毕业设计（论文）湖南省岳常高速公路k75+400-k77+500路基路面综合设计

1总说明书11设计任务本设计为湖南省岳常高速公路路基路面综合设计，设计任务段为K75400K77500全长210公里。整个设计任务主要包括纵断面和横断面设计，路基设计包括排水设计、特殊路基设计及挡土墙设计，防护工程设计，排水系统工程设计，桥涵工程设计，路面工程设计，专业外文翻译，专题研究，路面设计程序。12任务要求通过本设计要求能够综合运用专业所学的知识并联系实际，根据有关设计规范掌握各设计阶段的设计内容，掌握设计过程中设计原始资料的采集方法，掌握路面设计参数的确定、选用及计算方法，掌握公路勘测设计的程序及方法，将计算机这新世纪科技操作技术灵活运用于公路建设中，以达到熟练从事公路专业的工作能力。13概述131历史背景岳常高速湖南段是湖南省规划的“五纵七横”高速公路网中岳阳临武和岳阳汝城两纵的北端共线段，位于京港澳高速公路和二广国家高速公路之间，是中西部地区与东南沿海发达地区交通往来的便捷通道，对于促进湖南、湖北路网整体功能的充分发挥和促进洞庭湖平原与江汉平原经济发展均具有十分重要的意义。岳常高速的建设，就区域来看，对加强岳阳、常德两市的交流，促进区域经济发展，开发区域旅游资源，构建湘西北旅游大通道，缓解公路运输压力和洞庭湖区防洪减灾都具有十分重要的作用。132采用的主要标准和规范2、公路工程技术标准（JTGB012003）5、公路路线设计规范（JTGD202006）6、公路路基设计规范（JTGD302004）7、公路水泥混凝土路面设计规范（JTGD402002）8、公路沥青路面设计规范（JTGD502006）10、公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ01796）11、公路排水设计规范（JTJ01897）12公路土工合成材料应用技术规范（JTJ/T01998）13、公路桥涵设计通用规范（JTGD602004）14、公路砖石及混凝土桥涵设计规范（JTJ02285）15、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）133设计标准本项目使路湘西北网布局更均衡、完善。本项目“工可报告”、“工可评审意见”，结合沿线地形、地物等情况，本路段采用全封闭、全立交高速公路标准建设。设计速度100KM/H，采用双向四车道，路基宽度26M；桥涵汽车荷载为公路级；其余技术指标采用交通部颁公路工程技术标准规定值。本项目主要技术标准见表11表11主要技术标准一览表序号项目单位技术标准1公路等级高速公路2设计速度KM/H1003路基宽度M264中间带M3505硬路肩M3006土路肩M0757路拱横坡28平曲线半径M60009不设超高最小平曲线半径MM400010最大纵坡411最短坡长M25012凸形竖曲线半径M1000013桥涵设计荷载公路级134沿线自然地理概况1341地理位置本项目路线起于岳阳市君山区建新农场十大队，沿S306右侧西行，在建新垸（蓄洪垸）内布线，经建新农场，跨华洪运河后进入钱粮湖北垸（蓄洪垸），往西经许市镇、采桑湖镇、三封寺镇，跨华容河后进入护城大垸（重点堤垸），然后路线向西绕过华容县城规划的马鞍新区路线转向南经王马港、马家台、高家台、白鹤、甘洋、益群，在双堤村、欧家洲折向西，设安合垸特大桥跨越藕池河东支（鲇鱼须河）、安合垸（蓄洪垸）、藕池河东支（梅田湖河）后，路线进入南县境育乐垸（重点堤垸），随后跨越南茅运河，经曹家铺、金桥、沙湾、东升后设和康垸特大桥跨藕池河中支（）、南鼎垸（蓄洪垸）、藕池河中支（陈家岭河）、和康垸（蓄洪垸）、安乡境安化垸（蓄洪垸）、藕池河西支、安昌垸（蓄洪垸）、跨虎渡河后进入安尤垸（重点堤垸），经黄泥湖跨松滋河进入安保垸，经蒿子港北侧跨澧水进入鼎城区，然后路线经西洞庭农场于黄公嘴跨哑河至周家店园艺场，然后经瓦屋挡走老王庙跨越西洋陂水库，在经陂堰水库上游、赵家桥至终点肖伍铺与二广高速公路交叉，路线全长140860KM。1342地形、地貌路线所经地带为洞庭湖平原、丘岗地貌，地势总体北高南低；走廊带跨藕池河、虎渡河、松滋河、澧水四大水系，路线沿洞庭湖西侧、北侧湖滨、平原、丘岗地带展布，经华容隆起丘岗、安乡洪泛平原到常德市西洞庭湖湖滨丘岗区；最大标高35M，一般标高2630M，地形平坦，河湖港汊密布，河流走向受构造控制，多为南北向、北东向；走廊带平原区土壤肥沃，物阜人丰，是重要的商品粮基地。1343气候本区气候处在中亚热带向北亚热带的过渡地带，温暖湿润，也是北方冷空气频繁入境的“风口”所在。因此冬季冷空气长驱直入，春夏冷暖气流交替频繁，夏秋晴热少雨，秋寒偏旱。多年平均气温16517，一月平均气温3847，七月平均气温29左右。年平均降水量12501450毫米。无霜期258275天。雨多集中于38月，约占全年降雨量的69，年均降雨量13701MM,年均蒸发量14265MM，年平均气温179，极端最高气温405，极端最低气温93，年平均风速19M/S，最大风速25M/S。1344地质条件地表水主要有河流、水塘、溪流、水库的地表水构成，接受大气降水的补给，水位及水量受降水量影响较大。地表水主要对跨越冲构或河流的大中桥墩台、边坡等有冲刷作用。线该路段分布地层包括第四系、燕山期花岗岩等2个时代的地层；湖相及河湖相沉积盆地区、河流阶地及沟谷中发育第四系全新统地层，主要为粘性土、淤泥质土、砂、砾等，厚度一般较大，第四系更新统主要为残坡积层，主要为粘性土、砂、砾等，燕山期花岗岩风化层厚度大，埋藏较深。1344地震据国家质量技术监督局中国地震动参数区划图（2001），路线所经地域的地震动反应谱特征周期为035S，操军渡口地震动峰值加速度为010G，渡口常德地震动峰值加速度为015G，其它地段地震动峰值加速度为005G，对应地震烈度度。依据公路工程抗震设计规范JTJ00489的规定，公路工程考虑全线抗震设防。14总体设计施设阶段对公路平、纵、横综合设计，做到合理利用地形，尽量避让不良地质地段，正确、灵活地应用技术指标，达到平面顺畅、纵面均衡、横面合理的目的。在设计中与地方签定构造物、取弃土场协议，合理设置桥梁、涵洞、分离式、通道、天桥，适当改移、合并地方道路，完善公路自身基础设施的同时，尽可能方便沿线群众生产、生活。按照编制办法规定，所有构造物及改移工程均在公路平面总体设计图中示出。本项目设置了完整的安全、通讯和监控设施，并对收费、管理、养护、服务设施进行了总体布设，也在公路平面总体设计图中示出。为充分发挥高速公路服务沿线乡镇的功能，本项目还对公路沿线进行新修或整修便道设计，达到施工期间施工车辆畅通及高速公路营运期间方便地方交通的目的。在总体设计中坚持“安全为根本、质量为命脉、科技为先导、生态环保为主线”，结合沿线地形、地质、水文、环保、筑路材料等条件，贯彻“地质、地形选线与安全、生态环保选线相结合”的设计理念。合理运用技术指标，尽量减少对沿线自然环境的破坏，使本项目尽可能的融于沿线自然景观之中。15路线影响路线方案的主要因素本项目路线布设结合沿线地形、地貌、水文、地质等自然条件以及沿线主要城镇发展规划、路网布局等进行路线的平纵面设计。尽量减少良田好地，减少房屋及其他拆迁，远离学校和环境敏感区，重视环境保护，减少对自然景观的破坏，减少噪音和废气污染。路线平纵指标掌握均衡，尽量采用较高平竖曲线半径，讲究平纵配合以及与自然景观相协调，影响路线方案的主要因素有（1）路线起终点应充分考虑与前后衔接项目的顺接；（2）本项目地处平原微丘区，在路线设计时应讲究路线平纵横配合，使其具有流畅的立体效果，在争取较高的平纵技术指标时，更要注意合理运用技术指标，讲究平纵配合和前后指标的均衡掌握。（3）平面线形在不过多增加工程数量的前提下，尽可能采用较高的技术指标，提高服务水平，以利于项目功能的发挥和运营效益的提高。（4）重视环境保护，防止水土流失和环境污染，尽力少占良田，尤其是高产田，尽量避免过多拆迁房屋和重要的电力、电讯、水利设施。16路基路面设计161一般路基设计原则A设计依据（1）交通部部颁公路工程技术标准（JTGB012003）；（2）交通部部颁公路路基设计规范（JTGD302004）；（3）交通部部颁公路排水设计规范（JTJ01897）；B设计原则本工程路基、路面排水设计按自成体系的原则进行，结合沿线自然水系、农田水利灌溉、桥涵位置等进行综合设计，处理好公路排水系统与农田水利灌溉、鱼塘、水田的关系，以确保排水畅通。同时，排水设计考虑到环境保护要求，避免路面污水流入鱼塘、水田、菜地及周围村庄，做到公路排水与当地现有排灌各成体系。C填挖方路基设计（1）填挖方路段路基填挖方边坡坡率根据路基填料种类、边坡高度和基底工程地质条件确定。当路基边坡受到限制时（如建筑物附近），采用路堤挡土墙或矮墙。填挖方路段设置护坡道，宽度统一采用20M，护坡道设置外倾3的横坡；表12填挖方路段边坡坡率一览表填方高度边坡坡率挖方高度边坡坡率08M11508M105D路基压实标准及填料强度说明为保证路基的压实度，填方路基两侧各超宽填筑50CM，路基施工完成后再对边坡进行整修，恢复正常路基宽。路基填料压实采用重型压实标准，分层压实。根据湖南省经验，适当提高路基压实度，可以在增加造价不多的条件下，有效地提高路基整体强度，减小不均匀沉降，故本项目对路基压实度适当进行了提高。17路基、路面排水设计171路基排水路线填方路段均设置边沟，用于排除路面水，填方路基坡脚设20M宽护坡道，护坡道外侧设变截面梯形边沟，然后利用排水沟将水流引入天然沟渠、河流中，全路段的边沟、排水沟等均采用浆砌片石护砌。172路面排水（1）路面横坡行车道、硬路肩设置2的横坡，土路肩采用3的横坡并进行硬化加固处理以利排水。超高路段行车道和硬路肩的横坡由双向坡过渡到单向坡。（2）路表排水在填方路段，设拦水带，通过急流槽引入路侧边沟。在挖方路段，路面积水直接排入边沟。在超高路段，对超高路段外侧路面的排水采用纵向排水沟、集水井、横向排水管、急流槽排入路基排水沟。中央分隔带排水通过设置中央分隔带盲沟、横向排水管、急流槽排入路基排水沟；超高路段内侧路面排水系统的处理，同正常路段。（3）中央分隔带排水在中央分隔带底部设置一道4040CM的纵向级配碎石渗沟，渗沟底设一根10CM纵向透水管，每隔50M左右设置一个30CM的横向硬塑排水管，将中央分隔带渗水排至路基之外（一般填方路段）。（4）路面外部排水在填方路面边缘土路肩处设置拦水带，通过边坡急流槽排至边沟。（5）路面内部排水通过设置排水层排水系统或边缘排水系统将渗入路面结构内部的水排出。18计算机运用本次毕业设计过程中，我利用计算机进行了WORD文档、EXCEL档编辑、CAD绘图，既体现了以后设计的发展趋势，也充分提高了自己运用计算机解决工程实际的速度和能力。（1）利用AUTOCAD2004绘制了全部图纸，用EXCEL验算了部分数据资料，并用WORD2003编辑了全部文字资料。（2）利用查旭东教授设计软件设计了沥青路面，并认真学习了公路专业软件，包括纬地，现在对软件操作到了非常熟练的程度。（3）利用VB编辑了路面设计程序。19专题研究及专业文献翻译本次毕业设计过程中,我运用已学的基础英语知识，加上所学的专业知识及专业英语，对一篇专业英文文献进行了翻译。在提高英文翻译水平的同时，巩固了部分专业知识。这对我综合能力的提高有一定的促进作用。2线形设计21平曲线的计算211平曲线要素的计算已知圆曲线半径R6000M,平曲线中不设缓和曲线既L00M，S转角13°3902Z；1计算得曲线总长1429483M，1RL外距M,9042SECE切线长M78TG212各主点桩号的计算已知JD11桩号为K77145184，直缓点桩号为ZHJDTK76427042，曲中点桩号为QZZYK77141784，2L缓直点桩号为HZZHLK77856525。（不在本设计任务范围内）213平曲线中各中桩坐标的计算值表21中桩坐标表坐标坐标桩号NXEY桩号NXEYK75400494855013135518K75900494069513635231K75420494923613155507K75920493929813655182K75440494983813175497K75940493781813675127K75460495035713195491K75960493625613695066K75480495079213215486K75980493461013714998K75500495114513235483K75986108493409113721084K75520495141313255481K76000493290113734925K75540495159913275480K76020493118813754851K75560495170113295480K76040492947513774778K75580495172013315480K76060492776213794704续表21坐标坐标桩号NXEY桩号NXEYK75620495150813355479K76100492433613834557K75640495127713375478K76120492262413854484K75660495096313395475K76140492091113874410K75680495056513415471K76160491919813894337K75700495008413435466K76180491748513914263K75720494952013455458K76200491577213934190K75740494887213475447K76220491405913954116K75760494814113495434K76240491234613974043K75780494732713515417K76260491063313993969K75800494643013535397K76280490892014013896K75820494544913555373K76300490720814033822K75840494438513575345K76320490549514053749K75860494323813595312K76340490378214073676K75880494200813615274K76360490206914093602K76380490035614113529K76860487483614592728K76400489864314133455K76880487459814612727K76420489693014153382K76900487442614632726K76427048489632714160404K76920487432114652725K76440489523114173309K76940487428214672725K76460489359514193242K76960487431014692725K76480489202514213180K76980487440514712725K76500489052114233124K77000487456714732725K76520488908414253072K77020487479514752723K76540488771314273025K77040487509014772721K76560488640914292983K77060487545114792718K76580488517114312944K77080487588014812713K76600488400014332910K77100487637414832707K76620488289514352879K77120487693614852699K76640488185714372852K77140487756414872689K76660488088614392829K77141784487762314874472K76680487998114412808K77160487825914892677K76700487914314432791K77180487902014912663K76720487837114452776K77200487984814932646K76740487766614472763K77220488074314952625K76760487702814492753K77240488170414972602K76780487645614512745K77260488273214992576K76800487595114532739K77280488382615012546K76820487551314552734K77300488498715032512K76840487514114572730K77320488621415052475续表21坐标坐标桩号NXEY桩号NXEYK77340488750815072433K77440489497615172152K77360488886915092386K77460489666815192080K77380489029615112335K77480489842815212003K77400489178915132279K77500490025315231919K7742048933491515221922竖曲线的计算221竖曲线要素的计算已知本路段起点K75400，设计高程331M变坡点K75760，高程38M,竖曲线半径R10000M，凸形曲线；2本路段终点K77500，设计高程324M。计算得I38331/757607540010013611I32438/775007576010003222竖曲线数据计算如下WII16830,为凸形曲线，121曲线长L1R1W1000016831683M，2切线长TL1/284147M，外距ET/2R18415/200000354M；22222竖曲线要点桩号及高程的计算根据竖曲线要素计算如下起点桩号K75760TK75675852，1终点桩号K75760TK75844148，变坡点一对应桩号设计高程38E138019638196M，竖曲线一起点设计高程38TI36583M，1竖曲线一终点设计高程38TI37729M。2223竖曲线要点桩号及高程的计算表22各桩高程表桩号地面高程设计高程桩号地面高程设计高程K75400291291K75940308375942029231339602973777440292331498031637954602923331986108318384802923349K7600033137955002923367020302378752030233850403013785403023403060293377356030234210802933765580303438100292375864033234921602913736660315351180293728680315352720029372170031535452202937137203235632402923706740332358126029136997603213599280291369178032136163002936848003236343202923676820321365234029636698403236736029636628603213688380301365488032437064003036479003223723420303649203223741427048303637K76440303632K7698029334324603013625K770002933425480302361702029334185003023610402933415203023603060293340354030335950802933395560301358810029333885803013581202893381600301357314028933736203013566141784293373640303558160293366续表22桩号地面高程设计高程桩号地面高程设计高程66030355118029133586803013543180291335870029835362002913351720298352922029233447402963521240291333676029435142602883329780294350628028933218002933499300289331482029434923202893307840294348434028932998602953477360297329288029434693803023284900293346240030232779202933455420327327940293344744032732629602933444603173255K774803273247K775003243243边坡稳定性分析31、设计资料选择最高填方路段K76180断面作边坡稳分析，路基高度H755M，路堤边坡坡度115。顶宽245M。路基土的粘聚力C25KPA,容重17KN/M3，内摩擦角为26°,验算荷载为公路一级（车辆重力标准为550KN）。32、边坡稳定性计算321换算填土高按公路一级布载，横向可布3辆标准车（取半幅路分析）。BNBN1D32520687MHNG/（BL）3550/（1987128）078MN横向分布的车辆数L纵向分布长度，L128MB横向分布车辆轮胎最外缘间总距离B每辆车的轮胎外缘之间的距离D相邻两辆车轮胎（或履带）之间的净距322、按45H法确定滑动圆心辅助线由路基路面工程书查表得126º,235º据此两角分别自坡角和左顶点作直线交于O点,距坡角45H处向下H得点B,BO的延长线为滑动圆心辅助线323、确定滑动圆弧中心在圆心辅助线上取先定出圆心O1，作通过坡脚的圆弧得半径，按填土的断面的形状把整个路堤分为01R宽的土条，计算K值检验其稳定性。另外在辅助线上另找O2、O3、O4、O5四个圆心按同样的方法算得K值再比较5个K值，取最小的K值对应的圆心分别作过坡面和坡底的滑动面。最后作出轨迹线找出最小值,确定其稳定性。33、圆弧法稳定性分析见下表按简化的比肖普法分析。331、取圆心O1时假定圆弧过坡脚图31用条分法计算土坡稳定表31土坡稳定计算表第一圆弧滑动面R14237926C25土条号土条宽BI土条高HI土条重WIXISINAICOSAIWISINAIWICOSAIWICOSAITGLICZLI114006214763050210983141442703214017950121650120995804978242831402827896025002100139789538514140371103881150081008391035450505140446124742550180982223122745987614050614154395027096387913612663971405511541453503709356601433769938140578161846750460897392143977022914054415232815054084825512801624410140437122369550620787609958246741114028679941095070072556257422800121151002289123507606517461479722196204905124213253112196249051K2425332、取圆心O2时假定圆弧过坡脚图32用条分法计算土坡稳定表32土坡稳定计算表第二圆弧滑动面R150210126C25土条号土条宽BI土条高HI土条重WIXISINAICOSAIWISINAIWICOSAIWICOSAITGLICZLI1160641741198013099229172684221618450050380031001275003244031628691521220081007439122444941637118402820190982210116325673516437139844420290964056133836527616486155526020390926068143196984716508162567620490877898142096930816459146889220580828461120075856916318101761082066075671376483730101551163596124073068264324391189264776619253843544621264866192K2883333、取圆心O3时假定圆弧过坡脚图33用条分法计算土坡稳定表33土坡稳定计算表第三圆弧滑动面R13979426C25土条号土条宽BI土条高HI土条重WIXISINAICOSAIWISINAIWICOSAIWICOSAITGLICZLI114006314995360370935611390678214020657683960280961613553827013140346968825601809817659526464641404591285211600810010661280862475140557155960240021002681559476066140640179201640120992099177978680714070919852304022098428619384945481407642139244403109566852032199119140801224285840410919105204979997101407702156072405008710680187299135111406691873286405808110861152627444121405381506410040660759918113385530131403611010811440730687383690433671408512921931257078062171813646652292572985799686060229257298K2472334、取圆心O4时假定圆弧过坡脚图34用条分法计算土坡稳定表34土坡稳定计算表第四圆弧滑动面R138610126C25土条号土条宽BI土条高HI土条重WIXISINAICOSAIWISINAIWICOSAIWICOSAITGLICZLI11400631764536038093665163479721402064903396028096138247042294314034696882560180981779952346454140459128521160081001074128076246514055715596024002100270155947606614064017920164012099211517795867971407091985230402209843191937694508140764213924440310956736203049903914080122428584041091917320466998210140770215607240500871075718685911311140669187328640580811093515209741812140538150641004066075998311282550213140361101081144073068742868563344140851292193125707906217271351659244326108045854385639244361080K2506335、取圆心O5时假定圆弧过坡脚图35用条分法计算土坡稳定表35土坡稳定计算表第一圆弧滑动面R1419426C25土条号土条宽BI土条高HI土条重WIXISINAICOSAIWISINAIWICOSAIWICOSAITGLICZLI114007217144703309456116197902140207492733023097114347922337314032691281901309912269045441241404321209605004100429120885896514052314644090061009341461471286140616800230160992728165778085714066318564370260974816179298744814071198805103509470351859490699140737206366504409091801848290141014069619488790530851035616508805211140584163529306107910020129226303121404381226410706907384398899434013140178498412180760653790323715792313578315393975748229257298K246734、结论根据上面求得的5个K值作出K的轨迹线，如下图图35确定最危险滑动面圆心的位置当K1时，表示下滑力与抗滑力相等，边坡处于极限平衡状态；K1时，边坡稳定。考虑到一些意外因素，为安全可靠起见，工程上一般规定采用K12125，作为路基边坡稳定性分析的界限值。由上图分析可以看出，KMIN242513。故边坡是稳定的。4挡土墙设计与验算41设计资料411墙身构造本设计任务段中K76500K76580段，道路左右两侧的民房密集。为了减少用地，尽量的少的拆迁民房。同时收缩边坡，增强路基的稳定性，拟在本段设一段俯斜式路堤挡土墙，其尺寸如图，图41挡土墙横断面图（单位CM）拟采用浆砌片石俯斜式路堤挡土墙，墙高H5M，墙顶填土高度为1M，顶宽1M，底宽225M，路堤边坡采用115。412车辆荷载根据JTGD302004，车辆荷载为计算的方便,可简化换算为路基填土的均布土层,并采用全断面布载。换算土层厚HOQ/R5/170294M其中Q为附加荷载强度,由线性内插法求得墙高50M时取53KN为墙后填土容重173KN413土壤地质情况填土为粘性土，C25KPA，墙背与填土间的摩擦角638º1´12“,墙背与填土间的摩擦角,容重为RHCARTN63'019217。3MKN粘性土地基,容许承载力为400KPA,基底摩擦系数F03。414墙身材料采用75号砂浆,25号片石,砌体容重为K23KN/M3按规范砌体容许压应力为600KPA,容许剪应力为100KPA,容许拉应力为60KPA。WL42墙背土压力计算对于墙趾前土体的被动土压力，在挡土墙基础一般埋深的情况下，考虑P到各种自然力和人畜活动的作用，以偏于安全，一般均不计被动土压力,只计算主动土压力。本设计任务段的路堤挡土墙，采用一级台阶,分析方法采用“力多边形法”，按粘性土的公式来计算土压力；边坡坡度为115,（）其计算'423如下421破裂面计算以K76540处挡土墙为例设计，有A1M,B15M假设破裂面交于荷载中部,则2/AH2AHA（）（152029415/21976M2/TAN/BAHHD115/2150750294552120294025/26154MBOTGCTGTGA0522其中603'19'2403'58破裂角3'47422主动土压力计算EA00COSINATGB6653KN/MEX6627KN/MA5789KN/MYSI423土压力作用点位置确定H11267MTAN/TANBH20M/DH3HH1H23733M土压力作用点到墙趾的水平距离为3222103AYHZ1344MX1381044MTN43墙身截面性质计算431截面面积图42截面重心计算图横截面面积A2815M21432各截面重心到墙趾的水平距离墙身重心到墙趾的水平距离为IGAXZ8125503120383M墙身重力GKAI238125186875KN44墙身稳定性验算441抗滑稳定性验算验算采用“极限状态分项系数法”。000COSINSIGEFKG167913CK所以抗滑稳定性满足要求。442抗倾覆稳定性验算验算采用“极限状态分项系数法”。0GYXGZEK1794150所以抗滑稳定性满足要求。443基底应力及合力偏心距验算为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力计算；同时为了避免挡土墙不均匀沉陷，应控制作用于挡土墙基底的合力偏心距E。本验算采用荷载组合，即挡土墙自重土中土侧压力汽车荷载附加土侧压力。因此在非岩石地基情况下，基底合力偏心距E应满足。6B1）基础地面的压应力（偏心荷载作用时）作用于基底的合力偏心距E为2NBEZ01350233M84164式中0835MYXGEGZ倾斜基底的宽度，B138/09814M则1MAXIN6NEPA19071KPA400KPA其中11010COSSINGYQXRER20647KN444截面应力验算按每延米墙长计算GRRNCIQYG10J105091868751357891844995098814600/231361324KNKKRAR/A由基底应力验算可知,偏心距和基底应力都满足地基的要求。墙身截面应力也应该满足墙身材料的要求,所以不做验算。所以,通过上述验算各项符合要求,决定采用此截面。5排水设计51排水工程设计说明511路基排水的一般规定原则1路基应设置完善的排水设施，以排除路基、路面范围内的地表水和地下水，保证路基和路面的稳定，防止路面积水影响行车安全。2高速公路、一级公路路基路面排水应进行综合设计，使各种排水设施形成一个功能齐全、排水能力强的完整排水系统。3排水设计应根据公路登记、沿线地形、地质、气象、桥涵位置等综合考虑，合理布置，并有足够的排水能力。完善对进出水口的处理，使各项设施衔接配合，确保排水通畅和养护工作量最小。4路基排水设计应与农业水利建设规划相配合，防止冲毁农田或危害农田水利设施，当路基占用灌溉沟渠时，应予恢复，并采取必要的防渗措施。5排水困难地段，可通过提高路基或采取降低地下水位，设置隔离层等措施，使路基处于干燥、中湿状态。512排水设施的设置5121概述本设计的路基综合排水采用了边沟、排水沟、急流槽、涵洞等排水设施。排水设计说明1在挖方路段及高度小于边沟深度处填方路段设置边沟，边沟横断面形状为梯形，内外侧边坡坡度为11，沟深及沟底宽均为08M，边坡纵坡与路线纵坡保持一致，采用75号浆砌片石材料进行砌筑。2汇集并排除路基边坡上地表径流，设截水沟，距坡顶外5M（在必要的情况可加大距离），截水沟尺寸和边沟尺寸保持一致。3置排水沟将边沟的水汇集并排到涵洞或自然沟河中，横断面为梯形，边坡为11，深度及底宽均为08M，沟底纵坡为05，在经过居民区的填方路基亦设置坡脚排水沟。4路堤和路堑坡面或者坡面平台上从坡顶向下竖向集中排水时，设置路肩急流槽52边沟设计计算书521说明本项目位于湖南省境内，属中纬度亚热带季风性湿润气候，气温适宜。多年平均降雨量13701MM，每年3月8月为雨季，占全年降雨量的69左右，并且有时有恶劣的强暴雨、冰雹过境。522选择设计计算的路段在本项目K75400K77500范围内，根据路线纵坡情况、地面起伏及边沟沟底纵坡情况，选择计算K76060K76160路段523设计流量的确定1汇水面积和径流系数汇水区域在路堤坡面一侧100米的面积为1343,由公路排水设计规范JTJ2M01897以下简称排水规范表308，硬质岩石坡面的径流系数取070。汇水区1域在路面一侧的面积为100131300，由表308水泥路面径流系数取095，22由此总的汇水面积为F134313002673汇水区径流系数M13430701300095/267308142汇水历时假设汇水历时10MIN3降雨强度按照规范表302,取设计重现期为15年查图3071,湖南5年重现期和10MIN降雨历时的标准降雨强度为225,由表3071该地区15年重现期转换系数10,5Q127查图3072得该地区60MIN降雨强度转换系数040,由表3072查得PC60C10MIN降雨转换系数C1010由此,按照式307,15年重现期10MIN降雨历时得降雨强度为Q12712252858MIN4设计径流量按式301,设计径流量Q16670814285826731060104SM/35检验汇流历时由表304,路堤边坡得粗度系数可取M1002,水泥路面得粗度系数可取M10013,按照式304,路堤坡面坡度115,坡面流长度134M的历时汇流为MIN；水泥路面横坡2,坡面流长度13M,的85067034124516T汇流历时为MIN71234601T设边沟底宽08M，水深为06M，则过水断面的断面积A0806048M2，水力半径R0806/08062024M,浆砌片石边沟粗糙系数M10025,按照满宁公式,可计算沟内平均流速为M/S5610240513因而沟内汇流历时为S。9276/20/2VLTIN81由此,汇流历时为T157128285MIN10MIN。1524沟渠横断面设计1有关参数,取N0025,按照排水规范,0M2KASMV/3AX2计算各水力要素0104/30034AX/VQS2M0522M502012501340065MAR03420065013M02H3实际流量及流速1075135NRNY1025730202541998YRNC1425060036M/S,IV980012RICQ506198340SM/3因为计算流量比设计流量小,而实际流速亦小于允许最大值,两指标均符合要求,取边沟深B08M,边沟高H08M。53涵洞的设置531概况涵洞是公路排水的主要构造物,在沿线上合理地修建涵洞,能有效地起到排水、通行的作用。本设计地段是岳常高速公路K75400K77500，属于平原微丘区。该路段的涵洞设置，要注意路基排水工程，把涵洞位置的选择和路基排水工程结合起来，才能将涵洞设置得经济合理。532设置涵洞的原则设置截水沟的地段，在截水沟排水出水处应设置涵洞，以免水顺边沟流经距离过长而冲刷路面和路基。由路线的陡坡段过渡到缓坡段，在此200M内又无其它涵洞，在变坡点处应设置涵洞。汇水面积大于005KM2，并具有明显的沟型时，则需要设置涵洞。小桥涵的设置应尽量符合水流方向，不应强求正交。当沟底坡度较陡，路基填土较高，路基的填土为亚粘土等不渗水土壤，地形条件又许可的情况下，可考虑将涵洞设置在沟坡上，但应注意出水洞口不应冲刷农田和路基边坡。如果用开山碎石填筑路基，汇水面积又很小，三级公路以下可修建渗水路堤。当河沟较缓，可考虑将涵洞设置为正交，以减短涵长。为防止冲刷农田，应注意修建引水工程。533涵洞孔径的确定涵洞孔径一般是通过调查访问，根据河沟断面形态计算而得，现场确定孔径的方法如下1向当地的老百姓了解洪水情况，征求对涵洞位置、孔径大小及涵洞标高的意见。2山区路线边沟排水及天然河沟跌水的涵洞，最小孔径为05M；天然河沟上的涵洞最小孔径为10M灌溉渠道上的涵洞最小孔径为05M。3山区越岭线，河沟水流湍急，洪峰历时时间短，一般为单式河床断面，河槽明显，孔径不宜压缩，可按在同一设计水位下的桥下过水面积与天然河沟过水面积相等来设计孔径。洪水时河沟内有大漂石滚动，则涵洞单孔跨径应大于漂石的两倍。4路线经过泥石流堆积区时，应先按洪水径流决定孔径，再适当加大。5山区开阔地带，河沟水流仍比较急，孔径不宜压缩过多；当河沟为比较宽浅的单式断面，上下游河槽的宽度不一，且在上下游一定宽度内没有影响流量的因素时，则可取这段长度内最窄的河床宽度来决定孔径；当河沟断面为有河滩的复式断面时，河滩一般都不大，涵洞孔径可直接取河槽的宽度。6平原地区的路线所跨越的天然排水沟或洼地，水面一般都较宽，水流较缓，涵洞孔径可允许较大压缩，单要避免涵前壅水过高而淹没农田。7涵洞净高应比壅水高度大025M；冬季有淹冰的涵洞也应比淹冰高度大025M。534本路段涵洞的布置根据以上的涵洞布置原则,结合本地区的实际情况,共设置4座。主要是起排水,汇集坡面的流水和截水沟的来水的作用,同时还起着方便道路两侧的居民，车辆通行的作用。涵洞的具体布设应与路基排水结合起来，并考虑农田灌溉的要求，同时还要结合已有交叉道路线形，尽量不要阻断已存的重要的交通路线。本地区涵洞的布设位置见平面图，布置数量尺寸见下表41表51涵洞数量表中桩桩号K7550044M钢筋盖板通道中桩桩号K756804535M钢筋混凝土箱型汽车通道中桩桩号K75877435M钢筋混凝土箱型汽车通道中桩桩号K7616064M钢筋混凝土箱型多用通道中桩桩号K769163535M钢筋盖板人行通道6水泥路面设计61水泥混凝土路面设计总则水泥混凝土路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气侯、水文、土质、材料、施工技术、实践经验以及环保要求等，通过技术经济分析确定。水泥混凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋配制等。水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可靠度，承受预期的荷载作用，并同所处的自然环境相适应，满足预定的使用性能要求。水泥混凝土路面设计除应符合公路水泥混凝土路面设计规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。62结构组合设计621路基路基应稳定、密实、均质，对路面结构提供均匀的支承。高液限粘土及含有机质细粒土，不能用做高速公路和一级公路的路床填料或二级和二级以下公路和上路床填料；高液限粉土及塑性指数大于16或膨胀率大于3的低液限粘土，不能用做高速公路和一级公路的上路床填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时，应掺加石灰或水泥等结合料改善。地下水位高时，宜提高路堤设计标高。在设计标高受限制，未能达到中湿状态的路基临界高度时，应选用粗粒土或低剂量石灰或水泥稳定细粒土做路床或上路床填料；未能达到潮湿状态的路基临界高度时，除采用上述填料措施外，还应采取在边沟下设置排水渗沟等降低地下水位的措施。路基压实度应符合公路路基设计规范（JTJ013）的要求。多雨潮湿地区，对于高液限土及塑性指数大于16或膨胀率大于3的低液限粘土，宜采用由轻型压实标准确定的压实度，并在含水量略大于其最传佳含水量时压实。岩石或填石路床顶面应铺设整平层。整平层可采用未筛分碎石和石屑或低剂量水泥稳定砂粒，其厚度视路床顶面不平整程度而定，一般为100500MM。622垫层遇有下述情况时，需在层基下设置垫层1季节性冰冻地区，路面总厚度小于最小防冻厚度要求时差值应以垫层厚度补足；2水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层；3路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，可加设半刚性垫层。垫层的宽应与路基同宽，其最小厚度为150MM。防冻垫层和排水垫宜采用砂、砂砾等颗粒材料。半刚性垫层可采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。623基层基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。基层类型宜依照交通等级按表432选用。混凝土预制块面层应采用水泥稳定砂粒基层湿润和多雨地区，路基为低透水性细粒土的高速公路和一级公路或者承受特重或重交通的二级公路，宜采用排水基层。排水基层可选用多孔隙的开级配水泥稳定碎石、沥青稳定碎石或碎石，其孔隙率约为20。基层的宽度应比混凝土面层每侧至少宽出300MM（采用小型机具施工时）或500MM（轨模式摊铺机施工时）或650MM（滑模式摊铺机施工时）。路肩采用混凝土面层，其厚度与行车道面层相同时，基层宽度宜与路基同宽。级配粒料基层的宽度也宜与路基同宽。碾压混凝土基层应设置与混凝土面层相对应的接缝。贫混凝土基层在其弯拉强度超过18MPA时，应设置与混凝土面层相对应的横向缩缝；一次摊铺宽度大于75M时，应设置纵向缩缝。基层下未设垫层，上路床为细粒土、粘土质砂或级配不良砂（承受特重或重交通时），或者为细粒土（承受中等交通时），应在基层下设置底基层。底基层可采用级配粒料、水泥稳定砂粒或石灰粉煤灰稳定砂粒，厚度一般为200MM。排水基层下应设置由水泥稳定砂粒或者密级配粒料组成的不透水底基层，厚度一般为200MM。底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物。624面层水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。面层一般采用设接缝的普通混凝土；面层板的平面尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地下设施，高填方、软土地基、填挖交界段的路等有可能产生不均匀沉降时，应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两侧的横缝不得相互错位。纵向接缝的间距按路面宽度在3045M范围内确定。碾压混凝土、钢纤维混凝土面层在全幅摊铺时，可不设纵向缩缝。横向接缝的间距按面层类型和厚度选定1普通混凝土面层一般为46M，面层板的长宽不宜超过130M，平面尺寸不宜大25M2；2碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般为610M；3钢筋混凝土面层一般为615M。表61水泥混凝土面层厚度的参考范围交通等级特重重公路等级高速一级二级高速一级二级变异水平等级低中低中低中低中面层厚度（MM）260250240270240260230250220钢纤维混凝土面层的厚度按钢纤维掺量确定，钢纤维体积率为0610时，其厚度为普通混凝土面层厚度的065075倍。特重或重交通时，其最小厚度为160MM；中等或轻交通时，其最小厚度为140MM。复合式路面沥青上面层的厚度一般为2580MM。除混凝土预制块面层外，各种混凝土面层的计算厚度应满足规范的要求。荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录B1和B2计算。面层设计厚度依计算厚度按10MM向上取整。采用碾压混凝土或贫混凝土做基层时，宜将基层与混凝土面层视作分离式双层板进行应力分析。上、下层板在临界荷位处的荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录C1和C2计算。上、下层板的计算厚度应分别满足规范的要求。具有沥青上面层的水泥混凝土板，在临界荷位处的荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录D1和D2计算。混凝土板的计算厚度，应满足规范的要求。625路肩路肩铺面结构应具有一定的承载能力，其结构导线组合和材料选用应与行车道路面相协调，并保证进入路面结构中水的排除。路肩铺面可选用水泥混凝土面层或沥青面层。路肩水泥混凝土面层的厚度通常采用与行车道面层等厚，其基层宜与行车道基层相同。选用薄面层时，其厚度不宜小于150MM，基层应采用开级配粒料。路肩沥青面层宜选用密实型沥青混合料。其基层可选用无机结合料稳定粒料或级配粒料。行车道路面结构不设内部排水设施时，沥青面层和不透水基层的总厚度不宜超过行车道面层的厚度，基层下应选用透水性粒料填筑。63水泥路面工程设计631轴载换算标准轴载和轴载换算水泥混凝土路面结构设计以100KN的单轴双轮组荷载作为标准轴载。不同轴轮型和轴载的作用次数，按下列公式换算为标准轴载的作用次数见表2。表62轴载换算表车型KNIPI次/日IN16/0IIP前轴115122000小客车后轴230122000前轴2555111000中客车SH130后轴45101110000032前轴287013050大客车CA50后轴6820130506681前轴1340119000小货车BJ130后轴2740119000前轴287015500中货车CA50后轴