毕业设计（论文）-四川省某地区高速公路设计 (林家坡至瓦子庙).docx

山东建筑大学毕业设计说明书第一章 原始设计参数及设计资料1.1 地形图比例尺为1：1000，等高线间距为2米。1.2 道路所在地区的气象资料全套图纸加扣3012250582 修建道路所在地气候夏天炎热多雨，夏天最高气温+40，冬天寒冷最低气温-5，年平均气温在1819.6。1.3 沿线的工程地质及水文地质情况沿线没有不良地质现象，沿途鱼塘、堰湖分布较多，地下水埋深2.5米。1.4 道路建筑材料及分布情况沿线有水泥厂，有充足的碎砾石材料，其他材料外运。1.5 交通量资料1) 近期交通量 表1-1车型数量（辆/年平均日）小客车（包括小汽车、小货车、吉普车等）五十铃NKR55L轻型载货汽车1400江铃JX1040轻型载货汽车1300载重汽车（包括中货车、大货车、大客车等）斯太尔8X4载货车900解放CA1167K2T1EA载货车800东风DFL1253AX1型载货车 1200中通客车（梦幻LCK6128H）1000西沃客车（VOLV09800）750金龙XMQ6111Y（K01-3）客车950宇通ZK6127HA客车10002) 交通增长率：8.0%。3) 道路必经点：无。4) 其他：无。第二章 路线平曲线设计2.1 道路技术等级 根据设计任务书可知本设计道路选定高速公路为双向六车道，计算行车速度为100km/h。2.2 路线方案的拟定2.2.1 路线方案选择考虑的因素：1）路线在政治、经济、国防的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革、开放、综合利用等重要方针的体现。2）路线在铁路、公路、航道、空运等交通网系中的作用，与沿线厂矿、村镇规划的关系，以及沿线农田水利建设的配合及用地情况。3）沿线地区地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响；路线技术等级与实际可能达到的技术标准及对路线使用任务、性质的影响；路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、拆迁量、三材（钢筋、木材、水泥）用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护、环境等方面的影响。4）道路与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的影响与联系等。2.2.2 直线设计的要求1) 直线最大长度对于计算行车速度大于等于60km/h的公路，最大直线长度为以汽车按计算行车速度行驶70s左右的距离，即相当于20V的长度：2) 直线最小长度（1） 同向曲线间的直线最小长度规范推荐同向曲线的最短直线长度以不小于6V为宜。在受到条件限制时，无论是高速路还是低速路都宜将在同向曲线间插入的大半径曲线或将两曲线做成复曲线、卵形曲线或C形曲线。同向曲线间：（2） 反向曲线间的直线最小长度转向相反的两圆曲线之间，考虑到设置超高和加宽缓和段的需要以及驾驶人员转向操作的需要如无缓和曲线时，宜设置一定长度的直线。规范规定反间曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h计）的两倍为宜。若两反向曲线已设缓和曲线，在受到限制的地点也可将两反向缓和曲线首尾相接，但被连接的两缓和曲线和圆曲线宜满足一定的条件。反向曲线间：2.2.3 圆曲线设计的要求1) 圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径。但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果，同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。所以，规范规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m。2) 圆曲线最小半径（1） 极限最小半径和一般最小半径圆曲线最小半径由下式决定高速公路V=100km/h,，则 规范规定为极限最小半径，是保证行车安全的最低要求，为时乘客有足够的舒适感，并且在地形复杂的情况下不会显著增加工程造价，规范规定一般最小半径为700m。（2） 不设超高的最小半径当圆曲线半径大于一定数值时可不设超高：规范规定值为4000m。2.2.4 缓和曲线设计的要求1) 缓和曲线的长度选用由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度。2) 缓和曲线的最小长度缓和曲线的最小长度，一般从以下几个方面考虑：（1） 旅客感觉舒适 选定能保证舒适的离心加速度变化率（缓和系数），公路上一般规定小于等于0.6，从而缓和曲线的最小长度为： （2-1）（2） 超高渐变率适中规范规定了适中的超高渐变率，由此可计算出缓和段最小长度： （2-2）式中：B-旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（M）; -超高坡度与路拱坡度代数差（%）;P-超高渐变率，即旋转轴线与行车道外侧边缘线之间的相对坡度。（3） 行驶时间不过短一般认为汽车在缓和曲线上行使时间至少有3秒，于是： （2-3）2.2.5 有缓和曲线的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： 图2-1按回旋曲线敷设缓和曲线 （2-4） （2-5） （2-6） （2-7） （2-8） （2-9） （2-10） （2-11）式中: 总切线长，（）；总曲线长，（）； 外距，（）；校正数，（）；主曲线半径,（）；路线转角，（）；缓和曲线终点处的缓和曲线角，（）；缓和曲线切线增值，（）；设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（）；缓和曲线长度，（）；圆曲线长度，（）。2） 主点桩号计算 （2-12） （2-13） （2-14） （2-15） （2-16） （2-17）2.2.6 本工程路线曲线要素计算根据等高线地形图，并结合路线方案选择的综合考虑因素，本段高速公路设计初步拟定两个比选的方案，各方案技术指标如下：1） 方案一（1） 曲线要素 表2-1交点R(m)LS(m)()q(m)()T(m)L(m)E(m)J(m)JD15008542.842.494.87238.67458.3137.6719.03JD24009049.044.986.45227.65431.9140.5023.39JD37008528.842.493.48222.33436.6823.157.98JD47008530.042.493.48230.17451.3025.149.04JD55008542.642.494.87237.67456.5737.3018.77JD65008585.042.494.87501.21826.39178.98176.03（2） 主点里程桩号计算 表2-2交点第一缓和曲线起点第一缓和曲线终点或圆曲线起点曲线中点第二缓和曲线起点或圆曲线终点第二缓和曲线终点JD1K0+376.000K0+461.000K0+605.162K0+749.310K0+834.310JD2K0+979.200K1+069.200K1+195.160K1+321.110K1+411.110JD3K2+721.600K2+806.600K2+939.940K3+073.280K3+158.280JD4K4+530.800K4+615.800K4+756.450K4+897.100K4+982.100JD5K5+456.000K5+541.000K5+684.290K5+827.570K5+912.570JD6K6+112.000K6+197.000K6+525.200K6+853.390K6+938.3902） 方案二（1） 曲线要素 表2-3交点R(m)LS(m)()q(m)()T(m)L(m)E(m)J(m)JD15508523.942.494.43159.01314.3112.753.71JD25508538.942.494.43236.91458.2233.8715.60JD36008526.742.494.06184.89364.4617.185.32JD45008571.242.494.87400.88706.02115.6795.74（2） 主点里程桩号计算 表2-4交点第一缓和曲线起点第一缓和曲线终点或圆曲线起点曲线中点第二缓和曲线起点或圆曲线终点第二缓和曲线终点JD1K2+237.200K2+322.200K2+394.355K2+466.510K2+551.510JD2K4+156.800K4+284.800K4+385.910K4+530.020K4+615.020JD3K5+208.800K5+293.800K5+391.030K5+488.260K5+573.260JD4K5+760.000K5+845.000K6+113.010K6+381.020K6+466.020 根据计算结果，在地形图上绘制了两条道路的平面图。平面设计成果详见平面图所示，其中实线所示为方案一，虚线所示为方案二。第三章 路线纵断面设计纵断面设计的主要内容是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。基本要求是纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长度适当、平面与纵面组合设计协调、以及填挖经济、平衡。这些要求虽在选定线阶段有所考虑，但要在纵面设计中具体加以实现。3.1 纵坡1） 最大纵坡规范规定设计速度为100km/h时一级公路最大纵坡为4%。2） 最小纵坡考虑排水要求，规范规定最小纵坡为0.3%。3） 最大合成坡度为防止在冰滑潮湿路段上车辆在合成纵坡方向溜滑，规范规定高速公路设计速度为100km/h时，最大合成纵坡不得大于10.0%。4） 最小合成纵坡为保证路面排水，规范规定最小合成纵坡为0.5%。3.2 限制坡长3.2.1 限制最小坡长相邻两变坡点间距不应小于两竖曲线切线长之和，以便插入竖曲线；两凸曲线变坡点间距应满足行车视距的要求，同时应保证在换档行驶时有足够的反应时间和操作时间。 我国高速公路设计速度为100km/h时采用的坡段最小长度为250m。3.2.2 限制最大坡长为使汽车爬坡过程中速度下降过多，发动机过热；下坡过程中刹车不过于频繁，规范规定最大坡长在4%纵坡下为800m。3.3 竖曲线3.3.1 凹形竖曲线凹曲线要保证夜间行车灯光照射的要求，主要满足前灯照射及跨线桥下的视距要求。规范规定，设计速度为100km/h时，凹曲线半径最小长度的一般值为4500m，极限值为3000m。竖曲线最小长度一般值为210m，极限值为85m。3.3.2 凸形竖曲线凸曲线的限制主要考虑汽车行车视距的满足和能够安全舒适的通过曲线段。规范规定的一级公路最小凸曲线半径一般值为10000m，极限值为6500m。 竖曲线最小长度一般值为210m，极限值为85m3.4 竖曲线各要素计算纵断面上两个坡段的转折处，设置竖曲线，竖曲线要素的计算公式如下： (3-1) (3-2) (3-3)式中 竖曲线长，m；切线长，m；外距，m。方案一变坡点一=-2.43%-（-1%）=-1.43%0 为凹形曲线长 5000x2%=103.5m切线长 103.5/2=51.75m外距 变坡点三=-3%-（-0.36%）=-2.64%0 为凸形。曲线长 10000x2.64%=264m切线长 264/2=132m外距 方案二变坡点一=-2.84%-（-0.68%）=-2.16%0 为凹形曲线长 5000x2.12%=106m切线长 106/2=53m外距 变坡点三=-1.68%-（-0.72%）=-0.96%0 为凸形。曲线长 10000x0.96%=96m切线长 96/2=48m外距 计算得，各变坡点纵坡均小于最大纵坡4%，且大于最小纵坡0.3% 。 各段坡长均大于最小坡长250m。最大坡长均满足规范要求。3.5 平、纵线型组合设计平、纵组合设计是指在满足汽车动力学和力学的要求前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续性、舒适性，与周围环境和良好的排水条件。3.5.1 平纵组合设计原则1) 应在视觉上能自然引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；2) 应注意保持平纵线形的技术指标大小均衡；3) 选择组合得当的合成坡度；4) 注意与道路周围环境的配合；竖曲线的起终点最好放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。若平竖曲线的半径都很大，则平竖位置可不受上述限制；若做不到平竖曲线较好的配合，宁可把二者拉开一段距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。3.5.2 平纵线形组合与景观的协调 道路景观工程包括内部和外部的协调两个方面。内部协调主要指平纵线形视觉的连续性和立体协调性；而外部协调是指道路与其两侧坡面、路肩、中间带、沿线设施等的协调性及道路的宏观位置。实践证明，线形与景观的配合应遵循以下的原则：1) 应在道路的规则、选线、设计、施工全过程中重视景观要求；2) 尽量减少破坏沿线自然景观，避免深挖高填；3) 应能提供视野的多样性，力求与周围的风景自然地融为一体；4) 应进行综合的绿化处理，避免形式和内容的单一化。综上所述，根据道路在地形图上的走向，先在米格纸上绘制了地面线，根据地面线及规范要求，在米格纸上进行拉坡，确定变坡点，后根据以上计算的竖曲线各要素绘制出竖曲线。设计成果详见道路纵断面设计图。第四章 道路横断面设计高速公路本设计段双向六车道。4.1 横断面几何设计按规范推荐选定尺寸如下： 行车道宽度： 中央分隔带： 内路缘: 硬路肩： 土路肩： 路基总宽度： 33.5m4.2 曲线超高设计 当路拱横坡为3%时，各交点处圆曲线半径均小于不设超高最小半径5250m，所以在缓和段和曲线段内部曲线设置超高，超高方式采用绕道路内侧旋转。根据各交点处圆曲线半径，确定超高值为5%。 超高缓和段在缓和曲线某一曲段范围内布置。 道路横断面每隔300m绘制一个断面，并在曲中点处也绘制了横断面图，反映出了曲线超高。在米格纸上绘制道路横断面，便于计算土石方量。详见道路横断面设计图。第五章 方案比选5.1 路线总体设计原则本公路位于四川省，该设计路段地形起伏较大、鱼塘水库较多、而且有居民区和厂房等。路线平纵横三方面都受到一定的限制。经过一定的取舍，权衡各方面因素，设计指标可以满足公路设计要求。5.1.1 公路的设计要求及特点公路设计的首要任务是路线平、纵、横设计，其后设计如排水设计、边坡防护及边坡稳定分析交等都会受到路线选取的很大限制。所以以下主要说明平曲线及平纵配合的原则。公路平曲线及纵曲线的设计是体现一个项目涉及特点和水平的关键所在。平面和纵断面线形一旦确立，后续设计只能以此为基础。公路选线定线时，应充分考虑路线及其结构物设计要素，尽可能与地形地貌吻合协调，尽量减少土石方工程数量，同时注意减少对已有自然环境的破坏，避免破坏风景点、温泉疗养区、文物保护区等地区的原有风貌。对生态景观空间（河流、小溪、森林、沼泽）和村落，城镇等建筑群体，要避免人为割裂它们的联系，如果无法避免，应提出相应的补救措施。综上，公路选线定线的基本原则如下：1) 满足公路的功能要求和技术标准，路线顺捷，线形流畅，服务水平高。2) 处理好与现有的和规划的水利、电力设施之间的关系，减少工程之间的相互干扰。尽量避免与登记道路和河流的多次交叉。3) 处理好与城镇规划之间的关系，为城镇的发展提供有利条件，减少拆迁和扰民，少占良田。4) 适应地形地物，注重与周围环境和自然景观的协调统一。5)注重平纵线型的配合，以形成良好的立体线型。5.2 方案比选内容和方法公路路线方案是公路工程研究与设计的重要内容，它是从公路工程的系统出发，着眼于全局，从工程技术、经济效益、运营效益、施工条件等方面进行对比分析，定性与定量相结合，以确定出合理的路线方案。通常根据下列几方面的指标，进行方案的技术经济评价：5.2.1 技术特征指标包括路线长度、展线系数、最小平曲线半径、最短坡长、最大纵坡、平均填土高度等。5.2.2 工程数量和工程条件指标土石方和桥隧工程数量、劳动力、材料消耗和占用农田数量等。5.2.3 运营特征指标交通量、平均行驶速度、燃料消耗、汽车轮胎磨损等。5.2.4 经济评价指标包括货币指标和投资效益指标。货币指标如工程投资、运营费、运输收入等；投资效益指标如投资回收期、内部收益率等。路线方案比选，牵涉面广，问题复杂，相关因素多，各阶段的工作深度不同，在可行性研究阶段，重点进行下列内容的比选：1）路线起点、终点方案；2）路线基本走向（主要经过控制点）方案；3）特大桥、大桥和隧道方案；4）地质不良及困难地段方案；5）原有道路处理（利用或废弃）方案。5.3 方案比选 在选线定线阶段，初步选定两条路线即方案一和方案二。方案一从林家坡（起点）出发，沿线地形起伏较大，经过多个垭口且沿线鱼塘较多，设置了六个交点，最终到达终点瓦子庙。方案一起始段与方案二相同，沿线地形起伏较大，有一较大水库，沿途拆除了部分温室建筑和围墙，设置了四个交点，最后到达终点瓦子庙。两个方案的工程数量和经济对比如表5-1。 表5-1序号项目单位方案一方案二1路线长度M6951.196678.802最小半径m/处400/1500/13最大纵坡%/处3.00/12.84/14最小竖曲线半径凸形M8000100005凹形M500050006路基土石方填方m 3721.70 3473.787挖方m 1920.481045.208桥涵工程桥梁m/座1252/1918.34/29隧道m/座547.6/2194/110涵洞个32方案一与方案二对比： 方案一线路总长较长，交点较多，且拆迁建筑面积较多，挖填量较多，跨越多个池塘，平曲线指标较低。沿线设置一座桥梁但距离较长。两座隧道增加了施工难度与造价。 方案二线路总长比方案一稍短，交点少，拆迁建筑面积较方案1少。沿线设置的桥梁和隧道较方案1少，从而与方案一比较降低了工程造价。 综上所述，方案二作为本方案的正选方案。如平面图中虚线所示。第六章 道路平、纵、横详细设计道路平、纵、横详细设计是通过纬地软件（HintCAD V5.8 版）进行设计的。6.1 道路平面设计1）点击“项目”“新建项目”，指定项目名称为林家坡-瓦子庙高速路并指定保存路径及设计人。2）导入地形图。3）点击“设计”“主线平面设计”，进行路线平面线形设计与调整。根据初步设计中的平曲线各要素先插入交点后进行平曲线的插入，在“主线平面设计”对话框中点击“保存”得到*.jd数据和*.pm 数据。4） 点击“项目”“设计向导”，根据提示自动建立：路幅宽度变化数据文件（*.wid）、超高过渡数据文件（*.sup）、设计参数控制文件（*.ctr）、桩号序列文件（*.sta)等数据文件。5）点击“绘图”“平面自动分图”，可以批量绘制出道路的平面图，程序默认700m一张绘制，比例1:2000。需要输出5000m路线平面图。道路平面设计完成。6.2 道路纵断面设计1）建立数模点击“数模”“新数模”新建数模文件，后进行三维数据读入，读入地形图后点击“三角构网”，数模建立完成。程序自动生成纵断面数据*.DMX文件和横断面数据*.HDM文件。2) 点击“设计”“纵断面设计”根据自动生成的地面线形进行纵断面拉坡和竖曲线设计调整，根据初步设计进行竖曲线各要素的出入，纵断面设计完成后保存数据至*.zdm 文件中。3) 点击“设计”“纵断面绘图”生成路线纵断面图，同时根据设计参数控制文件（*.ctr），标注各类构造物。批量绘制5000m的路线纵断面图。道路纵断面设计完成。6.3 道路横断面设计1）点击“设计”“路基设计计算”，生成路基设计中间数据文件（*.lj）。 2）点击“设计”“横断设计绘图”，绘制路基横断面设计图，同时直接输出土石方数据文件（*.tf），程序默认每隔20m绘制一个横断面图，比例1：400.道路横断面设计完成。6.4 道路详细设计成果1）绘图部分路线平面设计图（5000m）；路线纵断设计图(5000m)；路线横断面设计图(2000m)；2）表格部分平面设计中输出直线及曲线转角表；主点坐标表；逐桩坐标表。纵断面设计中输出纵坡与竖曲线表。横断面设计中输出路基设计表；超高加宽表；路面加宽表；路基排水设计表；土石方计算表。各种图纸及表格详见纬地详细设计图。第七章 路面结构设计因本道路设计为高速公路且道路建筑材料及分布情况为：沿线有水泥厂，有充足的碎砾石材料，因此决定采用沥青混凝土路面结构。7.1 轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。7.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次1) 轴载换算轴载换算采用如下的计算公式： 计算结果如下表： 轴载换算结果表（弯沉） 表7-1车 型Pi（KN）C1C2数量（辆/年平均日）（次/日）五十铃NKR55L前轴23.50 16.4140016.461 后轴44.00 11140039.369 江铃JX1040 前轴30.00 16.4130044.218后轴51.00 11130069.484斯太尔8X4 前轴45.40 16.4900185.616后轴90.00 2.219001252.045解放CA1167K2T1EA 前轴29.50 16.480025.293后轴36.75 2.2180022.614东风DFL1253AX1 前轴25.70 16.4120020.824后轴70.10 2.211200562.960中通客车（梦幻LCK6128H）前轴33.00 16.4100051.489后轴67.00 111000175.156西沃客车（VOLV09800）前轴50.50 16.4750245.787后轴100.011750749.999金龙XMQ6111Y（K01-3）前轴53.40 16.4950369.925后轴93.60 11950749.980宇通ZK6127HA客车 前轴49.00 16.41000287.431后轴91.50 111000679.4885575.142) 累计当量轴次根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数是0.30.4，取0.35累计当量轴次：7.1.2 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次1) 轴载换算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为： 计算结果如下表所示： 轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力） 表7-2车 型Pi（KN）C1C2数量（辆/年平均日）（次/日）五十铃NKR55L前轴23.50 118.514000.241后轴44.00 1114001.967江铃JX1040 前轴30.00 118.513001.578后轴51.00 1113005.950斯太尔8X4 前轴45.40 118.590030.051后轴90.00 319001162.261解放CA1167K2T1EA 前轴29.50 118.58000.849后轴36.75 318000.799东风DFL1253AX1 前轴25.70 118.512000.423后轴70.10 311200209.918中通客车（梦幻LCK6128H）前轴33.00 118.510002.602后轴67.00 11100040.607西沃客车（VOLV09800）前轴50.50 118.575058.689后轴100.0 11750750.000金龙XMQ6111Y（K01-3）前轴53.40 118.5950116.205后轴93.60 11950559.668宇通ZK6127HA客车前轴49.00 118.5100061.481后轴91.50 111000491.3253494.612) 当量轴次参数取值同上，设计年限是15年，车道系数取0.35。累计当量轴次：根据累计轴次得属重交通等级。7.2 初拟路面结构根据本地区的路用材料，结合已有工程经验与典型结构，拟定了两个结构组合方案。方案一4cm中粒式沥青混凝土+5cm粗粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+25cm水泥稳定碎石+？水泥稳定砂砾土层，以水泥稳定砂砾土层为设计层。方案二4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+12cm密级配沥青碎石+？水泥稳定碎石+30cm石灰土，以水泥稳定碎石为设计层。7.3 各层材料的抗压模量与劈裂强度查表得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。沥青材料抗压回填模量 表7-3材料名称20抗压回填模量MPa15抗压回填模量MPa细粒式沥青混凝土15002000中粒式沥青混凝土12001800粗粒式沥青混凝土10001200密级配沥青碎石12001500半刚性材料抗压回填模量 表7-4材料名称抗压模量 MPa水泥稳定碎石1500水泥稳定砂砾1300石灰土600路面材料的劈裂强度 表7-5材料名称细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土密级配沥青碎石水泥稳定碎石水泥稳定砂砾石灰土劈裂强度MPa1.51.10.80.80.50.50.2257.4 土基回弹模量的确定 该路段位于四川省，故属于自然区划，砂性土查表得临界高度=3m =2.4m =1.9 以为地下水埋深2.5m，所以可知土基的干湿类型为中湿。从而查表得中湿状态土基的稠度=1.10。查表14-9“二级自然区划各组土基回弹模量参考值（MPa）”查得土基回弹模量为54.5MPa。7.5 设计指标的确定 对于高速公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标并进行结构层底拉应力验算。7.5.1 设计弯沉值该公路为高速公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型系数取1.0。设计弯沉值为：7.5.2 各层材料的容许层底拉应力 细粒式沥青混凝土：中粒式沥青混凝土：粗粒式沥青混凝土：密级配沥青碎石：水泥稳定碎石：水泥稳定砂砾7.6 计资料总结 设计弯沉值为 20.93（0.01mm），相关设计资料汇总如表：方案一 表7-6材料名称h（cm）20模量（MPa）15模量（MPa）容许拉应力（MPa）中粒式沥青混凝土4120018000.30粗粒式沥青混凝土5100012000.22粗粒式沥青混凝土8100012000.22水泥稳定碎石25150015000.24水泥稳定砂砾？130013000.24土基54.5方案二 表7-7材料名称h（cm）20模量（Mpa）15模量（Mpa）容许拉应力（Mpa）细粒式沥青混凝土4150020000.42中粒式沥青混凝土6120018000.30密集配沥青碎石16120015000.22水泥稳定碎石？150015000.24石灰土30600600土基54.57.7 路面结构层厚度的确定根据fd2006程序计算沥青路面结构层的厚度。通过计算方案一第五层厚度为12.34cm， 方案二第四层厚度为11.52cm。故均取厚度为15cm。详细计算数据见附录一,附录二。7.8 验算防冻层厚度该地区路基处于中湿状态，冻深2m。容许最小防冻深度0.5m。实际路面厚度方案一为0.57m,方案二为0.67cm，均满足要求。通过比较，最终选择方案二作为本设计的正选方案。 为了便于施工，将挖方和填方路段采用相同的路面结构。如下表所示： 表7-8材料名称h（cm）细粒式沥青混凝土4中粒式沥青混凝土6密集配沥青碎石12水泥稳定碎石15石灰土30土基-沥青路面结构图详见附图7-1所示。第八章 路面排水设计8.1 排水设计的原则 1) 设计目的设计公路排水设施的目的,是为迅速排除降落在公路路界内的地表水将公路上侧方的地表水和地下水排到公路的下侧方,以防止公路路基和路面结构遭受地表水和地下水的浸湿、冲刷等损害作用。而这些排水设施在实现其功能时，不应造成不适当的壅水或阻水，不应产生冲刷流速，也不应影响公路上车辆的安全运行。2) 排水标准和目标 排水设计的标准应同所设计公路的重要性以及水对毗邻财产可能产生的危害性相适应。 排水设计的目标是提供功能完善、维修便利和造价合理的最佳排水设施方案。3) 协调配合排水设施要同当地的自然水系、已有的或规划的水利设施协调配合。4) 环境保护各项排水设施应防止排泄水冲毁农田及水利设施，防止冲刷地表引起水土流失，或者污染水源。5) 维修方便各项排水设施的设计断面尺寸，除应满足排泄设计流量的要求外，还应符合在使用过程中便于检查、维护和修理的要求。8.2 公路排水的类型1） 路界表面排水 排出公路用地范围内的地表水，包括由落在地界范围内的降水形成的地表径流，可能进入路界的公路毗邻地带的地表水，以及由相交道路流入路界内的表面排水等。2） 横向穿越路界排水公路跨越溪沟、河流、渠道、洼地时将公路上游侧的地表水流穿过路基引排到公路下游侧。3） 地下排水拦截、排除、降低、疏干可能危及路基稳定或影响路基路面结构强度和抗变形能力的含水层地下水。4） 路面结构内部排水 排除通过裂缝、接缝、面层空隙下身到路面结构（面层、基层、垫层）内部，或者由路基或露肩渗入并滞留在路面结构内部的自由水。5） 公路构造物排水排除公路构造物（桥梁、隧道、支挡结构物等）的表面径流，或渗入其内部的自由水。8.3 排水设施类型和方案8.3.1 路界表面排水1） 路面排水行车道路面沿中心线设置向两侧倾斜的双向路拱，坡度为3%。路肩与路面横坡平滑相接，路肩横坡一般较路拱坡度大1%，取4%，设拦水带的地段，右侧硬路肩的横向坡度采用5%。2） 路堤拦水带：在路堤较高，边坡易遭受路面表面水流冲刷的路段，沿硬路肩外侧边缘设置拦水带，用以拦截路面表面水，并通过间隔一定距离设置一个泄水口，将水汇入边坡急流槽，再排到路基坡以外的边沟或排水沟。拦水带由水泥混凝土预制块铺砌而成。拦水带的顶面应略高于过水断面的设计水面高。拦水带的泄水口可设置成开口式。设在纵坡坡段上的泄水口，易做成不对称的喇叭口，并在硬路肩边缘的外侧设置变宽的低凹区。低凹区的铺面类型与路肩相同。设在平坡或缓坡坡段上时，泄水口可做成对称式。3） 路堤坡面漫流在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，可采用让路面表面水以坡面漫流的形式向路堤坡面排放。4） 路堑边沟在挖方路段，沿路肩边缘设置边沟以汇集路面表面水和路堑边坡坡面水。8.3.2 中央分隔带排水分隔带宽度为2m且表面采用铺面封闭，在不设超高路段上，分隔带铺面采用向两侧外倾的横坡，坡度为2%；在超高路段上，在分隔带上侧边缘处设置缘石和泄水口。在超高路段上，上侧半幅路面的表面水流向中央分隔带。在高速公路上不允许上侧半幅路面的表面水横向漫流过下侧半幅路面，因而在分隔带上侧边缘处设置汇集和排泄上侧半幅路面的表面水的排水设施。在中央分隔带缘石外侧设置纵向隔栅式盖板沟,并在中央分隔带内设置排水井,最后通过集水井及于集水井相连的横向排水管排出路基范围外。8.3.3 坡面排水1) 边沟挖方路基及填土高度低于0.6m的路堤，在挖方边坡及填方边坡坡脚外设置边沟，以汇集和排泄降落在坡面和路面上的表面水。边沟采用梯形断面，梯形边沟内侧边坡为1：1，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。边沟底宽为0.6m，深度设为0.8m。边沟的纵坡坡度与路线纵坡坡度保持一致。边沟采用浆砌片石砌筑，砂浆强度采用M7.5。在路线纵坡坡度小于沟底最小纵坡坡度0.5%的坡段，边沟纵坡采用0.5%。边沟出水口的间距不宜超过500m。边沟出水口的排放应结合地形、地质条件及桥涵水道位置，排引到路基范围外，使之不冲刷路堤坡脚。2) 截水沟当路堑或路堤边坡上方流入路界的地表径流量大时，设置拦截地表径流的截水沟。截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外，并结合地形和地质条件沿等高线布置，尽量与地表水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度，截水沟应保证水流通畅，就近引入自然沟内排出。截水沟水流不应引入边沟，当必须引入时，应增大边沟横断面，并进行防护。截水沟的长度以200500m为宜。截水沟采用梯形横断面，边坡坡度为1:1，沟底宽度和沟的深度设为0.8m。3) 排水沟将边沟、截水沟、边坡和路基附近积水，引排至桥涵或路基以外时，采用排水沟。 排水沟横断面为矩形，深度为0.6m，宽度为0.5m。定，沟底纵坡度大于0.5%，长度不超过500m。路堤边坡设置急流槽地段，排水沟距路基坡脚距离不小于2m。沟渠加固类型为浆砌片石，厚度为0.4m。8.3.4 地下排水因道路沿线鱼塘、水库较多，地下水位较高，可能影响路基路面强度或边坡稳定，故应设置地下排水设施。常用的路基地下排水设备有：盲沟、渗沟、渗水隧道和渗井等，其特点是拍水量不大，主要是已渗流的方式汇集水流，并就近排除路基范围以外。对于流量较大的地下水，应设置专用的地下管道予以排除。本设计采用管式渗沟的方式汇集地下水。将地下水汇集于沟内并通过沟底通道降水排至指定地点。道路各排水类型的构造形式详见附图8-1所示。8.4 道路综合排水设计取K0+100K0+520一段作道路综合排水设计。 详见附图道路综合排水设计图。第九章 路基防护 路基在水、风、气温等自然因素的长期作用下，将发生变形和破坏，若不及时加以防治，就会引起严重的病害。为保证路基的稳定性，除做好路基排水外，必须做好路基防护与加固设计。 路基防护是保证路基强度和稳定性的重要措施之一。合理的路基设计，不仅在路基位置、标高、横断面尺寸、岩土组成等方面均有所考虑，而且应有合适的防护，这是确保路基的强度与稳定性的不可缺少的工程技术措施。随着道路技术等级的提高，为维护正常的汽车运输，确保行车安全，美化公路环境，以及减少公路的养护工作量，路基的防护更具有重要意义。实践证明，防护工程无论从保证公路使用品质还是提高投资效益上看，都具有举足轻重的地位。9.1 边坡防护设计原则1) 因地制宜，要结合实际地形、地质条件，去定路基的防护方法。2) 就地取材，尽量利用当地材料、就地采集，就地利用，以节省运输费用，降低工程造价。3) 经济适用，力求节省工程费用和其它开支，既要少花钱，又要持久耐用维护工作量小。4) 照顾景观，不仅要能保护路基，还要适应当地美化环境，美观大方。9.2 路基防护的一般要求 边坡防护的设计要求：1) 边坡防护工程是防治路基病害，保证路基稳定，改造环境景观，保护生态平衡的重要设施。选用防护类型应根据公路等级、当地气候、水文、地形、地质条件及建筑材料分布情况确定，并与周围景观协调。2) 边坡防护工程应在稳定的边坡设置。在适宜植物生长得土质边坡上，要优先考虑种草、铺草皮、植树等植物防护措施。3) 岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎石土的挖方边坡以及受水流侵蚀、植物不易生长的填方边坡可采用护面墙，砌石等工程