肥西至舒城二级公路施工图设计

工程概述1.1设计任务完成肥西至舒城二级公路施工图设计。该路段全长2900米，该设计为一阶段施工图设计，公路等级为二级公路，设计车速60km/h。1.2沿线地理特征1.2.1气候亚热带季风气候，主导风向是偏东北风。日均最高气温32℃，日均最低气温-1℃，昼夜温差最大为9℃，年平均气温15.7℃，平均降水量1000ml，降雨主要集中于六、七、八月，平均湿度70%。1.2.2地质道路沿线地形为平原，该地区土壤以黄棕壤、水稻土为主要土壤，约占全部土壤的85%。其余为石灰（岩）土、紫色土和砂黑土。道路沿线地表水丰富，区间多为农田和鱼塘部分地区种植有果树等经济作物，地下水位位于地表以下1.5m-2.0m。1.3工程特点道路所在地区地处平原地区且经过大量的农田。在选线时应从农业方面考虑，处理好下列等问题：路线应与水利设施相结合，有利于灌溉农田。路线尽量做到不占用或少占用高产田，在有河流时，应争取沿河布线，利用公路的保护设施，保护农田和村庄。1.4设计内容路线平面线形设计路线纵断面设计路线横断面设计路基边坡稳定性设计支挡或防护结构设计路面结构组合设计路基路面综合排水设计软基处理方案及交叉口设计设计说明书及计算书2路线设计2.1路线设计依据《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）《公路路线设计规范》（JTGD20-2017）《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2017）《公路排水设计规范》（JTG/TD33-2012）2.2道路选线原则道路所在地区地处平原地区且经过大量的农田。在选线时应从农业方面考虑，处理好下列等问题：路线应与水利设施相结合，有利于灌溉农田。路线尽量做到不占用或少占用高产田，在有河流时，应争取沿河布线，利用公路的保护设施，保护农田和村庄。在平原地区路线选择时应避开人口密集的村庄和工业设施，尽量不破坏或少破坏已有建筑物，可以减少建筑垃圾的产生降低道路修建的成本。国防公路和高等级公路,在设计时应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点。一般用来连接县、乡、村的为用于农业运输的公路，在经过当地政府人民的同意下也可以穿过居民区或人口密集的区域。在设计路线时应尽量的去避开重要的电力、电信设施。减少修建道路对当地居民生产生活的影响。2.3公路等级确定2.3.1现有交通量根据资料统计现有交通量如下表2-1表2-1现有交通量组成汽车型号（辆/日）小客车2300北京BJ130800三菱T653B450吉尔130380华龙SK171A200东风EQ144270黄河JN253280鞍山AS9170140湘江HQP40170东风CS93860预计年增长率为4%。2.3.2交通量换算在《标准》中规定小客车一般作为交通量换算的标准车型，在确定公路等级时一般按照下表来进行车型折算，各种车型折算系数如下表2-2所示。表2-2车辆折算系数表车型系数说明小客车1载质量≤2t的货车和≤19座的客车中型车1.5载质量＞2t且7t≤的货车和＞19座的客车大型车2.0载质量＞7t且≤14t的货车拖挂车3.0载质量＞14t的货车2.3.3交通量计算初始年日平均交通量为=2300+800×1.5+450×1.5+380×1.5+200×1.5+270×2+280×2+140×3+170×3+60×3=7255（辆/日）设计交通量预测年限到达时年平均日交通量按下式计算（2-1）式中——设计年限的年日平均交通量——初始的年日平均交通量r——年平均增长率，%n——设计年限通过上式可计算出设计交通量为=7255×=12563.31（辆/日）根据《规范》可知在双车道二级公路能承载的年平均交通量为5000~15000辆，故根据以上指标确定公路等级为双车道二级公路。2.4方案比选该道路为二级公路，设计车速为60km/h，经过调研，初步确定以下三个方案。方案一此路自西向东，起点K0+000，终点K2+940.965,全长2940.965m，途径农田、果林、池塘、村庄。本方案设计了两个平曲线，JD1曲线半径为400m，缓和曲线长度Ls1=Ls2=60m，转角值为18°40′12.5″。JD2曲线半径为300m，缓和曲线长度为Ls1=Ls2=70m，转角值为37°1′9.4″。图2-1方案一方案二此路线自西向东，起点K0+000,终点K2+937.432，全长2937.432m，途径农田、果林、池塘、村庄。本方案设计了一个平曲线，JD1曲线半径为500m，缓和曲线长度Ls1=Ls2=110m,转角值为27°15′15.6″。图2-2方案二方案三此路线自西向东，起点K0+000,终点K2+991.282，全长2991.282m，途径农田、果林、池塘、村庄。本方案设计了两个平曲线JD1曲线半径为300m，缓和曲线长度Ls1=Ls2=70m，转角值为34°59′31.6″。JD2曲线半径为300m，缓和曲线长度为Ls1=Ls2=90m，转角值为44°43′33.3″。。图2-3方案三方案比选表2-3方案比选量化表指标单位方案一方案二方案三路线总长度m2940.9652937.4322991.282设计时速Km/h606060拆迁面积㎡100035001500圆曲线半径m400/300500300/300缓和曲线长度m60/70110/11070/70方案一与其他方案相比拆迁面积较小，路线过度平滑，经过的池塘较少，需进行软基处理的部分较少。此道路设计为二级公路，方案一在平纵横上的设计可以选择较高的标准，有利于以后提高路线等级时可最大化利用原有道路。综上所述，选择方案一。2.5设计参数平面线型设计主要是确定路线的交点位置、曲线半径、缓和曲线长度、等。2.5.1曲线和缓和曲线长度的确定《公路路线设计规范》中缓和曲线取值范围如表2-2表2-3各级公路缓和曲线最小长度表设计车速（km/h)12010080604030缓和曲线最小长度一般值130120100805040最小值1008570604030本设计的JD1缓和曲线为80m，JD2缓和曲线为70m均满足设计要求。2.5.2圆曲线半径《公路路线设计规范》中对不同设计速度的公路规定了极限最小半径、一般半径、不设超高的半径如表2-42-4圆曲线最小半径设计速度（km/h)一般值/m极限值/m120100065010070040080400250602001254010060306530对于二级公路设计车速60km/h，圆曲线一般半径为200m，最小半径为125m，该设计的JD1半径为300m，JD2的半径为200m,均符合规范的要求。该路段的两段圆曲线长度分别为248m和212m均符合《规范》要求。曲线要素如下表2-5。2-5曲线要素表交点交点桩号转角值曲线要素值半径缓和曲线长度切线长度曲线长度外距校正值JD1K1+143.97132°12′29.5″30080126.894248.72913.1915.059JD2K1+842.03040°45′44.3″20070109.648212.28714.4457.0082.6曲线要素计算2.6.1交点计算图2-4平面线曲线要素图（2-2）（2-3）（2-4）（2-5）（2-7）（2-8）式中p——回旋曲线中点内移值（m)-q——回旋曲线中点处曲率圆心坐标（m)β——半径方向与Y轴夹值（m）T——切线长（m)L——曲线长(m)E——外距（m)J——超距或校正值（m）α——转角（°）曲线要素计算结果如下表所示表2-6曲线要素表交点半径（m）缓和曲线长度（m）切线长（m）曲线长度（m）外距（m）校正值（m）JD130080126.894248.72913.1915.059JD220070109.848212.28714.4457.008曲线要素桩号（2-9）(2-10)(2-11)(2-12)根据以上公式通过纬地计算出要素桩号具体见表2-6和表2-7。表2-6要素桩号交点ZHHYQZYHHZJD1K1+017.077K1+097.077K1+141.442K1+185.806K1+265.806JD2K1+732.383K1+802.383K1+838.526K1+874.670K1+944.6702.7行车视距根据《公路路线设计规范》中要求，二级公路的视距采用会车视距来作为行车安全的保证。在受到地形条件或特殊因素影响时也可以采用停车视距。二级公路停车视距和会车视距如下表2-7所示。表2-7二级公路会车视距和停车视距设计车速8060403020会车视距220150806040停车视距11075403020本公路为二级公路，设计车速为60km/h，该设计路段需要满足的行车视距为会车视距，该平曲线内侧无障碍物，故该设计不存在行车视距问题。3纵断面设计3.1纵断面设计原则纵坡设计需满足《标准》中关于指标，如纵坡坡度、坡长、竖曲线设计要求等各项规定；在设计纵断面应做到纵断面与地形相适应，结合当地的地形地质等情况来进行设计。在线性设计上应该做到平顺圆滑；在平纵组合时应做组合适当，平曲线与纵曲线达到“平包竖”的设计要求。3.2纵断面设计指标竖曲线设计时应考虑到最大纵坡、最小纵坡、最小坡长。竖曲线最小半径、最大半径和坡度。根据公路设计规范，当设计车速为60km/h时，纵坡设计应满足表3-1的要求。3-1纵坡设计指标表车速最大纵坡最小纵坡最小坡长最大坡长竖曲线最小半径竖曲线最小长度坡度凸凹一般值极限值最大合成坡度最小合成坡度一般值极限值一般值极限值60km/h6%0.30%15012002000140015001000120509.5%0.5%3.3竖曲线要素计算3.3.1纵坡纵坡的的坡度大小和长度反映了道路的起伏状况，关系到工程的实用性和美观，所以对纵坡的设计必须进行合理的安排。坡度用符号i表示，计算按下列公式计算（3-1）式中i——坡度H1、H2——路线两端的高程 L——坡长该设计路段有两个变坡点，第一个变坡点为凸曲线，第二个变坡点为凹曲线。第一个竖曲线的半径为9000m,第二个竖曲线的半径为8500米。纵坡坡度依次为0.52%，-0.85%，0.56%。均满足规范要求。纵坡长度分别为1150m、700m、997.021m均满足规范要求。合成纵坡的计算公式为式中——合成坡度，％——超高横坡度或路拱横坡度，％——路线设计纵坡度，％在平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。根据规范可以得知二级公路合成坡度须小于10％。各级道路最小合成坡度不宜小于0.3％。该设计路段的最大合成纵坡为，满足要求。3.3.2竖曲线要素计算竖曲线要素计算图：图3-1竖曲线要素示意图竖曲线要素根据下式计算：ω=（3-2）（3-3）(3-4)(3-5)(3-6)式中W——坡度差L——曲线长h——竖曲线上任意一点竖距E——外距根据上式计算，竖曲线要素如下表3-2。表3-2竖曲线要素表变坡点竖曲线半径R（m)竖曲线形状切线长(m)外距(m)起始桩号终点桩号标高(m)竖曲线长度(m)19000凸61.710.21K1+088.290K1+211.7104.645123.4228500凹60.400.21K1+789.593K1+910.407-1.314120.8143.3.3平纵组合在平纵组合上需注意各项技术指标的均衡，他影响到线性的平滑性，单独的提高其中的一项指标式没有意义的；合理的选择道路合成坡度有利于道路的排水和行车安全；在视觉上药保证视线的连续性可以减少交通事故的产生。当平曲线和竖曲线相组合时应将竖曲线包含在平曲线之内，达到“平包竖”的组合设计要求，该设计的平纵组合如下图所示。图3-1平纵组合平曲线1的起点桩号为k1+017.077,终点桩号为k1+265.806，竖曲线1的起点桩号为k1+088.290,终点桩号为k1+211.710,平曲线1包含了竖曲线1，达到“平包竖”的组合要求。平曲线2的起点桩号为k1+732.383,终点桩号为k1+944.670，竖曲线1的起点桩号为k1+789.593终点桩号为k1+910.407,平曲线2包含了竖曲线2，达到“平包竖”的组合要求。4横断面设计4.1横断面设计原则横断面在设计时应考虑到当地的气候、水文、地质等情况，还应该结合路线和路面来进行设计，尽量的去避开地质不良地段，减小施工难度;在设计既要做到安全稳固又要做到经济合理。4.2横断面设计技术指标二级公路采用整体式设计，不需要设计中央分隔带。其设计的各部分宽度应该满足下表4-1。4-1路肩宽度表路肩一般值（M)最小值（m)硬路肩宽度1.50.75土路肩宽度0.7技术指标该路段的路基设计年限为15年，交通量为7255辆/日，查《公路路线设计规范》得该道路的等级为二级公路，设计车速为60KM/h，车道为双车道,车道宽度为10m。该设计路段的车道宽为3.5m×2=7.0m；两侧硬路肩宽度为0.75m×2=1.5m；两侧土路肩的宽度为0.75m×2=1.5m。具体见下图4-1。图4-1公路横断面组成路拱横坡该路段的行车道路拱横坡为2%，硬路肩路拱横坡为3%，土路肩路拱横坡为3%。均满足《公路路基设计规范》中的要求。路拱坡度采用的双向的坡面，由道路中间向两侧倾斜。4.3道路加宽和超高设置4.3.1加宽据规范要求道路圆曲线半径小于250m处需要加宽，该设计路线中华JD2处的圆曲线半径为200m，故此处需要进行加宽。加宽的类型有一类加宽、二类加宽、三类加宽，此处选用的为三类加宽；加宽位置为曲线内侧加宽，渐变方式为线性加宽。两处圆曲线的加宽值均为0.8m。加宽过渡段任意点的加宽值按下式计算：（4-1）式中——加宽段上任意一点处加宽的加宽值，m；——加宽段上该点与过渡段起点的长度，m；——加宽过渡段的长度，m；——圆曲线段的加宽值，m；具体加宽值见附表路基超高加宽表。4.3.2超高（1）超高的确定合理的设置超高可抵消车辆在弯道行驶时所产生的离心力，超高的设置一般时将路面设计成外侧高内侧低的单向横坡方式。不设超高的最小半径如下表4-2。4-2圆曲线不设超高的最小半径设计速度（km/h)12010080604030不设超高圆曲线最小半径（m)路拱≤2%5500400025001500600350路拱＞2%7500525033501900800450该设计路段圆曲线半径分别为300m、200m均需要设置超高。该道路为新建的二级公路，所以选用的超高旋转方式为绕中心线旋转。超高的横坡计算公式为：

（4-2）式中：——横向力系数，取值为0.074；——设计速度；——曲线半径。当设计车速为60km/h，圆曲线半径为300m时，=2%超高值的计算①第一段平曲线上超高的计算超高缓和段的计算：由于该路段圆曲线半径为300m，设计车速为60km/h，根据规范取超高横坡度=2%。表4-3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边线中线边线1201/2501/200401/1501/1001001/2251/175301/1251/75801/2001/150201/1001/50601/1751/125根据上表设计车速为60km/h，超高渐变率取1/175。超高过度段计算公式为：（4-3）根据上述公式计算出的超高过渡段的长度应取5m的整数倍，且不小于10m。根据上式计算可得超高缓和段的长度为24.5m.故可以取=80m即这里取缓和段全部长度设置为超高过渡段。计算公式如下圆曲线上：外缘：（4-4）内缘：(4-5)过渡段上：外缘：（或≈）(4-6)内缘：，（4-7）结果见表4-4表4-4超高计算结果桩号左侧超高(m)右侧超高(m)桩号左侧超高(m)右侧超高(m)K1+017.077(ZH)-0.11-0.10K1+732.383(ZH)-0.10-0.11K1+097.077(HY)0.23-0.28K1+802.383(HY)-0.380.26K1+141.442(QZ)0.23-0.28K1+838.526(QZ)-0.380.26K1+185.806(YH)0.23-0.28K1+874.670(YH)-0.380.26K1+205.806(HZ)-0.11-0.10K1+944.670(HZ)-0.10-0.11以上为几个特征点的超高值，其他超高值见横断面设计图。5路基设计5.1路基设计要求路基设计应根据其使用要求和自然条件进行设计，既要又足够的强度也要经济合理。对于影响路基强度和稳定性的地下水需将其排出，该路段经过大量的农田，在进行排水设计时可考虑将降雨和地下水用于周围的农田灌溉。修筑路基取土和弃土应做到合理分配，减少对周围环境的影响。5.2边坡坡度路堑边坡应根据当地的自然地理条件来确定，当地质良好时可参考规范中所列值范围，如表5-1表5-1路堑边坡表土和岩石种类边坡最大高度路堑边坡坡度一般土201：0.5~1：1一般岩石-1：0.1~1：0.5路堤边坡参考规范为1：1.5（小于6m)5.2边坡防护在道路设计中，合理的边坡防护有利于路基的稳定性,本设计防护选用和植物防护。当填方高度小于2m时，坡面采用植草，当高度大于2m小于5m时选择用草皮做成150*150cm²方格，格内植草。植草种类选择小冠花、多年生黑麦草。当挖方高度小于3m时，坡面采用植草，当高度大于3m时选择用草皮做成150*150cm²方格。边坡防护见图5-1图5-1边坡防护图边坡防护路段为k0+000~k0+250段两侧、k1+732.383~k1+874.670段两侧、k2+050~k2+150段两侧；全长共986m需做草皮网格。5.3挡土墙5.3.1挡土墙设置该设计路段k1+800~k1+850段挖方高度超过五米，需设置挡土墙。该路段设计的挡土墙类型为重力式挡土墙。挡土墙设计高度为2m；验算结果如下：基本参数：挡土墙墙身高度为2m,墙顶宽为1m，墙趾宽度为0.5m。底宽2.337m;面坡倾斜度为1：0.25，背坡倾斜度为1：0.2，不设置扩展墙址台阶，墙底倾斜坡率为0.2：1。圬工砌体容重为23KN/m³；圬工之间摩擦系数为0.4，地基土摩擦系数为0.5，砌体为片石砌体，选择用5号砂浆，石料的强度为30Mpa。路基宽度为10m,填料容重为18KN/m³。填料内摩擦角35°，墙背与墙后填土摩擦角为17.5°。地基承载力为500kpa。挡土墙分段长度为10m。5-2挡土墙计算图示计算：求破裂角=63.81°假设破裂角交于荷载内，则按下式计算：=0.213=0.711验算破碎面是否交于荷载内：堤顶破裂面至墙踵：2×0.711=1.422m荷载内缘至墙踵：-2×0.2+0.5=-1.5m荷载外缘至墙踵：-2×0.5+0.5+2=0.5m因-1.5＜0.5＜1.422故该破碎面位于荷载内，上述假设成立。计算图示如图5-2所示。主动土压力系数K和=0.561=0.549m=1.805主动土压力及其作用点=36.484kn=31.968kn=17.582kn=0.848m=2-0.848×0.2=0.304m抗滑稳定性检验挡土墙的体积为3.554m³，自重为81.746kn。=4.368＞1.300故满足抗滑稳定性要求。抗倾覆稳定性检验=11.270＞1.500故满足抗倾覆稳定性要求。基地应力检验基底宽度为2.337m=1.233m=0.233≤B/6=0.390m基底应力检测通过。验算内容通过，故选用高度为2m，顶宽1m，基底宽2.337m，墙背俯斜0.2：1，基底向上倾斜0.2：1的挡土墙。5.3.2挡土墙排水设施挡土墙的排水设施目的是为了排出挡土墙墙后的水分，防止地面水的渗入，防止墙后应积水而产生的静水压力，对挡土墙有很好的保护作用。该路段的挡土墙排水孔采用埋设∅50UPVC排水管，排水管间距为2m。5.4排水设施的布置5.4.1边沟路基排水的边沟采用梯形边沟，梯形边沟的宽度和深度均为0.6m，内侧边坡坡度为1：1.0，材料选用M7.5砌石片；边沟设计路段为k0+000~k0+700两侧、k0+750~k0+800段两侧、k1+450~k2+400段两侧、k2+400~k2+450段左侧、k2+450~k2+600段两侧，全长共1750m。具体设计如下图图5-2边沟5.4.2排水沟路基排水的排水沟采用矩形边沟，矩形边沟的宽度和深度为0.6m，材料选用M7.5砌石片；排水沟设计路段为k0+700~k0+750段两侧、k0+800~k1+450段两侧、k2+400~k2+450段右侧、k2+600~k2+847.021段两侧，全长共1944.048m，具体设计如下图图5-3排水沟5.5土方的计算和调配5.5.1土方调配原则对于不同性质的土应该做到分别调配，尽量不混用；土石方在调配时遵循先横向调配再纵向调配的原则；纵向调配时最远运距一般应小于经济运距，从而达到经济合理的目的；借方土和弃方土应尽量少占用耕地，减少对农业的影响。5.5.2土石方计算在计算土石方时，可假设两断面之间为棱台，按照棱台的的体积来计算，故计算公式为(5-1)式中V——土石方的体积，m³；——相邻两断面的面积，㎡；L——相邻两断面的长度，m。5.5.3土石方调配在该设计中，土石方的调配采用表格调配法，直接在土石方表上进行调配。在调配时需先进行土石方数量的计算，选择合适的弃土点和取土点，然后再考虑运输方式，确定经济运距。该道路k0+000~k2+847.021段进行调配。将K0+300~k0+700段挖余9210m³土运往k0+800~k1+400段，k0+300~k0+700段剩挖余土方1826m³和k0+000~k0+250段挖余土7823m³共9649m³弃土于K0+100处，k2+350~k2+600处挖余土3489运往k2+650~k2+847.021m³段。将k1+450~k2+350段挖余土38512m³土弃土如桩号k1+900处。验算：该全路段弃土：9649m³+38512m³=48161m³全路段挖余土：60859m³全路段填缺土：12698m³弃土=挖余土-填缺土=60859-12698=48161m³该路段土石方调配完成。6路面设计6.1设计原则路面设计时应该充分的考虑到当地的自然气候、水文地质等条件，从而进行完成路基路面的设计；路基路面选材应采取就近原则，尽量取选用原材料产地在当地或距离较近的材料用于路基路面的建设，从而达到经济性；选用合理的机械进行施工有利于节约工期降低劳动成本；路面设计时应注重环保。6.2设计参数6.2.1地质该设计道路为二级公路，地处自然区划为IV2；道路沿线地形为平原，该地区土壤以黄棕壤、水稻土为主要土壤，约占全部土壤的85%。其余为石灰（岩）土、紫色土和砂黑土。6.2.2交通组成该地区的交通量如下表6-1。年交通增长率为4%。该设计路面的使用年限为15年。表6-1交通组成及交通量汽车型号（辆/日）小客车2300北京BJ130三类货车800三菱T653B三类货车450吉尔130san'三类货车380华龙SK171A三200东风EQ144货车270黄河JN253货车280鞍山AS9170挂车140湘江HQP40挂车170东风CS938挂车606.3沥青路面设计根据上表6-1，可知整体式货车比例：（800+450+380+200+270+280）/（2300+800+450+380+200+270+280+140+170+60）×100%=48%；半挂式货车比例为（140+170+60）/4990×100%=7%，根据《公路沥青路面设计规范》可知公路TTC分类标准如下表6-3：表6-3公路TTC分类标准（%)TTC分类整体式货车比例半挂式货车比例TTC1＜40＞50TTC2＜40＜50TTC340~70＞20TTC440~70＜20TTC5＞70——根据上表可知该公路的分类为TTC4。车道系数的取值在《规范》中如下表6-4所示：6-4车道系数表单向车道数123≥4高速公路——0.70~0.850.45~0.600.4~0.5其他等级公路10.50~0.750.50~0.75——该公路为二级公路，车道为单向双车道，根据上表车道系数取0.60。根据《规范》可知TTC4车辆类型分布系数为下表6-5所示：6-5车辆分布系数表（%）车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类TTC428.99.42.00.1该道路车辆满载比例如下表6-6所示：6-6车辆满载比例车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类满载比例0.080.340.100.440.310.540.360.460.390该道路拟定路面结构层为6层，路面设计层位为四层，初步设计如下图6-1所示：中粒式沥青玛蹄脂碎石40mm中粒式沥青混凝土40mm粗粒式沥青混凝土60mm水泥稳定碎石150mm石灰土250mm碎石土200mm新建路基6-1路面结构设计图据上述数据输入HPDS得以下计算结果：交通量的计算：该道路的等级为二级公路，，标准设计载轴为100，目标可靠指标为1.04，首次对车辙维修时间为通车第15年。初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量为907辆/日。设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为6628908辆，根据《规范》可知该道路设计交通荷载等级为中等交通荷载等级。验算沥青混合料层疲劳开裂：设计年限内该车道的标准设计载轴累计次数为1.201616E+07次。验算无机结合料稳定层疲劳开裂：设计年限内该车道的标准设计载轴累计次数为7.918168E+08次。验算沥青混合料层永久变形量：通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的标准设计轴载累计作用次数为1.201616E+07。验算路基顶面竖向压应变：设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为1.78775E+07次。路面结构层设计与验算该设计路面的结构层数为6层，路面设计层位为第4层，设计层的起始厚度为150mm，设计载轴为100。路面层参数如下表6-7所示：表6-7路面层参数层位结构层材料名称厚度（mm）模量（MPa）泊松比无机结合料稳定类材料弯拉强度（MPa）沥青混合料车辙试验永久变形量（mm）1中粒式沥青玛蹄脂碎石40110000.251.52中粒式沥青混凝土60110000.252.53粗粒式沥青混凝土60100000.252.5续表6-7路面层参数4水泥稳定碎石？75000.251.45石灰土25075000.3516碎石土200810.47新建路基810.4第4层无机结合料稳定层疲劳开裂验算：设计层厚度H(4)=150mm季节性冻土地区调整系数KA=0.8温度调整系数KT2=1.154现场综合修正系数KC=-0.143第4层层底拉应力σ=0.042MPa第4层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命NF2=9.329045E+11轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB2=7.918168E+08轴次第4层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.第5层无机结合料稳定层疲劳开裂验算设计层厚度H(4)=330mm季节性冻土地区调整系数KA=0.8温度调整系数KT2=0.996现场综合修正系数KC=-0.83第5层层底拉应力σ=0.131MPa第5层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命NF2=9.699546E+08轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB2=7.918168E+08轴次第5层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.沥青面层低温开裂指数验算：路面所在地区低温设计温度TSJ=-8℃表面层沥青弯曲梁流变试验蠕变劲度ST=120MPa沥青结合料类材料层厚度HA=160mm路基类型参数BLJ=2沥青面层低温开裂指数CI=-0.2条沥青面层容许低温开裂指数CIR=5条沥青面层低温开裂指数值满足规范要求沥青混合料层永久变形量验算沥青混合料层永久变形等效温度TPEF=20.5℃通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB3=1.201616E+07轴次沥青混合料层永久变形验算分层数N=6第1分层沥青混合料永久变形量RAI(1)=0.45mm第2分层沥青混合料永久变形量RAI(2)=0.86mm第3分层沥青混合料永久变形量RAI(3)=1.44mm第4分层沥青混合料永久变形量RAI(4)=1.04mm第5分层沥青混合料永久变形量RAI(5)=0.63mm第6分层沥青混合料永久变形量RAI(6)=0.72mm沥青混合料层永久变形量RA=5.14mm沥青混合料层容许永久变形量RAR=20mm沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第1层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为5139次/mm第2层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412次/mm第3层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412次/mm验算路面结构防冻厚度:路面结构最小防冻厚度500mm验算结果表明,路面结构总厚度满足防冻要求。据以上计算结果路面的初步设计满足要求，路面结构图如下图所示：中粒式沥青玛蹄脂碎石40mm中粒式沥青混凝土40mm粗粒式沥青混凝土60mm水泥稳定碎石150mm石灰土250mm碎石土200mm新建路基6-2路面结构图7软土地基处理7.1软土地基的处理原则在道路工程施工中，在途径地下水比较丰富或地质情况较差的路段时，大多需要进行软基处理。在处理时需要结合当地的实际地质情况来进行软基处理，从而达到降低成本的目的。在软基处理中一般采用的措施有两种，预防性控制措施和修复性控制措施。修复性控制措施主要是采取一定的技术手段来使当前路段的软土地基的承载力上升达到使用要求，从而满足道路修建的地基要求。预防性措施主要是对当前满足要求，但在后续可能因为降雨等因素的影响导致地基承载力进一步下降的原因进行防护，从而避免地基承载力进一步下降。7.2软土地基的处理方法该路段经过大量的农田、池塘，故需要对该路段的路基采用修复性控制措施。该路线所经地区存在多处的鱼塘和长年积水的农田。在这些地方，软土层位于水下位置，还有部分土壤的稠度远超过液限，透水性较差，土壤的含水量较高，如果不对该地区的软土地基进行处理会使路基失去稳定性或者导致路基沉降的产生，从而造成公路无法正常的使用。对于这种这种片石能到达底部的池塘和软土地基在4m以上的软土，采用抛石挤淤的处理方法效果最好。在进行抛石挤淤之前需进行测量放样，进行基槽的开挖然后对需要进行抛石挤淤的断面进行确定，然后根据当地的情况来选择合适的填料。在抛石过程中遵循下大上小的原则，先将大于0.5m的石料，抛于底部。用挖掘机将大的填料分层抛投，直至石块达到地表水位以上，然后用推土机将小的石块推平，填入缝隙之中。当抛石达到地表水位0.5m以上后，在片石上部铺10～30mm的碎石垫层，然后将其整平压实。在整个路段铺筑碎石垫层达到要求后，即可进行正常的路基填筑。7.3承载力验算该设计路段K1+800~K2+100段需进行软基处理。换填材料选用片石，换填厚度1.5m。路面结构层层厚为74cm,路面结构层的重度取22kN/m³，片石的容重为23kN/，下部软土的承载力特征值=60.0kPa。计算该公路的汽车荷载时根据《公路工程技术标准》中规定，采用550KN车辆，两个后轴距离1.4m，车轮着地宽度为0.6m长度为0.2m,一个轴荷载为140KN，汽车荷载以30°的压力向下扩散，换填层的扩散角度为30°。两车并横着地宽度为在计算时按最不利组合，即两辆车并排，则车辆荷载为140×4=560kN。两车并列时车轮横向着地宽度为,着地长度为。作用在软土地基的宽度为:;作用在软土地基上的长度为:;作用在软土地基上的面积为:A==33.90㎡。根据《建筑地基基础设计规范》，按照下式来计算软卧下基层的地基承载力：（7-1）式中：——垫层底面土的附加应力（kPa）；——垫层底面土的自重应力（kPa）；——垫层地面处软弱土层经深度修后的地基承载力特征值（kN）。根据《公路桥涵设计规范》采用汽车荷载计算时，分项系数为。软基顶部的附加应力值为：汽车荷载对软土地基的附加应力为：29.73kPa。软基作用面积上的土重：=A(22×0.74+23×1.5）=1721.422kN垫层底面土自重应力：=/A=50.78kPa+=80.51kPa加权平均重度：根据《建筑地基设计规范》深度修正系数取最小值，=93.617kPa+=80.51kPa＜=93.617kPa故换填后满足基底应力要求。8环境保护8.1环境保护在基础施工中以挖做填，极可能的与原有地形、地貌相结合。减少开挖量，在纵断面设计时注意填挖平衡。临时设施和弃土堆、取土点尽量不占用耕地、鱼塘等农业用地。在基础设施施工前先做好道路施工段的排水设施，避免因雨水冲刷而导致松散土被水带走、填埋农作物，堵塞河道导致水体污染。各种排水渠的水流不能直接排放到河流、池塘、农田、果林中。生活污水、清洗机械用水、道路养护用水应该经沉淀或处理后方可排到自然体系中。在路基成型后，应根据当地的自然地理条件在土路基和路堑边坡上进行植树和植草等绿化。在施工完成后尽快清理施工中的临时设施，恢复原有地貌，减少对周围居民生产生活的影响。9经济文化本设计为肥西至舒城二级路施工图设计，该道路用于连接肥西至舒城两地。在该设计段途径大量的农田，因此对当地居民的生产生活造成的一定的影响；对农民的劳作带带来了不便。但从长远上来看，农业种植已由机械逐渐取代人工。该道路有利于农用机械的运输与使用，也方便了农产品的运输，减少了务农人员的负担。该道路的建成有利于提高居民的生活质量。肥西具有丰富的旅游资源、文化资源丰富。大大小小的旅游景点有十来个之多。旅者从定居地到旅游景点之间的行程，必须借助良好的交通条件。旅游地的选择上，交通是否便利也是影响旅游者选择目的地的重要因素之一