交通土建毕业设计（论文）-长潭高速公路三标段设计.doc

全套图纸加扣 3012250582前言随着时代的发展，交通事业作为国民经济和国防建设的基础设施，随着社会经济和文化的发展也逐步发展起来。尤其是最近，国家为了减小全球金融危机的影响、扩大内需，加大了对交通建设的投入，现在已经基本实现了村村通公路。我选择的课题为长潭高速公路（三标段）。经过一段时间的收集、查阅资料，按照公路设计的一般步骤和方法，采用最新的公路设计规范理论，结合具体的地形、地质条件，严格编写而成。在设计过程中主要根据用地范围内的地形、地质、环境以及水文条件，选出经济、合理、简洁的路线，并按照大学所学到的专业知识和在实习期间所学到的东西对道路进行平面、纵断面、横断面、路面、排水和各种附属设施的设计，以及进行施工组织设计和概预算的编制。本设计第一部分为道路的原始资料,第二部分为道路选线和定线,第三部分为道路的平面设计,第四部分为道路的纵断面设计,第五部分为道路的横断面设计,第六部分为路基设计,第七部分为道路的路面设计,第八部分为道路的排水设计,第九部分为施工组织设计，第十部分为概、预算的编制，最后一部分为结论、致谢、参考文献、外文文献及译文。本设计道路的设计指标均严格按照公路工程技术标准(JTG B01-2003)规范所取定。由于本人对专业知识掌握水平有限，以及没有实际施工经验,在设计中难免有遗漏和不足之处,恳请各位老师、同学给予批评和指正。1 原始资料1.1 任务依据 长潭高速公路是“九五”期间国家重点建设项目，全长3.055公里。项目全线平均日交通量为50000台次左右，采用双向6车道标准建设，设计行车时速80km。1.2 地形地貌 设计道路的用地以平原为主，水系发达，有河流途经境内。用地范围内浅丘、池塘、水田、旱田皆有分布，整体坡向为东低西高，南北以北高南低为主，用地内的海拔高度 6015，相对高差 45m。坡度 0.0 2.0%，地势较缓。1.3 地质条件本设计沿线的土质为粉质土，无不良地质现象，地质比较稳定。1.4 水文气候属温带半湿润大陆性气候,其特点是：四季分明、雨热同季、干冷同期,年平均气温为9.2，。全年无霜期204天,全年降水量600800mm，受季风影响，降水集中，温差较大。1.5 路线状况该标段为高速公路，设计车速为80km/h，比例尺为1：2000，起点坐标（324.000，18.000），终点坐标（10.000，2990.000）。1.6 道路设计标准根据技术经济调查，通过道路交通密度及其组成及所在地区的地形、道路的性质、使用交通量、行车速度，经过技术经济论证，最后确定道路的等级为高速公路。根据公路工程技术标准要求，高速公路的设计指标列出如表1-1。表1-1高速公路设计指标Table1-1 The express highway design point 指标名称规范值设计车速80/Kmh圆曲线一般最小半径400 m 不设超高圆曲线极限最小半径，5500m不设超高圆曲线极限最小半径，2%7500m缓和曲线最小长度70m同向曲线最小长度，车速6倍480m反向曲线最小长度，车速2倍160m公路最大纵坡3%公路最小纵坡0.5%平曲线最大超高6%凸型竖曲线最小半径4500m凹型竖曲线最小半径3000m竖曲线最小长度170m纵坡最小长度200m缓和坡段最大纵坡3%路基宽度32m2 选线和定线选线和定线是道路路线设计的重要环节，本设计的路段较为平坦，起点到终点有多种可选择的方案。但该地区有河流经过，又存在池塘、水田，需绕避的地物较多，想选出一条高质量的路线也很难。为了从这众多的方案中选出一条即符合设计要求、占地最少而又经济合理的最优方案，需要考虑的影响因素众多，所以必须逐步深入，分阶段分步骤地加以分析比较，才能定出最合理的路线来。而且选线时在不影响行车速度、安全、舒适的情况下要尽量少过村镇、池塘、水田，减少填挖，降低工程造价。2.1 选线的原则路线是道路的骨架，确定了道路的走向，它的好坏直接影响道路功能的发挥和是否能在道路网中起到应有的作用，所以需要进行综合考虑，根据本路段地形条件和特点，涉及到选线的基本原则如下：1）道路设计的各个阶段，应运用各种方法对路线方案作深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。2）路线设计应在保证行车安全，舒适迅速的前提下，做到工程量最小，造价低，有利于施工和养护，应尽量采用较高的技术标准。3）选线时应对工程地质和水文地质进行深入的勘测调查，弄清楚它们对道路工程的影响。4）选线时应重视环境保护，注意由于道路修筑、汽车运行所产生的影响和污染。其中本设计涉及架桥、填池塘、占地、拆迁房屋所带来的影响。2.2 影响道路选线的各种因素影响道路选线的主要因素就是自然因素和经济因素，而其中，自然因素占主导地位，但经济因素也很重要。本设计地势较为平坦，路线经过池塘，选线要注意不穿或少穿池塘，经过池塘的地区要进行相应的地基处理。本地区水田面积广阔，占用田地是不可避免的，要尽量做到少占高产田，处理好路线与农业的关系，而且要保证行车安全和路基的稳定，2.3 路线方案的比较和选择本设计经过路段地势较为平坦，没有高山、深谷等不利于公路建设的地形，沿线主要影响因素是有数量很多的池塘、河流、田地还有村庄，根据实际情况，本设计路线方案比较选择如下：第一方案： 本选线方案从起点开始，沿等高线布线，经过的池塘、占用的水田都最少。第二方案：在总结第一方案不足的情况下，本选线方案从起点开始尽量绕过水系发达的地方，经过两个中等的池塘，道路从城镇外部通过，既没有占用房屋，又方便该地区的了交通运输。因此，我最终选择了第二个方案，如图2-1所示。 图2-1 方案示意图Fig 2.1 Plan schematic drawing3 道路的平面设计 本标段属于平原地区，道路路线全长3055.375m，设置两个转点。结合路线经过的地形条件，按照道路设计规范做出以下的设计。 3.1 平面线型要素本标段设计采用直线、圆曲线和缓和曲线三种线型。设计中两圆曲线半径分别为400m、400m。平曲线要素的计算公式如下: (3-1) (3-2) (3-3) (3-4) (3-5) (3-6) (3-7)3.2 直线设计汽车在直线上行驶受力简单，方向明确，驾驶操作简易，给人以短捷、直达的良好印象，且在测设中也比较简单，但过长的直线，易使驾驶员感到单调、疲倦、难以目测车间距离，于是产生尽快驶出直线的急躁情绪，一再加速以致超过规定车速许多，这样很容易导致交通事故的发生，所以，不宜采用过长的直线。直线的最大长度，在城镇附近或其他景色有变化的地点大于20v是可以接受的；在景色单调的地点，最好控制在20v以内。考虑到线形的连续和驾驶的方便，相邻两曲线之间应有一定的直线长度。公路设计规范对平面线形设计中直线的最小长度规定如下：1） 同向曲线间的最小直线长度不小于6v；2） 异向曲线间的最小直线长度不小于2v。本设计设计车速为，所以同向曲线间的直线最小长度不小于480m, 异向曲线间的直线最小长度不小于160m。3.3 圆曲线设计公路工程技术标准1在考虑了具体要求并结合我国的具体情况规定了高速公路最小、最大以及极限半径的大小如下： 平原微丘：一般最小半径：400m极限最小半径：250m最大半径不宜超过10000m本标段设计有两处设置平曲线，半径分别为400m、400m、满足公路工程技术标准要求。3.4 缓和曲线本设计是高速公路，在直线与缓和曲线之间或半径相差教大的两个转向相反的圆曲线之间须设置缓和曲线。所以在两个平曲线处均设置缓和曲线。3.4.1 有缓和曲线的平曲线的几何要素 计算简图如图3-1。 图3-1 “基本型”平曲线Fig. 3-1 even curve in basic type （3-8） （3-9） （3-10） （3-11） （3-12） （3-13） （3-14）3.4.2 缓和曲线的长度本设计缓和曲线长度： 第一平曲线：m第二平曲线：m满足公路工程技术标准1规定平原地区高速公路缓和曲线的最小长度70m以及旅客感觉舒适，行使时间不太短，超高渐变率适中三方面要求。3.5 平曲线设计3.5.1 平曲线要素设置和几何要素计算 本设计在指导教师给定的两个控制点的基础上，结合实际图纸上的地形情况，初步定出线形的大致走向。已知起点（324，18）、（192，1060）、F（390，1734）、终点B（10，2990）=80m，=400m，=80m，起点里程为K0+000.000m1）以第一曲线为例计算转角值 起点坐标（324.000，18.000）桩号K0+0.000E点坐标（192.000，1060.000）D=132m，DY=1042mm桩号K0+1050.328象限角 计算方位角： =180-82.780=97.120 F（390，1734）D=198m D=674mm 计算方位角：A2=73.629交点1转角： =73.629-97.120=-23.491 所以路线左转F（390，1734）、终点B（10,2990）坐标增量：D= 380 D=1256交点间距： =象限角： =73.167方位角交点2转角：=106.8332=2=106.833-73.629=33.204 所以路线右转3.5.2 曲线要素计算1）第一平曲线要素计算 ：R=400m，LS=80mmm mmm 2）第二曲线要素计算 ：R=400m，LS=75mm m m m m m 详细计算结果见直线-曲线-转角表（见附表一）。3.5.3 中桩坐标计算1）直线上中桩坐标计算方法设交点坐标为（，），交点相邻直线的方位角分别为和。则点坐标： （3-15）点坐标： （3-16）设直线加桩里程为表示曲线起，终点里程，则前直线上任意点坐标（L）计算公式为： （3-17）后直线上任意点坐标（LHZ）计算公式为： （3-18）2）设缓和曲线的单曲线内中桩坐标计算方法曲线上任意点的切线横距： （3-19）式中：缓和曲线上任意点至ZH（HZ）点的曲线长，m;缓和曲线长度,m。1)第一缓和曲线（ZHHY）任意点坐标： （3-20） （3-21）2)圆曲线内任意点坐标：由HYYH时， （3-22） （3-23）式中：缓和曲线上任意点至HY点的曲线长,m；点坐标。由时： （3-24） （3-25）式中：缓和曲线上任意点至YH点的曲线长。3)第二缓和曲线（）内任意点坐标： （3-26） （3-27）式中：第二缓和曲线上任意点至HZ点的曲线长。具体中桩坐标计算结果见逐桩坐标表（见附表二）。4 道路纵断面设计纵面几何线形由直坡线和竖曲线组成，道路纵断面总是一条有起伏的空间线。高速公路是专供汽车分道高速行驶的公路。因此，保证汽车行驶安全、迅速、舒适与经济是纵断面涉及的其本原则之一。纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济性等，研究起伏空间线几何构成的大小及长度，以便达到行车安全迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。4.1 纵断面技术标准的确定4.1.1 最大纵坡 公路工程技术标准中规定高速公路平原地区的最大纵坡：5%，本设计最大纵坡为1.052%满足要求。4.1.2 最小纵坡为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设置不小于0.5%的最小纵坡，本设计的最小纵坡为0.5%满足规定要求。4.1.3 坡长限制1) 最短坡长限制公路工程技术标准规定，高速公路平原地区设计时速为80km/h时，最短坡长为200米，本设计坡长分别为412.500m、1232.283m和675.158m，满足标准要求。2) 最大坡长限制由公路工程技术标准可知，本设计的坡度为不大于3，所以不受要求的最大坡长限制。3) 合成坡度合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。合成坡度的计算公式为： (4-1)式中：合成坡度()；超高横坡度或路拱横坡度()；路线设计纵坡坡度()。对于最大允许合成坡度，公路工程技术标准考虑了实际使用经验后规定的，规定了最大允许合成坡度为：9.0%。利用公式（4-1）对本设计的合成坡度进行验算： 所以本设计的设计纵坡满足最大允许合成坡度的要求。4.2 竖曲线设计4.2.1 竖曲线要素的计算公式 竖曲线长度L或竖曲线半径R：L=R或R= （4-2）竖曲线切线长T： （4-3）竖曲线上任意一点竖距h： （4-4）竖曲线外距E： 或 （4-5）式中：T 切线长，m；坡差，%；竖曲线长度，m；竖曲线半径，m。 图4-1 竖曲线要素示意图Fig.4-1 the vertical curvature main factor sketch map4.2.2 竖曲线半径及变坡点的确定本标段为地形主要以平原微丘为主，考虑实际地形和沿线自然条件及构造物控制标高等因素后，结合了地形地貌的特点确定设置二个变坡点，确定出了路线合适的标高，各坡段的纵坡坡度和坡长，并设置了一个凹形竖曲线和凸形竖曲线。起点： K0+000.000 变坡点1： K0+600.0 00 m 边坡点2： K2+200.0 00 =400 m终点： K3+055.375 竖曲线的最小半径公路工程技术标准规定了竖曲线的最小半径和最小长度如下：凹形竖曲线：计算行车速度在80km/h时：极限最小半径为2000m； 一般最小半径为3000m；本设计的竖曲线半径取30000m，满足半径的要求凸形竖曲线：计算行车速度在80km/h时：极限最小半径为3000m； 一般最小半径为4500m；本设计的竖曲线半径取20000m,满足半径的要求。 4.2.3 要素计算1）本设计变坡点桩号K0+600.000m，设计高程8.00m ，利用公式进行计算： R=30000(m) 故为凹形。 曲线长： m 切线长： m 外距： m2）本设计变坡点桩号K2+200.000m，设计高程20.000m，利用公式进行计算： R=20000(m) 故为凸形。 曲线长： m 切线长： m 外距： m纵坡及竖曲线要素汇编于表4-1。4.3计算设计高程竖曲线起点桩号=变坡点桩号-竖曲线起点高程 竖曲线终点桩号=变坡点桩号+竖曲线终点高程 计算切线高程 计算设计高程 以上公式中凸形竖曲线用“-”，凹形竖曲线用“+”以第一竖曲线为例进行计算： 竖曲线起点桩号=（K0+600.000）-187.500=K0+412.500 竖曲线起点高程=8.000+187.500（0.500%）= 8.94m竖曲线终点桩号=（K0+600.000）+187.500=K0+787.5竖曲线终点高程=8.000+187.5000.750%=9.406m桩号K0+600.000处：横距：=（K0+600.000）-（K0+412.500）=187.500m竖距：m切线高程=8.94+187.5000.5%=9.878 m设计高程=9.878+0.586=10.464m4.4 平纵组合设计 本标段平曲线与竖曲线无相互重合区，遵守设计原则，满足设计要求。4.5 绘制纵断面图纵断面图采用直角坐标，横坐标表示里程桩号，纵坐标表示高程，横坐标采用1：2000的比例，纵坐标采用1：200的比例，按照上述要求绘制竖曲线，具体见纵断面图。5 道路横断面设计道路的横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的，其中横断面设计线包括行车道、路肩、边沟边坡、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。5.1 道路横断面组成5.1.1 路幅的组成图5-1 公路横断面构成Fig.5-1 The way transverse section constituent本设计采用双幅整体式断面，双向六车道。5.1.2 行车道宽度高速公路有六条车道，根据公路工程技术标准，可以查得平原地区高速公路行车道宽度为22.5m，车道宽度为3.75m。5.1.3 路肩的尺寸本设计中参照我国公路工程技术标准的有关规定，选择土路肩0.75m，土路肩的坡度为3%。硬路肩的宽度为2.5m。在填方路段，为使路肩能汇集路面积水，需在路肩边缘设置路缘石。为了便于排水，可在路基边缘设置高出路面15cm,宽为12cm的路缘石。5.1.4 路基各组成部分宽度汇总本设计路基宽度为32m。行车道宽度22.5m，车道宽度3.75m，土路肩20.75m，硬路肩22.5m，中间带宽度3m。5.2平曲线加宽以及过渡根据公路工程技术标准的有关规定，平曲线半径R大于250m时，加宽值非常小，可以不加宽。本设计平曲线半径均为400m，大于250m，所以不设加宽值。5.3 路拱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，称路拱。路拱对排水有利但对行车不利，路拱坡度所产生的水平分力增加了行车的不平稳，同时，给乘客以不舒适的感觉。本设计为沥青混凝土路面，路面类型为沥青混凝土路面时，路拱横坡度取1.0%2.0%，经过综合考虑取2.0%，硬路肩和行车道采用同一路拱坡度，软路肩采用横坡度为3.0%，以利于横向排水和行车舒适。5.4 超高本标段设计平曲线半径皆为400m小于不设置超高的曲线半径(R=2500m)，所以本标段曲线处必须设置超高。这样才能汽车在曲线上行驶时将离心力抵消掉，保证行车安全。5.4.1 超高路拱横坡度的计算圆曲线半径比较小时，为了保持行车的稳定，其超高率将是很大的。计算最大超高横坡度。计算超高的方法很多，方法一是与曲率半径成正比例增加的增高值，在曲率的最大值处(最小平曲线半径处)的超高为最大。方法二是车辆按计算行车速度行驶时，为使乘客感受不到横向力的作用，将离心力全部由横向力来平衡。超高达到最大后，所增加的离心力则由摩阻力来承担。方法三是将方法二的设计车速改为实际行车速度，对于较大半径曲线更符合实际根据公式，计算各曲线的最大超高横坡度 （5-1）取， 设计车速 km/h， 对应实际车速km/h第一曲线R=400m 取 第二曲线R=400，与第一曲线一样 取 5.4.2 超高过渡本设计为高速公路，有中间带。根据实际情况，采用绕中线旋转的方式进行超高过渡。5.4.3 超高计算1）曲线上超高缓和段长度的确定为了行车的舒适.路容的美观和排水的通畅,必须设置一定长度的超高缓和段,超高的过渡则是在超高缓和段全长范围内进行的.六车道公路超高缓和段长按下式计算取=70m取=70m本标段在确定缓和曲线最小长度时，已经考虑了超高缓和段所需要的最短长度，超高缓和段与缓和曲线长度相等。根据有利于排除路面降水的问题，路段的超高渐变率不得小于1/330。2）横断面上超高值的计算 本设计采用中线旋转的过渡方式，以路中线的设计标高为基准其计算公式为：过渡段上：外缘： (5-2) 中线： （定值） (5-3)内缘： (5-4)圆曲线上：外缘： (5-5) 中线： （定值） (5-6) 内缘： (5-7)式中：b路面宽度m；路肩宽度（0.75m），m；路拱坡度（2.0%），%；路肩坡度（3.0%），%；超高横坡度（5.0%，5.0%，），%；超高缓和段长度或称为缓和曲线长（40m，10 m）m；路基坡度由变为，所需的距离，一般取1.0m，%；与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离，m；超高缓和段中任一点至起点的距离，m；路肩外缘最大抬高值，m；路中线最大抬高值，m；路基内缘最大降低值，m；x距离处路基外缘抬高值，m；x距离处中线抬高值，m；x距离处路基内降低值，m。路基加宽值x距离处路基加宽值；注解1.计算结果均为与设计高程之高差 2.临界断面距缓和段起点: 3.x距离处的加宽值3）本设计超高计算示例本设计共有两个弯道，第一弯道处超高缓为80m。采用绕道路中线旋转的过渡方式。第一个平曲线处：以K0+950.000为例，计算过程如下： =m（R=400m） 950-926.671=23.32945.714所以外缘：=0.75 （3%-2%）+（0.75+24.5/2）（2%+5%）23.329/80=0.2729m中线： =0.753%+24.5/22%=0.2675m内缘：=0.750.03-（0.75+0）2%=0.00755.5 视距的保证所谓视距是指从行车道中心线上1.2m的高度，能看到该车道中心线上高为0.1m的物体顶点的距离。5.5.1 停车视距汽车行驶时，自驾驶人员看到前方障碍物时起，至到达障碍物前安全停车止，所需的最短距离。停车视距可分解为反应距离和制动距离两部分来研究。纵向摩阻系数，依车速取0.31；司机反应时间，取2.5（判断时间1.5s,运用时间1.0s）；行驶车速，设计车速为，采用设计车速的85%；取为110m因为高速公路主要供汽车行驶，所以需要考虑货车的停车视距,平坡段为125m,本设计的最大纵坡对应的停车视距为130m.综上停车视距取130m.5.5.2 会车视距会车视距:在同一条车道上两对向汽车向遇,从相互发现时起,自同时采取制动措施使两车安全停止，所需的最短距离。5.5.3 超车视距为了不阻碍司机的视线，我们要对“暗弯”处进行视距检查，若不能保证高速公路的最短视距，则应将阻碍视线的障碍物清除。图5-3 行车线与视距线Fig.5-3 driving route and sight distance 第一条平曲线处于平坦地段，第二条平曲线处经检查无暗弯。5.6 道路建筑界限及道路用地道路建筑界限，又称净空，是为了保证道路上各种车辆、人群的正常通行与安全，在一定的高度和宽度范围内不允许有任何障碍物侵入的空间界限。道路建筑界限由净高和净宽两部分组成。1）净高本设计的净空高度为5.0m。2）净宽净宽是指在规定净高范围内应保证的宽度，它包括行车带宽度和路肩宽度。计算得到本设计的净宽为32.0m。修建道路和养护道路以及布量道路的各种设施都需要占用土地。这些土地的征用必须要遵守国家的有关政策办理，既要满足需要，又要充分考虑我国珍贵的土地资源，从设计和施工中都注意节约用地，尤其是田地。5.7 横断面的绘制根据本设计路段的地形，每隔50m一个里程桩，画出其相应的横断面图，详见横断面图。6 路基设计本设计沿线无不良地质状况，沿线很少经过村庄和古迹文物区，但水文地质环境明显，以考虑设计路基的可靠性、经济性和可行性为主。6.1 路基断面6.1.1 路基断面尺寸图6-1 路基断面尺寸图Fig.6-1 Road foundation cross section size general view6.1.2 路基的断面形式采用整体式断面路基断面形式一般分为填方路基，挖方路基和半填半挖路基。挖方路基设置边沟，必要时还需设计截水沟以利排水。本设计的断面型式也包括填方路基，挖方路基和半填半挖路基，并设置边沟等排水设施，保持路基稳定性。本设计路堤边坡均采用1：1.5，路堑边坡均采用1：0.75。6.1.3 路基高度路基高度指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差，它常分为中心高度和边坡高度。在平曲线上由于超高设置而有一定的差异。路基的填挖高度，是由路线纵断面设计时，综合考虑线路的纵坡要求，路基稳定性和工程经济等因素而确定的。填土高度是指路肩边缘距原地面的高度。 本设计填方在0.6m8.0m之间，主要是矮路堤和一般路堤，又由于本路段经过若干池塘，有一定数量的浸水路堤，所以考虑最小填土要求，干燥路基最小排水高度规定为：砂性土：0.30.5m；粘性土：0.40.7m粉性土：0.50.8m根据纵断面设计，本设计沿线所有路基均满足最小填土高度要求。6.1.4 路基边坡路基边坡坡度对路基稳定十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务，公路路基的边坡坡度可用边坡高度H和边坡宽度b之比值表示，并取H=1，即用1：n（路堑）或1：m（路堤）表示坡率，称为边坡坡率。由于本设计路段的土质为粉性土，在填方路段的高度为8m，均小于12m，故根据要求在全路段中的填方路堤地段的边坡采用1：1.5.路堑边坡的选择与当地的水文地质和土质密实程度有关取1：0.75。本设计土质选择中密，取挖方地段路堑的边坡采用1：0.75。且挖方边坡高度不超过4m。6.2 路基土石方计算路基的土石方是公路工程的一项主要的工程量，路基土石方的多少是评价公路测设质量的主要的技术经济指标之一。合理的土石方调配，对公路工程的进度、造价、质量都具有非常重要的意义。6.2.1 土石方量的计算1）土石方数量的计算要分情况计算 ，若相邻两断面均为挖方且面积大小相似，则可假定两断面之间为一棱柱体，其体积计算公式为： （6-1）式中：体积，即土石方数量,m3；分别为相邻两断面的面积,m2；相邻断面之间的距离,m。2）若相差甚大，则按棱台体计算体积，计算公式为： （6-2） 式中：=，其中。 3)计算举例取桩号K1+100和桩号K1+150的横截面，计算两桩之间的土石方量。图6-4 横断面图Fig.6-4 Transverse section general view由于相邻两截面均为挖方且面积大小相近，可假定两断面之间为一棱柱体，所以本段挖方土石方量为：=（44.54+38.179）50=1033.9875（m）其他各处的土石方量计算均按照此方法，结果见土石方量表（见附表四）。6.2.2土石方调配（1）半填半挖断面中，应首先考虑在本路段内移挖填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量；（2）石方调配对于一般大沟不作跨越调运，同时还应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土；（3）使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借；（4）土石方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方或借方占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时移挖填虽然运距超出一些，运输费用可能稍高一些，但如能少占地，少影响农业生产，这样，对整体来说也未必是不经济的；（5）同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应；（6）石方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施。 （7）本设计的经过水田较多，注定填方大于挖方，取土地点主要选在距道路起点200米外的土丘。6.2.3 土石方的调配方法土石方调配方法应用土石方计算表调配法，其优点是方法简便、调配清晰、精度较高，一般大沟不做跨越调运。同时应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土。6.3 路基填料的选择本设计所涉及区域属典型的粉质土土区。粉性土含有较多的粉质颗粒，干时虽有粘性，但易于破碎，浸水时容易成为流动状态。粉土毛细状态强烈，毛细上升高度大，可达1.5m，在季节性冰冻地区容易造成冻胀、翻浆等病害。粉土属于不良公路用土，如必须采用粉土填筑路基，则因该采取技术措施改良土质并加强排水，采取隔离水等措施。6.4 取土和弃土方案本设计经过多次的勘察、调查，综合考虑沿线的自然环境、水文、气候、农作物生长情况，为有利节约用地、造田还耕有利农作物生长、节约工程投资，决定沿线土石方调配之后，在路线两侧就近取土、弃土。路基取土在支援农业的前提下,采用坡地取平的方式,取土范围应离开公路用地界50m。取土方法是：在指定的取土范围（土丘）内，先将30cm表土推置侧边，而后按规定深度挖土填筑路基，取完土之后将取土场地平整，再将30cm表土平摊坑底，造田还耕。取土场地附着物、坟地、树木、青苗等予以拆迁补偿，电杆、机井等重要构筑物进行护砌保护。利用弃土可适当加宽路基，以减少废方。为防止废方堆置不当而影响路堑边坡稳定，或因弃土不当而造成水土流失，淤塞排灌渠道、压盖农田及其他不良后果，必须妥善考虑弃土堆的设置，尽量争取利用废土造田，扩大耕地面积以支援农业。6.5 路基填土与压实6.5.1 路基压实要求为保证路基的强度和稳定性，使路面有一个必要的稳固土基，在填筑土质路堤时，应将填土分层压实。1）路面水下约1.01.2m湿度内的路堤上层由于承受车荷载的作用较大，要求尽可能接近最大压实度，1.01.2m深度以下的路堤填土，压实度适当降低。2）高度不大于1.0m的路堤，其中层与下层如不为水所浸没，可采用较低土层的压实度。但对于浸水路堤的下层，则同上层一样，要求接近最大压实密度。6.5.2 路基压实方法 路基填料最小强度（CBR）粒径应满足公路路基设计规范的规定。施工要配置足够数量15t的振动式重型压实机械，分层摊铺，及时洒水或晾晒，保持在最佳含水量时进行碾压，要根据土质情况，通过击实实验确定采用压实机械，松铺厚度和压实遍数，以达到要求路基压实度：路槽底面以下 ， 080cm，大于95%；80 150cm，大于93%；150cm以上，大于90%。 本标段严格按照上述标准进行分层压实，路基施工还应严格遵守公路路基施工设计规范有关规定，工地实验及检测工作相应配合，以确保路基施工质量。6.6 路基基底处理本标段设计路堤基底只包括下述两种情况，应视不同情况分别予以处理，以保证堤身稳定。1） 基底土密实稳定、地面坡度缓于1：1.5时，路堤可直接填筑在天然地面上。但地面有树根草皮或腐殖土等予以清除，以免日后形成滑动面或产生比较大的沉陷。2）地面坡度陡于1：5的稳定斜坡上填筑路堤时，为使填方部分和地面紧密结合，基底应挖成台阶，以防堤身沿斜坡下滑。台阶宽度不得采用1.5m，台阶高度应为路堤分层填土厚度的两倍，台阶底应有3%向内倾斜的坡度。对于半填半挖路基，挖方一侧的行车范围之内宽度不足一个车道的部分，其上路床深度范围之内的愿地面上应予以挖除换填，并按上路床填方的要求施工，以增加车道内路基的均匀性以及稳定性。若地面横坡陡于1：2.5，则要进行滑动稳定性验算，并采取必要的支挡措施。软土类型池塘采用开挖换填法或砂垫层法。例如本标段K1+300.00-K1+500.000、K2+000.000-K2+100.000处经过池塘池塘边缘采用开挖换填法。将软土层的一部分或全部挖去，换填以良好材料的方法。通过换填增加抗剪强度，提高安全系数，换填的部分沉降量也将减小。6.7 路基的稳定性分析及验算本标段设计全线路基最大填挖高度不足10m，而且沿线地质情况良好，边坡坡度均处于无须稳定性验算范围之内。所以路基不可能出现滑塌现象，无须进行稳定性验算，但要对路基的边坡进行必要的加固。6.8 路基的防护及加固为防治路基病害和保证路基稳定，除作好路基排水外，还应根据当地水文、地质及材料等情况，采用有效的防护加固，对维护正常的交通运输，确保行车安全，以及保持道路与自然环境协调均具有重要意义，设计时应全面综合考虑。路基的防护加固设施，可分为坡面防护、堤岸防护、支挡结构等。本标段设计沿线地质、土质情况良好，只需进行坡面防护，常用的坡面防护设施有植物防护和工程防护，前者可视为有“生命”防护，后者属无机物防护。有“生命”防护以土质边坡为主，无机防护以石质路堑边坡为主。在一定程度上，有“生命”防护在边坡稳定和改善路面方面，优于无机物防护。还要注意排水，挖方边坡顶部设置水沟，填方的路肩边缘设置土埂。 7 路面结构设计路面结构是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车荷载的作用，且直接暴露与自然环境中，经受各种自然因素的作用。路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50%以上，应合理选择材料和结构层次。因此，做好路面设计是至关重要的。7.1 路面的类型及结构7.1.1 路面类型本设计中的路面面层所用材料为沥青，本设计路段是丘陵地区高速公路，采用沥青混凝土。沥青路面是用沥青材料作结合料黏结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。沥青路面的优良特性：1足够的力学强度，能够承载车辆荷载施加到路面上的各种作用力；2一定的弹性和塑性变形能力一，能承受应变而不破坏；3与汽车轮胎的附着力较好，可保证行车安全；4有高度的减振性，可使汽车快速行驶，平稳而低噪音；5不扬尘，且容易清扫和冲洗；6维修工作比较简单，且沥青路面可再生利用。7.1.2 结构层次路面结构可分为面层、基层、垫层。面层是直接承受行车荷载作用和大气降水与温度变化影响的路面结构层次，并为车辆提供行驶表面，直接影响行车的舒适、安全和经济性，给周围环境带来一定程度的不良影响。因此，面层应具有足够的结构强度、良好的温度稳定性、耐磨、抗滑、平整和不透水。面层由一层或数层组成，其上层可为磨耗层或多孔层，其下层可为整平层或联结层。对于高速公路可选用高级路面，当设计年限内累计当量轴次超过200万次以上时,应选用高级路面(沥青混凝土路面)。基层主要起承重作用，应具有足够的强度。基层厚度大时，可分设两层，分别称为上基层（或基层）和底基层，并选用不同强度（或质量）要求的材料。高速公路、一级公路、二级公路的高级路面，应选用水泥或石灰、粉煤灰稳定粒料类半刚性基层，以增强基层的强度和稳定性，减少低温收缩裂缝。在路基土质较差，水温状况不良时，宜在基层之下设置垫层，起排水、防冻胀、扩散应力等作用。基层为排水层时，垫层应采用密级配材料，并能起反滤层作用。路面类型、结构层次和组成材料的选择，依据道路等级、交通繁重程度、路基承载能力、当地材料供应情况、气候条件（气温、降水和冰冻等）、施工考虑（设备、工艺、分期修建、施工期限和经验等）、寿命周期费用分析、资金筹措等因素，综合考虑和分析后作出决定。7.2 沥青路面的分类（一） 按强度构成原理可将沥青路面分为密实类和嵌挤类（1）密实类沥青路面要求矿料的级配按最大密实原则设计，其强度和稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩擦力。（2）嵌挤类沥青路面要求采用颗粒尺寸较为均匀的矿料，路面的强度和稳定性主要依靠骨料颗粒之间相互嵌挤所产生的内摩擦,而凝聚力则起次要作用。（二） 按施工工艺的不同，沥青路面可分为层铺法、路拌法和厂拌法（1） 层铺法，是用分层洒布沥青，分层幅撒矿料和碾压的方法修筑，其主优点是工艺和设备简便，功效较高，施工进度快，造价较低，其缺点是 路面成型期较长，需要经过炎热季节