李明本科毕业设计说明书

1、第一章 设计资料1.1地形图教学用地形图，比例尺为1：1000，等高线间距为2m 。1.2气象资料该公路地处辽宁省某县，气象资料主要包括： 冬季最低气温-25、夏季最高气温 35、降雨量600-800ml、主风向为西北方向。1.3沿线的工程地质及水文地质情况沿线山体稳定，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。1.4沿线的植被及土壤分布情况沿线多农田和河流，山坡上3米以下是碎石土。1.5道路建筑材料及分布情况沿线有丰富的砂砾，有水泥和石灰厂，沥青需外购。1.6交通量资料 1、近期交通量车型 数量黄河jn150, 750 解放ca10b 600东风eq140 230日野kf3

2、00d 100各种车辆折合成小客车为 11211 辆/日 2、交通增长率：7.5%。第二章 可行性分析及方案比选1.1道路可行性分析1.1.1概述交通运输是国民经济的动脉，道路，尤其是高速公路是交通的基础，是国家经济活动的基础和人民生活的基本设施，并可以作为全国土地利用的骨架。高速公路除了具有各种车辆行驶，人畜行走等基本功能外，它还是收容能源及各种信息输送设施的载体，具有汽车专用，分隔行使，封闭与立交，控制出入，线性标准高，设备完善等多项功能。高速公路与普通公路相比具有以下优点，即车速高，通行能力大，行车安全，降低运输成本，带动沿线经济发展。但也有其缺点，即投资大，资金来源困难，占地多，为铺通

3、公路和地方交通造成了一定的困难，密集型管理，沿线交通公害。1.1.2建设该高速公路的社会经济效益： 高速公路建设促进了国民经济和社会的发展，高速公路的发展改善了我国公路网结构，缓解了交通拥挤状况，提高了公路运输效益和服务水平，更重要的是促进了经济的发展，建设本高速公路的社会效益在于： 1.促进沿线工业的发展。高速公路的建设能够沟通沿线与大城市、交通枢纽、工业中心的联系，改善了投资环境，增强了中外投资者的吸引力，高速公路经济带会随之出现。 2.促进沿线农业的发展。高速公路的建设缩短了农产品的储运时间，保证了农用物资和救灾物资的及时调入，加快了农业信息的交流，有助于农业生产结构的调整和优化，有助于

4、农业的规模经营和集约化生产，有力地推动了农产品的商品化和农业的现代化。 3.促进沿线商业的繁荣。高速公路的建设能够缩短产地与销地的时空距离，减少商品交换的运输费用和时间，推动商业的发展。高速公路建成后，各地商业机构和个体户会前来投资办店；当地政府可同时建造招商市场和各类商品交易批发市场，使市场繁荣，购销两旺。 4.促进沿线旅游业的发展。高速公路不仅促进了沿线旅游景点的开发，而且促进了旅游人数及旅游收入的增加。高速公路建成后，使丹庄两地间的旅游，既便利又舒适。 5.促进了沿线产业结构和中小城镇的发展。高速公路沿线劳动力由农村向城镇，由农业向工业，由第一产业向第二、第三产业转移，产业结构逐步趋向合

5、理。高速公路沿线会相继出现一批不同类型、不同层次、不同风格的小城镇，非农业人口比重也在逐步上升。高速公路的建成，既会促进原有大中型城市的开发建设，也会促进卫星城和小城镇的发展。届时，丹庄高速公路将与大庄高速公路对接，成为全长257公里的丹大高速公路。伴随着大连、丹东之间的“血脉贯通”，沈阳、大连、丹东这一经贸旅游“黄金三角”也将现雏形。1.1路线总体设计原则1、 高速公路的设计要求及特点高速公路平曲线及纵曲线的线型设计是整个设计的基础和灵魂，是体现一个项目涉及特点和水平的关键所在。平面和纵断面线形一旦确立，后续设计只能以此为基础。公路选线定线时，应充分考虑路线及其结构物设计要素，尽可能与地形地

6、貌吻合协调，尽量减少土石方工程数量，同时注意减少对已有自然环境的破坏，避免破坏风景点、温泉疗养区、文物保护区等地区的原有风貌。对生态景观空间（河流、小溪、森林、沼泽）和村落，城镇等建筑群体，要避免人为割裂它们的联系，如果无法避免，应提出相应的补救措施。综上，高速公路选线定线的基本原则如下：(1) 满足高速公路的功能要求和技术标准，路线顺捷，线形流畅，服务水平高。(2) 处理好与现有的和规划的水利、电力设施之间的关系，减少工程之间的相互干扰。尽量避免与登记道路和河流的多次交叉。(3) 处理好与城镇规划之间的关系，为城镇的发展提供有利条件，减少拆迁和扰民，少占良田。(4) 适应地形地物，注重与周围

7、环境和自然景观的协调统一。(5)注重平纵线型的配合，以形成良好的立体线型。2、 本高速公路位于山岭重丘区，该设计路段所在地区地形变化复杂，山高谷深，地面自然坡度大部分在20以上，路线平纵横三方面都受到一定的限制，因此属于山岭重丘地区，设计速度为100km/h。本设计中由于河流限制，选用沿河线。沿河线的优点在于河谷地形较开阔，地质条件好，填挖方及其他工程量较小，且河谷纵坡均匀，路线容易适应。1.2方案比选内容和方法公路路线方案是公路工程研究与设计的重要内容，它是从公路工程的系统出发，着眼于全局，从工程技术、经济效益、运营效益、施工条件等方面进行对比分析，定性与定量相结合，以确定出合理的路线方案。

8、通常根据下列几方面的指标，进行方案的技术经济评价：（1）技术特征指标包括路线长度、展线系数、最小平曲线半径、最短坡长、最大纵坡、平均填土高度等。（2）工程数量和工程条件指标土石方和桥隧工程数量、劳动力、材料消耗和占用农田数量等。（3）运营特征指标交通量、平均行驶速度、燃料消耗、汽车轮胎磨损等。（4）经济评价指标包括货币指标和投资效益指标。货币指标如工程投资、运营费、运输收入等；投资效益指标如投资回收期、内部收益率等。路线方案比选，牵涉面广，问题复杂，相关因素多，各阶段的工作深度不同，在可行性研究阶段，重点进行下列内容的比选：（1）路线起点、终点方案；（2）路线基本走向（主要经过控制点）方案；（

9、3）特大桥、大桥和隧道方案；（4）地质不良及困难地段方案；（5）原有道路处理（利用或废弃）方案。1.3 方案比选 在选线定线阶段，初步选定两条路线即方案a和方案b（如图2-1所示）。方案a 方案b 图2-1a方案从e点（起点）出发，跨越石河路、细河及304国道，在山脚开阔地左转，跨细河，经爱国村，再次跨细河，左转并跨过铁路，沿铁路右侧延伸，以隧道方式穿过山岭，在河谷开阔地右转并跨河，而后沿河的右侧山脚一直延伸，左转再次跨河到达终点。b方案起始段与a方案类似，在铁路左侧跨河并延伸，借用原有乡道，经偏滴子，两次隧道穿岭，而后右拐跨铁路，跨细河，沿河至终点段亦于方案a相似。两个方案的工程数量和经济对

10、比如表2-1。a方案优缺点：路线建设里程相对较短，路面节省，占用耕地较少，沿线无大桥，隧道较短，借用原有乡道里程短，无特殊挖方地段。但多次跨越河流，桥梁数量多，靠近河床的部分路堤需要特殊防护，平曲线指标（圆曲线半径，直线段长度）低。b方案优缺点：路线沿河段短，地基良好，中小桥数量少。但隧道，大桥及跨铁路桥工程量较大且施工困难，经过居民区较多，拆迁电力设施和民房较多，路基填、挖方均较大。经综合比较，选择a方案作为本设计的正选方案。表2-1：序号项目单位a方案b方案1路线长度m5440.795500.62最小半径m/处600/1700/13最大纵坡%/处2.675/13.191/24最小竖曲线半径

11、凸形m700070005凹形m40000300006路基土石方填方1000 m601.19758.247挖方1000 m109.68311.718桥涵工程大桥m/座125/1130/19中桥m/座440/7290/510小桥m/座40/250/211涵洞座3412跨线桥处3313隧道m/座145/1425/214占用土地市亩39449015拆迁建筑物m3434363516拆迁电力电讯根3035第三章 主要技术指标3.1等级高速公路的分级应依据交通量所在地区而定，考虑相邻段的相互关系作必要的调整（设计交通量的年限为20年）。设计交通量：式中：远景设计年平均日交通量（辆/日）； 起始年平均日交通量

12、（辆/日）； r年平均增长率； n远景设计年限。代入数值：，根据规范，四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量 2500055000辆，决定予以采用，设计车速为100km/h。3.2直线最大长度对于计算行车速度大于等于60km/h的公路，最大直线长度为以汽车按计算行车速度行驶70s左右的距离，即相当于20v的长度： 3.3直线最小长度对于计算行车速度大于等于60km/h的公路，同向曲线间直线长度不小于6倍行车速度，反向曲线不小与2倍设计时速。同向曲线间：反向曲线间：3.4圆曲线最小半径3.4.1极限最小半径和一般最小半径圆曲线最小半径由下式决定高速公路v=100km/h,则

13、 规范规定。以上为极限最小半径，是保证行车安全的最低要求，为时乘客有足够的舒适感，并且在地形复杂的情况下不会显著增加工程造价，规定一般最小半径为700m。3.4.2不设超高的最小半径当圆曲线半径大于一定数值时可不设超高：规范规定值为4000m。3.5缓和曲线最小长度1、 考虑离心加速度变化率不过大：2、 控制超高附加纵坡不过陡：3、 控制行车时间不过短： 4、 符合视觉条件要求。为使线型舒畅协调，应满足：则 规范规定计算车速为100km/h时，最小缓和曲线长度为85m。 3.6最小视距要求高速公路只考虑停车视距。停车视距有反应距离，制动距离和安全距离三部分组成。1、反应距离2、制动距离 3、安

14、全距离：安全距离取8m。停车视距规范规定重丘区高速公路停车视距最小值为160m。3.7弯道的超高最大超高可由平曲线最小半径公式得出： 规范规定最大超高不超过10%，在寒冷、积雪地区不超过6%。3.8纵坡1、 最大纵坡规范规定重丘区高速公路最大纵坡为4%。2、 最小纵坡考虑排水要求，规范规定最小纵坡为0.3%。3、 最大合成坡度为防止在冰滑潮湿路段上车辆在合成纵坡方向溜滑，规范规定重丘区高速公路最大合成纵坡不得大于10%。4、 最小合成纵坡为保证路面排水，规范规定最小合成纵坡为0.5%。3.9限制坡长1、 限制最小坡长相邻两变坡点间距不应小于两竖曲线切线长之和，以便插入竖曲线；两凸曲线变坡点间距

15、应满足行车视距的要求，同时应保证在换档行驶时有足够的反应时间和操作时间。 我国高速公路重丘区采用的坡段最小长度为250m。2、 限制最大坡长为使汽车爬坡过程中速度下降过多，发动机过热；下坡过程中刹车不过于频繁，规范规定重丘区最大坡长在5%6%纵坡下为800m，5%以下纵坡不限制坡长。3.10竖曲线1、 凹形竖曲线凹曲线要保证夜间行车灯光照射的要求，主要满足前灯照射及跨线桥下的视距要求。规范规定，设计速度为100km/h时，凹曲线半径最小长度的一般值为4500m，极限值为3000m。曲线最小长度一般值为210m，极限值为85m。2、 凸形竖曲线凸曲线的限制主要考虑汽车行车视距的满足和能够安全舒适

16、的通过曲线段。规范规定的高速公路重丘区最小凸曲线半径一般值为10000m，极限值为6500m。第四章 路线设计4.1平面设计导线要素包括：导线点间距；导线方位角、偏角；圆曲线以及缓和曲线长、外距、切线长；交点及曲线特征点桩号。丹庄高速公路ef段有四个主要控制点jd2、jd3、jd4、jd5，另有起点jd1和终点jd6,其坐标及控制点处圆曲线半径和缓和曲线长度设置如下表： 交点及曲线设置表 表4-1交点号交点坐标圆曲线半径（m）缓和曲线长度xy前缓长度（m）后缓长度（m）jd1474293.000 544207.000 jd2473890.936 543520.588 1000100100jd3

17、473638.602542317.832 800200200jd4474407.122 540762.503 600300300jd5473529.885 540017.863 750150150jd6473306.000 539336.000 jd2、jd3、jd5处圆曲线半径均大于一般最小半径700m，满足要求，jd4处圆曲线半径小于700m，但大于极限最小半径400m。各交点处缓和曲线长度均大于100km/h时最小缓和曲线长度85m。4.1.2导线方位角计算象限角计算公式为导线方位角计算公式为：， ：a=2393825.71：a=2580905.00 ：a=2961741.72 ：a=2

18、201934.18 ：a=2514921.954.1.3导线间偏角计算导线间偏角计算公式为 ：左 183039.29 ：左 380836.72 ：右 755807.54 ：左 312947.764.1.4曲线要素计算曲线要素包括圆曲线以及缓和曲线长、外距、切线长，其中圆曲线及缓和曲线长已设置，其余各项计算结果见下表： 曲线要素表表4-2交点号曲线要素值（m）曲线半径缓和曲线切线长度曲线长度外矢距jd1jd21000100213.022 423.080 13.613 jd3800200377.251 732.580 48.665 jd4600300623.065 1095.540 169.161

19、 jd5750150286.825 562.290 30.549 jd64.1.5直线长度 计算各曲线间直线段长度如下： ：582.476m ：638.667m ：734.524m ：240.776m ：430.853m 其中大于同向曲线间直线最小长度600m，、大于反向曲线间最小长度200m，且均小于最大直线长度2000m，满足规范要求。4.2纵断面设计4.2.1竖曲线转点各转点桩号、高程及竖曲线半径设置如下: 竖曲线设置表表4-3 变坡点号桩号高程（m）曲线类型竖曲线半径（m）1k0+000 260.0 2k0+800.0 238.6 凹曲线70003k2+000.0 252.0 凸曲线4

20、00004k4+665.0 264.0 凸曲线400005k5+440.79261.171以上设计，凸、凹曲线半径均大于一般最小半径。计算得，各段纵坡依次为：， ，均小于最大纵坡4%，且大于最小纵坡0.3% 。 各段坡长依次为：，均大于最小坡长长250m。因各段纵坡均在5%以下，最大坡长不受限制。4.2.2竖曲线要素竖曲线要素计算如下： 竖曲线要素表表4-4编号切线长（m）外矢距（m）曲线长（m）2 132.700 1.258 265.369 3 133.269 0.222 266.537 4 162.988 0.332 325.975 其中各曲线长均大于曲线最小长度一般值210m。4.3平、

21、纵线型组合设计平、纵组合设计是指在满足汽车动力学和力学的要求前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续性、舒适性，与周围环境和良好的排水条件。4.3.1平纵组合设计原则：1. 应在视觉上能自然引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；2. 应注意保持平纵线形的技术指标大小均衡；3. 选择组合得当的合成坡度；4. 注意与道路周围环境的配合；竖曲线的起终点最好放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。若平竖曲线的半径都很大，则平竖位置可不受上述限制；若做不到平竖曲线较好的配合，宁可把二者拉开一段距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。4.3.2平纵线

22、形组合与景观的协调 道路景观工程包括内部和外部的协调两个方面。内部协调主要指平纵线形视觉的连续性和立体协调性；而外部协调是指道路与其两侧坡面、路肩、中间带、沿线设施等的协调性及道路的宏观位置。实践证明，线形与景观的配合应遵循以下的原则：1. 应在道路的规则、选线、设计、施工全过程中重视景观要求；2. 尽量减少破坏沿线自然景观，避免深挖高填；3. 应能提供视野的多样性，力求与周围的风景自然地融为一体；4. 应进行综合的绿化处理，避免形式和内容的单一化。4.4横断面设计高速公路本设计段双向四车道，全线封闭。4.3.1横断面几何设计按规范推荐选定尺寸如下： 行车道宽度： 中央分隔带： 内路缘: 硬路

23、肩： 土路肩： 路基总宽度： 26m4.3.2曲线超高设计 各交点处圆曲线半径均小于不设超高最小半径4000m，所以在缓和段和曲线段内部曲线设置超高，超高方式采用绕分隔带两侧旋转。根据各交点处圆曲线半径，确定超高值如下: jd2: i=4% jd3: i=5% jd4: i=7% jd5: i=6% 超高缓和段在缓和曲线全长内布置。 第五章 路面结构设计5.1水泥路面设计 道路建筑材料及分布情况为：沿线有丰富的砂砾，有水泥和石灰厂，沥青需外购，因此决定采用水泥路面结构。水泥路面的优点在于强度高，稳定性好，耐久性好，有利于夜间行车。5.1.1路面结构组合(1) 路基1.路基土：混凝土面层的刚度大

24、，具有良好 的扩散荷载的能力，传到路基顶面的荷载应力很小，一般不会超过0.07m，因此，对路基承载能力的要求并不很高。但路基出现不均匀变性时，混凝土面层与下卧层之间会出现局部脱空，面层应力会由此剧增，从而导致面层板的断裂。因此，对路基的基本要求是密实、均匀、稳定，使路基在环境和荷载作用下产生的不均匀变形微小。 为控制路基的不均匀变形，须在地基、填料及压实等方面采取措施。路基工程土的种类千差万别，其物理力学性质也相去甚远，用于路基修筑时，有一定的要求。填方路堤选用级配较好的粗粒土作为填料，砾类土及砂类土选作路床材料，土质较差的细粒土填于路堤底部。 路基遇到不良土质时，最好挖除，换填质量好的土料。

25、如受条件限制，不能挖除时，须采取相应得工程措施给予处治，以保证路基的强度和稳定性。路面设计时，路堤标高应超过中湿状态路基的临界标高，而使路床处于中湿或干燥状态。路面设计规范对于中湿路基路床顶面回弹模量的经验参考值根据公路自然区划（区），取30mpa。2.路基的压实:填土经过挖掘、搬运、原状结构破坏，土团之间留下了许多空隙，在荷载作用下，可能出现不均匀或过大的沉陷或坍塌甚至失稳滑动，所以路基土必须进行压实；对于松土层构成的路堑表面，为改善其工作条条件其工作条件也应予以压实。路基压实的作用：提高路基的强度和水稳定性；减少路基的塑性变形；降低的毛细作用和渗透性；减小冻融量，提高冻融稳定性路基压实度（

26、%）要求：路基土按重型击实试验法或轻型击实试验法得到相应的最大干密度和最佳含水量。填方路基应分层铺筑，均匀压实。此高速公路路基在不同深度位置上的压实度应符合：上路床（路床底面以下00.3m）96%，下路床（0.30.8m）96%，上路堤（0.81.5m）94%，下路堤（1.5m以下）93%。零填及挖方路基96%。（2）垫层季节性冰冻地区路面结构厚度小于最小防冻厚度要求时，设置防冻垫层可以使路面结构免除或减轻冻胀和翻浆病害，当地最大冰冻深度为1.001.50m，混凝土路面最小防冻厚度为0.500.70m。垫层选用非冻胀性材料，且能同时切断横向渗入填土的水源，这里选用砂砾垫层，采用质地坚硬的中砂、

27、粗砂及砂砾，含泥量不超过5%。垫层的宽度应与路基同宽，其最小厚度为150mm，本设计取200mm。（3）基层基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。根据交通等级，重交通等级选用水泥稳定粒料基层，其厚度范围为150mm250mm,本设计取180mm。（4）面层水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。面层采用设接缝的普通混凝土；普通混凝土面层板采用矩形其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两侧的横缝不得相互错位。横向接缝的间距按面层类型和厚度选定：普通混凝土面层一般为46m，面层板的长宽比不宜超过1.30，平面尺寸不宜大于25m2。对于重交通等级的高速公路，水泥混凝土面层的厚度范围

28、为240270mm。5.1.2水泥混凝土厚度设计计算（1） 交通分析1.使用初期平均日货车交通量方向系数0.58，取单向两个车道的右侧车道为设计车道，车道系数为0.9，根据设计公路的初期年平均日交通量(双向)和车辆组成数据，剔除2轴4轮以下的客、货车辆交通量，得到初期年平均日货车交通量(双向)为1680辆/天，则设计车道的平均日货车交通量为：adtt=16800.580.9=876.96 vel/d路面竣工后第一年交通组成如下表：交通组成表表5-1车型前轴重（kn)后轴重(kn)后轴数后轴轮组数后轴距（cm)交通量（次/日）黄河jn15049.00 101.60 1双轮组750解放ca10b1

29、9.40 60.85 1双轮组600东风eq14023.70 69.20 1双轮组230日野kf300d40.75 279.002双轮组127.0 100交通量年平均增长率为7.5%。2.使用初期的标准轴载日作用次数水泥混凝土路面结构设计以100kn的单轴-双轮组荷载作为标准轴载，这里用轴载当量换算系数法计算设计车道使用初期的标准轴载日作用次数。计算公式如下：式中： ns设计车道使用初期的标准轴载日作用次数； ni每1000辆2轴6轮以上客、货车辆中i种轴型出现的次数； piji种轴型j级轴载的频率(以分数计)；kp，ij各种轴型不同轴载级位的标准轴载当量换算系数；i轴型；j二轴载级位；pij

30、i种轴型j级轴载的轴重(kn)；iji种轴型j级轴载的轴-轮型系数，单轴-双轮组时，ij =1。单轴-单轮时，按式（1）计算；双轴-双轮组时，按式（2）计算；三轴-双轮组时，按式(3)计算（1）或 （2）或 （3）计算结果如下表所示：轴载换算结果表轴载pi（kn)轴-轮型系数ij标准轴载当量换算系数kp,ij（）i种轴型j级轴载的频率pij轴型出现次数ni单轴40-50431.9879122.12300.34971446.4360-701101.53450.3415100-11012182900.3086双轴140-1600.3553230.7482159.52表5-2 设计车道使用初期的标准

31、轴载日作用次数：高速公路设计基准期为30a，设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数：由交通分级表可知，属于重交通等级。（2）初拟路面结构 由水泥混凝土路面可靠度设计标准，高速公路安全等级一级，相应的变异水平等级为低级。根据高速公路、重交通等级和中级变异水平等级，初拟普通混凝土面层厚为26cm。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚0.18m。垫层为0.20m天然砂砾。水泥混凝土路面总厚度为64cm，基本满足季节性冰冻地区最小防冻厚度的要求（0.500.70m）。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m，长5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆假缝。（3） 路面材料参

32、数确定查表取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0mpa，相应弯拉弹性模量标准值为31gpa。路基回弹模量取30mpa。砂砾垫层回弹模量取200mpa，水泥稳定粒料基层顶面当量回弹模量取1300mpa。计算基层顶面当量回弹模量如下：普通混凝土面层的相对刚度半径：（4） 荷载疲劳应力标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为：因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数。根据公路等级，由表查得考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数荷载疲劳应力计算为：（5） 温度疲劳应力 由表查得区最大温度梯度取88（/m）。板长m，l/r=5/0.8

33、38=5.967,混凝土板厚0.26m，由温度应力系数图可查得bx=0.56。计算最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力为： 温度疲劳应力系数，按所在地区的公路自然区划查表确定回归系数 a=0.828，b=0.041，c=1.323。按式计算为 再计算温度疲劳应力为： 高速公路安全等级一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为95%。再据目标可靠度和变异水平等级，查表确定可靠度系数。按式因而，所选普通混凝土面层厚度（0.26m）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。5.1.3面层接缝构造和配筋设计（1）纵向接缝纵向施工缝一次铺筑宽度小于路面宽度时，设置纵向施工缝。

34、纵向施工缝采用平缝形式，上部锯切槽口，深度为40mm，宽度为5mm，槽内灌塞填缝料。纵向缩缝一次铺筑宽度大于4.5m时，设置纵向缩缝。纵向缩缝采用假缝形式，采用粒料基层，槽口深度应为板厚的1/3，即90mm。拉杆采用螺纹钢筋，设在板后中央，并对拉杆中部100mm范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，参照表选用为（mm）。施工布设时，拉杆间距应按横向接缝的实际位置予以调整，使最外侧的拉杆距横向接缝的距离不得小于100mm。（2） 横向接缝 横向施工缝每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置尽可能选在缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，采用传力杆的平缝形式，设在胀缝处的施

35、工缝,其构造与胀缝相同。遇有困难需设在缩缝之间时，施工缝采用设拉杆的企口缝形式。 横向缩缝 横向缩缝等间距布置，重交通公路采用设传力杆假缝形式。横向缩缝顶部锯切槽口，深度为面层厚度的1/51/4，采用6cm，宽度设为5mm。槽内填塞填缝料。横向缩缝槽口增设深20mm、宽8mm的浅槽口。 横向胀缝 在邻近桥梁或处设置横向胀缝。设置的胀缝条数，视膨胀量大小而定。胀缝宽20mm，缝内设置填缝板和可滑动的传力杆。 传力杆采用光面钢筋。面层厚度26cm时，传力杆直径32mm，传力杆长度取500mm，传力杆间距取300mm。（3）端部处理 混凝土路面与固定构造物相衔接的胀缝无法设置传力杆时，在毗邻构造物的

36、板端部内配置双层钢筋网。混凝土路面与桥梁相接，桥头设有搭板时，在搭板与混凝土面层板之间设置长610的钢筋混凝土面层过渡板。后者与搭板间的横缝采用设拉杆平缝形式，与混凝土面层间的横缝采用设传力杆胀缝形式。膨胀量大时，连续设置3条设传力杆胀缝。当桥梁为斜交时，钢筋混凝土板的锐角部分采用钢筋网补强。桥头未设搭板时，宜在混凝土面层与桥台之间设置长1015m的钢筋混凝土面层板；或设置由混凝土预制块面层或沥青面层铺筑的过渡段，其长度不小于8m。（4）接缝填缝材料用于胀缝接缝内的接缝板选用橡胶泡沫板，能够适应高速公路混凝土板膨胀收缩，施工时不变形，复原率高且耐久性好。接缝填缝料选用树脂类填缝材料，并在填缝料

37、中加入耐老化剂。（5）特殊部位配筋为防止混凝土板纵、横自由边边缘下的基础可能产生的较大的塑性变形，沿板边缘加设计补强钢筋、角隅处加设发针形钢筋或钢筋网。 板边补强混凝土边缘部分的补强钢筋，可根据经验确定。边缘钢筋选用2根直径为14mm的螺纹钢筋，布置在板的下部，距板底约为板厚的1/4，取6cm，大于钢筋保护层的最小厚度（5cm），间距为10cm，钢筋两端向上弯起。 角隅补强 角隅部分补强，选用2根直径14mm的螺纹钢筋，布置在板的上部，距板顶为6cm，距板边为10cm。板成锐角时，采用双层钢筋网补强，钢筋选用直径6mm，布置在板的上、下部。距板顶和板底6cm。5.1.4路肩铺面结构层组合设计

38、路肩铺面选用水泥混凝土面层，厚度采用与行车道等厚，即26cm，其基层也与行车道基层相同，为18cm厚水泥稳定粒料基层。路肩混凝土的组成和强度要求也与行车道路面相同。路肩面层与行车道面层之间的纵向接缝，在混凝土一次浇筑时采用锯切形式，而在混凝土分别浇筑时，采用平缝形式。纵缝内均设置拉杆，以防止路肩面层板外移而使纵缝缝隙张开。路肩面层的横缝间距和布置与行车道面层一致。行车道面层的横缝内设置传力杆时，路肩面层内也相应设置传力杆。5.1.5材料组合设计（1）垫层材料防冻垫层所用砂、砂砾材料中通过0.075mm筛孔的细粒含量不大于5%。（2）基层材料水泥稳定粒料公称最大粒径宜为26.5mm或19.0mm

39、。小于0.075mm的细粒含量不得大于5%，小于4.75mm的颗粒含量不宜大于50%，细粒土的液限应小于25%，塑性指数应小于6。因承受重交通，水泥剂量为5%。 （3）面层材料水泥混凝土集公称最大粒径不应大于31.5mm（碎石）或19.0mm(卵石)。砂的细度模数不宜小于2.5；高速公路面层的用砂，其硅质砂或石英砂的含量不低于25%。水泥用量不小于320kg /m3（冰冻地区）。（4）水泥混凝土组成材料的要求和选择：水泥：水泥混凝土路面用水泥强度等级与品种，根据路面的交通等级所要求的设计抗折强度确定。对于重交通等级，选用52.5级硅酸盐水泥。粗集料：为保证混凝土的强度，要求碎石必须具有一定强度

40、。一般岩石的抗压强度与混凝土等级之比不小于1.5，且岩浆岩不低于80mpa，变质岩不低于60mpa，沉积岩不低于30mpa。为保证混凝土的耐久性，粗集料应具有足够的坚固性，以抵抗冻融和自然因素的风化作用。其坚固性要求在硫酸钠溶液中浸湿和烘干5次循环后的质量损失小于规定值。粗集料表面应粗糙且多棱角，粒形接近正方体为佳，不宜含有较多针片状颗粒，并应限制混凝土粗集料的含泥量、泥块含量及有害杂质含量。 粗集料的级配应在标准规定的颗粒级配范围内。砂及细集料：混凝土用细集料的级配要求与一定的粗集料级配所组成的矿质混合料一并考虑。细集料应质地坚硬、耐久、洁净，并限制细集料中有害杂质（泥土、云母、轻物质、硫酸

41、盐和硫化物等）的含量。砂的细度模数、压碎值 应符合标准规定。根据细集料技术要求，采用级砂，其适用于强度等级介于c30c60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土。水：用于拌制和养生混凝土的水，不应含有影响水泥正常凝结核硬化的有害杂质、油、酸、盐类等。凡能供人畜饮用的自来水和天然水，一般都可使用。外加剂：混凝土外加剂是在拌制过程中掺入，用以改善混凝土性质的物质，其掺量一般不大于水泥质量的5%。 混凝土路面铺筑中常用的外加剂有三类：a）减水剂或塑化剂；b）缓凝剂、速凝剂和早强剂；c）引气剂。 无论使用何种外加剂，必须先通过所用水泥与外加剂化学成分的适应性检验，使用与水泥相适应的外加剂品种。（5）水泥混凝

42、土的配合比设计 混凝土拌合物配合比设计的目的，是根据对路面混凝土的强度、工作性、耐久性及经济性的要求，确定混凝土的水泥、水、细集料、粗集料、外加剂和掺合料各组分的配合比例。常用的方法有经验公式法和正交试验法，前者适用于一般公路工程或较小规模的工程，后者适用于重大工程或大规模工程。5.2沥青路面设计 设计沥青混凝土路面，作为参考方案。5.2.1轴载分析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 轴载换算采用如下的计算公式：计算结果如表：轴载换算结果表（弯沉）表5-3车 型pi（kn）c1c2ni (次/日）（次/日）黄河

43、jn150前轴49.00 16.4750215.573 后轴101.60 11750803.616 解放ca10b前轴19.40 后轴60.85 1160069.132 东风eq140前轴23.70 后轴69.20 1123046.365 日野kf300d前轴40.75 16.410012.890 后轴79.00 2.2110078.904 1226.480 注：轴载小于25kn的轴载作用不计。 累计当量轴次根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是0.40.5，取0.45。累计当量轴次： （2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算验算半刚性基层层底拉应力

44、的轴载换算公式为：，计算结果如表所示： 轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）表5-4车 型pi（kn）c1c2ni (次/日）黄河jn150后轴101.60 11750851.522 解放ca10b后轴60.85 1160011.278 东风eq140后轴69.20 1123012.094 日野kf300d后轴79.00 2110030.342 905.236 注：轴载小于50kn的轴载作用不计。 累计当量轴次参数取值同上，设计年限是15年，车道系数取0.45。累计当量轴次：5.2.2结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为500万次左右。根据规范推荐结构，

45、并考虑到沿途有大量水泥，石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土（12cm），基层采用水泥碎石（取30cm），底基层采用石灰土（厚度待定）。规范规定高速公路的的面层由二至三层组成。查规范中的第四节沥青路面的4.2高级路面中的表4.2.1“沥青混合料类型的选择（方孔筛）”，采用二层沥青面层，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8cm）。5.2.3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和劈裂强度。抗压模量取20的模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400mpa，用粗粒式密级配沥青混凝土为1000mpa， 水泥碎石为1500mpa，石灰土为6

46、00mpa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.4mpa，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8mpa，水泥碎石为0.5mpa，石灰土0.25mpa。5.2.4土基回弹模量的确定 该路段处于2a区，为粉质土，稠度取1.00，查表14-9“二级自然区划个土组土基回弹模量参考值（mpa）”查得土基回弹模量为30mpa。5.2.5设计指标的确定 对于高速公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。（1） 设计弯沉值该公路为高速公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型系数取1.0。设计弯沉值为：（2）

47、各层材料的容许层底拉应力 细粒式密级配沥青混凝土：粗粒式密级配沥青混凝土：水泥碎石：石灰土：5.2.6设计资料总结 设计弯沉值为27.37（0.01mm），相关设计资料汇总如表：表5-5材料名称h（cm）20模量（mpa）容许拉应力（mpa）细粒式沥青混凝土414000.5534粗粒式沥青混凝土810000.2870水泥碎石2515000.2693石灰土？5500.1047土基305.2.7确定石灰土层厚度（1）根据设计弯沉值计算石灰土的厚度由经验估算石灰土层厚度取为30cm实测弯沉值计算：， 当量圆半径，标准车型的轮胎接地压强，查图得又，查图得，查图得，弯沉值为弯沉综合修正系数：路表实际弯沉

48、值为： 所以，由设计弯沉值计算石灰土的厚度为30cm。（2） 验算拉应力 细粒式沥青混凝土底层拉应力验算 ， 由图查得，上层底面为压应力。 粗粒式沥青混凝土底层拉应力验算 ， 由图查得，上层底面为压应力。水泥碎石底层拉应力验算， ， 由图查得， 又 查图得， 又 查图得， 水泥碎石底层拉应力为： 石灰土底层拉应力验算 ， ， ， 查图得，又 查图得，又 查图得，满足底基层容许拉应力要求。8）验算防冻层厚度该地区路基处于中温状态，冻深2m。容许最小防冻深度0.5m。实际路面厚度0.67m,满足要求。第六章 挡土墙设计6.1重力式挡土墙设计为避免大量填方、并需要降低路堤边坡高度，k4+925k5+

49、025一段设置挡土墙，墙长为100m。6.1.1横向布置采用重力式挡土墙。在其它条件相同时，仰斜墙背所受的土压力最小，且因地形平坦，决定采用仰斜式墙背。墙身和基础圬工砌体均采用m7.5浆砌mu50片石，墙后填料采用砂性土。墙面坡度为1：0.25，墙背斜度为1：0.25。基础：为了减小基底压应力和增加抗倾稳定性，采用扩大基础，将墙趾部分加宽成台阶，加宽宽度为30cm。为增加基底抗滑稳定性，采用倾斜基底，倾斜度为0.2。冻结深度超过1m，基底埋置深度设为1.3m。6.1.2纵向布置（1）k4+925k5+025一段设置挡土墙，总长为100m，与桥台相连，为防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出，在台尾于挡土墙之间设置隔墙及接头墙。（2）挡土墙的分段长设为15m，并在分段处设置沉降伸缩缝。沉降伸缩缝全高设置，宽度取0.03m，缝内沿墙内、外、顶三边添塞沥青麻筋，塞入深度不应小于0.15m。（3）沿墙高和墙长设置泄水孔，泄水孔取1010cm方孔，向墙外倾斜的坡度为2%，其间距取2.0m，上下交错设置。泄水孔的进水侧设置反滤层，厚度不应小于0.3m。最下排泄水孔的底部应高出地面0.3m，并在底部设置隔水层。6.2.3挡土墙验算1 设计资料：1） 设计荷载：汽车超20级2） 填料：砂性土，容重=18kn/，计算内摩擦角=353） 地基：中