闫金波毕业设计.doc

内蒙古大学本科毕业论文 广西南宁地区某三级公路段设计 学 号： 01029030 姓 名： 闫金波 专 业： 土木工程 班 级： 1001 学 院： 交通学院 指导教师： 信志刚 内蒙古大学本科毕业论文摘要：此次设计我所要完成的是广西南宁地区的一段公路设计，根据广西南宁地区的综合地理情况，然后听从导师安排先去熟悉设计所需要的标准和规范，再根据指导老师给出的各种车辆的交通量算出计算出总日交通量，我确定其为三级公路，设计车速选择了较低的30km/h。此AB段公路设计的内容从总体上分为两大部分：第一部分是线形设计，其中主要包括平面设计，纵断面设计以及横断面设计这三个方面。我平面设计所做的工作是将直线、圆曲线、缓和曲线这平面线形的三要素进行合理的选取并组合在一起。全线有两个主要控制点A和B，也就是我设计的起点和终点。路线全长五千五百四十九米，其间平面设计共设9个交点，纵断面设计共有5个变坡点，选取前3500到4500做横断面设计，并作其路基土石方数量计算与调配等工作。第二部分是结构设计，其中主要包括路面结构设计和小桥涵设计等。各项设计指标全部达到规范要求。关键词：线形 平纵横三维断面设计 土石方 路基路面 排水 小桥涵 Abstract: This design I should finish is a section of highway design of Nanning area, according to the geography of Nanning region, then listen to the teacher arranged to familiar with the needs of design standards and specifications, according to various vehicle guidance teacher gives traffic to calculate calculate the total daily traffic, Im sure the three road, design speed of the lower 30km/h. The AB section of highway-design content in general is divided into two parts: the first part is the linear design, including graphic design, three aspects of the longitudinal section design and cross section design. I have been doing graphic design work is the reasonable selection and combination together three elements linear,circular curve, transition curve in the plane alignment. All two major control points A and B, also is the beginning and the end of my design. Route length of five thousand five hundred and forty-nine meters, with a total of 9node plane design, longitudinal design consists of 5 cross slope point,select the top 3500 to 4500 cross-sectional design, and its Subgrade Earthwork quantity calculation and allocation of work. The second part is the design of the structure, including the structure design of pavement and bridge and culvert design. All the design specifications meet the Keywords：linear the design of horizontal and vertical sectional design Earth work Subgrade and pavement Drainage Culvert内蒙古大学本科毕业论文目录第一章 绪论11.1总体说明概述11.2设计方向11.3南宁地区总体地理情况1第二章 平面设计32.1道路等级的确定32.2路线设计42.2.1线形设计一般原则42.2.2平面线形要素的组合类型42.4平曲线设计52.4.1方位角及转角计算52.4.2 平曲线要素计算5第三章 横、纵断面设计83.1竖曲线设计83.1.1 计算竖曲线要素83.1.2计算设计高程93.2 横断面设计93.2.1 路堤和路堑边坡坡度的确定103.2.2超高与加宽10第四章 路基路面设计134.1 路面设计要求及内容134.2 沥青混凝土路面的设计144.2.1 沥青混凝土路面的特点144.2.2 沥青混凝土路面适用条件144.2.3 沥青混凝土路面结构设计154.2.4 沥青混凝土面层154.2.5 沥青路面基层、底基层的设计154.2.6 新建沥青路面的设计流程164.3沥青路面设计174.3.1设计资料174.3.2设计计算说明174.4路面结构组合与材料选取194.5各层材料的抗压模量与劈裂强度194.5.1土基回弹模量的确定204.6确定路面结构方案204.6.1设计弯沉值：204.6.2各层材料的容许层底拉应力214.7设计资料总结214.8 路面厚度计算22第五章 软基处理22第六章 路基土石方数量计算及调配236.1 横断面面积计算236.2土石方数量计算246.3 路基土石方调配24第七章 排水设计277.1公路排水设计的内容277.2 设计依据277.3路基排水设计277.3.1 地表排水设备的类型277.3.2 边沟设计277.3.3排水沟设计287.3.4 路面排水设计287.4涵洞设计297.4.1 涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点297.4.2 涵洞选用原则297.4.3平原区涵位选择297.4.4 涵长计算307.4.5 圆管涵涵洞基础及其他细部构造尺寸30致谢32参考文献：33 内蒙古大学本科毕业论文 第33页第一章 绪论1.1总体说明概述 自从20世纪七八十年代以来，中国交通行业发生了翻天腹地的变化。总揽全国交通行业，铁路 公路 航空 水运 管道无一不在国家经济中扮演重要角色。其中公路交通运输速度快，激动灵活，运量没有次数限制且可以达到送货上门这一优质特点而在运输系统中应用广泛。最近几十年国家我国的公路开始蓬勃发展，各等级公路也在全国范围内建设的如火如荼的进行，不仅如此各等级公路在量蓬勃发展的情况下，也在一直寻求着质的突破。 从从前的五纵三横到现有的现在7条首府放射线 九条南北纵贯线还有18条东西方向的横线，各地市等级以其为依托相互交叉贯通完成大部分地区的路线畅通，保证了国民经济的快速发展不受限制。在经济日趋激烈化的今天，没有强大的经济支柱中国不可能屹立于各强大经济强国而不落下风，公路建设这一起到中流砥柱作用的行业就被各过所看重，法国里昂到巴黎的一条高速公路建成以后带动了周边的经济发展，不仅带动了当地的发展也贯通了俩大发达城市的来去之路，这也是各国争相发展公路的原因。 1.2设计方向 高速公路的持续扩大发展 ，连接各城乡村镇的支干线低等级公路也日益收到国家重视，这种较为低级的城乡公路在经济文化及行政的交流中也变得比较重要，因为国家多年来一直致力于改善农村环境，是老百姓过上更幸福舒适的小康生活，为此农村之间的二三级公路建设就变的不可或缺。要想在全国范围内实现较为贯通的交通运输线，这种城乡路段上就必须可供较多车辆行驶的公路，所以大范围建设中等级公路迫在眉睫。1.3南宁地区总体地理情况 广西省的南宁地区气候情况是昼夜气温高，热力资源较为庞大；夏长而秋天暖，雨量特别大，年降雨量在一千六百以上，降水特点为山地多于平原，背风坡少于迎风破，最长下雨时间多达11天半，地下水埋置深度在俩米三左右，河谷为1.3。平微区较低洼地带长期积水；台风较多但是影响较小，此地区国际上被划分亚热带季风气候，按中国情况份属东南湿热地区，没有冰冻现象。公路途径的地方为潮湿重丘陵地区、低山和平原。丘陵和低山坡度很大达到0.4以上。南宁地区河水沟渠丰富，地表水流量很大，水土流失却不是很厉害。南宁位于山地地质区，土上层基本为高液限红粘土，其他多位风化后的残土，岩石中花岗岩为主。根据具体实地检测多山地区中有悬崖的表层土一米下为岩石，没有陡峭崖壁处上层1.5米为土下为石头，岩石风化程度为中，根据中国自然地理区划，路线所经地热带雨林型常绿阔叶林，郁密度在80以上。 第二章 平面设计2.1道路等级的确定 由原始资料已知交通量资料：小型客车：200辆/日，载重汽车：900辆/日（其中：解放CA-10B占45%；东风EQ-140占30%；黄河JN-150占25 %），预测交通量年平均增长率：各种机动车r=6%；各种非机动车2%。预测道路年限：道路使用年限按8年；路面设计年限8年。解放CA-10B占45%，东风EQ-140都属于中型车，解放CA-10B的交通量为405辆/日，东风EQ-140的交通量为270辆/日，黄河JN-150属于大型车,其交通量为225辆/日。由AADT=ADT(1+)n-1小型客车：AADT=200（1+0.06）71=300辆/日解放CA-10B：AADT=405（1+0.06）71.5=913辆/日东风EQ-140：AADT=270（1+0.06）71.5=609辆/日黄河JN-150：AADT=225（1+0.06）71.5=507辆/日AADT=300+913+609+507=2329辆/日所以该段公路等级为双车道三级公路,根据已给路线选择设计车速为30km/h.技术标准指标名称单位指标名称单位计算行车速度30km/h车道数2行车道宽6.5m路基宽度7.5硬路肩宽0m土路肩宽0. 5m停车视距30m会车视距60m超车视距150m 圆曲线一般最小半径60m圆曲线极限半径值60m 缓和曲线最小值30m 不设超高最小半径350m最小坡长100m最大纵坡8% 竖曲线极限最小半径 250m（凸） 竖曲线一般最小半径 2500m（凸） 250m（凹） 2500m（凹） 竖曲线最小长度60m 超高横坡度最大值8%路基宽度是指公路路幅顶面的宽度，即两侧路肩外缘之间的宽度，公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。根据规范，三级公路采用单幅路形式，行车道宽23.25m，土路肩宽度：20.5m。路基宽：6.5+1=7.5m，路拱坡度2%。2.2路线设计2.2.1线形设计一般原则 (1) 平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调 在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。(2) 保持平面线形的均衡与连贯长直线尽头不能接以小半径曲线。长直线和大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采用上会有变化，同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标准的变化。(3)平曲线应有足够的长度 汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。 为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定：汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难一般按6 s的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为30km/h时，平曲线一般值取65m，最小值取30m。小偏角的平曲线长度当路线转角7时称为小偏角。设计计算时，当转角等于7时，平曲线按6 s行程考虑；当转角小于7时，曲线长度与成反比增加；当转角小于2时，按2计。2.2.2平面线形要素的组合类型平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线，这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式。就公路平面线形设计而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和复合型六种。2.3平面设计方法 （1）平面设计的重点 公路平面设计的重点是选线和定线，在满足技术标准的前提下，路线距离短，挖方量少，土石方平衡时公路平面的主要内容。（2）平面设计的具体步骤和要求 资料收集 现场踏勘 选线与定线 校核与审核2.4平曲线设计2.4.1方位角及转角计算 方位角及转角计算起点坐标A（2257，19725） 坐标(2241,20180)坐标增量 DX=X2-X1=16 DY=-Y1=455焦点间距 S=455.281方位角 DX0 所以A1= = 2050.28起点坐标（2241，20180） 坐标(2598,20922)坐标增量 DX=X2-X1=357 DY=Y2-Y1=742方位角 DX0 DY0 所以A2=254137转交 =A2-A1=2742 27 .62.4.2 平曲线要素计算取JD3作为算例，具体计算如下： 图 1-2 圆曲线几何要素JD3曲线要素计算：取圆曲线半径R=100 曲线的几何要素为：偏角595612.1，半径R100m，切线长曲线长外矢距校正数其中 切线增值， 内移值， 缓和曲线角 主点桩号计算如下：JD1桩号为K1+867.466， 直缓点桩号：ZH=JD1-75=K1+792.466缓圆点桩号：HY=ZH+34.151=K1+826.617曲中点桩号：QZ=ZH+69.379=K1+861.845圆缓点桩号：YH=HZ-34.151=K1+897.055缓直点桩号：HZ=ZH+138.759=K1+931.201按上述方式计算其他交点曲线要素，设计图纸直线、曲线及转角表。第三章 横、纵断面设计道路纵断面即为沿着道路中线竖直剖开然后展开，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。 3.1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，在使用范围二者几乎没有差别。竖曲线诸要素的计算：3.1.1 计算竖曲线要素如图3-1所示，i1和i2分别为两相邻两纵坡坡度，= i2- i1，为“+”时，表示凹形竖曲线；为“-”时，表示凸形竖曲线。图3-1 竖曲线要素示意图竖曲线长度L或竖曲线半径R： 或 （1-11）竖曲线切线长T： （1-12）竖曲线任意一点竖距h： （1-13）竖曲线外距E： 或 （1-14）以变坡点1为例计算如下：K1+260，高程为79.2m，i1=0.5%，i2=-0.5%,= i2-i1=1%，为凹形。取竖曲线半径R=8000m。曲线长=80001%=80m切线长=40m外距=0.1m3.1.2计算设计高程竖曲线起点桩号=K1+260-T=K1+220竖曲线起点高程=83.6-T0.5%=83.4m竖曲线终点桩号=（K1+260）+40=K1+300竖曲线终点高程=83.4-400.5%=83.2计算直线线段上的设计标高根据i=h/LK0+0.000：HS=77.3，i1=0.5%K0+20.000处的设计高程：HS1=77.3+(0.5%)(K0+20.000)-（K0+0.000）=77.4K0+40.000处的设计高程：HS2=77.3+(0.5%)(K0+40.000)-（K0+0.000）=77.5 其他点按上述方法计算，见纵坡、竖曲线表。3.2 横断面设计公路的横断面，是指公路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、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。公路横断面的组成和各部分的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。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大经济效益与社会效益。道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求，横断面设计应满足以下一些要求：（1）设计应符合公路建设的基本原则和现行公路工程技术标准规定的具体要求。（2）设计时应兼顾当地农田基本建设的需要，尽可能与之相配合，不得任意减、并农田排灌沟渠。（3）路基穿过耕种地区，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡。（4）沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。3.2.1 路堤和路堑边坡坡度的确定由公路路基设计规范，结合实际的工程地质条件综合考虑：路堤边坡坡度取为1：1.51：1.75；路堑边坡取为1：0.51：0.75。3.2.2超高与加宽 （1)平曲线超高加宽的计算： 平曲线加宽设计：平曲线加宽是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。加宽值计算：标准规定的双车道路面加宽值见下表表.1 类加宽半径与全加宽表 圆曲线半径 250200 200 150 150100 100 70 70 50 全加宽值 0.40 0.60. 0.8 1.0 1.2加宽过：加宽过渡段是为使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，而设置的宽度变化段。该加宽值为圆曲线内等值最大加宽，而直线上不加宽，在加宽过渡段内，路面宽度逐渐过渡变化。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同方法。在加宽过渡段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽。加宽渡过渡段内任意点的加宽b=,式中：L为任意点距过渡段起点的距离；L为加宽过渡段长度；b为圆曲线上的全加宽。对设有缓和曲线的平曲线，加宽过渡段应采用与缓和曲线相同的长度。对不设缓和曲线，但设有超高过渡段的平曲线，可采用与超高过渡段相同的长度。(2)平曲线超高设计:为抵消或减小车辆在平曲线段上行驶所产生的离心力，在该路段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。从直线段的双向路拱横坡渐变到圆曲线段具有单向横坡的路段，称作超高过渡段。对任意半径圆曲线超高值的确定，由汽车在圆曲线上行驶时力的平衡方程是可得：V=30Km/h,路拱横坡取2%，当计算出的超高值小于路拱横坡时，取=；当计算出的超高值大于最大超高时，=。超高过渡段长度：Lc=，当绕内边线旋转时，。绕内边线旋转的超高值计算公式如下表：表6.2 绕内边线旋转时的超高值计算表超高位置计算公式圆曲线上外缘中线内缘过渡段上外缘中线内缘.横向系数的计算 (1) 2.超高值计算 -0.038=0.032 对不同行驶速度、不同半径对应不同的超高值，将计算出的值代-中计算，当计算出的超高值小于路拱横坡时，取=；当计算出的超高大于最大超高时取=。（=1.5%）（=1.55%）（=8%）取=3.2%3. 计算JD3过渡段段上的超高例JD3 距圆直点7.554m处外缘=0.5(0.03-0.02)+(0.50.02+(0.5+6.50)0.032 =0.057 中线=0.50.03+6.5/20.2=0.08内缘=0.50.03-（0.5+0.18）0.02=0.0014.计算JD3圆曲线上的超高外缘=0.239 中线（定值）=0.119 内缘= =-0.027 其他计算结果详见路基设计表：第四章 路基路面设计4.1 路面设计要求及内容路面是道路的上部结构，常由各种坚硬材料分层地铺筑于路基之上构筑而成。路面应能承受交通荷载和大气自然因素的作用，并且还要与周围环境衬托。（1）路面的设计原则沥青路面：路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计。在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合力选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济比较。结合当地条件，积极推广成熟的科研成果，对行之有效的新材料、新工艺、新技术应在路面设计方案中积极、慎重地加以运用。路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全。为提高路面工程质量，应推行机械化施工。水泥混凝土路面：水泥混凝土路面设计应根据公路交通量及公路的使用任务、性质，并结合当地气候、水文、土质、材料、实践经验以及施工和养护条件等，通过技术经济比较，做出符合要求并与环境条件相适应的经济合理的路面设计。（2）路面设计要求基本要求：公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任务、功能、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计。路面应具有良好的稳定性和足够的强度，其表面应满足平整、抗滑和排水要求。各级公路的行车道，路缘带、硬路肩和应急停车带等均应铺筑路面。各级公路路面可根据交通量发展需要，一次建成或分期修建。结构性能要求：路面应有足够的强度和刚度，使路面不裂、不碎、不沉、耐磨，无轮辙和推移、拥包等不容许的变形；路面应有足够的稳定性，是路面能承受冷热、干湿、东融合荷载的长期反复作用；路面应具有足够的耐久性，使路面在荷载、气候因素的长期综合多次作用下耐疲劳、耐老化和没有不容许的塑性变形累积；路面应有足够的平整度，使车辆平稳行驶，不产生不容许的颠簸振动和过大的行驶阻力；路面应有足够的粗糙度，使车轮与路面之间有足够的附着力或摩阻力。功能性能要求：路面应与周围环境协调，如洁净少尘，低振动，低噪声；使路面平整，保持行车的舒适性，也保证车辆运行的费用；使路面抗滑，防溅水，防喷雾，保证行车安全。1）路面设计内容路面结构类型选择：根据交通、当地环境和设计任务的要求，论证选择路面结构的类型路面结构组合设计：根据使用要求、交通特性和当地环境等情况，通过论证、比选，选择各结构层的种类，确定各结构层的层位。路面结构设计验算：根据设计规范规定的方法与程序，验算路面结构在交通、环境条件下，承载能力、疲劳耐久性能是否满足规范规定的允许条件指标及达到规范规定的最基本要求，确定路面板以及各结构层的厚度。路面结构排水设计：精心布置地面排水和结构内部排水系统和排水设施。结构层材料组成设计与试验验证细部设计：包括路面接缝，路面与构造物的连接、路面与路缘石、硬路肩、交叉口细部等方面的设计。4.2 沥青混凝土路面的设计4.2.1 沥青混凝土路面的特点沥青混凝土路面具有很高的强度和密实度，并且在常温下具有一定塑性。它的强度和密实度是各种沥青矿料混合料中最高的。密实沥青混凝土的透水性小、水稳性好，有较大的抵抗自然因素和行车作用的能力，因此，它的寿命长、耐久性好。可以大面积施工，现场操作方便，完成后可以及时通车。沥青混凝土面层是适合现代高速汽车行驶的一种优质高级柔性面层。4.2.2 沥青混凝土路面适用条件沥青混凝土适用于做各级公路的沥青路面面层。对高速公路、一级公路的表面层、中面层、下面层应采用沥青混凝土；二级公路的表面层宜用沥青混凝土。4.2.3 沥青混凝土路面结构设计路面结构组成：沥青路面结构层可有面层、基层、底基层、垫层组成。路面等级与类型：路面等级、面层类型应与公路等级、交通量相适应。路面等级、面层类型的选择应根据公路等级与使用要求、设计年谢安内标准轴载的累积当量轴次、筑路材料和施工机械设备等因素确定。沥青面层厚度：应根据公路等级、交通量及组成、沥青品种和质量以及其后条件等因素，按照半刚性基层上沥青层推荐厚度，综合论证选用。二级公路沥青层推荐厚度为510cm。结构层厚度：路面面层、基层、底基层的结构和厚度，应与公路等级、气候、水文、筑路材料、交通量及其组成等相适应。为了方便施工管理和组织，路面结构层次不宜太多，材料变化不宜频繁。4.2.4 沥青混凝土面层选择沥青：该路段年最低平均气温为0C以上，属于热区，所以其沥青选择照下表。热区石油沥青AH-50 AH-70A-60 A-100沥青混合料的压实度：沥青混凝土、沥青碎石的压实度当以马歇尔试验密度时，对高速公路、一级公路压实度应达到95%，其他等级公路应达到94%。当以试验段的密度为标准密度时应达到98%的压实度。4.2.5 沥青路面基层、底基层的设计基层、底基层应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区还应具有一定的抗冻性。基层、底基层结构设计应贯彻就地取材的原则，认真做好当地材料的调查，根据不同公路等级、交通量对基层、底基层的技术要求，选择技术可靠、经济合理的基层，底基层结构。半刚性材料基层、底基层的配合比设计，应根据重型击实标准制件，混合料7d龄期的无侧限抗压强度试验确定。一般公路的基层宽度宜比面层宽出25cm，底基层每侧宜比基层款15cm.基层和底基层的压实度，强度标准及其施工应符合有关规定。4.2.6 新建沥青路面的设计流程新建沥青路面厚度设计按以下步骤进行：根据设计任务书的要求，按照设计回弹弯沉值和容许完弯拉应力两个设计指标，分别计算设计年限内的标准轴载累计当量轴次，确定交通量等级，面层类型，并计算设计弯沉值和容许弯拉应力。当量标准轴载数N：当以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标当以半刚性材料层底拉应力为设计指标时设计年限累计当量标准轴载数N：路面设计弯沉值：结构层容许弯拉应力： 沥青面层抗拉强度结构系数K：无机结合料稳定集料抗拉强度结构系数K：无机结合料稳定细粒土抗拉强度结构系数K：贫混凝土基层抗拉强度结构系数K：按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，沿线将路基划分为若干路段，确定各路段的路基回弹模量E。参考本地区工程经验，拟定若干个路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比设计，测定各结构层材料的抗压回弹模量与抗拉强度，确定各结构层的设计参数E，。计算路面结构表面弯沉值以及结构层层底弯拉应力。根据设计指标，采用多层弹性体系理论设计程序计算路面结构设计层的厚度，即：对于季节性冰冻地区，应验算防冻层厚度是否满足要求。若不能满足，则可增加防冻层厚度，达到规定厚度，以满足防冻要求。进行技术经济比较，选定最佳路面结构方案。4.3沥青路面设计4.3.1设计资料 查表可知三级公路沥青路面设计年限为8年，拟采用沥青路面结构，沿线土质为砖红色粘性土，属高液限的粘土，沿线可采集到沙土，地表为亚砂土和亚粘土，并有丰富的砂、砾、石等，市内可供应炉渣、粉煤灰等工业废渣并且有石灰粉供应，质量满足要求。据预测该路段竣工初年的交通组成如下：解放CA-10B为405辆/日，东风EQ-180为270辆/日，黄河JN-150为225辆/日，道路使用年限按8年，预测交通量年平均增长：6%。4.3.2设计计算说明 1. 轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载以设计弯沉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： N=式中： N标准轴载的当量轴次（次/日）；被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）；P标准轴载(KN);C1轴数系数；C1=1+1.2（m-1）；C2轮组系数；计算结果如表所示。 表6.1 轴载换算结果表（弯沉） 车型 Pi(KN);C1C2 ni（次/日） C1C2ni（次/日） 解放CA-10B 后轴 60.851 140546.65 东风EQ140 后轴69.21127054.4284 黄河JN150 前轴4911225101.105 后轴 101.611150241.0849N=352.2684注：轴载小于25KN的轴载作用不计2. 累计当量轴次根据题意，该三级公路沥青路面设计年限为8年，双向单车道的车道系数取1.0。次由规范知道3属于轻等交通。3.验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴1）轴载换算 N=式中 被换算的轴载作用次数（次日）； 标准轴载（kN）； 被换算的轴载（kN）； 轴载系数； 轮组系数； 表6.2 轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）车型Pi(KN);（次/日）（次/日） 解放CA-10B后 后轴60.85114057.6127 东风EQ140后 后轴69.21127014.1975 黄河JN150前 前轴49112250.7477后 后轴101.611150255.4655N=278.0234注：轴载小于50KN的轴载作用不计2）累计当量轴次参数取值同上，设计年限8年，车道系数取1.0。累计当量轴次由规范知道3属于轻等交通。4.4路面结构组合与材料选取面层要求高强耐磨、热稳性好和不透水，因而选用粘结力强的结合料和强度高的集料作为面层，本设计采用沥青混凝土面层，由两层组成，上层选用细粒式沥青混凝土，下面层采用粗粒式沥青混凝土。基层要有足够的强度，一定的刚度和水稳定性，由于东北地区冬季寒冷，所以材料还要具有一定的抗冻性和低温抗裂性。本地区河流冲沟附近多砂砾，选用水泥稳定砂砾做基层。设置隔水隔温垫层，厚度大于15cm为设计厚度，材料为石灰稳定土。4.5各层材料的抗压模量与劈裂强度查表得各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取时的模量，各值取规范给定范围中值，因此得到的抗压模量：40mm细粒式密级配沥青混凝土1500,80mm中粒式密级配沥青混凝土1200。200mm水泥稳定砂砾1400，180mm 级配砂砾200。各层材料劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为，中粒式密级配沥青混凝土为1.2，粗粒式密级配沥青混凝土为，水泥稳定碎石为0.6。4.5.1土基回弹模量的确定该路段处于区，为砖红色粘性土，地下水位距地表2.3m，查表得土基回弹模量24.5。路槽底至水位的高度查表得1.7m，查表得干燥状态路基，再查表知1.05，取其稠度为1.10，查表“二级自然区划各图组土基回弹模量”查得土基模量为。4.6确定路面结构方案表6.3路面结构方案层位结构层材料名称 厚度（mm） 平均抗压模量() 201 细粒式密级配沥青混凝土419912 中粒式密级配沥青混凝土614254 水泥稳定碎石2031885 级配砂砾182506 土基404.6.1设计弯沉值：该公路为三级公路，公路等级系数取为1.2，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层厚度大于20cm，基层类型系数取1.0，设计弯沉值为：式中：Ld路面设计弯沉值（0.01）；Ne设计年限内一个车道上累计当量轴次；Ac公路等级系数三级公路为1.2；As面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；Ab基层类型系数，半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20时，Ab=1.0； （0.01）4.6.2各层材料的容许层底拉应力式中：路面结构层材料的容许拉应力，MPa；结构层材料的极限抗拉强度，MPa；抗拉强度结构系数；细粒式密级配沥青混凝土：中粒式密级配沥青混凝土：水泥稳定砂砾： 4.7设计资料总结 设计弯沉值为45.3892（0.01），相关设计资料汇总如表5.4 表6.4 设计资料汇总表 材料名称 h()模量(MPa) 容许拉应力(MPa) 细粒式密级配沥青混凝土419910.46 中粒式密级配沥青混凝土：814250.38 水泥稳定碎石2031880.26 级配砂砾18200 土基404.8 路面厚度计算令Ls=Ld=44.27（0.01） 式中：L理论弯沉值；Ls实测弯沉值；Ld设计弯沉值；F弯沉综合修正系数； 上述设计结果满足设计要求第五章 软基处理软土地基，通常情况下地基承载力达不到其上面构造物要求的承载力，或虽在建筑物施工时能达到要求，但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因，使地基失稳，造成路面严重破坏，处理好路基，是设计的重大环节。公路是一条带状的承受动静两种荷载的特殊人工建筑物，由于它分布较广，使用要求较高，因而对地基提出了较高的要求。本设计所