交通工程毕业设计计算书

某省道兴化至泰州段建设工程设计摘要：本设计为某省道兴化至泰州段建设工程设计，包括方案、路线、路基路面、排水系统以及沿线主要配套设施的设计。本工程设计速度为80km/h，本次设计包括道路平面设计，道路纵断面设计，道路横断面设计，路基设计，沥青路面设计，路基路面排水设计，桥涵及附属构造物设计等。本设计的路线，纵断面设计共设3个边坡点，最大坡度为0.818%，最小坡度为0.33%。竖曲线半径分别有25000m，15000m，20000m（自己改）。路基宽度为26m，行车道宽度为3.75m，土路肩0.75m，硬路肩3m，中央分隔带3.5m。路面结构中，面层采用沥青混凝土（13cm），其中表面层采用细粒式密级配沥青混土（厚度3cm），中面层采用中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）；基层采用石灰土（厚度为45cm）；底基层采用碎石灰土（厚度为25cm）。本路段设计桥涵2座桥，结合桥头地质情况综合考虑灌溉、排涝及地方出行的要求进行桥跨布置。关键词：工程设计 纵断面横断面 路基设计 沥青路面设计桥涵及附属构造物设计Abstract:Thedesign,constructionandengineeringdesign,includingthedesignofprograms,routes,subgradeandpavement,drainagesystems,aswellasalongthemainsupportingfacilitiesoftheprovinceRoadXinghua,Taizhousegment.Thisengineeringdesignspeedof80km/h,thisdesignincludestheroadgraphicdesign,roadverticalalignmentdesign,roadcross-sectionaldesign,thedesignofembankment,asphaltpavementdesign,subgradeandpavementdrainagedesign,bridgeandsubsidiarystructuresdesign.Thisdesign,too,ProfileDesign,3slope,themaximumgradientof0.818%,theminimumslopeof0.33%.Verticalcurveradiusof25000m,15000m,20000m(change).Roadbedwidthof26m,thecarriagewaywidthof3.75m,0.75msoilshoulderhardshoulder3m,thecentralmedianof3.5m.Pavementstructure,thesurfacelayerofasphaltconcrete(13cm),thesurfacelayerisfine-grainedtypedense-gradedasphaltmixsoil(thickness3cm)inthesurfacelayeringrain-typedense-gradedasphaltconcrete(thickness4cm),thefollowinglayerofcoarsegraintypedense-gradedasphaltconcrete(thickness6cm);primarycalcareoussoil(thickness45cm);sub-basegraveldust(thickness25cm).Thedesignofthesectionsofbridgesandculverts2bridge,combinedwiththethebridgeheadgeologicalconditionsconsideringthetravelrequirementsofirrigation,drainageandlocalbridgespanarrangement.Keywords:engineeringdesignlongitudinalcross-sectionalroadbeddesignasphaltpavementdesignbridgesandculvertsandancillarystructuresdesign目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章工程概况说明 6\o"CurrentDocument"1.1道路基本资料 6\o"CurrentDocument"1.2沿线气象、水文、地形地质情况 61.2.2气象 61.2.3区域地质构造 71.2.4地震效应 8\o"CurrentDocument"1.3设计依据及设计标准 8\o"CurrentDocument"第二章路线平面设计 10\o"CurrentDocument"2.1选线设计 102.1.1平原地区公路路线特点： 102.1.2平原一级公路设计要求及特点 102.1.3平原一级公路选线原则及依据 112.1.4平原地区公路选线应符合以下原则 112.1.5平原一级公路选线的依据 122.1.6平原一级公路选线方案比选 12\o"CurrentDocument"2.2平面线形设计要求 132.2.1直线设计 132.2.2圆曲线设计 142.2.3缓和曲线 15\o"CurrentDocument"2.3计算算例 15第三章纵断面设计 19\o"CurrentDocument"3.1纵断面设计要求 19\o"CurrentDocument"3.2纵坡设计 193.2.1最大纵坡 193.2.2最小纵坡 20\o"CurrentDocument"3.3坡长的要求 203.3.1最短坡长的限制 203.3.2最大坡长的限制 20\o"CurrentDocument"3.4竖曲线设计 213.4.1竖曲线各项指标要求: 223.4.2竖曲线各要素计算公式 223.4.3竖曲线要素计算算例 24\o"CurrentDocument"3.5平纵组合设计 24\o"CurrentDocument"3.6线性与环境的协调 26\o"CurrentDocument"3.7纵断面的设计步骤以及纵断面图的绘制 26\o"CurrentDocument"第四章横断面设计 27\o"CurrentDocument"4.1横断面的组成 27\o"CurrentDocument"4.2横断面各项技术指标 274.2.1行车道宽度 274.2.2中间带宽度 274.2.3路肩宽度 274.2.4路基宽度 28\o"CurrentDocument"4.3路拱坡度及路肩横坡 28\o"CurrentDocument"4.4超高设计 294.4.1超高横坡度及超高渐变率的确定 294.4.2超高加宽 29\o"CurrentDocument"土石方的计算和调配 294.5.1调配要求 294.5.2调配方法 30\o"CurrentDocument"第五章路基设计 32\o"CurrentDocument"5.1路基边坡 32\o"CurrentDocument"5.2路基压实标准 32\o"CurrentDocument"5.3公路用地宽度 32\o"CurrentDocument"5.4路基填料 34\o"CurrentDocument"一般路基处理 355.5.1一般路基处理原则 355.5.2路床处理 35\o"CurrentDocument"5.6路基防护 375.7填方路基的施工 37\o"CurrentDocument"5.8边沟的施工 38\o"CurrentDocument"第六章路面设计 39\o"CurrentDocument"6.1交通分析 396.1.1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。 396.1.2验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 40\o"CurrentDocument"6.2结构组合与材料选取 42\o"CurrentDocument"6.3各层材料的抗压模量与劈裂强度 44\o"CurrentDocument"6.4土基回弹模量的确定 44\o"CurrentDocument"6.5设计指标的确定 44\o"CurrentDocument"6.6设计资料总结 46\o"CurrentDocument"确定设计层厚度 46\o"CurrentDocument"6.8水泥路面计算 501交通分析 506.8.2初拟路面结构 516.8.3路面材料参数确定 51\o"CurrentDocument"6.9方案比较 546.9.2弯拉应力验算 546.9.3路面结构组合设计 55\o"CurrentDocument"第七章路基路面排水设计 56\o"CurrentDocument"7.1路基排水设计 56\o"CurrentDocument"7.2路面排水设计 567.2.1路肩排水 567.2.2拦水带排水 567.2.3中央分隔带排水 58\o"CurrentDocument"第八章桥涵及附属构造物设计 59\o"CurrentDocument"8.1桥涵设计 598.1.1桥涵设计原则 598.1.2桥涵方案设计 59\o"CurrentDocument"8.2中央分隔带 60\o"CurrentDocument"8.3路基边坡 60\o"CurrentDocument"结语 61\o"CurrentDocument"参考文献 62\o"CurrentDocument"致谢 63第一章工程概况说明1.1道路基本资料省道兴化至泰州段建设工程的先导段均为新建路段，起于主线与233省道改线段交叉口，终于主线与333省道改线段交叉口。技术标准：采用一级公路标准，设计速度100km/h；桥涵设计荷载米用公路T级。1.2沿线气象、水文、地形地质情况1.2.1地形、地貌路线所经区域地形地貌特征为黄河冲积平原，区域地质构造复杂。地下水位埋深较浅，属第四系孔隙潜水，主要由大气降水补给及河水补给。地下水对混凝土具结晶弱腐蚀性，局部地段对混凝土具中等腐蚀性。本工程所在地区地质以亚粘土和亚砂土为主，含水量高。1.2.2气象（1）气候特征项目所在地区位于我国东部沿海地带，属于北亚热带湿润气候区，兼有海洋性和大陆性气候特征，具有春秋短、冬夏长，四季分明的特点。季风特征明显，雨量充沛、光照充足。春秋阴湿多雨，冷暖交替，气温变化幅度大；夏季始梅雨绵绵，盛夏后多晴朗天气，温度高、日照多、蒸发大，常有台风暴雨；秋季多晴朗天气，气候凉爽宜人，当10月下旬常有秋雨连绵；冬季多干燥、晴冷天气，降水少，时有霜冻出现。灾害性天气主要有暴雨、台风、冰雹、连阴雨等。气温历年平均气温14.8°C。7月份气温最高，月平均气温27.2°C,1月气温最低，月平均1.6°C。历年极端最高温度39.2C(1953年8月24日)，极端最低气温-14.9C(1969年2月6日)。降水、蒸发历年平均降水量1037.5mm，历年平均蒸发量1410mm。最大年降水量为2080.8毫米，最大日降水量为200.6mm，最大时降水量为78.8mm。7月份降水量最大，占年降水量的23.4%。12月份降水量最小，仅占全年降水量的2%。一年之中降雨量集中在6月至9月份。蒸发量以5月下旬、6月上旬和7月下旬最大，旬蒸发量65mm以上。年平均蒸发量和降水量之差386mm，蒸发量一般大于降水量。湿度历年平均湿度78%。一年之中7、8两月份最大，月平均84〜86%，1、2两月份最小74〜75%。日照历年平均日照数为2305.6小时，年日照百分率52%。8月份日照时数最多，平均每天8小时以上，占可照时数61%；4月份日照时数最少，平均每天仅5〜6小时，占可照时数48%。霜、雪无霜期较长，历年平均无霜期227天。初霜日期为11月11日左右，终霜日期大约为3月27日。常年积雪天数4〜8天。最大冻土深度18cm，最大积雪深度21cm。风况季风气候明显，常年风向以东南风居多，频率26%；次为东北风，频率22%。历年平均风速3.6m/s，最大风速28米/秒(10级)，但次数不多，几率为5年一遇。一年之中，4月份风速最大，为4.1米/秒，三月份次之，为4.0米/秒。1.2.3区域地质构造本区位于建湖隆起以南的东台坳陷内，基底受中生代、古生代褶皱控制，地质构造较为复杂，可大致分为：东西向构造：包括洪泽〜建湖东西向隆起带和南京〜南通东西向构造带，主要为断续分布的走向东西或近东西的隆起、坳陷及褶皱、压扭性断裂构成，表现为南北隆起，中部下陷，控制着新中代的沉积。华夏式构造：为燕山期以来的北东向构造，表现在金湖〜东台坳陷内以凹陷、凸起和断裂为主，较大凹陷有金湖凹陷、高邮凹陷，凸起有泰州、吴堡低凸起，断裂则控制着凹陷与凸起的边界，较大断裂有泰州~安非断裂、兴化陈家堡〜大丰县小海断裂。新华夏系构造：主要有新生代金东坳陷中的新华夏系片断及泰县〜金坛新华夏系坳陷带。1.2.4地震效应本区域位于郯庐断裂带东侧，扬州〜铜陵地震带上。地震分布受活动构造体系或断裂带控制，主要集中于吕良〜宝应〜秦南一带的北区及仪征、扬州、镇江、丹阳一带的南区，三级以下有感地震频繁，较大地震有1624年扬州地震（6.0级），1913年、1930年镇江东部地震（5.25级）。1.3设计依据及设计标准设计文件依据下列规范、规定进行编制：（1） 《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）（2） 《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）（3） 《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）（4） 《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）（5） 《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）（6） 《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）（7） 《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）（8） 《公路排水设计规范》（JTJ018-97）（9） 《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）（10） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）（11） 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）（12） 《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）（13） 《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）（14） 《公路工程地质勘察规程》（JTJ064-98）（15） 《公路工程桥位勘测设计规程》（JTJ062-91）（16） 《道路交通标志标线》（GB5768-1999）（17） 《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81-2006）（18） 《公路交通安全设施施工技术规范》（JTGF71-2006）（19） 《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2006）（20） 《江苏省干线公路勘察设计指南》（送审稿）（21） 《江苏省公路标志标线实施指南（试行）》（22） 《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（23） 《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分第二章路线平面设计2.1选线设计2.1.1平原地区公路路线特点：平原地区地面高度变化微小，有时的轻微的起伏和倾斜，平原地区除泥沼、盐渍土、河谷漫滩、海边滩涂等外，一般多为耕地，分布有各种建筑设施，居民点较密，在天然河网地区，还有水塘、河叉、沟渠多等特点，因此平原地区选线一方面由于地势较平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；另一方面往往由于受当地自然条件和地物的障碍以及支援农村建设需要的限制选线要考虑各方面的因素。平原地区地形对路线的限制不大，路线的基本线形，多顺直短捷，如在两控制点之间既无地物、地质等障碍，也无应迁就的风景、文物及居民点等，则与两控制点直线连线相吻合的路线是最理想的，，这只有在荒芜人烟的草原和海边滩涂才有可能。而在一般地区，农田密布，灌溉渠道网纵横交错、城镇、工业区较多，居民点也比较密集，由于这些原因，按照公路的使用任务和性质，有的需要靠近它，有的需要避绕，从而产生了路线的转折，虽然增厂了距离，但这也是必要的，因此平原地区选线，先是把路线总方向内所规定绕过的地点，如城镇、工厂、农场、乡村以及风景文物地点作为控制点，然后在大控制点之间进行实地踏勘，了解农田的优劣及地理分布情况，确定哪里可以穿过，哪里应该饶行，从而建立一系列中间控制点，控制点之间以直线为主，在直达的基础上作适当的调整，使路线的平纵断面配合好。2.1.2平原一级公路设计要求及特点平原地区一级公路工程技术标准应为汽车专用公路，工程技术标准要求较高，要求设计行车速度达到100km/h；平曲线不设超高最小半径2500m,一般最小半径400m，极限最小半径250m；竖曲线最大纵坡不大于5%，坡段最小长度不小于200m，凸形竖曲线极限最小半径3000m，一般最小半径4500m，凹形竖曲线极限最小半径2000，一般最小半径300m，竖曲线最小长度70m；路基顶宽不小于23m；设计洪水频率为百年一遇，要达到这样高的技术标准，是比较困难的，因为设计时不但需要考虑地形、地质、水文、气象、地震等自然因素的影响，同时还要受到当地经济、土地资源，筑路材料来源、施工条件、劳动力状况诸多因素的限制，这要求我们在路线设计时要做到规范与实际相结合，在学习规范的同时，灵活应用规范，努力做到实用与经济相结合。2.1.3平原一级公路选线原则及依据选线是在符合国家建设发展的需要下，结合自然条件选定合理路线，使筑路费用与使用质量得到正确的统一，达到行车迅速安全，经济舒适及构造物稳定耐久，易于养护的目的，选线人员必须认真观贯彻国家规定的方针政策，深入实际，综合考虑路线、路基、路面、桥涵等，最后选出合适的路线。2.1.4平原地区公路选线应符合以下原则.根据道路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的知道下，合理选择方案。.认真领会任务书的精神，深入现场，多跑、多看、多问、多比较，深入调查当地的地形、气候、土壤、水文等自然情况，以利于选择有价值的方案进行比较。.充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带，正确运用技术标准，从性车的安全、畅通和施工养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，做好路线平、纵、横三方面的结合，力求平面短捷舒顺，纵断面平缓、均匀，横断面稳定、经济。平原地区河道密布、沟塘众多，在交通工程建设中，特别是高等级公路建设中，桥涵构造物及沟塘软基处理增多，使得工程造价大大增加，在一级公路中，桥涵构造物和沟塘处理费用要占总造价的一半以上，因此所选路线直接影响着工程的总造价，在选线时要作认真的比较，绕避沟塘和减少中小桥涵的数量、合理选择大桥桥位可使桥长缩短，交角变小，但这样往往又会使路线变小，对一些方案的路线，进行估算比较后选择造价较低的路线，有时在个别地段，由于地形限制，要达到一级路的要求需要增加相当大的费用，例如沿河路线要跨越该河时，由于该河较宽且为等级航道，如果达到一级公路技术标准，要么使大桥角度斜穿河道，要么在桥头设匝道，大桥大角斜穿河道相应就增加了桥长和跨径，角度越大增加越大，所需要的费用也就越多；在桥头设置匝道，由于是等级航道，通航净空较大，桥头较高，要使匝道部分平曲线，竖曲线达到一级路要求，匝道将会很长，也就是说大大增加了路线长度，增加了费用，为了减少费用，在这些地段的路线常采用规范规定的极限值，甚至在极个别情况下，采用低于规范极限值的标准，这样虽使个别地段标准有所降低却省了数目可观的费用，同时通过交通工程的设计如设置急速标记、减速车道、加速车道等，弥补线形的不足，使路线线形总体能达到设计要求。.充分利用土地资源，减少拆迁，就地取材，带动沿线城镇及地方经济的发展。平原地区多数是鱼米之乡，土地肥沃，水资源丰富，但是人口密集，特别是耕地尤为紧张能，人均耕地0.5〜1.0亩，修一条高等级公路要占用许多土地，在选线时，要考虑到尽可能少占耕地，不破坏农田水系，常用的方法是利用河堤，利用河堤好处较多，除了节省耕地，不破坏水系外，还有以下一些好处：①利用老路，这个地区以前的低等级公路大多数在河堤上建筑的，长期的自重作用和车辆荷载作用使路基沉陷趋于稳定，在路基处理时可以节省费用；②可以减少拆迁，由于有老路的存在，沿线的拆迁量减少；③由于河堤较高，可以节约土地用量，减少耕地的开挖，接生了耕地；④可以带动沿线经济的发展，河网地区城镇、乡村多倚河而建，各乡镇间距距离较小，大多不超过10km，多为一些低等级砂石路相连且人口较多，每个乡镇达到4~8万人，当道路等级提高后，可以带动沿线许多行业的发展，特别是旅游业，由于交通的便利，经济发展大为加快；⑤有利于公路网路建设，利用老的低等级公路网进行技术改建，提高技术标准，改造成新型的高等级网络，可以加快路网建设的速度。2.1.5平原一级公路选线的依据平原一级公路选线的依据主要有交通部颁发的规范，，实测和预测交通量，地形图，地方政府以及建设单位下发的文件，会议纪要，设计任务书等，它们是路线设计不可缺少的资料。实测和预测交通量地形图比例为1：10000~1：50000，用于路线的方案的选择地方政府建设单位的下发的文件，会议纪要，设计任务书是对道路设计提车要求，在路线设计时要能充分满足这些要求2.1.6平原一级公路选线方案比选从下图可以看出：选线一：各个方面都符合要求和规范选线二：因为选线，转角靠近河道，导致桥梁线形弯曲，所以不符合设计规范。综合考虑最终选择线形一

选线二pl选线二pl2.2平面线形设计要求2.2.1直线设计公路平面线形由直线、平曲线组合而成，平曲线又分为圆曲线和回旋线两种。直线路段，应根据路线所处地段的地形、地物、驾驶人员的视觉、心理状态以及保证行车安全等合理布设。直线的最大与最小长度的布设应有所限制，一条公路的直线与曲线长度的比例应合理。《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）选用直线线形时，应根据路线所处的地形、地物、地貌，并考虑驾驶者的视觉、心理等合理布设。直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的技术措施。直线线形不宜过短，其最小直线长度为：当计算行车速度N60km/h时，同向曲线间的最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h计）的6倍为宜；反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于行车速度（以km/h）的两倍为宜。2.2.2圆曲线设计表2-1圆曲线半径表设计时速（km/h）1201008060403020极限最小半径（m）650400250125603015一般最小半径（m）10007004002001006530不设超高的最小半径（m）路拱2%5500400025001500600350150路拱＞2%7500525033501900800450200行驶在曲线上的汽车受到离心力的作用，离心力的大小与半径密切相关，半径愈小愈不利，所以平曲线半径应尽可能的采用较大值，只有在地形或其他条件受到限制时才可使用较小的圆曲线半径。选用曲线半径时，应充分注意地质、水文条件，使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设置条件。一般地段曲线半径的选择受地形影响不大，应结合占用农田等情况，尽量采用较大半径的曲线。圆曲线能较好地适应地形的变化，并可获得圆滑的线形，圆曲线在适应地形情况下，应尽量选用较大半径，在确定半径时应注意以下几点：一般情况宜采用极限最小半径的4-8倍或超高为2%-4%的圆曲线半径；地形条件受限制时,应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径；应同前后先行要素相结合，使之构成连续均衡的曲线线形；(4)应同纵断面线形相结合，避免小半径曲线与陡坡相重合；每个弯道半径值的确定，应按技术标准根据实际选用。2.2.3缓和曲线直线与半径小于不设超高最小半径的圆曲线相连接处，应设置缓和曲线。由于车辆要在缓和曲线上完成不同曲率的过渡行驶，所以要求缓和曲线有足够的长度。《公路路线设计规范》中规定计算行车速度为80km/h的一级公路中缓和曲线最小长度是70m(见表4.2)。表2-2缓和曲线最小长度设计速度(km/h)1201008060403020缓和曲线最小长度(m)1008570503525202.3计算算例表2-3全线平曲线指标表交点号交点桩号交点坐标转角值(度分秒)半径(米)XY起点JD0(A)K0+000.003645371.747487721.492JD1(B)K1+923.4643647283.989487928.96827°37'09.4〃左1600JD2(C)K3+345.5023648478.329488728.85839°18'50.9〃右1200

终点K4+225.1083649387.973488641.228JD3(D)设计的线形计算数据:2240R2(2—1)(2—2)(2—2)(2—3)(2—4)(2—5)(2—6)(2—7)L2 LP=24R—2384r3七=28.6479RaT=(R+P)tgg+q兀L=(a-2P0)180R+2LE=(R+P)sec0--RJ=2T-L图2-2平曲线计算图式中：0 切线转向角(°);R 曲线半径(m)；L 缓和曲线长(m)；T 切线长(m)；E 夕卜距(m)；L——曲线全长(包括缓和曲线)(m)；J 校正值(m)；q——切线增长值(m)；p——曲线内移值(m)；P0缓和曲线角(°)。平曲线设计及线形要素和曲线上的五个基本桩号：交点JD2桩号K3+345.502,R=1200m,L=120m转角a二右39°18'50.9一级公路车速80km/h,那么q=59.995mp=0.5mP0=2.865°J=34.251m曲线长度L=(以—2p)—R+2L=(39。18'50.9〃—22.865。)二1200+120=943.393m

0180 ， 180切线长度T=(R+P)tg-+q=(1200+0.5)tg39。18'50.9"+59.995=488.822m2 2外矩E=(R+P)sec-—R=(1200+0.5)sec39。18'50.9”一以。。=74.791m221)五个基本桩号JD2K3+345.502-)T488.822ZHK2+856.681+)L120.00sHYK2+976.681+)(L-L)(943.393-120=823.393)sHZK3+800.074-)L120.00sYHK3+680.074-)(L-2L)/2(943.393-240)/2=351.6965sQZK3+328.378平曲线设计指标验证：缓和曲线长度LS＞最小值70m；圆曲线半径R＞一般最小半径400m；中间圆曲线长度L＞最小长度(3s行程)；考虑线形协调性，缓和曲线：圆曲线：缓和曲线小于1:2:1，较为理想;平曲线为对称性基本型曲线。第三章纵断面设计3.1纵断面设计要求纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线有上坡和下坡，是用坡度和水平长度表示。直线的坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。在直线的坡度转折处为平顺过度要设置竖曲线，按坡度转折形式的不同，竖曲线有凹有凸，其大小用半径和水平长度表示。基本要求是纵坡均匀平顺，起伏和缓，坡长和竖曲线长短适当，平面和纵面组合设计协调，以及填挖经济、平顺。具体体现如下：纵坡设计必须符合《公路工程技术标准》中有关纵坡的各项规定，如各级公路的最大纵坡，按排水要求的最小纵坡等；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。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡最短长度的缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。越岭线垭口附近的纵坡应尽量缓一些。变坡点处应尽量设置大半径竖曲线；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，是具体情况加以处理，以保证路基的稳定和道路的通畅。一般的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，降低造价和减少用地。平原微丘地区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除了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。对连接段纵坡，如大中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓，避免产生突变。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纵坡设计3.2.1最大纵坡最大纵坡是公路纵断面设计的重要控制指标，在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。我国《公路工程技术标准》中规定：当设计速度为80km/h时，最大纵坡为4%。最大纵坡设计时不可轻易采用，应留有余地。3.2.2最小纵坡在长路堑、低填设边沟路段以及其它横向排水不通畅的路段，为保证排水要求，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计成平坡或小于0.3%的纵坡时，设边沟路段应作纵向排水设计。当然，像干旱地区，以及横向排水量毫不产生路面积水的路段，如直坡段或半径大于不设超高最小半径的路堤路段的最小纵坡仍应不小于0.3%。在弯道超高渐变段上，当行车道外侧边缘的纵坡与超高附加坡度(即超高渐弯率P)方向相反时，设计最小纵坡不宜小于(p+0.3%)。3.3坡长的要求3.3.1最短坡长的限制最短坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性的要求考虑的。如果坡长过短，使变坡点增多，汽车行驶在连续起伏地段产生的增重与减重的变化频率，导致乘客感觉不舒服，车速越高越感突出。从路容美观、视觉效果、相邻两竖曲线的设置和纵面视距等也要求坡长应有一定最短长度。最短坡长以不小于计算行车速度9s的行程为宜，《公路工程技术标准》中规定公路最短坡长应按表5.1选用。在平面交叉口、立体交叉的匝道，最短坡长可不受限制。表3-1最小坡长设计速度(km/h)1201008060403020最小坡长(m)300250200150120100603.3.2最大坡长的限制公路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶影响很大。纵坡越陡，坡长越长，对行车影响也越大。主要表现在使行车速度显著下降，长时间使用低速档会使发动机发热过分而使效率降低，水箱沸腾，行驶乏力。而下坡时，则因坡度过陡，坡段过长而使刹车频繁，影响行车安全。因此，为保证行驶质量和行车安全，对陡坡的坡长应加以限制。公路不同纵坡的最大坡长规定如表3-2。

表3-2 各级公路纵坡长度限制公路等级高速公路一二三四计算行车速度(km/h)120100806010060804060304020390010001100120010001100纵47008009001000800100090011001000110011001200坡56007008008007009008009009001000坡6500600600700600700700700800度7500500600(%)83004009200高速公路和一级公路纵坡及坡长的选用应充分考虑车辆的运行质量要求。对高速公路即使纵坡为2%，其坡长也不宜过大。缓和坡段的具体位置应结合纵向地形起伏情况，尽量减少填挖工程数量，同时应考虑路线的平面线形要素。在一般情况下，缓和坡段宜设置在平面的直线或较大半径的平曲线上，以充分发挥缓和坡段的作用，提高整条公路的使用质量。3.4竖曲线设计当汽车行驶在纵坡变坡点时，为了缓和因车辆动能变化而产生的冲击和保证视距，必须插入竖曲线。竖曲线一般采用圆曲线和二次抛物线两种。由于竖曲线的前后坡差很小，抛物线呈非常平缓的线形，因曲率变化较小，所以实际上同圆曲线几乎相同。在实际设计中，可根据计算的方便，采用抛物线或圆曲线。3.4.1竖曲线各项指标要求:3.4.2竖曲线各要素计算公式图3-1竖曲线要素示意图表3.4.2竖曲线各要素计算公式图3-1竖曲线要素示意图设计车速（km/h）100凸形竖曲线半径（m）一般值10000极限值6500凹形竖曲线半径（m）一般值4500极限值3000竖曲线长度（m）一般值210极限值85各要素计算公式如下:E=T2,2r=加，4=L®8式中：L一竖曲线长度(m)；R—竖曲线半径(m)；①一坡差(%)，3=i2-i1，①为“+”时表示凹形竖曲线，①为“-”时表示凸形竖曲线；T一竖曲线切线长(m)；X—计算点至起算点的距离(m)；h一竖曲线上任一点竖距(m)；E一竖曲线外距(m)。3.4.3竖曲线要素计算算例桩号K3+860处：高程为9.3333m，坡度设计：+0.36%,-0.818388%R=20000(凸曲线)«=i2—i1=-0.818388-0.36=-1.178388%曲线长 L=RxW=20000x1.178388%=235.6776m切线长度T=L/2=235.6776/2=117.8388m外距E=T2/2R=0.3471m计算设计高程竖曲线起点桩号二(K3+860)-117.8388二K3+742.1612竖曲线终点桩号二(K3+860)+117.8388二K3+977.8388X2竖曲线上各点坐标用公式y=2R计算，具体过程见《竖曲线表》。3.5平纵组合设计计算行车速度N60km/h的公路，必须注重平、纵面的合理组合。不仅应满足汽车运动学和力学要求，而且应充分考虑驾驶者在视觉和心理方面的要求。《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)所列：平、纵配合的设计原则：

1） 应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。2） 纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上保持协调。3）合成坡度应组合得当，以利于路面排水和行车安全。平、纵配合的基本要求:1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍大于竖曲线。2）合成坡度的控制应与线形组合设计相结合。有条件时，一般最大合成坡度不应大于8%，最小合成坡度不应小于0.5%，应避免急弯与陡坡相重合的线形。如下图3-2所示:组合不当组合得当直线回旋线竖曲线位置圆曲线 回旋线直线组合不当组合得当直线回旋线竖曲线位置圆曲线 回旋线直线（虚线为不设回旋线之情况）图3-2平曲线和竖曲线的组合3） 平、纵面线形组合设计应注意线形与自然环境和景观的配合与协调。4） 平纵线形设计中应避免的组合。5） 计算行车速度大于等于40km/h的公路，凸形竖曲线的顶部和凹形竖曲线的底部，不得插入小半经平曲线。6） 凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部，不得与反向平曲线的拐点重合。7） 直线上的纵面线形应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶者视觉中断的线形。8） 直线段内不能插入短的竖曲线。9） 小半经曲线不宜与缓和曲线相互重叠。10） 避免在长直线上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。3.6线性与环境的协调根据《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）规定：平、纵面线形组合必须注意与路线所经地区的环境相配合。对计算行车速度高的公路，线形设计和周围环境配合尤为重要。应充分利用自然风景如孤山、湖泊、大树，或人工建筑物如水坝、桥梁、农舍，或在路旁设置一些设施等，以消除景观单调感，使公路与大自然融为一体。线形与环境的协调应遵循以下原则：尽量少破坏公路周围的地貌、地形、天然树林、建筑物等。横面设计要使边坡造型和绿化与现有景观相适应，弥补挖方或填土对自然景观的破坏。有条件时，可适合放缓边坡或将边坡的边坡点修整圆滑，使边坡接近于自然地面的形式，增进路容美观。为减轻在长直线公路上驾驶的单调感，应使驾驶者能看到前方显著的景物。公路两侧的绿化应避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线、点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。3.7纵断面的设计步骤以及纵断面图的绘制路线纵断面图应示出高程、地面线、设计线及其要素，注出桥涵、隧道、路线交叉等的位置、结构类型、孔数及、跨径、水准点编号、位置和高程，以及断链、设计洪水位、影响路基设计的地下水位等。1） 根据中桩及水准记录，绘出纵断面图的地形线，取水平比率为1：2000，竖向比率为1：200。2） 了解路线设计要求。3） 根据中线测设资料，绘出全线的交角点、平曲线。4） 确定纵断面控制点，初试拉坡。5） 调整坡度线。6） 确定纵坡。7） 确定和计算竖曲线。第四章横断面设计4.1横断面的组成公路横断面的组成应根据公路等级、设计速度、地形、气候、地质等条件来确定，以保证公路的交通安全、通行能力、路基的强度和稳定性。高速公路的横断面分为整体式和分离式两种。横断面组成主要包括：行车道、中间带（分离式没有）、路肩、边坡、排水设施（边沟、排水沟等）等。根据需要，可能要布置紧急停车带、变速车道、爬坡车道，在边坡上可能有护坡道、碎落台等。4.2横断面各项技术指标横断面要素的确定主要是确定组成公路路幅的各部分的几何尺寸，在实际设计中，一般是根据公路等级和交通量的大小，参考《公路路线设计规范》中各级公路路基横断面来确定，同时结合当地交通规划和有关要求进行适当的调整。4.2.1行车道宽度行车道宽度直接影响道路的通行能力、行车速度、行车安全、工程造价等。行车道宽度必须有能满足错车、超车或并列行驶及车辆与路肩间所必需的余宽。路面宽度主要决定于车道数和每一车道的宽度。设计车速为80km/h时，车道宽度取3.75m。4.2.2中间带宽度《公路路线设计规范》中规定，设计车速为80km/h时，中央分隔带宽度一般值为2.00m。4.2.3路肩宽度路肩由右侧路缘带（高速公路及一级公路设）、硬路肩、土路肩三部分组成。路肩可增加路幅余宽度，供临时停车、错车或堆放养路材料；为填方地段通车后的路基提供宽度损失，有利于诱导驾驶员视线，为护栏等设置提供场地及为公路养护避车提供空间。设路肩宽度为3m。4.2.4路基宽度所以，当采用计算行车速度80km/h，车道数为4时，路基宽度取26m，即路基宽度

3.5m+4x3.75m+2x3m+2x0.75（中间带宽度+4x每一行车道宽度+2x路肩宽度+2x土路肩）=26m4.3路拱坡度及路肩横坡查《公路路线设计规范》得沥青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均为1〜2%，故取路拱坡度为1.5%；路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%〜2%，故取路肩横向坡度为3%，路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜4.4超高设计为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡，称为超高。当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应在曲线上设置超高。4.4.1超高横坡度及超高渐变率的确定超高坡度按计算行车速度、半径大小来计算，并结合路面类型、当地自然条件和车辆组成等最后确定。由直线段的双向路拱横断面逐渐过渡到圆曲线的全超高单向横断面，其间必须设置超高过渡段。查《公路路线设计规范》，取超高横坡为8%，超高渐变率为1/200。超高过渡方式选用绕中央分隔带边缘旋转的方式。4.4.2超高加宽汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，平曲线内侧应增加路基路面宽度称为曲线加宽。当平曲线的半径大于250m时，其加宽值甚小，可以不设加宽。所以本设计中不予考虑。4.5土石方的计算和调配4.5.1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。回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。4.5.2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惊醒复核，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） 纵向调运确定经济运距根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。计算调运数量和运距调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离见区免费运距（4） 计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=填缺一纵向调入本桩的数量废方数量=挖余一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（5） 复核横向调运复核填方=本桩利用+填缺挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核填缺=纵向调运方+借方挖余+纵向调运方+废方总调运量复核挖方+借方=填方+借方以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。（6）计算计价土石方计价土石方=挖方数量+借方数量第五章路基设计5.1路基边坡由横断面设计可知（查《公路路基设计规范》（JTGD13—2004））本公路路基边坡由于路基填土高度均小于6m，故采用1：1.5的坡度，护坡道为1.0m，且由于该段公路非高填土，故不需要进行边坡稳定性验算。5.2路基压实标准路基压实采用重型压实标准，压实度应符合《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）的要求，如表所示：表5-1路基压实度填挖类别路床顶面以下深度（m）路基压实度（高速公路、一级公路）零填即挖方0-0.300-0.80一N96填方0-0.800.80~1.50>1.50N96N94N93由于路线地处水网地区，设计中应加强挖淤排水及清除表土的严格要求。路基基底为耕地或土质松散时，应在填前进行压实，路基设计时，可考虑了清理场地后进行填筑压实，厚度按0.2m计列压实下沉所填增加的土方量。5.3公路用地宽度根据路基布置形式，填土高度及边坡形式计算路基用地范围，《规范》要求的公路用地宽度界限为公路路堤两侧排水沟外边缘以外不小于1m范围内的土地；在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，此处设置为4m。5.4路基填料沿线筑路用土采用备土形式，取土以利用低产田和被公路分割的边角地以及开挖河道、鱼塘等解决，在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣（粉煤灰等）做路基填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。高速公路、一级公路路基填料最小强度和填料最大粒径应符合表的规定，砂类土填筑。表5-2路基填料最小强度和最大粒径要求项目分类路面底面以下深度（m）填料最小度（CBR）（%）填料最大粒径（m）一级公路填方路基上路床0~30810下路床30~80510上路堤80~150415下路堤150以下315零填及路堑路床0~30810注：①当路床填料CBR值达到表列要求时，可采取掺石灰或其它稳定材料处理；②粗粒土（填石）填料的最大粒径，不应超过压实层厚度的2/3。5.5一般路基处理5.5.1一般路基处理原则路基河塘地段，先围堰清淤、排水，然后将原地面开挖成台阶状，台阶宽1.0m，内倾3%，，并回填5%灰土至原水面（标高按1.0m控制），路基底部30cm采用5%石灰土处理，路床顶面以下0-80cm采用7%石灰土处理；路基高度W2.0m路段，清楚耕植后，将原地面挖至25cm深压实后才可填筑，路床顶面以下均采用掺7%石灰土处理；路基高度＞2.0m的路段，路床顶面以下0-60cm采用7%石灰土处理层，立即底部设3%土拱,土拱设30cm5%石灰土处理层，对于路基中部填土的掺灰，又施工建立根据具体情况，在保证路基压实度的前提下，决定处理的土层及掺灰量。5.5.2路床处理路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理。基底土密实，地面横坡缓于1：5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂、砾等透水性材料。路堤基底为耕地或土质松散时，应在填筑前进行压实，高速公路、一级公路和二级公路路堤基底的压实度（重型）不应小于85%，路基填土高度小于路床厚度（80cm）时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准；基底松散土层厚度大于30cm时，应翻挖再回填分层压实。水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基说，应按特殊路基处理。路基土的掺灰剂量，可根据当地情况实验确定，一般粘质土采用石灰或二灰处理，粗粒土可以采用325号水泥处理。5.6路基防护路基填土高度H<3m说，采用草坪网布被防护，为防止雨水，对土路肩边缘及护坡道的冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm，在护坡道上铺到边沟内侧为止。而对于高等级道路，则采用六角形空心混凝土预制块防护，本段公路采用六角形空心混凝土预制块。路基填土高度H>3m，时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3WHW4m时，设置单层衬砌拱，当4VHW6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cmX30cmX50cm的长方体预制块，拱圈部分采用5cmX30cmX65cm的弧形预制块(圆心角30度，内径125cm，外径130cm)，预制块间用7.5号砌浆灌注。路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30cm，下设10cm砂垫层，基础埋深60cm，底宽80cm，个别小的河塘全部填土。桥梁两端各10cm及挖方路段采用浆砌片石满铺防护，路基两侧边沟全部浆砌片石满铺防护，厚25cm。5.7填方路基的施工土方路基应分层甜筑压实，用透水性不良的土填筑路堤说，应控制其含水量在最佳压实含水量大2%之内。土方路基，必须根据设计断面，分层填筑、分层压实，采用机械压实时，分层的最大摊铺层厚，按土质类别，压实机具功能碾压遍数等，经过经验确定，但最大摊铺厚度，不宜超过50cm，填筑至路床底面，最后一层的最小压实厚度，不应小于8cm。路堤填土宽度每侧应宽于填层设计厚度，压实厚度不得小于设计宽度，最后削坡。填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。原地面纵坡大于2%的地段，可采用纵向分层法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。若填方分几个作业段施工，两段交接处，不在同一时间填筑则先填地段应按1：1坡度分层留台阶。若两个地段同时填，则应分层相互交叠、衔接，其搭接长度不得小于2m。河滩路堤填土，应连同护坡道在内，一并分层填筑，可能受水浸淹部分的填料，应选用水稳性比较好的土料，河槽加宽，加深工程应在修筑路堤前完成，调治构造物应提前修建。两侧取土，提高在3m以内的路堤可用推土机从两侧分层推填，并配合平地机分层填平，土的含水量不够多时，用洒水车并用压路机分层碾压。填方集中地区路基的施工：取土场运距在1km范围内时，可用铲运机运送，辅以推土机开道，翻松硬土，取整取土段，清除障碍等。取土场运距超过1m范围时，可用松土机翻松，用挖掘机或装载机配合自卸车运输，用平地机平整填土，配合洒水车压路机碾压。5.8边沟的施工边沟应分段设置出水口，梯形边沟没段长度不宜超过300m，三角形边沟不宜超过200m。平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生，曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。土质边沟当沟底纵坡大雨3%的应采用加固措施。第六章路面设计6.1交通分析表6-1近期交通组成与交通量车型前轴重（kN）后轴重（kN）后轴轮组数后轴数后轴距（m）交通量小汽车3800解放CA30A29.536.75双221400东风EQ14425.770.1双221000黄河JN36050110.0双22500长征CA16045.283.7双22110注：路面设计以单轴-双轮组100KN为标准轴载6.1.1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。（1）轴载换算寸 （Pi）435采用如下公式： N=X1CyC2ini[~pJ （6-1）式中：N——标准轴载的当量轴次（次/d）；气一一被换算车辆的各级轴载作用次数（次/d）；P——标准轴载（kN）；Pi——被换算车辆的各级（单根）轴载（kN）；C-——被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为"=1+1.2（m-1）；C2「一一被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0，四轮组为0.38。计算结果如表6-2所示：

表6-2轴载换算结果表(弯沉)车型Pic1c2niccn(—」)4--35解放CA30A前轴29.52.21140015.22后轴36.7539.57东风EQ144前轴25.72.2110005.97后轴70.1469.13黄河JN360前轴502.2150053.94后轴1101665.14长征CA160前轴45.22.211107.65后轴83.7111.60k… P、N=£C1C2Ni(P)4.35i=12368.22注：小于25KN的轴载作用可忽略不计。(2)累计当量轴次Ne：(1+y)-1x365xN(1+y)-1x365xNx门(1+0.06)15-11x365x2368.22x0.4y 0.06=8584085(次)6.1.2验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次(1)轴载换算采用如下公式:n，Kc采用如下公式:n，KcC.i=1(8.2)式中：C*"——被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C*「1+2(m-1)；。小一一被换算轴载的轮组系数，单轮组为18.5,双轮组为1.0,四轮组为0.09。计算结果如表6-3所示:表6-3轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）车型Pic1c，2nicc'n(P)8解放CA30A前轴29.5311400-后轴36.75-东风EQ144前轴25.7311000-后轴70.1174.930黄河JN360前轴50315005.859后轴1103215.383长征CA160前轴45.231110-后轴83.779.491PN=£c'c'n(―)812ipi=13475.663注：轴载小于50KN的轴载作用不计。（2）累计当量轴次Ne：路面设计使用年限为15年，交通量年增长率为6%，四车道的车道系数取0.4，则累计当量轴次：v [(1+Y)t-1]x365 [(1+0.06)15-1]x365x3475.663八，0.06Y=1.19382E+07(次)N/= N/q0.06Y=1.19382E+07(次)e6.2结构组合与材料选取由上面的计算得：设计年限内一个车道上的累计标准轴次约为1000万次左右，属中等交通等级。根据规范推荐路面结构，得出两种方案。方案一：面层采用沥青混凝土（13cm），其中表面层采用细粒式密级配沥青混土AC-13（厚度3cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土AC-20（厚度4cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土AC-25（厚度6cm）；基层采用石灰土（厚度待定-设计层）；底基层采用碎石灰土（取25cm）。方案二：面层采用沥青混凝土（13cm），其中表面层采用细粒式密级配沥青混土AC-13（厚度3cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土AC-20（厚度4cm）,下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土AC-25（厚度6cm）；基层采用水泥稳定碎石（厚度待定-设计层）；底基层采用水泥稳定砂砾（取25cm）。6.3各层材料的抗压模量与劈裂强度高等级公路规范规定材料设计参数需实验确定，本毕业设计由于条件限制，材料设计参数直接取用沥青路面设计规范中的建议数值，得到各层材料抗压模量和劈裂强度。方案一：20°C抗压模量：AC-13:1400MPa;AC-20:1200MPa;AC-25:900MPa。15°C抗压模量：AC-13:2000MPa;AC-20:1600MPa;AC-25:1200MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混土1.4MPa,中粒式密级配沥青混凝土1MPa,粗粒式密级配沥青混凝土0.8MPa,石灰土0.22MPa,碎石灰土0.3MPa。方案二：20C抗压模量：AC-13:1400MPa;AC-20:1200MPa;AC-25:900MPa。15C抗压模量：AC-13:2000MPa;AC-20:1600MPa;AC-25:1200MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混土1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土1.0MPa,粗粒式密级配沥青混凝土0.8MPa，水泥稳定碎石0.5MPa,水泥稳定砂砾0.6MPa。6.4土基回弹模量的确定该路段处于W1区，为黏质土，路基处于中湿状态，稠度取1.1。查规范得土基回弹模量为35.00MPa。6.5设计指标的确定对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层层底拉应力的验算。a.设计弯沉值该公路为一级公路，路面等级系数Ac=1.0,面层是沥青混凝土路面As=1.0,半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型系数Ab=1.0。设计弯沉值为：Ld=600Ne-0.2AAA^=600x858408京.2x1.0x1.0x1.0=24.63（0.0物m）

b.各层材料的容许层底拉应力方案一:材料名称Ksbsb=b/KRSSAC-13KS=0.09Neo.22/AC=0.09x85840850.22/1.00=3.021.390.46AC-20KS=0.09Neo.22/AC=0.09x8584085//1.00=3.021.000.33AC-25KS=0.09Neo.22/AC=0.09x85840850.22/1.00=3.020.820.27石灰土KS=0.35NeGi/AC=0.35x85840850.ii/1.00=2.030.160.08碎石灰土KS=0.45Neo.n/AC=0.45x85840850.11/1.00=2.610.290.11方案二:材料名称Ksbsb=b/KRSSAC-13KS=0.09N严/AC=0.09x85840850.22/1.00=2.931.350.46AC-20KS=0.09N严/AC=0.09x85840850.22/1.00=2.930.970.33AC-25KS=0.09N严/AC=0.09x85840850.22/1.00=2.930.790.27水泥稳定碎石KS=0.35Neo.n/AC=0.35x85840850.11/1.00=2.000.480.24水泥稳定砂砾KS=0.35Neo.n/AC=0.35x85840850.11/1.00=2.000.580.29

6.6设计资料总结设计弯沉值为24.6(0.01mm)相关资料汇总如下表:方案一:材料名称H(cm)15°C抗压模量20C抗压模量允许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土3200014000.46中粒式沥青混凝土4160012000.33粗粒式沥青混凝土612009000.27石灰土？150015000.08碎石灰土255505500.11土基3535方案二:材料名称H(cm)15C抗压模量20C抗压模量允许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土3200014000.46中粒式沥青混凝土4160012000.33粗粒式沥青混凝土612009000.27水泥稳定碎石350015000.24水泥稳定砂砾25360013000.29土基35356.7.确定设计层厚度方案一：新建路面结构厚度计算公路等级:一级公路新建路面的层数：5标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：24.6(0.01mm)路面设计层层位：4设计层最小厚度：150(mm)按设计弯沉值计算设计层厚度：LD=24.6(0.01mm)H(4)=250mm LS=26.5(0.01mm)H(4)=300mm LS=23.5(0.01mm)H(4)=281mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(4)=281mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(4)=281mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(4)=281mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(4)=431mm 。(4)=.083MPaH(4)=481mm 。(4)=.075MPaH(4)=450mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(4)=450mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度：H(4)=281mm(仅考虑弯沉)H(4)=450mm(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500mm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，最后得到路面结构设计结果如下:细粒式沥青混凝土30mm-中粒式沥青混凝土40mm-粗粒式沥青混凝土60mm石灰土450mm-碎石灰土250mm新建路基.方案二：新建路面结构厚度计算公路等级:一级公路新建路面的层数：5标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：24.6(0.01mm)路面设计层层位：4设计层最小厚度：150(mm)按设计弯沉值计算设计层厚度：LD=24.6(0.01mm)H(4)=150mm LS=27.5(0.01mm)H(4)=200mm LS=24.3(0.01mm)H(4)=195mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(4)=195mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(4)=195mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(4)=195mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(4)=195mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(4)=195mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度：H(4)=195mm(仅考虑弯沉)H(4)=195mm(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500mm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，最后得到路面结构设计结果如下:TOC\o"1-5"\h\z细粒式沥青混凝土 30mm中粒式沥青混凝土