二級(jí)公路畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、<p><b>　　緒論</b></p><p>　　龍山茨巖塘至永順靈溪鎮(zhèn)二級(jí)公路設(shè)計(jì)對(duì)于湖南省湘西土家族苗族自治州境內(nèi)的經(jīng)濟(jì)民生有著重要作用。選擇這段二級(jí)公路設(shè)計(jì)對(duì)我們的學(xué)習(xí)和以后的工作有著現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　改革開放以來(lái)，國(guó)家把交通作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一，為公路交通事業(yè)快速發(fā)展提供了機(jī)遇。這一階段的工作方針是統(tǒng)籌規(guī)劃、條塊結(jié)合、分層

2、負(fù)責(zé)、聯(lián)合建設(shè)，統(tǒng)籌渠道是國(guó)家投資、地方籌資、社會(huì)融資、引進(jìn)外資。1978年以來(lái)，是我國(guó)公路事業(yè)發(fā)展最快、建設(shè)規(guī)模最大、最具活力的時(shí)期。期間我國(guó)10~20年的時(shí)間走過(guò)了發(fā)達(dá)國(guó)家一般需要30~40年走完的路程，我國(guó)公路建設(shè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，取得了舉世矚目的成就。</p><p>　　盡管我國(guó)公路建設(shè)取得了巨大成就，但由于公路交通建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，各地發(fā)展不平衡，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有較大差距，還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展

3、的需要。存在的主要問(wèn)題：一是數(shù)量少，按國(guó)土面積計(jì)算的公路網(wǎng)密度仍然很低，只相當(dāng)于印度的1/5，美國(guó)的1/7，日本的1/30；二是質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低，在通車?yán)锍讨?，大部分為等?jí)較低的三、四級(jí)公路，還有達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的“等外路”。因此在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，加快新建公路和低等級(jí)公路的改鍵，將是我國(guó)公路建設(shè)的主要任務(wù)。</p><p>　　本次二級(jí)公路設(shè)計(jì)主要任務(wù)包括：根據(jù)道路技術(shù)等級(jí)和道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算確定相關(guān)參數(shù)；在進(jìn)行

4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證的基礎(chǔ)上，選定路線設(shè)計(jì)方案；繪制路線平面、縱橫斷面設(shè)計(jì)圖；路基路面設(shè)計(jì)，繪制路基路面結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　1 路線設(shè)計(jì)資料論證</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)基本資料</p><p>　　1.1.1 交通量</p><p>　　根據(jù)本路段OD調(diào)查和各交通觀測(cè)站資料分析，2011年平均日交通量組成如表1.1所示，

5、年平均增長(zhǎng)率為6%。</p><p><b>　　表1.1 交通組成</b></p><p>　　1.1.2 沿線自然地理特征</p><p>　　本工程位于湖南省湘西土家族苗族自治州境內(nèi)，屬于亞熱帶大陸性濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛；受季風(fēng)、地形等的影響，降水的年際、年內(nèi)變化較大。該地區(qū)多年平均降雨量約為1297毫米，降水集中期分布在

6、4-6月。氣候四季分明，夏季濕潤(rùn)多雨，冬季干冷少雨。多年平均氣溫16.1℃。年平均最熱月(七月)平均氣溫為26.5℃，年平均最冷月(一月)平均氣溫為5℃。擬建公路所在區(qū)域雨量充沛、土壤質(zhì)地多為壤土，肥力較高，蓄水性強(qiáng)，十分適宜林木生長(zhǎng)，土壤適宜種性廣，因此植被廣闊，類型多樣。區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件較好，基本不影響路線選擇。區(qū)內(nèi)建材工業(yè)水平較發(fā)達(dá)，可滿足本項(xiàng)目實(shí)施對(duì)成品建材的大量需求。材料質(zhì)量符合項(xiàng)目要求。</p><p>

7、　　1.2 道路類型、等級(jí)的確定和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論證</p><p>　　1.2.1 道路類型及等級(jí)論證</p><p>　　根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）規(guī)定：雙車道二級(jí)公路一般能滿足各種汽車折合成小客車的年平均日交通量5000~15000輛。</p><p>　　交通預(yù)測(cè)年限為15年。</p><p>　　計(jì)算起始年平

8、均日交通量：</p><p>　　ADT=900×1.0+490×1.5+640×2.0+300×3.0+400×2.0</p><p>　　=4615(pcu/d) (1.1)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)交通量：</b&

9、gt;</p><p>　　AADT=4615×</p><p>　　=10434.07（pcu/d） (1.2)</p><p>　　所以，雙車道二級(jí)公路滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　1.2.2 道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論證</p><p>　　1.2.2.1

10、 設(shè)計(jì)速度論證</p><p>　　根據(jù)，由于作為城鄉(xiāng)結(jié)合部混合交通量大的集散公路時(shí)，其設(shè)計(jì)速度宜選用60km/h。</p><p>　　1.2.2.2 平面線形標(biāo)準(zhǔn)論證</p><p>　　按照確定平面線形標(biāo)準(zhǔn)，主要包括各種曲線線形、半徑、長(zhǎng)度以及直線長(zhǎng)度、超高等規(guī)定的取值范圍。</p><p><b>　　①直線長(zhǎng)度</

11、b></p><p>　　《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）規(guī)定：設(shè)計(jì)速度不小于60km/h的公路，最大直線長(zhǎng)度以汽車按設(shè)計(jì)速度行駛70s左右的距離控制；一般直線路段的最大長(zhǎng)度（以m計(jì)）應(yīng)控制在設(shè)計(jì)速度（以km/h計(jì)）的20倍為宜；另外，同向曲線間的最小直線長(zhǎng)度以不小于行車速度（以km/h計(jì)）的6倍為宜，反向曲線間的最小直線長(zhǎng)度以不小于行車速度（以km/h計(jì)）的2倍為宜。</p>

12、<p>　　該二級(jí)公路的設(shè)計(jì)速度為60km/h，所以最大直線長(zhǎng)度為60×70/3.6=1167m，同向曲線間的最小直線長(zhǎng)度為6×60=360m，反向曲線間的最小直線長(zhǎng)度為2×60=120m。</p><p><b>　?、谇€線形</b></p><p>　　曲線要素的組合類型主要采用基本型，即直線——緩和曲線——圓曲線——緩

13、和曲線——直線的順序組合。緩和曲線、圓曲線、緩和曲線的長(zhǎng)度之比宜為：1:1:1~1:2:1，同時(shí)還應(yīng)滿足基本型曲線的幾何條件：2β＜α。</p><p><b>　?、矍€的半徑和長(zhǎng)度</b></p><p>　　《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）規(guī)定：當(dāng)設(shè)計(jì)速度為60km/h時(shí)，圓曲線的一般最小半徑為200m，極限最小半徑為125m（超高i=8%時(shí)）,

14、不設(shè)超高的最小半徑為1500m（路拱≤2%時(shí)）和1900m（路拱＞2%時(shí)）；當(dāng)直線與最小半徑小于1000m的圓曲線相連接時(shí)，應(yīng)設(shè)置緩和曲線，緩和曲線的長(zhǎng)度一般最小長(zhǎng)度為80m，極限最小值為60m。選用圓曲線半徑時(shí)，在與地形等條件相適應(yīng)的前提下，應(yīng)盡可能采用大的半徑，但曲線最大半徑不宜超過(guò)10000m。</p><p>　?、艹吆图訉挼囊?guī)定取值范圍</p><p>　　根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)

15、范》（JTG D20-2006）規(guī)定：在設(shè)計(jì)速度為60km/h時(shí)，當(dāng)曲線半徑小于不設(shè)超高圓曲線的最小半徑1500m（路拱≤2%）和1900m（路拱＞2%）時(shí)，應(yīng)在圓曲線上設(shè)超高。</p><p>　　規(guī)范規(guī)定：當(dāng)圓曲線半徑小于250m時(shí)，需要設(shè)置加寬。</p><p>　　1.2.2.3 豎曲線要素標(biāo)準(zhǔn)論證</p><p><b>　?、倨露燃捌麻L(zhǎng)<

16、;/b></p><p>　　縱坡有最大縱坡和最小縱坡。確定最大縱坡時(shí)，要綜合考慮汽車的動(dòng)力特性、道路等級(jí)和自然條件等各方面的因素?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：在設(shè)計(jì)速度為60km/h時(shí)，最大縱坡為6%。同時(shí)最小縱坡也有一定的限制，在挖方路段、設(shè)置邊溝的低填方路段和其他橫向排水不暢的路段，均應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。當(dāng)受到地形條件的限制，必須設(shè)小于0.3%的縱坡時(shí)，其邊溝應(yīng)做橫向排水設(shè)計(jì)

17、。</p><p>　　《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）規(guī)定：最小坡長(zhǎng)為200m，不同縱坡的最大坡長(zhǎng)也有限制。如下表1.2</p><p>　　表1.2 最大坡長(zhǎng)表</p><p><b>　?、谪Q曲線半徑及長(zhǎng)度</b></p><p>　　凸形豎曲線的一般最小半徑為2000m,極限最小半徑為1400m；

18、凹形豎曲線的一般最小半徑為1500m,極限最小半徑為1000m。豎曲線的最小長(zhǎng)度的一般值為120m，極限值為50m,豎曲線半徑一般取大于一般最小半徑為宜。</p><p><b>　?、垡暰嚅L(zhǎng)度</b></p><p>　　為了保證行車安全，司機(jī)應(yīng)能隨時(shí)看到前方一定距離的公路及其障礙物，以便及時(shí)剎車或繞過(guò)。汽車在這段時(shí)間里沿公路的行駛距離為安全距離，即行車視距。四車道

19、一級(jí)公路在設(shè)計(jì)速度為60km/h時(shí)，視距長(zhǎng)度為75 m。</p><p>　　1.2.2.4 凈空高度論證</p><p>　　考慮到大型設(shè)備運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展、路面積雪和路面鋪裝在養(yǎng)護(hù)中的加厚等因素，規(guī)定高速路和一級(jí)、二級(jí)公路的凈高為5.0m，一條公路應(yīng)該采用同一的最小凈高。</p><p>　　1.2.2.5 車輛荷載論證</p><p>　

20、　《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）規(guī)定：根據(jù)二級(jí)公路的橋涵結(jié)構(gòu)采用公路—Ⅱ級(jí)汽車荷載。汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載；橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺(tái)和擋土墻壓力等的計(jì)算采用車輛荷載。車道荷載和車輛荷載的作用不能疊加。其主要技術(shù)指標(biāo)規(guī)定如表1.3：</p><p>　　表1.3 車輛荷載主要技術(shù)指標(biāo)</p><p

21、>　　1.3 路線方案布置及方案比選的論證</p><p>　　路線是道路的骨架，它的優(yōu)劣影響道路功能的發(fā)揮和在路網(wǎng)中的作用。路線設(shè)計(jì)除受自然條件影響外，尚受諸多社會(huì)因素的制約。選線要綜合考慮多種因素，妥善處理好各方面的關(guān)系。</p><p>　　路線方案比選是對(duì)有比較價(jià)值的路線方案進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)、工程造價(jià)、自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境等重要影響因素進(jìn)行同等深度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證及效益分析，通過(guò)調(diào)

22、查、分析、比較、選擇，提出合理的推薦方案。方案比選可按照上述技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益等的計(jì)算比較，確定推薦的路線方案。</p><p><b>　　2 路線線形設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 路線平面線形設(shè)計(jì)</p><p>　　曲線幾何元素計(jì)算公式如下：</p><p>　　p=-（m）

23、 (2.1)</p><p>　　q=（m） (2.2)</p><p><b>　　(2.3)</b></p><p>　　T=（R+p）tan+q（m） (2.4)</p>

24、<p>　　L=R+（m） (2.5)</p><p>　　E=（R+p）sec-R（m） (2.6)</p><p>　　D=2T-L（m） (2.7)</p><p&g

25、t;　　式中：——緩和曲線長(zhǎng)度(m)；</p><p>　　R——圓曲線半徑(m)；</p><p><b>　　——轉(zhuǎn)角。</b></p><p>　　2.1.1 方案一平曲線設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　方案一采用手算，路線設(shè)計(jì)除了起終點(diǎn)（起點(diǎn)樁號(hào)：K0+000，終點(diǎn)樁號(hào)：K3+328.864）外有兩個(gè)交點(diǎn)，即JD

26、1和JD2，下表為平曲線設(shè)置表。</p><p>　　表2.1 平曲線設(shè)置表（方案一）</p><p>　　計(jì)算示例（以JD1為例）</p><p>　　2.1.1.1 要素計(jì)算</p><p>　　p=-=-=0.29999（m）</p><p>　　q===59.9982（m）</p><p&

27、gt;<b>　　=1.7197</b></p><p>　　T=（R+p）tan+q=（2000+0.29999）tan+59.9982=225.561（m） </p><p>　　L=R+=2000+120=450.323（m） </p><p>　　E=（R+p）sec-R=（2000+0.29999）sec-2000=7.

28、140（m）</p><p>　　D=2T-L=2225.561-450.323=0.799（m） </p><p>　　2.1.1.2 計(jì)算曲線五個(gè)主點(diǎn)里程樁號(hào)</p><p>　　直緩點(diǎn)：ZH=JD1-T= K1+080.246-225.561= K0+854.685</p><p>　　緩圓點(diǎn)：HY= ZH+ LS= K0+854.6

29、85+120= K0+974.685</p><p>　　緩直點(diǎn)：HZ= HY+L-LS= K0+974.685+450.323-120= K1+305.008</p><p>　　圓緩點(diǎn)：YH=HZ- LS= K1+305.008-120= K1+185.008</p><p>　　曲中點(diǎn)：QZ=YH-(L/2-LS)= K1+185.008-105.162= K

30、1+079.846</p><p>　　交點(diǎn)1： JD1=QZ+ D/2= K1+079.846+0.400= K1+080.246</p><p>　　同理JD2的計(jì)算如下：</p><p><b>　　平曲線要素：</b></p><p>　　T=349.600，L=694.337，E=21.723，D=4.863。

31、</p><p>　　曲線五個(gè)主點(diǎn)里程樁號(hào)</p><p>　　直緩點(diǎn)：ZH=JD2-T= K2+333.636-349.600= K1+984.036</p><p>　　緩圓點(diǎn)：HY= ZH+ LS= K1+984.036+200= K2+184.036</p><p>　　緩直點(diǎn)：HZ= HY+L-LS= K2+184.036+694.

32、337-200= K2+678.373</p><p>　　圓緩點(diǎn)：YH=HZ- LS= K2+678.373-200= K2+478.373</p><p>　　曲中點(diǎn)：QZ=YH-(L/2-LS)= K2+478.373-147.169= K2+331.204</p><p>　　交點(diǎn)2： JD2=QZ+ D/2= K2+331.204+2.432= K2+33

33、3.636</p><p>　　上述驗(yàn)證無(wú)誤，終點(diǎn)樁號(hào)為：JD2+1000.091-4.864= K3+328.864。</p><p>　　根據(jù)此計(jì)算過(guò)程，將計(jì)算結(jié)果填入“直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表”。</p><p>　　2.1.2 方案二平曲線設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　方案二運(yùn)用緯地軟件設(shè)計(jì)，在地形圖上執(zhí)行主線平面設(shè)計(jì)命令，設(shè)計(jì)定點(diǎn)，

34、然后采用“已知S1+R+S2”模式進(jìn)行實(shí)時(shí)修改，最后保存確定平面文件。</p><p>　　根據(jù)平面文件得到平曲線設(shè)置表：</p><p>　　表2.2 平曲線設(shè)置表（方案二）</p><p>　　輸出表格命令，輸出“直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表”。</p><p>　　2.2 路線縱斷面設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.

35、1 二級(jí)公路縱斷面設(shè)計(jì)的總原則</p><p>　　縱斷面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：</p><p>　　(1)二級(jí)公路的最大坡度為6%，長(zhǎng)路塹以及橫向排水不暢的路段采用不小于0.3%的縱坡，當(dāng)采用平坡（0%）或小于0.5%的縱坡時(shí)路基邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計(jì)。</p><p>　　(2)二級(jí)公路最小坡長(zhǎng)為150m。</p><p>　　(3)坡長(zhǎng)限

36、制：縱坡坡度≥3%，最大坡長(zhǎng)不大于1200m。</p><p>　　縱坡坡度≥4%，最大坡長(zhǎng)不大于1000m。</p><p>　　縱坡坡度≥5%，最大坡長(zhǎng)不大于800m。</p><p>　　(4)滿足視覺(jué)需要最小豎曲線半徑：凸形豎曲線為4000、8000m，凹形豎曲線為6000m。</p><p>　　(5)豎曲線半徑一般最小值2000，

37、凹形豎曲線半徑一般最小值1500m。</p><p>　　(6)豎曲線最小長(zhǎng)度為50m。</p><p>　　(7)最大合成坡度9.5%，最小合成坡度為0.5%，平均縱坡不宜大于5.5%。</p><p>　　2.2.2 方案一的縱斷面的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.2.2.1 計(jì)算豎曲線要素</p><p>

38、　　如圖1.1所示，i1和i2分別為兩相鄰兩縱坡坡度，ω= i2- i1，ω為“+”時(shí)，表示凹形豎曲線；ω為“-”時(shí)，表示凸形豎曲線。</p><p>　　圖1.1 豎曲線要素示意圖</p><p>　　豎曲線長(zhǎng)度L或豎曲線半徑R：</p><p>　　L=R或 R= (2.8)</p>

39、<p><b>　　豎曲線切線長(zhǎng)：</b></p><p><b>　　(2.9)</b></p><p>　　豎曲線任意一點(diǎn)的豎距：</p><p><b>　　(2.10)</b></p><p><b>　　豎曲線外距：</b></p

40、><p><b>　　(2.11)</b></p><p><b>　?、僮兤曼c(diǎn)1：</b></p><p>　　樁號(hào)：K1+060，高程：7.081，ω=-0.51%-0.50%=-1.01%，凸型，R=30000；</p><p>　　K1+060處豎曲線要素計(jì)算：L=Rω=30000×1

41、.01%=303m</p><p>　　T=L/2=303/2=151.5m</p><p>　　E=/2R=151.5×151.5/(2×30000)=0.38m</p><p>　　豎曲線的起點(diǎn)樁號(hào)：K1+060-151.5= K0+908.5；終點(diǎn)樁號(hào)：K1+060+151.5= K1+211.5。</p><p>

42、<b>　?、谧兤曼c(diǎn)2：</b></p><p>　　樁號(hào)：K2+370，高程：0.358，ω=0.52%-(-0.51%)=1.03%，凹型，R=40000；</p><p>　　K2+370處豎曲線要素計(jì)算：L=Rω=40000×1.03%=412m</p><p>　　T=L/2=412/2=206m</p>&l

43、t;p>　　E=/2R=206×206/(2×40000)=0.53m</p><p>　　豎曲線的起點(diǎn)樁號(hào)：K2+370-206= K2+164；終點(diǎn)樁號(hào)：K2+370+206= K2+576。</p><p>　　2.2.2.2 設(shè)計(jì)高程的計(jì)算</p><p><b>　?、僮兤曼c(diǎn)1：</b></p>

44、<p>　　豎曲線起點(diǎn)K0+908.5處設(shè)計(jì)高程：7.081-151.5×0.50%=6.324m</p><p>　　K0+920處：橫距x=920-908.5=11.5m</p><p>　　豎距h=/2R =11.511.5/(230000)=0.0022m</p><p>　　切線高程：6.324+11.50.5%=6.382m<

45、;/p><p>　　設(shè)計(jì)高程：6.382-0.0022=6.380</p><p>　　K0+940 ～K1+200處設(shè)計(jì)高程的計(jì)算方法同K0+920處，其結(jié)果如表2.3</p><p>　　豎曲線終點(diǎn)K1+211.5處設(shè)計(jì)高程：7.081-151.5×0.51%=6.308m</p><p>　　表2.3 變坡點(diǎn)1處豎曲線計(jì)算表<

46、;/p><p><b>　?、谧兤曼c(diǎn)2：</b></p><p>　　豎曲線起點(diǎn)K2+164處設(shè)計(jì)高程：0.358+206×0.51%=1.409m</p><p>　　K2+170處：橫距x=2170-2164=6m</p><p>　　豎距h=/2R=66/（240000）=0.00045m</p>

47、<p>　　切線高程：1.409-60.51%=1.3784m</p><p>　　設(shè)計(jì)高程：1.3784+0.00045=1.379</p><p>　　K2+190 ～K2+570處設(shè)計(jì)高程的計(jì)算方法同K2+170處，其結(jié)果如表2.4</p><p>　　豎曲線終點(diǎn)K2+576處設(shè)計(jì)高程：0.358+206×0.52%=1.429m<

48、;/p><p>　　表2.4 變坡點(diǎn)2處豎曲線計(jì)算表</p><p>　　2.2.3 方案二的縱斷面的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　結(jié)合以上原則，運(yùn)用緯地軟件對(duì)路段進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)。首先編寫好地面線文件，然后拉坡設(shè)計(jì)，確定豎曲線半徑及其他要素。本路段最大縱坡坡度為0.64%，最小縱坡坡度為-0.52%。本路段共設(shè)2個(gè)變坡點(diǎn)。如下表2.5：</p><

49、p>　　由方案一的高程計(jì)算，同理可得方案二的設(shè)計(jì)高程見(jiàn)表2.6和表2.7。</p><p>　　表2.5 豎曲線要素表</p><p>　　表2.6 變坡點(diǎn)1處豎曲線計(jì)算表</p><p>　　表2.7 變坡點(diǎn)2處豎曲線計(jì)算表</p><p>　　2.3 平縱橫組合設(shè)計(jì)</p><p>　　從獲得良好行車條件的

50、目的出發(fā)，協(xié)調(diào)平、縱、橫三方面的線形使之成為連續(xù)圓滑、順適美觀的空間曲線，滿足駕駛員和乘客視覺(jué)和心理上的要求，并有良好的排水條件。</p><p>　　《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）中關(guān)于平面線形配合規(guī)定：設(shè)計(jì)速度大于或等于60km/h的公路，必須注意平縱面的合理組合，盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺(jué)良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。由于本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)速度為60km/h，平縱組合設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一下原則：<

51、;/p><p>　　1.平曲線與豎曲線宜相互重合，且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線。豎曲線的起、終點(diǎn)宜分</p><p>　　別設(shè)在平曲線的，兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，其中任一點(diǎn)都不要設(shè)在緩和曲線以外的直線上或圓曲線內(nèi)。</p><p>　　2.要保持平曲線與豎曲線大小均衡，使得線形順滑優(yōu)美，行車舒適安全。平、豎曲線半徑的均衡研究認(rèn)為：豎曲線半徑約為平曲線半徑的10~20倍。</p&

52、gt;<p>　　3.選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于行車安全和路面排水?lt;/p><p>　　4.對(duì)設(shè)有緩和曲線的平曲線，加寬過(guò)渡段應(yīng)采用與緩和曲線相同的長(zhǎng)度；超高過(guò)渡段布置在緩和曲線上，兩者長(zhǎng)度宜相同或根據(jù)需要使緩和曲線較長(zhǎng)，在圓曲線上是全超高。</p><p>　　2.4 路線方案比選</p><p>　　路線方案是路線設(shè)計(jì)中最根本的問(wèn)題。方案是

53、否合理，不但關(guān)系到公路本身的工程投資和運(yùn)輸效率，更重要的是影響到路線在路線網(wǎng)中是否起到應(yīng)有的作用，即是否滿足國(guó)家的政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防的要求和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。</p><p>　　2.4.1 主要比選指標(biāo)</p><p>　　路線方案比選是對(duì)有比較價(jià)值的路線方案進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)、工程造價(jià)、自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境等重要影響因素進(jìn)行同等深度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證及效益分析，通過(guò)調(diào)查、分析、比較、選擇，提出合理的推薦方

54、案。方案比選可按下述指標(biāo)進(jìn)行。</p><p>　　(1)技術(shù)指標(biāo)：包括路線長(zhǎng)度、圓曲線最小半徑及個(gè)數(shù)、最大縱坡及長(zhǎng)度、交叉?zhèn)€數(shù)及回頭曲線個(gè)數(shù)等。</p><p>　　(2)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：包括土石方、排水及防護(hù)工程、路面、橋梁及隧道、涵洞、通道、征地及拆遷等工程數(shù)量和工程造價(jià)指標(biāo)等。</p><p>　　(3)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益分析。</p><p&

55、gt;　　按照上述技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益等的計(jì)算比較，確定推薦的路線方案。</p><p>　　2.4.2 比選方案的技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　　(1)方案一：</b></p><p><b>　　見(jiàn)下表2.8</b></p><p>　　表2.8 方案一技術(shù)指標(biāo)表</p>&l

56、t;p><b>　　(2)方案二：</b></p><p><b>　　見(jiàn)下表2.9</b></p><p>　　表2.9 方案二技術(shù)指標(biāo)表</p><p>　　2.4.3 方案比選意見(jiàn)</p><p>　　從以上各方案主要指標(biāo)的總結(jié)中可以看到：兩個(gè)方案均能滿足使用任務(wù)和性質(zhì)要求，線形均較順

57、暢，穿越地區(qū)相同，總里程相差不大。</p><p>　　但結(jié)合兩方案的平面圖和縱斷面圖來(lái)看：方案一平面線形稍好于方案二，沿途結(jié)構(gòu)物較多，工程造價(jià)相應(yīng)增大，并且給施工帶來(lái)較大難度。方案二在占用農(nóng)田方面略多于方案一，且方案二相對(duì)于方案一填挖比較大。從對(duì)環(huán)境影響的角度分析，顯然方案二的高填深挖對(duì)環(huán)境的破壞更大?，F(xiàn)將兩方案的各項(xiàng)比較因素列表2.10如下：</p><p>　　表2.10 方案比較表

58、</p><p>　　綜合來(lái)看，方案一要優(yōu)于方案二，故本設(shè)計(jì)選擇方案一為推薦方案。</p><p>　　2.5 橫斷面設(shè)計(jì)</p><p>　　2.5.1 路基橫斷面形狀設(shè)計(jì)</p><p>　　本段設(shè)計(jì)公路等級(jí)屬二級(jí)公路（平原微丘區(qū)），采用二級(jí)路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面型式，路面寬度10m。行車道為23.5m，左硬路肩寬1m，左土路肩寬0.5m，右

59、硬路肩寬1m，右土路肩寬0.5m。路拱及硬路肩橫坡為2%，土路肩橫坡為3%。填方路基邊坡采用1:1.5，挖方路基邊坡采用1:0.5，邊坡高度為6m，左右設(shè)置矩形邊溝高0.6m、寬0.6m。運(yùn)用緯地設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)繪圖，輸出路基橫斷面設(shè)計(jì)圖和路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖，以及輸出路基土石方數(shù)量表和路基設(shè)計(jì)表。</p><p>　　2.5.2 路基超高加寬設(shè)計(jì)</p><p>　　本路段設(shè)計(jì)速度為

60、60km/h，平曲線最小半徑為1500m，路拱橫坡為2%，所以可以不用進(jìn)行超高設(shè)計(jì)。由于平曲線最小半徑1500m>250m，所以不需要加寬設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3 路基設(shè)計(jì)</b></p><p>　　擋土墻是用來(lái)支撐天然邊坡或人工邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。按照墻的形式，擋土墻可以分為重力式擋土墻，加筋擋土墻。錨定式擋土墻，薄壁式擋土墻等形式。

61、本設(shè)計(jì)采用重力式擋土墻。</p><p>　　3.1 擋土墻設(shè)計(jì)資料</p><p>　　1.漿砌片石重力式路堤墻，填土邊坡1:1.5，墻背仰斜，坡度1：0.151：0.35。</p><p>　　2.公路等級(jí)二級(jí)，車輛荷載等級(jí)為公路－II級(jí)，擋土墻荷載效應(yīng)組合采用荷載組合I、II。</p><p>　　3.墻背填土容重γ＝17.8kN／m

62、3，計(jì)算內(nèi)摩擦角Φ＝42°,填土與墻背間的內(nèi)摩擦角δ＝Φ/2=21°。</p><p>　　4.地基為砂類土，容許承載力[σ]=810kPa，基底摩擦系數(shù)μ＝0.43。</p><p>　　5.墻身材料采用5號(hào)砂漿砌30號(hào)片石，砌體=22kN/m3，砌體容許壓應(yīng)力為kPa，容許剪應(yīng)力[]=100kPa，容許拉應(yīng)力[]=60 kPa。</p><p&g

63、t;　　3.2 確定計(jì)算參數(shù)</p><p>　　設(shè)計(jì)擋墻高度H=4m，墻上填土高度a=2m，填土邊坡坡度為1:1.5,墻背仰斜,坡度1:0.25。填土內(nèi)摩擦角：，填土與墻背間的摩擦角;墻背與豎直平面的夾角。墻背填土容重17.8kN/m3，地基土容重：17.7kN/m3。擋土墻尺寸具體見(jiàn)圖3.1。</p><p>　　圖3.1 擋土墻尺寸</p><p>　　3.

64、3 車輛荷載換算</p><p>　　3.3.1 試算不計(jì)車輛荷載作用時(shí)破裂棱體寬度 </p><p>　　(1)假定破裂面交于荷載內(nèi)側(cè)</p><p>　　不計(jì)車輛荷載作用；計(jì)算棱體參數(shù)、：</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　則：</b>

65、;</p><p>　　計(jì)算車輛荷載作用時(shí)破裂棱體寬度值B：</p><p>　　由于路肩寬度d=1.5m>B=0.29m，所以可以確定破裂面交與荷載內(nèi)側(cè)。</p><p>　　(2)計(jì)算主動(dòng)土壓力及其作用位置</p><p><b>　　最大主動(dòng)土壓力：</b></p><p>　　土壓力

66、的水平和垂直分力為：</p><p>　　主動(dòng)土壓力系數(shù)及作用位置：</p><p><b>　　作用位置：</b></p><p>　　3.3.2 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 </p><p>　　為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗(yàn)算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力。在一般情況下：</p><

67、;p><b>　　(3.1)</b></p><p>　　式中：── 擋土墻自重；</p><p>　　，── 墻背主動(dòng)土壓力的水平與垂直分力；</p><p>　　──基底傾斜角(°)；</p><p>　　──基底摩擦系數(shù)，此處根據(jù)已知資料，；</p><p>　　──主動(dòng)土壓

68、力分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)組合為Ⅰ、Ⅱ時(shí)，=1.4；當(dāng)組合為Ⅲ時(shí)，=。</p><p>　　因此，該擋土墻抗滑穩(wěn)定性滿足要求。</p><p>　　3.3.3 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算</p><p>　　為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，需驗(yàn)算它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力，</p><p><b>　　(3.2)</b></p>

69、;<p>　　式中：──墻身、基礎(chǔ)及其上的土重合力重心到墻趾的水平距離(m)；</p><p>　　──土壓力垂直分力作用點(diǎn)到墻趾的水平距離(m)；</p><p>　　──土壓力水平分力作用點(diǎn)到墻趾的垂直距離(m)。</p><p>　　3.3.4 基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算</p><p>　　為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過(guò)地

70、基承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算；同時(shí)，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。</p><p>　　(1)基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力</p><p><b>　?、佥S心荷載作用時(shí)</b></p><p><b>　　(3.3)</b></p><p>　　式中：──基底平均壓應(yīng)力(kPa)；

71、</p><p>　　──基礎(chǔ)底面每延米的面積，即基礎(chǔ)寬度，B1.0()；</p><p>　　──每延米作用于基底的總豎向力設(shè)計(jì)值(kN)；</p><p><b>　　(3.4)</b></p><p>　　其中：──墻背主動(dòng)土壓力（含附加荷載引起）的垂直分力(kN)；</p><p>　　─

72、─墻背主動(dòng)土壓力（含附加荷載引起）的水平分力(kN)；</p><p>　　──低水位浮力(kN)（指常年淹沒(méi)水位）。</p><p><b>　　②偏心荷載作用時(shí)</b></p><p>　　作用于基底的合力偏心距e為</p><p><b>　　(3.5)</b></p><

73、p>　　式中：──作用于基底形心的彎矩，可按下表采用。</p><p>　　作用于基底的合力偏心距e為：</p><p><b>　　(3.6)</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　B=1+0.3=1.3m</p><p><b

74、>　　則</b></p><p>　　所以基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力滿足要求。</p><p>　　(2)基底合力偏心距</p><p>　　基底合力偏心距應(yīng)滿足表的要求</p><p>　　表3.1 各地基條件下的合力偏心距</p><p>　　由以上計(jì)算可知，基底合力偏心距滿足要求。</p>

75、<p>　　(3)地基承載力抗力值</p><p><b>　?、佼?dāng)軸向荷載作用時(shí)</b></p><p><b>　　(3.7)</b></p><p>　　式中：──基底平均壓應(yīng)力；</p><p>　　──地基承載力抗力值(kpa)。</p><p><

76、b>　?、诋?dāng)偏心荷載作用時(shí)</b></p><p><b>　　(3.8)</b></p><p>　　所以滿足地基承載力要求。</p><p>　　3.3.5 墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　為了保證墻身具有足夠的強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇12個(gè)控制斷面進(jìn)行驗(yàn)算，如墻身底部、1∕2墻高處、上下墻（凸

77、形及衡重式墻）交界處。</p><p>　　此處選擇二分之一墻高處進(jìn)行驗(yàn)算</p><p><b>　　(1)強(qiáng)度計(jì)算 </b></p><p><b>　　(3.9)</b></p><p><b>　　按每延米墻長(zhǎng)計(jì)算：</b></p><p>&l

78、t;b>　　(3.10)</b></p><p>　　式中：──設(shè)計(jì)軸向力(kN)；</p><p>　　──重要性系數(shù)，取為1.0；</p><p>　　、──恒載（自重及襟邊以上土重）引起的軸向力(kN)和相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)；</p><p>　　──主動(dòng)土壓力引起的軸向力(kN)；</p><p>

79、　　──主動(dòng)土壓力引起的軸向力的分項(xiàng)系數(shù)；</p><p>　　──抗力分項(xiàng)系數(shù)，取為2.31；</p><p>　　──材料極限抗壓強(qiáng)度(kpa),=1275kPa；</p><p>　　──擋土墻構(gòu)件的計(jì)算截面積 ()，A=1；</p><p>　　──軸向力偏心影響系數(shù)。</p><p><b>　　故

80、強(qiáng)度滿足要求。</b></p><p><b>　　(2)穩(wěn)定計(jì)算</b></p><p><b>　　(3.11)</b></p><p>　　式中：、、 、意義同式(3.10)；</p><p>　　──彎曲平面內(nèi)的縱向翹曲系數(shù)，按下式計(jì)算：</p><p>

81、;<b>　　(3.12)</b></p><p>　　──2H/B，H為墻有效高度，B為墻的寬度(m)；</p><p>　　一般情況下?lián)跬翂Τ叽绮皇芊€(wěn)定控制，但應(yīng)判斷是細(xì)高墻或是矮墻。當(dāng)H/B小于10時(shí)為矮墻，其余則為細(xì)高墻。對(duì)于矮墻可取=1，即不考慮縱向穩(wěn)定。此處H/B=4/1=4<10,故=1</p><p><b>　

82、　故穩(wěn)定滿足要求。</b></p><p>　　同理，選擇墻身底部進(jìn)行驗(yàn)算，經(jīng)驗(yàn)算強(qiáng)度與穩(wěn)定均滿足要求。</p><p>　　故所設(shè)計(jì)的擋土墻滿足要求。</p><p>　　3.3.6 擋土墻的伸縮縫與沉降縫設(shè)計(jì)</p><p>　　伸縮縫與沉降縫結(jié)合在一起，統(tǒng)稱為變形縫。沿墻長(zhǎng)每10米設(shè)置變形縫，變形縫全高設(shè)置，其寬度取為0.

83、02米。</p><p>　　3.3.7 擋土墻的排水設(shè)施設(shè)計(jì)</p><p>　　在墻身上沿墻高和墻長(zhǎng)設(shè)置排水孔，其為10cm×20cm的方孔，具有向墻外傾斜的坡度，間距取為2.5米，泄水孔的進(jìn)水側(cè)設(shè)反濾層，厚度為0.4米，在最下排泄水孔的底部設(shè)置隔水層。</p><p>　　3.4 路基防護(hù)與加固</p><p>　　合理的

84、路基設(shè)計(jì)，應(yīng)在路基位置、橫斷面尺寸、巖土組成等方面綜合考慮。為確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，路基的防護(hù)與加固，也是不可缺少的工程技術(shù)措施。隨著公路等級(jí)的提高，為維護(hù)正常的交通運(yùn)輸，減少公路病害，確保行車安全，保持公路與自然環(huán)境協(xié)調(diào)，路基的防護(hù)與加固更具有重要意義。</p><p>　　路基防護(hù)與加固設(shè)施，主要有邊坡坡面防護(hù)、沿河路堤防護(hù)與加固以及濕軟地基的加固處治。</p><p>　　3.4.

85、1 坡面防護(hù)</p><p>　　邊坡防護(hù)主要是保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及溫度變化的影響，防止和延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、破碎、剝蝕演變過(guò)程，從而保護(hù)路基邊坡的整體穩(wěn)定性，在一定程度還可兼顧路基美觀和協(xié)調(diào)自然環(huán)境。坡面防護(hù)設(shè)施不承受外力作用，要求坡面巖土整體穩(wěn)定牢固。簡(jiǎn)易防護(hù)的邊坡高度與坡度不宜過(guò)大，土質(zhì)邊坡坡度一般不陡與。地面水的徑流速度以不超過(guò)2.0m/s為宜，水亦不宜集中匯流。雨水集中或匯水面

86、積較大時(shí)，應(yīng)有排水設(shè)施相配合。常用的坡面防護(hù)設(shè)施有植物防護(hù)和工程防護(hù)。</p><p>　　3.4.1.1 植物防護(hù)</p><p>　　植物防護(hù)可以美化路容、協(xié)調(diào)環(huán)境，調(diào)節(jié)邊坡的濕度，起到固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用。它對(duì)于坡高不大，邊坡比較平緩的土質(zhì)坡面是一種簡(jiǎn)易有效的防護(hù)措施。主要有種草、鋪草皮和植樹。</p><p>　　種草適用于沖刷輕微，邊坡高度較小，坡度緩于

87、1：1的邊坡防護(hù)。選用的草籽應(yīng)注意當(dāng)?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件，通常應(yīng)以容易成長(zhǎng)、根部發(fā)達(dá)、葉莖較矮、枝葉茂密的多年生草種為宜。不宜種草的坡面，可以鋪厚的種植土層，土層與原坡面結(jié)合穩(wěn)固。當(dāng)坡面沖刷比較嚴(yán)重，邊坡較陡，應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)鋪草皮。植樹主要用在堤岸邊的河灘上，用來(lái)降低流速，促使泥沙淤積，防止直接沖刷路堤。樹木的品種和種植位置及寬度，應(yīng)根據(jù)防護(hù)要求，流水速度等因素，參見(jiàn)有關(guān)手冊(cè)、結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)而定。</p><p>

88、　　3.4.1.2 工程防護(hù)</p><p>　　當(dāng)不宜植物防護(hù)或考慮就地取材，采用沙石、水泥、石灰等礦質(zhì)材料時(shí)，坡面防護(hù)是常用的防護(hù)形式。它主要有砂漿抹面、勾縫噴刷以及石砌防護(hù)或護(hù)面墻。這些防護(hù)形式各自適合一定得條件。</p><p>　　抹面防護(hù)適用于石質(zhì)挖方坡面，巖石表面風(fēng)化，但比較完善，尚未剝落，如頁(yè)巖、泥沙巖、千枚巖的新坡面。對(duì)此應(yīng)及時(shí)給以封面，以預(yù)防風(fēng)化成害。操作前，應(yīng)清理坡

89、面風(fēng)化層、浮土和松動(dòng)碎塊，填坑補(bǔ)洞，灑水潤(rùn)濕。抹面后，應(yīng)拍漿、抹平和養(yǎng)生。噴漿施工簡(jiǎn)單，效果較好，適應(yīng)于易風(fēng)化而坡面不平整的巖石挖方邊坡，厚度一般為5-10cm，噴漿的水泥用量很大，比較重大的工程選用。噴漿前后的處治與抹面相同。對(duì)于比較堅(jiān)硬的巖石坡面，為防止水滲入縫隙成害，視縫隙深淺與大小，分別予以灌漿、勾縫或嵌補(bǔ)登。這些方法可以局部處治、綜合使用，并與放緩邊坡登方法予以比較，力求實(shí)用和經(jīng)濟(jì)。</p><p>　

90、　3.4.2 沖刷防護(hù)</p><p>　　沖刷防護(hù)主要對(duì)沿河濱海路堤、河灘路堤及水澤區(qū)路堤，亦包括橋頭引道，以及路基邊旁路堤等的防護(hù)。此類堤岸常年或季節(jié)性浸水，受流水沖刷、拍擊和淘洗，造成路基浸濕、坡腳淘空，或水位驟降時(shí)路基內(nèi)細(xì)料流失，致使路基失穩(wěn)，邊坡崩塌。所以，堤岸的沖刷防護(hù)與加固，主要針對(duì)水流的破壞作用而設(shè)，起防水盒加固堤岸雙重功效。</p><p>　　堤岸防護(hù)與加固措施有直接

91、和間接兩種。堤岸防護(hù)直接措施，包括植物防護(hù)、石砌防護(hù)和拋石與石籠防護(hù)，以及必要時(shí)設(shè)置的支檔結(jié)構(gòu)物。其中植物防護(hù)與石砌，與坡面防護(hù)所述基本類同，當(dāng)水流速度達(dá)到或超過(guò)5m/s時(shí)，則改用石籠防護(hù)，也可就地取材。拋石防護(hù)，類似在坡腳處設(shè)置護(hù)腳，不受氣候條件限制，路基沉實(shí)以前均可施工，季節(jié)性浸水或長(zhǎng)期浸水均可用。間接防護(hù)措施主要是建造結(jié)構(gòu)物，如丁壩、攔水壩等。必要時(shí)進(jìn)行疏浚河床、改變河道，目的是改變流水方向，避免或緩和水流對(duì)路基的直接破環(huán)作用。&

92、lt;/p><p>　　3.4.3 軟土地基加固</p><p>　　在軟土地基上填筑路堤有可能出現(xiàn)失穩(wěn)，或者沉降量和沉降速度不能滿足要求等情況時(shí)需要對(duì)軟土地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚?，以增?qiáng)其穩(wěn)定性、減少沉降量或加速沉降。</p><p>　　軟土地基的處理方法有很多，各種方法具有不同的特點(diǎn)，可得到不同的效果，因此適應(yīng)于不同的目的。軟土地基處理的目的可分為兩大類，沉降處理

93、和失穩(wěn)處理。沉降處理包括加速固結(jié)沉降和縮小總沉降兩個(gè)方面，前者可采用加載預(yù)壓、豎向排水和擠實(shí)砂樁等方法，后者則可采用擠實(shí)砂樁、石灰樁、換填好土等方法。穩(wěn)定處理可以采用換填土、反壓護(hù)道、擠實(shí)砂樁、石灰樁等措施增加抗滑阻力。處理方法有時(shí)單獨(dú)使用，而一般情況下是幾種方法組合使用，以發(fā)揮各種方法的特長(zhǎng)，取得良好的處理效果。</p><p><b>　　4 路面設(shè)計(jì)</b></p>&

94、lt;p>　　4.1 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)（方案一）</p><p>　　4.1.1 路面交通等級(jí)</p><p>　　公路混凝土路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期參考值見(jiàn)下表</p><p>　　表4.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期參考值</p><p>　　本路段設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是20年。</p><p>　　4.1.1.1 標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換

95、算</p><p>　　水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100kN單軸-雙輪組荷載為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不同軸-輪型和軸載的作用次數(shù)，應(yīng)按式(4.1)換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。</p><p><b>　　(4.1)</b></p><p>　　式中: Ns——100KN的單軸-雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)；</p><p>　　Pi——單軸

96、-單輪、單軸-雙輪組、雙軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型級(jí)軸載的總重(kN)；</p><p>　　n——軸型和軸載級(jí)位數(shù)；</p><p>　　——各類軸型級(jí)軸載的作用次數(shù)；</p><p><b>　　——軸-輪型系數(shù)。</b></p><p>　　單軸-雙輪組： =1.0

97、 (4.2)</p><p>　　單軸-單輪組： =2.22 (4.3)</p><p>　　雙軸-雙輪組： =1.07 (4.4)</p><p>　　三軸-雙輪組： =2.24 (4.5)</p><p&g

98、t;　　軸載當(dāng)量換算見(jiàn)下表：</p><p>　　表4.2 軸載當(dāng)量換算</p><p>　　注：前軸重小于40kN不計(jì)。</p><p>　　4.1.1.2 交通調(diào)查與軸載分析</p><p>　　設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)混凝土面板臨界荷位處所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)，可以通過(guò)下式計(jì)算確定</p><p>　　式中：——

99、標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)；</p><p>　　t——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（年）；</p><p>　　——交通量年平均增長(zhǎng)率；</p><p>　　——臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，按表4.3選用。</p><p>　　表4.3 混凝土路面臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)</p><p>　　二級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為t=2

100、0年，臨界荷載位處的車輛軌跡橫向分布系數(shù)取0.54，交通量年平均增長(zhǎng)率為6%。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)為：</p><p>　　由下表可知此段交通等級(jí)為特重交通</p><p>　　表4.4 公路混凝土路面交通分級(jí)</p><p>　　4.1.2 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)</p><p>　　我國(guó)水泥混凝土路面安可靠度方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，

101、不同等級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、可靠度指標(biāo)和目標(biāo)可靠度見(jiàn)表4.5</p><p>　　表4.5 可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　混凝土面層板的厚度決定于公路和交通等級(jí)，普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或連續(xù)配筋混凝土面層板所需的厚度可參考表4.6</p><p>　　表4.6 水泥混凝土面層厚度的參考范圍</p><p

102、>　　初步確定水泥混凝土路面面層厚度為240mm，碾壓混凝土基層160mm，底基層采用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚180mm，墊層為150mm低劑量無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。水泥混凝土面層板的平面尺寸長(zhǎng)為4m，寬為3.5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。碾壓混凝土不設(shè)縱縫，橫縫設(shè)假縫，間距（板長(zhǎng)）4m。</p><p>　　4.1.3 路面材料參數(shù)確定</p><p>　　根

103、據(jù)規(guī)范查表可得路面材料的參數(shù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)填入下表4.7</p><p>　　表4.7 路面材料參數(shù)</p><p>　　新建公路的基層頂面當(dāng)量回彈模量值： </p><p>　　式中：——路床頂面的回彈模量(Mpa)；</p><p>　　——基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量(Mpa)；</p><p>　　、——基層和

104、底基層或墊層的回彈模量(Mpa)；</p><p>　　——基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度(m)；</p><p>　　——基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度(MN·m)；</p><p>　　、——基層和底基層或墊層的厚度(m)；</p><p>　　a、b——與有關(guān)的回歸系數(shù)。</p><p>　　按式(4.

105、9)~ (4.12)計(jì)算底基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：</p><p>　　4.1.4 荷載疲勞應(yīng)力</p><p>　　普通混凝土面層與碾壓混凝土基層組成分離式復(fù)合式面層。雙層板的臨界荷位處仍為板的縱向邊緣中部，標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的上層和下層混凝土板的荷載疲勞應(yīng)力和分別由(4.13)~ (4.14)計(jì)算確定：</p><p><b>　　(4.13

106、)</b></p><p><b>　　(4.14)</b></p><p>　　式中：、、——應(yīng)力折減系數(shù)，荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)和綜合系數(shù)，確定方法與單層混凝土板相同；</p><p>　　、——結(jié)合式或分離式雙層板上層板和下層板的彎拉應(yīng)力（Mpa），可有(4.15)~ (4.16)計(jì)算確定。</p><p>

107、　　式中：、——雙層板混凝土上層和下層板的彎拉彈性模量(Mpa)；</p><p>　　、——雙層板混凝土板上層和下層板的厚度(m)；</p><p>　　、——上、下層板中性面至結(jié)合式雙層板中性面的距離(m)，或有下式(4.17)~ (4.18)計(jì)算；</p><p>　　——層間結(jié)合系數(shù)，分離式，結(jié)合式；</p><p>　　——雙層混凝

108、土板的截面總剛度(MN·m)，按(4.19)計(jì)算確定。 </p><p>　　——雙層混凝土板的相對(duì)剛度半徑(m)，按式(4.20)計(jì)算確定。</p><p>　　此時(shí)，復(fù)合式混凝土面層的截面總剛度為：</p><p>　　=44.928MN·m</p><p>　　復(fù)合式混凝土面

109、層的相對(duì)剛度半徑為：</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)軸載在普通混凝土面層臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為：</p><p><b>　　=0.895Mpa</b></p><p><b>　　=0.520Mpa</b></p><p>　　普通混凝土面層，因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)=0.

110、87；碾壓混凝土基層不設(shè)縱縫，不考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。水泥混凝土面層，考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)===2.775；碾壓混凝土基層，考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)===3.203。根據(jù)公路等級(jí)，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)=1.20。</p><p>　　普通混凝土面層的荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為</p><p>　　碾壓混凝

111、土面層的荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為</p><p>　　4.1.5 溫度疲勞應(yīng)力</p><p>　　加鋪混凝土雙層結(jié)構(gòu)板的溫度疲勞應(yīng)力原則上按下式計(jì)算確定：</p><p>　　式中：——臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力(Mpa)；</p><p>　　——最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力(Mpa)。</p><p>　　對(duì)于

112、雙層板，應(yīng)分別計(jì)算上、下兩層板各自的溫度疲勞應(yīng)力。從實(shí)際應(yīng)力分析結(jié)果看，分離式雙層板僅需計(jì)算上層板的溫度疲勞應(yīng)力。溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)的確定方法與單層板相同。</p><p>　　式中：——考慮溫度應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　a、b、c——回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表4.8；</p><p>　　表4.8 回歸系數(shù)a、b和c</

113、p><p>　　——分離式雙層混凝土板上層的最大溫度翹曲應(yīng)力(Mpa)；</p><p>　　——混凝土的溫度線膨脹系數(shù)(1/℃)，通常可取為1x/℃；</p><p><b>　　——最大溫度梯度；</b></p><p>　　——分離式雙層混凝土板的溫度應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　——綜合溫度

114、翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　——混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)。</p><p><b>　　其他符號(hào)意義同前。</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)路段所在的自然分區(qū)為，最大溫度梯度取92(℃/m)。普通混凝土面層板長(zhǎng)4m，l/=4/0.751=5.33,根據(jù)規(guī)范查下圖可知普通混凝土面層=0.24m，=0.53，=0.

115、98。</p><p>　　圖4.1 溫度應(yīng)力系數(shù)</p><p>　　最大溫度梯度時(shí)普通混凝土上層板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為：</p><p>　　查表可知回歸系數(shù)a=0.841，b=0.058，c=1.323，普通混凝土面層的溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)為：</p><p>　　因此，溫度疲勞應(yīng)力為：</p><p>　　分離式復(fù)

116、合式路面中碾壓混凝土基層的溫度翹曲應(yīng)力可忽略不計(jì)。</p><p>　　路面板的綜合疲勞應(yīng)力應(yīng)滿足以目標(biāo)可靠度為依據(jù)的極限平衡方程式，即</p><p>　　二級(jí)公路的安全等級(jí)為三級(jí)，目標(biāo)可靠度為85%，相應(yīng)的變異水平等級(jí)為中。據(jù)此查表可知可靠度系數(shù)=1.13。</p><p><b>　　普通混凝土面層：</b></p><

117、;p><b>　　碾壓混凝土基層：</b></p><p>　　因而，擬定的由厚度0.24m的普通混凝土上面層和厚度0.16m的碾壓混凝土基層組成的分離式復(fù)合式路面，可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。</p><p>　　4.2 瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)（方案二）</p><p>　　4.2.1 路面交通等級(jí)</p

118、><p>　　4.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算</p><p>　　我國(guó)路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。當(dāng)以彎沉值和瀝青層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，按下式完成軸載當(dāng)量換算</p><p>　　式中：N——標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/日）；</p><p>　　——各種被換算車輛的作用次數(shù)（次/日）；</p><

119、p>　　P——標(biāo)準(zhǔn)軸載（kN）；</p><p>　　——各種被換算車型的軸載（kN）；</p><p><b>　　——軸載系數(shù)；</b></p><p>　　——輪組系數(shù)，雙輪組為1，單輪組為6.4，四輪組為0.38。</p><p>　　當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1；當(dāng)軸間距小于3

120、m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：</p><p><b>　　式中：m——軸數(shù)。</b></p><p>　　本路段通過(guò)的車輛軸載當(dāng)量換算見(jiàn)下表4.9。</p><p>　　表4.9 軸載當(dāng)量換算</p><p>　　注：軸載小于40kN忽略不計(jì)。</p><p>　　4.2.1.2 設(shè)計(jì)

121、年限累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)</p><p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道通過(guò)的累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次數(shù)按下式計(jì)算：</p><p>　　式中：——設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道通過(guò)的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次（次）；</p><p>　　t——設(shè)計(jì)年限（年），二級(jí)公路設(shè)計(jì)年限為12年；</p><p>　　——路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/日）；</p>&