高速道路设计毕业设计说明书.doc

学学 号：号：200913050126 hebei united university 毕毕业业设设计计说说明明书书 graduate design 设计题目：设计题目：京建公路（唐山段）养护改造工程京建公路（唐山段）养护改造工程 k0-k10 段施工图设计段施工图设计 学生姓名：刘强学生姓名：刘强 专业班级：专业班级：09 交通交通 1 班班 学学 院：建筑工程学院院：建筑工程学院 指导教师：张晋指导教师：张晋 讲师讲师 2013 年年 5 月月 29 日日 摘 要 -i- 摘 要 本设计是京建公路（唐山段）养护改造工程k0 至 k10 段施工图设计。此 工程起于龙景关（承唐界） ，途经拔子、道马寨村、洒西河桥镇、草头峪、烟 囱山、杨家河沿村、小寨村，张胖沟、受益店、滦阳镇、矾石峪、张家店,止于 胡家店，全长约 10 公里。原路路基宽 7.5m，路面宽 7m。现拟建按路基宽 10.5m，路面宽 10m（沥青混凝土路面）的二级公路标准设计。主要作了如下工 作：采用纬地进行了路线设计、平面设计、纵断面设计、横断面设计以及土石 方量计算，接着在路线设计的基础上进行了路基路面设计，包括一般路基设计、 路面设计。 关键词 京建公路(唐山段)；二级公路；沥青混凝土；养护改造 abstract -ii- abstract the design is the reconstruction and conservation project of beijing building highway (tangshan segment)the construction drawing design of k0 to k10 segment. the project begins with long jingguan (chengtang boundary) and ends with hu jiadian, via bazi, daomazhai village, saxiheqiao town, caotou valley, yancong mountain,yangjiaheyan village,xiaozhai village,zhangpang channel, shouyidian, luanyang town,fanshi valley and zhang jiadian, with total length of ten kilometers. the roadbed width of the old route is 7.5 meters and the road width is 7 meters. the proposed project is according to secondary road standard, the roadbed width of which is 105 meters and the road width is 10 meters (asphalt concrete pavement). the major work is the following: finishing the line design, the graphic design, the vertical alignment design, the cross section design and the earthwork calculations by hint cad. what is more, complete the roadbed and pavement design based on the line design. keywords beijing building highway (tangshan segment); secondary road; asphalt concrete; the reconstruction and conservation project 目 录 -iii- 目 录 摘 要.i abstract.ii 第 1 章 绪论1 第 2 章 项目简介2 2.1 工程概述.2 2.2 设计原始资料2 2.3 任务依据2 2.4 技术依据2 2.5 自然条件.3 2.5.1 地理位置.3 2.5.2 河流、水文.3 2.5.3 气象.3 2.5.4 地形地貌.3 2.5.5 地层岩性.3 2.5.6 地质构造与地震活动.4 2.6 交通特性.4 2.6.1 设计车辆.4 2.6.2 设计速度与运行速度.4 2.6.3 设计交通量.5 第 3 章 平面设计6 3.1 选线设计6 3.1.1 选线的基本原则6 3.1.2 选线的方法与步骤.6 3.2 平曲线要素值的确定.7 3.2.1 平面设计原则.7 3.2.2 平曲线要素值的确定.7 3.2.3 圆曲线要素计算公式.8 第 4 章 纵断面设计10 4.1 纵断面设计原则.10 4.2 纵坡设计.10 4.2.1 二级公路纵断面设计.10 4.2.2 纵坡设计的一般要求.10 4.2.3 平曲线与竖曲线的组合一般原则.11 4.3 纵断面设计步骤.11 4.4 本路段设计.12 第 5 章 横断面设计13 5.1 横断面设计基本要求.13 5.2 横断面各组成部分设计.13 5.2.1 行车道宽度的确定.13 目录 -iv- 5.2.2 路拱的确定.13 5.2.3 超高的确定及过渡方法.14 第 6 章 路基设计15 6.1 路基设计概述.15 6.1.1 设计依据.15 6.1.2 路基设计原则.15 6.2 路基横断面布置.15 6.2.1 路基标准横断面.16 6.2.2 路基边坡.16 6.3 路基压实标准.16 6.4 路拱横坡.16 6.5 路床、路基填料及压实度要求.17 6.5.1 路床.17 6.5.2 填方路基的填料选择.17 6.5.3 填方路基压实度.18 第 7 章 路面设计19 7.1 设计依据19 7.2 路面结构类型选择19 7.2.1 路面设计原则19 7.2.2 路面结构20 7.2.3 设计参数20 7.3 路面工程要求及注意事项20 7.3.1 沥青混凝土面层主要材料20 7.4 沥青混凝土面层混合料技术要求24 7.5 沥青路面施工技术要求及注意事项.25 7.5.1 对路基的技术要求25 7.5.2 透层沥青施工技术要求25 7.5.3 沥青混合料的施工技术要求25 7.5.4 沥青混凝土面层的其它施工注意事项26 7.6 路面结构基层及底基层27 7.6.1 水泥稳定碎石27 7.6.2 路面基层及底基层的其它施工注意事项27 7.7 路面设计计算书27 第 8 章 路线交叉设计30 8.1 设计说明.30 8.2 交叉处施工注意事项.30 第 9 章 施工方法及注意事项31 结 论33 参考文献34 谢 辞35 附 录36 第 1 章 绪论 -1- 第 1 章 绪论 京建公路 s355（唐山段）是目前沟通唐山和承德两大重要地级市的主要道 路，在地区路网中的地位极其重要，随着交通量迅速增长，重载车辆的不断增 加，现有路面已经出现了裂缝、坑槽、推移、沉陷等病害，严重影响了道路的 通行能力和行车安全，制约了经济的发展。因此唐山市政府决定对其进行改建。 本项目的养护改造对加强唐、承两地区域间的经济技术合作、交流具有重要意 义。同时，也是促进区域经济发展，加快沿线群众脱贫致富，拉动县域经济增 长的关键环节。此工程起自龙景关（承唐界） ，经拔子、道马寨村、洒西河桥镇、 草头峪、烟囱山、杨家河沿村、小寨村，张胖沟、受益店、滦阳镇、矾石峪、 张家店,止于胡家店，全长约 10 公里。 原路路段路基宽 7.5m，路面宽 7m，两侧各设 0.25m 路肩石。原路路面结 构为沥青混凝土路面。现该路路面和基层破坏严重，坑洼不平，出现了裂缝、 坑槽、沉陷等现象，严重影响道路的交通运输能力及沿线居民出行。现拟建按 路基宽 10.5m，路面宽 10m（沥青混凝土路面）的二级公路标准设计。 河北联合大学建筑工程学院 -2- 第 2 章 项目简介 2.1 工程概述 该项目起自龙景关（承唐界） ，经栗树湾、岔沟村、汉儿庄、大韦庄、烈马 峪、赵庄子、洒河镇、受益店、滦阳镇、矾石峪、张家店，终于胡家店，全长 约 10 公里。原路路基宽 7.5m，路面宽 7m。原路路面结构为沥青混凝土路面。 现该路路面和基层破坏严重，坑洼不平，严重影响道路的交通运输能力及沿线 居民出行。现拟建按路基宽 10.5m，路面宽 10m（沥青混凝土路面）的二级公路 标准设计。此二级公路路线设计技术指标为：路基宽度为 10 米，双向车道，无 中央分隔带，行车道为 23.75m。设计速度为 40km/h，路线总长 10020.045m, 起点桩号 k0+000.00，终点桩号为 k10+020.045。本设计路线平曲线半径最大为 60m，最小为 40m，在转角较小的平曲线处，采用不设超高设计，半径最大为 800m，最小为 600m。本次纵断面设计设置了 6 个变坡点，全为凹形竖曲线，最 大半径为 8000m，最小半径为 6000m。 在满足路线设计规范要求的前提下，以充分利用旧路减少占地、拆迁，保 护环境，降低工程造价为原则布线。村镇段基本沿旧路中线布设平面线位，纵 断面设计高程基本维持原有标高；野外段基本以单侧加宽为主布设平面线位， 纵断面设计高程基本以原路标高抬高路面结构层厚度进行控制，并对局部平纵 线形进行调整以满足道路升级后的要求。 2.2 设计原始资料 （1）设计路段 1/2000 的带状地形图一份 （2）区域地质资料简介一份 2.3 任务依据 根据唐山市交通局关于京建公路（唐山段）养护改造工程勘察设计委托 书进行设计。 2.4 技术依据 （1） 公路工程技术标准 （jtg b01-2003） （2） 公路路线设计规范 （jtg b20-2006） （3） 公路路基设计规范 （jtg d30-2004） 第 2 章 项目简介 -3- （4） 公路路基施工技术规范 （jtg f10-2006） （5） 公路桥涵设计通用规范 （jtg d60-2004） （6） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （jtg d62-2004） （7） 公路排水设计规范 （jtj018-97） （8） 公路水泥混凝土路面设计规范 （jtg d50-2006） （9） 公路路面基层施工技术规范 （jtj034-2000） 2.5 自然条件 2.5.1 地理位置 拟建项目位于迁西县北部。 2.5.2 河流、水文 拟建项目地处的迁西县北部山区，河流较多，主要有黑河、洒河及其支流 等，各河均属山溪性河流，河道弯曲，受季节性影响较大，雨季受降水影响河 水暴涨暴落，流量变化较大，其它季节水量较小，甚至干枯。 拟建项目所在区域稳定地下水埋深约为 4-4.8m，拟建项目所在区域内地表 水及地下水均为淡水，水质良好，宜作为生活、建筑用水。 2.5.3 气象 拟建项目所在区域属暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温约为 12.1，年平均降水量 764.2 毫米，最大冻深 73 厘米。 2.5.4 地形地貌 拟建项目所在区域位于燕山山脉南麓，地势高低起伏，公路途经区多山， 山体连绵起伏。公路所处区域地貌全部为山地，地形较为复杂。其间山丘起伏， 沟谷纵横，地貌受地层岩性的影响明显。 2.5.5 地层岩性 拟建项目所在区域在整个地质历史中，形成了不同时代的地层，因形成陆 地时间较久，剥蚀强烈，保留至今的只有太古界、元古界以及第四系地层。 河北联合大学建筑工程学院 -4- 2.5.6 地质构造与地震活动 拟建项目所在区域大地构造单元为华北地台之燕山台褶带，没有隐伏活动 断裂，路线影响区域断裂构造在近期未发生明显活动。地震烈度为度，地震 动峰加速度为 0.1g。 2.6 交通特性 2.6.1 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。道路上行驶的车辆主 要是汽车，对于混合交通的道路还有一部分非机动车。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，比如确定路幅组 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。 因此，选择有代表性的车辆作为道路设计的依据是必要的。 道路上行驶的车辆的种类较多，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。 本条公路所采用的设计车辆为小客车和载重汽车。 2.6.2 设计速度与运行速度 设计速度 设计速度（又称计算行车速度） ，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）的影响时，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的基本依据。道路的曲线半径，超高，视距 等直接与设计速度有关。同时还影响车道宽度，中间带宽度，路肩宽度等指标 的确定。 运行速度 对一条道路设计速度是一个固定值，设计速度对极限指标的选用，如最小 半径，最大纵坡等；具有控制作用，但对非极限指标无控制作用。设计中，只 要自然条件允许，尽量采用对提高车速有利的指标值，使汽车实际行驶速度比 设计速度高出很多；相反，受自然条件限制时，不得不采用小的指标值，使行 驶速度低于设计速度。在这种道路上汽车的实际行驶速度变化很大，与固定值 设计速度不一致，车速由高到低无足够的过渡时，便产生速度的突变，容易引 发交通事故。 第 2 章 项目简介 -5- 针对设计速度存在的不足，避免产生速度突变，保证汽车行驶的连续性， 引入运行速度的概念和应用方法。 运行速度是指中等技术水平的驾驶员在良好的气候条件，实际道路状况和 交通条件下所能保持的安全速度。通常采用测定的第 85 百分位行驶速度作为运 行速度。 应用运行速度的设计方法：根据设计速度初定道路线形，通过测算模型计 算路段运行速度，用速度差控制标准检查和修正线形，已修正后的运行速度为 依据确定路线其他设计指标。 2.6.3 设计交通量 交通量是指单位时间内通过道路某一断面的车辆数，其计量单位常用年平 均日交通量或小时交通量。设计交通量是指拟建道路到预测年限是所能达到的 年平均日交通量，其值根据历年交通观察资料预测求得，目前多按年平均增长 率计算确定。 其计算公式为： aadt=adt(1+r)n-1 （1.1） 式中：aadt设计交通量（pcu/d） ； adt起始年平均日交通量（pcu/d） ； r年平均增长率（%） ； n 预测年限（年） 河北联合大学建筑工程学院 -6- 第 3 章 平面设计 3.1 选线设计 3.1.1 选线的基本原则 （1）以服务沿线经济发展为原则，路线布设力求与公路沿线产业布局的现 状及规划相协调。 （2）路线布设及沿线设施的设置与城镇规划发展、城市区域路网与辅设路 网相协调。 （3）路线方案以旧路充分利用为原则，除拆迁量较大及平纵指标较低段进 行适当的绕避、优化。 （4）尽量减少占用基本农田、果园和其它经济林地，避免大量拆迁，减少 对群众利益的侵扰。 （5）合理避绕矿产及矿产采空区和不良地质地段，保障拟建公路的安全和 减少投资。 （6）注重文物保护，重视环境保护，减少水土流失。 3.1.2 选线的方法与步骤 道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地 表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在电子版地图上选定道 路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具 体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纬地软件选线把路线的平 面布置下来。 （1）路线方案选择 路线方案选择主要解决起、终点间路线基本走向问题。 （2）路线带选择 在路线基本方向选定的基础上，结合地形、地质、水文等自然条件，用纬 地平面设计拾取交点，即选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路 线带。 （3）具体定线 定线就是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的定线带内进行 平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。 第 3 章 平面设计 -7- 3.2 平曲线要素值的确定 3.2.1 平面设计原则 充分研究本地区的特点，通过全面的调查分析，合理利用地形。根据沿线 工程地质条件，现有道路、村镇、河流等地物的实际情况，以及环境保护的要 求选择合适的线位。 （1）路线应符合起终点和主要控制点，尽可能沿旧路布设，对旧路局部指 标较低的路段，在不过多增加工程量的前提下，尽量改善其技术指标，以保证 行车安全，以提高公路使用质量。 （2）新建路段结合本项目的特点，尽可能采用与地形、地貌相适应的技术 指标，不追求脱离地形条件的高标准，但也不轻易采用技术标准规定的最小值。 （3）妥善处理好与相关河流、公路、管线的关系。 （4）尽量少占田地和经济作物田。 （5）选线时应深入了解当地的工程地质和水文地质情况，弄清它们对工程的 影响。 （6）路线线位由平、纵、横三方面综合考虑确定。避免只顾纵坡平缓，而 使路线弯曲，平面标准过低；避免只顾平面顺捷、纵坡平缓、而造成高填路基， 工程量过大及环境破坏严重。 3.2.2 平曲线要素值的确定 在纬地软件平面设计对话框中输入各交点处圆曲线要素，计算演示后，再 点即时修改进行调整。 平面线形主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线形组合而成的。当然三个 也可以组合成不同的线形。本设计中主要用到基本型，即按直线缓和曲线 圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。缓和曲线是道路平 面要素之一，它是设置在直线和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。它的曲率连续变化，便于车辆遵循， 旅客感觉舒适，行车更加稳定，增加线形美观等功能。设计时要注意和圆曲线 相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直 线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成 1：1：1。在设计的时候还要注意一下 缓和曲线长度确定除应满足最小外还要考虑超高和加宽的要求。 河北联合大学建筑工程学院 -8- 3.2.3 圆曲线要素计算公式 (1) 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： 3 42 238424r l r l p ss =_ （3.1） q= 2 ls 2 3 240r ls （3.2） r ls 6479.280= （3.3） qtgprt+= 2 )( （3.4） s lrl2 180 )2-( 0 += （3.5） e=(r+p) secr 2 （3.6） j=2t l （3.7） sy lll2-= （3.8） 图图 3.1 按回旋曲线敷设缓和曲线按回旋曲线敷设缓和曲线 式中: 总切线长（） ；tm 第 3 章 平面设计 -9- 总曲线长（） ； lm 外距（） ；em 校正数（） ；jm 主曲线半径,（） ；rm 路线转角（） ； 缓和曲线终点处的缓和曲线角（） ； 0 缓和曲线切线增值（） ；qm 设缓和曲线后，主圆曲线的内移值（） ；pm 缓和曲线长度（） ； s lm 圆曲线长度（） 。 y lm (2) 主点桩号计算 zh=jd t （3.9） hy=zh + ls （3.10） yh=hy + ls （3.11） hz=yh + ls （3.12） qz=hz-l/2 （3.13） jd=qz+l/2 （3.14） (3) 路线曲线要素计算表： 表表 3-1 部分曲线要素计算表部分曲线要素计算表 曲 线 要 素 值 (m) 缓和曲缓和曲切 线曲 线 交 点 号 半 径 线长度线参数长 度长 度 外 距校正值 jd160036.93473.77431.13570.093 jd260019.48938.96420.31640.014 jd3504044.72167.398114.674619.935320.121 jd4504044.72157.691103.475713.741611.907 jd560037.84975.5971.19260.1 jd6800161.912319.50816.22024.316 jd72004089.44353.758106.78883.15860.727 jd860057.917115.47692.78890.358 jd960021.97643.93260.40230.02 jd1030040109.54566.148131.51733.74870.779 jd112005010089.634174.750510.6844.518 河北联合大学建筑工程学院 -10- jd12604048.9946.38889.0396.59013.736 jd1360081.133161.28815.46060.978 jd14403034.64143.69879.008510.03088.387 jd1560014.46628.9270.17440.006 jd1650030.49260.90810.92890.076 jd1760043.29186.43171.55970.15 第 4 章 纵断面设计 -11- 第 4 章 纵断面设计 4.1 纵断面设计原则 （1）纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，线形 平顺而圆滑，避免在短距离内出现频繁的起伏。 （2） 纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。 （3）平面与纵断面组合设计应满足。 （4）视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。 （5）平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线 的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖” （6）平、纵线形的技术指标大小应均衡。 （7）与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视 线的作用。 4.2 纵坡设计 4.2.1 二级公路纵断面设计 二级公路纵断面的设计标准规定如下表： 表表 4-1 二级公路设计速度为二级公路设计速度为 40km/h 纵断面的设计指标纵断面的设计指标 序号指标名称指标值单位指标名称指标值单位 1 最大纵坡 8% 合成坡度 9% 2 最小坡长 200m 最大纵坡 5% 3 竖曲线最 小长度 50m3%1200m 极限 1400 4 凸曲线最 小半径一般 2000 m4%1000m 极限 1000 5 凹曲线最 小半径一般 1500 m 坡长限制 5%800m 河北联合大学建筑工程学院 -12- 4.2.2 纵坡设计的一般要求 （1）满足工程技术标准中有关纵坡的各项规定； （2）纵坡应尽量平缓，起伏不宜过大和频繁，并应尽量避免标准中的极限 值，对一般公路，应注意考虑运输，农业机械等方面的要求； （3）应综合考虑沿线的地形，地质，气候等情况，并根据需要采取适当的 技术措施，并保证公路的稳定和畅通； （4）尽量减少土石方和其它工程数量，以降低工程数量。 （5）在实地调查的基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。 4.2.3 平曲线与竖曲线的组合一般原则 （1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线，即所谓的 “平包竖” 。 （2）曲线与竖曲线大小应保持均衡。 （3）要避免使凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点 重合。 （4）半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。 （5）曲线段最好只设一个竖曲线，最多不宜超过两个竖曲线。 （6）平、纵面线形组合必须注意与路线所经地区的环境相配合。对计算行 车速度高的公路，线形设计和周围环境配合尤为重要。 4.3 纵断面设计步骤 （1）每 100m 一点输入道路上各点的地面高程，生成.hdm 数据，然后画出 道路纵向的原地面图。 （2）试坡，以“控制点”为依据，考虑平纵结合、挖方、填方以及排水沟 设置等众多因素初步拟订坡度线。然后进行计算。调坡时应结合选线意图，对 照标准所规定的最大纵坡、坡长限制以及平纵线形组合是否得当进行调坡。对 各种可能坡度线方案反复比较，最后定出既符合技术标准，又能满足控制点要 求，且土石方较省的设计线作为初定坡度线，将前后坡度线延长交会出变坡点 的初步位置。 （3）调整，初定纵坡后，将所定的坡度与选线时坡度的安排比较，二者应 基本相符，若有较大差异时应全面分析，权衡利弊，决定取舍。然后对照技术规 范检查设计的最大、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定，平、纵组合是否得当， 第 4 章 纵断面设计 -13- 以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理。 （4）核对，选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖、地面横坡较陡路 基、挡土墙等，在纵断面图上直接读出对应桩号的填、挖高度，初画横断面， 检查是否填挖过大、坡角落空或过远等。 （5）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 高记确定下来。 4.4 本路段设计 结合以上原则，对路段进行实际设计，本路段最大纵坡坡度为 1.082%，最 小纵坡坡度为 0.302%。本路段共设 8 个变坡点，见下表： 表表 4-2 竖曲线要素计算值竖曲线要素计算值 竖 曲 线 序号桩号 标高（m） 凸曲线半径 r（m） 凹曲线半径 r（m） 切线长 t（m） 外距 e（m） 0k0+000155.7 1k0+000155.7 70006553565535 2k1+480143.699 400010.1640.0129 3k4+400134.863 500015.1790.0230 4k6+180140.284 600013.4450.0150 5k7+590150.897 800013.4850.0113 6k9+760174.547 500018.4010.0338 7k10+020179.295 河北联合大学建筑工程学院 -14- 第 5 章 横断面设计 5.1 横断面设计基本要求 横断面的设计要求，是使道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环 境、用地经济等要求。路基是支承路面，形成连续行车道的带状土、石结构物。 它既要承受由路面传来的车辆荷载，又要承受大自然因素作用。因此，路基横 断面设计必须满足以下基本要求： （1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、 养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。 （2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，还应设置完 善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防 治措施。 （3）还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的 地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置 防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。 （4）沿河及受水浸水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。 （5）当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时， 就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总 厚度，设置隔离层及其他排水设施等。 （6）路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。 5.2 横断面各组成部分设计 5.2.1 行车道宽度的确定 根据公路工程技术标准 jtg b012003规定，二级公路的路基宽度为 10m。 5.2.2 路拱的确定 路拱是为了利于路面横向排水，将路面做成由中央向两侧倾斜的拱形。根 据沥青混凝土路面设计规范 （jtg d402002）规定，沥青混凝土路面的路 拱横坡度 2% 。 第 5 章 横断面设计 -15- 5.2.3 超高的确定及过渡方法 （1）超高的确定 超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，而将路面做成 外侧高于内侧的单向横坡的形式。超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相 适应的全超高，而在缓和曲线上则是逐渐变化的超高。因此，从直线上的双向 横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段，称作超高缓和段或超高过渡段。 超高值的计算公式：ih+ u = v2/127r （5.1） ih 超高横坡度； u 横向力系数； v 行车速度 (km/h)； r 圆曲线半径 (m)； 根据规范规定，二级公路一般地区圆曲线部分最大超高值不大于 8%。且考 虑到超高横坡度与路线纵坡组合而成的坡度，即合成坡度，规范规定二级公路 山岭重丘区的最大允许合成坡度不得大于 10%。 （2）超高的过渡 此设计公路是无中间分隔带的，在直线路段的横断面均以中线为脊向两侧 倾斜的路拱。在曲线路段路面由双向倾斜的路拱形式过渡到具有超高的单向倾 斜的超高形式，外侧需逐渐抬高，在抬高过程中，若超高横坡度等于路拱坡度， 则行车道外侧绕中线旋转，直至与内侧横坡度相等为止。当超高坡度大于路拱 坡度时，先将外侧车道绕道路中线旋转，与此同时，内侧车道随中线的降低而 相应降低，待达到单向横坡后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横 坡度。 河北联合大学建筑工程学院 -16- 第 6 章 路基设计 6.1 路基设计概述 6.1.1 设计依据 （1）交通部部颁公路工程技术标准 （jtg b012003） （2）交通部部颁公路路基设计规范 （jtg d30-2004） （3）交通部部颁公路排水设计规范 （jtj 018-97） 6.1.2 路基设计原则 （1）根据沿线自然条件、工程地质条件及现有路基的使用状况综合考虑， 在确保满足使用功能的前提下，本着因地制宜原则，选择合理的路基横断面布 置形式，防止或减缓各种不利因素对路基造成的危害，确保路基具有整体强度 和稳定性以及路容美观性，尽量减少工程实施对沿线环境造成破坏。 （2）路面结构设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然因素，密切 结合本地区实践经验，将混凝土路面板按重要工程结构的要求完成设计，首先 应保证工程的质量和耐久性。 （3）在满足交通量与使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、方 便施工、利于养护、节约投资的原则进行混凝土路面设计方案的比较，选择技 术先进、经济合理、安全可靠的方案。 （4）应结合当地实践基础，积极推广成熟的科研成果，积极、慎重的运用 行之有效的新材料、新工艺、新技术，以达到确保工程质量与耐久性的目的。 （5）路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护，自然生态的平衡，有利于 施工、养护工作人员健康与安全。 （6）为确保工程质量，尽可能选择有利于机械化、工厂化施工的设计方案。 （7）对于地处不良地基的路段，应选择有效措施加快稳定路基沉降，路基 沉降速率达不到限定要求时，绝不能仓促施工提前铺筑路面板。 6.2 路基横断面布置 全线均为沥青混凝土路面，路面宽 10 米。 由横断面设计，查标准可知，二级公路路基宽度为 10.5m，其中路面 第 6 章 路基设计 -17- 跨度为 7.5m，土路肩宽度为 1.252=2.5m，路面横坡为 2.0%，土路肩横坡为 3%， 超高形式采用绕道路中线旋转，对全线进行路基横断面设计。 6.2.1 路基标准横断面 路基标准横断面布置如下图 7-1 所示： 路 基 路 面 路 面 路 肩 路 肩 图图 6-16-1 二级公路路基横断面布置二级公路路基横断面布置 6.2.2 路基边坡 由横断面设计查公路路基设计规范可知，二级公路路堤边坡为 1：1.5，路堑边坡为 1：0.5。 6.3 路基压实标准 路基压实采用重型压实标准，压实度应符合规范要求： 表表 6-1 路基压实度路基压实度 路基压实度（） 填挖类别 路面以下深度（m） 二级公路 零填即挖方 00.30 0.300.80 95 填方 00.30 0.300.80 0.801.50 1.50 以下 95 95 94 92 6.4 路拱横坡 在小半径弯道处，根据规范要求设置必要的超高，超高方式为绕道路中线 旋转。 河北联合大学建筑工程学院 -18- 6.5 路床、路基填料及压实度要求 本项目没有钻探资料，参照邻近其他工程地址资料显示，沿线路段地质情 况相对良好，不存在软土结构层，沿线新挖边沟土方（去除腐殖质表层土）可 用于填筑路堤，但应采取物理、化学措施控制其含水量，确保路基压实要求。 6.5.1 路床 路床填料应均匀、密实，并符合表 7-2 的规定。路床填料最大粒径应小于 100mm。 表表 6-2 路床土最小强度路床土最小强度 项目分类路面底面以下深度（cm） 填料最小强度（cbr） （%） 上路床030 6 填 方 路 基 下路床3080 4 030 6 零填及挖方路基 3080 4 6.5.2 填方路基的填料选择 （1）填方路基应优先选用级配好的砾类土、砂类土等粗砾土作为填料，填 料最大粒径应小于 150mm。 （2）当采用细粒土填筑时，路堤填料最小强度应符合表 7-3 的规定。 表表 6-3 路堤填料最小强度和压实度要求路堤填料最小强度和压实度要求 项目分类 路面底面以下深度 (cm) 填料最小强度（cbr） （%） 上路堤80150 3 填 方 路 基 下路堤150 以下 2 注：当路基填料的 cbr 值达不到表列要求时，可掺石灰或其他稳定材料处理。 （3）桥涵台背和挡土墙墙背应优先选用渗水性良好的填料。当路基填料的 cbr 值达不到表列要求时，可掺石灰、水泥、粉煤灰等无机结合料进行处治。 第 6 章 路基设计 -19- 6.5.3 填方路基压实度 路堤应分层填筑，均匀压实。压实度应符合表 7-4 的规定： 表表 6-4 路基压实度路基压实度 项目分类路面底面以下深度（cm）路基压实度（%） 上路堤80150 94 下路堤150 以下 92 注：表列压实度系按公路土工试验规程 （jtj 051）中重型击实试验法求得的最大干密度的压实度。 河北联合大学建筑工程学院 -20- 第 7 章 路面设计 路面是在路基顶面行车部分用各种坚硬材料铺设的层状结构物。有了路基 路面，车辆才能沿着预定的路线，通畅、快速、安全、舒适、经济地运行。在 使用过程中，由于行车荷载和气候因素（冷热、干湿）的多次重复作用，路面 结构会出现疲劳破坏、塑性变形累积和表面磨损。路面结构还可能因材料的老 化衰变而导致破坏。因此，路面在使用一定年限后，就需要进行修复或改建。 路面的使用年限过短，将增加养护工作量和费用，并严重干扰路上的正常交通。 所以，设计的路面应经久耐用，具有较高的抗疲劳能力。 路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据 车辆行驶的需要，选用优质材料建成。路基作为路面结构的基础应具有足够的 强度和稳定性。以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标。坚固的路 基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有 利条件，所以路基路面的综合设计至为重要。 为确保路基的强度与稳定性，使路基在外界因素作用下，不致产生不允许 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 基防护与加固以及与路基工程直接相关的设施，如弃土堆、取土坑、护坡道、 碎落台、堆料坪及错车道等。 7.1 设计依据 （1）交通部部颁公路沥青路面设计规范 （jtg d50-2006） （2）交通部部颁公路沥青路面施工技术规范 （jtg f40-2004） （3）交通部部颁公路路面基层施工技术规范 （jtj034-2000） 7.2 路面结构类型选择 7.2.1 路面设计原则 （1）路面应具有良好的稳定性和足够的强度，表面应满足平整、抗滑和排 水要求； （2）面层、基层的结构类型及厚度应与公路等级、交通等级组成相适应； （3）要顾及各结构层本身的结构特性； （4）要考虑水文状况的不利影响； （5）适当的层厚和层数，各结构层既要满足最小厚度要求，又应考虑施工 第 7 章 路面设计 -21- 可行性； （6）应与当地的气候、水文、地质状况相适应，并充分利用当地的筑路材 料。 7.2.2 路面结构 路面设计荷载采用 bzz-100 作为标准轴载，沥青混凝土设计使用年限为 10 年。其中设计路面结构如下： 细粒式沥青混凝土 3 cm 中粒式改性沥青混凝土（ac-16c） 4 cm 水泥稳定碎石 16 cm 下封层 透层油 石灰粉煤灰碎石 19 cm 石灰土 20 cm 7.2.3 设计参数 表表 7 7-1 沥青混凝土路面结构层材料设计参数表沥青混凝土路面结构层材料设计参数表 材料名称 20抗压回弹 模量(mpa) 15抗压回弹 模量(mpa) 15劈裂强度 (mpa) 备 注 细粒式沥青砼140020001.4ac13c 中粒式沥青砼130016001.0ac16c 水稳碎石120012000.5- 石灰粉煤灰碎石150015000.4- 石灰土5505500.25 路床顶回弹模量e0=80mpa 7.3 路面工程要求及注意事项 7.3.1 沥青混凝土面层主要材料 （1）沥青 沥青混凝土中面层和下面层沥青采用 70 号 a 级道路石油沥青，沥青原材料 应严格按现行公路工程沥青及沥青混合料试验规程进行检验，其技术要求 应符合下表规定。 河北联合大学建筑工程学院 -22- 表表 7 7-2 a 级道路石油沥青技术要求级道路石油沥青技术要求 技术标准单 位70 号试验方法 针入度(25， 100g，5s) 0.1mm 6080 t0604 适用的气候分区- 1-3-2 - 针入度指数 pi- -1.5+1.0 t0604 软化点(tr&b)，不小于 45 t0606 10延度，不小于cm 15 15延度， 不小于cm 100 t0605 蜡含量(蒸馏法)，不大 于 % 2.2 t0615 闪点(coc)，不小于 260 t0611 溶解度(三氯乙烯)，小 于 % 99.5 t0607 密度(15)g/m3实测记录t0603 老化试验 tfot(或 rtfot)后 质量变化，不大于%0.8 t0610 或 t0609 残留针入度比，不小于%61t0604 残留延度(10)，不小 于 cm6t0605 （2）粗集料 沥青面层的粗集料应洁净、干燥、表面粗糙、无风化、无杂质，具有足够 的强度、耐磨耗性。粗集料应具有良好的颗粒形状，不宜采用颚式破碎机加工。 路面抗滑表层粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击力耗的碎石或级配碎石， 不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料。粗集料质量应符合下列要求。 当采用的粗集料对沥青的粘附性和沥青混合料的水稳定性不符合要求时， 可采用掺加部分消石灰或水泥代替石粉等措施，使沥青混合料的水稳定性检验 达到要求。 掺加外加剂的剂量由沥青混合料的水稳定性检验确定。 第 7 章 路面设计 -23- 表表 7 7-3 沥青面层混合料用粗集料质量技术要求沥青面层混合料用粗集料质量技术要求 数 值 指 标单位 表面层下面层 试验方法 石料压碎值，不大于%2628t0316 洛衫矾磨耗损失，不大于%2830t0317 表观相对密度，不小于t/m32.602.50t0304 吸水率，不大于%2.03.0t0304 坚固性，不大于%1212t0314 针片状颗粒含量(混合料)，不大于%1518 其中粒径大于 9.5mm，不大于%1215 其中粒径小于 9.0mm，不大于%1820 t0312 水洗法0.3mm 部分)，不小于%-t0340 含泥量(小于 0.075mm 的含量)，不大于%5t0333 砂当量，不小于(%)%50t0334 河北联合大学建筑工程学院 -24- 亚甲蓝值，不大于g/kg-t0349 棱角性(流动时间)，不小于s-t0345 天然砂可采用河砂或海砂，通常宜采用粗、中砂，其粒径规格应符合下表 规定。砂的含泥量超过规定时应水洗后使用，海砂中的贝壳材料必须筛除。沥 青混合料中天然砂的用量不宜超过集料总量的 20%。 表表 7 7-5 沥青混合料用天然砂规格沥青混合料用天然砂规格 通过各孔的质量百分率(%) 方孔筛 (mm) 粗 砂中 砂细 砂 9.5100100100 4.75901009010090100 2.366595759085100 1.183565509075100 0.6153030606084 0.35208301545 00.075050505 石屑是采用采石场破碎石料时通过 4.75mm 或 2.36mm 的筛下部分，其规格 应符合下表要求。采石场在生产石屑过程中应具备抽吸设备，沥青混合料宜将 s15 与 s16 组合使用。 机制砂宜采用专用制砂机制造，并选用优质石料生产，其级配应符合 s16 的要求。 表表 7 7-6 沥青混合料用机制砂或石屑规格沥青混合料用机制砂或石屑规格 水洗法通过各筛孔的质量百分率(%) 规格 公称粒径 方孔筛 (mm) 9.54.752.361.180.60.30.150.075 s15 05100 9010 0 609040752055740220010 s16 03-1008010050802560845025015 注：当生产石屑采用喷水抑制扬尘工艺时，应特别注意含粉量不得超过表中要求。 （4）填料 第 7 章 路面设计 -25- 沥青混合料的填料须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩等憎水性石料经磨 细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要求干燥、洁净，能自由地 从矿粉仓流出，其质量应符合下表的要求。 表表 7 7-7 沥青混合料用矿粉质量要求沥青混合料用矿粉质量要求 项 目单位指 标实验方法 表观密度，不小于t/m32.5t0352 含水量，不大于%1t0103 烘干法 粒度范围0.6mm100100 0.15mm9010090100 0.075mm7010075100 t0351 外 观-无团粒粒结块- 亲水系数1t0353 塑性指数%4t0354 加热安定性%实测记录t0355 （5）透层沥青 基层施工完毕(基层表面稍干燥但尚未硬化情况下)后必须浇洒透层沥青， 沥青层必须在透层沥青完全透入基层后方可铺筑。透层沥青采用乳化沥青，其 规格和质量应符合下表的要求。 喷洒后通过钻孔或挖掘确认透层油渗透入基层的深度不宜小于 5mm，并能 与基层联结成为一体。透层油粘度通过调节稀释剂的品种和用量得到适宜的粘 度，基质沥青的针入度通常宜不小于 100。 透层沥青用量应根据基层的种类通过试洒确定并符合下表的要求。 表表 7 7-8 沥青面层透层材料的规格与用量沥青面层透层材料的规格与用量 乳化沥青 用 途 规 格用量(l/m2) 粘结层pc-20.71.5 （6）下封层 为了保护基层不被施工车辆破坏，利于半刚性材料养生，同时也为了防止 雨水下渗到基层以下的