轴载数据表设计轴载100KN单轮接地当量圆半径21.30cm轮胎接地压强1.70Mpa两轮中心距31.95cm标准轴载BZZ-100标准轴载BZZ=100公路等级:高速公路。变异水平的等级:低级。表4公路交通量表序号路面行驶车辆名称前轴数前轴重(KN)后轴数后轴重(KN)拖挂部分的轴数拖挂部分轴重(KN)交通量1标准轴载0011000012700可靠度系数:1.33。上面层类型:沥青混凝土上面层。下面层类型:普通混凝土下面层。标准轴载公路交通量：2021~2051的30年交通增长率：表5年平均交通增长量率表序号分段时间(年)交通量年增长率159.5％2107.5％3105.5％454％其行驶方向分配系数取0.5，车道分配系数取0.85，轮迹横向分布系数为0.22，设计轴载100kN，最重轴载150kN。复合式水泥混凝土路面的设计基准期为30年，其设计车道使用初期设计轴载日作用次数为5398次/日。设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数为4.190163E+07次，路面承受的交通荷载等级判定为特重交通荷载等级。按规定取路基综合回弹模量在80Mpa以上，本设计取80Mpa。设计与验证在此对结构和参数进行初步拟定，为沥青混凝土上面层和普通混凝土下面层，加以级配碎石基层以及水泥稳定粒料底基层。预设计板厚下图：沥青混凝土上面层40mm普通混凝土下面层286mm级配碎石200mm水泥稳定粒料200mm新建路基图5复合式水泥混凝土第一方案预设图根据规范要求，重以上交通荷载等级要求的混凝土弯拉强度为5Mpa，本设计下面层的混凝土弯拉强度为5Mpa。弯拉模量取31Gpa则下面层混凝土弹性模量取31000Mpa，混凝土下面层板长度取4.5m。永州地区的地区公路自然区划为Ⅳ，面层最大温度梯度为88℃/m。本设计根据规范需要，下面层需设置拉力杆，接缝应力折减系数取0.87，混凝土线膨胀系数取11×10−6经计算得板底地基当量回弹模量Et上板层得弯曲刚度：根据公式：D计算。下板层弯曲刚度为：根据公式：D计算。总半径相对刚度：根据公式：r计算。则可得100kN作用力下的荷载应力为：根据公式：σ结果为：σps下层材料无需验算荷载应力。应力折减系数为kr考虑了理论和实际的差异后加上动载一类因素影响的综合系数为：kc荷载疲劳应力系数为：kf由此荷载疲劳应力为：根据公式：σ计算得：σpr最重轴载在最大四边的自用板的临界荷载位置处的荷载应力为：根据公式：σ计算得：σpm则最重轴载在临界荷载位置上产生的最大荷载应力为：根据公式：σ计算得：σp,max若要求温度翘曲力和内应力温度系数BL根据参数kn、rβ、ξ、t来求出C公式如下：kγξ=−t=根据公式：C由上述条件计算可得：C根据公式：BL计算得：温度翘曲力和内应力温度系数BL由于所处Ⅳ区最大温度梯度为88℃/m,则最大温度应力为：根据公式：σ计算得：σt,max温度的疲劳应力系数为ktⅣ区的at根据公式k计算得：ct则温度疲劳应力为：根据公式σtr计算得：σtr混凝土下面层荷载疲劳应力σpr混凝土下面层温度疲劳应力σtr考虑可靠度系数后混凝土下面层综合疲劳应力γr混凝土下面层最大荷载应力σ混凝土下面层最大温度应力σt,max考虑可靠度系数后混凝土下面层最大综合应力γr由此可得不考虑沥青上面层影响时混凝土下面层的设计厚度286mm符合标准。并推算得考虑沥青上面层影响折减后的混凝土下面层的设计厚度：276mm。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，即按规范需求加6mm磨耗层并且要按照10mm向上取整。最后得到路面结构设计结果如下:沥青混凝土上面层50mm普通混凝土下面层290mm级配碎石200mm水泥稳定粒料200mm新建路基图6复合式水泥混凝土第一方案设计图该方案各项应力利用率高，接近5MPa，但结构臃肿且造价较高，下面是一个在结构造价方面更好些的方案。复合式水泥混凝土第二方案设计参数设计交通标准荷载采用BZZ-100，其具体数据如下：表6标准轴载数据表设计轴载100KN单轮接地当量圆半径21.30cm轮胎接地压强1.70Mpa两轮中心距31.95cm标准轴载BZZ-100标准轴载BZZ=100公路等级:高速公路。变异水平的等级:低级。可靠度系数:1.33。上面层类型:沥青混凝土上面层。下面层类型:普通混凝土下面层。标准轴载公路交通量见表4。2021~2051的30年交通增长率同表5。其行驶方向分配系数取0.5，车道分配系数取0.85，轮迹横向分布系数为0.22，设计轴载100kN，最重轴载150kN。复合式水泥混凝土路面的设计基准期为30年，其设计车道使用初期设计轴载日作用次数为5398次/日。设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数为4.190163E+07次，路面承受的交通荷载等级判断为特重交通荷载等级。按规定取路基综合回弹模量在80Mpa以上，本设计根据材料取150Mpa。设计与验证在此对结构和参数进行初步拟定，为沥青混凝土上面层和普通混凝土下面层，加以级配碎石基层以及水泥稳定粒料底基层。预设计板厚下图：沥青混凝土上面层40mm普通混凝土下面层300mm中粒式沥青混凝土60mm级配碎石200mm新建路基图7复合式水泥混凝土第二方案预设图根据规范要求，重以上交通荷载等级要求的混凝土弯拉强度为5Mpa，本设计下面层的混凝土弯拉强度为5Mpa，弯拉模量取31Gpa。则下面层混凝土弹性模量取31000Mpa，混凝土下面层板长度取4.5m。永州地区的地区公路自然区划为Ⅳ，面层最大温度梯度为88℃/m。本设计根据规范需要，下面层需设置拉力杆，接缝应力折减系数取0.87。混凝土线膨胀系数取11×10−6经计算得板底地基当量回弹模量Et上板层得弯曲刚度：根据公式：D计算得：Dc下板层弯曲刚度为：根据公式：D计算得：Db0总半径相对刚度：根据公式：r计算得：rg则可得100kN作用力下的荷载应力为：。根据公式：σ结果为：σps下层材料无需验算荷载应力。应力折减系数为kr考虑了理论和实际的差异后加上动载一类因素影响的综合系数为：kc荷载疲劳应力系数为：kf由此荷载疲劳应力为：根据公式：σpr计算得：σpr最重轴载在最大四边的自用板的临界荷载位置处的荷载应力为：根据公式：σ计算得：σ则最重轴载在临界荷载位置上产生的最大荷载应力为：根据公式：σ计算得：若要求温度翘曲力和内应力温度系数BL根据参数kn、rβ、ξ、t来求出C公式如下：kγξ=−t=根据公式：由上述条件计算可得：C根据公式：BL计算得：温度翘曲力和内应力温度系数BL由于所处Ⅳ区最大温度梯度为88℃/m,则最大温度应力为：根据公式：σ计算得：σt,max温度的疲劳应力系数为ktⅣ区的at根据公式k计算得：kt则温度疲劳应力为：根据公式σtr计算得：σtr混凝土下面层荷载疲劳应力σpr混凝土下面层温度疲劳应力σtr考虑可靠度系数后混凝土下面层综合疲劳应力γr混凝土下面层最大荷载应力σ混凝土下面层最大温度应力σt,max考虑可靠度系数后混凝土下面层最大综合应力γr由此可得不考虑沥青上面层影响时混凝土下面层的设计厚度300mm符合标准。并推算得考虑沥青上面层影响折减后的混凝土下面层的设计厚度：290mm。于此开始对设计层厚度数值进行化整根据规范及使用要求对路面厚度进行更具体详细的修改，即按规范需求加6mm磨耗层并且要按照10mm向上取整。最后得到路面结构设计结果如下:沥青混凝土上面层50mm普通混凝土下面层300mm中粒式沥青混凝土60mm级配碎石200mm新建路基图8复合式水泥混凝土第二方案设计图公路沥青路面设计（对比方案）设计参数设计交通标准荷载依然采用为BZZ-100，其具体数据如下：表7标准轴载数据表设计轴载100KN单轮接地当量圆半径21.30cm轮胎接地压强1.70Mpa两轮中心距31.95cm标准轴载BZZ-100标准轴载BZZ=100对其中沥青层层底拉应力计算中的累计当量轴次及设计弯沉值计算。轴载换算如下：根据《公路沥青路面设计规范》JTGD50—2017.中表3.0.2规定。高速公路沥青混凝土路面第一次投入运行使用年限为15年，在公路运行后路面的第一次维修的时间同为15年。本公路经计算后的交通量平均增长率为8.2％（15年）。其它参数：方向系数0.55，车道系数0.5，目标可靠度1.65，而公路投入后运作的首个运营年的双向年平均日交通量12700辆/日。计算得初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量3492辆/日。且在设计使用年限的设计车道累计大型客车和货车交通量为3.515099E+07辆。其交通荷载判定为特重型交通，其中整体式货车的比例占五成，而半挂式货车的比例则占三成。其计算的车辆类型满载比例如下表：表8车辆满载比例车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类满载车比例0.120.120.360.270.480.330.570.420.470.37由此可推算得：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为8.314345E+07次（当验算沥青混合料层疲劳开裂时）。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为NZB2=6.42408E+09轴次（当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时）。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为NZB3=8.314345E+07轴次（当验算沥青混合料层永久变形量时）。设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累作用次数为1.470881E+08次（当验算路基顶面竖向压应变时）。设计与验证路面结构层初步设计为：设计的起始层厚度设定为320mm。各层初定设计为：表9沥青路面结构层初步设计表层位结构层名称厚度(mm)模量(Mpa)泊松比无机结合料材料弯拉强度(Mpa)沥青混合料车轴试验永久变形量(mm)1细粒式沥青混凝土40110000.25—12中粒式沥青混凝土60100000.25—0.93粗粒式沥青混凝土60100000.25—0.94水泥稳定碎石？75000.251.4—5级配碎石1802500.35——6新建路基—810.4——为水泥稳定碎石层进行疲劳开裂验算:：设计层厚度H(4)=620mm。季节性冻土地区调整系数取:Ka温度调整系数：KT2水泥稳定碎石又有公式kc推算得现场综合修正系数k第四层无机结合料稳定层层底拉应力σ=0.102Mpa。由此，由公式N推算得第四层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命N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=6.42408E+09轴次。则根据规范，第四层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求。为沥青混合料层进行永久变形量验算：沥青混合料层永久变形等效温度TPEF=26.4℃。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=8.314345E+07轴次，即Ne3又有d1=−1.35×10−4计算出d1和d在由kRi=(d1+d2由公式R得出各层的变形量：根据上述公式，各分层的混合料永久变形量分别为：第一分层、第二分层、第三分层、第四分层、第五分层、第六分层沥青混合料永久变形量依次分别为永久变形量Ra1=1.6mm、永久变形量Ra2=3.05mm、永久变形量量R合计沥青混合料层永久变形量R又有沥青混合料层容许永久变形量R则根据规范要求，沥青混合料层永久变形量符合标准。为沥青面层进行低温开裂指数验算：路面所在地区低温设计温度T=0℃。又有表面层沥青弯曲梁流变试验蠕变劲度S沥青结合料类材料层厚度H路基类型参数b=2。由公式CI=1.95×10推算得沥青面层低温开裂指数CI=−1.5条。低于沥青面层容许低温开裂指数CIR=3条。那么根据规范，沥青面层低温开裂指数值符合设计标准。且有第1层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为9365次/mm。第2层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为10945次/mm。第3层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为10945次/mm。对于路面防冻结构厚度进行验算：公路的多年最大冻深Zmax可由公式：Z又根据规范即使用需要对路面结构进行调整，并向上10mm取整，得到最终方案：细粒式沥青混凝土40mm中粒式沥青混凝土60mm粗粒式沥青混凝土60mm水泥稳定碎石620mm级配碎石180mm新建路基图9公路沥青路面最终设计图最后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=15.2(0.01mm)。

对于路基路面排水的补充路基路面排水设计原则排水设计要因地制宜，需要充分利用地形和天然水系，尤其是湖泊、河流和池塘等。通常情况下，排水沟不应过长。要注意分散水流，减少堆积，尽快将水流分流出去。对于公路排水沟的设置，一般要多对农田水利方面的影响做出考虑。如若有必要的话，可以对其增加涵管的数量或者孔径。农业用水往往会影响路基稳定，而且边沟在通常情况下是不能用来进行农业灌溉的。如若将边沟用作农业灌溉，则必须要进行加宽加深，还要加固其结构。设计路基前需要进行研究调查，对其水文地质条件进行调查分析。充分利用桥梁涵洞等结构来进行排水设施的设计要协调配合各层的排水建设设施，地面以下的排水与地面以上的排水要相互配合，充分完成路基路面建设中要求的分期修建和综合设计。若地质条件不佳以至于影响排水，则要对其配合以路基加固措施来进行特别处理。对路基路面进行排水设计时要注意水土流失，特别是山区。要与自然水系，比如湖泊河流等相协调，减少对其的改造。在部署人工沟渠时要尽量选择较为良好的地质条件，节约工程建设，减少加固工程。但是如果实在遇上土质疏松或者陡峭的地带，对其的排水设施，特别时排水沟一定要进行加固措施。对路基路面进行排水设计时要充分考虑水文地质状况以及公路设计等级，尽量减少运输，充分利用本地岩土。在保证稳固耐用的条件下又要考虑其建造成本和维护成本。所有公路排水设计必须严格按照规范进行，必须参考《公路排水设计规范》进行。对于本设计的排水设计内容对于地表以上的排水，在中央分隔带处一般采用透水性好的填料。路面要采用一定的坡度，本设计行车道及硬路肩都采用了2％的横坡排水，土路肩膀为3％。边坡上一般采用导水结构，边坡坡度不宜过小，尽量减少路界以上的地表水的堆积。对于路面内部采用路面边缘的排水系统，利用级配砾石等利于排水的材料形成排水基垫层，减少路面内部积水。对于路界以下，排水设施有暗沟、渗沟渗井以及排水管等地下排水设施。特别对于本段公路，在建造中有太多的小溪、暗流以及诸多农田渗水，需要采用大量的排水管以此来引导水流流动。采用暗沟来减少积水，以尽量减少周边水源对公路的使用及寿命的影响。对于本公路，在与另一道路交汇处应当搞好下穿道路的排水，防止影响通行。本路