交通土建毕业设计（论文）-芜铜路三标段高速公路设计.doc

全套图纸加扣3012250582前言本次毕业设计芜铜路（三标段）高速公路从选线设计直至到最后的概预算设计。其普遍规律就是首先从平面上确定路线，再从纵，横断面确定路线的具体参数，之后对于路基的设计和路面的设计，路线大体成型后，具体分析特殊路段，部分地区需要特殊处理先计算一系列的数值。之后再进行排水设计，要考虑到总路线排水系统及其路基和路面的排水。接下来进行施工组织设计，对路线的总体施工进程进行规划分析，人员机械的调配等等，最后对本次路线进行概预算得出本次工程完成后大约需要多少资金是否合理。 本次设计中特殊路段k0+700.000-k0+800.000路段挖方高度过大，不宜采用重力式挡土墙，查各类资料有部分文献写重力挡土墙最高12m，也有部分文献提出重力式挡土墙一般6m，所以为了保证设计的严谨性还是采用柱板式挡土墙，由于本人知识有限，并没有完整的设计柱板式挡土墙的具体参数及其是否稳定，只验证了K1+300.000-k1+350.000路段的重力式挡土墙的稳定性和排水；在概预算过程中项目列举的不是特别全面，在定额参数的选择上也许会有不合理的地方还请各位老师和同学们指正。1路线总体设计1.1 原始资料 本设计为交通土建（道桥）专业，设计任务为芜铜路（三标段）高速公路设计，任务地形图地势大致为平原微丘区（1:2000），位于安徽省横穿无为县，本设计的绝大部分标准以平原区设计条件为准，其部分路段路过小丘陵以山丘区标准为准。1.1.1 自然条件及社会条件芜铜高速位于无为县境内，长25.5公里，犹如巨龙腾跃，飞跃于山川田地，衔接长江两岸，而作为无为县第一条开工建设的高速公路，其意义非凡；路线所经过村庄发展良好可观，分部均匀。由于路段区域内水塘分部多，还有大量农田和部分丘陵，水源，木材，石材等一系列资源都很丰富。区域内有一原有道路且输电线路大部分南北走向，有一条东西走向的线路设计时应注意。1.1.2 地形地质条件 地形地貌芜铜路（三标段）段路经地区地形被大水塘和部分村庄分割，对设计线形有一定局限性，线路起点地势高程33m，终点地势高程43m。起点处水塘较多且临近和平村二局，地势相对平坦，终点地区有部分小丘陵且临近窝里队。地质条件线路所经地段地质总体来说相对良好，有几处不得不跨过的水塘和农田，需要注意软土地基处理。1.1.3 路线状况及设计内容 本设计设计车速100km/h，全长2940.804m，起点坐标QD（374.000,240.000），终点坐标ZD（562.000,3072.000），本设计内容大致包括选线比选、纵横断面、路基路面、部分地区挡土墙、边坡稳定性、施工组织设计、公路工程概预算等等。1.1.4 公路设计技术标准参数根据公路工程技术标准一系列相关参数规定要求列出下表，可根据下表来确定所设计的各类参数是否满足规范要求，提高设计的准确性以及效率。如表1.1.4所示。 表1.1.4 芜铜路（三标段）（设计车速100km/h）各项指标表Tab.1.1.4 Wu Tong Highway (design speed 100km/h) indicators table 指标名称规范值设计车速 100Kmh 圆曲线一般最小半径700 m 圆曲线极限最小半径400 m设超高圆曲线极限最小半径，2% 4000m不设超高圆曲线极限最小半径，2%5250m缓和曲线最小长度 85m平曲线最小长度 170m同向曲线最小长度，车速6倍 600m反向曲线最小长度，车速2倍 200m公路最大/小纵坡4%/0.5%平曲线最大超高8%凸型竖曲线一般最小半径 10000m凸形竖曲线极限最小半径6500m凹型竖曲线一般最小半径4500m凹形竖曲线极限最小半径3000m竖曲线极限/一般最小长度85m/210m纵坡最小长度300m缓和坡段最大纵坡/路拱横坡度3%/2%中间带宽度3.5m右侧硬路肩宽度一般值3.0m土路肩宽度0.75m最大直线长度2000m1.2 选线与定线1.2.1 影响道路选线主要因素 道路选线时需考虑很多因素包括尽量躲避山，村，大水塘等，以及路过方向角度与高压线最好接近直角等一系列因素，大型耕地采取避让措施等等。本设计水塘较多，其中一处被农田和小村子完全拦住，需要综合考虑。1.2.2 路线方案的拟定及方案比选方案一:路线从A点开始，先经过一处丘陵且经过光明村十四组，之后路线大致都是平原，转弯后避过一大河塘之后直线段为平原，在第二次转弯开始阶段避开一小学，之后一路相对平坦，最后到终点B避开附近小丘陵，路线全长2940.804m。优点:路线总体线形美观，由于必经之处被密集的水塘和村子以及丘陵的层层阻挠，虽然路过一略高丘陵和光明村十四组边缘，不需要拆迁，其他路段并无大问题，有利于村之间经济发展。缺点:部分开挖也许过大，需综合其他方案考虑。方案二:路线从A点开始，先经过一长条水塘，然后经过一处小丘陵，然后分别穿过光明村十六组和六组，在转弯之后经过一农田最后到达窝里村附近终点B。优点:线路短且连通四村，交通便利，促进各村经济发展。缺点:如实行同时穿过十六组及六组如遇拆迁问题会相对麻烦且横跨一农田施工时也许会污染农田导数产量下降易与村民产生矛盾。方案三：路线从A点开始，先经过一窄水塘，经过一高丘陵通过和平村六组，十四组。缺点：线形不美观，通过村子过多，且通过一高丘陵开挖过大方案一、二、三相比较可知,方案一虽通过一略高丘陵面临开挖过大问题，但是相对二、三既要开挖且还需路过村子，与村庄商讨动迁让地问题并不简单，且线路一经过一小学后面的一河塘，填平之后保证学生安全。通过施工，线形，资金等综合考虑选方案一较为合理。2 道路平面设计2.1 平面线形要素的确定2.1.1 平面线形要素组合类型 本设计采用纸上定线，参照地形图，直线型定线。由两个反向圆曲线通过两段回旋线和三条直线连接组成的线形，其中圆曲线和直线规范也有要求，设计时应遵守。2.1.2 停车视距依照公路工程技术标准高速公路设计车速时，停车视距停车视距计算：汽车行驶速度，设计速度，设计速度路面与轮胎附着系数，设计速度，取0.31驾驶员反映时间：判断+操作 即：根据结果该停车满足设计要求。2.1.3 平面线形要素计算参数的确定该高速公路设计行车速度为100km/h。根据公路工程技术标准1查出平面设计规范值，得出第一交点坐标JD1（490.000,1302.000）缓和曲线L1=150m，圆曲线半径R1=750m，第二交点坐标JD2（162.000,2089.000）且两曲线的圆曲线半径R2=750m，缓和曲线L2=140m。根据公里路线设计规范直线长度控制在20V以内，直线的最小长度：由于本设计路线选定为反向圆曲线，其之间的最小长度2V,V为设计车速。经画图后计算测量可得长度为800.044m,长度为205.037m，长度为681.962m，均满足要求。2.2 平面线形几何要素的计算2.2.1 交点坐标的确定 QD（374.000,240.000），JD1（490.000,1302.000），JD2（162.000,2089.000），ZD（562.000,3072.000）根据角度公式：转角= 0右偏，0左偏。2.2.2 计算转角值QD与JD1数据计算坐标增量： ，交点间距： 象限角： 方位角： 因为： ，所以：JD1与JD2数据计算坐标增量： ，交点间距： 象限角： 方位角： 因为:,所以：转角：JD2与ZD之间数据计算坐标增量： ，交点间距： 象限角： 计算方位角：因为：，所以：转角： 2.2.3 平曲线的几何要素计算1.交点要素计算：圆曲线半径750m 缓和曲线长150m转角值: 切线总长： 曲线总长：外矢距： 超距： 2.交点要素计算:圆曲线半径:=750m； 缓和曲线长:=140m； 转角值: 切线总长： 曲线总长： 外矢距： 超距：2.2.4 曲线位置、特殊点桩号及直线长度方向1.曲线位置 将起点QD里程定义为 处： = 直缓点： 缓圆点： 曲中： 圆缓点： 缓直点： 处： = 直缓点： 缓圆点： 曲中： 圆缓点： 缓直点：2.3 逐桩坐标的计算 2.3.1 直线上中桩坐标的计算 已知条件： 根据交点JD1的ZH坐标公式： 可得交点 ：的坐标为： HZ坐标公式： 可得 的坐标为： 处坐标计算公式：设直线加桩里程L，ZH,HZ表示曲线起，终点里程，则前直线上任意点坐标公式： 例求前直线上点的坐标： 后直线任意点坐标公式（LHZ）：处：例计算后直线上点的坐标为： 2.3.2 单曲线内中桩坐标的计算第一缓和曲线（）上点的坐标为：缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点的曲线缓和曲线长度 ，x是曲线上任意一点到切线横向距离 ，为转角符号，第一段曲线 右偏，左偏 ；第二段曲线，左偏为。 2.3.3 方向角计算计算公式：以K0+900.000为例 以上计算部分为第一弯JD1进行计算，其余桩号的坐标及转角值详见逐桩坐标计算表。2.4 平面设计图的绘制芜铜路（一标段）高速公路设计平面图比例为1：2000，里程桩号为K0+000.000- K2+940.804，50m一桩号，详见平面图。 3 道路纵断面设计3.1 地面线绘制 利用纬地软件或道路勘测大师等相关软件输入起点到终点的实际高程，从而简单快捷的绘制地面线，相对手动绘图更精确且节省时间。3.2 纵坡设计3.2.1 纵坡 纵坡的设计主要考虑到通行车辆的爬坡能力，汽车在上坡行驶时，车速降低，当爬坡时间过长时候，汽车水箱也许会沸腾，导致行车攀爬速度变慢，甚至导致熄火引发事故；当汽车轮胎与地面静摩擦力不足时不能维持车行驶导致打滑。汽车沿下坡行驶时，如果时间过长，长时间的制动导致刹车失灵，从而导致事故。所以一般情况下公路尽量采用较小纵坡。最大纵坡验证：，满足要求。最小纵坡验证：，满足要求。3.2.2 坡长及其其他数据的确定纵坡设计除了满足上述要求之外还需根据规定验证一系列参数是否满足要求。（1） 最小坡长验算：根据规定：高速公路设计车速的最小坡长为，经后续计算得最小坡长，满足规范要求。（2） 最大坡长验算：坡度不大于5%，由于本设计坡度最大为1.47%，所以另外两处坡长896m，809m均满足条件。（3） 合成坡度验算：规范规定当高速公路设计车速最大合成坡度为。本设计成坡度：，满足。3.3 平纵组合设计分析3.3.1 平、竖曲线的组合设计方法平面与纵断面组合应遵循如下设计原则： 1）使驾驶员有连续的行车视觉2）平面与纵断面线形不要太大，有一方过大都会导致整体组合不完美。3）了减轻驾驶员在行驶过程中的疲劳和紧张，设计线形力争与自然环境相搭配，在路堑地.段需要特殊标示和处理。4）需考虑到平纵组合，即竖曲线应该包含在平曲线内，最好使竖曲线的起点与终点都在平曲线的两个缓和段内即“平包竖”。3.4 竖曲线设计根据我国规定，本次高速公路设计中，边坡点处需设置竖曲线才能保证国家道路的各项标准。本次高速公路设计采用二次抛物线。由于本设计相邻竖曲线衔接为反向竖曲线，其间应设置一段直线段，直线坡段的长度一般为设计速度，竖曲线设置时应考虑雨季恶劣天气大暴雨能及时排水。3.4.1 竖曲线半径的确定 本次纵断面设计有两个边坡点，两端竖曲线为反向，根据前表1.1.5.2中数据，当高速公路设计车速为时，凸形竖曲线最小半径，凹形竖曲线最小半径，竖曲线最小长度。且应圆曲线半径。所以确定本设计的凸形竖曲线半径，凹形竖曲线半径。3.4.2 竖曲线的几何要素计算 第一段竖曲线要素计算： 起点高程为31m，终点高程为36m，边坡点的里程桩号为，高程为37m。 竖曲线半径R=15000m； ，为凸形； 曲线长： 切线长： 外距： 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： 第二段竖曲线要素计算： 凹形 曲线长： 切线长： 外距： 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： 以处为例计算切线高程和设计高程： 橫距： 竖距: 切线高程 设计高程 整理后竖曲线要素见表3.4.2。 表3.4.2竖曲线要素表Table.3.4.2 Vertical curve elements序号桩号高程（m）凹凸R（m）T（m）E（m）变坡点间距（m）直线坡长（m0坡度（%）1K0+000.00031.0001050.000896.8490.5712K0+500.00037.000凸15000.000153.1510.782850.000465.053-1.4713K1+900.00024.500凹18000.000231.1951.4921040.804809.0091.1054K2+940.80436.0003.5 纵断面图绘制 纵断面图及路基设计表见附页。4 道路横断面面设计4.1 横断面类型和各组成部分尺寸确定4.1.1 横断面类型本设计采用整体式路基，其中包括行车道，路肩，中间带，路缘带等一系列设施设计。4.1.2 横断面各组成部分尺寸确定 此次芜铜路（三标段）高速公路设计为100km/h，双向四车道。各组成部分如中央分隔带宽度、路缘带、硬路肩、土路肩、路基总宽度等参数尺寸及布置如下表4.1.： 4.1组成部分尺寸表 4.1 Tab of Component size类别指标公路等级高速公路车道数4行车道宽度/m3.75路基宽度/m26路幅布置类型双幅四车道路拱横坡度%2右侧硬路肩宽度/m3.00土路肩宽度/m0.75土路肩坡度%3中央分隔带宽度/m2.00左侧路缘带宽度/m0.75右侧路缘带宽度/m0.5横断面的布置如下图4.2： 4.2公路横断面示意图 4.2 Highway cross section sketch4.2路拱、超高、中间带确定及加宽值的计算4.2.1 最大超高值确定根据规范规定：本设计两个圆曲线半径都为且满足要求，应在曲线上设置超高，本设计采用超高值。由规范可知：本设计路拱取2.0%，利于横向排水。4.2.2 超高过度方式的确定 高速公路的中间带其超高过渡方式有三种：绕中间带中心线旋转，绕行车道中线旋转和绕中央分隔带边缘旋转。本次设计选用绕中央分隔带边缘旋转，优点是适用于带有各种宽度中间带的公路。见图4.2.2所示 4.2.2 绕中央分隔带边缘旋转图 4.2.2 Rotate around the central separator4.2.3 超高值的计算超高计算所用数据如下：圆曲线半径R=750m，缓和曲线长，路拱坡度 ，超高渐变率，超高，路肩横坡度，路肩宽度，路面宽度1.超高过渡段长度：，取。 （绕路中线旋转，为路面宽度的一半。）2.验证超高渐变率：符合要求，有利于排水。 故：3.曲线段内横断面的超高值计算：（1）圆曲线上的超高为，例如处： 外缘： 中线： 内缘： （2）超高缓和段起点： 外缘： 中线： 内缘：（3）超高缓和段内的超高： 外缘： 中线： 内缘：m(4)超高缓和段内的超高： 外缘： 中线： 内缘： （5）超高缓和段终点: 外缘: 中线: 内缘: 以上计算式中： 其余各点超高值计算方法大致相同，具体其他结果详见路基设计表。 4.2.4 加宽值的确定和计算根据规范规定：当设计道路圆曲线半径时不用加宽。由于本设计, 所以不加宽。4.3 土石方量计算及其调运 采用平均断面法，公式： 其中 ，计算各段的土石方量。 土方调运详见土基计算表，根据平均运距，经济运距，免费运距的概念来进行合理的土石方调配，以及确定是否需要借土或弃土。4.4 横断面设计图的绘制 详见附图。 5 路基设计5.1 一般路基设计5.1.1 选择路基断面形式 根据公路路基设计规范中规定填方超过20m，挖方超过30m需进行桥梁或隧道的方案比选。本次高速公路设计，填方高度和挖方深度不超过路基设计规范允许范围。 路基典型的横断面类型：由于设计标高与天然地面标高不同，路基断面形式也不同，路基横断面的形式可大致分为路堤，路堑和填挖结合。路基宽度=行车道路面+两侧的路肩宽度,根据规定，设计车速100km/h的高速公路，为双向4道，其设计宽度为26m。 路基的边坡坡度可以用边坡高度和边坡宽度的比值表示。 路堑边坡： , 路堤边坡：。路堤边坡高度8m，边坡率为：；边坡高度8m，8m以下取，8m以上取。见图5.1： 图5.1.边坡坡度 5.1 Slope gradient5.1.2 路基填料选择与压实标准的确定1.在选择路堤填料要各方面参数都要符合标准且取得途径容易。通过实验，确定填料的最小强度和最大粒径。本次路基设计选用石质土，如碎（砾）石土，砂土质碎（砾）石，或者粗粒土，细粒土中的液限较低的黏质土都比较合适，因为它们都具有较高的强度且水稳定性强。石质土的来源可疑利用附近路堑或附属工程所挖出的土作为填筑材料。要避免出现水土流失，会危及沿线自然生态环境。2.填土的方法：（1）根据路基工作的条件，选择不同的土层安排，不宜因为潮湿而变形的土填筑在 上层，提供路面坚实基础。若下层会受到雨水的侵蚀，需要用透水性好的材料来填筑。（2）用斜面连接相邻两段路堤用不同材料的土填筑的情况，避免产生不均匀变形。（3）若土石混合料的石料强度高于20MPa，石块最大粒径应压实层厚度的：若石料强度小于，最大粒径要压实层厚度，超出部分打碎。3.压实的方法：（1）采用分层压实法，使路堤具有一定的密度。由下向上进行分层填筑压实，此步骤可保证填石路堤的强度。（2）当混合料中石料含量超过，采用人工填筑；小于时，用机械填筑。（3）由于填筑路基分多种情况，根据规定，有不同的压实标准，如表5.1-5.2所示。表5.1 路基压实度（轻型）Table 5.1 Degree of Compaction (light)填挖类型路面底面以下深度（m）压实度（%）高级、一级路面其它路面填方路堤上路床03095下路床30809895上路堤801509590下路堤1509090零填及路堑路床03095 表5.2 路基压实度（重型）Table 5.2 Degree of Compaction (heavy)填挖类型路面底面以下深度（m）压实度（%）高级、一级路面其它路面填方路堤上路床0309593下路床30809593上路堤801509390下路堤1509090零填及路堑路床03095935.1.3 路基工程附属设施高速公路中取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台等构成附属设施。他们可以保证路基的强度，稳定性和汽车行驶过程中的安全性。（1） 取土坑：根据本设计的实际情况挖方大于填方，在路线后短处设置取土坑。（2） 弃土堆：开挖后的废弃土，可以用于加固路堤，或者填补坑洞以及填塘或者修 筑便道。可以就近弃堆，但弃堆要平整，形成梯形断面，与周围环境互相协调。（3） 护坡道：保护路基的边坡稳定。通常把护坡道设置在挖方的坡脚处。（4） 碎落台：高速公路边坡高度时碎落台宽度。5.1.4 路基排水系统布置与排水结构设计 路基处理过程中应做好路基排水工作，路基表面不能存在积水，填方路基根据土质参数和天气条件，做成2%-4%排水横坡如遇低洼路基地带，应在路基边外最好排水沟和截水沟，根据平面高程走向和设计坡度本路线K1+850.000至K1+950.000处填方路基设置排水沟，挖方路段如K0+700.000至K0+800.000和K1+300.000至K1+350.000有略高路堑地段附近应设置边沟，截水沟。还需设计地基地下排水，以渗流的方式汇集水流至K950.000附近，因此处高程最低且其他方向的水流可顺南方向流走，可在K1+950.000处设置涵洞（为了满足当地居民穿越高速的需求最好每隔1000米设置涵洞）防止遭遇恶劣天气时由于北部的地下水和地表水流入路线中不至于在该路段沉积大量水，防止破坏路基结构。5.2 特殊路基设计处理 本路线路过部分水塘及部分农田需进行软土地基处理，通常用开挖换填方法解决，也可全部挖除或部分挖除，如遇软土底面坡度较大，可挖台阶分层换填。5.2.1 路堤边坡稳定性分析路基边坡滑塌是公路常见破坏现象，边坡土地沿着某一剪切面产生滑塌，所以为了保证边坡满足稳定性和经济性的要求进行分析。一般的土具一定的粘接力，边坡滑动时滑动面为曲面，常用方法是假定为圆弧曲线，本设计采用条分法的表解方法。此次稳定性分析方法是圆弧滑动面的条分法，如图5.2.1所示 5.2.1条分法图 5.2.1 Article method将土体分成各个小块，设其宽度为，高度为，滑弧曲线全长为L。将三者换算成边坡高度的表达式：， 每1m坡长的土块总量： 法向分力： 切向分力： 稳定系数： 令： ， 式中：-边坡高度（m）； -土的粘聚力（）； -土的容重（）； -内摩擦系数，内摩擦角； ,-几何形状的参数，查表可得一系列参数填入下表5.2.1中方便计算 本设计路段中，验证路堤填土高度最大的情况，实测为，边坡率，以该断 面为例进行稳定性验算： 已知：， 表5-3 K值计算表 Table5-3 K Calculation 圆心项目Q1Q2Q3Q4Q5A3.052.552.202.201.76B6.306.407.058.2010.27K2.131.941.891.972.17 根据公路路基设计规范规定，满足边坡抗滑要求，该边坡稳定系数，即该边坡稳定性符合要求。5.2.2 路堑边坡稳定性分析 对于匀质砂砾类土的路堑，边坡是否稳定是通过求得临界破裂面倾斜角来确定最危险破裂面的角度，当路堑边坡坡顶无车载，相关数据易求得，即可求相信数据。如下图5.2.2所示。 5.2.2路堑稳定性分析 5.2.2 Slope stability analysis 安全系数 ， 当最小时，破裂面的倾斜角为 应小于等于 本设计中在处边坡挖方较大最大高度达22.91m，坡度为1:0.5,其边坡高度为18m，由于两侧高度不同取最危险边坡进行分析。 已知， 得： 不稳定，需进行特殊处理。（，边坡稳定。） 5.3 特殊路段挡土墙设计由于本设计挖方与填方相比，挖方更多且填方路段无特殊情况故填方路段不进行挡土墙设计和验证，此次设计主要为路堑挡土墙的选择和验证。本设计采用两种挡土墙进行特殊理，两种挡土墙的大致形式如图5.3所示。 路堑墙 柱板式挡土墙 5.3.1挡土墙类型 5.3.1 Retaining wall type 由于重力式挡土墙最高不超过12m，本设计部分路线边坡不稳且边坡高度不大时例K0+300至K1+350路段左侧，再考虑到支撑边坡降低挖方边坡高度等因素采用重力式挡土墙。当边坡高度过大时例如K0+700.000到K0+750.000路段，边坡高度18m，需采用柱板式挡土墙。下面验证K0+300.000至K0+350.000路段左侧挡土墙的稳定性 由设计资料和工程地质条件，设置挡土墙高度为9m，顶宽设置1m，底宽设置5m，选择浆砌块石填筑（高速公路不能采用干砌挡土墙），墙背垂直地面，如图5.3.2所示。 5.3.2挡土墙示意图 5.3.2 Sketch map of retaining wall挡土墙土压力计算墙体自重：。墙背摩擦角。墙后填土倾斜角 ，摩擦角，查表可知土压力系数。土容重， 墙体容重为，。 土压力竖向和水平分力分别为：挡土墙抗滑稳定性验算安全 挡土墙抗倾覆稳定性计算 把挡土墙截面分成三角形和矩形，计算二者自重，求出对墙趾O点的力臂如图所示的力臂分别为应用抗倾覆稳定安全系数公式可得地基承载力验算作用在基础底面上总的竖向力合力作用点与O点距离 偏心距 基地边缘力 即基地平均压力和最大压力均满足要求，该挡土墙设计合力稳定。5.4 重力挡土墙的排水设计 挡土墙的排水措施大致分为地面排水和墙身排水。地面排水主要措施在墙后设置排水沟，压实地面松土，可采取封闭处理防止水流入；对路堑挡土墙墙趾前的边沟加固等。墙身排水设施可以迅速排出墙后土体内积水，在挡土墙墙身的合适高度设置泄水孔，尺寸为，泄水孔间距3m，且泄水孔应向外倾斜防止下雨倒灌导致排水不彻底，最低一排需至少高出地面有水区域0.3m，如下图5.4所示。 5.4 挡土墙排水示意图 5.4 Schematic diagram of retaining wall drainage5.5 挡土墙的纵向布置 基底纵向台阶按地形设置高宽比不大于 基底纵坡。沉降缝与伸缩缝的布置：沿路线方向每隔设一道缝，宽。缝内可用胶泥填塞。当在渗水量大，填料容易随水冲走或温度很低的地区，宜采用有弹性的材料，填塞时沿内，外，顶三个方向进行，深度，其布置如下图5.5所示。 5.5挡土墙纵向布置 5.5 Longitudinal layout of retaining wall6 路面设计6.1 路面选用类型 我国常用的路面类型有沥青混凝土路面、水泥混凝土路面、块料路面、粒料路面、复合式路面五类。本计采用沥青混凝土路面。由于沥青混凝土路面为柔性路面，适应能力强。汽车行驶时轮胎与路面震动小，制造的噪声比水泥路面小很多。6.2 设计资料 此次高速公路设计所在地区在安徽省境内，公路自然规划区为II5区，属于东部温润季冻区，沿线土质多为为砂性土，查路基临界高度参考值得：，查各区干湿分界稠度得：，该路基属于中湿型路基。 6.2.1 轴载分析 预测交通量组成表，如下表6.2.1所示 6.2.1交通量组成表6.2.1 Traffic volume composition table 车 型前轴重/KN 后轴重/KN/后轴数轮组数 辆 / 日小客车16.5020.31双2600解放CA5028.7068.201单620黄河JN-15049.00101.601双840日野KB22250.20104.301双595东风EQ14023.769.31双510拖挂五十铃8378.52双60 根据表中数据，验算累计当量轴次。(1)轴载换算 轴载换算采用如下公式计算N= 路面设计以双轮组单轴100KN为标准轴载，当时，省略不算，计算结果见下 轴载换算结果表6.2.2: 6.2.2轴载换算结果表 6.2.2 Axle load conversion result table 车型Pi/KNCCn（次/d）（次/d） 解放CA50前轴28.716.462017.392后轴68.216.4620750.816黄河JN150前轴 49.01184037.725后轴101.611840900.050日野KB222前轴50.201159529.688后轴115.0011595714.585拖挂五十铃前轴8316.460170.734后轴2.216046.052东风EQ140后轴69.311510103.457合 计2771.499 （2） 累计当量轴次： 根据沥青混凝土路面设计规范得：设计年限为20年，双向四车道，车道系数为，年平均增长率为。 采用以设计弯沉值和验算沥青层层底拉应力为指标计算出的。设计年限内，一个车道累计标准轴次为次，属于重交通。 根据沥青混凝土路面设计可知，中等交通的土基回弹模量应大于30MPa，本次 路面设计采用的土基回弹模量为40MPa。6.2.2 路面结构各层参数 1.拟定路面结构组合及厚度（1） 设计厚度 表6.2.1.设计厚度 Tab。6.2.1 Design thickness 层位 材料名称 厚度 面层 细粒式沥青混凝土 4 中粒式沥青混凝土 6 粗粒式沥青混凝土 7 基层 水泥碎石 30 下基层 二灰土 ？ 土基（2）确定各层材料抗压模量，劈裂强度 表6.2.2.沥青混合料设计参数 6.2.2 Design parameters of asphalt mixture层位材料名称 抗压回弹模量抗压回弹模量 劈裂强度 面层细粒式沥青混凝土140020001.5细粒式沥青混凝土120017001.0细粒式沥青混凝土90012000.8 基层水泥碎石150015000.5下基层二灰土8008000.3 土基40406.3 路面结构计算及验算 根据公路沥青路面设计规范中规定：用设计弯沉值来进行路面厚度计算时，各层材料规定要采用抗压回弹模量。而验算层底拉应力时采用沥青混合料抗压回弹模量。 查公路沥青路面设计规范得到:高速公路等级系数=1.0，而且是沥青混凝土面层，即：面层类型6.3.1 计算路面厚度 1.设计弯沉值计算。 2.各层材料容许拉应力如下表6.3： 6.3容许拉应力表 6.3 Allowable tension stress gauge材料名称细粒式沥青混凝土1.50.419中粒式沥青混凝土1.00.280粗粒式沥青混凝土0.80.224水泥稳定碎石0.50.227二灰土0.30.106 3.确定设计层厚度。查公路沥青路面设计规范得，轮胎接地压强，单轮传压面当量圆直径：。采用三层体系为计算体系：（1） 令实际弯沉，则弯沉综合修正系数： 弹性体系的实际弯沉：，故理论弯沉系数：。（2） 计算基层厚度：本次路面结构设计为六层体系，当求某一层厚度时，要先把拟定的结构换算成三层后计算，求出其厚度H，然后按当量厚度求出。如图6.3.1所示: 图6.3.1 三层体系换算16.3.1 Three layer system conversion则中层厚度换算： 得：，查诺谟图可得：，计算理论弯沉系数：得：查图得：， 得： 故：6.3.2各层路面结构验算（1）验算细粒式沥青混凝土面层，层底弯拉应力。 将多层路面按照拉应力相等原则，换算为弹性三层体系。如下图6.3.2所示： 图6.3.2 三层体系换算2 6.3.2 Three layer system conversion 由：查诺谟图得：，所以第一层：（符合），受压应力。 （2）验算中粒式沥青混凝土，层底弯拉应力。 将多层路面按照拉应力相等原则，换算为弹性三层体系。如下图6.3.3所示： 图6.3.3 三层体系换算3 6.3.3Three layer system conversion 由，查诺谟图得：，所以第二层：（符合）。（3）验算中粒式沥青混凝土，层底弯拉应力。 将多层路面按照拉应力相等原则，换算为弹性三层体系。如下图6.3.4所示： 图6.3.4 三层体系换算4 6.3.4 Three layer system conversion 由，查诺谟图得：，所以第三层：（符合）。 （4）验算水泥稳定基层，层底弯拉应力。 将多层路面按照拉应力相等原则，换算为弹性三层体系。如下图6.3.5所示： 图6.3.5 三层体系换算5 6.3.5 Three layer system conversion 由，查诺谟图得：，所以第四层：（符合）。 （4）验算二灰土垫层，层底弯拉应力。 将多层路面按照拉应力相等原则，换算为弹性三层体系。如下图6.3.6所示：, 图6.3.6 三层体系换算6 6.3.6Three layer system conversion 由， 查诺模图得 综合上述三层计算法的数据如表6.3.76.3.7数据汇总表6.3.7 Data summary table层位底面最大拉应力（）容许拉应力（）细粒式沥青混凝土面层00.419中粒式沥青混凝土面层00.280粗粒式沥青混凝土面层00.224水泥稳定基层0.1180.227二灰土基层0