精品交通工程专业道路毕业设计

1、*大学本科毕业设计*一级公路 L1 标段表 1-1第一章 公路路线设计1.1 公路几何指标的计算、确定与复核1.1.1 交通量计算已知资料( 交通量年增长率为 8%)见表 1-1。 原始交通量解放 CA10B交通 SH 361太脱 138吉尔 130小客车黄河JN 150尼桑 CK 10GJ2 1980 360 300 180 192 380300根据公路工程技术标准 (JTG B01-2003)，各汽车换算系数见表 1-2。 各汽车代表车型与换算系数表 1-2设计车辆 载重(t) 折算系数 折算后交通量 说明1.01980小客车解放 CA10B黄河 JN 15048.261.52.05406

2、0019 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 的折算系交通 SH 361153.0540数 1.5太脱拉 138122.0384载重量在 714t 的货车的折算系数吉尔 130尼桑 CK10G46.6651.51.55704502.0载重量在 14t 的货车的折算系数 3.0初始年交通量： N0=1980+540+600+540+384+570+450=5064 (辆)远景设计年平均日交通量Nd = N0 (1 + )n1 = 5064 (1 + 0.08)201 = 21855 (辆)式中： n-远景设计年限，一级公路为 20 年。由远景设计年平均日交通量

3、21855 辆/日，根据标准1.0.3 规定，拟定该公路为 一级公路四车道，设计车速 100 公里/小时。1.1.2 相关技术指标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) 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，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

4、及运行安全处应设置避险车道。对于本设计都*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段无须设置。5) 路基宽度一级公路四车道路基宽度取一般值 26.00 米。1.1.3 指标核算平曲线极限最小半径： Rmin = = = 394m 400m 平曲线一般最小半径： Rmin = = = 715.82m 700m考虑最小行程时间： lmin= 1.67V = 167m 170m缓和曲线最小长度： lmin= 0.83V = 83m 90m停车视距： V = 100km / h 85% = 85km / hVt V 2 85 2.5 852S = + = + = 151m 160mT 3.6 254Q

5、3.6 254 0.31z合成坡度： i = i 2 + i 2 = 0.0152 + 0. 12 = 0. 100 10%h Z c纵坡最小长度： l = 9V = 9 100 103 = 250m 250mmin 3600V 100竖曲线最小长度： L = = = 83.3m 85m1.2 1.21.2 公路选线设计1.2.1 自然条件综述本案位于苏北地区，地势平坦，偶有微丘，为平原微丘区；该地区雨量充沛集中， 雨型季节性较强，暴雨多，水毁、冲刷较多，为2 区；经过调查，该地区经济发展较 迅速，正在融入长三角经济区，未来交通量增长趋势较为明显，本着从长远角度考虑的 观点，本路段按平原微丘区

6、一级公路标准设计，计算行车速度 V=100km/h，设计年限为 20 年。1)平原区选线原则平原区选线， 因地形限制不大， 而线型应在基本符合路线走向的前提下， 正确处 理对地物、地质的避让与超越，找出一条理想的路线。平原区农田成片，渠道纵横交错，布线应从支援农业着眼，尽量做到少占和不占 高产田，从各项费用上综合考虑放线，不能片面求直，而占用大片良田，也不能片面强 调不占某块田而使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。路线应与农田水利建设相结合，有利于农田灌溉，尽可能少于灌溉渠道相交把路 线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。当路线靠近河边低洼或村庄，应争取靠河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保*

7、大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段一级公路技术指标汇总表 表 1-3计算行车速度(km/h)行车道宽度(m)车道数中央分隔带宽度(m)左侧路缘带宽 中度(m)间带中间带宽度(m)土路肩宽度(m)视 停车视距(m)距 行车视距(m)公路用地不小于(m)极限最小半径(m)一般最小半径平 (m)曲 不设超高的最线 小半径(m)最大半径不应大于(m)最小长度(m)平曲线超高横坡不大于(%)缓和曲线最小长度 m10043.754一般值 2.00极限值 1.50一般值 0.50极限值 0.25一般值 3.50极限值 3.00一般值 0.75极限值 0.751601603m40070040001000

8、01701085纵坡不小于(%)最大纵坡(%)最小纵坡(%)坡长限值 纵坡坡度(m) (%)缓和坡段坡长不小于(m)合成坡度(%)凸形竖曲线半径0.340.30.53410008008510.0极限最小6500 值(m)竖曲线凹形竖曲线半径(m)竖曲线最小长度(m)视觉所需最小竖曲线半径值(m)一般最小10000 值极限最小3000 值一般最小4500 值85凸形凹形1600010000同向曲线间最小直线6VV60km/h长度(m)反向曲线间最小直线2V长度(m)一般值 26.0路基宽度(m)最小值 24.5最小坡长(m) 250路拱横坡(%) 1.52.0q = s = = 45m*大学本科

9、毕业设计 *一级公路 L1 标段调不占某块田而使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。路线应与农田水利建设相结合，有利于农田灌溉，尽可能少于灌溉渠道相交把路 线布置在渠道上方非灌溉的一侧或渠道尾部。当路线靠近河边低洼或村庄，应争取靠河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保 村保田的作用。合理考虑路线与城镇的关系，尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点，尽 量避开重要的电力、电讯设施。通过名胜、风景、古迹地区的道路，应注意保护原有自 然状态，其人工构造物应与周围环境、景观相协调，处理好重要历史文物遗址注意土壤水文条件，当路线遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时，一般应绕避， 如需穿越时，应选择最窄最浅和基底

10、坡面较平缓的地方通过，并采取有效措施，保证路 基的稳定。路线设计应在保持行车安全、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。选线应注意同农田基本建设相配合，做到少占农田，并应尽量不占高产田、经济 作物田或穿过经济林园。选线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路线与农田水利建设相配合， 有利农田灌溉,尽可能少和灌溉渠道相交； 当路线必须 跨水塘时， 可考虑设在水塘的一侧,并拓宽水塘取土填筑路堤， 使水塘面积不致缩水； 尽 量避免穿越城镇，工矿区及较密集的居民区，但又要考虑到便利支农运输，便利群众， 便利与工矿的联系，路线不宜离

11、开太远。1.2.3 线型说明综合考虑以上各原则，共选定七个交点，见图 1-1。1.2.4 平曲线要素计算1)对于第一个平曲线R =4000m L = 0m a = 16.71 s 1a 16.7T = Rtg = 4000 tg = 587. 102m2 2L = 几a R180 = 16.7O 3.14 4000 /180 = 1165.289mJ = 2T L = 2 587.102 1165.289 = 8.915m2)对于第二个平曲线R =800 m L = 90m1 sL 902 2p = L 2s24R = 90224800 = 0.422a = 23.51q = s = = 45

12、mp = s = = 0.482*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段90b = 28.6479 人 = 3.222 0 800T = (R + p)tg a + q = (800 + 0.422)tg 23.5。 + 45 = 211.488m2 2L = (a 一 2b )几R + 2L = (23.5。一 2 人 3.222。) 人 3. 14 人 800 /180 + 2 人 90 = 418.026m0 180 sE = (R + p)sec a 一 R = (800 + 0.422)sec 23.5。 一 800 = 17.553m2 2J = 2T 一 L = 2 人 211

13、.488 一 418.026 = 4.950mX675321Y图 1-1 主要控制点坐标表3)对于第三个平曲线R =700 m L = 90m1 sL 902 2L 2 90224R 24 人 700a = 45.10。 1b = 28.6479 人 90 = 3.683 0 700T = (R + p)tg a + q = (700 + 0.482)tg 45. 10。 + 45 = 335.866m 2 2p = s = = 0.482*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段L = (a 一 2b )几R + 2L = (45. 10。一 2 人 3.683。) 人 3. 14 人 70

14、0 /180 + 2 人 90 = 640.774m0 180 sE = (R + p)sec a 一 R = (700 + 0.482)sec 45. 10。 一 700 = 58.471m 2 2J = 2T 一 L = 30.958m4)对于第四个平曲线R =800 m L = 90m a = 22.78。1 s 1L 90q = s = = 45m2 2p = L 2s24R = 90224人800 = 0.422b = 28.6479 人 90 = 3.222 0 800T = (R + p)tg a + q = (800 + 0.422)tg 22.78。 + 45 = 206.2

15、48m 2 2L = (a 一 2b )几R + 2L = (22.78。一 2 人 3.222。) 人 3. 14 人 800 /180 + 2 人 90 = 407.978m 0 180 sE = (R + p)sec a 一 R = (800 + 0.422)sec 22.78。 一 800 = 16.502m 2 2J = 2T 一 L = 4.518m5)对于第五个平曲线R =800 m L = 90m a = 22.12。1 s 1L 90q = s = = 45m2 2p = L 2s24R = 90224人800 = 0.42290b = 28.6479 人 = 3.222 0

16、 800T = (R + p)tg a + q = (800 + 0.422)tg 22. 12。 + 45 = 201.456m 2 2L = (a 一 2b )几R + 2L0 180 s= (22. 12。一 2 人 3.222。) 人 3. 14 人 800 /180 + 2 人 90 = 398.767mE = (R + p)sec a 一 R = (800 + 0.422)sec 22. 12。 一 800 = 15.57m 2 2J = 2T 一 L = 4.145m6)对于第六个平曲线R =700 m L = 90m1 sL 90q = s = = 45m2 2L 2 9022

17、4R 24 人 700a = 43.9。 1q = s = = 45m2 2*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段90b = 28.6479 = 3.683 0 700T = (R + p)tg a + q = (700 + 0.482)tg 43.9。 + 45 = 327.302m 2 2L = (a 一 2b )冗R + 2L = (43.9。一 23.683。)3. 14700 /180 + 290 = 626. 121m0 180 sE = (R + p)sec a 一 R = (700 + 0.482)sec 43.9。 一 700 = 55.228m 2 2J = 2T 一

18、L = 28.483m7)对于第七个平曲线R =700m1L 90L = 90msa = 50.95。 1L 2 902p = s = = 0.48224R 2470090b = 28.6479 = 3.6830 700T = (R + p)tg a + q = (700 + 0.482)tg 50.95。+ 45 = 378.378m 2 2L = (a 一 2b )冗R + 2L = (50.95。一 23.683。)3. 14700 /180 + 290 = 712.209m0 180 sE = (R + p)seca 一 R = (700 + 0.482)sec 50.95。 一 70

19、0 = 75.923m 2 2J = 2T 一 L = 44.547m1.2.5 主点桩号计算K1+463.434587.102K0+876.332582.6445K1+458.9765582.6445K2+041.621JD1-TZY+L/2QZ+L/2YZ*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段JD4K4+773.81206.25K4+567.5690K4+657.56113.90K4+6711.46113.90K4+885.3690K4+975.36特殊点桩号JD-TZH+LSHY+(L-2LS)/2QZ+(L-2LS)/2YH+LSHZJD6K6+560.19327.30K6+232

20、.4990K6+322.49223.06K6+545.55223.06K6+769.6190K6+859.61JD2K2+790.42211.49K2+578.9390K2+668.93119.01K2+787.94119.01K2+906.9890K2+996.66JD3K3+564.76335.87K3+228.9090K3+318.90328.03K3+646.93328.03K3+974.9590K4+064.95JD5K5+812.68201.46K5+611.1490K5+701.14109.38K5+810.52109.38K5+919.9090K6+009.90JDK7+300

21、.87378.38K6+922.2590K7+012.25266.10K7+278.35266.10K7+544.4590K7+634.451.2.6 公路比选方案的确定本设计由蒋彬、陈洪构成设计小组，分别进行方案设计。经计算后综合比较，其中 方案二的技术指标较高，较充分考虑到了路线设计的实际实现可能，尽量做到了业内设 计所考虑到的最大客观实际，符合高等级公路的要求。因此，确定陈洪设计的方案二为最佳设计方案，作为后继设计的依据。两方案比选 结果见表 1-4。本人主要负责设计方案二的 L1 标段(K0+000K2+680)的施工图设计。平曲线的选线方案的比选 表 1-4比选内容新建路线总长(米)

22、转点数(个)最大 转最小 角平均最大曲线最小半径平均桥梁(座)涵洞(道)河塘(米2 )拆迁(米2 )方案 18006.032750.9516.732.1540007001214.26161095014673方案 27662.077538.948.3620.76400070015404179235166281.3 公路平面线型设计*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段1.3.1 起终点及转点坐标路线起点(490.547，246.169)转点 JD (556.617，1409.950)1JD (1009.552，2533.333)2JD (1371.542，3153.632)31.3.2 转点

23、计算 1)各点间距d =起-1(x - x )2 +(y - y )21 起 1 起= (556.617 - 490.547)2 +(1409.950 - 246.169)2=1165.655同理： d =1211.255m d =718. 197m1-2 2-32)各方位角 = arctan起 1同理：3)各转角y - y1起 = arctan 1409.950 - 246. 169 = 86.75 0 x - x 556.617 - 490.5471 起 =68.040 =59.730 =76.3701-2 2-3 3-4 1 = 1-2 - 起-1 = 68.040 - 86.750 =

24、 -18.710 (左转)同理： 2 = 8.310 (左转) 3 =16.640 (右转)方案二 L1 标段平面设计直线、曲线及转角表一览表见第二分册(图S- 3)。 路线平面分图见第二分册图 S- -1。由于在进行 EICAD 软件进行路线设计校核时， 人为 操作的因素较大，难免引起误差。1.3 公路纵断面设计1.3.1 纵坡设计原则 坡设计必须满足标准的各项规定。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。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。一般情况下纵坡设计应考虑填挖

25、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。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。在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段1.3.2 主要技术指标 见表 1-31.3.3 平纵组合的设计原则 平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。 平曲线与竖曲线大小应保持均衡。 暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合应合理悦目。平、竖曲线应避免不当组合。 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。1.3.

26、4 确定控制点标高由于路基要保证处于干燥或中湿状态以上，所以查表为砂性土时，路槽底至地下水的临界高度H = 1.4 1.7m ，由于地下水平均埋深 0.8 米，路面结构层厚拟为 0.8 米，1因此，最小填土高度： H = H 一 H + H = 1.7 一 0.8 + 0.8 = 1.7m 。1 水 结构路基应力工作区:在路基某一深度Z 处，当车轮荷载引起的垂直应力 与路基土自a z重引起的垂直应力 相比所占的比重很小，仅为 1/101/5。B1.3.5 设计步骤根据地形图上的高程，以 20 米一点算出道路中心线上各点的原地面高程，将各点 高程对应的标于纵断面米格纸上，用直线连接，注意涵洞、河

27、道的标法，画出道路的纵 向原地面图。1.3.6 拉坡1)试坡：以“控制点”为依据，考虑平纵结合，挖方、填方及排水沟设置等众多 因素，初步拟订坡度线。2)计算：拉的坡满不满足控制点高程，满不满足规范要求，如不满足就进行调坡。 调坡时应结合选线意图，对照标准所规定的最大纵坡、坡长限制，以及考虑平纵线组合是否得当进行调坡。第一个竖曲线： 变坡点桩号为K0+680，i = 4.6 ，i = 一3.2 ，竖曲线半径取 R=16000m1 2w = i 一 i = 一7.8 0,为凹形3 2第三个竖曲线： 变坡点桩号为 K2+160，i = 4.0 ，i = 一3. 1 ，竖曲线半径取R=20000m3

28、4w = i 一 i = 一7. 1 250m,且 R =400m250m，故依据公路路线设计规范该曲线段可不设1 2加宽。1.4.3 公路用地公路工程技术标准中规定一级公路在整个路幅范围以外不少于 3.0m 的土地为 公路用地。1.4.4 超高计算*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段1)确定超高缓和段长度根据公路等级设计速度和平曲线半径，查表得超高值 i = 4% ，新建公路一般采用c绕中央分隔带边缘旋转，超高计算如下：见表 1-8。一级公路指标： 计算行车速度： 100km/h行车道： 2 3.75m路肩： 2 0.75m路拱横坡： i = 2%B设超高横坡度： i = 4%yi =

29、 V 2 = 1002 = 0.079 ， c 127R 127 1000取 =0.039 ， i = 4%c图1-3 超高渐变图示1则 JD 处根据内插的方法的超高计算表如表 1-8。超高值计算结果表表 1-8桩号说明左边中间右边K0+955.875ZH-0.2400-0.240K0+960-0.2510-0.207K0+980-0.3040-0.047K1+000-0.35800.113K1+020-0.41100.273K1+040-0.46400.433K1+045.857HY-0.48000.480K1+282.419YH-0.48000.480K1+300-0.43300.339K

30、1+320-0.38000.179K1+340-0.32600.019K1+360-0.2730-0.141K1+372.419HZ-0.2400-0.240*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段1.4.5 绘出典型横断面图(标准、特殊) (见第二分册图 S-1)1.4.6 绘出路基横断面图 (见第二分册图 S- 6)1.5 路土石方的计算和调配1.5.1 土石方调配要求 土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。 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)。 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

31、做上坡调运。 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。 不同性质的土石应分别调配。 回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。1.5.2 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

32、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1.4.7 填路基设计表 (见第二分册图 S- 5)1.4.8 填土石方计算表 (扣除路面结构层 80cm) (见第二分册图 S- 7)*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段第二章 公路路基设计2.1 公路重力式挡土墙设计2.1.1 重力式挡土墙位置

33、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。2.1.2 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

34、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。2.1.3 挡土墙的横向布置横向布置选择在墙高的最大处(4.805m)，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，并绘制挡土墙横断面图。2.1.4 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

35、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)不产生墙身绕墙趾倾覆。*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段(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。

36、(5)墙身截面不产生开裂破坏2.1.5 挡土墙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。2.1.6 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

37、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 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。 2.1.7 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

38、于 0.15m。2.1.8 土质情况描述土质为砂性土，取最不利情况， Q = 30。，c = 15Kpa 。2.1.9 重力式挡土墙结构情况描述重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片(块)砌筑，在 缺失石料的地区有时也用砼修建。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K0+100K1+480， K1+740K2+500 设路肩式挡土墙，最大填土高度设 5m。2.1.10 重力式挡土墙计算2.1.10.2 初拟墙体尺寸设计与计算拟采用干砌片石重力式路肩墙(仰斜)，墙高

39、4.805m，墙背俯斜 1：-0.25，墙身坡 度亦取 1：0.2，墙身分段长度取 10m，墙顶宽 1.0m；设计荷载：按一级公路刚性路面所 受荷载计；土壤地质情况：墙背填土 = 15.5 kNm3 ,计算内摩擦角Q = 30o 。填土与墙*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段背间的摩擦角 ? = Q 2 = 15o 。砂性土地基，墙后回填仍为砂性土，地基容许承载力6 = 260kpa ，基底摩擦系数f=0.4。，坡度为 2% 1.0m埋符合 “ 规 范 ”表 5.4.3-1中关于基础 的最小 埋深 的规 定 。 但 h 3.0m且基础埋B=0.873 = 0. 1480 N 149.26

40、 6 d合力的偏心距，对土质地基是不应大于B/6，基础稳定性不满足要求，必须重新确定挡土墙的尺寸见图2-2。地面线图2-2 受力示意图2.1.10.2 重新确定墙体尺寸设计与计算 1)挡土墙自重及重心计算取单位长(1米)将挡土墙截面和基低部分土划分为两个平行四面和一个三角形。G = Y 人1.20 人 5.0 = 23 人1.2 人 5.0 = 138.0(KN / m)G1 = Y G 人11.50 人 0.5 = 23 人11.50 人 0.5 = 17.25(KN / m)G2 = Y G 人 0.29 人1.5 / 2 = 23 人 0.29 人1.5 / 2 = 5.00(KN /

41、m)3 GZ = 0.5 人 0.25 + 0.3 + 5.0 人 0.25 / 2 + 1.2 / 2 = 1.65m1Z = 0.5 人 0.25 / 2 + 1.5 / 2 = 0.81mZ2 = (1.50 + 1.43)/ 3 = 0.98mG3 = G + G + G = 160.25(KN / m)0 1 2 3Z = (Z 人 G + Z 人 G + Z 人 G ) / G = 1.54m0 1 1 2 2 3 3 02)墙后填土以及车辆荷载引起的主动土压力计算查规范，可知墙高5米时，附加荷载强度 q = 16.25 kNm3 ，则换算等代均布厚度B 2dhA0 = hH (H

42、 +0 2h )- tga 0 0*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段为：q 16.25h = 0 = 1.05m0 Y 15.5由于基础埋置较浅，不计墙前被动土压力。由于是路肩墙a=0,b=0。根据主动土压力计算公式(假设破裂面交于荷载内)v = p + a + 6 = 30o + 15.0o + arctg (-0.25) = 30.96o则B因为 d = 0 ，所以 0 = -tga = 0.25A0tg9 = -tgv + (ctgp + tgv )(tgv +a)= -tg30.96o + (ctg30o + tg30.96o )(tg30.96o + 0.25)= 0.81则

43、 9 = 38.93o验算 L = H (tg9 + tga) = 5 根 (0.81 + tg14.04o ) = 5.3m由于1.5 共 5.3 共 10.5 ，故破裂面交于荷载内，符合假设计算样式。dh1 = tg9 + tga = 0K = (tg9 + tga) = (tg38.93o - 0.25) = 0.21按墙背高度H=5.79米计算，由式：E = E cos(a - 6 ) = 74.2 根 cos(14.04o + 15o ) = 64.87KN / mxE = E sin(a - 6 ) = 74.2 根 sin(14.04o + 15o ) = 36.02KN /my

44、Z = + 0 - 编H = + - 0.29 = 1.90mH H 5.79 1.05y 3 3K 3 3 根1.36Z = B - (Z 编H)tga = 0.873 +(1.90 + 0.29)根 -0.25 = 1.98mx y3)修正后的地基承载力设计值f的确定(基础最小埋深算至墙趾点)h = 0.8 + 0.5 = 1.3 1.0m埋h 3.0m且基础宽度埋符合“规范”表 5.4.3-1中关于基础的最小埋深的规定。但B=1.43m = 0.243m0 N 208.68 6d故偏心距验算符合对土质地基是不应大于B/6的规范要求，基础稳定性满足要求。 5)基底边缘最大压应力验算由式(5

45、.4.3-2) 求 = 208.68 (|1 + 6 根 0. 176)| = 246.31(Kpa)max B ( B ) 1.46 ( 1.46 )求 = d |1 - 0 | = |1 - | = 39.55(Kpa)N ( 6e ) 208.68 ( 6 根 0.176)o 求 = 246.31(Kpa) 0Q1 y x o Q 2 p o Q1 y o Q1 x Q 2 p查表5.4.2-5，Y = 1.4 ，查表5.4.3-2， p = 0.4Q1(1)不计墙前回填土的被动土压力，由式5.4.3-70.8GZ + Y (E Z 一 E Z )+ Y E Z 0c E 64.87x*

46、大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段1. 1根160.25 +1.4 根 (36.02 + 68.87 根 0.2)根 0.4+(1. 1根160.25 +1.4 根 36.02)根 0.2 一 1.464.87 = 158.23(KN ) 0满足沿基底斜平面的滑动的极限状态方程的要求。N + (E 一 E )tg以 山 + E 滑动稳定性系数的计算：K = x p 0 pc E 一 Ntg以x 0N = G + EK = = 3.271096.2y7 + 64.87 根 0.2根 0.4c 64.87 一 196.27 根 0.2查表5.4.3-3，荷载组合时，抗滑动稳定性系数K = 1

47、.3 0即(1. 1根 . 1.4n根 36Q2 根 0.8 一 1.4 根 64.87 = 90.54(KN ) 0满足滑动的稳定方程的要求。滑动稳定性系数的计算：K = n = = 2.01 1.3(N + 编N)山 (160.25 + 3. 11)根 0.8 0图2-4 重力式挡土墙基础受力示意图查表5.4.3-3，荷载组合时，抗滑动稳定性系数K = 1.3 0故满足倾覆的稳定方程的要求。*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段(2)抗倾覆稳定性系数的计算按式5.4.3-8：K = = 160.251.54 + 36.021.98 = 2. 180 E Z 64.871.90 x y查

48、表5.4.3-3，荷载组合时，抗倾覆稳定性系数K = 1.5 0. 16m0故合心偏心矩符合验算。(3)墙身正截面强度验算作用于截面 力 合 计)值d d G G Q1 Q1*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段查表C = 1.3, 荷载分项系数Y = 1.2,Y = 1.4d N = 1.3 根 (1G2 根138+ 1.4 根 0.97)= 218.56(KN )d计算强度时，按式5.4.4-2： Y N 不 a ARka0 d Y f轴向力偏心影响系数：e 0. 160 = 0. 1333B 1.2a = 1 - 256(|( eB0 )|8 = 1 - 256 根 0.13338

49、= 0.824k 1 + 12 根 0.13332( B )A = B = 1.2m查表5.4.4-4，M5砂浆砌体MU50号片石的极限抗压强度R = 3.3Mpaa查表5.4.4-1，浆砌片石的抗力安全系数Y = 2.31f查表5.4.2-1，当墙高 不 5.0 时，一级公路结构重要性系数Y = 1.00a ARka = 0.824 根1.2 根 3300 1412.57(KN)Y 2.31N 218.56 218.56(KN)截面尺寸满足正截面强度与墙身稳定要求.(5)墙身正截面直接 /Y )+ pN其中： Q = Y E = 1.4 根 (KN ) dj Q1 xA = B 根1 = 1

50、.2 根1 = 1.2m2Y j = 2.31, p = 0.70, N = 218.56(KN ) f d*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段由表6-20 R = 0.24Mpa = 240Kpaj(A R / )+ N = 1.2 240 + 0.7 218.56 = 277.67(KN ) 80.88(KN ) j j f d 2.31挡土墙尺寸偏于安全，符合要求。2.1.11挡土墙基础及接缝、泄水孔设计基础为扩大式基础，厚0.5m，宽为 0.3 2 + 2.6 = 3.2m (砼刚性角为 45 o )基础下垫 炉渣石灰土。接缝每隔10米设置一个，中间垫23cm厚的木板，四周用沥青

51、填充。泄水孔为两排 直径为10cm的圆孔，孔眼间距为2.5cm，孔眼上下是错开布置。下排的排水孔高出墙前 地面0.5m，上排高出墙前地面2.5m。为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部铺 设30cm厚的黏土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以免孔道堵塞。拟 采用粗鹅卵石，泄水孔坡度取为1：0.2。墙面，墙身平行，截面最大应力出现在接近基 底处，由基底应力验算可知偏心距及基底应力满足低级承载力要求。故墙身截面应力也 能满足要求。验算内容全部通过，故决定采用墙顶宽 1.2m，墙身高5m，倾斜基底0.2:1 ，仰斜式浆砌片石重力式路肩挡土墙。2.1.12 挡土墙纵断面图 见图 2-5

52、图 2-5 挡土墙纵断面图2.2 公路加筋土挡土墙设计加筋挡土墙是由填土中布置拉筋条以及墙面板三部分。 加筋体墙面的平面线形可采 用直线，折线和曲线。加筋体的横断面一般采用矩形，但底部筋带长度不应小于3m，同 时不小于 0.4H，加筋体墙面下部应设宽不小于 0.3m，厚不小于 0.2 m 的砼基础，但如 面板筑于石砌圬工或砼之上，地基为基岩的不可设，加筋体面板基础底部的埋置深度，*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段对本例地基不小于 0.6 米。加筋挡土墙应根据地形、 地质、墙高等条件设置沉降缝， 其间距对土质地基为 1030 米，沉降缝宽度一般取 2 厘米可采用沥青板，软木板或沥青麻絮填

53、塞。2.2.1 设计地点及范围加筋挡土墙在软弱地基上修筑时，由于拉筋在填筑过程中逐层埋设，所以，因填土 引起地基变形对加筋挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理比较简便，因 此，在软弱地基上修筑加筋土挡土墙效果比较好， 由地形图可知， 填土高度均小于 5 米， 因此本设计不设加筋挡土墙，计算过程仅使毕业设计趋于完整。2.2.2 作用及要求通过填土与拉筋的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋，从而稳定填土。加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，在软弱地基上修筑时，由于拉筋在填筑过程中逐层埋设，所以，因填土引起的地基变形时加筋土挡土墙的稳定性影响 比其他结构物小。加筋土挡土墙具有一定的柔性

54、，抗震性强。加筋土挡土墙节约用地，造型美观。加筋土挡土墙造价比较低，与钢筋混凝土挡土墙相比，可减少造价一半左右；与 石砌挡土墙比较，也可节约 20%。要求：拉筋长度不宜小于 3 m ，填料应易于填筑与压实，能与拉筋产生足够的摩擦 力，满足化学和电化学标准，水稳定性要好，拉筋抗拉能力强，延伸率小，不易产生脆 性破坏，耐腐蚀和耐久性能好，要具有一定的柔性，使用寿命长，施工简便；墙面板不 仅要具有刚度， 还要具有一定的强度和柔性； 加筋挡土墙的墙面板应有一定的埋置深度。 2.2.3 设计资料拟修建一座路肩式加筋挡土墙，沉降缝间距采用 15m ，挡土墙高度 12m ，无顶部 填土，其设计资料如下：(1

55、) 根据设计要求为路堤式加筋挡土墙，墙高 12 米，左右两侧对称布置。(2) 面板为 1.0m 0.8m 十字形混凝土板，板厚 20cm，混凝土强度等级 C20。(3) 筋带采用聚丙烯土工带，带宽 19mm，厚 1.0mm，容许拉应力 = 50Mpa ，视l摩擦系数f = 0.4 。(4) 筋带结点水平距离S = 0.42m ，垂直距离 S = 0.4m 。 x y(5) 路基填土为砂性土 = 15.5KN / m3 ，Q = 300 ，地基容许承载力 = 260Kpa ，( = =15.5)，按荷载组合 n 进行结构计算。1 22.2.4 设计计算 1)筋带受力分析(1)计算加筋体上填土重力

56、的等代土层厚度 h ，墙高为 12 米。 1根据日本加筋土挡土墙设计施工指南a ( 2 )*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段h = 1 (| H - B )| = 1 (| 12 - 0.5)| = 3.67m H = 0.6m1 m ( 2 b ) 1.5 ( 2 )M-加筋体上路堤填土的坡率。h = H = 0.6m1(2)公路一级荷载作用下的等带土层厚度 h 0h = q /Y = 10.0 /15.5 = 0.65m0 1(3)各层拉筋的土压力系数 k 的计算 i筋带收拉力包括三部分，即车辆荷载、墙顶路堤填土和墙后填料引起的筋带拉力。根据规范公式： 5.4.8-1、5.4.8-

57、2、5.4.8-3、5.4.8-4当Z 共 6m时，i当Z 6m时，i其中Z Zk = k (1 - i ) + k ii j 6 a 6k = ki ak = 1 - sin0 = 1 - sin 30o = 0.5jk = tg 2 | 45o - | = 0.33( 0 )k -加筋体内深度Z 处的土压力系数i ik -静止土压力系数jk -主动土压力系数aZ 第 i 单元筋带结点至加筋体顶面的垂直距离(m)i附加荷载作用下，加筋体深度Z 处的附加垂直压应力装i ai当扩散线的内边缘点未进入活动区时， 装 =0ai当扩散线的内边缘点进入活动区时， 装ai = Y 1hLc / Lci永久

58、荷载重力作用下，拉筋所在位置的竖直压力装 = Y Z + Y h 1 1 i 1 0h 加筋体上坡面填土换算等代均匀布土厚度0作用于墙面板上的水平土压应力x 装x 装 = K (Y Z +Y h + 装 )S S Ei Ei i 1 1 2 0 ai x yS S 筋带水平与垂直方向的计算间距 Y 加筋体上路堤填土容重x y 1Y 填土容重 2当Z + H / 共 2b 时， L = L + H / + Zi c ci c i当Z + H / 2b 时， L = L + b + i c ci c c 2将等代土层布置在路基全宽上，以 2：1 向下扩散，其中b = 0.5 + 0.9 = 1.4

59、m 面板背面c至路基边缘距离。(4)筋带设计断面验算已知筋带断裂拉力为 220Mpa，筋带厚 1mm，采用分项系数的容许应力法，根据设计*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段断面面积由归但公式： A = T 人1000 / kf ，计算，当荷载组合为I 时，查规范可知筋带提i i k高系数k = 1.0 。 f = 50Mpa 。计算结果见表 2-1。k(5)筋带长度及筋带数量计算各层筋带在活动区，锚固区的长度及总长，可按照相应的规范或路基设计手册来计 算。加筋体中活动区和稳定区的确定简化破裂面上、下两部分的高度H , H 按下式计算，见图 2-6。1 2H = b tg(450 + )

60、= 0.3人12 人tg(450 + ) = 6.235mQ 3002 H 2 2H = H _ H = 12 _ 6.235 = 5.765m1 2其中，简化破裂面的垂直部分和墙面板背面的距离： b = 0.3H 。H计算筋带长度L i筋带长度确定由规范公式： L = L + L 确定。i 1i 2i一般情况及抗震验算：L = k T / 2f b (Y Z + Y h )1i f i i 1 i 2 1当0 Z 共 H 时 L = bi 1 2i H当H 2.0 是满足设计要求的， 不应再增加筋带的总宽度。 为了保证锚固区有足f*大学本科毕业设计 *一级公路 L1 标段够的锚固力，每层、每