畢業(yè)設計--高速公路設計說明書

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　設計題目： 某某高速公路初步設計</p><p>　　2017年06月10日</p><p>　姓名xxx</p><p>　學院（系）xxx</p><p>　專業(yè)xxx</p><p>　年級xxx

2、</p><p>　指導教師xxx</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄I</b></p><p>　　某某高速公路初步設計II</p><p><b>　　摘要II</b></p><p&

3、gt;　　SummaryIII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1高速公路建設意義1</p><p>　　1.2設計路線狀況1</p><p>　　第2章 道路等級的確定及比選2</p><p>　　2.1道路的選線及方法2</p>

4、;<p>　　2.2道路等級的確定2</p><p>　　2.3線形的比選3</p><p>　　第3章 平面設計5</p><p>　　3.1平面設計原則5</p><p><b>　　3.2直線設計5</b></p><p>　　3.2.1、直線的最大長度5</

5、p><p>　　3.2.2、直線的最小長度5</p><p>　　3.3、平曲線設計5</p><p>　　3.3.1、圓曲線設計5</p><p>　　3.3.2緩和曲線設計7</p><p>　　3.3.3坐標的計算9</p><p>　　3.3.3超高和加寬11</p>

6、<p>　　3.3.4停車視距13</p><p>　　第4章縱斷面設計15</p><p>　　4.1線形設計15</p><p>　　4.1.1最大縱坡15</p><p>　　4.1.2最小縱坡15</p><p>　　4.1.3坡長的限制15</p><p>　

7、　4.2豎曲線設計15</p><p>　　4.2.1、豎曲線半徑的設計15</p><p>　　4.2.2、豎曲線的最小長度16</p><p>　　4.2.3、豎曲線要素計算16</p><p>　　第5章橫斷面設計19</p><p>　　5.1主要技術指標19</p><p>

8、;　　5.1.1行車道寬度19</p><p>　　5.1.2路肩19</p><p>　　5.1.3中間帶20</p><p>　　5.2道路路拱、邊溝、邊坡20</p><p>　　5.3邊坡穩(wěn)定性21</p><p>　　5.4、擋土墻的設計25</p><p>　　5.4.1

9、、基礎資料及墻身尺寸設計26</p><p>　　5.4.2擋土墻設計計算27</p><p>　　5.5涵洞的設計35</p><p>　　5.6路基土石方計算與調配35</p><p>　　5.6.1路基土石方計算35</p><p>　　5.6.2路基土石方調配36</p><p&

10、gt;　　第6章路面結構設計37</p><p>　　6.1、彈性三層體系換算法37</p><p>　　6.2路面結構組合設計39</p><p><b>　　參考文獻46</b></p><p><b>　　致謝47</b></p><p>　　某某高速公路初步

11、設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設計中，主要做了以下工作：首先詳細查看了設計任務書的相關內容，明確了設計目的和要求。然后運用所學的的緯地軟件，進行路線主線平面設計，路基設計計算，橫斷面設計，縱斷面設計等內容。最后完成了擋土墻設計，以及路基土石方計算與調配和路基邊坡穩(wěn)定性驗算。并 且利用軟件完成了設計中各部分內容相關的圖紙和圖表的

12、繪制和出圖。</p><p>　　此設計為高速公路初步設計，設計部分公路全長1.23km,起止樁號為K0+000.0～K1+231.6,設計車速為80km/h，路幅寬24.5m。</p><p>　　關鍵詞：高速公路，橫斷面，豎曲線，縱斷面</p><p><b>　　Summary</b></p><p>　　The

13、design, mainly to do the following: First, a detailed view of the design task book related content, clear the design purpose and requirements. And then use the weft to learn the software, the main line of the main line d

14、esign, road design calculation, cross-section design, longitudinal design and so on. And finally completed the design of the retaining wall, as well as the calculation and deployment of embankment and subgrade slope stab

15、ility calculation. And the use of software to complete t</p><p>　　This design is the preliminary design of the highway, the design part of the highway length of 1.23km, starting and ending pile number K0+000

16、.0~K1+231.6, the design speed of 80km/h, road width 24.5m.</p><p>　　Keywords: freeway, cross section, vertical curve, longitudinal section</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>

17、　　1.1高速公路建設意義</p><p>　　隨著我國經濟的快速發(fā)展，公路建設的進程也越來越快，特別是高速公路的施工建設，近幾年來取得了諸多成就，它已經深入到了社會的方方面面，極大的影響了人們的生活和出行。作為一種較為便捷的交通運輸工具，高速公路將牽引著我國經濟的大齒輪，加速前行。</p><p>　　我們相信，我國的經濟建設能搭乘“高速公路”這輛快速列車，帶動經濟增長，造福人民和社會。

18、</p><p><b>　　1.2設計路線狀況</b></p><p>　　該設計地段位于自然區(qū)劃Ⅲ，路基土為粉土，地層主要為黃土，地下水較深，地層狀態(tài)為堅硬～半堅硬，強度比較高，同時黃土具有較強的濕陷性。</p><p>　　氣溫年平均為9.8℃，年最高氣溫為38.6℃，最低氣溫為-24.0℃，無霜期為240天，雨量集中在6、7、8月，年降

19、水量平均為360mm，最大暴雨13mm∕晝夜。</p><p>　　沿路附近可采集到砂、礫材料，平均運距為2公里，距沿線20公里有碎石料場，距沿線50公里有渣油、瀝青、水泥和鋼筋供應，石灰、煤距沿線5公里，木材運距15公路。</p><p>　　第2章 道路等級的確定及比選</p><p>　　2.1道路的選線及方法</p><p>　　道路

20、選線的方法有紙上定線和實地放線兩種</p><p>　?、偶埳线x線是指在地形圖上先選取幾條合適的路線，然后結合地形以及周邊環(huán)境狀況進行比較，確定出最佳方案。這個方法的優(yōu)點在于不用在野外作業(yè)，大大減少選線時間，同時也是使得選定的路線較為合理。</p><p>　?、茖嵉胤啪€是指到現(xiàn)場進行實地考察并測量相關數(shù)據(jù)，然后進行比較，最終選定合適的方案。方法簡單，得到的方案準確可靠，但是野外作業(yè)花費人

21、力物力較大，受天氣狀況影響較大。</p><p>　　本次設計運用紙上定線的方法。</p><p>　　2.2道路等級的確定</p><p>　　該高速公路用于汽車行駛，預測設計初期交通量為6000量，交通組成如表交通量增長率為8﹪，設計年限為15年。</p><p>　　道路等級的確定是根據(jù)公路車輛折算系數(shù)，把不同類型的車輛轉換成標準車輛，

22、從而進行道路預測年平均日交通量的計算。各級公路折算系數(shù)如表2.2</p><p><b>　　表2.2交通組成</b></p><p>　　表2.3各汽車代表類型及車輛換算系數(shù)</p><p><b>　　依據(jù)公式：</b></p><p><b>　　（2-1）</b><

23、;/p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　預測年平均日交通量</b></p><p>　　Q起始年平均日交通量</p><p><b>　　K年平均增長率</b></p><p><b>　　N預測年限</b&g

24、t;</p><p><b>　　9397</b></p><p>　　根據(jù)計算得建成后的公路的年平均日交通量為27600。根據(jù)《公路工程技術標準》（JTGB01-2014）中關于公路分級與等級的選用規(guī)范說明中，高速公路公路可以適應這個年平均日交通量（15000輛以上）。公路車道數(shù)以及車速依據(jù)下表2.4</p><p>　　表2.4高速公路能適

25、應的年平均日交通輛</p><p>　　由于該地段位于自然區(qū)劃Ⅲ,路段所屬地區(qū)地形平坦、開闊，根據(jù)計算所得的設計年限交通量，由《公路工程技術標準》（JTDB01—2014），可擬定該公路為雙向4車道的高速公路，設計車速為80km/h。</p><p><b>　　2.3線形的比選</b></p><p>　　在高速公路設計中，為了避免在施工過程

26、中造成施工量大，造價高等情況，所以在設計時選用兩種線形方案，然后進行比較，選出最佳的線形方案。</p><p><b>　　線路方案1：</b></p><p>　　該路線大致走向為由東向西，采用的平面線形設計全長為1.23km，k0＋000～k1＋231.618，共三個交點，線路要素如下：</p><p>　　表2.5交點樁號表（1）<

27、/p><p>　　表2.6主點樁號表(2)</p><p>　　其中圓曲線半徑為300m，緩和曲線長度為160m，外矩E＝27.7。最大填土高度為0.65m,最大挖土高度為3.02m。</p><p><b>　　線路方案2：</b></p><p>　　該路線大致走向為由東向西，采用的平面線形設計全長為1.24km，k0＋

28、000～k1＋242.204共三個交點，線路要素如下：</p><p>　　表2.7交點樁號表(1)</p><p>　　表2.8主點樁號表（2）</p><p>　　其中圓曲線半徑為300m，緩和曲線長度為160m，外矩E＝27.57。最大填土高度為3.05m，最大挖土高度為2.67m。具體土石方量見附表。</p><p>　　在比選過程中

29、，方案一沿線地勢比較緩和，從兩個方案的土石方量表比較來看，方案一的挖方量比較小，這樣會使施工量降低，公路造價降低。同時，參照《公路工程技術標準》（JTGB01—2014）中的路線設計規(guī)定規(guī)范，本設計平面線形采用方案一。</p><p><b>　　第3章 平面設計</b></p><p><b>　　3.1平面設計原則</b></p>

30、<p>　　平面設計的原則主要有以下幾個方面：</p><p>　?、牌矫婢€形應與地形、地貌，以及周邊環(huán)境相協(xié)調</p><p>　?、谱⒁饩€形的連續(xù)性和均衡性</p><p>　　⑶車速較高的道路，應考慮駕駛員視覺和心理上的要求</p><p>　?、缺苊膺B續(xù)轉彎的線形，增加安全行駛的系數(shù)</p><p&g

31、t;<b>　　3.2直線設計</b></p><p>　　直線是平面線形的一個基本要素之一，直線設計在道路設計中起到了很大的作用.采取直線時，應該根據(jù)地形地貌以及周邊環(huán)境狀況，考慮到駕駛員的行車心理和視覺舒適度進行合理布設。</p><p>　　3.2.1、直線的最大長度</p><p>　　《公路工程技術標準》（JTGB01—2014）規(guī)定

32、了我國對長直線的運用，其最大長度一般不超過20V.</p><p>　　3.2.2、直線的最小長度</p><p>　　根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，曲線間的直線最小長度可參考下表規(guī)定：</p><p>　　表3.1曲線間直線的最小長度</p><p>　　本設計只設計一個圓曲線，不存在曲線間的直線最小長度，同時也滿足直線的最大長度，所以符合標準規(guī)范。&

33、lt;/p><p><b>　　3.3、平曲線設計</b></p><p>　　平曲線設計應具有連續(xù)、順暢、平緩的特點，考慮地形地貌狀況，同時與周邊的環(huán)境相協(xié)調。</p><p>　　3.3.1、圓曲線設計</p><p>　　當設計速度為80（km/h）,則：</p><p><b>　　

34、（3-1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　V-----設計速度（m/s）</p><p>　　-----橫向力系數(shù)</p><p>　　i-----路面超高橫坡度</p><p>　　橫向力系數(shù)和路面超高橫坡度的數(shù)值依據(jù)表3.2，表3.3選取&

35、lt;/p><p>　　表3.2最大橫向力系數(shù)</p><p>　　表3.3車速受限制時最大超高值</p><p>　　該設計中，高速公路設計速度為80km/h，綜上，取，i=6％.</p><p>　　《公路工程技術標準》中規(guī)定，圓曲線最小半徑如下：</p><p>　　表3.4圓曲線最小半徑</p>&l

36、t;p>　　本設計為高速公路初步設計，設計車速為80km/h，根據(jù)規(guī)范，最大橫向力系數(shù)＝0.13，選取超高i＝6％，代入圓曲線半徑計算公式得，:</p><p>　　本次的公路平面線形設計中設計速度為80km/h,據(jù)表3.4查得圓曲線半徑為270m，結合該地區(qū)的地形地貌和環(huán)境因素，最終選取圓曲線半徑R=300（m）.</p><p><b>　　平曲線最小長度計算</

37、b></p><p>　　平曲線最小長度計算時需要考慮以下三個方面：</p><p>　　1.曲線很短，司機操縱困難時：</p><p>　　2.需要考慮離心加速度變化率時：</p><p>　　3.依視覺要求，該設計為圓曲線時：</p><p>　　表3.5公路平曲線最小長度</p><p&

38、gt;　　本設計的曲線長度為392.01m，結合上面的三個要素，以及表4-5中平曲線最小長度，該圓曲線設計符合標準。</p><p>　　3.3.2緩和曲線設計</p><p>　　《公路工程技術標準》規(guī)定，緩和曲線最小長度的選用如下表：</p><p>　　表3.6緩和曲線最小長度</p><p>　　當設計速度為80km/h時，最小緩和曲

39、線長度為70m，本次設計中緩和曲線長度為160m,滿足規(guī)定的要求。</p><p>　　圖3.1緩和曲線要素圖</p><p>　　表3.7公路圓曲線最小長度</p><p><b>　　緩和曲線要素計算：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　

40、取整為5的倍數(shù)，采用緩和曲線長為75</p><p><b>　　切線總長：</b></p><p><b>　　曲線總長：</b></p><p>　　滿足表3-5中關于平曲線最小長度的規(guī)定，其中，圓曲線長為157.11m，滿足表4-中圓曲線最小長度的規(guī)定。</p><p><b>　　

41、超矩：</b></p><p>　　五個基本樁號計算如下：</p><p>　　------------------------------</p><p>　　------------------------------</p><p>　　------------------------------</p>&l

42、t;p>　　------------------------------</p><p>　　------------------------------</p><p>　　超矩，由樁號QZ算出的樁號JD為，與原來的JD樁號相對應，說明計算沒有誤差。</p><p>　　3.3.3坐標的計算</p><p>　　該設計路段起止樁號為K

43、0+000.0～K1+231.6，取二十米樁為一段，逐樁坐標表如下:</p><p><b>　　表3.8逐樁坐標表</b></p><p><b>　　表3.8</b></p><p>　　3.3.3超高和加寬</p><p><b>　　超高緩和長度計算</b></p

44、><p>　　超高緩和段的長度按下式計算：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中－超高緩和段長度（m）；</p><p>　　－旋轉軸至行車道外側邊緣的寬度（m）；</p><p>　　－旋轉軸外側的超高與路拱坡度的差值；</p><p>&

45、lt;b>　?。邼u變率。</b></p><p>　　本次高速公路設計采用的超高方式為繞中央分隔帶邊緣旋轉，所以超高緩和段長度：</p><p>　　緩和曲線。取，橫坡從路拱坡度（-2%）過渡到超高橫坡（2%）時的超高漸變率：</p><p><b>　　，仍取。</b></p><p><b

46、>　　超高計算</b></p><p>　　超高起點應從HY(或YH)后退（或前進）所以超高緩和段起終點為：起點：K0+626.38終點：K1+018.40</p><p>　　分別計算出各樁號距離超高起點的x值，然后分別計算出各處超高值，結果見表3.10</p><p>　　表3.9超高計算公式</p><p>　　表3.

47、10超高值計算結果</p><p>　　由于該設計路段交通組織類型中大型車輛比較少，圓曲線半徑為300m,圓曲線半徑較大。所以，不考慮加寬設計。</p><p><b>　　3.3.4停車視距</b></p><p><b>　　1、停車視距分析</b></p><p>　　停車視距主要由三部分組成

48、，即：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中-----司機反應時間所行駛的距離；</p><p>　　-----制動距離，即是司機開始制動到完全停下的距離；</p><p>　　-----安全距離，其一般可取5～10（m）。</p><p>　　此時，司機的視線

49、高度取值為1.2m，道路兩邊的障礙物高出路面的距離可取值為0.1m，具體示意圖如下：</p><p><b>　　圖3.2停車視距圖</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　V-----汽車的行駛速度，取值為設計速度的85％，V=68；</p><p>　　t----

50、-司機的反應時間，通?？梢匀≈禐閠=2.5s</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-----為路面附著系數(shù)，通常按照潮濕處理，在設計速度為80km/h的情況下取值為；</p><p>　　i-----為縱坡坡度，該設計中，兩縱坡坡度分別為-0.49％和-1.01％，取其平均值i=0.75％進行計算。</p>

51、;<p>　　綜合上述，可得停車視距的取值為：</p><p>　　根據(jù)《公路工程技術標準》，我國對停車視距的規(guī)定值如下表：</p><p>　　表3.11停車視距表</p><p>　　結合上述計算可得，該設計停車視距符合標準?！豆饭こ碳夹g標準》中這樣規(guī)定：高速公路、一級公路的視距采用停車視距，所以就不考慮會車視距和超車視距。</p>

52、<p><b>　　第4章縱斷面設計</b></p><p><b>　　4.1線形設計</b></p><p>　　縱斷面線形設計是依據(jù)道路的地形地質狀況和周邊環(huán)境的要求，同時考慮到路基的穩(wěn)定性，對道路縱坡、豎曲線以及縱斷面線形進行合理的設計。</p><p><b>　　4.1.1最大縱坡<

53、/b></p><p>　　我國《標準》中，公路最大縱坡值規(guī)定如下表：</p><p>　　表4.1公路最大縱坡值</p><p>　　本次設計兩縱坡設計值分別,,依據(jù)表3-1給出的最大縱坡的規(guī)定，均符合規(guī)范要求。</p><p><b>　　4.1.2最小縱坡</b></p><p>　　

54、在《公路路線設計規(guī)范》中這樣規(guī)定，為防止挖方地段的排水不暢，積水滲入路基從而影響其路面整體穩(wěn)定性，應采用不小于0.3％的縱坡。</p><p>　　4.1.3坡長的限制</p><p>　　當設計車速為80km/h，縱坡坡度為3％時，其最大公路坡長為1000m，在該設計中，兩縱坡坡度分別為,,兩縱坡坡長分別為，，均滿足規(guī)范要求。</p><p><b>　

55、　4.2豎曲線設計</b></p><p>　　在公路設計中，豎曲線設計有利于路面排水狀態(tài)，改善駕駛員行車的視覺要求和舒適度；減緩縱向邊坡處行車產生的沖擊。</p><p>　　4.2.1、豎曲線半徑的設計</p><p>　　《公路工程技術標準》中規(guī)定：</p><p>　　表4.2公路豎曲線一般最小半徑</p>

56、<p>　　根據(jù)上表規(guī)定，結合該設計道路所處地區(qū)的地形地貌，最終選擇豎曲線半徑。</p><p>　　4.2.2、豎曲線的最小長度</p><p>　　在《公路工程技術標準》中規(guī)定，豎曲線最小長度如下：</p><p>　　表4.3豎曲線最小長度</p><p>　　在該設計中，豎曲線起點樁號為K0+448.0，終點樁號為K0+55

57、2.0.</p><p>　　4.2.3、豎曲線要素計算</p><p>　　豎曲線計算要素示意圖如下圖：</p><p>　　圖5-1豎曲線要素計算圖示</p><p>　　1、計算豎曲線的基本要素</p><p>　　該設計中，變坡點樁號為K0+500，切線標高為1210.54m，則：</p><

58、;p><b>　　豎曲線長度：</b></p><p><b>　　切線長度：</b></p><p><b>　　外矩：</b></p><p>　　2、求豎曲線起點和終點的樁號</p><p><b>　　豎曲線起點的樁號：</b></p&

59、gt;<p><b>　　豎曲線終點的樁號：</b></p><p>　　3、求各樁號的設計標高</p><p>　?、貹0+448豎曲線的起點</p><p><b>　　切線標高：</b></p><p><b>　　設計標高：</b></p>

60、<p><b>　　②K0+450處</b></p><p><b>　　至起點的距離：</b></p><p><b>　　切線標高：</b></p><p><b>　　縱矩：</b></p><p><b>　　設計標高：<

61、/b></p><p>　?、跭0+500豎曲線的中點</p><p><b>　　切線標高：</b></p><p><b>　　設計標高：</b></p><p><b>　?、躃0+550處</b></p><p><b>　　至終

62、點的距離：</b></p><p><b>　　切線標高：</b></p><p><b>　　縱矩：</b></p><p><b>　　設計標高：</b></p><p>　?、軰0+552豎曲線終點處</p><p><b>

63、　　切線標高：</b></p><p><b>　　設計標高：</b></p><p>　　用上述方法計算得的豎曲線各樁號設計標高如下：</p><p>　　表4.4豎曲線計算表.</p><p><b>　　第5章橫斷面設計</b></p><p>　　橫斷面設

64、計中，應根據(jù)道路的交通狀況、地形等條件，對道路行車道、路肩、中間帶等橫斷面結構進行設計，并進行擋土墻和邊坡的合理設計，并進行驗算，來確保路基的穩(wěn)定和強度。</p><p><b>　　5.1主要技術指標</b></p><p>　　橫斷面設計主要是確定組成公路路幅的各部分的幾何尺寸，在實際設計中，主要參照設計技術標準、交通量的大小和當?shù)氐牡匦蔚孛?，使道路更加實用、協(xié)調

65、，美觀。</p><p>　　5.1.1行車道寬度</p><p>　　我國《公路工程技術標準》規(guī)定的車道寬度見下表：</p><p><b>　　表5.1車道寬度</b></p><p>　　該設計設計車速為80km/h，車道寬度采用3.75m。</p><p><b>　　5.1.2

66、路肩</b></p><p>　　各級公路路肩寬度應符合表5.3的規(guī)范；</p><p><b>　　表5.2路肩寬度</b></p><p>　　在本設計中，右側硬路肩寬度取2m,土路肩寬度為0.75m。</p><p><b>　　5.1.3中間帶</b></p>&l

67、t;p>　　《公路工程技術標準》中規(guī)定，在高速公路和一級公路上必須設置中間帶。左側邊緣帶寬度長度規(guī)定如下表：</p><p>　　表5.3左側路緣帶寬度</p><p>　　在本次設計中采用的左側路緣帶寬度為0.5m。</p><p>　　5.2道路路拱、邊溝、邊坡</p><p>　　路拱不同路面路拱坡度按表6-5規(guī)定選用。</

68、p><p>　　表5.4公路路拱坡度</p><p>　　本次設計路面類型為瀝青混凝土，路拱坡度應采用2％。</p><p>　　邊溝的主要作用是將路面匯集的地表水排除，本次設計選取的梯形邊溝內側為1:1.5。</p><p>　　路堤邊坡坡度為1:1.5</p><p>　　根據(jù)資料，路基邊坡坡度參照值如下表：</

69、p><p>　　表5.5路基邊坡坡度表</p><p>　　路基土為粉土，地層主要為黃土，地下水很深，地層位于堅硬～半堅硬狀態(tài)，綜合上述，選取邊坡坡度為1:1.5。</p><p><b>　　5.3邊坡穩(wěn)定性</b></p><p><b>　　基礎資料：</b></p><p&g

70、t;　　土坡高度5m,路堤邊坡坡度1:1.50，邊坡角30°40′，土容重r=19.5kN/m^3，土的內摩擦角φ=25°，c=18.7kpa,查表可知，，，最大填土高度為5m。</p><p><b>　　換算當量土柱高度：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　B-

71、----荷載橫向分布寬度，m；</p><p>　　N-----橫向分布的車道數(shù)，雙車道N=2；</p><p>　　b-----后輪輪距，取1.8m；</p><p>　　m-----相鄰兩車輪后輪的中心間距，取1.3m；</p><p>　　d-----輪胎著地寬度，取0.6m</p><p><b>　

72、　式中：</b></p><p>　　-----汽車荷載換算高度m；</p><p>　　Q-----每一輛車的重力，kg,標準車輛荷載為550km；</p><p>　　-----路基填料的容重，km/m3；</p><p>　　L-----汽車前后輪最大軸距，m，對于標準車輛荷載，L=12.8m。</p><

73、;p>　　該設計邊坡穩(wěn)定性分析采用圓弧條分法，計算圖示采用4.5H法進行繪制。</p><p><b>　　O1的計算</b></p><p><b>　　計算圖示如下：</b></p><p>　　圖5.1 O1計算圖</p><p>　　表5.6 O1計算值</p><

74、p><b>　　2、O2的計算</b></p><p><b>　　計算圖示如下：</b></p><p>　　圖5.2 O2計算圖</p><p>　　表5.7 O2計算值</p><p><b>　　3. O3的計算</b></p><p>&

75、lt;b>　　計算圖示如下：</b></p><p>　　圖5.3 O3計算圖</p><p>　　表5.8 O3計算值</p><p><b>　　4.O4的計算</b></p><p><b>　　計算圖示如下:</b></p><p>　　圖5.4 O

76、4計算圖</p><p>　　表5.9 O4計算值</p><p>　　比較上表K1、K2、K3、K4，--其中最小K值為K4=1.52﹥1.25，且過路中線的K1=2.42，綜合上述，該邊坡穩(wěn)定。</p><p>　　5.4、擋土墻的設計</p><p>　　擋土墻是用來支擋邊坡，對邊坡起到保護的作用，以保證邊坡的穩(wěn)定性。</p>

77、;<p>　　5.4.1、基礎資料及墻身尺寸設計</p><p>　　擋土墻工地調查及試驗資料，資料如下:</p><p>　　1.土壤地質情況：地基為中密礫石土，容許承載力，基底摩阻系數(shù);</p><p>　　2.墻背填料：；內摩阻角，填料與墻背的摩阻角為16°。</p><p>　　3.墻體材料:5號水泥砂漿砌片石

78、，重度；容許壓應力；容許拉應力；容許剪應力170kPa。</p><p>　　4.車輛荷載：公路一級；驗算荷載：公路一級</p><p><b>　　5.穩(wěn)定系數(shù)：；。</b></p><p><b>　　墻身尺寸設計如下：</b></p><p><b>　　墻身尺寸:</b>

79、;</p><p>　　墻身高:H=6(m)，墻頂寬:B1=2.3(m)，面坡傾斜坡度:1:0.25，背坡傾斜坡度:1:0.2，采用1個擴展墻址臺階，墻趾臺階b1=0.5(m)，墻趾臺階h1:0.5(m)，墻趾臺階與墻面坡坡度相同，墻底傾斜坡率:0.2:1,底寬H=6.5(m),填土高度a=4（m）。</p><p>　　地基承載力特征值提高系數(shù):</p><p>

80、　　墻趾值提高系數(shù):1.2；</p><p>　　墻踵值提高系數(shù):1.3；</p><p>　　平均值提高系數(shù):1.0。</p><p><b>　　設計圖示如下：</b></p><p>　　圖5.5 擋土墻設計圖</p><p>　　5.4.2擋土墻設計計算</p><p&

81、gt;　　擋土墻計算公式如下：</p><p>　　1、破裂棱體位置的確定：</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p><b>　　(5-2)</b></p><p><b>　　(5-3)</b></p><p><b>

82、;　　(5-4)</b></p><p>　　2、當量土柱高度計算：</p><p><b>　　(5-5)</b></p><p><b>　　3、土壓力計算：</b></p><p><b>　　(5-5)</b></p><p><

83、;b>　　(5-6)</b></p><p><b>　　(5-7)</b></p><p>　　4、土壓力作用點計算：</p><p><b>　　(5-9)</b></p><p><b>　　(5-8)</b></p><p>　

84、　5、土壓力對墻趾力臂計算：</p><p><b>　　(5-9)</b></p><p><b>　　(5-10)</b></p><p><b>　　6、穩(wěn)定性驗算</b></p><p><b>　　抗滑穩(wěn)定性驗算：</b></p>

85、<p><b>　　抗傾覆穩(wěn)定性驗算：</b></p><p>　　7、基底應力及合力偏心距驗算</p><p><b>　　軸心荷載作用：</b></p><p><b>　　(5-11)</b></p><p><b>　　基底合力偏心距：</b&

86、gt;</p><p><b>　　(5-12)</b></p><p><b>　　(5-13)</b></p><p>　　8、地基承載力抗力值：</p><p><b>　　當軸向荷載作用：</b></p><p><b>　　(5-14

87、)</b></p><p><b>　　當偏心荷載作用：</b></p><p><b>　　(5-15)</b></p><p>　　表5.10擋土墻各荷載分布系數(shù)</p><p>　　無荷載時的破裂角=35.742(度)</p><p>　　路基面總寬=12.

88、250(m),路肩寬=3.250(m)安全距離=0.500(m)，單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離=0.350(m),分布長度L0=20.000(m)，荷載SG=0.284(kN)車與車之間距離=0.600(m)</p><p>　　經計算得，路面上橫向可排列此種車輛2列，布置寬度=3.451(m)</p><p>　　表5-11布置寬度范圍內車輪及輪重列表</p><

89、;p>　　按實際墻背計算得到:</p><p>　　第1破裂角：35.742(度)</p><p>　　Ea=354.577(kN)</p><p>　　Ex=315.055(kN)</p><p>　　Ey=162.681(kN)</p><p>　　作用點高度Zy=2.580(m)</p>&l

90、t;p>　　因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在</p><p>　　墻身截面積=25.301(m2)，重量=607.225(kN)</p><p><b>　　1.滑動穩(wěn)定性驗算</b></p><p>　　基底摩擦系數(shù)=0.550</p><p>　　采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,

91、計算過程如下:</p><p>　　基底傾斜角度=11.310(度)</p><p>　　Wn=595.433(kN)</p><p>　　En=221.309(kN)</p><p>　　Wt=119.087(kN)</p><p>　　Et=277.032(kN)</p><p>　　滑移力

92、=157.946(kN)，抗滑力=449.208(kN)</p><p>　　滑移驗算滿足:Kc=2.8441.300</p><p><b>　　滑動穩(wěn)定方程驗算：</b></p><p>　　滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=342.573(kN)>0.0</p><p>　　地基土層水平向:滑移力=315.055(k

93、N)，抗滑力=414.494(kN)</p><p>　　地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=1.316>1.300</p><p><b>　　2.傾覆穩(wěn)定性驗算</b></p><p>　　相對于墻趾點，墻身重力的力臂Zw=3.123(m)</p><p>　　相對于墻趾點，Ey的力臂Zx=5.213(m)&

94、lt;/p><p>　　相對于墻趾點，Ex的力臂Zy=1.434(m)</p><p>　　驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性：</p><p>　　傾覆力矩=451.918()，抗傾覆力矩=2744.379()</p><p>　　傾覆驗算滿足:K0=6.0731.500</p><p><b>　　傾覆穩(wěn)定方程驗算

95、：</b></p><p>　　傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=1913.201()0.0</p><p>　　3.地基應力及偏心距驗算</p><p>　　取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距，作用于基礎底的總豎向力=814.882(kN)，作用于墻趾點的總彎矩=2289.688()</p><p>　　基礎底面寬度B=5.84

96、3(m)，偏心距e=0.114(m)</p><p>　　基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離Zn=2.807(m)</p><p>　　基底壓應力:趾部=156.224，踵部=123.356(kPa)</p><p>　　最大應力與最小應力之比=156.224/123.356=1.266</p><p>　　作用于基底的合力偏心距驗算滿足:

97、e=0.114<=0.1675.843=0.974(m)</p><p>　　墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應力=156.224<=576.000(kPa)</p><p>　　墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應力=123.356<=624.000(kPa)</p><p>　　地基平均承載力驗算滿足:壓應力=139.790<=480.000(kP

98、a)</p><p><b>　　4.基礎強度驗算</b></p><p>　　基礎為天然地基，不作強度驗算</p><p>　　5.墻底截面強度驗算</p><p>　　驗算截面以上，墻身截面積=22.150()，重量=531.600(kN)</p><p>　　驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Z

99、w=3.142(m)</p><p>　　驗算截面外邊緣，Ey的力臂Zx=5.421(m)</p><p>　　驗算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=1.345(m)</p><p><b>　　容許應力法:</b></p><p><b>　　法向應力檢算:</b></p><p&g

100、t;　　作用于驗算截面的總豎向力=688.382(kN)，</p><p>　　作用于墻趾下點的總彎矩=2008.689()</p><p>　　相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=2.894(m)</p><p>　　截面寬度B=5.500(m)，偏心距e1=-0.144(m)</p><p>　　截面上偏心距驗算滿足:e1-0.144

101、<=0.2505.500=1.375(m)</p><p>　　截面上壓應力:面坡=106.374，背坡=146.091(kPa)</p><p>　　壓應力驗算滿足:計算值=146.091<=1050.000(kPa)</p><p><b>　　切向應力檢算:</b></p><p>　　剪應力驗算滿足:

102、計算值=6.790<=170.000(kPa)</p><p><b>　　極限狀態(tài)法:</b></p><p>　　重要性系數(shù)=1.000</p><p>　　驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=694.281(kN)</p><p>　　軸心力偏心影響系數(shù)=0.992</p><p>　　

103、擋墻構件的計算截面每沿米面積=5.500()</p><p>　　材料抗壓極限強度Ra=2500.000(kPa)</p><p>　　圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)=2.310</p><p>　　偏心受壓構件在彎曲平面內的縱向彎曲系數(shù)=1.000</p><p><b>　　計算強度時:</b></p>

104、<p>　　強度驗算滿足:計算值=694.281<=5903.679(kN)</p><p><b>　　計算穩(wěn)定時:</b></p><p>　　穩(wěn)定驗算滿足:計算值=694.281<=5903.679(kN)</p><p>　　6.臺頂截面強度驗算</p><p><b>　　土壓力

105、計算：</b></p><p>　　計算高度為5.5處的庫侖主動土壓力</p><p>　　無荷載時的破裂角=37.898(度)</p><p>　　路基面總寬=12.250(m),路肩寬=3.250(m)，安全距離=0.500(m)</p><p>　　單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離=0.350(m)</p>

106、<p>　　車與車之間距離=0.600(m)</p><p>　　經計算得，路面上橫向可排列此種車輛2列</p><p>　　布置寬度=2.495(m)</p><p>　　布置寬度范圍內車輪及輪重列表:</p><p>　　布置寬度B0=2.495(m)，分布長度L0=20.000(m)，荷載值SG=0.000(kN)</p

107、><p>　　換算土柱高度h0=0.000(m)</p><p>　　按實際墻背計算得到:</p><p>　　第1破裂角：37.898(度)</p><p>　　Ea=228.547(kN)</p><p>　　Ex=203.073(kN)</p><p>　　Ey=104.858(kN)<

108、/p><p>　　作用點高度Zy=1.972(m)</p><p>　　因為俯斜墻背，所以要判斷第二破裂面的存在，計算結果第二破裂面不存在</p><p><b>　　強度驗算:</b></p><p>　　驗算截面以上，墻身截面積=19.456()，重量=466.950(kN)</p><p>　　

109、驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.412(m)</p><p>　　驗算截面外邊緣，Ey的力臂Zx=4.113(m)</p><p>　　驗算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=1.965(m)</p><p><b>　　容許應力法:</b></p><p><b>　　法向應力檢算:</b><

110、;/p><p>　　作用于驗算截面的總豎向力=571.808(kN)，作用于墻趾下點的總彎矩=1202.047(kN-m)</p><p>　　相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=2.102(m)</p><p>　　截面寬度B=4.775(m)，偏心距e1=0.285(m)</p><p>　　截面上偏心距驗算滿足:e1=0.285<

111、=0.2504.775=1.194(m)</p><p>　　截面上壓應力:面坡=162.682，背坡=76.819(kPa)</p><p>　　壓應力驗算滿足:計算值=162.682<=1050.000(kPa)</p><p><b>　　切向應力檢算:</b></p><p>　　剪應力驗算滿足:計算值=-

112、5.372<=170.000(kPa)</p><p><b>　　極限狀態(tài)法:</b></p><p>　　重要性系數(shù)=1.000</p><p>　　驗算截面上的軸向力組合設計值=571.808(kN)</p><p>　　軸心力偏心影響系數(shù)=0.959</p><p>　　擋墻構件的計

113、算截面每沿米面積A=4.775(m2)</p><p>　　材料抗壓極限強度Ra=2500.000(kPa)</p><p>　　圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)=2.310</p><p>　　偏心受壓構件在彎曲平面內的縱向彎曲系數(shù)=1.000</p><p><b>　　計算強度時:</b></p><

114、;p>　　強度驗算滿足:計算值=571.808<=4955.442(kN)</p><p><b>　　計算穩(wěn)定時:</b></p><p>　　穩(wěn)定驗算滿足:計算值=571.808<=4955.442(kN)</p><p><b>　　滑移驗算</b></p><p>　　抗滑

115、力=449.208(kN),滑移力=157.946(kN)。</p><p>　　滑移驗算滿足:Kc=2.8441.300</p><p>　　滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=342.573(kN)0.0</p><p>　　抗滑力=414.494(kN),滑移力=315.055(kN)。</p><p>　　地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=

116、1.3161.300</p><p><b>　　(1.傾覆驗算</b></p><p>　　抗傾覆力矩=2744.379(kN-M),傾覆力矩=451.918(kN-m)。</p><p>　　傾覆驗算滿足:K0=6.0731.500</p><p>　　傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=1913.201(kN-m)0.0&l

117、t;/p><p><b>　　(2.地基驗算</b></p><p>　　作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=0.114<=0.1675.843=0.974(m)</p><p>　　墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應力=156.224<=576.000(kPa)</p><p>　　墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應力

118、=123.356<=624.000(kPa)</p><p>　　地基平均承載力驗算滿足:壓應力=139.790<=480.000(kPa)</p><p><b>　　(3.基礎驗算</b></p><p><b>　　不做強度計算。</b></p><p>　　(4.墻底截面強度驗算

119、</p><p><b>　　容許應力法:</b></p><p>　　截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.144<=0.2505.500=1.375(m)</p><p>　　壓應力驗算滿足:計算值=146.091<=1050.000(kPa)</p><p>　　拉應力驗算滿足:計算值=0.000<=

120、60.000(kPa)</p><p>　　剪應力驗算滿足:計算值=6.790<=170.000(kPa)</p><p><b>　　極限狀態(tài)法:</b></p><p>　　強度驗算滿足:計算值=694.281<=5903.679(kN)</p><p>　　穩(wěn)定驗算滿足:計算值=694.281<=

121、5903.679(kN)</p><p>　　(5.臺頂截面強度驗算</p><p><b>　　容許應力法:</b></p><p>　　截面上偏心距驗算滿足:e1=0.285<=0.2504.775=1.194(m)</p><p>　　壓應力驗算滿足:計算值=162.682<=1050.000(kPa)

122、</p><p>　　拉應力驗算滿足:計算值=0.000<=60.000(kPa)</p><p>　　剪應力驗算滿足:計算值=-5.372<=170.000(kPa)</p><p><b>　　極限狀態(tài)法:</b></p><p>　　強度驗算滿足:計算值=571.808<=4955.442(kN)

123、</p><p>　　穩(wěn)定驗算滿足:計算值=571.808<=4955.442(kN)</p><p>　　綜合上述可得，該重力式擋土墻設計尺寸滿足邊坡穩(wěn)定性要求。</p><p><b>　　5.5涵洞的設計</b></p><p>　　涵洞是指在公路工程建設中為了使公路順利通過水渠而不妨礙交通，設計于路基下方修

124、筑于路面以下的排水孔道，是公路工程設計中非常重要的一部分。</p><p>　　該設計中，在K0+920至K0+940處，為填土路堤，地處山溝，為防止積水過多，對路基造成損害，在此處設置一個涵洞，擬采用石蓋板涵.這種結構具有施工簡便，迅速，修復方便的優(yōu)點.尺寸設計如下：</p><p>　　假定設計流量為：,擬定洞高為：；</p><p><b>　　根據(jù)

125、資料可得：</b></p><p>　　所以可設計該涵洞底寬：，所以涵洞孔徑尺寸：.</p><p>　　所以此涵洞為無壓式岀流.</p><p>　　5.6路基土石方計算與調配</p><p>　　路基土石方的計算與調配是路面設計中的一個重要組成部分，也是道路施工的一個重要參考指標。通過對道路土石方工程的數(shù)量計算和合理的調配，為

126、道路的工程預算，工程施工量提供可靠的依據(jù)。</p><p>　　5.6.1路基土石方計算</p><p>　　路基土石方計算一般用列表法與圖解法，無論列表與圖解，都是假定相鄰兩段面間為一棱柱體。其高為兩段面中線長。棱柱體積按平均斷面法求：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　、---相鄰兩斷面

127、的填方（或挖方）面積；</p><p>　　---相鄰兩斷面的樁距。</p><p>　　該方法稱為平均斷面法，該方法設計算簡便、實用，目前公路上常采用這種方法，但精度較差，只有，相差不大時才較準確。一般平均斷面法計算的結果是偏大的。</p><p>　　5.6.2路基土石方調配</p><p>　　本設計采用分段調配法，按100m一個調度段

128、記，共個13個調度段，具體調配方案見表附表。</p><p><b>　　第6章路面結構設計</b></p><p>　　路面結構作為道路設計過程中的一個重要環(huán)節(jié)，在設計過程中應該根據(jù)地形、土壤、氣候狀況，合理設置路面結構層，并選用合適的路面材料，從而保證道路的穩(wěn)定性和行車安全，已延長道路的使用壽命。</p><p>　　6.1、彈性三層體系換

129、算法</p><p>　　1.路面結構層次設計</p><p>　　原始資料：該地段位于自然區(qū)劃Ⅲ，路基土為粉土，地層主要為黃土，地下水很深，地層位于堅硬～半堅硬狀態(tài)，強度較高，但黃土具有很強的濕陷性。預測設計初期交通量為6000量，交通量增長率為8﹪，設計年限為15年。氣象條件：氣溫年平均為9.8℃，年最高氣溫為38.6℃，最低氣溫為-24.0℃，無霜期為240天，雨量集中在6、7、8月

130、，年降水量平均為360mm，最大暴雨13mm∕晝夜。材料供應狀況：沿線附近可采集到砂、礫材料，平均運距為2公里，距沿線20公里有碎石料場，沿線50公里有渣油、瀝青和鋼筋供應，石灰、煤距沿線5公里，木材運距15公里。交通量組成如下表：</p><p><b>　　表6.1交通組成</b></p><p>　　各種車型交通量（假設車型）如下：</p><

131、;p>　　表6.2各車型交通量</p><p><b>　　軸載換算：</b></p><p>　　路面結構設計以雙輪單軸BZZ-100為標準軸載。</p><p><b>　　累計當量軸次：</b></p><p>　　該路段設計年限15年，查規(guī)范可知，四車道系數(shù)為0.4～0.5，本設計取0

132、.45。</p><p>　　當以設計彎沉值為指標及瀝青層層底拉力驗算時：</p><p>　　表6.3軸載換算結果表</p><p>　　注：軸載小于25KN的軸載作用不計</p><p><b>　　累計當量軸次：</b></p><p>　　當驗算半剛性基層底層拉應力時：</p>

133、<p>　　表6.4軸載換算結果表（半剛性底層拉應力）</p><p><b>　　表6.4</b></p><p>　　注：軸載小于50KN的不計。</p><p>　　6.2路面結構組合設計</p><p>　　計算得出，設計年限內，一個車道上的累計標準軸次為3239239次，參照《公路瀝青路面設計規(guī)范