道路工程毕业论文

摘要本设计是都江堰至大邑段一级公路设计。设计部分的公路全长63m，设计车速80km/h，双向四车道，有3个平曲线转角，3个竖曲线变坡点，两侧土路肩为，硬路肩为。

在本设计过程中，主要包括以下几方面的设计：确定道路等级：依据相应技术标准，进行交通量分析，确定公路的等级以及设计需要的各种参数。道路选线及线形设计：在地形图上选择两条合理的路线，分别进行平面、横断面、纵断面三方面的设计，比选确定符合技术、经济指标的最正确方案。路基设计：主要内容是确定路基的边坡形状及坡度，选择合适的填料及压实标准。排水设计：主要解决边沟和排水设施的形状和尺寸。路面设计：通过计算车辆轴载设计两个路面方案进行比选，确定合理方案。专题设计：挡土墙设计。概预算部分：通过相关资料计算该公路造价。关键词：选线；路线设计；路基；路面；挡土墙AbstractThedesignismainlyahighwayengineeringdesignfromDuJiangYantoDaYisection,thelengthofthisroadis2m,thedesignofthespeedis80km/h,ithas3planecurvecorner,3verticalcurve,unpavedshoulderm,hardroadshoulderism.Themainaspectsofthedesignofthisprocessarelikethese:Ensurethegradeofthisroad:Theanalysisoftraffic,searchcorrespondingtechnicalspecifications,todeterminethelevelsoftheroadandtheparametersofthedesignneeded.Choosetheroadrouteandmakelineardesign:Choosetworightrouteinthetopographicmap,Thentodesignthelayout,cross-sectionalandlongitudinalofthetworoutesinordertochoosethebestone.Whichmeetsshunfitnessrequirements,economyetc.Roadbeddesign:Themaincontentoftheroadbeddesignistodeterminetheroadbedslopeformandit’swidth,thentochoosetheappropriatepackingandcompactedstandards.Drainagedesign:Thedesignismainlytodeterminetheshapeandthesizeofdrainagefacilities.Pavementdesign:Designtwopavementprograminordertoselectionbasedonthecalculationoftheaxleload.Thetodeterminetherationalprogram.Specialsubjectdesign:Retainingwall.Budgetpart:Mainlyaccordingtorelateddata,calculatingthecostoftheroad.Keywords:routeroutedesignsubgraderoadsurfaceretainingwall

目录TOC\o"1-3"\u第一章概述 11.1工程意义 11.2设计资料和依据 1路线概况 1气候特点 1降水量及地下水类型 1地质与土质 1植被覆盖及作物等概况 1交通量资料 21.3设计依据 2第二章道路路线设计 32.1道路技术等级确定 32.2路线方案的拟定与比选 3平面设计技术指标确实定 3路线方案拟定与比选 52.3道路技术标准确定 6第三章道路平面设计 73.1平面线形及设计一般原则 73.2圆曲线计算 73.3坐标计算 9路线转角、交点间距、曲线要素及主点坐标表 9直线上中桩坐标计算 10单曲线内中桩坐标计算 12第四章道路纵断面设计 154.1纵断面设计内容与原则 154.2纵断面设计的方法、步骤和应注意的问题 154.3纵坡及坡长设计 164.3.1坡长限制 164.3.2纵坡 174.4竖曲线计算 184.5平纵组合设计 21平纵组合设计原则 21平纵组合设计要点 21第五章道路横断面设计 245.1横断面布置 245.2横断面设计步骤 245.3超高、加宽设计与计算 255.4曲线处超高计算 275.5土石方数量计算 285.6土石方调配方法 29第六章路基设计 316.1路基设计 316.2路基填筑 326.3路基防护 336.4路基施工的原则 33第七章道路排水设计 357.1路基排水目的和要求 357.2路基排水设计一般原则 357.3道路排水设计 35排水系统设计 35排水结构设计 36第八章路面结构设计 398.1近期交通组成与交通量 398.2沥青路面轴载换算 39弯沉值和层底压应力轴载换算 39层底拉应力验算轴载换算 41轴载换算与累计轴次 428.3沥青路面初拟路面结构 428.4沥青路面材料劈裂强度和路面结构厚度确实定 42路面材料抗压模量和容许拉应力 42路面结构厚度计算 44竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 468.5水泥混凝土路面设计 47标准轴载与轴载换算 47初拟路面结构 488.6路面材料参数确实定 488.7荷载疲劳应力 508.8温度疲劳应力 508.9方案必选 51第九章挡土墙设计(专题) 539.1挡土墙的作用及要求 53挡土墙的作用 53挡土墙设计一般要求 539.2挡土墙的布置 53挡土墙的横向布置 53挡土墙的纵向布置 539.3设计资料 539.4主动土压力计算 54车辆荷载换算 54破裂角〔〕的计算 54验算破裂面是否交于荷载范围内 559.5挡土墙抗滑稳定性验算 569.6基地应力和合力偏心矩验算 56基础地面压应力和偏心距 56地基承载力验算 579.7墙身截面强度计算 57强度计算 57稳定计算 58正截面直接受剪验算 58沉降缝与伸缩缝 58挡土墙的排水设施 58第十章工程概预算 6010.1预算的定义和作用 60预算的定义 60预算的作用 60概预算的编制 60预算编制项目表 6110.4路线工程概算主要内容及其造价 61路基土石方工程 61路基排水工程 62路基防护工程 62水泥混凝土路面 62沥青混凝土路面 63安全设施 6410.5总预算计算 6410.6编制说明 64参考文献 65致谢 66

第一章概述1.1工程意义本次设计的一级公路途经地区人口密度很大，再加上每年游客成倍增长，交通压力一再增大，因此修建此道路就显得尤为重要。便利的交通对于其两地的旅游资源的开发和经济的发展有着重要意义，都江堰至大邑一级公路的修建将加强都江堰市与其他郊县之间的紧密联系，并带动沿线村镇的经济，旅游，农业等发展，有助于把本地区的资源优势转化为经济优势。1.2设计资料和依据路线概况该设计路线位于都江堰与大邑交界处。该段公路全长63m，主要满足旅游和运输。该段公路为双向四车道公路，路基宽度为m，其中两侧硬路肩都为，土路肩都为，车道宽度为，设计时速为80km/h。气候特点路线所经地区属亚热带季风湿润气候区。气候温暖湿润，热量充足，夏无酷暑，冬无严寒，四季分明。无霜期年平均为280天。年平均温度℃，年内最热的夏季月均温度为℃，最冷的1月份，月均℃。极端最低温度℃，极端最高气温℃。大陆性气候不是特别典型，冷热差异并不十分显著，冬夏干湿差异不大的基本特点。降水量及地下水类型 路线所经地区冬春雨少，夏秋多雨，雨量充分，平均年降水量为1200毫米，而且降水的年际变化不大，最大年降水量与最小年降水量的比值为2:1左右。地下水埋深一般2米左右。地质与土质路线所经地区为平原微丘区，地形整体起伏不大，有利于工程运输与施工，沿土质为粘性土，是道路施工一般的路基填筑材料，施工时开挖与填筑相对较易。植被覆盖及作物等概况路线所经地区由于温暖湿润的气候条件，铸成土地的广宜性优势。同时，光热水生命与生态因子受复杂多变的地貌形态影响，导致不同地貌形态区和地域区光热水因子组合配置千变万化，千差万别，从而形成了多种多样的自然生态环境类型，生物多样性优势十分明显，主要农作物有水稻、油菜、玉米、薯类、高粱等。水果有橘子、草莓、葡萄等，其次还有饲养业和城镇旅游业等。目前路线所经地区交通运输紧张，严重限制了旅游资源的开发利用，阻碍了城市之间更多的经济与人文交流。交通量资料该设计公路最近一段时间的交通量见表1-1。表1-1交通量表车型分类代表车型数量〔辆/天〕中型货车中型货车中型货车大型货车大型货车大型货车大型货车解放CA390黄河QD351吉尔130尼桑CK10G斯柯达706R黄河JN162菲亚特682N3100080080090010003858001.3设计依据根据批准的设计任务书、地质勘测报告、国家关于公路设计施工的《标准》、《规程》、《标准》等。如：1)《公路路线设计标准》(JTJ011—2006〕2)《公路沥青路面设计标准》(JTGD50－2006〕3)《公路沥青路面施工技术标准》(JTGF40－2004〕4)《公路排水设计标准》(JTJ018－2004〕5)《公路路面基层施工技术标准》(JTJ034－2000〕6)《公路自然区划标准》(JTJ001－2006〕7)《公路路基设计标准》(JTGD30－2004〕8)《公路桥涵设计通用标准》(JTGD60－2004〕9)《公路工程技术标准》(JTGB01－2003〕10)《公路路基施工技术标准》(JTJ033-2006〕第二章道路路线设计2.1道路技术等级确定由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算,见表2-1。表2-1交通量折算表车型交通量〔辆/日〕折算系数折算交通量解放CA39010001500黄河QD3518001200吉尔1308001200尼桑CK10G9001800斯柯达706R10002000黄河JN162385770菲亚特682N38001600总计568510070根据上面表中的数据，该段公路的规划交通量由公式〔2-1〕计算〔2-1〕式中：—规划交通量〔辆/日〕；—起始年平均日交通量〔辆/日〕；—年平均增长率，取5%；—远景设计年限，取20年。所以=25446〔辆/日〕根据《公路工程技术标准》JTGB01-2003，拟定该条道路为双向四车道的一级公路，设计车速为80km/h。2.2路线方案的拟定与比选平面设计技术指标确实定〔1〕直线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措施。《公路路线设计标准》规定:1〕设计速度大于或等于60km/h时，反向圆曲线间直线最小长度〔以km计〕以不小于设计速度(以km/h计)的2倍为宜。当曲线两端设有缓和曲线时，也可以直接相连，构成S形曲线。2〕从动视觉原理分析，驾驶员行驶时的视角、视野距离与行驶速度有关，视野距离约等于6V〔m〕的距离。为防止在视觉上的判断错觉，使驾驶员在前一个圆曲线上看不到下一个圆曲线，《标准》规定：当设计速度大于或等于60km/h时，同向圆曲线间最小直线长度以不小于6V为宜。〔2〕圆曲线圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定其半径值以及超高和加宽。1〕圆曲线的半径如表2-2所示。表2-2圆曲线半径技术指标一级公路〔80km/h〕一般最小半径400极限最小半径250不设超高最小半径路拱2500路拱33502〕圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。〔3〕缓和曲线为了保证曲率的平缓过渡，缓和曲线的长度不能过短，要有足够的长度。缓和曲线最小长度确实定应考虑以下三个因素：1〕旅客感觉舒适；2〕超高渐变率适中；3〕行驶时间不过短。缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短而使司机驾驶操纵过于匆忙，一般认为汽车在缓和曲线上行驶时间至少应有3s，见表2-3。表2-3缓和曲线长度技术指标一级公路〔80km/h〕缓和曲线最小长度〔m〕一般值100最小值70因此，《公路路线设计标准》JTGD20-2006规定：一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。对于设计时速为80km/h的公路不设缓和曲线的临界半径是900m。4〕行车视距行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。《公路路线设计标准》JTGD20-2006规定：一级公路〔80km/h〕停车视距St取110m。停车视距可分为反应距离和制动距离两部分组成，反应距离是当驾驶人员发现前方的阻碍物，经过判断决定采取制动措施的那一瞬间到制动器真正开始起作用的那一瞬间汽车所行驶的距离。感觉时间在很大程度上取决于物体的外形、颜色、驾驶员的视力和机敏度以及大气的可见度等。路线方案拟定与比选综合考虑该地区自然条件、技术标准、工程投资等因素，初步拟定了两个方案：方案一：该方案总长为63m，途中经过两个村庄，跨越一条小的河流，需要建一个涵洞。该路段部分路段经过农田，整个路段比较平坦，高差相对来说很小，所以土石方量相对较小，挖方量与填方量相比照较平衡。该路段总共有三个转角，圆曲线半径分别是850m，1000m，900m。转角的圆曲线都需要设缓和曲线，第一个转角的缓和曲线是Ls=120m，第二个转角的缓和曲线是Ls=110m，第三个转角的缓和曲线是Ls=115m。方案二：线路总长为。该线路后一部分所经区域大多为村庄，需要大量拆迁，一次斜跨越小的河流，与一条公路相交。表2-4方案比选指标方案一方案二线路长度转角个数3个3个挖土方量填土方量途径河流1条1条工程造价元元总体优缺点比较优点：1.土石方量小，有利于环境保护2.平面线性指标高，行车舒适性好3.与公路直交，难度较低缺点：1.占用部分农田优点：1.可以通过乡镇，联系很多人口缺点：1.与公路斜交，难度系数大2.线转角太大，不利于行车3.占部分农田，需要拆迁房屋一级公路投资相对高速公路会比较小，主要满足一定距离的货物运输和旅游运输，所以在修建过程中应综合考虑道路的工程造价以及与沿线城镇的联系情况，线性的连续性满足设计要求的同时考虑其经济因素，尽量使工程量最小，造价适中。综合考虑：1)从对当地经济的影响上看，方案一优于方案二;2)从规模及施工难度上看，方案一较好;综合考虑以上各种因素，最终选择方案一作为最终设计方案。2.3道路技术标准确定具体道路技术指标见表2-5。表2-5道路技术指标序号项目单位主要技术指标1设计车速km/h802路基宽度一般值m最小值3圆曲线半径一般值m400极限值250不设超高最小半径路拱≤%m25004圆曲线最小长度m100缓和曲线最小长度m705最小纵坡%0.36最大纵坡%67最小坡长m2008相应纵坡的最大坡长3%m11004%9005%7006%5009停车视距m11010竖曲线半径凸形一般值m4500极限值m3000凹形一般值m2000极限值m300011竖曲线最小长度m7012圆曲线最大超高%8第三章道路平面设计3.1平面线形及设计一般原则〔1〕平面线形应直捷、连续、均衡，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。直线、圆曲线、缓和曲线三种平面线形的选用与合理组合取决于地形、地物等具体条件，不应片面强调路线应以直线为主或以曲线为主。〔2〕各级公路不管转角大小均应敷设曲线，并尽量地选用较大的圆曲线半径。当公路转角过小时，应设法调整平面线形，当不得已而设置了小于7°的转角时，必须设置足够长的平曲线。〔3〕曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性。在设计时应注意长直线的尽头不能接小半径曲线。长直线和长的大半径曲线会导致较高的车速，假设突然出现小半径曲线，会因减速不及而造成事故。〔4〕应防止连续急转弯的线形。该设计先在地形图上选线，根据地形图的各项数据，结合公路选线的各项规定，该条公路，其各项平曲线要素如下表3-1所示：表3-1平曲线的各项元素表交点号交点坐标交点桩号转角值N(X)E(Y)JD0K0+000JD140°40′″(Y)JD224°44′″(Z)JD335°35′″(Y)JD43.2圆曲线计算已知=，圆曲线半径为，=如图3-1所示：其中：式中：T—切线长，m；L—曲线长，m；E—外距，m；J—校正数或称超距，m；R—圆曲线半径，m；α—转角。图3-1对称基本型曲线计算图式切线内移值：切线增值：切线角：曲线长：切线长：外距：切曲差：主点里程桩号计算：：K校核:则计算出的桩号为K0+，所以校核无误。其余桩号同理可得，校核无误，详见附件《直线、曲线及转角表》。3.3坐标计算路线转角、交点间距、曲线要素及主点坐标表设起点坐标〔，〕，第个交点坐标为,,则坐标增量〔3-1〕〔3-2〕交点间距〔3-3〕象限角〔3-4〕计算方位角〔3-5〕转角〔3-6〕为“+”路线右转，为“－”路线左转因为方位角可以在图上测量出来，带入各项数据可以算出坐标为〔，〕，同理可以求出〔，〕〔，〕〔，〕按公式〔3-3〕计算、之间的直线段长度得、之间的直线段长度为、之间的直线段长度为按公式〔3-4〕计算象限角因为所以方位角因为所以方位角因为所以方位角因为所以方位角按公式〔3-6〕计算两转角的角度直线上中桩坐标计算利用已知坐标，交点相邻直线的方位角，则(或)点坐标：〔3-7〕〔或)点坐标：〔3-8〕设直线上加桩里程距的距离为，已知，则加桩坐标为可以有下式计算。〔3-9〕对第一交点，其坐标为〔，〕可以求出一下数据：当L=300时：同理可以求出其他的坐标见下表3-2：表3-2直线段坐标表桩号XYK0+000K0+020K0+040K0+060K0+080K0+100K0+120K0+140K0+160K0+180K0+200其他直线段坐标见附件《逐桩坐标表》。单曲线内中桩坐标计算〔1〕设带缓和曲线的单曲线的坐标计算：1〕第一缓和曲线〔ZH-HZ〕任意点坐标其中R=850m，为，，L=120m，带入的曲线长可以求出代入上式任意点至ZH〔或HZ〕的曲线长，即可得出各点的坐标见下表3-3。表3-3缓和曲线坐标表桩号XYK0+460K0+480K0+500K0+520K0+540K0+5602〕圆曲线上任意点坐标其中R=850m，为，，L=120m，将距HY点的曲线上代入上式得：式中：——圆曲线上任意点HZ的曲线长；——HY点的坐标。代入其他任意点至ZH〔或HZ〕的曲线长，即可得出各点的坐标见下表3-4。表3-4圆曲线坐标表桩号XYK0+580K0+600K0+620K0+640K0+660K0+680K0+700K0+720K0+7403〕第二缓和曲线〔HZ-YH〕内任意点的坐标对于点的坐标，其中R=850m，为，，L=120m，则代入下式可以求代入其他桩号到HZ点的曲线长，可以计算出坐标如下表3-5。表3-5第二缓和曲线坐标桩号XYK1+060K1+080K1+100K1+120K1+140K1+160其他坐标见附件《逐桩坐标表》。第四章道路纵断面设计纵断面设计内容与原则〔1〕纵断面设计的主要内容纵断面设计主要是根据道路等级、沿线自然条件和构造物控制标高等，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。〔2〕纵断面设计的一般原则1〕应满足纵坡及竖曲线的各项规定。2〕纵坡应均匀平顺。变坡点尽量设置大半径竖曲线，尽量防止极限纵坡值；缓和坡段配合地形布设；垭口处纵坡应尽量放缓；越岭线应尽量防止设置反坡段〔升坡段中的下坡损失〕。3〕设计标高确实定应结合沿线自然条件，如地形、土壤、水文、气候等因素综合考虑；沿河线路线标高应在设计洪水位0.5m以上，并计入壅水高度及浪高的影响；稻田低湿路段还应有最小填土高度的保证。对于桥梁标高，应在桥涵设计洪28水频率洪水位以上。4〕纵断面设计应与平面线形和周围地形景观相协调，应考虑人体视觉心理上的要求，按照平竖曲线相协调〔特别是“平包竖”〕及半径的均衡来确定纵面的设计线。5〕应争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价。6〕依路线的性质要求，适当照顾当地民间运输工具、农业机械、农田水利等方面的要求。该路地处平原微丘区，农业土地资源珍贵，本项纵断面设计采用小纵坡，微起伏与该区域农田相结合，尽量降低路堤高度，路线纵断面按百年一遇，设计洪水位的要求和确保路基处于干燥和中湿状态。对于桥梁标高，应在桥涵设计洪水频率洪水位以上。4.2纵断面设计的方法、步骤和应注意的问题〔1〕准备工作在图纸上标注里程桩号和地面标高，点绘地面线和平曲线示意图，同时收集和熟悉相关资料。〔2〕标注控制点纵面控制点主要有路线起终点，重要桥涵，隧道进出口，路线交叉点，地质不良地段的最小填土高度和最大挖深，沿溪河线的洪水位，重要城镇通过点及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。〔3〕试坡在已标出“控制点”的纵断面图上，根据技术和标准、选线意图，结合地形变化情况，在控制点间穿插和取值，试定出假设干直坡线。对各种可能坡度线方案反复比较，最后确定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定坡度线。将前后坡度线延长交出变坡点初步位置。〔4〕调坡调坡主要根据以下两方面进行：1〕结合选线意图。将试坡线与选线时所考虑的坡度进行比较，两者应基本相符。假设有脱离实际情况或考虑不周现象，则应全面分析，找出原因，权衡利弊，决定取舍；2〕对照技术标准。详细检查设计的最大〔小〕纵坡、坡长限制等是否满足规定，以及平纵组合是否适当，路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理等。假设发现问题应及时调整修正。调整坡度线的方法有平抬、平降、延伸、缩短、改变纵坡度等。〔5〕根据横断面图核对纵坡线核对主要在有控制意义的特殊横断面图上进行。如选择高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。〔6〕确定纵坡线经调整核对后，即可确定纵坡线。所谓定坡就是把坡度值、变坡点位置〔桩号〕和高程确定下来。〔7〕设置竖曲线根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素及各桩号的设计标高。4.3纵坡及坡长设计4.3.1坡长限制〔1〕最大坡长限制最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶，当车速下降到最低容许速度时所行驶的距离。纵坡越陡，坡长越长，对行车影响也越大。主要表现在：行驶速度显著下降，甚至要换低排挡克服坡度阻力；易使水箱温度过高，导致汽车爬坡无力，甚至熄火；下坡行驶制动次数频繁，易使制动器发热失效，影响行车安全。因此必须限制纵坡长度。《标注》规定最大坡长如表4-1所示。表4-1各级公路纵坡长度限制设计速度/〔km/h〕1201008060403020纵坡坡度〔％〕3900100011001200———47008009001000110011001200560070080090090010006500600700700800750050060083003004009200300〔2〕最小坡长限制最小坡长通常规定汽车以设计速度行驶9～15s的行程为宜，在高速路上，9s可满足行车及几何线形布设的要求，在低速路上应取大值。《标准》规定了各级道路最小坡长，如表4-2所示。表4-2各级公路最小坡长设计速度/〔km/h〕1201008060403020最小坡长/m一般值40035025020016013080最小值300250200150120100604.3.2纵坡〔1〕最小纵坡最小纵坡是为纵向排水的需要，对横向排水不畅的路段所规定的纵坡最小值。在长路堑、低填方以及其他横向排水不通畅地段，为防止积水渗入路基而影响其稳定性，各级公路应设置不小于0.3%的最小纵坡，一般情况下以不小于0.5%为宜。本设计中的最小纵坡为0.358％，符合设计要求。〔3〕合成纵坡合成纵坡的计算公式为：〔4-1〕式中：——合成纵坡〔%〕——超高横坡度或路拱横坡度〔%〕；——路线设计纵坡度〔%〕。合成纵坡是指道路纵坡和横坡的矢量和。为保证路面排水，查标准得知一级公路合成坡度必须小于%，最小合成坡度不宜小于%。本条公路的最大合成纵坡为，满足要求。4.4竖曲线计算图4-1竖曲线要素示意图竖曲线长度〔4-2〕竖曲线切线长〔4-3〕外距〔4-4〕根据纵断面设计结果竖曲线表得知，起、终点及变坡点桩号和高程如下表4-3。表4-3特殊点桩号及设计高桩号设计标高K0+000K0+690K1+300K2+290K2+通过上表计算可得：其中“-”表示坡度是下降的。变坡角〔4-5〕当变坡角为负时，转坡点在竖曲线的上方，该竖曲线称凸形竖曲线。当变坡角为正时，转坡点在竖曲线的下方，该竖曲线称凹形竖曲线。〔1〕已知：第一个变坡点桩号K0+690.000。=，=，为凹型曲线，拟定竖曲线半径R=9000，带入上述公式则：式中：L—竖曲线长度〔m〕；w—坡差〔%〕；R—竖曲线半径〔m〕；E—竖曲线外距〔m〕；T—竖曲线切线长〔m〕。竖曲线起点桩号：竖曲线终点桩号：竖曲线起点高程：竖曲线终点高程：〔2〕已知：第二个变坡点桩号K1+300.000。=，=，为凹型曲线，拟定竖曲线半径R=9000，同理则：竖曲线起点桩号：竖曲线终点桩号：竖曲线起点高程：竖曲线终点高程：〔3〕已知：第三个变坡点桩号K2+290.000。=，=，为凸型曲线，拟定竖曲线半径R=9000，同理则：竖曲线起点桩号：竖曲线终点桩号：竖曲线起点高程：竖曲线终点高程：纵断面设计结果如表4-4表4-4纵断面设计结果变坡点前坡后坡半径〔m〕曲线长〔m〕外距〔m〕桩号设计高程K0+690%-0.7952%90000.1818K1+300-0.7952%0.3576%800050K2+29065.68970.3576%-1.240%900010.2871〔4〕竖曲线内桩号的高程计算：1〕直坡段设计高程计算公式为：〔4-6〕式中：——起点高程或已知的设计高程；——坡长，未知点到已知点的坡长；——两点之间的坡度，上坡为正，下坡为负。2〕竖曲线上设计高程计算公式为：〔4-7〕式中：——曲线上任意点到曲线起点的水平距离。已知竖曲线交点K0+690处标高为，竖曲线半径为9000m，现计算任意一点K0+710处高程：横距：数据：则切线高程为设计高程为4.5平纵组合设计4.5.1平纵组合设计原则〔1〕应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑和判断失误的线形，必须尽力防止，在视觉上能自然地诱导视线，是衡量平、纵线形组合优劣的最基本问题。〔2〕注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。它不仅影响线形的平顺性，而且与工程费用相关。对纵断面线形反复起伏，在平面上采用高标准的线形是无意义的，反之亦然。〔3〕选择组合得当的合成坡度，以利于行车安全和路面排水。〔4〕注意与道路周围环境的配合。它可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。4.5.2平纵组合设计要点〔1〕平、纵线形组台的基本要求1〕当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长于竖曲线。这种布置通常称为平曲线与竖曲线的对应。其优点是：当车辆驶入凸形竖曲线的顶点之前，即能清楚地看到平曲线的始端，辨明转弯的走向，不致因判断错误而发生事故。假设平、竖曲线的半径都很大，则平、竖曲线的位置可不受上述限制。假设做不到竖曲线与平曲线较好的配合，且两者的半径都小于最小限度时，宁可把平、竖曲线拉开相当距离，使平曲线位于直坡段上或竖曲线位于直线上。2〕要保持平曲线与竖曲线大小的均衡。平曲线与竖曲线的大小如果不均衡，会给人以不舒适的感觉，失去了视觉上的均衡性。根据经验，平曲线半径如果不大于，竖曲线的半径为平曲线的10—20倍，便可到达线形的均衡性。3〕当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。4〕要选择适当的合成坡度，合成坡度过大对行车不利，特别是在冬季结冰期更危险；合成坡度过小对排水不利也影响行车，车辆行驶时有溅水干扰。虽然《标准》对合成坡度的最大允许值作了规定，但在进行平、纵面线形组合时，如条件可能，最好使合成坡度小于8％，最小合成坡度不应小于％。〔2〕平纵组合的形式a.平面上为直线．纵面也是直线——构成具有恒等坡度的直线；b.平面上为直线，纵面上是凹形竖曲线——构成凹下去的直线；c.平面上为直线，纵面上是凸形竖曲线——构成凸起的直线；d.平面上为曲线，纵面上为直线——构成具有恒等坡度的平曲线；e.平面上为曲线，纵面上为凹形竖曲线——构成凹下去的平曲线；f.平面上为曲线，纵面上为凸形竖曲线——构成凸起的平曲线。其各个优缺点为：1〕a型组合往往线形单调、枯燥，行车过程中视景缺乏变化，容易使驾驶员产生疲劳和频繁起车。设计时应采用画车道线、设标志、绿化，并与路侧设施配合等方法来调节单调的视觉，增进视线诱导。2〕b型组合具有较好的视距条件，能给驾驶员以动的视觉效果，行车条件较好。设计时要注意防止采用较短的凹形竖曲线，尤其在两个凹形竖曲线间注意不要插入短的直坡段；在长直线末端不宜插入小半径的凹形竖曲线。3〕c型组合视距条件差，线形单调，应注意防止，无法防止时应采用较大的竖曲线半径；4〕d型组合一般说来只要平曲线半径选择适当，纵坡不太陡，即可获得较好的视觉和心理感受；设计时须注意检查合成坡度是否超限。5〕ef型组合设计是一种常见的又比较复杂的组合形式。如果平、纵面线形几何要素的大小适宜，位置适当，均衡协调，可以获得视觉舒顺、视线诱导良好的立体线形。相反，则会出现一些不良的后果，设计时应引起特别重视。第五章道路横断面设计5.1横断面布置〔1〕路基宽度据任务书知道公路等级为一级公路，车道数拟定双向四车道。一级公路的路基横断面采用整体式路基。整体式路基标准横断面有行车道、中间带〔中央分隔带、左侧路缘带〕、路肩〔右侧硬路肩、土路肩〕等部分组成，具体见图5-1所示。查《公路工程技术标准》得一级公路车速为80Km/h四车道的路基宽度为，取设计车道宽度为，得总车道宽度为×4＝15m，一级公路车速为80Km/h设置硬路肩和土路肩，硬路肩宽度为×，土路肩的宽度为×，设置2m宽的中间带和0.5×2=1m宽的路缘带。图5-1标准横断面示意图〔2〕路拱及路肩横坡度查《公路工程技术标准》得沥青混凝土及水泥混凝土路面路拱坡度均为1~2%，故取路拱坡度为2%；直线段的硬路肩应设置向外倾斜的横坡，其坡度值应与行车道相同为2%，路线纵坡平缓，且设置拦水带时，其横坡值宜采用3%～4%；土路肩横向坡度一般应较路面横向坡度大1%~2%，故取土路肩横向坡度为3%。路拱坡度采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。5.2横断面设计步骤〔1〕根据地形图绘横断地面线。〔2〕根据路线及路基资料，将横断面的填挖值及有关资料〔如路基宽度、加宽值、超高横坡、缓和段长度、平曲线半径等〕抄于相应桩号的断面上。〔3〕根据地质资料，示出土石界限、设计边坡度，并确定边沟形状和尺寸。〔4〕绘横断面设计线，又叫“戴帽子”。设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、加固及防护工程、护坡道、碎落台、视距台等，在弯道上的断面还应示出超高、加宽等。〔5〕计算横断面面积〔含填、挖方面积〕，并填于图上。超高、加宽设计与计算〔1〕加宽当平曲线半径大于250m时,可对平曲线不进行加宽,本次设计平曲线半径均大于250m，所以未对平曲线进行加宽设计。〔2〕超高设计与计算1〕超高横坡度的规定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。超高的横坡度根据公路等级、计算行车速度、平曲线半径，并结合路面类型、气候条件和车辆组成等条件确定。在确定超高时应注意以下几点：a.高速公路、一级公路的超高横坡不应大于10%，其他各级公路不大于8%〔本次设计采用6%〕。b.在积雪、冰冻地区，最大超高不超过6%；c.各级公路圆曲线最小超高为直线段的路拱坡度值；d.通过市镇或市镇连接而作为街道使用的公路，按规定设置超高有困难，且对车速有限制时，可按标准设置超高值。〔3〕超高缓和段长度确实定1〕超高缓和段的计算超高缓和段的长度按式5-1计算：〔5-1〕式中：——超高缓和段长度〔m〕；——旋转轴至行车道〔设路缘带时为路缘带〕外侧边缘的宽度〔m〕；——超高坡度与路拱坡度的代数差〔%〕；——超高渐变率，即旋转轴与行车道〔设路缘带时为路缘带〕外侧边缘之间的相对坡度。其值如表5-1。表5-1最大超高渐变率设计速度〔km/h〕超高旋转轴位置设计速度〔km/h〕超高旋转轴位置中线内边线中线内边线1201/2501/200401/1501/1001001/2251/175301/1251/75801/2001/150201/1001/50601/1751/1252〕超高缓和段确实定超高缓和段长度主要从两个方面来考虑：一是从行车舒适性来考虑，超高过度段应不小于按式〔5-1〕计算长度。但从利于排除路面雨水考虑，横坡度由2%〔或1.5%〕过渡到0%路段的超高渐变率不得小于1/300，即超高过渡段不能设置过长。确定超高过渡段缓和长度时应考虑以下几点：a.一般在确定缓和曲线长度时，已考虑了超高过渡段所需的最短长度，故应取超高过渡段与缓和曲线长度相等，即=b.假设计算的，应修改平面线形，使得。当平面线形无法修改时，可将超高过渡起点前移，超高过渡在缓和曲线起点前的直线路段开始。c.假设>，但只要超高渐变率P≥1/330,仍取=。否则，超高过渡可设在缓和曲线某一区段内，全超高断面宜设在缓圆点或圆缓点处。本设计路线共有平曲线3处，其相关的数据见表5-2所示。表5-2曲线超高元素表半径缓和曲线长度超高曲线一8501204%曲线二10001103%曲线三9001153%〔3〕第一个交点处缓和曲线计算过程1〕根据公路等级、设计速度和平曲线半径查表得圆曲线得超高值新建公路采用绕中央分隔中线旋转，超高渐变率所以超高缓和段长度2〕缓和曲线，先取，然后检查横坡从路拱横坡〔-2%〕过渡到〔4%〕时得超高渐变率：所以可取〔4〕第二个交点处缓和曲线计算过程1〕根据公路等级、设计速度和平曲线半径查表得圆曲线得超高值新建公路采用绕中央分隔带边缘旋转，超高渐变率所以超高缓和段长度2〕缓和曲线，先取，然后检查横坡从路拱横坡〔-2%〕过渡到〔3%〕时得超高渐变率：所以可取〔5〕第三个交点处缓和曲线计算过程1〕根据公路等级、设计速度和平曲线半径查表得圆曲线得超高值新建公路采用绕中央分隔带边缘旋转，超高渐变率所以超高缓和段长度2〕缓和曲线，先取，然后检查横坡从路拱横坡〔-2%〕过渡到〔3%〕时得超高渐变率：所以可取5.4曲线处超高计算设有中间带道路的的超高方式有三种，其中常用方法是绕中央分隔带边线旋转和绕各自行车道中线旋转。在超高过程中，内外侧同时从超高过渡段起点开始绕各自旋转轴旋转，外侧逐渐抬高，内侧逐渐降低，直到缓圆点到达全超高。绕中央分隔带边线旋转超高值计算公式如表5-3所示。表5-3超高值计算公式超高位置计算公式x距离处行车道横坡值备注外侧C1.计算结果为与设计高之差2.设计高程为中央分隔带外侧边缘D点高程3.当时，为圆曲线上的超高值D0内侧D0C曲线一处的超高计算值见附表《路基超高加宽表》。5.5土石方数量计算〔1〕横断面面积计算路基横断面的面积是指横断面图中,地面线与路基设计线所包围的面积。横断面面积包括填方面积〔〕和挖方面积〔〕，两者应分别计算。用坐标法计算：先根据地面线判断出填挖，并分别计算出设计线和地面线上各转折点的坐标〔〕，则横断面面积为：〔5-2〕〔5-3〕〔2〕土石方数量计算用平均断面法计算,该方法适用于相邻两断面之间均为填方或挖方且面积大小相近,其计算公式为：〔5-4〕〔5-5〕式中：、——相邻两断面之间的填方、挖方体积〔〕；、——相邻两断面之间的填方面积〔〕；、——相邻两断面之间的挖方面积〔〕；——相邻两断面之间的距离〔m〕。5.6土石方调配方法〔1〕土石方调配原则1〕尽可能移挖作填,以减少废方和弃方，在半填半挖路段,应首先考虑在本段内移挖作填,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〕。〔5-6〕式中：B——借土单价(元/m³)；T——远运运费单价[元/(m³·km)]；——免费运距(km)。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。〔2〕调配的方法土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、土石方计算表调配法等，由于表风格配法不需单独绘图，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。表风格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。表风格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〕纵向调运首先确定合理的经济运距，再根据填缺、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的免费运距。4〕计算借方数量、废方数量和总运量借方数量=填缺—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+借方数量一般工程上所说的土石方总量,实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大中桥梁、长隧道的土石方工程数量另外计算。本段土石方数量表见附表第六章路基设计路基设计〔1〕设计标准路基全宽为24.5米，其中行车道2×7.5米，中间带3米(其中左侧路缘带米，中央分隔带米)，硬路肩2×2.5米，土路肩2×5米。平面设计线为中央分隔带中心，纵断面设计线为中央分隔带外侧。行车道与硬路肩的横坡均为2%，土路肩横坡为3%，土路肩顶面高程与路面中面层顶面齐平。路基的设计洪水频率为1:100，路基最低填土高度高于百年一遇设计水位10米。〔2〕路基的稳定性分析及设计一般情况下，对于边坡不高的边坡，例如不超过8米的土质边坡、不超过12米的石质边坡，可按一般路基设计，采用规定的坡度值，不作稳定性分析计算。地质与水文条件复杂、高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡的稳定性分析计算。据此选定合适的边坡坡度及相应的工程技术措施。路基边坡稳定性的分析计算方法，有工程地质法、力学分析法和图解法。其力学计算的基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的抗滑力与下滑力之比K值，当K>1时，边坡稳定；K<1时，边坡不稳定；K=1时，边坡处于极限平衡状态。由于此次设计中缺乏地基土的土质类别、层位、厚度、分布特征和物理力学性能，以及边坡岩土体的风化程度等，无法确定地下水埋深和分布特征，无法获取设计所需的物理力学指标〔如重度γ，强度参数c、φ值等〕，故无法进行路基边坡的稳定性分析。根据《公路路基设计标准》、《公路路基设计手册》和当地设计经验进行综合设计。对于边坡高度超过20米的路堤〔高路堤〕或陡于1：的路堤〔陡坡路堤〕，以及不良地质、特殊地段的路堤，应进行个别设计，对重要的路堤应进行稳定性监控。对于土质挖方边坡高度超过20m，岩质挖方边坡高度超过30m以及不良地质地段的挖方边坡，应进行个别设计。对于不同类型路基的边坡设计如下：1〕一般填方路基设计H<8米时，边坡坡率1：；当8米<H<12米时，从上至下，上边坡高度为8米，坡率为1：，下边坡率为1：，上下边坡之间为折线形，不设平台；当12米<H<20米时，从上至下，上边坡高度为8米，坡率为1：，下边坡为1：，上下边坡之间设米平台。平台设置向外侧倾斜4%的横坡。此次设计填方最大高度为5.47米〔小于8米〕，故不用进行特殊设计。2〕半填半挖及填挖交界处路基设计为了减少半填半挖路基及纵向填挖交界处的路基纵横向不均匀沉降，设计中采用了铺设土工格栅的方法。当半填半挖段落的纵横向坡度均大于1：5时，并且段落长度大于2.5米时，在路基顶面和天然地面交界面处以下设置两层土工格栅，分别位于交界面(路基顶面)以下米、米处，沿交界面方向铺筑格栅，垂直方向(横向)设置格栅长度米，其中深入挖方段1~2米。当路基处于纵向填挖交界处时在填挖交界面以下设置两层土工格栅，分别位于路基项面以下米、米处，沿交界面方向铺筑个路基范围的土工布，垂直方向(纵向)设置格栅长度米，深入挖方段1~2米。同时为保证路基稳定，在填挖交界处设置横向盲沟。并与挖方路段纵向盲沟相联接。3〕挖方路基设计路堑边坡坡率主要根据岩层产状与路线关系、岩体力学性质和开挖高度确定。当挖方高度大于10米时，在8米处设一级2米宽边坡平台，当挖方边坡高度大于18米时，每8米设一级2米宽边坡平台。对于路基稳定性较差的路段还应在边坡下方设支挡工程。路基填筑在填土较高、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良好的粗粒土作为填料，砾(角砾)类土应优先选作路床材料。自路基顶面向下80厘米范围内要求填筑碎石土、碎砾土及山皮土，碎石含量要求大于25%，对路基填筑的远运土要求CBR值大8。路基填筑前必须进行室内试验。一级公路路基填料最小强度、粒径及压实度要求按表6-1规定。表6-1路基填料最小强度、粒径及压实度要求项目分类路面底面以下深度〔m〕填料最小强度〔CBR〕〔%〕压实度〔％〕最大粒径〔cm〕填方路基上路床0～089610下路床0～059610上路堤0～039415下路堤0以下29215零填及挖方路基0～89610注：a.当路床填料CBR值到达表列要求时，可采取掺石灰或其它稳定材料处理；b.粗粒土〔填石〕填料的最大粒径，不应超过压实层厚度的2/3；c.台后填料的路基压实度要求到达98%，在设置土工格栅的路段，土工格栅层8厘米厚范围内路基填料粒径不大于6厘米。路基防护〔1〕坡面防护一般路段填方路基采用骨架防护结合植草+灌木防护，填方高度小于8米段，仅植草、灌木防护，填方高度大于8米段采用骨架护坡、预制混凝土空心六角形块结合植草、灌木。石质挖方路段的软弱岩和强风化碎石顺层边坡段第一级或第二级采用砂浆锚杆进行防护。坚硬岩质边坡一般不进行边坡防护，但要对边坡坡面进行整修。防护设计工程数量中已包括护坡道及碎落台部分防护工程数量。土质挖方边坡采用衬砌骨架护坡，网格内植草。在水塘、和受水位控制的大桥两端路基，设置浆砌片石护坡，护坡高度力设计水位以上0.5m。〔2〕挡士墙路基在以下情况宜修建挡土墙：a.陡坡地段或岩石风化的路堑边坡路段；b.需要降低路基边坡高度以减少大量填方、挖方路段；c.增加不良地质地段边坡稳定，以防止产生坍塌；d.防止沿路段水流冲刷；e.桥梁与隧道连接的地段；f.节约道路用地，减少拆迁或少占农田；h.保护重要建筑、生态环境或其他需要特殊保护的地段。本路段处于低山丘陵区，沿线石料蕴藏丰富，重力式挡土墙形式简单、施工方便、可就地取材、适应性强，本次设计根据设计任务书的要求，在路基边坡放坡受限制或不稳定的路段设置重力式挡土墙。深挖、高填路基边坡路段以及沿河路段的路基，必须查明工程地质情况针对其工程特性进行路基防护设计，对存在稳定性隐患的边坡应进行稳定性分析并采用加固防护措施。路基施工的原则〔1〕路基施工宜移挖作填，减少土地占用和环境污染。〔2〕路基施工中各施工层外表不应有积水，填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况，做成2%~4%的排水横坡。〔3〕雨季施工或因故中断施工时，必须将施工层外表及时修理平整并压实。〔4〕施工过程中，当路堑或边坡内发生地下水渗流时，应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低地下水位。〔5〕排水沟的出口应通至桥涵进出口处。〔6〕取土坑应有规则的形状，坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统。〔7〕当设计未规定取土坑位置或规定的取土坑的贮土量不能满足要求须另寻土源，应按照以下规定办理：a.力求少占农田和改地造田，当地面横坡定于1：10时，路侧取土坑应设在路基上侧，在桥头两侧不宜设取土坑，特殊情况下，可在下游一侧设置，但应留有宽度不小于的护坡道；b.取土坑的边坡，内侧宜为1：，外侧宜小于1：1，沿河地段的坑底纵坡可减少至0.1%，沿线取土坑的坑底纵坡不宜小于0.2%，坑底一般宜高出附近水域的常年水位，取土坑的坑底横坡可做成向路线外侧倾斜的单向坡，坡厚为2%~3%，当取土坑坑底宽度大于6m时，可做成向中间倾斜的双向横坡，并在中间设置底宽的纵向排水沟，当坑底纵坡大于0.5%时，可以不设排水沟；c.当沿河弃土时，不得阻塞河流，造成河岸冲刷第七章道路排水设计7.1路基排水目的和要求路基排水的目的在于确保路基能始终处于干燥、坚实和稳定状态。为此，应尽可能将停滞在路基范围内的地表水迅速排除，并防止用地范围以内的地表水对路基的侵蚀和冲刷。路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水派粗豪和拦截于路基用地范围以外，并防止地面漫流、滞积和下渗。路基施工时，应该校核全线路排水系统的设计是否完备和妥善，必要时应予以补充或修改，应重视排水工程的质量和使用效果。路基养护时，对排水设施应定期检查与维修，以保证排水设施正常使用，水流畅通，并根据实际情况不断改善路基排水条件。7.2路基排水设计一般原则〔1〕排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。〔2〕各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有利于农田灌溉。〔3〕设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地面排水与地下排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到综合整治，分期修建。〔4〕路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护和加固工程。〔5〕路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，有必须讲究经济效益。〔6〕为了减少对路面的破坏作用，应提高路面结构的抗水害能力，尽量阻止水进入路面结构，提供良好的排水措施，迅速排除路面结构内的积水。7.3道路排水设计7.3.1排水系统设计路面积水由2%路拱横坡排出，经坡面汇入全线贯穿的边沟，边沟水排至原有的排水沟渠。边沟出水口的间距，不超过500m，边沟出口水的排放应结合地形、地质条件以及桥涵水道位置，排引到路基范围外、使之不冲刷路堤坡脚。截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外，截水沟长度控制在200m-500m内；超过500m时，在中间适宜位置处增设泄水口，由急流槽或急流管分流排引。7.3.2排水结构设计〔1〕边沟排水设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以聚集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水的纵向人工沟渠。边沟的排水量不大，一般不需要进行水文和水力的计算，依据沿线具体条件，选用标准横断面形式。边沟紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水流引入，亦不能与其他人工沟渠合并使用。边沟不宜过长，尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带，必要时设置涵洞，将边沟水横穿路基从另一侧排出。根据《公路路基设计标准》，本设计路段地处平原微丘区，考虑排水量与挖方量，故宜采用矩形边沟，且底宽为，深。〔2〕排水沟设计排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流〔如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水〕引至桥涵或路基范围以外的指定地点。当路线受到多段沟渠或水道影响时，为保护路基不受水害，可以设置排水沟或改移渠道，以调节水流，整治水道。排水沟的断面采用梯形，具体尺寸见图7-1。图7-1排水沟尺寸图〔3〕排水沟流量设计计算1〕设计流量计算：〔7-1〕式中：设计流量；设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度〔mm/min〕；径流系数，经查表，取；汇水面积〔km2〕,〔7-2〕式中：5年重现期和10min降雨历时的标准降雨强度〔mm/min〕,经查表，取mm/min；重现期转换系数，经查表，取；降雨历时转换系数,经查表，取5；按式〔7-2〕降雨强度为该段一级公路采用的是沥青路面，单侧路面和路肩横向排水的宽度为11.25m,这里选取出水口间距为50m,边坡坡度为1：，边沟宽度两个出水口之间的汇水面积为按式〔7-1〕可计算设计流量m3/s。2〕汇流历时汇流历时按下式计算:〔7-3〕式中：—坡面流历时(min)；—坡面流的长度，；—坡面流的坡度，；—地表粗度系数,按地表情况查表确定。按式〔7-3〕可计算得到地面汇水历时由沟底〔即路线〕最小纵坡可计算得出平均流速为计算得到沟管汇流历时为汇流历时为根据汇流历时验算合格，所以设计径流量为m3/s。〔4〕流量检验沟或管的泄水能力按下式计算:〔7-4〕〔7-5〕式中：—沟或管的泄水能力〔〕；V—沟或管的平均流速〔〕；A—过水断面面积〔〕；b—排水沟沟底宽度(m)；h—沟深〔m〕。本次排水沟设计采用梯形断面，深，底宽为，内侧边坡比为1：1，则过水断面面积为则排水沟的泄水能力为已计算出的设计流量因此＞所以排水沟设计满足泄水能力的要求。第八章路面结构设计8.1近期交通组成与交通量本次对沥青路面和水泥混凝土路面分别进行设计，设计完后对两种方案进行必选，最终确定一种合适的方案。表8-1是近期交通量组成与交通量：表8-1近期交通组成与交通量车型分类代表车型数量〔辆/天〕中型货车中型货车中型货车大型货车大型货车大型货车大型货车解放CA390黄河QD351吉尔130尼桑CK10G斯柯达706R黄河JN162菲亚特682N3100080080090010003858008.2沥青路面轴载换算弯沉值和层底压应力轴载换算路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。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，轴载换算采用式8-1计算公式：〔8-1〕式中：N——标准轴载的当量轴次〔次/d〕；——被换算车型的各级轴载作用次数；P——标准轴载〔KN〕；——被换算车型的各级〔单根〕轴载〔KN〕；——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，轴数系数记为轴数；当间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为；——被换算轴载的轮组系数，单轮组为，双轮组为。根据以上公式，将每种通过该路的车型换算成标准轴载见下表8-2：表8-2弯沉值和标准标轴载换算车型解放CA390前轴3511000后轴111000黄河QD351前轴1800后轴11800吉尔130前轴180014后轴11800尼桑CK10G前轴1900后轴7611900斯柯达706R前轴5011000后轴90111000黄河JN162前轴1385后轴11511385菲亚特682N3前轴401800后轴10011800800合计4481〔次/天〕一级公路沥青路面的设计年限为15年，双向四车道的车道系数则设计使用期累计当量轴次采用式8-2计算：〔8-2〕式中：——设计年限内通过该横断面的累积标准轴载的当量次数〔次〕；——计算设计年限内一个车道上的累积当量轴次数〔次〕；——设计年限内交通量的平均年增长率〔7%〕；t——设计年限，按标准沥青混路面一级公路设计年限一般为15年；——车道系数，按标准双向四车道设计取。即累计当量轴次：层底拉应力验算轴载换算当以半刚性材料结构层的层底拉应力进行验算时,按式〔8-3〕完成轴载当量换算：〔8-3〕式中——轴数系数；——轮组系数，双轮组为，单轮组为根据以上公式，将每种通过该路的车型换算成标准轴载见下表8-3：表8-3层底拉应力验算