道路工程毕业设计标准计算书膨胀土地区公路路基路面综合设计

1、 膨胀土地区公路路基路面综合设计PAGE PAGE 83线形设计平曲线的计计算平曲线包括括直线、圆圆曲线和和缓和曲曲线。直线设计要要求：直线的的运用应应注意同同地形与与环境相相协调，规规范规规定:当设计计速度60/h时,同向曲曲线间的的直线最最小长度度以不小小于设计计速度(以/h计)的6倍为宜,反向曲曲线间直直线最小小长度以以不小于于设计速速度的两两倍为宜宜，圆曲曲线的最最小长度度一般要要有3s行程。圆曲线设计计要求：在选用用圆曲线线半径时时，最大大半径值值一般不不应超过过100000米，在地地形条件件许可时时，就力力求使半半径尽可可能接近近不设超超高最小小半径，在在一般情情况下或或地形有有所

2、限制制时，应应尽量采采用大于于一般最最小半径径，只有有在地形形特别困困难不得得已时，方方可采用用极限最最小半径径。设计计速度为为1000km/h时，一一般最小小半径为为7000m，极限限最小半半径为4000m。缓和曲线设设计要求求：缓和和曲线是是设置在在直线与与圆同线线之间或或半径相相差较大大的两个个转向相相同的园园曲线之之间的一一种曲率率连续变变化的曲曲线，其其作用是是使曲率率连续变变化，离离心加速速度、超超高横坡坡度及加加宽逐渐渐变化，便便于行车车平稳。设设计速度度为1000km/h时，缓缓和曲线线长度一一般值为为1200m，最小小值85m。平曲线要素素的计算算已知： 圆曲线线半径RR=1

3、5000m, 缓和曲曲线长度度转角=4662437.3(右)；计算：曲线总长；外距；切线长；切曲差。各主点桩号号的计算算已知: JJD桩号号为:KK1644+5000.8859；计算：直缓点桩号号为ZH=JDD-T=K1663+7757.3366；缓圆点桩号号为HY=ZH+Ls=K1663+9957.3366;曲中点桩号号为QZZ=ZHH+=K1664+4464.8466；圆缓点桩号号为YH=QZZ+=KK1644+9772.3356;缓直点桩号号为HZ=YH+Ls=K1665+1172.3566。逐桩坐标表表表 STYLEREF 1 s1SEQ 表 * ARABIC s 11逐逐桩坐标标表桩

4、 号坐 标桩 号坐 标桩 号坐 标N (X)E (Y)N (X)E (Y)N (X)E (Y)K164+00006463775.2225 5175994.7738 K164+50006459776.8859 5178993.0064 K164+98006457006.4454 5182887.1173 K164+02006463557.5511 5176004.0023 K164+52006459663.1158 5179007.6634 K165+00006456998.0021 5183005.3308 K164+04006463339.9923 5176113.5543 K164+540

5、06459449.6652 5179222.3385 K165+02006456889.7797 5183223.5539 K164+06006463222.4463 5176223.2297 K164+56006459336.3345 5179337.3315 K165+04006456881.7759 5183441.8852 K164+08006463005.1134 5176333.2283 K164+58006459223.2237 5179552.4421 K165+06006456773.8882 5183660.2236 K164+10006462887.9940 517644

6、3.4499 K164+60006459110.3332 5179667.7700 K165+08006456666.1144 5183778.6678 K164+12006462770.8884 5176553.9943 K164+62006458997.6632 5179883.1150 K165+10006456558.5519 5183997.1167 K1649969 5176664.6614 K164+64006458885.1139 5179998.7768 K165+12006456550.9983 5184115.6693 K164+16006462

7、337.1197 5176775.5509 K164+66006458772.8856 5180114.5551 K1655513 5184334.2246 K1645572 5176886.6627 K164+68006458660.7784 5180330.4497 K165+16006456336.0082 5184552.8814 K164+20006462004.0097 5176997.9966 K164+70006458448.9926 5180446.6602 K165+1722.35566456331.5500 518466

8、4.2289 K164+22006461887.7775 5177009.5523 K164+72006458337.2283 5180662.8864 K1656667 5184771.3389 K164+24006461771.6608 5177221.2297 K164+74006458225.8859 5180779.2279 K165+20006456221.2252 5184889.9964 K164+26006461555.5599 5177333.2285 K164+76006458114.6654 5180995.8846 K164+28006461

9、339.7752 5177445.4486 K164+78006458003.6671 5181112.5560 K164+30006461224.0069 5177557.8897 K164+80006457992.9912 5181229.4419 K164+32006461008.5552 5177770.5516 K164+82006457882.3378 5181446.4420 K164+34006460993.2206 5177883.3340 K164+84006457772.0073 5181663.5561 K164+36006460778.0031 5177996.336

10、9 K164+86006457661.9996 5181880.8837 K164+38006460663.0032 5178009.5598 K164+88006457552.1151 5181998.2245 K164+40006460448.2210 5178223.0026 K164+90006457442.5539 5182115.7784 K164+42006460333.5569 5178336.6651 K164+92006457333.1162 5182333.4449 K164+44006460119.1111 5178550.4469 K164+94006457224.0

11、021 5182551.2238 K164+46006460004.8838 5178664.4479 K164+96006457115.1117 5182669.1147 K164+48006459990.7754 5178778.6679 K164+9722.3556竖曲线的计计算纵坡设计要要求：设设计速度度为1000km/h时，最最大纵坡坡为4%。最最小纵坡坡应不小小于0.33%（一般般情况下下以采取取不小于于0.55%为宜）。设设计速度度为1000km/h时，纵纵坡坡长长一般最最小值3500m，坡长长最小值值为2500m。表 STYLEREF 1 s1SEQ 表 * ARABIC s

12、12 竖曲线线的纵坡坡要求设计速度纵坡坡度最大坡长100kmm/h3%1000mm4%800m5%600m表 STYLEREF 1 s1SEQ 表 * ARABIC s 13 竖曲线线半径要要求设计速度线形半径一般值值半径极限值值曲线最小长长度100kmm/h凸形100000m6500mm85m凹形4500mm3000mm85m竖曲线要素素的计算算已知：第1变坡点点：K1164+1700，高程程：2114.8870mm, 竖曲线线半径R=170000mm，i=3.8826%, ii=0.3370%,为凸形形曲线；第2变坡点点：K1655+1770，高高程：2218.5722m,竖曲线线半径R=

13、120000mm，i=0.3370%, ii=2.9902%,为凹形形曲线；计算得：竖曲线一：,为凸形曲曲线，曲曲线长；切线长长；外距。竖曲线二：同理求得：曲线长长切线长长L=3033.844；T=1511.922m,外距E= 0.9622m。竖曲线要点点桩号及及高程的的计算竖曲线一：起点桩号= K1164+1700T=K1663+8876.2322；终点桩号= K1164+1700T=K1164+4633.7668；变坡点对应应桩号设设计高程程=2144.8770E=2122.3332；竖曲线一起起点设计计高程=2144.8770Ti=2033.6330m；竖曲线一终终点设计计高程=2144

14、.8770Ti=2133.7883m。竖曲线二：起点桩号=K1665+1170T=K1165+0944.0552；终点桩号=K1665+1170+T=KK1655+2445.9948；变坡点二对对应桩号号设计高高程=2188.5772+E=2199.0553m；竖曲线二起起点设计计高程=2188.5772+TTi=2188.8553m。路堤边坡稳稳定性分分析桩号K1665+0060处处的路堤堤高13.779米，顶顶宽26米，为本本路段的的最大填填方路段段，且填土土为膨胀胀土,有必要要进行边边坡稳定定性验算算。本次稳定性性验算分分为三个个部分：（1）计算算参数的的的选用用；（2）确定定最危险险滑

15、动面面；（3）路堤堤稳定性性验算。计算参数的的选用：对本段路堤堤所填的的包边土为为砂粘土土(取值见见路基设设计手册册)，潮湿湿程度为为半干硬硬状态，土土的容重重,粘聚力力，内摩摩擦角.路堤土土为中等等膨胀土土,土的容重,粘聚力力，内摩摩擦角重重。危险滑动面面的确定定：路堤计算模模型如图图2.22-1：图 STYLEREF 2 s2.22SEQ 图 * ARABIC s 21 路堤设设计计算算模型荷载当量高高度计算算：根据公路路路基设计计规范，按以下公式换算土柱高度为=0.765m。公式中： N为车辆数数4 Q为5500KNB为横向分分布车辆辆最外轮轮中心之之间的宽宽度加轮轮胎着地地宽度，B=N

16、Nb+(N-11)m+,其中b为每一一车辆的的轮距,1.8米。m为左右右两车辆辆相邻车车轮之间间的距离离,1.3米。 为轮胎胎着地宽宽度,0.6米.故B=111.7米。L为纵向分分布长度度，L=122.8mm为填土的的容重119.22kN/mm3由此可得HH=144.2335+00.7665=115m。最危险滑弧弧圆心位位置的确确定：采用4.55法：如如图2.2-2，首首先确定定圆心O与半径OA，一般般情况下下，圆心心的位置置是在圆圆心辅助助线EF的延长长线上移移动，E点和F点的位位置可用用以下的的4.55H法确定定。 由AA点作垂垂直线，取取深度为为H确定G点，由G点作水水平线，取取距离为为

17、4.55H确定E点，F点位置置由角度度1与2的边线线相交而而定，其其中由边边坡角为为31查路基基设计手手册取1=266，2=355交点为F，圆心心在辅助助线上向向左上方方移动，计计算K值最小小时的圆圆心即为为最危险险滑动面面的圆心心，滑动动面通过过坡角A，作出出的圆弧弧线如图图2.2-2所式式。图 STYLEREF 2 s2.22SEQ 图 * ARABIC s 22滑动圆心的的确定：在EF的延延长线上上取个点点分别画画出个滑滑动面，如如图2.2-33, 对4个滑动动面在不不考虑水水作用影影响下，且且不考虑虑土基与与路堤填填土的差差异时采采用条分分法求安安全系数数K值，然然后取最最小的K值所对

18、对应的滑滑动面为为最危险险滑动面面。计算过程如如下将土体划分分为若干干块，用CAD工具量量取各个个条快的的面积Fi；用CAD工具量量取个土土条重心心垂线与与滑动动动圆弧交交点的法法向方向向与重心心垂线的的夹角i（有正正负之分分，法向向量在垂垂线左侧侧为负，右右侧为正正）；用CAD工具量量取圆弧弧弧段所所对应的的圆心角角，在计计算弧长长L值。图 STYLEREF 2 s2.22SEQ 图 * ARABIC s 23由计算公式式可得以以上四种种情况的的K值分别别为：如图2.22-4所所示：图 STYLEREF 2 s2.22SEQ 图 * ARABIC s 24由上图可知知最小K值的危危险滑动动面

19、圆心心位于处处，所以以，最危危险滑动动面的圆圆心位于于过点且且与EFF线相垂垂直的线线上。故故，以点点向两边边取圆心心点，计计算并得得到最小小K值。图 STYLEREF 2 s2.22SEQ 图 * ARABIC s 25则由公式来来计算稳稳定系数数K值。其中f为土土的内摩摩擦系数数,Ni为个土土条重量量(包括外外部荷载载所产生生的竖向向力)的法向向分量,其值为Wicossi,TTi为个土土条重量量的切向向分量,其值为Wisinni。最终计算得得 K55=1.334 K66=1.33 K77=1.34图 STYLEREF 2 s2.22SEQ 图 * ARABIC s 26最危险滑动动面的确确

20、定：由以上分析析可知滑滑动面66为最危危险滑动动面，同同时采用用简化毕毕绍普法法来验算算滑动面面6，算得得的K=1.333（计计算见下下表）,说明采采用条分分法是偏偏安全的的，而简简化毕绍绍普法是是与实际际比较接接近的。故故最小稳稳定系数数K=11.3331.225，边坡坡属于稳稳定。表 STYLEREF 1 s2SEQ 表 * ARABIC s 11 土坡计计算表mt土条编号iLiWiWisinniWitanniciliccosi1.331.331-7.93.0361.7557-8.488816616.544774460.0224877350.962281991279.52295992-33

21、.0055155.0011-8.111265541.533507760.011763350.9888085564102.77772231.83.0022229.11797.1988686661.400833360.0110377391.0055834475120.77144447.33.8177370.006447.022204499.155835575.7221222171.0177493358171.887299512.83.0788402.88289.2444177107.99353360.0330199431.0199783375164.7707617.83.1522417.00212

22、7.448111111.77402260.0222233691.0133716647169.4438337233.26439.6692171.880144117.88151160.0116911640.9999223372177.997022828.43.41456.0013216.889088122.11883359.9992033270.9755470047186.7761559343.62450.8825252.009811120.77982260.0222322030.9411695568192.00159910403.9222366.3331235.447398.1558160.08

23、88522610.8955544401176.7704551147.14.9755214.1154156.887757.388239967.7331722650.8288303303151.0048771252.71.885516.477413.10046334.4144195522.8445766270.766624889135.57758551300.591729.1166挡土墙设计计与验算算说明书书挡土墙是支支撑路基基填土或或山坡土土体，以以防其变变形失稳稳的构造造物。为为了收缩缩边坡内内占用土土地，设设置路堤堤挡土墙墙，同时时也避免免与其它它建筑干干扰或者者多占农农田。设设计验算算挡土

24、墙墙时需要要计算其其所受土土压力，一一般为主主动土压压力。在在计算土土压力时时一般有有两种方方法：等等效内摩摩擦角法法与力多多边形法法（数解解法），以以下采用用等效内内摩擦角角法来计计算主动动土压力力的大小小。以本设计段段中K1165+060桩号的的横断面面为例，如如下图所所示，填填方高度度达13.779米，中中线左侧侧跨度达达48.775米，占占用了大大量的鱼鱼塘面积积，设置置挡土墙墙后，将将会大幅幅度收缩缩坡脚。为为增强路路基的稳稳定性，又又收缩边边坡，拟拟在本段段设置重重力式路路堤挡土土墙。原原填方图图如下图：计算流程见见图3.1-11，本次次设计是是在选定定最佳尺尺寸后进进行的设设计。

25、墙身构造拟采用浆砌砌片石式式路堤挡挡土墙，墙墙高H=5米，墙墙顶填土土高度aa=111米；顶顶宽2米，底底宽3.88米，采用用俯斜式式重力挡挡墙，=200，基底底斜角；墙身分分段长度度为12米。设设计荷载载为公路路级。采采用7.5号砂浆,25号片石,砌体容容重=223kNN/m。墙墙身构造造见图3。图 STYLEREF 2 s3.11SEQ 图 * ARABIC s 21计算参数选选用（1）采用用等效内内摩擦角角法来求求主动土土压力，考考虑到墙墙高与填填土的性性质，取取填土的的综合内内摩擦角角=322(取值范范围为3035)，则则墙背摩摩擦角=16，填土土的容重重=19.2KNN/m。（2）对

26、于于地基土土，则土基基的粘聚聚力=30Kppa，内摩摩擦角=19，则土土的内摩摩擦系数数=0.3444。根据土土力学课课本由土土的孔隙隙比和液液限指数数查表得得土的地地基容许许承载力力=3880Kppa，基底底与基底底土间的的摩擦系系数=00.4。（3）砌体体容许压压应力为为=13300KKpa, 容许剪剪应力为为=1440Kppa, 砌体的的极限抗抗压强度度为fcuu=27700KKpa,极限抗抗剪强度度fuvv=5440Kppa 砌体的的容重=23KKN/mm3。（取值值均来自自于结构构设计原原理）车辆荷载换换算据路基设设计规范范(JTTG DD30-20004)，将车车辆荷载载简化换换算

27、为路路基填土土的均布布土层,全断面面布载，由由车辆荷荷载引起起的附加加土侧压压力按等等代均布布土层厚厚度计算算：依据据规范当当墙高Hm时，q取20.0；当墙墙高H10.0m时时，q取10;墙高在2-110米之间间时，附附加荷载载强度用用直线内内插法计计算。因因此这里里采用qq=133.75kNN/m33，所以h0=qq/=0.7166，为墙后后填土容容重199.2kkN/mm3。图 STYLEREF 2 s3.33SEQ 图 * ARABIC s 21 几何尺尺寸图主动土压力力计算 由由于该部部分粘性性土的粘粘聚力很很大，在在采用数数解法来来计算土土压力时时得到粘粘性土的的开裂深深度实际际情况

28、偏偏差很大大，则采采用库仑仑土压主主动土压压力的计计算方法法，在取取等效内内摩擦角角时，考考虑到填填土高度度取土的的等效内内摩擦角角为32，首先先假定破破裂面交交与荷载载内部，已已知条件件为：HH=5m,a=11m,b=20.55mm,h00=0.72,dd=0.755m,墙背倾倾斜角=20,土的内内摩擦角角=322，=166，=68。根据据路基设设计手册册公式，则有：=139.52所以tann=1.1142,故=48.78,破裂面面交于内内边坡。所以Ex=1777.755kN/mm，Ey=1299.155 kNN/m，Zy=11.677m,。其中，Zyy为墙踵踵与土压压力作用用力的垂垂直距离

29、离，横向向距离Zx=3.221m。砌体的重量量砌体的面积积A=133.266m2,则重量G=Ak=3044.988kN。重力到到墙墙趾间的的横向距距离=1.552m。设计验算采用容许应应力验算算法与极极限状态态验算法法两种方方法分别别验算本本次设计计，在挡挡土墙基基础一般般埋深的的情况下下，考虑虑到各种种自然力力和人畜畜作用，以以偏于安安全，一一般不计计被动土土压力,只计主主动土压压力。本本节验算算公式均均见挡土土墙设计计手册。容许应力验验算法（1） 稳稳定性验验算：抗滑稳定性性验算，计计算图见见图3.6-11为保证挡土土墙抗滑滑稳定性性，应验验算在土土压力及及其他外外力作用用下，基基底摩阻阻

30、力抵抗抗挡土墙墙滑移的的能力。其中取1.4， 取0.4， 取10；所以 满满足要求求。图 STYLEREF 2 s3.66SEQ 图 * ARABIC s 21（2） 抗抗倾覆稳稳定性验验算 （计算算图见图图3.66-2）为保证挡土土墙抗倾倾覆稳定定性，须须验算它它抵抗墙墙身绕墙墙趾向外外转动倾倾覆的能能力。满足要求。图 STYLEREF 2 s3.66SEQ 图 * ARABIC s 22基底合力及及偏心距距验算为了保证挡挡土墙基基底应力力不超过过地基承承载力，应应进行基基底应力力计算；同时为为了避免挡土墙不不均匀沉沉陷，应应控制作作用于挡挡土墙基基底的合合力偏心心距e。基础地面的的压应力力

31、（1）轴心心荷载作作用时倾斜基底的的宽度B(倾斜长长度)=3.888mP基底平平均压应应力（kpa） A基础底面面每延米米的面积积，即基基础宽度度，B11.0（）；每延米作作用于基基底的总总竖向力力设计值值（KNN）；（2）偏心心荷载作作用时作用于基底底的合力力偏心距距e为式中：M作用于于基底形形心的弯弯矩，e=0.449满满足要求求。=3380KKpa，满足足要求。（3）地基基承载力力抗力值值 当挡土土墙的基基础宽度度大于33m，或或埋置深深度大于于0.55m时，除除岩石地地基外，地地基承载载应力抗抗力值按按下式计计算：所以 P11.2ff 满足要要求式中：f地基承承载应力力抗力值值；地基承

32、载载应力标标准值；取0，取11.0墙身截面验验算(1)强度度计算式中：设设计轴向向力（KN）；重要性系系数，取取1.0；荷载组合合系数，取1.0；、恒载引引起的轴轴向力（KN）和相相应的分分项系数数；主动土压压力引起起的轴向向力（KN）；抗力分项项系数；材料极限限抗压强强度（kkpa）；A挡土墙墙构件的的计算截截面积（）；轴向力偏偏心影响响系数。所以 满足要要求(2)稳定定计算因为 又 所以 满足要要求综上所述，挡土墙稳定，设计合格，满足要求。排水设计计计算说明明书气候与地质质条件介介绍项目工程区区属亚热热带季风风气候区区，太阳阳辐射较较强，温温度较高高，热量量丰富，雨雨量适中中，气候候温暖，

33、大大部分地地区夏长长冬短，霜霜期短，雨雨热同季季。历年年平均气气温22，最热热为7月份，平平均气温温22.327.6，最冷冷为1月份，平平均气温温7.312.7。极端端最高气气温为442.22，最低低气温为为-0.4。多年年平均降降水量达达到10091毫毫m/年。蒸蒸发量最最大的月月份为48月份，地地面蒸发发量一般般都在150250毫m/月，在这这几个月月中降雨雨量一般般都大于于蒸发量量，其余余季节，降降雨量都都小于蒸蒸发量。年年平均日日照时数数13775小时。年年平均无无霜期为为358天。工工程区年年降水量量具明显显的季候候性特征征，58月为雨雨季，多多暴雨，降降水量占占全年总总量的三三分之

34、二二，暴雨雨常造成成洪水灾灾害，并并诱使崩塌、滑滑坡等地地质灾害害发生。同时该路段段路线途途径宁明明盆地边边缘，穿穿越第三三系新统统那那读读组粘土土岩，泥泥质粉砂砂岩及少少部分砂砂岩，其其中部分分风化粘粘土岩具具有膨胀胀性，为为膨胀泥泥岩。第第三系始始新统那那读组粘粘土岩的的风化残残破积物物则普遍遍具有膨膨胀性，为为膨胀土土，其厚厚度一般般在2到5米间。设设计路段段土层的的基本分分布情况况为：表表土层（1-2MM），灰灰白粘土土（2-4MM以下），在在往下是是灰色粘粘岩。因因此在这这种地质质条件与与气候下下有必要要对排水水沟渠进进行水文文和水力力计算，考考虑到水水对膨胀胀土影响响非常大大，在挖

35、挖方路段段为了减减少水对对坡面的的冲刷，在在边坡平平台上设设置了平平台沟。边沟设计验验算在K1644+3000至K1644+4600之间的的左侧挖方方段为挖挖方最大大汇水面面积段，本本次设计计以沥青青混凝土土路面为为例。膨膨胀土路路堑（坡坡度为1：1.55,坡面流流长度为为15.885m），路路基宽度度24.5m,取单侧侧路面和和路肩横横向排水水宽度为为12m,路拱横横坡为2%在纵断断面方面面，此处处属于竖竖曲线上上，采用用平均纵纵坡i=（2900.188-37.02）/2440=11.055%,边沟坡坡脚和路路肩边缘缘间设置置梯形边边沟。计计算简图图如图44.2-1.计算汇水面面积和径径流系

36、数数：由图一计算算汇水区区域在路路堑一侧侧（由平平台沟到到边坡平平台）的的面积A1=15.851600=25336m2。由于于坡面上上采用植植草防护护，则由由公路路排水设设计规范范得坡坡面径流流系数取取C1=0.5。汇水水区域在在边沟平平台上的的面积A2=21600=3200m2,取坡面面径流系系数(浆砌片片石护面面)C2=0.4，汇水水区域在在路面一一侧(公路路路中线到到边沟）的的面积为为A3=160012=19220m2,由表查查得沥青青路面径径流系数数为C3=0.95。由此此，总的的汇水面面积为FF=25536+3200+19220=47776m2，汇水水区的径径流系数数为C=。图 ST

37、YLEREF 2 s4.22SEQ 图 * ARABIC s 21 边沟计计算示意意图计算汇流历历时：由克毕公式式计算坡坡面汇流流历时，其中：L为为坡面流流长度； i为为坡面流流坡度； m地地表粗糙糙系数；由表查得草草皮防护护路堑边边坡的粗粗度系数数m=0.4，且路路堑坡度度为1：1.55,得路堑堑坡面汇汇流历时时。由表查得边边沟平台台（浆砌砌片石护护面）的的粗度系系数m=0.02,横向坡坡度为44%，则查表得沥青青混凝土土路面粗粗糙系数数为m=0.0133，横坡坡3%，坡面面流长度度为12m，所以以历时时时间为。因此取坡面面汇流历历时t=3.7763mmin(取最大大值)。设边沟底宽宽为0.

38、8m，高0.8m，两边边坡度为为1：0.55，以浆浆砌片石石砌筑，沟沟壁粗糙糙系数n=00.0225。设计计水深为为0.5m。求得过水断断面段面面积为A=，水水力半径径为R=m。按曼宁公式式,得沟内内平均流流速为：，因此沟内内汇流历历时为 。由上可得汇汇流历时时为 。计算降雨强强度：据设计手册册，高速速公路路路界内坡坡面排水水设计降降雨重现现期为115年。求求设计重重现期和和降雨历历时内的的降雨强强度（mmm/mmin）,由于公公路在广广西南宁宁境内，据据公路路排水设设计手册册，可可取公式式。计算设计径径流量：可按降雨强强度由推推理公式式确定：，式中Q设计径径流量；C径径流系数数；F汇汇水面积

39、积（Km）;所以。检验径流： 设定定边沟的的截面形形式为梯梯形，顶顶宽1.6m,底宽0.8m,两斜边边坡率为为1：0.55，过水水断面为为底宽00.8m，水深深0.5m，断面面积为00.6m2,则泄水水能力Qc=0.52.0844=1.0042mm/s。 因为为设计径径流量QQ=0.21999m/sQ=0.0034m3/s改水深haa=0.06m,按上述述方法知知：hb=haa-Bwia=0.06-0.600.055=0.03m m3/ss，Qa=0.0344-0.00331=0.002999m3/s m3/ss总泄水量QQa+Qb=00.02299+0.0004557=00.03344m3/

40、s,接近于于设计流流量Q=0.0034m3/s，因而而，拦水水带边沟沟水深为为6cm,沟内水水面宽度度到达离离硬路肩肩边缘00.6+0.002/0.03=1.277m。确定拦水带带尺寸：水力计算主主要关心心边沟排排泄设计计流量时时的水深深和水面面宽度，前前者影响响到路缘缘带或缘缘石的高高度，后后者用于于检验沟沟内水面面是否超超过设计计规定的的限值（硬硬路肩内内侧边缘缘）。根根据拦水水带边沟沟水深为为6cm，以及及水面宽宽度为11.277m(硬路肩肩宽度为为3m),选择拦拦水带的的形式为为沥青混混凝土拦拦水带，拦拦水带堤堤高100cm,正面边边坡1：0.55,背面边边坡直立立。具体体尺寸见见中间

41、带带设计图图。本节节设计的的公式均均来自于于公路排排水设计计手册。第5章 水水泥混凝凝土路面面设计 交通量计计算：根据我国的的公路路自然区区划标准准（JTJJ0133-866），本本项目属属于广西西省境内内，为东东南湿热热区。现现拟新建建一条高高速公路路，双向向四车道道，建设设期为两两年，平平均增长长率为55%；设计计基准期期为30年，交交通量年年平均增增长率为为8.99%，路基基土为粘粘性土。计算设计日日通过的的标准轴轴载作用用次数车 型车 轴轴轮型轴载系数交通量小客车前轴1-113736.881327001.32后轴1-125.6550.556727005.06中客车SH1300前轴1-1

42、16673.88788009.94后轴1-22318004.91大客车CA50前轴1-128.7524.11605305.89后轴1-268.215301.16小货车BJ1300前轴1-113.555723.88017001.59后轴1-227.2117001.53中货车CA50前轴1-128.7524.11606106.77后轴1-268.216101.34中货车EQ1400前轴1-123.7569.11308504.79后轴1-269.218502.35大货车JN1500前轴1-149.0416.44568503.91后轴1-2101.6618501095.77特大车日野野KB2222前轴

43、1-150.2412.11456004.02后轴1-2104.3316001176.79拖挂车五十铃前轴1-160.0381.7723687.32后轴3-2100.008.13685.53合 计2292.6677注：1-11表示单单轴单轮轮组，1-2表示单单轴双轮轮组，33-2表示示三轴双轮轮组。 小小于40KKN的单轴轴和小于于80KKN的双轴轴略去不不计；则则使用初初期年平平均日交交通量=22992.6667(1+5%)2=25227.6665。方向分配系系数采用用0.5，因为为是双向向4车道，即即单向2车道，所所以车道道分配系系数取0.9（0.88-1.0）。故故有：设设计车道道的年平平

44、均日货货车交通通量（ADTTT）Ns=25527.66550.500.9=11337.44495.2 交交通参数数分析5.2.11累计标标准轴次次计算：使用年限内内的累计计标准轴轴次为5.2.22 交通等等级划分分：由规范交通通分级知知，累计计作用次次数在106-21077之间，所所以交通通等级为为重交通通；水泥泥混凝土土路面设设计使用用年限30年，车车轮轮迹迹横向分分布系数数=0.20。(由水水泥混凝凝土路面面设计规规范中中表A.2.22，对高高速公路路，为0.1170.222)。5.3 路路面结构构方案设设计现在按设计计要求，由表3.0.1得，相应于安全等级一级的变异水平等级为低级。根据高

45、速公路重交通等级和低级变异水平等级，查表4.4.6，面层厚度h取0.24-0.27m之间。根据路基干湿类型，设计多种方案，并进行方案比选如下：路基为中湿湿状态时时：方案一：参参考公公路水泥泥混凝土土路面设设计规范范(JJTG D40020002)1、初拟路路面结构构：初拟普通混混凝土面面层，厚厚度为；基层选用沥沥青稳定定碎石（沥沥青用量量一般为为2.55%-33.5%），厚厚；设置置的水泥泥稳定碎碎石垫层层。普通通混凝土土板的平平面尺寸寸为宽3.775m，长4.55m。纵缝缝为设拉拉杆平缝缝，横缝缝为设传传力杆的的假缝。2、材料参参数的确确定：（1）混凝凝土路面面设计弯弯拉强度度与弯拉拉弹性模

46、模量： 本设计为普普通混凝凝土路面面为重型型交通，查查规范得得：弯拉拉强度的的标准值值 Mpa，相应应的弯拉拉弹性模模量标准准值为GGpa。（2）土基基的回弹弹模量：路基属于中中湿状态态，可选选用路基基土基的的回弹模模量值：（3）基层层和半刚刚性垫层层的回弹弹模量：基层选用沥沥青稳定定碎石，回回弹模量量取：MMpa(6000-8000) 垫层选用水水泥稳定定碎石，回回弹模量量取：MMpa(13000-117000) （4）基层层顶面的的当量回回弹模量量和计算算回弹模模量：根据土基状状态拟定定的基层层、垫层层结构类类型和厚厚度，参参照公公路水泥泥混凝土土路面设设计规范范(JJTG D400200

47、02)中，按按式（B.11.5）计算算基层顶顶面当量量回弹模模量如下下：普通混凝土土面层的的相对刚刚度半径径按（B.11.3-2）计算算为：3、荷载疲疲劳应力力计算：按式（B.1.33），标标准轴载载在临界界荷位处处产生的的荷载应应力计算算为因纵缝为设设拉杆平平缝，对对于沥青青稳定碎碎石基层层，接缝缝传荷能能力的应应力折减减系数可可稍大，取取。考虑虑设计基基准期内内荷载应应力累计计疲劳作作用的疲疲劳应力力系数。根根据公路路等级，由由表B.11.2，考虑虑偏载和和动载等等因素对对路面疲疲劳损坏坏影响的的综合系系数。按式（B.1.22），荷荷载疲劳劳应力计计算为4、温度疲疲劳应力力分析：查表3.0

48、0 .88，因为为广西省省东南湿湿热区，海海拔较低低湿度大大，所以以在866-92之间取取低值87，可选选取最大大温度梯梯度=887（/m）。取板长，由图B.22.2可查普普通混凝凝土板厚厚，。按式式（B.22.2），最最大温度度梯度时时混凝土土板的温温度翘曲曲应力计计算为：，混凝土线线膨胀系系数。温度疲劳应应力系数数按式（B.22.3）计算算为，其中a,bb,c为回归归系数：本项目目在广西西，为区，分分别取0.8841，0.0058，1.3323。再由式（BB2.11）计算算温度疲疲劳应力力为由表3.00.1，高高速公路路的安全全等级为为一级，相相应于一一级安全全等级的的变异水水平等级级为低

49、级级，目标标可靠度度为。再据查查得的目目标可靠靠度和变变异水平平等级，查查表3.00.3，确确定可靠靠度系数数，取为为1.225按式（3.0.33）综上所述，所选的普通混凝土面层厚度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。方案二：参参考公公路水泥泥混凝土土路面设设计规范范(JJTG D40020002)1、初拟路路面结构构：初拟普通混混凝土面面层，厚厚度为；考虑到本路路线为季季风性湿湿润气候候，年平平均降雨雨量达110911mm，为湿湿润多雨雨地区，因因此设置置多孔隙隙的开级级配水泥泥稳定碎碎石排水水基层(水泥剂剂量9.511，孔隙隙率20%)，厚度度(0.10-0.114)；从

50、而在在排水基基层下设设置水泥泥稳定碎碎石组成成的不透透水底基基层，厚厚度（据据规范：一般取取0.22m）。普通通混凝土土板的平平面尺寸寸宽3.775m，长4.55m。纵缝缝为设拉拉杆平缝缝，横缝缝为设传传力杆的的假缝。2、材料参参数的确确定：（1）混凝凝土路面面设计弯弯拉强度度与弯拉拉弹性模模量： 本设计为普普通混凝凝土路面面为重型型交通，查查规范得得：弯拉拉强度的的标准值值 Mpa，相应应的弯拉拉弹性模模量标准准值为GGpa。（2）土基基的回弹弹模量：路基属于中中湿状态态，可选选用路基基土基的的回弹模模量值：（3）基层层和半刚刚性垫层层的回弹弹模量：排水基层选选多孔隙隙开级配配水泥稳稳定碎石

51、石，回弹弹模量取取：Mppa（13000-117000） 不透水底基基层选用用水泥稳稳定碎石石，回弹弹模量取取：Mppa（13000-117000） （4）基层层顶面的的当量回回弹模量量和计算算回弹模模量：据土基状态态拟定基基层、垫垫层结构构类型和和厚度，参参照公公路水泥泥混凝土土路面设设计规范范(JJTG D40020002)，按式式（B.11.5）计算算基层顶顶面当量量回弹模模量如下下：普通混凝土土面层的的相对刚刚度半径径按（B.11.3-2）计算算为：3、荷载疲疲劳应力力计算： 按式（B.1.33），标标准轴载载在临界界荷位处处产生的的荷载应应力计算算为因纵缝为设设拉杆平平缝，对对于多孔

52、孔隙开级级配水泥泥稳定碎碎石排水水基层，有有一定刚刚性，所所以接缝缝传荷能能力的应应力折减减系数可可取。考考虑设计计基准期期内荷载载应力累累计疲劳劳作用的的疲劳应应力系数数。根据据公路等等级，由由表B.11.2，考虑虑偏载和和动载等等因素对对路面疲疲劳损坏坏影响的的综合系系数。按式（B.1.22），荷荷载疲劳劳应力计计算为4、温度疲疲劳应力力分析：查表3.00 .88，因为为广西省省东南湿湿热区，海海拔较低低湿度大大，所以以在86922之间取取低值87，可选选取最大大温度梯梯度=887（/m）。取板长，由图B.22.2可查普普通混凝凝土板厚厚，。按式式（B.22.2），最最大温度度梯度时时混凝

53、土土板的温温度翘曲曲应力计计算为：，混凝土线线膨胀系系数。温度疲劳应应力系数数按式（B.22.3）计算算为，其中a,bb,c为回归归系数：本项目目在广西西省，为为区，分分别取0.8841，0.0058，1.3323。再由式（BB2.11）计算算温度疲疲劳应力力为由表3.00.1，高高速公路路的安全全等级为为一级，相相应于一一级安全全等级的的变异水水平等级级为低级级，目标标可靠度度为。再据查查得的目目标可靠靠度和变变异水平平等级，查查表3.00.3，确确定可靠靠度系数数，取为为1.225按式（3.0.33）综上所述，所选的普通混凝土面层厚度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。方

54、案三：参参考公公路水泥泥混凝土土路面设设计规范范(JJTG D40020002)1、初拟路路面结构构：初拟普通混混凝土面面层，厚厚度为；考虑到本路路线为季季风性湿湿润气候候，年平平均降雨雨量达110911mm，为湿湿润多雨雨地区，因因此设置置多孔隙隙沥青稳稳定稳定定碎石排排水基层层（沥青青标号选选用AH-50，沥青青用量为为3%），厚度度(0.08-0.110)；从而在在排水基基层下设设置水泥泥稳定碎碎石组成成的不透透水底基基层，厚厚度（据据规范：一般取取0.22m）。普通通混凝土土板的平平面尺寸寸宽3.775m，长4.55m。纵缝缝为设拉拉杆平缝缝，横缝缝为设传传力杆的的假缝。2、材料参参数

55、的确确定：（1）混凝凝土路面面设计弯弯拉强度度与弯拉拉弹性模模量： 本设计为普普通混凝凝土路面面为重型型交通，查查规范得得：弯拉拉强度的的标准值值 Mpa，相应应的弯拉拉弹性模模量标准准值为GGpa。（2）土基基的回弹弹模量：路基属于中中湿状态态，可选选用路基基土基的的回弹模模量值：（3）基层层和半刚刚性垫层层的回弹弹模量：排水基层选选多孔隙隙沥青稳稳定稳定定碎石，回回弹模量量取：MMpa（6000-8000） 不透水底基基层选用用水泥稳稳定碎石石，回弹弹模量取取：Mppa（13000-117000） （4）基层层顶面的的当量回回弹模量量和计算算回弹模模量：据土基状态态拟定基基层、垫垫层结构构

56、类型和和厚度，参参照公公路水泥泥混凝土土路面设设计规范范(JJTG D40020002)，按式式（B.11.5）计算算基层顶顶面当量量回弹模模量如下下：普通混凝土土面层的的相对刚刚度半径径按（B.11.3-2）计算算为：3、荷载疲疲劳应力力计算： 按式（B.1.33），标标准轴载载在临界界荷位处处产生的的荷载应应力计算算为因纵缝为设设拉杆平平缝，对对于多孔孔隙沥青青稳定稳稳定碎石石基层，接缝传荷能力的应力折减系数可稍大，取。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B.1.2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.1.22），荷荷载疲劳劳应力计

57、计算为4、温度疲疲劳应力力分析：查表3.00 .88，因为为广西省省东南湿湿热区，海海拔较低低湿度大大，所以以在86-92之间取取低值87，可选选取最大大温度梯梯度=887（/m）。取板长，由图B.22.2可查普普通混凝凝土板厚厚，。按式式（B.22.2），最最大温度度梯度时时混凝土土板的温温度翘曲曲应力计计算为：，混凝土线线膨胀系系数。温度疲劳应应力系数数按式（B.22.3）计算算为，其中a,bb,c为回归归系数：本项目目在广西西省，为为区，分分别取0.8841，0.0058，1.3323。再由式（BB2.11）计算算温度疲疲劳应力力为由表3.00.1，高高速公路路的安全全等级为为一级，相相

58、应于一一级安全全等级的的变异水水平等级级为低级级，目标标可靠度度为。再据查查得的目目标可靠靠度和变变异水平平等级，查查表3.00.3，确确定可靠靠度系数数，取为为1.225按式（3.0.33）综上所述，所选的普通混凝土面层厚度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。路基为干燥燥状态时时：方案一：参参考公公路水泥泥混凝土土路面设设计规范范(JJTG D40020002)1、初拟路路面结构构：初拟普通混混凝土面面层，厚厚度为；采用沥青稳稳定碎石石基层（沥沥青用量量一般为为2.55%-33.5%），厚厚度；而上路路床为细细粒粘土土质，且且承受重重交通，所所以在基基层下设设置水泥泥稳定碎

59、碎石半刚刚性垫层层，厚度度为。普通混混凝土板板的平面面尺寸为为宽3.75mm，长4.55m。纵缝缝为设拉拉杆平缝缝，横缝缝为设传传力杆的的假缝。2、材料参参数的确确定：（1）混凝凝土路面面设计弯弯拉强度度与弯拉拉弹性模模量： 本设计为普普通混凝凝土路面面为重型型交通，查查规范得得：弯拉拉强度的的标准值值 Mpa，相应应的弯拉拉弹性模模量标准准值为GGpa。（2）土基基的回弹弹模量：路基属于干干燥状态态，可选选用路基基土基的的回弹模模量值：（3）基层层和垫层层的回弹弹模量：基层选沥青青稳定碎碎石，回回弹模量量取：MMPa 半刚性垫层层选用水水泥稳定定粒碎石石，回弹弹模量取取：Mppa （4）基层

60、层顶面的的当量回回弹模量量和计算算回弹模模量：据土基状态态拟定基基层、垫垫层结构构类型和和厚度，参参照公公路水泥泥混凝土土路面设设计规范范(JJTG D40020002)，按式式（B.11.5）计算算基层顶顶面当量量回弹模模量如下下：普通混凝土土面层的的相对刚刚度半径径按（B.11.3-2）计算算为：3、荷载疲疲劳应力力计算： 按式（B.1.33），标标准轴载载在临界界荷位处处产生的的荷载应应力计算算为因纵缝为设设拉杆平平缝，对对于沥青青稳定碎碎石基层层，接缝缝传荷能能力的应应力折减减系数可可稍大，取取。考虑虑设计基基准期内内荷载应应力累计计疲劳作作用的疲疲劳应力力系数。根根据公路路等级，由由