四川省仁寿县至洪雅县段高速公路设计毕业设计说明书.doc

河北工程大学土木工程学院毕业设计说明书（毕业论文） 2014年摘 要本设计是四川省仁寿县至洪雅县段高速公路设计。路线全长为6884.372m，路基宽度为24.5m，行车道宽度为43.75m，其中规划远景设计年限为20年。设计内容包括道路技术等级与技术标准论证、道路方案设计、指定路段技术设计及专题设计。主要内容包括：平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、挡土墙设计、公路排水及防护工程、路面结构设计。在设计过程中参阅了相关文献资料，并严格按照规范标准设计。线形设计部分，充分考虑了地形地质、安全、环保、土地利用、施工条件及经济等因素；纵断面设计根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等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；在横断面设计部分综合考虑公路等级、行车要求、自然地质条件、施工方法，兼顾当地农田建设，保证路基的稳定和排水，来作出正确的设计。在路基设计部分选择合理的路堤填料与压实标准；在挡土墙设计部分，采用了多种挡土墙，倾斜基底，充分考虑了挡土墙的经济性和安全性；在公路排水及防护工程部分充分考虑到当地地质状况，以及美化环境、改善景观和舒缓驾驶人员视觉疲劳等因素，对该路段部分边坡采用草皮护坡以及窗式护面墙等进行防护；在路面结构设计部分，根据设计要求和实地情况选用了沥青混凝土路面。本设计使用了纬地道路设计软件出图，效率高。关键词：路线；高速公路设计；平纵横设计；路基设计；挡土墙设计；路面设计abstractthis design is renshou of sichuan province to hongya period of highway. the total length of route is 6476 meters. roadbed width is 24.5 m, width is wild 4 x 3.75 m, including planning and design of vision for 20 years.design the content and include the industrial grade of the road and proof, road conceptual design, appointing the technical design of highway section and special topic to be designed of the technical standard.it including: graphic design, alignment design, cross-sectional design, roadbed design, retaining wall design, road drainage as well as protective engineering and pavement structure design. the design is in strict accordance with the code standard and consults related references. the factors of topography, geology, safety, environmental protection, land use, construction condition and economics were taken into consideration in linear desin; in the lignment design, according to the road grade, natural conditions and control elevation of structure, the design determines the appropriate elevation, the longitudinal slope and slope length of each slope section, and designs vertical curve; in the part of cross-sectional design, the design considers highway grade, driving requirements, natural geological condition, the construction method, and local farmland construction in order to guarantee the stability of roadbed and drainage. in the roadbed design part we should select reasonable embankment packing and compacted standards; in the part of retaining wall design, the designer uses many retaining walls and sloping base and the economy and safety of retaining wall are taken in account; in the design of highway drainage and protective engineering, in view of the factors of local geology condition, landscaping, landscape improvement and relieving of visual fatigue of drivers, the design uses grass sod as well as facingwall of window-type to protect part of the side slope; in the part of pavement structure design, according to the design requirements and local conditions, the design selects bituminous concrete pavement.this design used hint road design software to leave the chart, the efficiency is high.keywords: line; highway designing；flat freely design; subgrade design; retaining wall design; pavement design30目 录0 绪论11 工程概况11.1 地质气候条件及材料21.2 设计原始资料22 道路路线设计22.1 道路方案设计32.2 指定路段技术设计33 路基结构设计103.1 横断面设计103.2 路基边坡坡度103.3 挖填结合路堤113.4 路基防护结构物设计113.5 挡土墙设计124 路面结构设计204.1 确定自然区划和路基潮湿类型及土基回弹模量204.2 交通量、轴载分析204.3 选择路面结构形式224.4 按容许弯沉计算路面厚度224.5 验算沥青混凝土面层底面的弯拉应力234.6 验算石灰粉煤灰碎砾石基层底面弯拉应力245 综合排水设计265.1 边沟265.2 排水沟265.3 截水沟265.4 急流槽275.5 涵洞276 桥277 技术经济分析278 总结28致 谢29参考文献30附件1：直线曲线及转角表附件2：逐桩坐标表附表3: 路基设计表附件4：路基土石方数量表附件5：路基超高加宽表 四川省仁寿县至洪雅县高速公路设计学生 杨仁 指导教师 董辉 河北工程大学土木工程学院道桥专业0 绪论高速公路能够提高车速，使车辆快速流通，缩短物资交流周期，使人民群众生活、工作快速、高效、便利，同时也是一个国家综合实力的体现。50年来，我国公路建设已取得巨大成就。回顾我国公路发展历程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。但是，由于基础十分薄弱，我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。从公路技术等级看，在全国公路总里程中还有近20万公里等外公路，等外公路占公路总里程的比重达到14.4，西部地区更高，达到21.8，技术等级仍不理想。从行政区划分布看，由于经济发展和人口分布的不平衡，公路发展在各地区之间存在着较大差距，总的来看，东部地区公路密度较大，高等级公路的比例也较高，明显高于全国平均水平，更高于中、西部地区水平。因此，为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照道路的使用功能和交通需求，重点提高经济相对发达地区的公路技术等级，根据国家西部大开发战略，大力扶持西部地区公路基础设施建设，将是本世纪末以至下世纪初我国公路交通发展的战略重点。由于国民经济的发展和路网完善的需求，高速公路逐步进入山区。高速公路由于其线形指标高，工程艰巨，投资巨大，对自然环境的破坏也非常严重。随着环境保护理念的日益深入人心，对于山区高速公路的勘察设计、施工运营等方面的环保要求也越来越高。山区公路环境载体主要是自然环境，也是地质环境。一般山区地形地质条件复杂，地质环境脆弱，地质灾害多发，高速公路的建设难免会出现挖坡、填沟、打洞（隧道），对地质环境造成严重破坏，处理不好还会诱发和加剧各种地质灾害，增加公路建设投资，影响工期，甚至给运营阶段带来严重的安全隐患。因此山区高速公路的环保主要是地质环境的保护和地质灾害的防治。1 工程概况遂资眉高速公路眉山段位于眉山市境内，路线经仁寿县北斗、谢安、宝马、满井、虞丞、洪峰，东坡区金花、永寿、松江、修文、三苏，丹棱县、仁美，洪雅县洪川、止戈，止于洪雅县止戈镇唐埃山，接拟建的乐雅高速，路线大体呈东西走向，仁寿县城、眉山市区、丹棱县城、洪雅县城为主要控制点。路线全长119.135公里，主线采用设计速度80km/h，双向四车道，路基宽24.5米，全线沥青混凝土路面，桥涵汽车荷载：公路-级，设计洪水频率：桥涵及路基1/100，桥涵与路基同宽，隧道宽210.25，a级交通工程及沿线设施，其余指标按公路工程技术标准 （jtgb01-2003）的规定与要求执行。1.1 地质气候条件及材料这里气候温和，土壤肥沃，资源丰富，交通不发达。地势由中间向两侧倾斜，属低山丘陵。境内的山脉纵横，丘陵起伏，山间小盆地错落期间。岩性主要是：岩浆岩，沉积岩，变质岩三大类，代表岩种45种，其中花岗岩，流纹岩、凝灰岩等酸性岩占57.3%；闪长岩、安山岩等中性占3.4%；砂砾岩、粉砂岩、页岩等沉积岩占20.6%；片岩、变粒岩等变质岩占18.7%。地质构造主要为断裂构造，但无大规模的区域性断裂通过，区域构造是稳定的。 1.2 设计原始资料（1）本段公路沿线1/2000地形图一份。（2）设计任务书一份。（3）规划远景设计年限为20年。交通量计算资料：表1-1 预测交通量（pcu/d）年 度20142019202420292034交通量13054年增长率（）8.776.565.284.572 道路路线设计交通量计算资料：表2-1交通量计算表年 度20142019202420292034交通量1305418271235592894334607年增长率（）8.776.565.284.57表2-2车型比例（2014年预测结果）车 辆大型客车小型客车小型货车中型货车大型货车拖挂车及集装箱车型比例（%）14.1023.4213.4116.4718.3514.68根据资料：年平均增长率是6.2950%，设计年限平均日交通量：，根据规范年平均日交通量在25000-55000（辆/日）可确定为四车道高速路，设计速度100km/s。确定道路技术指标：由于该地区位于山岭区，根据公路工程技术标准（jtgb01-2003）确定道路技术指标如下表：表2-3主要技术指标项目名称单位指标值备注公路等级高速山岭重丘计算行车速度（km/h）100路基宽度（m）24.5平曲线极限最小半径（m）400平曲线一般最小半径（m）700行车视距（m）110不设超高平曲线最小半径（m）4000最大纵坡（%）4最小纵坡长度（m）250凸型竖曲线一般最小半径（m）10000凹型竖曲线一般最小半径（m）6500竖曲线最小长度（m）85路基设计洪水频率1/100地震基本烈度度主要执行的标准和规范如下：公路工程技术标准（jtg b01-2003）；公路路线设计规范（jtg d20-2006）；公路路基设计规范（jtg d30-2004）；公路沥青路面设计规范（jtg d50-2006）；公路排水设计规范 （jtj 018-1996）等。2.1 道路方案设计公路工程是一项系统工程，是路线、路基、路面、防护排水、桥涵、隧道、交叉工程、沿线设施、水文、地质、环境保护、水土保持、施工环境、养护等多专业为一体的综合体系，公路设计应综合处理好各专业的关系，合理掌握公路的建设规模与技术标准及全线技术指标的总体运用，注重平、纵、横三个方面组合而成的立体线形，尽力做到线形连续、视线良好，与沿线自然环境、地形、地物、不良地质、规划、文物、军事等设施总体协调适应，减少拆迁、少占耕地，充分论证环境敏感点及水土保持工作。应事先考虑好取弃地的位置，采取积极有效的治理防护措施，将环境保护、水土保持工作与公路设计紧密结合。本段公路由于地形极其复杂，在山区主要考虑道路景观设计，采取高架桥。注：具体设计内容见附图中的平面和纵断面设计成果图。2.2 指定路段技术设计2.2.1 路线设计路线平面设计定导向线路线平面设计定导向线（1） 在大比例尺地形图上，仔细研究路线布局阶段选定的控制点的地形，在选线的时候尽量避免这些点。还有图形上的地质情况，选择有利的地形，如平缓、顺直的山坡，开阔的饿侧沟，利于回头的地点等，拟定路线各种可能的走法。（2） 根据等高线的距离及选用的平均纵坡i均（5.0%-5.5%视地形的曲折程度而定）。在本设计中取5.0%，根据式均计算出等高线之间的平均，然后用圆规量取的距离（与比例尺地形图相同）。从起点开始按拟定走法在等高线上依次截取a，b，c等点，如最后一点位置和标高均接近另一固定点时，说明此方案成立，否则，修改走法或调整i均重试方案直至路线符合要求。（3） 连接各点，分析研究形成的折线在利用地形和避让地物，以及工程艰巨情况，选择应该穿过或避让的中间点作为控制点。修正导线，平面试线导向线是一条折线，还应该根据技术标准的要求综合坡度变化情况，确定必须通过的点，做修正导向线。然后用以点连接，以线穿点的方法定出平面设线，反复设线最后定出交点。为了使路线更为经济合理，而当地的地形条件很复杂，因此在平面试线的基础上附加敷设曲线或是隧道，确定中桩位置。做出纵、横断面，然后在横断面上用透明模板确定路基中线的最佳位置。连接这些点，做出二次导线，再进一步根据二次导向线对路线局部进行修改，最后定出线位。2.2.2 平面线形设计平面线形要素组合，是对修正后的导向线依次在各交点进行局部平曲线设计。基本线形按“直线回旋线圆曲线回旋线直线”的顺序组合。本设计均采用此种组合类型。基本型中的回旋线参数以及圆曲线长度均应符合有关规定。两回旋线可以相等，也可以根据地形条件设计成不相等的非对称型线形。从线形的协调看，宜将曲线中的。平曲线要素计算：根据地形、地貌条件以及有关规定，首先定出缓和曲线长度和圆曲线半径小，再根据路线设计手册中有关平曲线要素计算公式，可求得平曲线各要素值，公式如下： （2-1） （2-2） （2-3） （2-4） （2-5） （2-6） （2-7）缓和曲线切线增值，（m）；设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（m）；缓和曲线终点处的缓和曲线角；切线长，（m）；曲线长，指曲线的起点至终点之间的弧线长度，（m）；外距，指交点至曲线中点的距离，（m）；校正值，（m）。：=821438.1 图 2-1 圆曲线几何要素注：平曲线设计成果详见“附件1直线、曲线及转角表”2.2.3 纵断面设计纵断面图的绘制（1） 纵坡设计的一般要求为： 纵坡设计必须满足公路工程技术标准（jtg b01-03）的各项规定。 为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应有一定的平顺性，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。 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。 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，降低造价。 在平原微丘区，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。 （2） 最大纵坡的要求：各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特征、道路等级、自然条件以及工程、运营经济等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。根据我国公路工程技术标准（jtg b01-03）的规定，如受地形条件或其它特殊情况限制时，经技术经济论证合理，最大纵坡可增加1%。（3） 最小纵坡的要求：为使道路上行车快速、安全和通畅，希望道路纵坡设计的小一些好。但是，在长路堑、低填以及其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时，边沟应作纵向排水设计。（4）平纵组合设计: 1）设计原则（1）应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，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。（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）注意与道路周围环境的配合，它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。 2）平曲线与竖曲线的组合（1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于平曲线。（2）平曲线与竖曲线大小应保持平衡。 3）暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理、悦目。（5）最小填土高度的确定:由于设计路段属高速公路，故路基要求保持干燥状态。该区处于3区，路基所用填料为粘性土，根据规范，路基临界高度参考值为h1=2.02.4 m，为安全起见，取2.4 m.根据地质条件，该区地下水位埋深为1520 m，所以本地区只需考虑最小填土高度即可。根据规范要求该地区的最小填土高度为0.40.7 m，同时，需满足0.5 m设计洪水位的要求，所以最小填土高度取1.2 m。（6）桥梁、通道控制标高的确定:道路纵断面设计标高是指路基顶面边缘的标高，高速公路则是指中央分隔带外侧边缘的标高。在本设计中，路线所穿越的河流没有通航要求，河流上的桥梁只需满足路线和洪水的要求，洪水位为48 m。由于该段公路为高速公路，有些路段填方高度较高，故需设置通道，以避免人、畜影响交通。 （7） 坡长的限制：汽车在纵坡上行驶时存在一个稳定车速，与之相对应的有一个稳定的坡长，从运行质量看，纵坡长度不宜超过稳定坡长。因此对纵坡的长度有一定的限制：根据我国公路工程技术标准（jtg b01-03）的规定，最大坡长为和自己的坡度有关每增长一个百分点，坡长增加200m，如坡度为3%最大坡长为1100m。竖曲线要素计算公式： （2-8） （2-9） （2-10）l竖曲线长度，（m）；r竖曲线半径，（m）；坡差，其值=i i-1，（%）；t竖曲线切线长，（m）；e竖曲线外距，（m）。（8） 纵断面设计过程如下： 准备工作：纵坡设计之前在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线，填写有关内容。 标注控制点，它是用“路基透明模板”在横断面上得到的。 试坡：在已经标出的“控制点”、“经济点”的纵断面图上，根据技术指标、选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插取值，试定出若干直坡线。 调整：调整的方法是对初拟订的坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。 核对。 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。 设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。以竖曲线1为例说明竖曲线计算方法：设， 曲线长 切线长，外距图2-2 竖曲线要素示意图表2-5 竖曲线要素jd 要素）150005747.75373.8751.973270025975.66487.831.6992.2.4超高和加宽加宽：为抵消车辆在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形式，这就是曲线上的超高，本段公路采用绕中央分隔带中线旋转的方式。对于r250m的圆曲线，由于其加宽值过小，可以不加宽。本设计中圆曲线半径均大于250m，故不设计曲线加宽。超高：合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性。根据设计速度、超高和平曲线半径的关系，可以选取合适的超高率。2.2.5 视距计算道路设计中，要注意路线内侧是否有树林、房屋、边坡等阻碍司机的视线，这种处于隐蔽地段的弯道成为“暗弯”。“暗弯”需要进行视距检查，若不能保证最短视距，加宽中间带、加宽路肩或将构造物后移等措施处理；若因挖方边坡妨碍视线，则按所需净距绘制视距曲线开挖视距台。最大横净距的计算；图中阴影部分是阻碍司机视线的范围，范围以内的障碍物都应加以清除。h为内侧车道上汽车应保证的横净距。假设驾驶员的视线距离路面1.2m驾驶员座位距未加宽是路面内边缘的水平距离为1.5m。检查平面视距时应以视点为起算点。车辆在弯道上行使是视点的运动轨迹半径为 （2-11）式中：r弯道圆半径曲线,（m）；b弯道路面宽度,（m）。对平面视距的检查，首先应计算出保证设计所需要的最大横净距h,其次是计算实际条件下所提供的能通视的横净距，若，设计视距可以得到保证，若，则应清除障碍物，以满足的要求。最大横净距h，应根据是否设置缓和曲线以及曲线长度是否大于视距长度等条件分别进行。图2-3 横净距计算图则本设计中停车视距不得小于160m（设回旋曲线）,取180mlshr图2-4停车视距图（1）（如右图） 满足要求。（2） 大于160m,所以计算同（1）2.2.6 逐桩坐标表高等级公路的线性指标高，表现在平面上是圆曲线半径较大，缓和曲线较长，在测设和放样时须采用坐标法，方能保证其测量精度。本段采用高斯投影3度带平面直角坐标系统。逐桩坐标是指各中桩的坐标，其计算和测量的方法是按从整体到局部的原则进行的，步骤如下：（1） 根据资料所获得的导线点坐标计算交点坐标，纸上定线的交点坐标可以在图纸上量取，而直接定线的交点坐标用全站仪测量也可以很方便的获得。（2） 先计算直线和曲线主要点中桩坐标，然后计算缓和曲线、圆曲线上每一中桩的坐标。（3） 将计算结果列表，见附件2 “逐桩坐标表”3 路基结构设计公路路基是路面的基础，它承受着本身岩土自重和路面的重量，以及由路面传来的行车荷载，所以路基是公路的承重主体。为了保证路基的强度与稳定性，使路基在外界因素作用下不致产生超过允许值的变形，在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施。其中有路基排水，路基的防护与加固，以及与路基工程直接相关的其他设施。如：弃土堆、护坡道取、土坑碎落台等。3.1 横断面设计道路横断面是指中线上各点沿法向的垂直剖面，它是由横断面设计线和地面线组成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及环境保护措施。该路段的横幅布置类型为双幅双车道。公路横断面的组成和各部分的尺寸由规范根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定。路肩不加宽，（查公路工程技术标准（jtgb012003）。设2.0m宽中间带,行车道两边硬路肩宽度为2.50，土路肩宽度为0.75m。本公路采用沥青混凝土路面。路面横坡2%，路肩横坡度为3%。在具体设计每个断面之前，先确定路基的标准横断面（或称“典型横断面”）。在标准横断面图中，一般要包括路堤、路堑、半挖半填、挡土墙路基、砌石路基等。断面中的边坡坡率。边沟尺寸、挡土墙断面等必须按现行公路路基设计规范的规定确定。具体标准横断面见“附图：标准横断面” 路基设计表见“附表3：路基设计表”。图3-1路基宽度示意图3.2 路基边坡坡度路基边坡坡度，是路基设计的基本任务。确定路基边坡坡度，对于路基稳定和横断面经济至关重要，下面是本道路路堑、路堤边坡具体设计。3.2.1 路堑边坡由于设计的道路挖方较多，由此需要开挖路堑。路堑开挖破坏了原地层的天然平衡状态，特别是深路堑边坡稳定性较低。从边坡的稳定性需要出发。通常是边坡越缓，稳定性越高。但是亦非尽然。对于风化严重的某些软弱岩性变坡，如果坡面越缓，坡面与大气基础面积越大，风化程度随之加剧。本段公路水文状况对路堑的影响较大，地质条件越差，水文破坏作用越明显，因此路堑的排水至为重要。路堑必须设置边沟，以排除边坡和路基表面的降水。边沟的排水要求具有合适的边坡，为此对于较长的路堑地段，除不宜设置纵向水平纵坡，或超过边沟允许水流冲刷的较大纵坡必须设置平坡或陡坡时，边沟也要进行特别处理。3.2.2 路堤边坡本设计中，部分路段填方较大，（对于超过20m石质路堤称为高路堤）。高路堤的填方数量大，采用折线形或阶梯型边坡。折线为自上而下逐渐放缓边坡斜度，阶梯形是在中间设置防护平台，平台上下段边坡斜度，路肩边缘设置土埂与护栏，边坡适当防护与加固。原地面倾斜的全填路堤，当倾斜度陡于1:5时，将原地面挖成台阶，台阶宽度等于或大于1m，向内侧倾斜1%-2%,或将原地面凿毛，原地面倾斜陡于1:2，则宜设置石砌护脚等横断面形式。倾斜地面的填方上方坡脚，采取措施阻止地面水渗入路堤内，保证路堤不致沿缘地面向下滑动。石砌护脚等还同时起着减少填方数量和压缩路基占地宽度的作用。在岩石地段的半填半挖路基或跨越深沟的路堤可利用挖方路基的石料进行填筑。沿河路段填方较大，可在对面山坡挖土，兼拓宽河道。当石料不足时，亦可在路基外部积石，内部填土。但填石部分的接合面应设反滤层，以防止填土流失，影响路基稳定。填石边坡的外层，一般应选用坚硬而未风化的石料填筑，必要时进行排砌，以增强稳定性。较陡山坡上的半填半挖路基，由于填方不大，但山坡伸出较远不易填筑时，可以修筑护肩，护肩应用当地不易风化的片石砌筑，护肩的内外坡面均直立，基底面以内以1:5向内。如果填方量较大，而且地面横坡陡峭，填方不易稳定或无法填筑，则可就近利用废石方，选择较大的石块，采用石砌护坡或面墙，其边坡采用1:0.5。3.3 挖填结合路堤当填方部分的地面横坡陡于1:5，石质应该挖台阶或凿毛；挖方部分应设边沟或同时设置截水沟。挖方边坡如陡峭，坡面岩石性质较差或有其他地质不良现象，设置上方山坡挡土墙，以支撑边坡不致滑动，减缓边坡坡度。如果坡面为易风化的岩石，在日晒雨淋及温差干湿循环作用下，将产生坡面剥落或水落现象，零碎土石不断落下，堵塞边沟时，坡面需要防护，在挖方坡角处设置高度为1米左右的挡土墙，顶宽适当放大，兼起碎落台作用，定期予以清理。为保护路基边坡稳定性，设置护坡道。3.4 路基防护结构物设计由于本道路处于山岭区，岩石大面积的暴露与空间，长期受自然因素的强烈作用。岩石在不利的条件作用下，物理性质经常发生变化。岩性差的岩体，加剧风化；路基在温差作用下，形成干湿循环，可导致强度衰减和剥蚀。为了确保路基的强度和稳定性，特设计路基的防护促使如下：3.4.1 路基防护结构物设计对于岩石表面易风化，但是较完整，尚未剥落的新断面，用石灰炉渣混合浆、三合土、四合土等抹面。3.4.2 喷浆施工防护对于易风化而坡面不平整的岩石挖方边坡，厚度一般为20cm，用水泥、石灰、河砂及水，按照1:1:6:3配合，喷浆前后的处治，与抹面相同。3.4.3 冲刷防护采用草皮防护（采用台阶式叠加砌），草皮割成块状的草皮砖，尺寸为，厚。在坡脚下的基础部分铺草皮3层，伸出坡脚以外的宽度视情况而定，但不小于。为了使草皮与边坡牢固结合，可用柳枝尖或木尖桩将草皮砖钉住。3.5 挡土墙设计3.5.1挡土墙位置的选择路堑挡土墙大多数设在边沟旁。山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处，墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡的稳定；当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近，基础情况相似时，应优先选用路肩墙，若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙；沿河路堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流流畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。3.5.2 挡土墙的作用及要求1）作用（1）路肩墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基地滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填土数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有建筑物。（2）滨河及水库路堤，在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施。（3）设置在隧道口或明洞口的挡土墙，可缩短隧道或明洞长度，降低工程造价。 （4）设置在桥梁两端的挡土墙，作为翼墙或侨台，起着护台及连接路堤的作用。（5）抗滑挡土墙则可用于防止滑坡。2） 要求（1）不产生墙身沿基地的滑移破坏。（2）不产生墙身绕墙趾倾覆。（3）不出现因基底过渡的不均匀沉陷而引起墙身的倾斜。（4）地基不产生过大的下沉。（5）墙身截面不产生开裂破坏3.5.3 挡土墙的埋置深度对土质地基，基础埋置深度应符合下列要求：无冲刷时，应在天然地面以下1m；有冲刷时，应在冲刷线以下1m。3.5.4 挡土墙的排水设施挡土墙应设置排水设施，以疏干墙后土体和防止地面水下渗，防止墙后积水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力。排水设施主要包括：设置地面排水沟，引排地面水，夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水及地面水下渗，必要时可加设铺砌，对路堑挡土墙趾前的边沟的因用铺砌加围，以防边沟水渗入基础，设置墙身泄水，排除墙后水。浆砌片石墙身应在墙前地面以上设泄水孔。墙较高时，可在墙上部加设一排汇水孔，排水孔的出口应高出墙前地面0.3m。为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以免孔道阻塞。3.5.5仰斜式挡土墙的设计计算（1） 设计资料 设计荷载：公路一级。验证荷载：挂车100； 填料：墙后填土容重，计算内摩擦角; 地基：地基容许承载力; 基地摩擦系数：； 地基与墙被的摩擦角； 采用片石重力式路堤墙，墙高5m,填土高度2m，填土边坡1:1.5； 墙身材料：25号块石，2.5号水泥砂浆，砌体容重k=18.5 kn/m3； 基底内摩擦系数 墙身分段长度10m。（2） 挡土墙布置挡土墙布置，通常在路基横断面图和墙趾纵断面图上进行。布置包括： 挡土墙位置选定：路堑挡土墙大多数设在边沟，山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处，墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡稳定； 挡土墙的纵向布置；确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其他结构物的衔接。按地基和地形情况，确定伸缩缝与沉降缝的位置。布置各段挡土墙的基础，不知泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。 挡土墙横向布置：选择在墙高最大处、墙身断面或基础形式有异变处，以及其他必须桩号处的横断面图上进行。 平面布置：对于个别复杂的挡土墙应做平面布置。（3） 挡土墙计算示意图如图：图3-1挡土墙计算示意图（4） 挡土墙荷载计算a. 车辆荷载换算汽20级： （3-1）q附加荷载强度挂车100级： ， 取主动土压力计算 （1）求破裂角假设破裂面交于荷载中部，采用相应公式计算： 验算是否交于荷载内： 堤顶破裂面至墙踵： 荷载内缘至墙踵： 荷载外缘至墙踵： 因故假设正确（2）求主动土压力系数k和k1 0.94 （3）求主动土压力及其作用点位置 验算荷载：挂车100计算方法及公式同计算荷载在规范规定中挂车100等代土层厚度为0.8m，从安全角度考虑取等代土厚度 计算结果如下： 比较结果可知，验算荷载压力较大。由于基底摩擦角系数较小，估计为滑动控制，故先用挂车100的土压力计算b .挡土墙验算（1）墙身自重墙身截面积墙身自重（2）抗滑稳定性验算 （3）抗倾覆稳定性验算 （4）基底应力验算 一般不考虑拉力，基底进行应力重分布，此时按下式确定最大压应力 （5）剪应力验算截面上的应力为：验算内容全部通过，故决定采用墙顶宽，底宽，墙高，墙背仰斜，墙身分段长度为的挡土墙。c. 墙身自重:墙体自重w及其力臂zw计算见下表表3-1墙体自重及其力臂计算表体积重量力臂=8.13 =2.66 =61.17=1.17=26.82zw3=2.17所以 d. 墙体稳定性验算抗滑稳定性验算为倾斜基低因为，则抗滑满足要求 抗倾覆稳定性验算抗倾覆满足要求 合力偏心距和基底应力验算 图3-2仰斜式挡土墙的计算图 因为 所以基地压应力重新分布则 所以地基承载力满足要求3.6 土石方调配土石方调配的目的就是为了确定填方用土的来源，挖方弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量。通过调配合理地解决各路段土石方平衡与利用问题。使从路堑挖出的土石方，在经济合理的调运条件下移作填方，达到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和弃土，以减少占用耕地和降低公路造价。本段公路处于山岭区，挖填方较大。因此合理的土石方调配是公路施工合理经济的重要保证。根据土石方具体调配原则进行合理调配，前半程多为填方路段，需设取土坑，借土量、经济运距需综合考虑，因此合理的土石方调配是公路施工合理经济的重要保证。1.调配要求（1） 土石方调配应按先横向后纵向的次序进行；（2） 纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）；（3） 土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运；（4） 借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量；（5） 不同性质的土石应分别调配。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。2.调配方法 土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，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。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。表格调配法的方法步骤：（1） 准备工作：调配前先要对土石方计算精确复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑；（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。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；（4） 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；（5） 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；（6） 计算计价土石方：计价土石方=挖方数量+借方数量，根据土石方具体调配原则进行合理调配，具体的调配方案见“附表4：路基土石方数量表”。4 路面结构设计4.1 确定自然区划和路基潮湿类型及土基回弹模量按照公路自然区划图本项目属于vii3区，查公路沥青路面设计规范（jtg d50-2006）可知vii3区为粘性土，处于潮湿状态，取土的稠度，查公路路基设计规范（jtg d302004）得土基回弹。4.2 交通量、轴载分析（1） 预测交通量表4-1车型比例（2014预测结果） 车 型大型客车小型客车小型货车中型货车大型货车拖挂车及集装箱车型比例（）14.1023.4213.4116.4718.3514.68表4-2车型资料表车型前轴重kn后轴重kn后轴数轮组轴间距m大型客车金龙xmq611044.3388.671双5.17小型客车红星牌hx6218.0016.001双2.60小型货车北京bj12158.3316.671双2.75中型货车东风eq14022.7069.301双3.95大型货车黄河jn15049.00101.601双4.00拖挂车及集装箱汉阳hy958k92.00184.001四3.50路面设计以双轮组单轴载100kn为标准轴。（2） 以设计弯沉值为标准验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 轴载换算轴载换算采用计算公式 ，计算结果如表4-3：表4-3轴载换算结果表（弯沉） 车型（kn）（次/日）金龙xmq6110前轴44.3311191655.66后轴88.671119161135.60汉阳hy958k前轴92.001117121191.19后轴184.0010.3817