交通土建专业毕业设计论文-白莲岩道路设计

长沙理工大学继续教育学院毕业设计题目白莲岩道路设计专业10春交通土建层次专升本姓名学号指导教师2011年10月25日2摘要设计为我国皖南山区的白莲岩公路设计，白莲岩地区隶属安徽省六安市，此地区地形属于山岭重丘。路段全长2802M，拟为山岭重丘区的二级公路，共设有3个平曲线，在所有圆曲线处均设缓和曲线。第一个弯道设有缓和曲线，缓和曲线长度60米，圆曲线半径500米。第二个弯道也设有缓和曲线，长度为80米，圆曲线半径450米。第三个弯道半径为150米，设缓和曲线，长度为50米。根据规范，第一和第二个圆曲线只设超高，第三个曲线设有超高和加宽。整个路段共设有一个竖曲线，坡度分别为077和334，半径设为5000米。路拱采用双向坡面，坡度值采用2。路段路面设定两种方案，分别为沥青路面以及水泥混凝土路面。关键字一级公路平原地区沥青路面水泥混凝土路面3ABSTRACTMYDESIGNISTHEDESIGNFORHIGHWAYOFBAILIANYANOFTHESOUTHMOUNTAINAREAOFANHUIINOURCOUNTRY,BAILIANYANAREAISINLIUANCITY,ANHUIPROVINCE,THISREGIONALTOPOGRAPHYISTHEHILLSTHETOTALLENGTHOFTHEHIGHWAYIS2802M,ITWASDESIGNEDBYTHE3RDROADINHILLAREA,THEREARE3CURVESALTOGETHER,HAVEEASECURVESINALLCURVEPLACESTHEFIRSTCURVEDWAYRELAXESTHEEASECURVE,THELENGTHIS60METERS,THERADIUSOFCURVEIS500METERSTHESECONDCURVEDWAYRELAXESTHEEASECURVETOO,THELENGTHIS80METERS,THERADIUSOFCURVEIS450METERSTHIRDCURVEDDISHESOFRADIUS150,ISITEASECURVETOSETUP,LENGTH50ACCORDINGTOTHENORM,THEFIRSTANDSECONDCURVEONLYHASTHEHYPERLENTH,THETHIRDCURVEHASHYPERLENTHANDWIDENSTHEREISAVERTICALCURVEALTOGETHERINTHEWHOLEHIGHWAYSECTION,THESLOPEIS077AND334RESPECTIVELY,THERADIUSISSETAS5000METERSTHEWAYISJOINEDANDADOPTEDTWOWAYLYANDDOMATICALLY,SLOPEVALUEADOPTS2THEHIGHWAYSECTIONROADSURFACEESTABLISHESTWOKINDSOFSCHEMES,ONEISTHEASPHALTROADSURFACEANDANOTHERISCEMENTCONCRETEROADSURFACEKEYWORDTHE2RDHIGHWAYHILLSASPHALTSURFACECONCRETESURFACE4目录第一章总说明书111地理位置图112说明书1第二章路线设计321公路等级的确定322技术标准与技术标准的总体运用情况323路线方案4231路线拟定的基本原则4232路线走向4233设计范围4第三章路线平面设计531导线要素计算及导线绘制5311交点间距计算5312导线方位角计算5313导线间偏角计算6314曲线要素计算6第四章路线纵断面设计1141纵断面设计11411纵坡设计原则3456711412平纵组合的设计原则3456711413最小填土高度11414竖曲线半径选择说明1142竖曲线计算12421计算竖曲线的基本要素12422计算竖曲线的基本要素12423求竖曲线起点和终点桩号13第五章路线横断面设计1551等级与标准15511计算横断面要素15512确定设计年限和设计交通量15513确定设计小时交通量和可能通行能力17514平曲线的加宽及其过度1852超高与加宽20521加宽过度20522曲线的超高2053路拱设计21531路拱坡度21532路拱设计215第六章路基设计2361路基横断面2362路基高度2363路基边坡2364排水沟和边沟24第七章水泥混凝土路面设计2771确定设计参数2772交通分析计算轴载作用次数2773初拟路面结构28731路面材料参数确定28732计算基层顶面当量回弹模量如下2874荷载疲劳应力和温度应力29741标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为29742疲劳应力系数KT计算2975水泥板接缝设计30751纵向接缝30752横向接缝30第八章沥青路面设计3181沥青路面计算3182轴载分析31821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31822累计当量轴次3283结构组合与材料选取3384土基回弹模量的确定3485设计指标的确定3486设计资料总结3587确定石灰土层厚度36第九章土石方数量计算3991相关土石方工程量计算3992概预算计算39921水泥混泥土路面39922沥青混泥土路面39参考文献40结束语41感谢词42白莲岩道路设计1综合说明11地理位置图（略，详细情况见路线设计图）12说明书121设计任务、路线起讫点、中间控制点、全长及工程概况。省道232线，本项目起点坐标（508296567，520027987）、终点坐标（508779329，524025552）路线全长40公里，中间共有4个控制点，坐标控制点为JD1（508695056,520284319）、JD2508682346,520859127、JD3508686449，524006083、JD4508776944,524006083本设计路线为江苏省常州地区的232省道的设计，本文通过对该地区的自然地理条件的调查及参阅相关文献，根据交通发展规划，地形和当地的交通条件并结合当地实际情况对常州地区进行整体的设计规划，以进一步加快此地区发展122沿线地形、地质、地震、水文等自然地理特征及其与公路建设的关系。地形，地貌本设计为线路所经区域在地形地貌上属于太湖水网平原工程地质区，以平原为主，河渠交错，浜塘密布，地面标高一般2258米，总体看地形北低南高，略有起伏。地质本设计的地形区属于现将本项勘察揭示线路近90米深度范围内的岩土层依据地质时代、成因类型和岩性特征，自上而下、由新至老分述如下第四系1B填土11亚粘土12淤泥质亚粘土12A亚粘土13亚粘土21亚粘土22软亚粘土23亚砂土或粉砂24软亚粘土24A亚粘土31亚粘土32亚粘土32A亚粘土32C粉沙33亚砂土或粉砂34淤泥质亚粘土41亚粘土41A亚粘土41C粉砂42亚粘土51亚粘土53粉砂61含砾亚粘土71全风化砂岩72强风化砂岩。123特殊土区内主要特殊土类型为软土、软弱土和膨胀土。软土和软弱土124软土及软弱土划分原则软土定义天然含水量大于液限且大于等于35，孔隙比大于等于10，十字板剪切强度35KPA，静力触探锥尖阻力QC小于07MPA。本标段主要软土层厚度变化较大，集中分布于K39350以北路段。软弱土定义静力触探锥尖阻力对于粘性土介于0710MPA之间，土工试验塑性状态在软塑流塑状态的土，对于砂性土介于0715MPA之间的松散砂性土。本标段主要软弱土层为22层和24层。125软土分布及土性特征本标段存在部分软土，软土主要分布在河塘附近，埋深较浅，层厚在15米不等，基本均为含水量较高的淤质土。长沙理工大学毕业设计（论文）713路基土由路基土调查成果表显示，路线经过地区近地表分布的路基土土性为高液限粘土或低液限粘土，其中局部高液限粘土具有弱膨胀性。14区域地质构造根据区域地质资料和江苏省地震工程研究院常州至江阴高速公路工程场地地震基本烈度复核工作报告200103（以下简称复核报告），将区内与地震关系密切的主要区域断裂描述如下1）奔牛孝都断裂该断裂主要是根据重力、钻探等资料确定的。根据复核报告该断裂是一条第四纪活动断裂。2）湟里经新闸小新桥断裂据110万常州市基岩地质图1990年，从湟里经新闸至小新桥存在一条北东向断裂。沿此断裂地震活动相对较多，部分地震引起地动和震感。根据复核报告该断裂是一条第四纪活动断裂。3）前州西夏墅据110万常州市基岩地质图（1990年），从前州经青龙至西夏墅附近，推断存在一条北西向断裂。根据复核报告该断裂是一条第四纪活动断裂。依据复核报告上述断裂皆为非全新活动断裂，加之路线所在区内地震基本烈度为VI度，且勘察揭示最大第四纪覆盖层厚度大余90米，综合上述三点依据建筑抗震设计规范GB500112001可忽略发震断裂错动对地面建筑物的影响。15与周围环境和自然景观相协调的情况由于是省道一级公路，项目对沿线社会、人文环境的影响较大，受其制约也较严重。公路的建设必将对公路沿线人口规模、结构带来一定影响，会促进沿线城市的经济发展，提高沿线居民的生活质量，促使交通运输事业的重大发展，促进旅游资源的开发利用等。但本项目的建设将分隔原有城乡格局，引起居民迁移，破坏原有农田、水利系统，占用大量农田、产生各种污染等。为尽量减少工程的负面影响，在可研、初步设计、施工图设计各个阶段都将社会环境、自然环境保护放在重要位置，选线时尽量避开村屯以减少拆迁，调查公路沿线行政区划、村屯分布、地块划分、通行条件等，与沿线地方政府协商解决分隔带来的问题，合理设置构造物以最大限度的满足沿线居民生产、生活的需要。调查原有农田水利现状布局及规划、选线时尽可能避让，改移，使影响最低。与农田水利规划部门共同协商，合理设置桥涵构造物，形成完整的排灌综合系统。力求本项目对沿线社会人文环境负面影响很小。2路线设计21公路等级的确定根据交通量的资料，该公路主要是作为汽车专用车道，根据公路路线设计规范（JTJ01194）中211公路分级所规定“一级公路，一般能适应按各种汽车包括摩托车折合成小客车的年平均昼夜交通量为500012000辆，为连接政治、经济中心或大工矿区、港口、机场等地的专供汽车行驶的公路”。而根据设计任务书中所提供的年平均日交通量（AADT）资料，该公路远景设计（20年）交通量满足二级公路指标。所以此公路定为一级公路。22技术标准与技术标准的总体运用情况表21主要技术指标指标名称单位指标指标出处计算行车速度KM/H80（JTJ01194）表212最小平曲线半径M100项目总说明书极限最小平曲线半径M60（JTJ01194）表732不设超高平曲线半径M600（JTJ01194）表741平曲线最小长度M70（JTJ01194）表781不设缓和曲线的半径RM9000（参考文献10）表412缓和曲线最小长度M35（JTJ01194）表743圆曲线部分最大超高值8（JTJ01194）表751同向曲线间最小直线长度M180（6V）（JTJ01194）第723条反向曲线间最小直线长度M60（2V）（JTJ01194）第723条最大纵坡7（JTJ01194）表821最大纵坡坡长限制M700（5）500（6），300（7）（JTJ01194）表832凸形竖曲线一般最小半径，M700（JTJ01194）表861凸形竖曲线极限最小值M450（JTJ01194）表861凹形竖曲线一般最小半径，M700（JTJ01194）表861凹形竖曲线极限最小值M450（JTJ01194）表861竖曲线最小长度M35（JTJ01194）表861停车视距M40（JTJ01194）表791路面类型沥青/水泥混凝土工程指标设计年限年20（JTJ01194）第222条参考公路路线设计规范（JTJ01194）和道路勘测设计张廷楷、张金水主编（参考文献10）。长沙理工大学毕业设计（论文）923路线方案231路线拟定的基本原则（1）在道路设计的各个阶段，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，做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标。不要轻易采用极限指标，也不应不顾工程大小，片面追求高指标。（3）选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占田地，道路平面线形应与地形、地质、水文等结合，并符合各级道路的技术指标。（4）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。对严重不良地质路段，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，应慎重对待，一般情况下应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。（5）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑，汽车运营所产生的影响和污染应综合考虑土石方平衡，汽车运营经济效益等因素，合理确定路面设计标高（6）对于高级路和以及路，由于起路幅宽，可根据通过地区、地物、自然环境等条件，利用起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。232路线走向路线大致走向为由南向北。233设计范围K37000000K410000003路线平面设计31导线要素计算及导线绘制311交点间距计算交点间距计算公式为（31）2121YXL计算相邻交点距离表31交点坐标表控制点XYJD00508296567520027987JD01508695056520284319JD02508682346520859127JD03508686449522023276JD04508776944524006083JD05508779329524025552使用程序交点距离计算程序计算（计算程序源代码见附录一）（1）JD0JD1（2）JD1JD2（3）JD2JD3（4）JD3JD4（5）JD4JD5L1256344ML2574949ML31164156ML4119887ML519615M312导线方位角计算导线方位角计算公式为（32）12XYARCTGB（1）JD0JD1长沙理工大学毕业设计（论文）11B1ARCTG5617508692508693124（2）JD1JD2B2ARCTG34237（3）JD2JD3B3ARCTG5613450862950867（4）JD3JD4B4ARCTG9472（5）JD4JD5B4ARCTG451508763295083313导线间偏角计算314曲线要素计算全线共设有四处曲线，全部不要设置缓和曲线。（1）JD1处缓和曲线要素计算1）缓和曲线长度LS此处平曲线R500M，偏角C26522）五个基本桩号JD01K082890TH1479088ZHK06809912L6000HYK07409912LHL2314594HZK09724506L6000YHK09124506LH2L/2857297QZK08267209长沙理工大学毕业设计（论文）12（2）JD2处缓和曲线要素计算1）缓和曲线长度LS此处平曲线R450偏角C478442）五个基本桩号JD02K1476947TH2398725ZHK112370793L80HYK113170793LHL3757674HZK16928467L80YHK16128467LH2L/21478837QZK1464963（3）JD3处缓和曲线要素计算1）缓和曲线长度LS此处平曲线R130M，偏角C92652）五个基本桩号JD03K2243309TH1619592ZHK181355L5000HYK2131355LHL2102123HZK23415673L8000YHK22915673LH2L/28010616QZK22123346长沙理工大学毕业设计（论文）13（4）路线要素坐标表。曲线要素计算有缓和曲线的曲线要素计算公式（32340RLSQ3）（33428SP4）（3RLS6795）TGQ（3PT（26）（3LLS180R7）SECPE2（38）（3LTJ29）式中T切线长（M）L曲线长（M）E外距（M）J校正数或称超距（M）R圆曲线半径（M）转角（度）“基本型”平曲线的计算图如下长沙理工大学毕业设计（论文）14图31平曲线计算示意图表32路线坐标方位表交点坐标交点号XY交点桩号转角值12345起点41919484149093K00000000JD111255568483385K082890右265233JD2177542969057589K16961462右47844JD3235537013888133K310661738左926483终点275636498446686表33路线要素表交点桩号转角值半径R缓和曲线长度LS切线长度T曲线长度LJD126523350060147908771929145943JD24784424508023987249745576743JD39264831305016195920632602123长沙理工大学毕业设计（论文）15续上表表34路线特征点里程桩号里程桩号序号JDZHHYQZYHHZ1起点2168099127409912826720991245069724506321237079131707914644961612847169284643207813621313552212335229156123415675终点交点桩号外距E矫正值JQPBJD114007173034358111429996402999573437748JD242936853239775639989470592404509296JD35940678478637061092496918080008911018424路线纵断面设计41纵断面设计411纵坡设计原则1坡设计必须满足标准的各项规定。2为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。3纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅。4一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节约用地。5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。6在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。412平纵组合的设计原则1平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线；2平曲线与竖曲线大小应保持均衡；3暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理悦目；4平、竖曲线应避免不当组合；5注意与道路周围环境的配合，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。413最小填土高度粉砂性土3区最小填土高度为21米。414竖曲线半径选择说明1平纵面组合设计，即竖曲线的起终点最好分别在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要再缓和曲线以外的直线或圆弧段上；2竖曲线的半径应大于标准中规定的竖曲线的最小半径和最小长度；3相邻竖曲线的衔接应平缓自然，相邻方向竖曲线之间最好插入小段直线段且这段直线段至少应为计算行车速度的3S行程，当半径比较大时应亦直接连接。长沙理工大学毕业设计（论文）1742竖曲线计算421计算竖曲线的基本要素根据沿线各控制点标高拉坡，又由于本工程设计路线横穿大量已有道路和桥梁，为了更好的与原有道路和桥梁相接，不影响已有设施的工作。故确定路段纵坡值控制标高点共3，依次为K0000，K2200，K2802238。本路段设计纵坡依次为I1077，I2345竖曲线基本要素计算公式14112L42RT432E44R式中坡度差，L曲线长，（M）T切线长，（M）E外距（M）422计算竖曲线的基本要素变坡点桩号为K2200,，I2345701I桩号K13400034507742312L50002113251（M）R04265T10566255（M）2E111645（M）R5012表41竖曲线要素表变坡点桩号坡度I坡长LM竖曲线半径（凸）竖曲线长L切线长T外距EK294337450772294338K220000050002113251105662611165长沙理工大学毕业设计（论文）18K2305625534554965423求竖曲线起点和终点桩号（1）竖曲线1起点桩号K22000010566255K29433745竖曲线1终点桩号K22000010566255K230566255求各桩号的设计标高表42竖曲线标高桩号地面标高修改后的设计标高设计标高208135513341355832210013513572413572732131355138713583251359696215013861358038136113622001365135383513652212335138213520313607422501382134463313477312291567139713331761333375230014013304313304622341567137313161065路线横断面设计51等级与标准511计算横断面要素本路段为二级公路，且位于山岭重丘区，查公路路线设计规范（JTJ01194）表612，路基宽度一般值为85M，变化值没有具体的规定。查公路路线设计规范（JTJ01194）表613，行车道宽度为70M，本路段为二级公路，且位于山岭重丘区，设计车速为40KM/H,查表可知在交通量大和有大型车混入率高时，车道宽可取350M。土路肩宽取075M。整个路基宽度为85M。512确定设计年限和设计交通量根据交通调查，2005年年平均日交通组成如下，年增长率58解放CA30A200辆/日长征XD160100辆/日东风EQ140200辆/日交通SH141150辆/日太脱拉138200辆/日日野KB222150辆/日吉尔130200辆/日依士兹TD50150辆/日解放CA15200辆/日小轿车1800辆/日公路等级应根据公路网的规划和远景交通量，从全局出发，结合公路的使用任务和性质综合确定。白莲岩线公路为二级公路，设计年限为12年。据参考文献所述一条公路交通量的普遍计算单位是年平均日交通量（简写为ADT），用全年总交通量除以365而得。设计交通量是指欲建公路到达远景设计年限时能达到的年平均日交通量（辆/日）。它在确定公路等级，论证道路的计划费用或各项结构设计等有重要作用，但直接用于几何设计却不适宜。因为在一年中的每月，每日，每一小时交通量都会变化，在某些季节，某些时段可能会高于年平均日交通量数倍，不宜作为具体设计依据。远景设计年平均日交通量依道路使用任务和性质，根据历年交通观测资料推断求得。目前一般按年平均增长率累计计算确定。10NDN式中远景设计年平均日交通量（辆/日）；DN起始年平均日交通量（辆/日），包括现有交通量和道路建成0后从其他道路吸引过来的交通量；年平均增长率（）；N远景设计年限。设计小时交通量按下式计算（51）KDNDH式中主要方向高峰小时设计交通量（辆/小时）；H高峰小时两个方向的总交通量（辆/小时），ND方向系数，即高峰小时期间主要方向交通量与两个方向总交通量之比（/），可采用06；H，设计年限的年平均日交通量（辆/日）；DNK设计小时交通量系数（/）平时有观测资料，仿图HN，绘制关系图求得；无资料，可按如下近似式计算K181A（51A）08X式中A地区气候修正系数；X设计小时时位；设计年限的日交通量修正系数，按下式计算0200002（51B）DN据参考文献所述，交通量的折算我国的城市道路和一般公路（即二、三、四级公路）都是混合交通，非机动车占较大比重。非机动车辆速度低，行驶规律性差，从而影响机动车辆正常行驶。在机动和非机动车混合行驶的公路上，其交通量是将公路上行驶的各种车辆折合成中型载重汽车的数量来表示；在设长沙理工大学毕业设计（论文）22置慢车道实行分道行驶的道路或路段上，其交通量应按汽车交通量和非汽车交通量分别计算。各种车辆的折算系数与车辆的行驶速度和该车种行车时占用道路净空有关，如何定量，目前尚在研究之中，先仍暂采用1972年的规定，以载重汽车为标准的折算系数。载重汽车10（包括大客车、重型载重汽车、三轮车、胶轮拖拉机带挂车）；带拖挂的载重汽车15（包括大平板车）；小汽车05（包括吉普车，摩托车）；兽力车20；架子车05（包括人力车）；自行车01。以小汽车为标准的折算系数，尚无公认值。习惯上采用小汽车10（包括吉普车，摩托车）；载重汽车20；带拖挂的载重汽车、铰接式公共汽车30。513确定设计小时交通量和可能通行能力据参考文献，道路通行能力是在一定的道路和交通条件下，道路上某段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示。单位时间通常以小时计（辆/小时），车辆数对于多车道道路用一条车道的通过数表示，双车道公路用往返车道合计数表示，它是正常条件下道路交通的极限值。基本通行能力是指在理想条件下，单位时间内一个车道或一条车道某路段可以通过的小客车最大数，是计算各种通行能力的基础。所谓理想条件包括道路本身和交通两个方面，即道路本身应在车道宽、侧向净宽有足够的宽度及平、纵线形、视距良好；交通上只有小客车行驶，没有其他车型混入且不限制车速。现有道路即使是高速公路，基本上没有合乎理想条件的，可能通过的车辆数一般都低于基本通行能力。基本通行能力的计算可采用“车头视距”或“车头间距”推求。车头视距是指连续两车通过车道或道路上同一地点的时间间隔，车头间距是指交通流中长沙理工大学毕业设计（论文）23连续两辆车之间的距离。如以车头视距为例，则一条车道的通行能力按下式计算C3600/T52式中C一条车道的通行能力；T连续车流平均车头间隔时间（S），可通过观测得到。可能通行能力是由于通常现实的道路和交通条件与理想条件有较大的差距，考虑了影响通行能力的诸多因素如车道宽、侧向净宽和大型车混入后，对基本通行能力修正后的通行能力。所以，该路段定为双向两车道。一般双车道公路行车道宽度的确定双车道公路有两条车道，行车道宽度包括汽车宽度和富余宽度。汽车宽度取载重汽车车厢的总宽度，为25M。富余宽度是指对向行驶时两车厢之间的安全距离、汽车轮胎至路面边缘的安全距离。双车道公路每一条单向行驶的车道宽度可用下式计算53YXCAB2单两条车道54C2双式中A车厢宽度（M）C汽车轮距（M）2X两车厢安全间隙（M）Y轮胎与路面边缘之间的安全距离（M）根据大量试验观测，得到计算X、Y的经验公式为XY0500005V55式中V行车速度（KM/H）长沙理工大学毕业设计（论文）24从上述公式来看，对于车速较低、交通量不大的公路可取较小的宽度，双车道公路行车道宽度试等级一般取值75、70、65、60。五九线属于山岭重丘区三级公路，应该取60为宜。514平曲线的加宽及其过度汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后轮迹半径最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线上行车的顺适与安全。普通汽车的加宽值可由几何关系得到BRR1B56而82421RARB故8342AB上述第二项以后的值很小，可省略不计，故一条车道的加宽57RAB2单式中A汽车后轴至前保险杠的距离（M）R圆曲线半径（M）对于有N个车道的行车道58RNABN2半挂车的加宽值由几何关系求得5921510,2RAB式中牵引车的加宽值；1B拖车的加宽值；2牵引车保险杠至第二轴的距离（M）；1A第二轴至拖车最后轴的距离（M）；2长沙理工大学毕业设计（论文）25由于，而与R相比甚微，可取R，于是半挂车的加宽值1BR，511A211令，上式仍旧纳成为式21A512RNB252超高与加宽对于R250M的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽。有三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽。521加宽过度为了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，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。白莲岩线公路设计中主要是采用比例过渡，在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽，加宽缓和段内任意点的加宽值513BLXX式中任意点距缓和段起点的距离（M）；XLL加宽缓和段长（M）；B圆曲线上的全加宽（M）。比例过渡简单易操作，但经加宽以后的路面内侧与行车轨迹不符，缓和断定起终点出现破折，于路容也不美观。这种方法正适应与三级公路。522曲线的超高据参考文献12所述，为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，长沙理工大学毕业设计（论文）26将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是曲线上的超高。合理设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性。当汽车等速行驶时，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适宜的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。12白莲岩线设计中主要采用绕外边旋转的方法进行曲线的超高。先将外侧车道绕外边旋转，于次同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡度后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡度。绕边线旋转由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此中方法。横断面上超高值的计算表51绕边线旋转超高值计算公式计算公式超高位置0X0X注外缘CHHJJIBI中缘,CHHJIBB2圆曲线上内缘,CHHJJIBI过渡段上外缘CXHCHJGJJLXIBBIIB1、计算结果均为与设计高之高差2、临界断面距缓和段起点CHGLIX03、X距离处的加宽值BLXC长沙理工大学毕业设计（论文）27中缘,CXHGJIBB2HCJILXBIB2内缘,CXHGXJJIBIHCXJJILBI53路拱设计531路拱坡度一般应采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。当在六、八车道的超高过渡段中出现宽而平缓的路面时，可根据实际情况在短段落内设置两个路拱。532路拱设计二、三、四级公路的路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件确定，最小宜采用15。高速公路、一级公路位于中等强度降雨地区时，路拱坡度宜采用2；位于严重强度降雨地区时，路拱坡度可适当增大。分离式路基，每一侧车道可设置双向路拱；也可采用单向横坡，并向路基外侧倾斜。但在积雪冻融的地区，宜设置双向路拱。在未超高地段路拱坡度取2，土路肩坡度3。由于本次设计中所取的圆曲线半径在JD1,JD2处大于不设加宽最小圆曲线半径，在JD3拐弯处需要进行加宽计算。查表得JD3处加宽值为15M。在本设计中，由于本次设计中所取的圆曲线半径均小于超高最小圆曲线半径，（山岭重丘区不设超高圆曲线最小半径为600M）。因此，在JD1、JD2，JD3拐弯处都需要进行超高计算。查表得JD1处超高值为7，JD2处超高值为9，JD3处超高值为588。本次设计的合成坡度值为不超过10，验算合成坡度，合成坡度满足要求。6路基设计61路基横断面图61横断面图62路基高度据参考文献14所述，路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。由于原地面沿横断面方向是倾斜的，因此在路基宽度范围内，两侧的高差是不同的。路基高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。路基填土的高矮和路堑挖方的深浅，可按规定，使用常规的边坡高度值，作为划分高矮深浅的依据。通常将大于18M的土质路堤和大于20M的石质路堤视为高路堤，将大于20M的路堑视为深路堑。63路基边坡路基边坡坡度取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和和边坡的高度。在陡坡或填挖较大的路段，边坡稳定不仅影响到土石方工程量和施工的难易，而且是路基整体性的关键。因此，确定边坡坡度对于路基稳定性和工程的经济合理性至关重要。64排水沟和边沟据参考文献，将边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水，引排进桥涵和路基以外时，应采用排水沟。排水沟横断面形式一般为梯形，边坡可采用110115，横断面尺寸根据设计流量确定，深度与宽度不宜小于05M，沟底纵坡宜大于05。挖方路段及高度小于边沟深度的填方路段应设置边沟。边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为110115，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。边沟纵坡宜与路线纵坡一致，并不宜小于05。图62横断面图（部分）路基边坡的确定路基边坡坡度取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和和边坡的高度。在陡坡或填挖较大的路段，边坡稳定不仅影响到土石方工程量和施工的难易，而且是路基整体性的关键。因此，确定边坡坡度对于路基稳定性和工程的经济合理性至关重要。路基边坡坡度对路基稳定十分重要，确长沙理工大学毕业设计（论文）30定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。公路路基的边坡坡度，可用边坡高度H和边坡宽度B之比值表示。示意图如下图63路基宽度表7水泥混凝土路面设计71确定设计参数对交通组成进行分析，了解不同车型的轴重；以100KN作为标准轴载，进行轴载换算，计算设计年限内的累计当量轴次1、路面结构的确定及路面材料的选取2、土基模量的确定3、初拟路面结构4、确定路面参数5、计算荷载疲劳应力6、计算温度疲劳应力72交通分析计算轴载作用次数水泥混凝土路面机构设计以100KN的单轴双轮组荷载作为标准轴载。不同轴载轮型和轴载的作用次数，按下列公式换算为标准轴载的作用次数。（71）20511670IINIISPN双轮组双轴双轮组单轴表71轴载作用次数车型PIKNINI次/日次/日解放CA10B前轴2651200118E07长征XD160前轴4261100000011764前轴0000东风EQ140后轴69212000553003025前轴25551150495E08交通SH141后轴55111500010827217太脱拉138前轴51412000004747226前轴5021150000243978日野KB222后轴104311502941983237前轴25751200747E08吉尔130后轴59512000049351624前轴42211500000151737依士兹TD50后轴8011504222124651解放CA15后轴703812000724800018长沙理工大学毕业设计（论文）32小于40KN的单轴和80KN的双轴可略去不计。二级路面的设计基准期为20年，安全等级为三级。临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取060。交通量年平均增长率为58。计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为23654906005831136512RTSEGN属重交通等级。73初拟路面结构相应于安全等级三级的变异水平等级为中级。根据二级公路、重交通等级和中级变异水平等级，初拟普通混凝土面层厚度为022M。基层选用水泥稳定粒料，厚018M。垫层015M低剂量无机结合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽35M，长40M。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。731路面材料参数确定取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为50MPA，相应弯拉弹性模量标准值为31GPA。路基回弹模量为30MPA。低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600MPA，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300MPA。732计算基层顶面当量回弹模量如下MPAHEX1035018632212MMNHEHDX57215068130458012561803233121323MEDHXX20/57/33293430156126540A长沙理工大学毕业设计（论文）33792031441550EBXMPAAHXBXT165329/7903/10普通混凝土面层的相对刚度半径计算为MERTC70165/357/537074荷载疲劳应力和温度应力741标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为MPAHRPS259106700726因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内870RK荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数。根据路面等级，392456NEFNK考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。1CK荷载疲劳应力计算为27359123780MPAKPSCFRP因而，所选普通混凝土面层厚度（022M）可以承受设计基准期内温度疲劳应力区最大温度梯度取92（0C/M）。板长4M，普通混凝土板厚9160/4RL。最大温度梯度只混凝土板的温度翘曲应力计算为72,20XBMHMPAHTEXGCT267023105742疲劳应力系数KT计算为59708046812604321BFAFKCRTMTRT计算温度疲劳应力为MPAKTMTR355970二级公路的安全等级为三级，相应于三级的安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85。再根据目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数。1R长沙理工大学毕业设计（论文）34荷载应力和温度应力的综MPAFARTRPR05974351271合疲劳作用。75水泥板接缝设计751纵向接缝纵向施工缝采用设拉杆平缝形式，上部锯切槽口，深度为35MM，宽度为5MM，槽内灌塞沥青橡胶填缝料，构造如图。拉杆直径为14MM，长度为700MM，间距为800MM。752横向接缝横向缩缝采用设传力杆假缝形式，上部锯切槽口，深度为50MM，宽度为5MM，槽内灌塞沥青橡胶填缝料，结构如图。传力杆直径为28MM，长度为500MM，间距为250MM。8沥青路面设计81沥青路面计算1、对交通组成进行分析，了解不同车型的轴重2、以100KN作为标准轴载，进行轴载换算3、计算设计年限内的累计当量轴次4、路面结构的确定及路面材料的选取5、土基模量的确定6、计算设计弯沉值7、算各层材料的容许层底拉应力8、定路面结构层各层的厚度9、对所确定的路面结构进行分析表81沥青路面设计车型前轴重KN后轴重KN后轴数后轴轮组数后轴距交通量次/日解放CA30A2657342双200长征XD16042617042双100东风EQ1402376921双200交通S150太脱拉138514802双200日野KB22250210431双150吉200依士兹TD50422801双150解放C200小汽车180082轴载分析821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路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。1轴载换算轴载换算采用如下的计算公式（81）KIIPNCN13542长沙理工大学毕业设计（论文）36表82轴载换算结果表（弯沉）车型PIKNC1C2NI次/日次/日前轴265112000619654解放CA10B后轴7342212001146121前轴426111002443047长征XD160后轴8522211001096061前轴0东风EQ140后轴692112004031731前轴2555111500396499交通SH141后轴551111501122279前轴514112001105909太脱拉138后轴802212001666841前轴502111507484321日野KB222后轴1043111501801474前轴2575112000546904吉尔130后轴595112002090156前轴422111503517227依士兹TD50后轴80111505682412解放CA15后轴70381120043394467697767822累计当量轴次1根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取12年，双车道的车道系数是0607，取065。累计当量轴次293045105867693113652NNTE2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（82）KIIPNCN182计算结果如表83所示长沙理工大学毕业设计（论文）37表83轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）车型PIKNNI次/日次/日前轴26511200000486404解放CA10B后轴73431200156289251前轴42611100244304663长征XD160后轴8523110014946293前轴0东风EQ140后轴69211200403173062前轴255511150039649863交通SH141后轴55111150112227868前轴51411200110590944太脱拉138后轴8031200227296472前轴50211150748432139日野KB222后轴104311150180147401前轴257511200054690383吉尔130后轴59511200209015646前轴42211150351722718依士兹TD50后轴8011150568241179解放CA15后轴7038112004339445999113082452）累计当量轴次参数取值同上，设计年限是12年，车道系数取065。累计当量轴次4360510580653291616512NNTE83结构组合与材料选取1由上面的计算得到设计年限内一个车道上的累计标准轴次约为350万次左右。根据规范推荐结构，路面结构面层采用沥青混凝土（8CM），基层采用水泥碎石（取20CM），底基层采用石灰土（厚度待定）。规范规定二级及二级以下公路的面层由二层组成。查规范中的第四节沥青路面的42高级路面中的表421“沥青混合料类型的选择（方孔筛）”，采用二层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度4CM），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度6CM）。C2长沙理工大学毕业设计（论文）382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20的抗压模量细粒式密级配沥青混凝土为1400MPA，粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPA，水泥碎石为1500MPA，石灰土为550MPA。劈裂强度细粒式密级配沥青混凝土为14MPA，粗粒式密级配沥青混凝土为08MPA，水泥碎石为05MPA，石灰土为023MPA。具体的值见表84表84材料级配表抗压模量MPA200C劈裂强度（MPA）细粒式密级配沥青混凝土140014粗粒式密级配沥青混凝土100008水泥碎石150005石灰土55002384土基回弹模量的确定该路段处于IV3区，为粘质土和粉质土，稠度为100，查得土基回弹模量为350MPA。85设计指标的确定对于二级公路，根据规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构