路基路面工程.doc

摘要平蓟路因为道路等级低，且年久失修，承载能力差，交通运行环境已不能满足日益增多的交通量的要求，严重制约当地经济发展，对原有道路改建很有必要。本毕业设计主要内容就是平蓟路改建设计。该设计通过对原有道路等级、交通量（轴载）、道路损坏情况进行分析,核心内容包括平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、路面结构设计、附属设施设计(支护挡墙设计)等。平面设计应按照相关规范，结合已知资料初拟线形，并优化得到；纵断面设计也需按照规范，对坡长坡度及竖曲线进行设计；横断面设计是指横断要素的确定及路面超高加宽设计；路面结构设计应先初拟路面结构，再用验算软件对路面结构层厚度进行验算；以上设计均需用计算机辅助设计（AutoCAD）进行成图。这次改建设计提高了道路等级，线形得到优化，承载能力大幅提高，提升交通服务水平，对促进当地经济发展有重要意义。关键词：平面设计 路面结构设计 横断面 纵断面AbstractDue to the low grade road and disrepair, carrying capacity, Pingji roads traffic environment has been unable to meet the requirements of the increasing amount of traffic, which seriously restrict the development of local economy, so it is necessary to reconstruct the original road. The main content of this graduation design is the rebuilding design of the flat road.The design through the original grade of road and traffic volume (axle load), road damage were analyzed, the core content including plane linear design, vertical section design, cross section design, pavement structure design, ancillary facilities design (retaining wall design) etc. Graphic design should be in accordance with the relevant regulations, combined with the known data at the beginning of the proposed alignment, and optimized; longitudinal section design also need in accordance with the norms of slope gradient and slope length and vertical curve design, cross section design is refers to the transverse elements determination and pavement ultra high widening design; pavement structure design should be first proposed at the beginning of pavement structure, then the calculation software of pavement layer thickness checking; above all the design need to use Computer Aided Design (CAD) for mapping.The reconstruction design improves the road grade, not only the alignment is optimized, the carrying capacity is greatly improved, but also the transportation service level is improved, and it is important to promote the local economic development.Keywords: plane design pavement structure design cross section longitudinal section35 第1章 总述1.1 工程概况与背景总述平蓟路位于北京市平谷区城东，全长15.98km,是一条市级公路。经过上宅及金海湖到北京市与天津市交界，而后经马平线及津围线到天津市蓟县。西接顺平路，东联马平线。分平地、山区两路段。由于该路修建时间早，道路等级较低，且路面老化严重，出现大面积的破损，出网裂，坑槽，沉陷等病害很严重。该路已不能满足当地经济和交通的快速发展。为改善该地区交通环境，进一步完善该地区路网布置，促进道路沿线地区经济发展，该路的改建工作很有必要。本次改建路段设计选取的路段为K0+000K2+110，全长2.11km。1.2 主要技术标准设计等级：公路一级设计速度：60km/h标准轴载：BZZ-100路面类型：沥青混凝土路面1.3 设计思路旧路改建项目跟新建道路的最大不同在于道路改建是对原有标准过低的道路和其沿线设施的优化，提升道路等级和交通服务水平。主要思路：首先应调查该道路的技术状况，包括技术等级、弯沉、交通轴载、平纵线形、旧路结构及破损状况。然后按照相应设计规范设计并优化，最后选择最佳方案具体建设程序如图1-1。旧路调查交通量道路现状调查交通（轴载）调查轴载交通构成路面结构弯沉破损率技术标准设计方案设计路面结构设计挡墙设计横断面设计纵断面设计平面设计图1-1改建设计流程图第2章 道路现状调查2.1 旧路破损状况原有道路等级为公路三级，据已知资料，路面车道宽78.5米，路基宽8.510m。经调查得出平蓟路的主要路面病害有网裂，下沉，坑槽，纵横缝等如图2-1、图2-2。 图2-1 裂缝 图2-2 坑槽（1）路面综合破损率（DR）路面综合破损率DR按式2-1计算 （2-1）式中，路段内的折合破损面积（）；路段的路面总面积（）；第i类损坏、j类严重程度的实际破损面积（）；第i类损坏、j类严重程度的换算系数；（2）路面状况指数路面状况指数PCI的数值范围是0100。其值越大，路况越好。PCI的计算公式为式2-2。 （2-2）将资料所给数据代入式2-1、式2-2得出结果：平蓟路路面破损综合率（DR）17.567.7%，且路面状况指数最高为48，最低为17，路面状况评价主要为次和差，路面破损较为严重，破损的主要形式是龟裂、网裂、坑槽。现场调查可知，平蓟路路面结构已大面积的龟裂、网裂，不及时修复，会不断出现扩大的坑槽，局部挖补不能彻底根除病害，养护成本加大，对行车安全也带来隐患，所以很有必要进行改建。2.2 现状路面结构分析为了全面分析路面破损的原因，我们对原路面进行了探坑调查，详见图2-3ai及表2-1 a探坑K0+100 b探坑K0+300 c探坑K0+500d探坑K0+700 e探坑K1+300 f探坑K1+500g探坑K1+700 h探坑K1+900 i探坑K2+900图2-3 路面探坑调查图从表2-1可以看出路面结构主要分为三类：第一类：K0+000K1+430，砂石料基层20-33cm（大部分为23cm左右）+2.5-9cm沥青混凝土面层（大部分为5cm）；第二类：K1+450K2+211，10-22cm砂石料底基层+8-15cm无机料基层+2.5-4cm沥青混凝土面层；第三类：K1+410K1+450，为15-25cm无机料基层+5-10cm沥青混凝土面层。表2-1 平蓟路K0+000K2+110现有路面结构调查表勘探点号勘探点里程路面结构总厚度勘探点号勘探点里程路面结构总厚度1K0+1007cm沥青砼20cm级配砂砾277K1+3809cm沥青砼20cm级配砂砾292K0+3005cm沥青砼25cm级配砂砾308K1+4305cm沥青砼25cm无机料基层303K0+5505cm沥青砼25cm级配砂砾309K1+44010cm沥青砼15cm无机料基层254K0+7005cm沥青砼22cm级配砂砾2710K1+5004cm沥青砼15cm无机料基层10cm级配砂砾295K0+9007.5cm沥青砼23cm级配砂砾30.511K2+1002.5cm沥青砼8cm无机料基层22cm级配砂砾32.56K1+1002.5cm沥青砼33cm级配砂砾35.5由以上资料可知，平蓟路旧路基层结构主要为砂石料，属于柔性基层，其抗压模量远低于沥青混凝土，再加上土基的抗压模量也较低，因此整个结构层的抗剪能力很差，所以在荷载的作用下，面层容易产生裂缝，加上雨水渗入车轮驶过后产生的泵吸作用，基层结构也会发生变化，裂缝逐步扩大、扩散，龟裂、网裂和坑槽日益增多。第二、三类中虽有一层半刚性基层，但太薄，沥青面层也过薄，从目前路面损坏的情况看情况较为严重。所以从旧路结构及厚度分析，应进行改建设计，采取罩面补强或者直接新建道路，提高路面承载能力。2.3 交通量（轴载）调查分析首先应对平蓟路原有交通状况作出评价与预测，根据所给资料路段年平均日交通量统计报表，并按照公路工程技术标准（JTGB01-2003）要求，进行交通量换算应以小客车为标准车型。具体换算结果如表2-1：表2-1 平蓟路机动车2014年平均日交通量一览表年份项目机动车合计小货中货大货特大货小客大客拖挂车和集装箱拖拉机摩托车2014自然车型数量379273102862339186683787394550自然车型比例（）8.336.002.241.8951.414.091.498.3116.24100标准车型折算系数11.52311.5340.5-标准车型数量379410204258233927920415123705955标准车型比例（）6.226.7216.474.2331.804.583.3524.806.07100从表2-1中可以看出2014年该路段主要交通组成为小客车，大货车，小货车，拖拉机，特大货车，中货车，大客车，集装箱及拖挂车。折算成标准车型为5955辆/日。对于原有道路等级为三级的旧路，交通量偏大，这也是道路破损严重的重要原因。从附表1中可以得到年平均日交通量为7485辆/日。交通量预测基年为2014年，预测年限为15年，即预测2029年末的交通量。按以年平均增长率5作为道路年增长率。平蓟路2015年的交通量为7485（1+0.05）=7860辆/日平蓟路2015年起第15年末（2029）预计交通量为：辆/日（标准小客车），符合道路等级一级标准。公路沥青路面设计规范（JTJ014-97）中规定：路面设计以单轴双轮组轴载100kN作为标准轴载，用BZZ100表示。凡轴载大于25kN的各类轴载的作用次数，均应换算成标准轴载P的当量作用次数，简称当量轴次。累计当量轴次 （2-3）式中，代表标准轴载的当量轴次，次/日； 被换算前车型各级轴载作用次数，次/日；标准轴载，kN; 被换算车型的各级轴载，kN; 轴数系数；轴间距大于3m时，；，按双轴或多轴算，,为轴数； 轮组系数；双轮组为1，单车组为6.4，四轮组为0.38表2-2 各类车型轴载换算表车型位置C1C2NiPi（25kN）P当量轴次n小客红旗前轴11233911.51000后轴112339231000大客CA50前轴16.418628.71005.2后轴1118668.210035.2小货吉尔130前轴16.437925.751006.6后轴1137959.510039.6中货CA390前轴16.427335100181.6后轴1127370.1510058.4大货JN150前轴16.41024910029.3后轴11102101.6100109.3特大货日ZM440前轴16.4866010059.7后轴2.2186100100189.2集装及拖挂五十铃前轴16.4686010047.2后轴2.2168100100149.6拖拉机时风前轴16.437828.710010.6后轴2.2137868.7100162.4累计当量轴次N1083.9设竣工后第一年的累计当量轴次为， (2-4) 则由式2-4计算可得为1709次/日。 设计年限内一个车道上 累计当量轴次Ne则可以用下式计算， (2-5)式中，设计年限内一个车道上累计当量轴次，次； 路面竣工后一年内双向日平均当量轴次，次/日；交通量年平均增长率，； 设计年限，年； 车道系数，取0.5。因此，路面设计年限内一个车道累计当量轴次4481918次。2.4 现状路面弯沉值调查分析由实测弯沉数据，根据相关公式，计算出原来路面计算弯沉值和当量回弹模量。其中计算有关参数取值如式2-6。 （2-6）式中，实测弯沉平均值，S均方差季节性影响系数，取1.0湿度影响系数，取1.0温度影响系数，取1.0三级公路保证率系数1.3原路面当量回弹模量计算公式为2-7： （2-7）式中，标准轴载车型轮胎接地压强，Mpa 标准轴载单轮传压面当量圆半径，cm轮板对比值， 1.1 原路面当量回弹模量扩大系数， 1.0作为路面厚度计算的主要依据，设计弯沉值一般表征路面整体刚度大小。设计弯沉值可按式2-8计算 （2-8）计算结果见附表2-1平蓟路路面弯沉及分析表。由附表平蓟路路面弯沉及分析表中结果可得路面结构层损坏严重，结构强度状况等级主要为“次”和“差”，路面的损坏程度与路面的承载能力有着密切的关系，随着道路被使用，承载能力也逐渐下降，路面的破损程度也随之日益加重，从上表可以看出，平蓟路路面强度指数为差或次，这说明平蓟路土基的承载能力基本已经丧失。所以从路面实测弯沉分析，本次改建时应采取补强、罩面，使路面结构适应交通量的需求。第3章 道路平面设计直线、圆曲线以及缓和曲线被称作平面线形的三要素，三个线性要素可以组成不同平面线形组合。此外，为了保证车辆行驶的平稳性、安全性，行车视距也是一个不可忽视的重要因素。进行线路平面设计优化后的线路应满足公路路线设计规范、公路工程技术标准及当地的地形、地貌及地质条件等。3.1 旧路线形拟合将资料所给出的原有道路中线坐标导入AutoCAD中，首先把某些明显错误的坐标点去除，然后将其它点按照顺序用多段线拟合，生成中线图形。这时应该把直线拟合出来（在中线上选取两个点，其它多余点即可舍去，这两点定的线应能原有线路大致吻合），以此类推，拟合出其它的直线，两相邻的直线的交点即为JD1，JD2等。3.2 圆曲线设计由已知资料可得原有旧路为公路3级标准，JD1处圆曲线半径为100m，设计时速为40km/h。而改建后的道路等级为一级路，据公路路线设计规范、公路工程技术标准中的有关规定一级路的一般最小半径为200m，则曲线段需进行重新设计定线。在考虑新曲线的选取时应考虑如下几个方面：（1）本着尽可能多的利用旧路，尽量减少拆迁征地，线形与旧路尽量保持一致；（2）首先要满足极限最小半径要求，且圆曲线半径一般采用极限最小半径的48倍，但是根据实际情况，不排除在这个范围之外选取；（3）若地形条件不允许，可大于或等于一般最小半径；（4）平纵线形组合应协调设计。（5）每个弯道半径确定时，应根据当地的地形、地物、建筑物、地质等其他条件的要求，用外距、切线长、曲线长、合成纵坡等控制条件反算，并结合标准综合确定。综合考虑以上条件，初步拟定JD1处曲线半径为400m，则根据两条切线及半径可以拟合出圆曲线，经过多次反复拟合，确定最佳曲线行即为400m。3.3 缓和曲线设计设置缓和曲线的目的：（1）合理设置缓和曲线保证行驶安全、舒适、平稳。（2）曲率半径及离心率平稳过度，乘客不舒服感减少。（3）超高及加宽也可随之逐渐变化，（4）直缓曲完美衔接，线形更优美。综合考虑以上要求，且按照公路路线设计规范、公路工程技术标准中的有关技术设计标准，新建线路为公路一级，需设计缓和曲线，而且缓和曲线一般为回旋线。设计行车速度为60km/h缓和曲线的最小长度为50m，缓和曲线的长度还应考虑以下两方面：在公路设计中，离心加速度一般0.6 m/ ，且有式3-1 （3-1）又缓和曲的最小长度有式3-2 （3-2）则代入数据得=19.14。按司机反应时间考虑计算，计算方法为式3-3， （3-3）又一般要求操作时间不小于3s,则得式3-4， （3-4）则代入数据可得50，所以取最小缓和曲线长度为50m。3.4 直线设计根据拟合后所得路线可得该改建后的道路共有直线段两条，分别为k0+000k0+191.884，k0+905.084k2+110。由于两点就可以确定一条直线，直线线形较为简单，容易测设。关于直线的最大最小长度的确定，理论上并没有一个确切的定论，主要是根据驾驶员的视觉反应及心理的承受能力来确定，但据国外资料，行车速度大于或等于60km/h的公路，最大直线长度可按计算行车速度70s行驶的长度确定。那么改建后道路的最大直线长度为1167m。大量观测资料证明，行车速度越高，司机的注视点越远，公路工程技术标准(JTG B012003)中规定数值上大约等于行车速度（以km/h计）的6倍（以m计）1。经计算得出两条线路均满足要求。3.5 曲线要素计算JD1处的坐标为（337677.383,499694.333），桩号为k0+653.674,转角=95，取半径为400m。（1）缓和曲线长度：由离心率方面考虑得 由司机操作反应时间考虑得综上，取缓和曲线长度为50m。（2）圆曲线内移值（3）切线总长T：切线增值 切线总长 （4）曲线总长度（5）缓和曲线角 （6）外距： （7）切曲差满足公路路线设计规范（JTG D202006）设计时速为60km/h时平曲线最小长度为100m的要求，其中圆曲线长度为613.2（8）主点桩号计算JDTK0+653.674461.80428ZHK0+191.86972+50HYK0+241.86972663.2249HZK0+905.09462-50YH K0+855.09462306.61245QZK0+548.48217105.194JDK0+653.6743.6 视距3.6.1 停车视距公路工程技术标准（JTG B012003）中规定高速公路和一级公路只需考虑停车视距，而会车视距、超车视距等无需考虑，停车视距就是当汽车行驶时标准情况下（视高为1.2m物高为0.1m），驾驶员从看到起障碍物起，直到安全停下所行驶过的距离。停车视距可分为反应距离、制动距离和安全距离三部分，计算公式为式3-5。 （3-5）式中，停车视距，/m； 反应距离，/m；制动距离，/m；安全距离，/m；我国的公路工程技术标准（JTG B012003）中规定设计时速为60km/h的高速公路和一级公路的停车视距为75m。3.6.2 视距的保证当驾驶人员驾车行驶在弯道处式，他的视线可能被某个范围内的树木、建筑等其它障碍物挡住，容易发生危险，所以视距必须得保证。为了使设计视距得到保证，对视距的检查，首先应计算出保证设计视距所需的最大横净距，其次是实际情况所能提供的能通视的横净距，只有，才能满足要求。假设驾驶员的视线为地面线以上1.2m,驾驶员位置距未加宽时路面内边缘的水平距离为1.5m。且取视点为起算点，则车辆在弯道行驶时的视点运动轨迹半径为式3-6. (3-6)则试点轨迹曲线长,且有， (3-7)代入数据可计算得398，=660.0m。因为，则 (3-8) 上述方法算得横净距是弯道上的一个最大值，仅对该断面进行检查，并不能保证对整个弯道范围内设计视距均能得到满足。因此，必要时应对整个弯道范围内进行检查，最直观的方法是采用视距包络图法。包络图法的的主要步骤：按比例画出弯道平面图，并分别画出路面边缘线、路基边线，道路中线及行车轨迹线等由平曲线的起终点向直线段方向沿轨迹线量取设计视距S长度，将轨迹线均分为10等分5再分别从这十个等分点沿轨迹方向量取设计视距S，得到对应的10个对应点，再分别将等分点与对应点连成直线，用一条曲线分别与各条直线段内切，则这条内切曲线即为视距包络线，需要清除障碍物的范围就是视距包络线与障碍线之间的部分5。至此，道路平面设计已完成，平面设计成果见附图SJ-1“平面设计图”。第4章 纵断面设计纵断面设计要求是通过对道路等级的变化、构造物标高及沿线自然情况分析，来确定出路线适合的标高、每个坡段的坡度和坡长，以及设计出合适的竖曲线。简单来说就是达到纵坡均匀平顺、坡度及竖曲线长短适当、平纵组合设计协调统一、填挖经济适用的设计目的。4.1 旧路纵断线形拟合将已给资料中的所有里程点的高程导入AutoCAD中，然后观察并选择其中一些特殊的偏出线性之外的特殊点删除，点绘得到的一条不规则折线就是一条道路中线纵断面地形图（地面线图）。并以此地面线图拟合出道路纵断面图。拟合出道路纵断面图的要点在于以下几个方面：（1）道路原有线形尽量与地面线线形大致吻合（2）应符合原有道路等级标准的要求，包括纵坡坡长、坡度、竖曲线等要素。4.2 纵坡及坡长设计4.2.1 纵坡设计一般要求在设计纵坡时，必须满足公路工程技术标准（JTG B012003）和城市道路设计规范中的有关规定。应对沿线的地形地貌、气候、地质、水文、地上建筑物、地下管线等进行综合合理思考。应具有一定的平顺连续性，起伏变化不宜过大，不应采用极限最大纵坡，缓和坡段设置应合理，不应采用连续极限纵坡。道路路基的填挖方设计应考虑平衡且经济适用的原则。平原微丘地带地下水位较高，水系丰富，应满足最小填土高度和最小纵坡要求以保证路基强度与稳定性。4.2.2 纵坡设计最大纵坡是道路纵断面设计的重要控制指标，是指公路在进行纵坡设计时所允许采用的最大坡度值，设计时应综合充分考虑该地区哥代表车型、自然环境、道路等级、交通状况等因素影响。我国公路工程技术标准（JTG B012003）规定设计时速为60km/h一级公路的最大纵坡为5%。为保障行车快速安全，一般会把纵坡设计的小一些，但是为保证排水要求，会设置不小于0.3%的道路纵坡,但一般以不小于0.5%为宜。由附表纵断面设计图中可以得出平蓟路该路段共有3个变坡点，四段坡，坡度分别为1.43、2.92、5、0.58，均满足公路纵坡设计的坡度要求。4.2.3 坡长限制（1）最短坡长限制坡长的最短值限制因素主要是汽车行驶的平顺性方面，若坡长过短，则变坡点相应增多，汽车在地形起伏过大的地段行驶会引起增重与减重的频繁变化，会使乘客感到不适，另外视觉效果、路容美观和纵面视距等因素也需要保证最短长度7。我国公路工程技术标准（JTG B012003）规定一级公路设计时速60km/h的最短坡长为150m，大约为行车速度9s的行程1。（2）最大坡长限制不同设计时速、不同纵坡坡度公路最大坡长规定如表4-1表4-1公路纵坡坡长限制表设计速度(km/h)1201008060403020纵坡坡度（%）39001000110012004700800900100011001100120056007008009009001000650060070070080075005006008300300400920030010200经计算可得出纵坡的坡长分别为840m、480m、280m、510m,且坡长均满足规范要求。4.3 竖曲线设计竖曲线设计主要内容就是选取合适的竖曲线半径，然后进行再进行竖曲线要素、桩号计算。4.3.1 竖曲线要素计算竖曲线要素的计算公式为式4-1、4-2、4-3及4-4， （4-1） （4-2） （4-3） （4-4）式中，竖曲线半径，m；切线长，m；竖曲线长，m；外矢距，m； 竖曲线上任意一点到曲线起点或中点的水平距离，0，；竖曲线上对应的点到坡度线的高差，也称修正值或竖距，m。设计时速为60km/h的平蓟路的变坡点BP1桩号为K0+840，变坡点高程为40m,且两相邻纵坡分别为=-1.43%，=2.92%，则=-0.043450，应设置凹形竖曲线。而原有旧路竖曲线半径为3000m，满足标准规定最小半径1500m的要求。曲线长度（竖曲线最小长度要求）切线长度外矢距4.3.2 竖曲线起终点桩号高程计算竖曲线起点桩号： K084065.175K0774.825竖曲线起点高程： 400.0142865.17540.931竖曲线终点桩号： K084065.175K0905.175竖曲线起点高程： 400.029265.17541.901同理，可得其它变坡点处竖曲线的要素计算结果如表4-2，表4-2变坡点竖曲线要素计算表竖曲线半径曲线长切线长外矢距起点桩号起点高程终点桩号终点高程14000160.480.20.804K0+719.841.717K0+834.542.64123500277.2138.62.744K1+181.449.958K1+458.647.07133000167.483.71.168K1+516.344.342K1+683.740.643由表4-2中可得原有旧路的竖曲线的半径、坡长、坡度等要素均满足我国公路工程技术标准（JTG B012003）中有关最小半径、极限坡长的的要求,所以保留原有线路纵断线形。4.4视觉分析及平纵线形组合4.4.1 视觉分析视觉分析从驾驶员的视觉心理出发，通过对道路周边景观、建筑构造物以及道路的空间线形进行分析，这样不仅保持了视觉的连续性，还使道路使用者有足够的安全感与舒适感。控制公路线形的两个主要因素：（1）汽车动力学与行驶力学要求；（2）视觉和心理上感觉舒适、安全。4.4.2 平纵线形组合设计平纵线形组合设计是指既要满足汽车运动学和运动力学，又要满足视觉和心理上上的舒适、安全，以及具备良好的排水条件、与周围环境的协调。平纵线形设计的基本要求：（1）平竖曲线大致应相互重合，竖曲线应比平曲线稍短，这就是所谓的“平包纵”。且竖曲线的起终点最好位于平曲线的两个缓和曲线内，若做不好较好满足平纵组合，平曲线最好位于竖曲线直坡段或竖曲线位于平面线形的直线段上。经检验竖曲线1位于平曲线里，满足要求7。（2）保持平竖曲线大小均衡。当平曲线半径在1000m以下时，竖曲线半径应为平曲线的1020倍，当平曲线缓而长，纵断面坡差较小时，平纵曲线可不一一对应。经检验竖曲线半径1（4000m）是平曲线半径（400m）的10倍，满足要求。7（3）选择合适的合成纵坡，过大对行车不利，过小不利排水。合成坡度一般不小于0.5%。（4）应避免的组合避免竖曲线的顶底部插入小半径平曲线避免将小半径的平曲线起终点设在或接近竖曲线的底部或顶部避免出现竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。避免小半径的竖曲线与平曲线缓和曲线段重合避免出现驾驶员视线中断的线形，如跳跃、驼峰、暗凹等。7经以上分析与设计，成果见附图SJ-2-1、SJ-2-2、SJ-2-3“平蓟路纵断面设计图”。第5章 横断面设计5.1 横断面组成一级公路的标准横断面组成主要包括：行车道、中间带、路缘石、路肩、边坡、排水设施（边沟、排水沟、截水沟等）等，根据需要，可能需要布置紧急停车带、变速车道、护坡道等。5.2 横断面要素确定在实际横断面设计中，应充分考虑公路等级、自然环境以及交通量大小等，根据公路工程技术标准（JTG B012003）和公路路线设计规范（JTG B202006）的有关规定拟设平蓟路基为整体式路基，平蓟路的横断面要素设定如下：（1）路基宽度23.00m，双向4车道，车道宽3.5m，中间带宽度3.00m，中央分隔带宽度2.00m，中间带内两条左侧路缘带分别为0.5m。（2）取右侧硬路肩的宽度为2.5m，土路肩宽度为0.5m，且在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，宽度为0.5m。（3）路拱及横坡度路拱坡度一般采用双向坡面，由路中央向两边倾斜，取该路基标准横断面的路拱横坡度为1.5%。（4）路肩横坡度直线段硬路肩横坡度一般与行车道横坡相同，取坡度值为3%；圆曲线段的硬路肩横坡，曲线内外坡度的方向及横坡度应与相邻车道相同。5一级公路土路肩的横坡，直线路段或位于曲线较低一侧土路肩横坡度，应与行车道横坡相同或大于1%2%，取4%；曲线或过渡段较高一侧，采用3%4%的反向横坡度。5（5）路缘石路缘石一般设置在分隔带与行车道，人行道与路面线之间，选择斜式路缘石，宽和高分别为12cm、10cm，高出路面10cm。（6）边坡路堤的边坡设计应充分考虑填料、气候、基底及水文地质来进行选定，边坡设计一般采用直线型，高度设为10m，边坡坡度设为1:1.5。（7）加宽计算公路工程技术标准（JTG B012003）中规定“平曲线半径小于等于250m时，需设置加宽”，1而此次设计平曲线半径为400m，所以不用设置加宽。（8）超高设计超高设置的必要性为抵消车辆在弯道处产生的离心力，需在弯道外侧设置超高，即外侧高于内侧的单向横坡，从而提高车辆的稳定性与安全性。圆曲线超高横坡度横坡度的确定应充分考虑当地自然条件、道路等级、圆曲线半径，并结合交通组成和路面结构等，然后需查阅公路路线设计规范得其最大值最小值分别为10%、3%，选取4%作为超高横坡度。（9）超高缓和段设计超高缓和段过渡形式选择“绕中央分隔带边缘旋转”，5此时中央分隔带保持水平。超高缓和段最适长度确定：一是缓和段长度越长，舒适性越好；二是缓和坡度越短，越有利于排水。超高缓和段长度按式6-1计算： （5-1）式中：超高缓和段长度（m）； 旋转轴到路缘带外侧的宽度（m）； 路拱高度与旋转轴外侧超高的代数差； 设计时速60km/h超高旋转轴位置为中央分隔带边缘线的超高渐变率为1/125；绕中央分隔带边缘旋转： （5-2）式中：半幅行车道宽度（m）； 左侧路缘带宽度（m）； 右侧路缘带宽度（m）； 超高横坡度； 路拱横坡度。代入数据得超高缓和段长度一般为5的倍数，取，又因为，且，因此。（10）超高值的计算绕中央分隔带边缘旋转就是指将两侧行车道分别绕中央分隔带旋转，独立成超高断面，中央分隔带一直保持原有水平状态，两侧超高均从超高缓和段起点开始。其超高值计算公式如表5-1表5-1 绕中央分隔带边缘旋转超高值计算公式超高位置计算公式行车道横坡值备注外侧C计算结果为与设计高之差，设计高程为中央分隔带外侧边缘的高程，x=Lc时为圆曲线超高D0内侧C0D对于硬路肩外侧边缘、路基边缘的超高值，可根据路肩横坡和宽度从行车道外边缘推算即可。曲线1，计算其各桩号处的超高值：因为不设超高时的半径为1500m，此点距ZH点的距离为：所以超高起点为K0+205.203（K0+891.667）。直线段的硬路肩与行车道同为3%；直线段土路肩、内外侧的硬路肩坡度与行车道相同均为4%；圆曲线内侧和外侧的土路肩分别为4%、-3%；。分别计算出各桩号距离超高起点的x值，然后代入超高值计算结果表5-2中。表中点距中央分隔带边缘的宽度分别为10.5m，10m，8m，0m。横断面设计图及超高设计图见附图SJ-3-1、SJ-3-2。表5-2超高值计算结果表桩号内侧（左侧）外侧（右侧）-0.158-0.15-0.1200-0.12-0.15-0.1575-0.286-0.265-0.21800-0.218-0.265-0.286-0.42-0.4-0.32000.320.40.42-0.42-0.4-0.32000.320.40.42-0.42-0.4-0.32000.320.40.42-0.158-0.15-0.1200-0.12-0.15-0.158第6章 路面结构设计6.1 路面结构总体设计该段路的路面结构设计包括新建路段的路面结构设计和原有旧路路面补强或罩面，路面补强包括原有路面结构调查与强度评定，补强层组合设计与厚度设计。由附表平蓟路路面弯沉及分析表可以得到结构强度状况等级主要为“次”和“差”，路面结构的承载能力同损坏状况有内在联系，使用过程中，随着承载能力的逐渐下降，路面的破坏程度也逐渐加重。综合考虑旧路的路面结构以及新路的设计，将路面结构设计分为以下三种情况；（1）补强结构路段：K0+000K0+191.870、K1+000K2+110，应采用：从上到下分别为3cm细粒式沥青混凝土、4cm中粒式沥青混凝土、6cm粗粒式沥青混凝土、20cm稳定碎石、25cm二灰土；（2）罩面结构路段：K905+000K1+000，拟采用：从上到下分别为3cm细粒式改性沥青混凝土、4cm中粒式沥青混凝土、6cm粗粒式沥青混凝土、20cm稳定碎石以及25cm二灰土；（3）需新建路段：K0+191.870K0+905，采用如下路面结构：从上到下分别为4cm细粒式沥青混凝土、5cm中粒式沥青混凝土、6cm粗粒式沥青混凝土、稳定碎石未知（为设计层）、25cm二灰土。6.2 路面设计指标计算过程6.2.1 新建路面要素计算（1）由2.4节 现状路面弯沉值调查分析可得设计弯沉值为式5-1 （6-1）（2）各层材料按容许层底拉应力，按公式5-2计算： （6-2）式中 ：路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）；容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载的作用下的疲劳弯拉应力（Mpa）； 抗拉强度结构系数。沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数： 水泥稳定碎石的抗拉强度结构系数： 二灰土的抗拉强度结构系数： 则可得表5-1结构层容许弯拉应力表表5-1结构层容许弯拉应力表材料名称（Mpa）（Mpa）细粒沥青混凝土1.44.310.32中粒沥青混凝土1.04.310.23粗粒沥青混凝土0.84.310.19水泥稳定碎石0.52.420.21二灰土0.253.120.08（3）路面结构层厚度计算（查图法）理论弯沉系数的确定 （6-3）式中：当量圆半径；弯沉综合修正系数， （6-4）因此， =5.16确定设计层厚度采用三层体系表面弯沉系数图，=4/10.65=0.376 由图查得：=6.22。=4/10.65=0.376 =50/1200=0.042；由图查得。又因为=0.715，=0.042，则查表得：=7.26，= 10.657.26=40.47cm由可知：，因为=40.4