致志路K0000.000—K1366.356段的初步设计毕业论文.docx

湖南科技大学致志路K0+000.000K1+366.356段的初步设计毕业论文目录第一章前言1第二章工程概况及设计标准32.1工程概况32.1.1路线起讫点32.1.2地形、地质、气候、水文等自然特征32.1.3施工条件32.2设计标准32.2.1设计依据32.2.2主要技术指标及参数3第三章平面设计53.1选线53.1.1选线的原则53.1.2选线的步骤和方法53.2平曲线设计53.2.1平面线形设计的一般原则53.2.2设计参数的确定63.2.3平面线形要素的组合类型63.2.4平曲线要素的计算63.3行车视距保证93.4逐桩坐标计算103.4.1直线上中桩坐标的计算103.4.2设缓和单曲线中桩坐标计算11第四章纵断面设计134.1纵坡及坡长设计134.1.1纵坡设计的一般要求134.1.2平出线与竖曲线的组合一般原则134.1.3设计依据134.1.4纵断面设计步骤144.2竖曲线设计154.2.1设计技术规范154.2.2竖曲线要素计算15第五章横断面设计175.1概述175.2横断面设计175.2.1一般规定175.2.2横断面形式175.2.3横断面组成185.2.4路拱、超高及加宽185.2.5视距的保证20第六章路基设计236.1概述236.2路基填料及其压实标准236.2.1地基表层处理236.2.2路基填料236.2.3压实标准246.2.4特殊部位的路基填筑与压实246.3路基土石方数量计算及调配246.3.1横断面面积计算256.3.2土石方数量计算256.3.3路基土石方调配256.4边坡稳定性分析266.5边坡防护29第七章挡土墙设计317.1概述317.1.1挡土墙的用途317.1.2挡土墙的类型317.2路堤挡土墙的设计317.3.2沉降缝和伸缩缝设计35第八章路面结构设计378.1概述378.1.1路面结构组成378.1.2路面分类378.2沥青混凝土路面结构设计378.2.1设计资料378.2.2设计过程38第九章平面交叉设计439.1概述439.1.1平面交叉设计的内容439.1.2平面交叉的一般规定439.1.3设计依据439.1.4设计技术指标439.2交通组织设计439.3交叉口平面设计与视距保证449.3.1平面交叉的转弯设计449.3.2平面交叉的视距保证449.4交叉口立面设计449.4.1交叉口立面设计的原则449.4.2交叉口立面设计45第十章排水设计4710.1概述4710.1.1排水的重要性4710.1.2道路排水设计的内容4710.2路基排水设计4710.2.1路基排水设计的任务4710.2.2地表排水4810.3路面排水设计48第十一章路面工程概预算5111.1概述5111.2工程概况5111.3施工方法5111.4概算文件及编制说明5111.4.1文件说明5111.4.2编制依据51第十二章结论53参考文献55致谢5758第一章 前言毕业设计是大学教学计划中最后和最重要的环节，是为培养学生综合应用所学知识进行道路设计的能力。通过毕业设计，可以巩固大学所学的专业知识，熟悉道路设计的具体过程，以及为以后的学习和工作打下良好的基础，同时培养大学毕业生独立思考问题、分析问题、处理问题的能力，发挥大学生独立创新的精神，进一步提高大学毕业生的综合素质。随着时代的进步和科技的发展，我国道路工程建设达到了一个新的顶峰，道路总里程位居世界前列。但其中仍存在一些问题，概括为如下几方面：其一、城市道路规划不到位，部分城市仍有严重的交通堵塞问题；其二、城市道路施工质量差，导致部分道路提前发生破坏，给城市交通带来不便；其三、道路养护工作需加强。本设计针对国内各城市道路出现的各方面问题，并参照湖南科技大学校园路线规划图，对湖南科技大学致志路做了初步设计，旨在解决南北两校区及学生公寓、食堂的连接问题，为南北两校区提供交通上的便利，使同学们的出行更加方便、快捷。设计涉及到道路的线形（平、纵、横设计）、交叉口、排水、路基路面等内容，并对道路的排水系统做了详细设计。第二章 工程概况及设计标准2.1 工程概况2.1.1 路线起讫点本设计为湖南科技大学致志路K0+000.000K1+366.356段初步设计，设计主线起点在北校区体育馆前方路口处附近，终点在东大门路口处，该设计主要包括道路线形设计（平、纵、横设计）、交叉口设计、路基路面及排水设计、防护工程设计、涵洞设计、挡土墙设计等。2.1.2 地形、地质、气候、水文等自然特征道路沿线地势较为平坦，相对高差在20m以下，属微丘地形；道路全线均为一般粘性土覆盖，土质较好，能直接用于填筑路基；该地区日照充足，年降雨量大，主要集中在春夏两季，冬季寒冷而夏季炎热，为亚热带季风性气候。2.1.3 施工条件本路段起终点均与已建成校园路相连，交通条件较好；线路及附近区域路基填料、砂石料等原材料相当丰富。经学校规划，本设计K0+600桩号处何做弃土场，方便土石方的调配与运输。可直接利用学校已有的生活饮用水做工程用水。2.2 设计标准2.2.1 设计依据城市道路路线设计规范CJJXX2012城市道路工程设计规范CJJ372012城市道路路基设计规范JJXX2012城市道路路面设计规范CJJ1692012城市道路交叉口设计规程CJJ152-2010城市道路绿化规划与设计规范CJJ7597室外排水设计规范GB500142006全国统一市政工程预算定额GYD30219992.2.2 主要技术指标及参数道路等级：城市次干道设计车速：30km/h路基宽度：16m（3+5+5+3）圆曲线一般最小半径：85m极限最小半径：40m不设超高的最小半径：150 m圆曲线最小长度：25m平曲线一般最小长度：80m极限最小半径：50m缓和曲线最小长度：25m停车视距：30m最大超高横坡：2%凸形竖曲线一般最小半径：400m极限最小半径：250m凹形竖曲线一般最小半径：400m极限最小半径：250m竖曲线一般最小长度：60m线极限最小长度：25m第三章 平面设计3.1 选线选线是在道路规划路线起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，且能符合使用要求的道路中心线的工作。3.1.1 选线的原则在道路设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案作深入，细致的研究，选定最优路线方案。1. 应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，做到工程量小，造价低。2. 应符合城市路网规划、道路红线、道路，并应综合考虑土地利用、文物保护、环境景观、征地拆迁等因素。3. 应与地形地物、地质水文、地域气候、地下管线、排水等要求结合，并应符合各级道路的技术指标，应与周围环境相协调，线形应连续与均衡。4. 选线应深入了解人们的出行情况，尽量满足人们日常生活出行的需要，综合考虑与当地其他已有道路的衔接。3.1.2 选线的步骤和方法选线的任务就是在众多的方案中选出一条符合设计要求、经济合理的最优方案。步骤如下：1. 根据三维地形图确定路线的大致走向。2. 收集资料，包括交通量、沿线水文地质条件、沿线重要的建筑设施、公共场所等。3. 现场勘察，对沿线地形进行勘察，初步落实导线的位置找出不合理导线点并纠正。本设计选线主要是根据是湖南科技大学校园规划图，道路总走向为起点体育馆上方，经过北校区学生新公寓到达终点学校在建的东门。道路沿线地形较为平坦，相对高差较小，便于定线，选线时避免经过大塘等校园规划用地范围，最后确定路线走向及导线交点。3.2 平曲线设计3.2.1 平面线形设计的一般原则1. 道路平面线形宜由直线、平曲线组成，平曲线宜由圆曲线、缓和曲线组成。道路平面设计应处理好直线与平曲线的衔接，合理设置直线、圆曲线、缓和曲线、超高、加宽。2. 道路平面设计应符合城市路网规划、道路红线、道路功能的要求。3. 道路平面线形应与地形地物、地质水文、地域、地下管线、排水等要求结合，与周围环境相协调，并应符合各级道路的技术指标，注重线形的连续与均衡，确保行驶的安全与舒适。4. 道路平面设计应根据道路的性质、等级、交通特点，以交通组织设计为指导，合理设置交叉口、出入口、分隔带断口、公交停靠站、人行通道等。5. 城市快速、主干路应做好路线的线形组合设计，各技术指标应恰当、平面顺适、断面均衡、横断面合理；和结构的选型与布置应合理、实用、经济。3.2.2 设计参数的确定根据城市道路工程设计规范CJJ372012及城市道路路线设计规范CJJXX2012确定设计速度为30km/h的城市道路设计参数如下：不设超高最小半径：150m设超高最小半径：一般值85m；极限值40m圆曲线最小长度：25m缓和曲线最小长度：25m最大超高横坡度：2%停车视距：30m3.2.3 平面线形要素的组合类型本路段共设三个平曲线，均采用基本型组合。第一个平曲线（对称基本型）：JD1桩号K0+393，圆曲线半径200m，缓和曲线长100m，切线长168.291m，平曲线长311.991m，外距34.208m。第二个平曲线（对称基本型）：JD2桩号K0+954.321，圆满曲线半径250m，缓和曲线长120m，切线长1952.061，平曲线长365.849m外距36.314m。每三个平曲线（非对称基本型）：JD3桩号K1+218.317，圆曲线半径60m，第一段缓和曲线长75m、切线长93.113m，第二段缓和曲线长35m、切线长76.792m，平曲线长144.621m，外距24.993m。3.2.4 平曲线要素的计算1. 对称基本型平曲线要素计算图3.1平曲线对称基本型图基本型平曲线几何要素计算公式如下：内移值：pLs224R-Ls42688R3 （3.1）切线增长值：qLs2-Ls3240R2 （3.2）缓和曲线角：0Ls2R180（3.3）切线长：TR+ptan2+q（3.4）平曲线长：LR180+Ls（3.5）外距：ER+psec2-R（3.6）切曲差：D2T-L（3.7）本设计以JD1处基本型平曲线为例，计算过程如下：1) 计算转角起点桩号K0+000.000，坐标（88987.076，40198.027），JD1坐标（88987.076，40591.027），JD2坐标（88475.965，40877.487）。起点至JD1：DX88987.076-88987.0760Dy40591.027-40198.027393第一段导线长度S1393m，方位角90JD1至JD2：DX88475.965-88987.076-511.111Dy40877.487-40591.027286.46第二段导线长度S2585.913m，方位角150.73所以，路线转角60.73。2) 初步确定圆曲线半径和缓和曲线长度查城市道路路线设计规范初步确定圆曲线半径R200m，缓和曲线长度Ls100m。3) 平曲线几何要素计算将60.73、R200m、Ls100m代入式（3.1）（3.7）得：p2.078mq49.9m14.32T168.291mL311.911mE34.208mD24.67m2. 非对称基本型平曲线要素计算:图3.2 平曲线非对称基本型图非基本型平曲线要素计算公式:第一切线长:T1R+p1tan2+q1-p1-p2sin（3.8）第二切线长:T2R+p2tan2+q2+p1-p2sin（3.9）平曲线长:LR180+Ls1+Ls22（3.10）其中:Ls1 第一缓和曲线长度L2s 第二缓和曲线长度p1、q1 Ls1对应的曲线内移值和切线增长值p2、q2 Ls2对应的曲线内移值和切线增长值除上述三个参数的计算公式与对称基本型不同外，其余各参数计算公式均与对称基本型相同。JD3处非对称基本型平曲线各基本要素计算如下：1) 计算转角85.56（计算方法同前）2) 确定圆曲线半径和缓和曲线长度查城市道路路线设计规范初步确定圆曲线半径R60m，缓和曲线长度Ls175m、Ls235m。3) 平曲线几何要素计算将85.56、R60m、Ls175m、Ls235m代入公式得:p13.85m、q137.01mp20.85m、q217.45m第一切线长:T1R+p1tan2+q1-p1-p2sin93.11m第二切线长：T2R+p2tan2+q2+p1-p2sin76.79m平曲线长:LR180+Ls1+Ls22144.62m详细计算结果见直线、曲线及转角表（C2-3）。3.3 行车视距保证行车视距是为行车安全，驾驶员应能随时看到汽车前方相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必需的最短距离。根据城市道路工程设计规范CJJ372012，本设计应该满足会车视距的要求，即60m。3.4 逐桩坐标计算根据前面算出来的方位角和平曲线要素，进行逐桩坐标的计算。本设计采用的是绝对坐标，计算方法采用工程数据处理系统进行计算。在进行计算时分直线和曲线两部分，曲线采用综合曲线放样，直线则采用直线放样，计算方法如下：3.4.1 直线上中桩坐标的计算图3.3中桩坐标计算示意图设交点坐标为JD（XJ，YJ）交点相邻直线的方位角分别为A1和A2。则ZH点坐标： XZH=XJ+Tcos(A1+180) （3.11）YZH=YJ+Tsin(A1+180) （3.12）HZ点坐标： XHZ=XJ+TcosA2 （3.13） YHZ=YJ+TsinA2 （3.14）设直线上加桩里程为L，ZH，HZ表示曲线起终点里程，则直线上任意点坐标（L=ZH X= XJ+（T+2H-L）cos(A1+180) （3.15）Y= YJ+（T+2H-L）sin(A1+180 )（3.16）后直线上任意点坐标(LZH) X=XJ+（T+2H-L）cosA2 （3.17）Y=YJ+（T+2H-L）sinA2 （3.18） 3.4.2 设缓和单曲线中桩坐标计算曲线上任一点的切线横距：= （3.19）式中：缓和曲线上任意点至 (或)的曲线长；缓和曲线长度。第一缓和曲线（）任意点坐标 （3.20） （3.21）式中:：转角符号，右偏为“+”，左偏为“-”。 圆曲线内任意点坐标 ：YH： 3.22） （3.23）式中：圆曲线内任意点至HY点的曲线长；、 ：点的坐标。： （3.24） （3.25）式中：圆曲线内任意点至YH点的曲线长。第二缓和曲线()内任意点的坐标 （3.26）（3.27）式中：第二缓和曲线内任意点至HZ点的曲线长。各中桩坐标计算成果详见逐桩坐标表（C2-4）。第四章 纵断面设计沿道路中线竖直剖切再行展开即为路线纵断面。它反映了道路中线地面高低起伏的情况及设计路线的纵向坡度情况，从而可以看出纵向土石方工程的挖填情况。把道路的纵断面图与平面图结合起来就能完整的表达出道路的空间位置。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。4.1 纵坡及坡长设计4.1.1 纵坡设计的一般要求1. 道路纵断面上的设计高程一般受用道路中心线处路面设计标高，有中央分隔带时可采用中央分隔带的外侧边缘处路面设计标高。2. 道路纵断面设计应满足城市竖向规划要求，与临街建筑立面布置相适应，有利于沿线范围内地面水的排除。3. 道路纵坡应平顺、圆滑、视觉连续，起伏不宜频繁，与周围环境相协调。4. 道路纵断面设计应根据道路等级，综合考虑交通安全、节能减排、环保效益和经济效益等因素，合理确定路面设计纵坡和设计高程。5. 机动车与非机动车混合行驶的车行道，宜按非机动车设计纵坡标准控制。6. 平原微丘区地下水埋深较浅或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。7. 纵坡设计应尽量考虑填挖平衡，节省土石方及其他工程数量，降低工程造价。4.1.2 平曲线与竖曲线的组合一般原则1. 应使线形在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并应保持视觉的连续性。2. 应避免平面、纵断面、横断面极限值的相互组合设计。3. 平、纵面线形应相互对应，技术指标大小均衡连续，以及与之相邻路段各技术指标的均衡、连续。4. 条件受限时选用平面、纵断面的各接近或最大、最小值及其组合时，应考虑前后地形、技术指标运用等对实际运行速度的影响。5. 横坡与纵坡应组合得当，并应利于路面排水和行车安全。4.1.3 设计依据1. 最大纵坡最大纵坡是根据道路等级、自然条件、行车要求等因素所限定的路线纵坡最大值，它是道路纵断面设计的重要控制指标。查城市道路工程设计规范CJJ372012知本设计最大纵坡一般值为7%，极限值为8%。2. 最小纵坡在长路堑、低填以及其它横向排水不通畅地段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，规范规定道路最小纵坡不应小于0.3%；当遇特殊困难纵坡小于0.3%时，应设置锯齿形边沟或采取其他排水设施。3. 坡长限制坡长是纵断面相邻变坡点的桩号之差，即水平距。对一定纵坡长度的限制称为坡长限制，包括最大坡长限制和最小坡长限制。规范规定设计速度为30km/h的城市道路最小坡长85m，最大坡长不限。4. 合成坡度合成坡度是指道路纵坡和横坡的矢量和，城市道路工程设计规范CJJ37-2012规定设计速度为30km/h的道路最大合成纵坡为7%，各级道路最小合成坡度不宜小于0.5%。4.1.4 纵断面设计步骤1. 拉坡前的准备工作绘出地面线并标注各中桩高程，确定路线各中桩位置。收集和熟悉相关规范资料。2. 标注控制点位置控制点是指影响路线纵坡设计的高程控制点。如路线起、终点，重要桥涵，地质不良地段的最小填土，最大挖深，道路沿线主要建筑物，交叉口以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。3. 试坡试坡主要是在已标注“控制点”的纵断面图上根据技术指标、选线意图，结合地面起伏情况，本着以“控制点”为依据，照顾多数“经济点”的原则，在这些点位间进行穿插和裁弯取直，试定出若干直坡线。再对各可能的直坡线方案反复比较，选出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方数量较省的设计线作为初定直坡线，将前后直坡线延长将会，定出各变坡点的初始位置。4. 调整试定坡后，将所定纵坡与选线时考虑的纵坡进行比较，两者应基本符合。若有圈套差异，则应全面分析，找出原因，对照规范检查设计的最大纵坡、合成坡度、坡长等是否满足规范要求，平面线形与纵断面线形的配合是否宜等。5. 核对根据调整后的直坡线，选择有控制作用的重点横断面，如高填深挖、挡土墙、重要桥涵等断面，在纵断面图上直接读出对应中桩的填（挖）高度，并检查是否有填挖过大、坡脚落空或挡土墙工程过大的情况。6. 定坡经调整核对无误后即可定坡。定坡是逐段将直坡线的纵坡值、变坡点位置（桩号）和高程确定。变坡点一般要调整到10m整桩位上，变坡点的高程是根据纵坡、坡长依次计算确定。7. 纵坡设计成果如表4.1所示表4.1纵坡设计成果表变坡点变坡点桩号设计高程（m）坡长（m）纵坡值（%）1K0+000.00067.6601002.0522K0+100.00065.6082903.8003K0+390.00054.5889200.5344K1+310.00049.67556.3561.2875K1+366.35650.4004.2 竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线，在使用范围内二者差别不大，城市道路一般采用圆曲线做为竖曲线。4.2.1 设计技术规范城市道路工程设计规范CJJ372012中规定设计速度为30km/h时，凸形竖曲线最小半径一般值为400m、极限值为250m；凹形竖曲线最小半径一般值为400m、极限值为250。4.2.2 竖曲线要素计算图4.1竖曲线要素计算示意图如图4.1所示，设变坡点相邻两纵坡坡度分别为i1、i2，他们的代数差用表示，即i2-i1,当为“+”时，表示凹形竖曲线；为“-”时，表示凸形竖曲线。1. 用圆曲线作为竖曲线的基本方程yx22R+i1x（4.1）其中：R为竖曲线半径2. 竖曲线要素计算公式竖曲线长度L：LR（4.2）竖曲线切线长：TL2R2（4.3）竖曲线上任一点竖距：hx22R（4.4）竖曲线外距：ET22R（4.5）竖曲线计算（以变坡点3为例）：变坡点桩号K0+390.000，高程54.588m，i13.8%、i20.534%，R4600m1. 计算竖曲线要素i2-i1-3.266%,为凸形竖曲线。曲线长：LR46003.266%150.24m切线上：TL2R275.12m外距：ET22R0.61m2. 计算设计高程竖曲线起点桩号（K0+390.000）75.12K0+314.880竖曲线起点高程54.588+75.123.8%57.44m计算竖曲线上各桩号的设计高程，以K0+360.000为例：横距：x（K0+360.000）（K0+314.880）45.12m竖距： hx22R45.122246000.221切线高程57.44-45.123.8%55.73m设计高程55.73+0.22155.95m其余各桩号设计高程见路基设计表（C31）。第五章 横断面设计5.1 概述道路横断面是指道路中线上任意一点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线组成。其中横断面设计线包括车行道、人行道、绿化、分隔带、附属设施以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。横断面反映了路基的形状和尺寸，在设计时应符合道路建设的基本原则和现行的规范标准要求。在保证道路通行能力、交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省、投资少、使道路发挥基最大的经济效益与社会效益。5.2 横断面设计5.2.1 一般规定1. 横断面设计应在城市道路规划红线宽度范围内进行。按道路等级、服务功能、交通特性、结合各种控制条件，节约用地，合理布设。2. 道路横断面应满足远期交通需求。分期修建时应近、远结合，使近期工程成为远期工程的组成部分，并预留位置，控制道路宽度，给远期实施留有余地。对已建成区道路不宜分期修建。3. 对改建道路应采取工程措施与道路交通相结合的方法布设断面，满足道路通行能力，保障交通安全。4. 道路横断形式可结合沿线地形及建筑物情况进行组合布置，满足不同的功能需要。5.2.2 横断面形式城市道路常见的横断面形式1. 单幅路俗称“一块板”断面。各种车辆在行车道上混合行驶。适用于交通量不大的次干路、支路以及用地不足、拆迁困难的旧城区道路。2. 双幅路俗称“两块板”断面。在行车道中心用分隔带或分隔墩将行车道分为两部分，上、下行车辆分向行驶。适用于专供机动车行驶的快速路、非机动车较少的主干路或次干路。3. 三幅路俗称“三块板”断面。中间为双向行驶的机动车车道，两侧为靠右行驶的非机动车车道，机动车和非机动车车道之间用分隔带或分隔墩分隔。适用于机动车流量较大、车速较高、非机动车较多的主干路或次干路，其适用的最小红线宽度为32m。4. 四幅路俗称“四块板”断面。是在三幅路的基础上，再用中间带将机动车车道分隔为二，分向行驶。适用于机动车流量大、车速高、非机动车多的快速路或主干路。四幅路单向机能动车道数不少于2条，非机动车车道不小于2条5.2.3 横断面组成城市道路横断面各组成部分尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素综合确定。根据校园长期规划及国家规范确定本设计横断面形式为单幅路，其组成主要包括：行车道、人行道两部分。1. 路基宽度确定规范规定设计速度小于60km/h的大型车或混行车道最小宽度为3.5m，另根据校方规定，本设计采用行车道宽5m，两侧人行道宽3m，行车道与人行道间设置高22cm,宽10cm的路缘石，缘石露出路面高度为15cm。2. 路基高度路基高度有中心高度和边坡高度之分。中心高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。3. 路基边坡路基边坡可用边坡高度H与边坡宽度b之比值表示。1) 路堤边坡城市道路路基设计规范规定的路堤边坡如下：填土高8m时，边坡坡度为1:1.5填土高8m时，采用折线边坡，上部8m边坡坡度为1:1.5，下部边坡坡度为1:1.75，中间无平台。本设计路段路堤最大高度为6.562m，故边坡取1:1.5。2) 路堑边坡挖方边坡路基边坡设计应减少对天然植被和山体的破坏，防止诱发地质灾害。其边坡形式及坡率应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施、施工方法等综合确定。规范规定，土质（黏土、粉质黏土和塑性指数大于3的粉土）挖方路基边坡高度小于20m时，边坡坡率不宜陡于1：1。本设计取1:1。3) 半填半挖路基半填半挖路基兼有路堤和路堑的特点，故应满足上述路基路堑对于边坡的要求。另在挖方一侧宽度不足一幅行车道宽时，应将路床深度内的原有土质全部挖除换填。5.2.4 路拱、超高及加宽1. 路拱为了利于路面横向排水，将路面做成中央高于两侧具有一定横坡的拱起形状，称为路拱。路拱设计坡度应路面宽度、路面类型、设计速度、纵坡及气候等条件确定，机动车道一般选用直线型路拱，非机动车与人行道路拱宜采用直线单面坡。根据规范，本设计行车道采用1.5%的直线型双向路拱横坡，人行道采用2%的单面坡。2. 超高为抵消或减小车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上做成外侧高于内侧的单向横坡形式，称为平曲线超高。当圆曲线半径小于规范规定的不设超高最小半径（R150m）时，在圆曲线范围内应设超高，合理的设置超高，可全部或部分抵消离心力，提高汽车在平曲线上行驶的稳定性与舒适性。超高的过渡方式应根据横断面型式、结全地形条件等因素确定，并有利于路面排水。本设计采用绕路中线旋转的超高过渡方式，即先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面仍绕中线旋转，直至超高值。行车采用2%的超高横坡，人行道横坡坡度不变。超高缓和段的设置应满足路面排水的要求，宜在缓和曲线全长范围内进行，若缓和曲线较长，可在其某一区段内进行，其超高缓和段的纵向渐变率不得小于1/330，全超高断面宜设在圆曲线范围内。无中间分隔带的道路超高绕中线旋转的计算公式见表5.1。表5.1绕中线旋转超高值计算公式超高位置圆曲线上xx0xx0备注外缘hcbJiJ-iG+bJ+B2(iG+ih)1. 计算结果均为与设计高之差；2. 临界断面距过渡段起点x02iGiG+ihLc3. x距离处的加宽值：bxxLcb4. 内外侧边线降低和抬高值是在Lc内按线性过渡。中线hcbJiJ+B2iG内缘hcbJiJ+B2iG-(bJ+B2+b)ih过渡段上外缘hcxxLchc中线hcxbJiJ+B2iG内缘hcxbJiJ-(bJ+bx)iGbJiJ+B2iG-(bj+B2+bx)xLcih表中：B路面宽度；bJ 路肩宽度；iJ 路肩横坡度；iG 路拱横坡度；ih 超高值；Lc 超高过渡段长度；x0 与路拱同坡度的单向超高点到超高过渡段起点的距离；hc 路基外缘最大抬高值；hc 路中线最大抬高值；hc 路基内缘最大降低值；hcx x距离处路基外缘抬高值；hcx x距离处路中线抬高值；hcx x距离处路基内缘降低值；b圆曲线加宽值；bx x距离处路基加宽值。具体计算成果见路基设计表（C31）。3. 加宽为满足汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，平曲线内侧相应增加路面、路基宽度，以确保曲线上行车的顺适和安全。规范规定圆曲线半径小于或等于250m时，应在圆曲线范围内设置加宽，每条车道加宽值应根据行驶车辆的车型确定。本设计路段圆曲线加宽值取0.8m，加宽缓和段长度取缓和曲线全长，在加宽过渡段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽，加宽过渡段内任意点的加宽值bx：bxLxLb（5.1）式中：Lx任意点距过渡段起点的距离（m）；L加宽过渡段长度（m）；b圆曲线上的全加宽。具体计算结果见路基设计表（C31）。5.2.5 视距的保证在道路的弯道设计中，除了要考虑诸如曲线半径R、超高、加宽等因素外，还必须注意路线内侧是否有树林、房屋、边坡等阻碍驾驶员的视线，这种处于隐蔽地段的弯道称为“暗弯”。根据所需横净距绘制包络线，即“视距曲线”。应保证视距曲线与轮迹线之间的范围通视。在弯道各点的横断面上，驾驶员视点轨迹线与视距曲线之间的距离叫横净距。设缓和曲线的横净距计算hRs1-cos-22+sin2-l-l（5.2）其中：arctanl6Rs1+ll+ll2l12(L-S)本设计视距要求经鸿业市政道路软件验证满足规范要求。第六章 路基设计6.1 概述道路路基是路面的基础，它承受着土体本身的自重和路面结构的策略，同时还承受由路面传递下来的行车荷载，所以路基是道路的承重主体。1. 路基设计应注意与沿线自然环境和城市景观相协调，并充分考虑道路沿线的地质和水文特点，有效利用原有地形，尽量做到填挖平衡，避免高填深挖。2. 路基土石方的借弃应结合当地城市规划，兼顾土质类型、土石方量、用地情况及运输条件等因素，合理选择取、弃地点。3. 路基设计应因地制宜，合理利用当地材料、工业废料与建筑渣土。生活垃圾不得用于路基填筑。4. 路基设计应充分考虑道路运行中的各种不利因素，减小变异性，保证耐久性。5. 路床顶面横坡应与路拱横坡一致。6. 路床填料应均匀、密实，最大粒径及最低强度应满足相关规范要求。7. 路床处治措施应根据土质、降水量、地下水类型及埋藏深度、加固材料来源等，经比选采用合适的施工方法。6.2 路基填料及其压实标准6.2.1 地基表层处理稳定斜坡上地基表层的处理应根据地面横坡的坡度确定：当地面横坡缓于1:5时，在清除地表草皮、腐殖土后，可直接在天然地面上填筑路堤；当地面横坡为1:51:2.5时，原地面应挖台阶，台阶宽度不应小于2m；当地面横坡陡于1:2.5时，必须验算路基沿基底及基底下软弱层的滑动稳定性。6.2.2 路基填料路基的强度和稳定性，取决于土的工程性质，并与填土的高度和施工技术相关。所以选择合适的路基填土对于整个道路的稳定与耐久至关重要。1. 路床填料最大粒径应小于100mm，路堤填料的最大粒径应小于150mm。2. 采用细粒土填筑路基时，填料最小强度应满足表6-1的要求，当不能满足要求时，可掺石灰或其它稳定材料处理。3. 浸水路堤应选用渗水性良好的材料填筑。当采用细砂、粉砂作填料时，应考虑振液化的影响。4. 采用粉煤灰填筑路基时，应预先调查料源并做好必要的室内试验。表6.1路基填料最小强度要求项目分类路床顶面以下深度（m）填料最小强度（CBR）（%）填方路基00.360.30.840.81.531.52零填及挖方路基00.360.30.846.2.3 压实标准路基施工破坏土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。为合路基具有足够的强度与稳定性，必须予以压实，以提高其密实程度。所以路基的压实工作也是提高路基强度与稳定性的根本技术措施。1. 路基应分层压实、均匀密实。2. 土质路基压实度就不低于表6.2的规定表6.2路基压实度要求项目分类路基顶面以下深度（m）压实度（%）填方路基00.8940.81.5921.591零填及挖方路基00.3940.30.83. 细粒土作填料时，土的含水率应接近最佳含水率6.2.4 特殊部位的路基填筑与压实1. 与相邻路基存在显著差异或不均匀连续的特殊部位，应保证路基的充分压实，使其在一定范围内与周边路基的强度和刚度基本一致。2. 半填半挖路基的填料应综合设计。土质挖方区，应优先采用渗水性好的材料填筑，同时对挖方区路床80cm范围内土体进行超挖回填碾压，并在填挖交界处路床范围内铺设土工格栅。3. 纵向填挖交界处应设置过渡段，土质地段过渡段宜采用级配较好的砾类土、砂类土、碎石填筑。6.3 路基土石方数量计算及调配路基土石方是道路工程的一项重要工程量，在设计和路线方案比较中，路基土石方数量是评价道路测设质量的主要技术经济指标之一。为编制道路施工组织计划、工程概预算施工计量支付提供依据。6.3.1 横断面面积计算路基填挖的断面积，是指横断面图中原地面线与路基设计线所围面积，高于地面线为填方，低于地面线为挖方，填挖面积应分别计算。常用的面积计算方法有：积距法、坐标法和数格子法。本设计横断面面积计算利用鸿业市政道路软件计算求得，具体计算结果详见土石方数量计算表（C34）。6.3.2 土石方数量计算路基土石方计算工作量较大，加之路基填挖的不规则性，要精确计算土石方体积是十分困难的，在工程上通常采用近似计算，即假定相邻两断面间为棱柱体，按平均断面法计算，其计算公式如下：V12A1+A2L（6.1）式中：V土石方体积(m3)A1、A2相邻两断面的面积(m3)L相邻断面之间的距离(m)6.3.3 路基土石方调配土石方调配是指在路基设计和施工中，合理调运挖方作为填方的作业。其目的是为确定填方用土的来源、挖弃土的去向，以及计价土石方的数量和运量等。通过调配，要合理地解决各路段土石方平衡与利用，使从路堑挖出的土石方，在经济调运条件下移挖作填，避免不必要的路外借土和弃土，以减少耕地占用，降低道路造价，减轻对环境的破坏。1. 土石方调配原则1) 在半填半挖断面中，应先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，再作纵向调配，以减少总的运输量。2) 应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越调运，尽可能避免和减少上坡运土。3) 为使调配合理，必须根据地形和施工条件，选用适当运输方式，确定合理经济运距，用以分析工程用土是调运还是外借。4) 土方调配“移挖作填”要考虑经济运距，综合考虑弃方或借方占地、赔偿青苗损失及对农业生产的影响乖。5) 不同的土方和石方应根据工程需要分别调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。6) 土方调配对借土和弃土应事先同地方协调，妥善处理。2. 土石方调配方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、土石方计算表调配法等。本设计采用土石方计算表调配法，其优点是方法简捷、调配清晰、精度满足设计要求。土石方调配后，应按下式进行复核检查：横向调运+纵向调运+借方填方（6.2）横向调运+纵向调运+弃方挖方（6.3）挖方+借方填方+弃方（6.4）3. 土石方调配计算1) 经济运距问题经济运距用以确定借土或调运的限界及距离。当调运距离小于经济运距是采取纵向调运是经济的；反之，则可考虑就近借土。计算公式如下：L经BT+L免（6.5）式中：L经经济运距(km)；B借土单价(元/m3)；T远运运费单价元/(m3km)；L免免费运距(km)。2) 换算系数问题本设计路段均为一般黏性土，其压实方与天然密实方的换算系数为1.16。在土石方调配中，所有的挖方无论是“弃”或“调”，都应计价；但对填方要根据用土来源决定是否计价。若是路外借土则要计价；移挖作填不要计价。因此计价土石方数量为：计价土石方数量挖方数量+借方数量一般工程上所说的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。本设计具体土石方调配见土石方数量计算表（C34）。6.4 边坡稳定性分析路基边坡滑坍是道路工程上常见的破坏现象之一。原因有多种：边坡坡度过大、自然因素，对河滩路堤、高路堤或软弱地基上的路堤，也可能因水流冲刷发生破坏。为此，须对可能失稳或已出现失稳的路基进行稳定性分析，保证路基设计满足稳定性要求。本设计路段内土质为一般黏性土，具有一定的粘结力，其边坡滑动面为曲面，可采用条分法、表解法、图解法、简化Bishop法进行分析计算。本设计最大填方高为6.52m，取6.6m作为计算高度；最大挖方深8.013m，取8.5m作为计算高度；路堤边坡坡度1:1.5，路堑边坡坡度为1:1；道路沿线土质均为一般黏性土，重度17kN/m3、内摩擦角30、黏结力c40kPa。1. 填方路堤边坡稳定性分析填方路基稳定性分析采用简化Bishop法，稳定安全系数Fs按下式计算确定，计算图示见图6-1。图6.1 简化Bshop法计算图示FsKiWi+Qisini（6.6）式中：Fs 稳定安全系数；Wi 第i条土条重力；i 第i条土条底滑面的倾角；Qi 第i条土垂直方向外力；Ki 系数，由土条滑弧所在的位置分别按以下两式计算。当土条i滑弧位于地基中时：Kicdibi+Wditandi+UWti+Qitandimi（6.7）式中：Wdi 第i土条地基部分的重力；Wti 第i土条填方路基部分的重力；bi 第i土条宽度；U 地基平均固结度；cdi 第i土条滑弧所在地基土层的黏结力和；di 第i土条滑弧所在地基土层的内摩擦角；mi 系数，按下式确定：micosi+sinitaniFs当土条i滑弧位于路基中时Kictibi+Wti+Qitantimi（6.8）式中：cti第i条土滑弧所在路基土的黏结力；ti第i土条滑弧所在路基土的等效内摩擦角。本设计采用里正岩土工程计算分析软件计算，计算结果见表5-3。表6.3路堤边坡滑动安全系数计算表ixlWNTEr1-0.000.97-12.426.969.7011.7213.5320.950.95-7.4220.1622.0813.4529.7131.890.95-2.4731.9732.6514.9846.0942.840.952.4742.4341.7616.3760.6553.790.957.4251.5249.6617.6571.7464.730.9712.4259.2356.5018.8578.0075.680.8817