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某市 新建 二级 公路 设计

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某市新建二级公路设计,某市,新建,二级,公路,设计

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路基土石方数量计算表第 1 页 共 1 页桩 号横 断 面距离(m)挖 方 分 类 及 数 量 (m3)填 方 数 量 (m3)利 用 方 数 量 及 调 配 (m3)借 方 数 量弃 方 数 量备 注面 积总数量土石(m3)及运距(m3)及运距(m2)本桩利用填 缺挖 余远运利用及纵向调配示意(Km)(Km)挖方填方%数量%数量%数量%数量%数量%数量总数量土石土石土石土石土石土石12356789101112131415161718192021222324252627282930313233K0+000K0+02020206020K0+04020206020K0+06020206020K0+08020206020K0+10020206020K0+12020206020K0+14020206020K0+16020206020K0+18020206020K0+20020206020K0+22020206020K0+24020206020K0+26020206020K0+28020206020K0+30020206020K0+32020206020K0+34020206020K0+36020206020小 计累 计编制：复核：郑州航空工业管理学院毕 业 论 文（设 计） 2012 届土木工程（道路桥梁方向）专业 1009951 班级题 目 某市新建二级公路 姓 名 刘永辉 学号 100995112 指导教师 潘春风 职称 讲 师 二 一 二 年 五 月 十八 日The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Secondary Highway Design in Central Regions Candidate： liuyonghui Specialty：Civil EngineeringStudent No.:100995112Supervisor：Pan Chunfeng 1内内 容容 摘摘 要要本设计路段位于中部山岭区，根据该路段的地质、地形、地物、水文等自然条件，经过实地踏勘，依据相关技术标准进行设计。本设计内容包括平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、路基路面设计和挡土墙设计，通过应用 AutoCAD，按老师指导和要求完成整条路线的初步设计。平面线设计包括纸上选线、定线，圆曲线、缓和曲线参数设定等；纵断面设计包括拉坡、竖曲线设计等；横断面设计中为确保道路的使用年限，在路段上还做了边坡防护和排水设计；路面设计采用沥青混凝土路面。整个设计计算了路线的平、纵、横要素,设计了路基、路面、挡土墙等内容,由此圆满完成了中部某市新建二级公路初步设计。关关 键键 词词二级公路；线形设计；纵断面设计；横断面设计2AbstractThe secondary highway design is based on geology section, topography, terrain, hydrology, other natural conditions and relevant technical standards for design. This secondary highway design includes several parts: horizontal alignment design, longitudinal design, cross-sectional design, pavement design and retaining wall design. Through the application of AutoCAD and the tutors guidance, I accomplish the preliminary design of the highway. Alignment design is consist of plane alignment design, circular curves, transition curve parameter settings, etc. Profile Design includes pull-slope, vertical curve design. To ensure the service life of the highway, I increase slope protection and drainage design in the section of cross-sectional design. In the last part, I adopt asphalt concrete as the material of the pavement. KeywordsAlignment design；Longitudinal design；Cross-sectional design；Asphalt concrete pavement 3目 录第一章 设计总说明书 .51.1.毕业设计的目的 .51.2.设计任务 .51.3.道路基本概况 .61.4道路等级和技术标准 .71.5道路采用的技术经济指标 .91.6. 设计依据 .10第二章 道路选线和定线 .122.1道路选线 .122.2道路定线 .132.3 路线方案比选.15第三章 道路平面设计 .173.1.平面设计原则 .173.2确定各平曲线半径及缓和曲线长度 .173.3平曲线设计原则 .19第四章 道路纵断面设计 .214.1纵坡设计 .214.2.竖曲线设计 .274.3.道路纵断面图的绘制 .304第五章 道路横断面设计 .315.1.道路横断面设计原则 .315.2.道路横断面设计方法和步骤 .315.3.道路横断面组成和类型 .325.4.道路行车道、路肩、路拱设计 .325.5.平曲线超高设计 .335.6.平曲线加宽设计 .375.7.道路横断面设计图的绘制 .385.8.路基设计表 .385.9.路基土石方数量计算与调配 .39第六章 道路路基设计 .426.1.路基设计 .426.2.路基排水结构设计 .476.3.路基加固与坡面防护 .48第七章 道路路面设计.507.1.沥青路面设计 .507.2.沥青路面设计步骤 .517.3.沥青路面计算 .52第八章 环保设计 .658.1 环保设计规范 .65第九章 挡土墙设计 .669.1.挡土墙的分类及用途 .6659.2.重力式挡土墙的构造与布置重力式挡土墙的构造与布置 .679.3.本设计路段挡土墙设计算例 .72结 论 .89致致 谢谢 .90参考文献 .916山西晋城某地新建二级公路100995112 刘永辉 指导老师 潘春风 讲师第一章 设计总说明书1.1.毕业设计的目的毕业设计是学生综合运用在校期间所学的理论，完成符合生产实际要求的公路工程设计任务，是提高学生的综合运用能力、促进学生由知识向能力转化的重要实践性教学环节，是对学生所学知识与技术的全面检验。在教师指导下，独立、系统、全面地完成公路设计，使学生掌握公路线形设计、工程实体设计以及设计文件编制的全过程。通过毕业设计，既有助于提高学生综合运用知识的能力，同时也有助于以后在工作岗位能很快的适应工作环境。1.2.设计任务 本次设计任务主要包括：依据地形图完成给定的初步设计。1.2.1 路线设计路线设计主要解决公路路线空间位置问题，其内容包括：1) 路线平面设计：包括中线的平面设计以及路线平面图的绘制等。2) 路线纵断面设计：包括纵断面拉坡，平纵线形综合处理，竖曲线设计以及中桩的填挖高度计算和纵断面图的绘制等。73）路线横断面设计：包括一般与特殊横断面设计，弯道超高、加宽。1.2.2 结构设计 结构设计主要解决公路各种人工构造物的具体布设位置，结构类型设计和结构尺寸设计等，其内容包括：1) 路基设计：选择路基断面形式，确定路基宽度；选择路堤填料与压实标准；确定边坡形状与坡度；路基排水结构设计；坡面防护与加固设计。2) 路面设计，路面结构组合设计(面层、基层、垫层等设计)，路肩加固设计等。1.3.道路基本概况1.3.1道路所在地区气象资料本设计路段位于山西晋城地区，属于暖温带季风气候，四季较分明，春季干旱多风，夏季受东南亚季风气候影响，炎热多雨，秋季温和凉爽，阴雨较多，冬季受西伯利亚高压气流控制，气候寒冷，雨雪稀少，平均气温 11.7 度，极端最高气温 40.2 度，最低气温-19.7 度，多年平均风速 2.2 米/秒。1.3.2沿线的工程地质及水文地质情况本设计路段位于山岭重丘区，沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡地下水 3 米以下，洼地地下水 1.5 米以下。1.3.3沿线的植被及土壤分布情况沿线树木较多，沿线多粘质土，山坡上 1 米以下是碎石土。81.3.4道路建筑材料及分布情况公路沿线附近可采用的建筑材料：水泥、沥青、碎石、砂砾、石灰及粉煤灰等。1.3.5交通量资料1）近期交通量表 1.1 近期主要车型交通量车 型数 量（次/日）三菱 FR415270五十铃 NPR595G145江淮 HF140A120江淮 HF150170东风 KM340320东风 SP9135B150五十铃 EXR181L120轿 车1802）交通增长率： 10% 1.4道路等级和技术标准根据公路工程技术标准规定：标准车型以小客车为折算标准。各种汽车的折算系数系数见表2。由表1和表2可知近期主要车型三菱FR415、五十铃NPR595G、江淮HF140A、江淮HF150、东风9KM340、东风SP9135B、五十铃EXR181L、轿车的折算系数分别为1.5、1.5、1.5、2.0、1.5、3.0、3.0、1.0。确定公路等级： 1 1nAADTADT式中：设计交通量（辆/日） ；AADT起始年平均日交通量（辆/日） ；ADT设计交通量年平均增长率（%） ；设计交通量预测年限。n表 1.2 各级公路车辆折算系数代表车型车辆折算系数说 明小 客 车1.019 座的客车和载质量2t 的货车中型车1.519 座的客车和载质量2t 的货车大型车2.0载质量7t 14t 的货车拖挂车3.0载质量14t 的货车交通量年平均增长率为10.0%，一般能适应各种车辆折合成小客车的年平均日交通量，AADT=小客车+1.5中型车+2大型车 AADT=180+(270+145+120+320)1.5+1702+(150+120)3=2612.5， =2612.5(1+10.0%)=9920.9，交通量在AADT115500015000之间，所以根据以上所得数据，所选路段为二级公路。表1.3 二级公路主要技术指标选取表计算行车速度路基宽度极限最小半径一般最小半径停车视距最 大 纵 坡10(km/h)(m)(m)(m)(m)(%)6010125200756.00凸形竖曲线一般最小半径(m)凹形竖曲线一般最小半径(m)最小竖曲线长度(m)汽车轴载桥 涵 设计 荷 载20001500100BZZ-100公路级1.5道路采用的技术经济指标1.5.1道路平面设计道路为山岭重丘区二级公路，设计车速为 60km/h，道路全长1688.196m，起点桩号为 K000+0.000，高程 850.81m，终点桩号为K1688.196，高程 831.01m。本次设计的平面线形中全线共设交点 1 个，圆曲线半径为 500，平曲线占线路总长 24.27%，总长 409.697m，直线最大长度 776.934m。详见道路平面设计。1.5.2道路纵断面设计在本设计项目中最大纵坡 0.561，变坡点共 1 个，竖曲线的半径是18000m，竖曲线占路线总长 11.8%，平均每公里纵坡变坡次数 0.59，坡长 198.982m。详见道路纵断面设计。1.5.3道路横断面设计11此公路为山岭重丘区二级公路，计算行车速度为 60km/h，路基宽度为 10m，其中行车道宽 7.0m，两边土路肩各 0.5m。路拱坡度为2，详见道路横断面设计。1.5.4路面结构设计（如表 1.4 所示）表 1.4 路面结构设计表结构层材料名称厚度（mm）中粒式沥青混凝土40 mm粗粒式沥青混凝土60 mm水泥稳定碎石250 mm石灰粉煤灰土250 mm级配碎石500 mm1.6. 设计依据1） 公路工程技术标准 （JTGB01-2003）,人民交通出版社；2） 公路路线设计规范 （JTGD20-2006）,人民交通出版社；3） 公路路基设计规范 （JTGD30-2004）,人民交通出版社 ；4） 公路水泥混凝土路面设计规范 （JTJ012-2002）,人民交通出版社；5） 公路沥青路面设计规范 （JTJO14-2006）,人民交通出版社 ；6） 公路路基施工技术规范 （JTJ033-2006）,人民交通出版社；7） 公路排水设计规范 （JTJ018-97）,人民交通出版社； 128） 路基路面工程 （邓学均 2002） ，人民交通出版社；9） 公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007） ；10） 路面设计手册 （北京 2005） ，人民交通出版社；11） 公路工程基本建设项目文件编制办法 （交公路发【2007】358 号），人民交通出版社。13第二章 道路选线和定线2.1道路选线2.1.1道路选线的一般原则路线是道路的骨架，它的优劣影响道路功能的发挥和在路网中的作用。选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：1）在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、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，使工程数量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。公路路线设计是一项立体线形设计，应注意立体线形设计中平、纵、横面的舒顺、合理的配合。在工程量增加不大时，平、纵线形应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小值或极限值，也不应不顾工程量的大幅增加，而片面追求高指标。3） 选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或经济林园等。4）通过名胜、风景、古迹地区的公路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观，重视保护原有自然状态和重要历史文物遗址。5）应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对公路工程的影响。对于不良地质地段和特殊地区，如滑坡、崩坍、泥石流、岩溶、泥沼等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，一般情况下路线应设法绕避；必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。146）选线应重视环境保护，注意因修建道路及汽车运行所产生的影响和污染等。7）对高速公路和一级公路，因其路幅宽，可根据通过地区的地形、地物、自然环境等条件，利用其上下行车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式设线。2.1.2道路选线的步骤1）路线方案选择 路线方案选择主要是解决起、终点间路线基本走向问题。此项工作通常是先在小比例尺（1：2.51：10 万）地形图上从较大面积范围内找出各种可能的方案，收集各可能方案的有关资料，进行初步评选，确定数条有进一步比较价值的方案。然后进行现场勘察，通过多方案的比选得出一个最佳方案来。2）路线带选择 在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路线带，也称路线布局。这些细部控制点的取舍，自然仍是通过比选的办法来确定的。路线布局一般应该在 1：10001：5000 比例尺的地形图上进行。只有在地形简单，方案明确的路段，才可以现场直接选定。3）具体定线经过上述两步的工作，路线雏形已经明显勾画出来，定线就是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。2.2道路定线152.2.1了解资料首先要熟悉地形图和所给的原始资料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情况。2.2.2定线原则根据给定的起终点，分析其直线距离和所需的展线长度，选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中，初步拟定可行的路线方案，（如果有可行的局部路线方案，应进行比较确定） ，然后进行纸上定线。1）在 1:10000 的小比例尺地形图上在起，终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况，选择地势平缓山坡顺直的地带，拟定路线各种可行方案。2）对于山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主导；对于平原微丘区域（即地形平坦）地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主导。最终合理确定出公路中线的位置（定出交点）。2.2.3定线步骤1）试坡定均坡线。在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡（视路线高差大小，一般选 5%-5.5%）按计算得等高线间平均长度a(a=等高距/平均纵坡)进行试坡（用分规卡等高线） ，将各点连成折线，即均坡线。2）定导向线分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合理之处，应选择出须避让的中间控制点，调整平均纵坡，重新16试坡。经过调整后得出的折线，称为导向线。3）平面试线穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点） 。敷设曲线：按照路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平纵横配合，满足线形设计和标准的规定和要求，综合分析地形、地物等情况，穿出直线并选定曲线半径。4）修正导向线纵断面控制是在平面试线的基础上点绘出粗略纵断面地形线， （可用分规直接在图纸上量距，确定地面标高） ，进行初步纵坡设计，并根据纵坡设计情况修正平面线形。横断面较核是根据初步纵坡设计，计算出路基填挖高度，绘出工程困难地段的路基横断面图（如地面横坡陡或工程地质不良地段等） ，根据路基横断面的情况修平面线形。 5）定线 经过几次修正后，最终确定出满足标准要求，平纵线型都比较合适的路线导线，最终定出交点位置（一般由交点坐标控制） 。2.3 路线方案比选通过对方案甲和方案乙的对比，可以看出，方案甲较方案乙的综合评价高，不仅符合道路通行的一般原则，路线较短，能够照顾到周围的村庄，对村庄和地方经济发展起到促进作用。而方案乙填挖土石方面积较大，未来改扩建难以提高。最后推荐路线较短、线形标准较高、用地最省、工程造价较低的方案甲。17各方案的主要技术经济指标汇总见表 2.1。表 2.1 各方案主要指标比较表指 标单位方案甲方案乙通过县（市）个21路线长度km1.7062.143平原、微丘km0.3560.587地形山岭、重丘km1.3501.556土石方10 m421.330.5路面km7.086.94工程数量涵洞道23总造价万元12561761比较结果推荐18第三章 道路平面设计3.1.平面设计原则道路一般由线性、路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施等组成。路线位置的选定需要设计者进行充分的调查和现场踏勘，利用现行的技术标准和设计规范，根据路线几何线形设计要求，确定路线平面线形各要素之间的配合；平面线形应与地形、地物相适应，保持线性的连续性和均衡性。1）平面线性应直捷、流畅，与地形、地物相适应，与周围环境相协调；2）保持平面线性的均衡与连接；3）注意与纵断面设计相协调；4）圆曲线应有足够的长度。3.2确定各平曲线半径及缓和曲线长度我国公路工程技术标准 （JTGB01-2003）中规定：当圆曲线半径小于等于 250m 时应设置加宽；当圆曲线半径大于等于 1500m 时可以不设置缓和曲线和超高，超高的横坡度计算由行车速度、半径大小、结合路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。二级公路最大超高不应大于 8%，在积雪冰冻地区不宜大于 6%。当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，应当设等于路拱坡度的超高值。19极限最小半径：（规范值2260135.0127()127 (0.130.08)hhvRmi125m）一般最小半径：（规范值2260202.5127()127 (0.060.08)hvRmi200m）不设超高最小半径：（规范22601417.31271270.0350.015hvRmi值1500m）平曲线极限最小长度按6s行程设计计算：（规范60 1000610060 60Lm值100m）平曲线一般最小长度按3倍极限长度计算：（规范值3 100300Lm 300m）缓和曲线最小长度按3秒计算极限长度：（规范值50m）60 100035060 60Lm 公路路线设计规范 （JTG D20-2006）规定：当设计速度大于等于60km/h时，同向曲线间的直线最小长度以不小于设计速度的6倍为宜；当设计速度大于等于60km/h时，反向圆曲线间直线最小长度以不小于设计速度的2倍为宜。表3.1 圆曲线规范规定汇总表序号名 称取 值说 明1平曲线一般最小半径200m在一般情况下应尽量使用大于一般最小半径的曲线半径（规范规定，原曲线半径不宜超过10000m） ，20只有在地形条件限制时采用。2平曲线极限半径125m只有当地形条件特殊困难或受其它条件严格限制时方可采用。3不设超高最小半径1500m路拱=2%4平曲线一般最小长度300m9s行程计5平曲线极限最小长度100m6s行程计6同向曲线间最小直线长度6v360m按照实际工程经验在山区工程可以在一般困难地区保证4V=240m，在工程十分艰巨困难处可以采用3V=180m。但在采用低值时应避免在直线上设置凹形竖曲线7反向曲线间最小直线长度为2v120m按照实际工程经验山区公路此指标比较容易满足。8缓和曲线最小长度50m3秒行程。9最大超高8%越岭段纵坡较大将最大超高值由8%减小至6%可以减小合成坡度，保证车辆在雨天，冰雪天气的行车安全。10超高渐变率1/125边线，线性超高11圆曲线加宽第三类线性加宽12会车视距150m两倍停车视距3.3平曲线设计原则1）在条件允许的情况下尽量使用大的曲线半径（R150cm）32156.1.6.路基附属设施1）取土坑与弃土堆路基土石方的填挖平衡是公路路线设计的基本原则，但再实际情况中往往难以做到完全平衡。当工程有借方和弃方时，首先要合理的选择地点，即确定取土坑和弃土堆的位置。48路旁取土坑，深度约为 1m 或稍大些，宽度依用土数量和用地允许而定。为防止坑内积水危害路基，当堤顶与坑低高度不足 2.0m 时，再路基坡脚与坑之间需设宽度1.0m 的护坡平台，坑低设纵横排水坡及相应设施。路基开挖的废方应尽量加以利用，如用以加宽路基或加固路堤，填补坑洞或路旁低洼。废方一般选择路旁低洼处，就近弃堆。当原地面斜坡度小于 1：5 时，路旁两侧均可以设弃土堆，路面较陡时，宜设在路基下方。2）护坡道与碎落台护坡道是保护路基边坡稳定性的措施之一，设置的目的是为了加宽边坡横向距离，减小边坡平均坡度。护坡道最少宽为 1m。通常护坡道宽度 d，视边坡高度 h 而定，h3.0m 时，d1.0m；h36m 时，d2m；h612m 时，d24m。护坡道一般设在挖方坡脚处，边坡较高时亦可设在边坡上方及挖方边坡的边坡处。碎落台设于石质或土质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，一保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。碎落台宽度一般为 1.01.5m。碎落台上的堆积物要定期清理。对于本次工程来说，由于填挖方和沿线地质情况良好，因此可以不设置护坡道和碎落台。6.2.路基排水结构设计6.2.1.排水设计原则1)二级公路路基路面排水应进行综合设计，使各种排水设施形成一个功能齐全，排水能力强的完整排水系统。492)路基排水设计应与农田水利建设规划相配合，防止冲毁农田或危害农田水利设施，当路基占用灌溉沟渠时，应予恢复，并采取必要的防渗措施。3)公路穿过村镇居民区时，排水设计应与现有供、排水设施及建设规划相协调。4)排水困难地段可通过提高路基或采取降低地下水位、设置隔离层等措施，使路基处于干燥、中湿状态。6.2.2.边沟排水 本设计路段采用边沟排水。边沟一般设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧,多与路中线平行,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟的纵坡(出水口附近除外)一般与路线纵坡一致。平坡路段,边沟宜保持不小于 0。5%的纵坡。特殊情况容许采用 0.3%，但边沟口间距宜减短。边沟的横断面形式有梯形、矩形和三角形以及流线形等。一般采用梯形,梯形边沟内侧边坡为 1:1.01:1.5,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。梯形边沟的底宽与深度约 0.40.6m,水流少的地区或路段,取低限或更小,但不宜小于 0.3m；降水量集中或地势偏低的路段,取高限或更大一些。边沟可采用浆砌片石,栽砌卵石和水泥混凝土预制块防护。筑砌用的砂浆强度本公路采用 M5。边沟出水口附近,水流冲刷比较严重,必须慎重布置和采取相应的措施。本设计路段采用的边沟形式为矩形表构，边沟边坡为 1：1.5，沟深与高分别为 0.6m，采用的浆砌片石修筑。各种排水设施的设计应尽量少占农田，并与水利规划和土地使用相配合进行综合规划，排水口应尽50可能引接至天然河沟，以减少桥涵工程，不宜直接注入农田。应采取就地取材，因地制宜的原则。6.3.路基加固与坡面防护6.3.1.路基加固路基敷设于天然地基上，自身荷载较大，要求地基应具有足够的承载能力，以保持地基稳定，需对地基进行加固。加固的方法有：换填土层法、重捶压实法、排水固结法、挤密法、化学加固法。本设计采用的是换填土层法。砂垫层厚度为 0.8 米，以中粗砂为主，颗粒的不均匀系数在 2-4 之间。 6.3.2.坡面防护坡面防护主要是保护路基边坡表面免受雨水的冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变过程，从而保路基边坡的整体稳定性，在一定程度上还可兼顾路基美化和协调自然环境。本设计路段采用浆砌片石防护。浆砌片石护坡 0.3m0.5m 以上的块（片）石砌筑，其厚度一般为 0.20.5m。基础要求坚固，底面宜采用 1：5 向内倾斜的坡度。浆砌片石护坡每长 1015m，应留宽约为2.0cm 的伸缩缝。护坡的中下部位应设（1010）cm 的矩形或直径为10cm 的圆形泄水孔（间距一般为 23m） ，泄水孔后 0.5m 范围内应设置反滤层。对于路堤边坡上的浆砌片石护坡，应在路堤沉实或夯实后施工，以免应路堤沉落而引起护坡的破坏。具体设计详见坡面防护图。51第七章 道路路面设计路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。通常路面结构分为面层、基层和垫层。路面类型按面层所以材料可划分为沥青路面、水泥混凝土路面、碎52砾石路面、块料路面、无机结合料稳定路面等。水泥混凝土路面虽然具有刚度大，扩散能力强，稳定性好，使用寿命长、受水的侵入和气候温度等自然因素影响时，引起的强度变化小，耐久性好，养护维修费用小，抗滑性能好，有利于夜间行车等优点。但因其有接缝，施工后不能立即开放交通等缺点，本设计路段采用沥青混凝土作为设计路面结构类型。沥青路面具有表面平整，无接缝，行车舒适，振动小，噪音低，施工期短，养护维修简便，适宜于分期修建等优点。 沥青混凝土路面是指用沥青混凝土作面层的路面，其面层可由单层或双层或三层沥青混合料组成，各层混合料的组成设计应根据其层厚、层位、气温和降雨量等气候条件、交通量和交通组成等因素确定，以满足对沥青面层使用功能的要求。7.1.沥青路面设计沥青路面属于柔性路面，其强度与稳定性在很大程度上取决于土基于基层的特性。沥青路面的抗弯拉强度较低，因而要求路面的基础应具有足够的强度于稳定性。本次设计路段路面结构层分为两层：最上层为中粒式沥青混凝土，厚度为 4cm；下层采用的是粗粒式沥青混凝土，厚度为 6cm。沥青使用期间，沥青在贮存罐或贮油池中贮存的温度不宜低于 130，并不得高于 180。在冬季停止施工期间，沥青可在低温状态下存放。沥青应避免长时间存放。经较长时间存放的沥青在使用前应抽样检验，不符合要求者不得使用。沥青混凝土路面的集料应选择有棱角、嵌挤性好的坚硬石料，其规53格和用量应根据混凝土厚度来采用。沥青面层的集料最大粒径宜从上至下逐渐增大，中粒式及细粒式用于上层，粗粒式只能用于中下层。上面层沥青混合料的集料最大粒径不宜超过层厚的 1/2，中、下面层及联结层的集料最大粒径不宜超过层厚的 2/3。7.2.沥青路面设计步骤1）计任务书的要求，确定路面等级和层面类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。2）按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一般情况下路段长度不宜小于 500 米，若为大规模机械化施工，不宜小于 1 公里） ，确定各路段土基的回弹模量值。3）拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。4）根据设计弯沉值计算路面厚度。5）进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。7.3.沥青路面计算本次设计路段为山岭重丘区二级公路，设计年限 15 年，车道数为2，在设计期内交通量的年平均增长率为 10，路段处于 区，土质3为黏性土，稠度为 1.00。预测该路段竣工后第一年的交通量组成如表7.1 所示。 表 7.1 交通量预测组成表54序号车 型名 称前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轮轮组数后轮距（m）交通量(次/日)1三菱 FR41530511双轮组2702五十铃NPR595G23.5441双轮组1453江淮 HF140A18.941.81双轮组1204江淮 HF15045.1101.51双轮组1705东风 KM34024.667.81双轮组3206东风 SP9135B20.172.62双轮组31507五十铃 EXR181L601003双轮组31208轿车1807.3.1.轴载分析7.3.1.1. 标准轴载与轴载换算我国在路面设计时以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载，以BZZ100 表示。在本次设计路段中采用的标准轴载为 100kN。当以设计弯沉值作为设计指标及沥青层层底拉应力验算，凡轴载大于 25kN 的各级轴载 Pi 的作用次数，均应按下式换算成标准轴载 P 的in当量作用次数 N。 35. 4121kiiiPPnCCN式中： N标准轴载的当量轴次，次/日；被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；inP标准轴载，kN；55被换算车辆的各级轴载，kN；iPk被换算车辆的类型数；轴数系数，12（m1） ，m 是轴数。当轴间距大1C1C于 3m 时，按单独的一个轴载计算，当轴载间距小于 3m时，应考虑轴数系数；轮组系数，单轮组为 6.4，双轮组为 1，四轮组为2C0.38。当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于 5kN 的各级轴载的作用次数，均应按下式换算成标准轴载 P 的当量作用次数 N 。iPin 8121kiiiPPnCCN式中： 轴数系数，12（m1） ；1C1C 轮组系数，单轮组为 1.85，双轮组为 1.0，四轮组为2C0.09。7.3.1.2. 轴载分析计算 路面设计以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载。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轴载换算：采用计算公式 kiiiPPnCCN135. 421表 7.2 弯沉轴载换算结果表车型（kN）iPC12C (次/in日)35. 421PPnCCii56前轴30112701.435三菱 FR415后轴511127014.431前轴23.5111450.266五十铃NPR595G后轴44111454.077前轴18.9111200.085江淮 HF140A后轴41.8111202.700前轴45.1111705.323江淮 HF150后轴101.511170181.374前轴24.6113200.717东风 KM340后轴67.81132059.020前轴20.1111500.140东风 SP9135B后轴70.61115032.991前轴601112013.010五十铃EXR181L后轴1001112012035. 4121kiiiPPnCCN435.569累计当量轴次由设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取 15 年，双车道的车道系数是 0.6-0.7，取 0.7。累计当量轴次：6737832 次136511NNte2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次57由换算公式 可计算出累计当量轴次：8121kiiiPPnCCN 5146729 次111365teNN7.3.2. 路面结构的确定及路面材料的选取7.3.2.1. . 路面结构的确定由规定二级及二级以下公路的面层由两层组成。本设计路段为二级公路，表面层采用中粒式沥青混凝土（厚度为 4cm） ，下面层采用粗粒式沥青混凝土（厚度为 6cm） 。7.3.2.2. 路面材料的选取材料模量值是表征材料刚度特征的指标。一般在选定配合比的基础上，按有关规程的规定实测材料的设计参数，并论证地确定各处材料的计算模量和抗拉强度。本设计路段的路面设计是以路面设计弯沉值计算路面结构厚度时，采用 20的抗拉压模量。查表得到各层材料的抗压模量与劈裂强度。抗压模量取 200C 的模量，各值均取规范给定范围的中值，具体如表 7.3 所示。7.3.2. 土基回弹模量的确定工程上通常采用承载板试验或弯沉测定的方法确定路基土和路面材料的回弹模量值，并将这种回弹模量作为弹性模量。确定土基回弹模量的方法有现场实测法、查表法、室内实验法和换算法。本次设计采用的查表法。本设计路段处于 区，土质为黏性土，稠度为 1.00，查表“二级3自然区划土组土基回弹模量参考值”查得土基回弹模量为 36.5MPa。表 7.3 结构层材料的抗压模量与劈裂强度材 料名 称中粒式密级配沥青混凝土粗粒式密级配沥青混凝土水泥稳定碎石石灰粉煤灰土级配碎石200C 抗压14001200900150055058模量(MPa)劈裂强度（MPa）1.41.00.80.607.3.3. 设计指标的确定7.3.3.1.路面弯沉值规范要求二级公路以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。弯沉值的大小反映了路基路面的强弱，在相同车轮荷载下，路面的弯沉值愈大，则路面的抵抗垂直变形的能力愈弱，反之则强。路面容许弯沉值是指路面在使用期末的不利季节，在设计标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值。当路面达到某种临界状态时，累计交通量同容许弯沉值之间存在良好的双对数关系，即： eRNBl 式中： 容许回弹弯沉值，cm；Rl 累计当量轴载作用次数；eN B回归系数； 随 N 改变地变化率。Rl路面设计弯沉值是根据设计年限内每个车道通过地累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的，相当于路面竣工后第一年不利季节、路面在便准轴载 100kN 作用下，测得的最大回弹弯沉值。路面设计弯沉和容许弯沉的关系实际上反映了路表弯沉字使用期间的变化。经过大量的测试和分析，得到路面设计弯沉值的计算公式： bscedAAANL2 . 0600式中： 路面设计弯沉值，0.01mm，该值是在标准温度，标准dL轴载作用下，测定的路表回弹弯沉值，对半刚性基层59用 5.4m 弯沉仪，对柔性基层采用 3.6m 弯沉仪；设计年限内一个车道上累计当量轴次；eN公路等级系数，高速公路、一级公路为 1.0，二级公路为cA1.1，三四级公路为 1.2；基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大bA于 20cm 时，1.0，若面层与半刚性基层之间设置bA等于或小于 15cm 级配碎石层、沥青贯入碎石、沥青碎石的半刚性基层结构时仍为 1.0；柔性基层、底基层或柔性基层厚度大于 15cm，底基层为半刚性下卧层时为1.6；面层类型系数，沥青混凝土面层为 1.0；热拌沥青碎石、sA乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为 1.1；沥青表面处治为 1.2；中低级路面为 1.3。7.3.3.2.结构层材料的容许拉应力沥青路面设计除了以路面设计弯沉为设计控制指标之外，对高等级道路路面还要验算沥青混凝土面层和整体性材料基层的拉应力。要求结构层底面的最大拉应力不大于结构层材料的容许拉应力，在路面设计通常表示为： Rm结构层材料的容许拉应力是路面承受行车荷载反复作用达到临界破坏状态时的最大疲劳应力。通常用式： SSPRK式中： 路面结构层材料的容许拉应力，MPa；R60 结构层材料的极限抗拉强度，MPa，由实验确定。sp 抗拉强度结构系数。sK表征结构层材料的抗拉强度因疲劳而降低的抗拉强度结构系数，根据荷载应力与达到疲劳临界状态的荷载作用次数之间关系的疲劳方程可表示为：对沥青混凝土面层 ceasANAK/09. 022. 0对无机结合料稳定集料类 cesANK/35. 011. 0对无机结合料稳定土类 cesANK/45. 011. 0式中： 沥青混合料级配的系数；细、中粒式沥青混凝土为aA1.0，粗粒式沥青混凝土为 1.1； 公路等级系数。cA7.3.3.3.结构层设计弯沉值和各层材料的容许拉应力的计算1）设计弯沉值路面设计弯沉值根据公式计算，本设计路段为二级bscedAAANL2 . 0600公路，公路等级系数为 1.1，面层是沥青混凝土，面层类型系数为 1.0，半刚性基层，底基层总后度大于 20cm，基层类型系数为 1.0。设计弯沉值为)01. 0(3.4280 . 10 . 11 . 167378326006002 . 02 . 0mmAAANLbsced2）各层材料得容许层底拉应力61SSPRK中粒式密级配沥青混凝土：60. 21 . 1/67378320 . 109. 0/09. 022. 022. 0ceasANAK54. 060. 2/4 . 1SSPRK粗粒式密级配沥青混凝土：6.821 . 1/67378321 . 109. 0/09. 022. 022. 0ceasANAK38. 06.82/.01SSPRK水泥稳定碎石：79. 11 . 1/673783235. 0/35. 011. 011. 0cesANK46. 079. 1/8 . 0SSPRK石灰粉煤灰土：97. 10 . 1/673783235. 0/35. 011. 011. 0cesANK27. 079. 1/6 . 0SSPRK因此，设计弯沉值为 28.4（0.01mm） ，设计资料汇总如表 7.4 所示。表 7.4 设计资料汇总结构层材料名称厚度(cm)200C 抗压模量(MPa)容许拉应力(MPa)中粒式密级配沥青混凝土414000.54粗粒式密级610000.3862配沥青混凝土水泥稳定碎石2515000.46石灰粉煤灰土255500.27土基-42.5-7.3.4.确定路面结构层各层的厚度由“HPDS 路面设计软件”计算得到结构层各层厚度如表 7.5 所示，同时也可以通过“HPDS 路面设计软件”对以上沥青路面设计计算进行检查，通过下面“公路新建路面设计成果文件汇总”可以看出以上沥青路面设计计算正确。表 7.5 路面结构层设计表序号结构层材料名称厚度（mm）1中粒式沥青混凝土40 mm2粗粒式沥青混凝土60 mm3水泥稳定碎石250 mm4石灰粉煤灰土250 mm5级配碎石500 mm7.3.5.公路新建路面设计成果文件汇总 * *公路新建路面设计成果文件汇总* *7.3.5.1.轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号车 型名 称前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轮轮组数后轮距（m）交通量(次/日)1三菱 FR41530511双轮组270632五十铃NPR595G23.5441双轮组1453江淮 HF140A18.941.81双轮组1204江淮 HF15045.1101.51双轮组1705东风 KM34024.667.81双轮组3206东风 SP9135B20.172.62双轮组31507五十铃 EXR181L601003双轮组31208轿车180设计年限：15 年 车道系数：0.7 序号分段时间(年)交通量年增长率1610 2510 3410 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 906 ,属中等交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 830 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 6737832 属中等交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 634 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 5146729 64属中等交通等级路面设计交通等级为中等交通等级公路等级：二级公路公路等级系数：1.1 面层类型系数：1 路面结构类型系数 ：1 路面设计弯沉值 : 28.4 (0.01mm)层位结 构 层 材 料 名 称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1中粒式沥青混凝土1.40.542粗粒式沥青混凝土1.00.383水泥稳定碎石0.80.464石灰粉煤灰土0.60.275级配碎石7.3.5.2.新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 28.4 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (mm)层位结构层材料名称厚度(mm)20平均抗压模量(MPa )15平均抗压模量(MPa)容许应力(MPa)1中粒式沥青混凝土40140020000.542粗粒式沥青混凝土60120016000.38653水泥稳定碎石25090012000.464石灰粉煤灰土250150015000.275级配碎石500550550 按设计弯沉值计算设计层厚度: LD= 28.4 (0.01mm) H( 4 )= 150 mm LS= 1.8 (0.01mm) 由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin 时 LS=LD, 故弯沉计算已满足要求 . H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 150 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下: - 中粒式沥青混凝土 40 mm -66 粗粒式沥青混凝土 60 mm - 水泥稳定碎石 250 mm - 石灰粉煤灰土 250 mm - 级配碎石 500 mm - 新建路基7.3.5.3.交工验收弯沉值和层底拉应力计算 计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 1.8 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 2 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 2.4 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 4.2 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 10.2 (0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 255.2 (0.01mm) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数) 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.216 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.04 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )= .015 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .121 (MPa)67第八章 环保设计8.1 环保设计规范根据 JTG B01-2003公路工程技术标准总则 1.0.7 公路建设必须贯彻国家环境保护的政策，符合以下规定：1）公路环境保护应贯彻“以防为主、制止为辅、综合治理”的原则。2）公路建设应根据自然条件进行绿化、美化路容、保护环境。3）高速公路、一级公路和有特殊要求的公路建设项目应作环境影响评价。4）生态环境脆弱的地区，或因工程施工可能造成环境近期难以恢复的地带，应作环境保护设计。68第九章 挡土墙设计9.1.挡土墙的分类及用途 为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物，称为挡土墙。在公路工程中，它广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。 路基工程中，挡土墙的建筑费用较高，故路基设计时，应与其他可能的工程方案进行技术经济比较，择优选定。 公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。 按照挡土墙设置的位置，挡土墙可分为：路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型，如图 9.1 所示。按照结构形式，挡土墙可分为：重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等。按照墙体材料，挡土墙可分为：石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。69 挡土墙各部分：靠回填土或山体的一侧面称为墒背；外露的一侧面称为墙面也称墙胸；墙的顶面部分称为墙顶；墙的底面部分称为基底或墙底；墙面与墙底的交线称为墙趾；墙背与墙底的变线称为墙踵；墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角 a。 挡土墙设置位置不同，其用途也不相同。 路堑墙设置在路堑边坡底部，主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡，同时可减少挖方数量，降低挖方边坡的高度。路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方，可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动，同时可以收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积。 路肩墙设置在路肩部位，墙顶是路肩的组成部分，其用途与路堤墙相同。它还可以保护临近路线的既有的重要建筑物。沿河路堤，在傍水的一侧设置挡土墙，可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床的有效措施(图 2-5-1d)。 山坡墙设置在路堑或路堤上方，用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡。709.2.重力式挡土墙的构造与布置重力式挡土墙的构造与布置 本设计路段采用重力式挡土墙。常用的重力式挡土墙，一般由墙身、基础、排水设施和沉降、伸缩缝等几部分组成。9.2.1.墙身1）墙背 根据墙背倾斜方向的不同，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和衡重式等几种。如图 9.2 所示。以仰斜、垂直和俯斜式三种不同的墙背所受的土压力分析，在墙高和墙后填料等条件相同时，仰斜墙背所受的土压力为最小，垂直墙背次之，俯斜墙背较大；因此仰斜式的墙身断面较经济。用于路堑墙时，墙背与开挖的临时边坡较贴合，开挖量与回填量均较小。但当墙趾处地面横坡较陡时，采用仰斜式墙背会增加墙高，断面增大。故仰斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。仰斜墙背的坡度愈缓，所受的土压力愈小，但施工愈困难，故仰斜墙背的坡度不宜缓于1：0.3。2）墙面墙面一般为平面，墙面坡度除应与墙背的坡度相协调外，还应考虑到墙趾处地面的横坡度(影响挡土墙的高度)。当地面横坡度较陡时，墙71面可直立或外斜 1：0.05-1：0.20，以减少墙高；当地面横坡平缓时，一般采用 1：0.20-1：0.35 较为经济。3）墙顶 重力式挡土墙可采用浆砌或干砌圬工。墙顶最小宽度，浆砌时边不小于 50cm；干砌时应不小于 60cm。干砌挡土墙的高度一般不宜大于6m。浆砌挡土墙墙顶应用 5 号砂浆抹平，或用较大石块砌筑，并勾缝。浆砌路肩墙墙顶宜采用粗料石或混凝土做成顶帽，厚度取 40cm。干砌挡土墙顶部 50cm 厚度内，宜用 5 号砂浆砌筑，以求稳定。4）护栏 为增加驾驶员心理上的安全感，保证行车安全，在地形险峻地段的路肩墙，或墙顶高出地面 6m 以上且连续长度大于 20m 的路肩墙，或弯道处的路肩墙的墙顶应设置护栏等防护设施。护栏分墙式和柱式两种，所采用的材料，护拦高度、宽度，视实际需要而定。护栏内侧边缘距路面边缘的距离，应满足路肩最小宽度的要求。9.2.2.基础 基础设计的程序是：首先应对地基的地质条件作详细调查，必要时须做挖探或钻探，然后再来确定基础类型与埋置深度。地基上的挡土墙，基底埋置深度应符合下列要求：1)无冲刷时，一般应在天然地面下不小于 1.0m；2)有冲刷时，应在冲刷线下不小于 1.0m；3)受冻胀影响时，应在冰陈线以下不小于 0.25m。非冰胀土层中的基础，例如岩石、卵石、砾石、中砂或粗砂等，埋置深度可不受冻深的限制。9.2.3.排水设施72挡土墙的排水处理是否得当，直接影响到挡土墙的安全及使用效果。因此，挡土墙应设置排水设施，以疏干墙后坡料中的水分，防止地表水下渗造成墙后积水，从而使墙身免受额外的静水压力；消除粘性土填料因含水量增加产生的膨胀压力；减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力。 挡土墙的排水设施通常内地面排水和墙身排水两部分组成。 地面排水可设置地面排水沟，引排地面水；夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水和地面水下渗，必要时可加设铺砌；对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固，以防止边沟水渗入基础。墙身排水主要是为了迅速排除墙后积水。浆砌挡土墙应根据渗水量在墙身的适当高度处布置泄水孔。泄水孔尺寸可视泄水量大小分别采用5cm10cm、10cm10cm、15cm 20cm 的方孔，或直径 5-10cm的圆孔。泄水孔间距一般为 2-3M，上下交错设置。最下排泄水孔的底部应高出墙趾前地面 0.3m；当为路堑墙时，出水口应高出边沟水位0.3m：若为浸水挡土墙则应高出常水位以上 0.3m，以避免墙外水流倒灌。为防止水分渗入地基，在最下一排泄水孔的底部应设置 30cm 厚的粘土隔水层。在泄水孔进口处应设置粗粒料反滤层，以避免堵塞孔道。当墙背填土透水性不良或有冻胀可能时，应在墙后最低一排泄水孔到墙顶 0.5m 之间设置厚度不小于 0.3m 的砂、卵石排水层或采用土工布。739.2.4.沉降缝和仲缩缝 为了防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基的地质条件及墙高、墙身断面的变化情况设置沉降缝；为了防止圬工砌体因砂浆硬化收缩和温度变化而产生裂缝，须设置伸缩缝。通常把沉降缝与伸缩缝合并在一起，统称为沉降伸缩缝或变形缝。沉降伸缩缝的间距按实际情况面定，对于非岩石地基，宜每隔 10-15m 设置一道沉降伸缩缝；对于岩石地基，其沉降伸缩缝间距可适当增大。沉降伸缩缝的缝宽般为2-3cm。浆砌挡土墙的沉降伸缩缝内可用胶泥填塞，但在渗水量大、冻害严重的地区，宜用沥青麻筋或沥青木板等材料，沿墙内、外顶三边填塞，填深不宜小于 15m；当墙背为填石且冻害不严重时，可仅留空隙，不嵌填料。对于干砌挡土墙，沉降伸缩缝两侧应选平整石料砌筑，使具形成垂直通缝。9.2.5.挡土墙的位置布置1)横向布置挡土墙的位置选择 路堑挡土墙，大多设置在边沟的外侧。路肩墙应保让路基宽度布设。路堤墙应与路肩墙进行技术经济比较，以确定墙的合理位置。当路堤墙与路肩墙的墙高或圬工数量相近，其基础情况亦相仿时，宜做路肩，因74为采用路肩墙可减少填方和占地；但当路堤墙的墙高或圬工数量比路肩墙显著降低，且基础可靠时，则宜做路堤墙。浸水挡土墒应结合河流情况布置，以保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处，墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡的稳定性。确定断面形式，绘制挡土墙横断面图 不论是路堤墙，还是路肩墙当地形陡峻时，可采用俯斜式或衡重式；地形平坦时，则可采用仰斜式。对路堑墙来说，宜采用仰斜式或折线式。 挡土墙横断面图的绘制，选择在起讫点、墙高最大处、墙身断面或基础形式变异处，以及其他必须桩号处的横断面图上进行。根据墙身形式、墙高和地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行设计或套用标准图，确定墙身断面尺寸，基础形式和埋置深度，布置排水设施，指定墙背填料的类型等。2)纵向布置纵向布置主要在墙趾纵断面图上进行，布置后绘制挡土墙正面图，如图 9.4 所示。确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其他结构物的连接75方式。按地基及地形情况进行分段，布置沉降伸缩缝的位置。布置各段挡土墙的基础。9.3.本设计路段挡土墙设计算例初拟设计资料墙身及基础填料及地基 挡土类型仰斜式路肩墙填料种类重度(kN/m )3砂类土 19 墙高 H(m) 5.00填料内摩擦角( ) 35 墙面坡度 1:0.25填料与墙背摩擦角 2 墙背坡度 1:0.25基础顶面埋深（m）0.80 砌筑材料 M5 浆砌MU50 片石地基土类别重度(kN/m )J3密实砂类土 21砌筑材料的重度(kN/m )13 23地基土承载力特征值(kN)af400地基坡度 tan0 0.20基底与地基土摩擦系数i0.4076圬工砌体间的摩擦系数 0.70地基土摩擦系数n0.80公路等级及荷载强度 片石砂浆砌体强度设计值公路等级二级抗压)(MPafed0.71汽车荷载标准公路-II 级轴心抗拉)(MPaftd0.048弯曲抗拉)(MPaftmd0.072墙顶护栏荷强度)/(2mkNqL7直接抗剪)(MPafvd0.120已建挡土墙的截面尺寸见下图，试按本细则的规定对其进行验算：1）挡土墙自重及重心计算：取单位墙长（1m） ，如图 2 虚线所示，将挡土墙截面划分为三部分，截面各部分对应的墙体重量为： 111.50 5.0 1172.50()GKN 211.75 0.5 120.125()GKN 311.75 0.344/ 26.923)GKN（截面各部分的重心至墙趾（）的距离：1 10.30.5 0.25(5 0.25 1.45)/ 21.775( )Zm 20.5 0.25/ 2 1.75/ 20.9375( )Zm 3(1.75 1.69)/31.063( )Zm单位墙长的自重重力为：0123199.548()GGGGkN77 78全截面重心至墙趾的距离： 01122330Z()/1.67( )ZGZGZGGm2）后踵点界面处，墙后填土和车辆荷载所引起的主动土压力计算，当墙身高度为 5m 时，附加荷载标准值： )/(25.162mkNq 换算等代均布土层厚度为： )(86. 01925.160mqh因基础埋置较浅，不计墙前被动土压力。当采用库仑土压力理论计算墙后填土和车辆荷载引起的主动土压79力时候，计算图式如下图所示： 土压力计算结果如下： 04.14)25. 0tan(arc 46.382/3504.1435 tan)2(200hHHdhA因 d=0，故25. 0tanA80)(tantan(cottantanA 11.36,73. 0)25. 046.38(tan)46.38tan35(cot46.38tan16. 0)46.3811.36sin(25. 011.36tan)3511.36cos()sin()tan(tan)cos(K 0tantan1dh墙顶至后踵点2()5.88( )OHm的墙背高度为： 0011222 0.8611111.295.88hhhKHHH 后踵点土压力为：2211119 0.16 1.29 5.7965.73(/)22EK K HkN m单位墙长（1m）上土压力的水平分量：cos() 165.73 cos( 14.0417.5 ) 165.42()EEkN 土压力水平分量的作用点至墙趾的距离： 0y15.880.860.291.89( )3333 1.29hHZHmK土压力竖直分量的作用点至墙趾的距离：4()tan1.69(1.890.33)tan( 14.04 )1.86( )xyZBZHm3）按基础宽、深作修正的地基承载力特征值f基础最小深（算至墙趾点）：，)m(0 . 130. 15 . 08 . 08 . 02）（埋mHh符合基础最小埋深的规定；81但 ，13.01.692.0hmBm埋（），且基础宽度（）所以修正后的地基承载力特征值等于地基f82承载力特征值。f 当采用荷载组合 H 时，地基承载力特征值提高系数 K=1.0,故=1.0 400=400（kPa）f 验算地基承载力时，计入作用在挡土墙顶面的护栏荷载强度与车辆附加荷载标准值 ，Lqq基底应力计算的力系图可参见图 4.4）基底合力的偏心距验算：在地基承载力计算中，基础的作用效应取正常使用极限状态下作用效应标准组合。 作用于基底形心处的弯矩： 2525. 27 . 02925. 15 . 0244400kBqBqBZGML 224yHZEBZExyx 1.691.691.69199.5481.677 0.51.92516.25 0.72.525222 1.690.334.001.9766.121.8629.21(kN)22m作用于倾斜基底的垂直力： 000sincos7 . 05 . 0(xyLkEEqqGN 31.11sin12.6631.11cos00. 4)7 . 025.165 . 07(25.160 )(61.188kN倾斜于基底合力的偏心距为：41029.481.720.156( )0.29( )188.6166kkMBemmN83偏心距验算符合规定。5）地基承载力验算：有本细则公式（5.2.2）可算得： 0max41416188.610.15611 6169.33()1.721.72KeNpkPaBB 0min41416188.610.15611 685.97()1.721.72kNepkPaBB 基底最大压应力与地基承载力特征值比较： =400（kpa）max169.33()pkPaf8485地基承载力验算通过。6）挡土墙及基础沿基底平面、墙踵处地基水平面的滑动稳定验算： 计算挡土墙及地基稳定时，荷载效应应按承载能力极限状态下的作用效应组合。a. 沿基地平面滑动的稳定性验算不计墙前填土的被动土压力，即，计入0pE作用于墙顶的护栏重力。滑动稳定方程应符合： 1 0)tan1 . 1 ()tan(1 . 1x10y110xy1EEGEEGQQQ按规定，土压力作用的综合效应增长对挡土墙结构起不利作用时，,则有：4 . 11Q028.2612.664 . 12 . 000. 44 . 15 . 0725.1601 . 14 . 02 . 012.6600. 44 . 15 . 0725.1601 . 1）（）（）（）（kN符合沿基底倾斜平面滑动稳定方程的规定。抗滑动稳定系数： 2 )(75.1675 . 0700. 425.1605 . 0y0kNqEGNL 22. 22 . 075.16712.664 . 0)2 . 012.6675.167(tan)tan(010NEENKxxc荷载组合 II 时，抗滑动稳定系数，故本例沿倾斜基底的3 . 1cK抗滑动稳定系数，符合规定。b. 沿过墙踵点水平面滑动稳定性验算计入倾斜基底与水平滑动面之间的土楔的重力，砂性土粘聚力N86c=0。 ）（ NNk35. 42/2129. 043. 1滑动稳定方程应符合： 187 0)1 . 1x1n1EEGQYQ（即： 计算结果符合滑动稳定方程的规定。抗滑动稳定系数： 2 0c)(160.257 0.54.004.35) 0.82.11.365.42NNKE （符合抗滑动稳定系数的规定。7）挡土墙绕墙趾点的倾覆稳定验算不计墙前填土的被动土压力： 倾覆稳定方程应符合： 即：0(8 . 0yy10）ZEZEGZXXQ, 0k67.4186. 112.6697. 100. 44 . 1925. 15 . 00 . 754. 125.1608 . 0）（）（）（mN计算结果符合倾覆稳定方程的规定。 抗倾覆稳定系数：06. 286. 112.6697. 100. 4925. 15 . 0754. 12 .160yxxy0）（ZEZEGZKC按规定，荷载组 II 时，抗倾覆稳定系数故本例的抗倾覆稳,50. 10K定系数符合本细则规定。8）挡土墙身正截面强度和稳定验算取基顶截面为验算截面： 基顶截面压力计算（左图）88 由墙踵点土压力的计算结果： ；）（，m86. 0h16. 00K基顶截面宽度：);(20. 12smBB基顶截面处的计算墙高为： 。)(0 . 5mH 按：;34. 1586. 0212101HhK89基顶处的土压力为：)/(92.50534. 116. 0192121221mkNHKKEa单位墙长（1m）上土压力的水平分量： ）（）（）（NEEk83.505 .1704.14cos92.50cosx单位墙长（1m）上土压力的竖直分量： ）（）（）（NEk07. 35 .1704.14sin92.50siny土压力水平分量的作用点至基顶截面前缘的力臂长度： )(88. 134. 1386. 0300. 53310xmKhHZ土压力竖直分量的作用点至基顶截面前缘的力臂长度： x1tan1.50 1.88 tan( 14.04 )1.97( )SZBHm基顶截面偏心距验算：截面宽度：21.50( )sBBm取单位墙长（1m） ，基顶截面以上墙身自重：1153.00()sNGkN墙身重心至验算截面前缘力臂长度： 1(tan)/ 21.55 tan( 14.04 ) / 21.38( )ysZB Hm 墙顶防撞护栏重量换算集中力：)(50. 35 . 075 . 0kNqNLL护栏换算集中力至验算截面前缘的力臂长度：)(50. 1tan25. 01mHZL 11533.5141.50(),3.07()GSLQyNNNkNNEkN 按公式计算，查表取综合数应组合系数取荷载分项系, 0 . 1ZC数截面形心上的竖向力组合设计值为：, 4 . 1, 2 . 11QG )(10.174)07. 34 . 15 .1412 . 1 (0 . 1)(11dkNNNNQQGGZC90基底截面形心处，墙身自重及护栏重量作用的力矩： )2()2(sLLsssGBZNBZNM 1381.230.753.51.50.7568.865)kN m（）（）（基底截面形心处，墙身自重及护栏重量作用的力矩：y3.07 (1.670.75)50.83 1.8892.736()2sExxyBMEZE ZkN m 按规定，分别取作用分项系数：，取综合效应组4 . 1, 9 . 01QG合系数截面形心上的总力