土木道路专业优秀毕业设计 平原微丘区一级公路的方案设计

1、2011年毕业设计说明书（毕业论文）3 号 路 线 道 路 设 计摘要本设计是平原微丘区一级公路的方案设计。地形起伏较大，设计车速为100km/h。通过调查研究和分析讨论，掌握所设计课题的有关结构构造、使用功能及质量要求。设计分为六部分，第一步是路线方案设计，第一步是公路路线设计，通过两个方案的比选来确定最佳路线；第二步是路线设计，其中包括:平面设计、纵断面设计、横断面设计;第三步是公路路基设计，包括:路基设计和重力式档土墙设计;第四步是沥青混凝土路面设计；第五步是排水系统设计，其中包括路基排水和路面排水设计。第六步是是施工组织设计，包括:技术方案设计，施工进度设计，工料机调配表.。相关的表格

2、、图纸附后。关键字:公路设计，路基设计，路面设计，施工组织设计，abstract this design is a project design of a proper highway in plain. the hypsography is series, so the design speed is 100km/h.through research and analysis discussion, grasp the relevant knowledge of designtopics .the design includes six parts , the first one is ro

3、ute program design, the better route is determined through comparing of two program in the design. the second one is an highway route design, which include: flat surface design, verticalsection design, cross section design. the third is a highway roadbed design, include: roadbed design, gravity and

4、retaining wall design. the fourth is pavement design which is asphalt concrete pavement. the fifth drainage program design, includes: roadbed drainage and pavement drainage. the sixth is working organization design , which include technical formula design ,working flow diagram design , and so on . r

5、elated to the drawings, forms attached. keywords: expressway design, roadbed design, pavement design , working organization 目 录0 绪论10.1选题的背景10.2设计的主要内容1第一章 设计总说明21.1 沿线土壤地质情况及沿线材料分布情况21.2公路等级的确定21.3技术标准论证3:第二章 路线方案设计62.1 选线的基本原则：62.2 选线的步骤和方法：62.3 方案比选：7第三章 路线设计93.1平面设计93.2纵断面设计123.3横断面设计143.4路土石方的计

6、算和调配16第四章 公路路基设计174.1设计原则：174.2设计指标174.3路基设计方案：184.4路基防护设计：194.5路基支挡物（重力式挡土墙）设计19第五章 路面结构设计255.1设计原则及相应设计指标255.2 沥青混凝土路面结构设计26第六章 排水系统设计296.1排水的目的与要求296.2路基路面排水设计的一般原则306.3 设计方案：30第七章 施工组织设计317.1 编制依据317.2工程概述327.3 编制要点337.4 工程施工方法概述337.5 施工平面图布置367.6 施工组织管理网络367.7 逐日施工进度计划377.8 机械设备使用计划387.9 工程质量保证

7、措施407.10 工程安全保证措施417.11 施工工期保证措施427.12 现场文明施工措施437.13 现场噪声控制措施447.14 冬雨季施工及排水措施456.15 主要分项工程施工方案46参考文献57毕业设计小结59外文翻译6030 绪论0.1选题的背景郊区公路的建设问题是一个庞大的系统工程，从资金上讲它与市政府、路政局、区县政府的建设资金以及融资有很大关系，没有多元化投资公路建设的良好环境就没有郊区公路建设跨越式的发展。另外在政策上要制定可操作性强的各种优惠政策。没有优惠政策，就无法调动各级政府和社会各阶层修路的积极性，也就没有多元化投资公路建设的可行性和实际意义，同时也就失去了良好

8、的社会环境。从管理上讲就是要充分发挥各分局的技术和行业管理优势，保障公路建设按公路建设总体规划规范科学的进行，使之达到远期与近期相结合，城区与郊区相结合，国道、市道、县道相结合，高速公路与一般公路相结合，达到公路资源配置合理，充分利用，协调统一的目的。 为了加快县级、乡级农村公路建设应大力推广多元化投资的建路新模式。我们要吸引区、乡、村三级政府的投资，根据道路的行政和技术等级采取相应的补助标准，以充分调动各级政府修建公路的积极性，使公路建设由行业行为、部门行为变为政府行为、社会行为，同时发挥公路部门养路费的资金优势、技术优势、行业管理优势，使我市的郊区公路建设在相对较短的时间内规范、健康、快速

9、的发展。加快郊区公路建设是一个刻不容缓的问题，特别是对于距城区相对较远的一些区县更需要加快步伐，因为这些地区基础设施相对滞后，经济发展比较缓慢，而快速顺畅的交通对于拉动地方经济的发展，实现城乡一体化战略将起到巨大作用，同时也为各个远郊卫星城更好地服务于市区创造良好的条件。0.2设计的主要内容道路是一条三维空间的实体。它是由路基、路面、桥梁、涵洞、和沿线设施所组成的线形构造物。一般所说的路线，是指道路中线的空间位置。路线在水平面上的投影称作路线的平面。沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面。中线上任意一点的法向切面是道路在该点的横切面。路线设计是指确定路线空间位置和各部分尺寸的工作，即通常所说的

10、路线平面设计、路线纵断面设计和横断面设计。三者是相互关联，既分别进行，又综合考虑。本次设计内容主要包括：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。然后进行选线，方案比选，路线平面设计，纵断面设计，横断面设计，土石方计算，土方调配，路基设计，路面设计及施工组织设计。要完成这些任务必须要借助相应的辅助软件，在此软件里输入道路的基本信息，然后处理得出的成果。最后，把这整个过程整理好以论文的形式表现出来。 第一章 设计总说明1.1 沿线土壤地质情况及沿线材料分布情况沿线可采集到砂土，地表土为亚砂土和亚粘土，并有丰富的砂、砾石等，均可用作筑路材料，平均运距为0

11、.5km，市内可供应炉渣，粉煤灰等工业废渣，平均运距5km，距路线20km处有石灰可供应，质量满足要求。其它外购材料均由市内供应。块、片石及路面、桥涵用不同规格碎石，距离路线10km处，在石料开采场，可购买，用汽车去运输。路线所经地区的气候特点、地形、土壤、地质与水文地质等情况等资料，可根据设计图纸所在地区确定，这里给出了重庆西彭地区、广西南宁地区，江苏无锡地区，甘肃兰州地区、陕西宝鸡地区的有关资料见附录。1.2公路等级的确定已知资料（交通量年增长率为8%）见表1-1。表11车型小客车解放ca10b黄河jn 150交通sh 361太脱138吉尔130尼桑 ck j219803603001801

12、92380300根据公路工程技术标准（jtg b01-2003），各汽车换算系数见表1-2。表12设计车辆载重（t）折算系数折算后交通量说明小客车21.0198219座的客车和载重量2t的折算系数1.019座的客车和载重量2t的折算系数1.5载重量在714t的货车的折算系数 2.0载重量在14t的货车的折算系数 3.0解ca10b41.5540黄河jn 1508.262.0600交通sh361153.0540太脱拉138122.0384吉尔 13041.5570尼桑ck6.6651.5450初始年交通量： n0=1980+540+600+540+384+570+450=5064（辆）远景设计年

13、平均日交通量为：(辆)式中：n-远景设计年限，一级公路为20年。依据规范规定：高速公路：四车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量2500055000辆；一级公路：四车道一级公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量1500030000辆。二级公路：双车道二级公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量500015000辆。由远景设计年平均日交通量21855辆/日，根据标准规定，拟定该公路为一级公路四车道。1.3技术标准论证一级公路常用技术标准见表13一级公路技术指标汇总表 表1-3计算行车速度（km/h）100纵坡不小于（%）0.3行车道宽度（m）

14、43.75最大纵坡（%）4车道数4最小纵坡（%）0.30.5中间带中央分隔带宽度（m）一般值2.00坡长限值（m）纵坡坡度（%）10003极限值1.508004左侧路缘带宽度（m）一般值0.50缓和坡段坡长不小于（m）85极限值0.25合成坡度（%）10.0中间带宽度（m）一般值3.50竖曲线凸形竖曲线半径（m）极限最小值6500极限值3.00一般最小值10000土路肩宽度（m）一般值0.75凹形竖曲线半径（m）极限最小值3000极限值0.75一般最小值4500视距停车视距（m）160竖曲线最小长度（m）85行车视距（m）160视觉所需最小竖曲线半径值（m）凸形16000公路用地不小于（m）3

15、m凹形10000平曲线极限最小半径（m）400v60km/h同向曲线间最小直线长度（m）6v一般最小半径（m）700反向曲线间最小直线长度（m）2v不设超高的最小半径（m）4000路基宽度（m）一般值26.0最大半径不应大于（m）10000最小值24.5最小长度（m）170最小坡长（m）250平曲线超高横坡不大于（%）10缓和曲线最小长度m85路拱横坡（%）1.52.0由表13并结合本设计实际情况，采用以下标准：1）车道宽度当设计车速为100公里/小时时，单车道宽度为3.75米。2）中央分隔带宽度 一级公路整体式断面必须设置中央带。中央带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成，可采用标准一般值设计，

16、取3.50米。3）路肩宽度根据标准，左侧硬路肩宽度采用3.00米，土路肩宽度采用0.75米，一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，采用0.50米。4）一级公路的连续上坡路段，当通行能力运行安全受到影响时应设置爬坡车道，其宽度为3.50米，连续长坡下坡路段，危及运行安全处应设置避险车道。对于本设计都无须设置。5）路基宽度一级公路四车道路基宽度取26.00米。:第二章 路线方案设计2.1 选线的基本原则：（1）路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，效益好，并有利

17、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标准。（4）选线应注意同农田基本建设的配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。（6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。（7）选线应综合考虑路与桥的关系。2.2 选线的步骤和方法：道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面

18、布置下来。（1）全面布局全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，限制和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。主观条件是指设计任务书或其他的文件规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，我们的起终点就是由老师规定的。而客观条件就是指道路所经过的地区原有交通的布局，城镇以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。（2）逐段安排在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不

19、同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点(特别是那些控制较严的点位)的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。（3）具体定线在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。2.3 方案比选：方案二根据道路选线的基本原则和步骤，充分考虑路线的技术、经济指标及对周围环境的影响，拟定了两个路线方案。方案一方案二两个方案技术指标比较见表21。路线方案比较表 表21比较项目方案一方案二路线长度3.78km3.83km线型平均圆曲线半径比方案二小，路线顺适

20、。平均圆曲线半径比方案一大，路线顺适。交点数目4个3个占用农田情况与方案二差不多较方案一差不多平曲线最小半径430m1000m安全评价安全安全路基土石方高填深挖多，土石方总量比方案二多。高填深挖不多，土石方总量比方案一少。征地拆迁较方案二多较方案一少方案优点比方案二联结的公路较少。1.路线线型顺适，所经地段填挖较少；2.沿线联结的公路较多。方案缺点土石方工程数量较多，占用农田较多。卵形曲线设计施工较复杂方案比较参考方案推荐方案其中方案一有两个s型曲线和一个基本型构成，路线全长为3780.55m，其圆曲线的半径分别为700m 、700m、 627m、430m，半径范围都在一般最小半径和极限最小半

21、径之间，线形指标一般。方案二包括一个卵形曲线和一个基本型，路线全长3883.215m，为其圆曲线半径分别为1810m、1000m、1000m，线形较一方案更为流畅，线形技术指标更高。所以，经过综合考虑选择方案二作为设计方案。第三章 路线设计3.1平面设计3.1.1 平面设计原则：(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

22、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

23、。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60km/h时，平曲线一般值取200m，最小值取125m。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。3.1.2平曲线要素计算： (1)基本型按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成的曲线。这种线形是经常采用的。缓和曲线是道路平面要素之一，它是设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线

24、。设计时要注意和圆曲线相协调、配合，在线形组合和线形美观上产生良好的行车和视觉效果，宜将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：1：1。(2)卵形曲线用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合形式称为卵形曲线。卵形曲线公用的参数a宜在r2/2ar2范围内（r2为小圆半径），两圆曲线半径之比应满足r2/r1=0.20.8为宜，两圆曲线的间距以d/r2=0.0030.03为宜（d为两圆曲线间的最小间距）。卵形曲线应能满足大圆完全包住小圆。若大圆半径无限大，即直线，其即属于基本型。卵形曲线的回旋线不是从原点开始的完整圆曲线，而是使用曲率从1/r1到1/r2这一段的不完整回旋线。（3）具体计算过程： 圆曲线

25、几何要素 图31 （3-1-1） （3-1-2） （3-1-3） （3-1-4） （3-1-5） （3-1-6） （3-1-7） （3-1-8）式中: 总切线长，（）；总曲线长，（）； 外距，（）；校正数，（）；主曲线半径,（）；路线转角，（）；缓和曲线终点处的缓和曲线角，（）；缓和曲线切线增值，（）；设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（）；缓和曲线长度，（）；圆曲线长度，（）。主点桩号计算: （3-2-1） （3-2-2） （3-2-3） （3-2-4） （3-2-5） （3-5-6）具体结果见设计图纸直线、曲线及转角表及逐桩计算表。3.2纵断面设计3.2.1纵断面设计的原则（1）纵面线形应与

26、地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。（2）纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。（3）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。（4）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。（5）平原微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。3.2.2平纵组合的设计原则（1）平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分

27、别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。（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。（6）合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。3.2.3.计算竖曲线要素如图3-2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3-2 竖曲线要素示意图 （3-3-1） （3-3-2） （3-3-3） （3-3-4）式中：r竖曲线长度l或竖曲线半径t竖曲线切线长h竖曲线任意

28、一点竖距 e竖曲线外距：具体结果见竖曲线表。3.3横断面设计3.3.1 横断面设计的原则（1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。（2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。（3）还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。（4）沿河及受水浸水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲

29、毁。（5）当路基设计标高受限制，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。（6）路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要3.3.2横断面组成设计标准横断面的组成，按双向四车道一级公路标准设置，具体设计见表31及图33.横断面组成 表31行车道宽度路肩宽度路拱横坡设超高横坡度3.75m3.75mib=2%iy=4% 图33横断面组成3.3.3加宽、超高的计算（1）加宽值计算因 r1、r2、r3均大于250m，故依据公路路线设计规范该曲线段可不设加宽。（2）超高值计算根据公路等级设计速度和

30、平曲线半径，查表取超高值4%，对于新建公路一般采用绕中央分隔带边缘旋转，超高计算如下： （3-4） 超高值的计算结果见路基超高加宽表。3.4路土石方的计算和调配3.4.1土石方调配要求（1）土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。（2）纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。（3）土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。（4）借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。（5）不同性质的土石应分别调配。（6）回头曲线路段的土石调

31、运，要优先考虑上下线的竖向调运。3.4.2土石方调配方法 ： 土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。表格调配法的方法步骤如下：（1）准备工作调配前先要对土石方计算进行复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。（2）横向调运即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。（3）纵向调运计算借方数量、废方数量和总运量

32、借方数量=填缺纵向调入本桩的数量废方数量=挖余纵向调出本桩的数量总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量（4）复核（5）计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方数量具体结果见填土石方计算表第四章 公路路基设计4.1设计原则：（1）路基设计宜避免高路堤与深路堑。（2）受水浸淹路段的路基边缘标高，应不低于路基设计洪水频率的水位加壅、水高、波浪侵袭高，以及0.5m的安全高；（3）水文及水文地质条件不良地段的路基设计最小填土高度应小于路床处于中湿状态的临界高度；（4）路基设计应根据当地自然条件和工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度；（5）路基坡面防护工程应在稳定的边坡上设置，应注意路基边

33、坡防护与支挡加固的综合和耐久。4.2设计指标（1）路基压实度及填料的粒径要求如表41 表41指标位置指 标位 置路面底面以下深度（cm）压实度（重型）cbr填料最粒径(mm)填方路段上路床03096%810下路床308096%510上路堤8015094%415下路堤150以下93%310零填零挖及切方地段03096%815（2）挖方路基边坡坡率和平台宽度应满足表42；表42 边坡高度（m）边坡坡率边坡平台宽（m）碎落台宽度（m）61：1.51.06101：1.51：2.01.52.01.52.04.3路基设计方案：（1） 路堤：本路段用于填方的土质稳定性较好，边坡坡度上边沟取1：1.5。边坡坡

34、脚与路基排水沟之间设2m的护坡道，以确保边坡的稳定性。（2） 路堑：本路段在k0+100k0+280属于较大挖深处设置了二级边坡，上一级采用坡度1:0.25，坡高6m，中部设3m碎落平台，下一级边坡采用1:1，坡高3m，下部设1.5m的碎落平台。其余路堑路基采用一级边坡，坡度1:0.5,边坡坡脚与边沟之间设1.5m的碎落台，从而保证边沟不至阻塞.（3）地基表层处理： 1）地面横坡缓于1：5时，在消除地表革皮、腐植土后，直接在天然地面上填筑; 2) 地面横坡为1：51：2.5时，在地面挖台阶，台阶高度不小于2m； 3）应将地基表层碾压密实。在一般土质地段，一级公路基底压实度不小于93%；路基填土

35、高度小于路面和路床总厚时，应将地基表层土进行超挖并分层回填压实。4.4路基防护设计：路基边坡防护坚持以保护生态环境为主，结构防护为辅，以绿色环保为核心，美化环境为重心。对于一般路基边坡防护的结构形式有：方格型骨架内铺草皮护坡，直接铺设草皮，框格防护等。路堤路堑根据坡面高度采用以下方案：（1）当路堑高度h2m时，采用直接铺设草皮；但边坡上下需要进行镶边处理;（2）当路堑高度h2m时，坡面采用方格截水沟骨架内草皮护坡。坡面用草做成100100cm方格，骨架内植草。骨架采用m7.5浆砌片石，骨架内铺草皮。为防止截水沟的水流冲刷坡脚在护坡道截水沟出口处沿路线方向铺砌150cm宽，25cm厚的浆砌片石。

36、4.5路基支挡物（重力式挡土墙）设计4.5.1挡土墙的作用及要求1、作用（1）路肩墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基地滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填土数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有建筑物。（2）滨河及水库路堤，在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施。（3）设置在隧道口或明洞口的挡土墙，可缩短隧道或明洞长度，降低工程造价。 （4）设置在桥梁两端的挡土墙，作为翼墙或侨台，起着护台及连接路堤的作用。（5）抗滑挡土墙则可用于防止滑坡。2、 要求（1）不产生墙身沿基地的滑移破坏。（2）不产生墙身绕墙趾

37、倾覆。（3）不出现因基底过渡的不均匀沉陷而引起墙身的倾斜。（4）地基不产生过大的下沉。（5）墙身截面不产生开裂破坏4.5.2重力式挡土墙位置的选择路堑挡土墙大多数设在边沟旁。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；当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近，基础情况相似时，应优先选用路肩墙，若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙；沿河路堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流流畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。4.5.2挡土墙的纵向布置（1）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衔接方式。路肩挡土墙端

38、部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接；与桥台连接时，为了防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙之间设置墙及接头墙。（2）按地基、地形及墙身断面变化情况进行分段，确定伸缩缝和沉降缝的位置。（3）布置泄水孔和护拦的位置，包括数量、尺寸和间距。（4）标注特征断面的桩号，墙顶、基础顶面、基底、冲刷线、冰冻线和设计洪水位的标高等。4.5.3挡土墙的横向布置 横向布置选择在墙高的最大处，墙身断面或基础形式有变异处，以及其他必须桩号处的横断面图上进行。根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料进行挡土墙设计资料进行挡土墙设计成套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设置等。4.5.4挡土墙

39、的埋置深度对土质地基，基础埋置深度应符合下列要求：无冲刷时，应在天然地面以下1m；有冲刷时，应在冲刷线以下1m。4.5.5挡土墙的排水设施挡土墙应设置排水设施，以疏干墙后土体和防止地面水下渗，防止墙后积水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力。排水设施主要包括：设置地面排水沟，引排地面水，夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水及地面水下渗，必要时可加设铺砌，对路堑挡土墙趾前的边沟的因用铺砌加围，以防边沟水渗入基础，设置墙身泄水，排除墙后水。 浆砌片石墙身应在墙前地面以上设泄水孔。墙较高时，可在墙上部加设一排汇水孔，排水孔的出口应高出墙前地面0.3m。为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应

40、铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以免孔道阻塞。4.5.6沉降缝与伸缩缝 为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，需根据地质条件的变异和墙高，墙身断面的变化情况设置沉降缝。为防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，应设置伸缩缝。设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔1015米设置一道，兼起两者的作用，缝宽23cm，缝内一般可用胶泥填塞。但在渗水量较大、填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内，外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m。4.5.6重力式挡土墙计算重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一

41、般多用片（块）砌筑，在缺失石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙圬工量大，但其形式简单，施工方便，可就地取材，适应性较强，故被广泛采用。根据设计要求在填土高度25米范围内应设重力式挡土墙，故在k1+840k1+960设路堤挡土墙，其计算过程如下：1、 基本参数砌筑材料：m7.5浆砌mu40片石 填料种类：砂性土墙面高度(m)：h1=8 墙背坡度n=0.25 墙面坡度：m=0.25墙顶宽度(m)：b1=1.5 墙趾宽度(m)：db=.3 墙趾高度(m)：dh=.8基地内倾坡度：n2=0.25 污工砌体容重(kn/m3)：r1=21路堤填土高度(m)：a=6 路堤填土坡度：m0=1.5路基宽度

42、(m)：b0=26 土路基宽度(m)：d=0.75填料容重(kn/m3)：r=18 填料内摩擦角(度)：=35.0 外摩擦角(度)：=17.5基底摩擦系数：=0.35 基底容许承载力：0(kpa)=600挡土墙分段长度(m)：l1=152、计算结果：1)求破裂角假设破裂面交与荷载内，采用相应的公式计算：挡墙的总高度：h=10.4m 挡墙的基地水平总宽度：b=6.4m验算破裂面是否交于荷载内：堤顶破裂面至墙踵：荷载内缘至墙踵：荷载外缘至墙踵：故破裂面交于荷载内，与原假设相符，所选用公式正确。则计算图式为：2)求主动土压力系数k和k13)求主动土压力及作用点位置4)抗滑稳定性检算挡土墙体积v=60

43、.588m3 挡土墙自重g=1272.348kn因为kc 1.3，则抗滑稳定性检算通过。5)抗倾覆稳定性检算因为k0 1.5，则抗倾覆稳定性检算通过。6)基底应力检算b=4.72m因为eb/6因为max 0，则基地应力检算通过。第五章 路面结构设计5.1设计原则及相应设计指标5.1.1高级路面基层选择原则： 一级公路应采用水泥稳定碎石做基层，考虑经济原因可采用石灰粉煤灰碎石做基层，以增强基层的强度和稳定性，减少低温收缩裂缝。条件允许时，底基层宜采用水泥或石灰、粉煤灰或石灰稳定各种集料或土类做半刚性底基层。当采用半刚性底基层有困难时，可选用热拌或冷拌沥青碎石混合料或沥青贯入碎石做柔性基层。5.1

44、.2排水基层选择湿润和多雨地区，路基为低透水性细粒土的一级公路宜采用排水基层。排水基层可选用多孔隙的开级配水泥稳定碎石、沥青稳定碎石或碎石。5.1.3设计指标 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 表51序号车型名称前轴重(kn)后轴重(kn)后轴数后轴轮组数交通量1黄河jn15049101.61双轮组8502解放ca5028.768.21双轮组6003北京bj13013.5527.21双轮组17004东风eq14023.769.21双轮组8505解放ca5028.768.21双轮组5806日野kb22250.2104.31双轮组600注：设计年限为15年 车道系数取0.5 交通量平均年增长率

45、为5.5%当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时，（1）路面营运第一年双向日平均当量轴次 ： 2513（2）设计年限内一个车道上的累计当量轴次 ：10277127当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时（1）路面营运第一年双向日平均当量轴次 ：2004（2）设计年限内一个车道上的累计当量轴次 ：8195521设计相关指标 表5-2公路等级公路等级系数面层类型系数基层类型系数路面设计弯沉值一级公路11123.8(0.01mm) 5.2 沥青混凝土路面结构设计沥青路面结构设计采用公路路面设计程序进行。为了充分利用当地资源，体现创新设计理念，沥青路面结构拟采用沥青玛帝脂碎石混合料（sma）结合普

46、通沥青混凝土作为面层，水泥稳定碎石及水泥粉煤灰碎石作为基层和底基层。初步拟定上面层为细粒式沥青玛帝脂碎石4cm，中间层位中粒式沥青玛帝脂碎石5cm，下面层为粗粒式沥青混凝土6cm，基层采用水泥稳定碎石20cm，底基层采用水泥粉煤灰碎石土。具体计算过程如下：各路面结构层抗压模量及容许应力见下表： 表53 层位结构层材料名称厚度（mm）20抗压模量（mpa）15抗压模量（mpa）容许应力（mpa）1细粒式沥青混凝土301400020002中粒式沥青混凝土401200016003粗粒式沥青混凝土60900012004石灰粉煤灰碎石?1500015005石灰粉煤灰土25055005506新建路基36按

47、设计弯沉值计算设计层厚度 : ld= 17 (0.01mm) h( 4 )= 150 mm ls= 2.4 (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) h( 4 )= 200 mm ( 5 )= .092

48、 mpa h( 4 )= 250 mm ( 5 )= .078 mpa h( 4 )= 243 mm(第 5 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 )= 243 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 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: - 细粒式沥青混凝土 30 mm - 中粒式沥青混凝土 40 mm - 粗粒式沥青混凝土 60 mm - 石灰粉煤灰碎石 250 mm - 石灰粉煤灰土 2

49、50 mm - 新建路基 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= 1.9 (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= 2.2 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 ls= 2.5 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 ls= 7.9 (0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值 ls= 258.8 (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 )=-.259 (mpa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.114 (mpa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-.059 (mpa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .127 (mpa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= .078 (mpa)第六章 排水系统设计6.1排水的目的与要求6.1.1目的将路基范围内的土基温度降低到一定的限度范围内，保护路基常年处于干燥状态，确保路基及其路面具有足够的强度与稳定性。把降落在路界范围内的