一級公路畢業(yè)設計計算書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　設計為我國皖南山區(qū)的白蓮巖公路設計，白蓮巖地區(qū)隸屬安徽省六安市，此地區(qū)地形屬于山嶺重丘。路段全長2802m，擬為山嶺重丘區(qū)的二級公路，共設有3個平曲線，在所有圓曲線處均設緩和曲線。第一個彎道設有緩和曲線，緩和曲線長度60米，圓曲線半徑500米。第二個彎道也設有緩和曲線，長度為80米，圓曲線半徑450米。第三個彎道半徑為15

2、0米，設緩和曲線，長度為50米。根據(jù)規(guī)范，第一和第二個圓曲線只設超高，第三個曲線設有超高和加寬。整個路段共設有一個豎曲線，坡度分別為0.77%和3.34%，半徑設為5000米。路拱采用雙向坡面，坡度值采用2%。路段路面設定兩種方案，分別為瀝青路面以及水泥混凝土路面。</p><p>　　關鍵字：一級公路 平原地區(qū) 瀝青路面 水泥混凝土路面 </p><p><b>　　AB

3、STRACT</b></p><p>　　My design is the design for highway of BAILIANYAN of the south mountain area of Anhui in our country, BAILIANYAN area is in liuan city, Anhui Province , this regional topography is

4、the hills. The total length of the highway is 2802m , it was designed by the 3rd road in hill area, there are 3 curves altogether, have ease curves in all curve places . The first curved way relaxes the ease curve,

5、the length is 60 meters, the radius of curve is 500 meters. The second curved way relaxes the ease </p><p>　　Key word: the 2rd highway; hills; asphalt surface; concrete surface</p><p><b>　

6、　目 錄</b></p><p>　　第一章 總說明書1</p><p>　　1.1地理位置圖1</p><p><b>　　1.2 說明書1</b></p><p>　　1.2.1設計任務、路線起訖點、中間控制點、全長及工程概況1</p><p>　　1.2.2 沿線地形、地

7、質、地震、水文等自然地理特征及其與公路建設的關系1</p><p>　　1.3 與周圍環(huán)境和自然景觀相協(xié)調(diào)的情況1</p><p>　　第二章 路線設計3</p><p>　　2.1公路等級的確定3</p><p>　　2.2技術標準與技術標準的總體運用情況3</p><p><b>　　2.3

8、路線方案4</b></p><p>　　2.3.1路線擬定的基本原則4</p><p>　　2.3.2路線走向4</p><p>　　2.3.3設計范圍4</p><p>　　第三章 路線平面設計5</p><p>　　3.1 導線要素計算及導線繪制5</p><p>　

9、　3.1.1 交點間距計算5</p><p>　　3.1.2導線方位角計算5</p><p>　　3.1.3導線間偏角計算6</p><p>　　3.1.4曲線要素計算6</p><p>　　第四章 路線縱斷面設計11</p><p>　　4.1縱斷面設計11</p><p>　　

10、4.1.1縱坡設計原則[3] [4] [5] [6] [7]11</p><p>　　4.1.2平縱組合的設計原則[3] [4] [5] [6] [7]11</p><p>　　4.1.3最小填土高度11</p><p>　　4.1.4 豎曲線半徑選擇說明11</p><p>　　4.2豎曲線計算11</p><

11、p>　　4.2.1 計算豎曲線的基本要素12</p><p>　　4.2.2計算豎曲線的基本要素12</p><p>　　4.2.3求豎曲線起點和終點樁號13</p><p>　　第五章 路線橫斷面設計14</p><p>　　5.1等級與標準14</p><p>　　5.1.1計算橫斷面要素14&

12、lt;/p><p>　　5.1.2確定設計年限和設計交通量14</p><p>　　5.1.3確定設計小時交通量和可能通行能力16</p><p>　　5.1.4平曲線的加寬及其過度17</p><p>　　5.2超高與加寬19</p><p>　　5.2.1加寬過度19</p><p>

13、　　5.2.2曲線的超高19</p><p>　　5.3路拱設計20</p><p>　　5.3.1 路拱坡度20</p><p>　　5.3.2 路拱設計21</p><p>　　第六章 路基設計22</p><p>　　6.1 路基橫斷面22</p><p>

14、;　　6.2 路基高度22</p><p>　　6.3 路基邊坡22</p><p>　　6.4 排水溝和邊溝23</p><p>　　第七章 水泥混凝土路面設計26</p><p>　　7.1 確定設計參數(shù)26</p><p>　　7.2交通分析計算軸載作用次數(shù)26</p><p&g

15、t;　　7.3初擬路面結構27</p><p>　　7.3.1路面材料參數(shù)確定27</p><p>　　7.3.2計算基層頂面當量回彈模量如下27</p><p>　　7.4荷載疲勞應力和溫度應力28</p><p>　　7.4.1標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為28</p><p>　　7.4.2疲

16、勞應力系數(shù)kt計算28</p><p>　　7.5水泥板接縫設計29</p><p>　　7.5.1縱向接縫29</p><p>　　7.5.2橫向接縫29</p><p>　　第八章 瀝青路面設計30</p><p>　　8.1瀝青路面計算30</p><p>　　8.2軸載分析

17、30</p><p>　　8.2.1以設計彎沉值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次30</p><p>　　8.2.2累計當量軸次31</p><p>　　8.3結構組合與材料選取32</p><p>　　8.4 土基回彈模量的確定33</p><p>　　8.5 設計指標的確定33</p&g

18、t;<p>　　8.6 設計資料總結34</p><p>　　8.7確定石灰土層厚度34</p><p>　　第九章 道路平面交叉口38</p><p>　　9.1 交叉口平面設計38</p><p>　　9.1.1漸變段長度38</p><p>　　9.1.2減速所需長度和加速所需長度38&

19、lt;/p><p>　　9.2 交叉口立面設計38</p><p>　　9.2.1 路段上設計等高線的繪制38</p><p>　　9.2.2交叉口上設計等高線的繪制38</p><p>　　第十章 土石方數(shù)量計算41</p><p>　　10.1相關土石方工程量計算41</p><p>

20、　　10.2概預算計算41</p><p>　　10.2.1水泥混泥土路面41</p><p>　　10.2.2瀝青混泥土路面41</p><p>　　參 考 文 獻42</p><p><b>　　結束語43</b></p><p><b>　　感謝詞44</b

21、></p><p><b>　　第一章 總說明書</b></p><p><b>　　1.1地理位置圖</b></p><p>　?。裕敿毲闆r見路線設計圖）</p><p><b>　　1.2 說明書</b></p><p>　　1.2.1設計

22、任務、路線起訖點、中間控制點、全長及工程概況。省道232線，本項目起點坐標（508296.567，520027.987）、終點坐標（508779.329，524025.552）路線全長4.0公里，中間共有4個控制點，坐標控制點為JD1（508695.056,520284.319）、JD2(508682.346,520859.127) 、JD3(508686.449，524006.083) 、JD4(508776.944,524006.0

23、83)</p><p>　　本設計路線為江蘇省常州地區(qū)的232省道的設計，本文通過對該地區(qū)的自然地理條件的調(diào)查及參閱相關文獻，根據(jù)交通發(fā)展規(guī)劃，地形和當?shù)氐慕煌l件并結合當?shù)貙嶋H情況對常州地區(qū)進行整體的設計規(guī)劃，以進一步加快此地區(qū)發(fā)展</p><p>　　1.2.2 沿線地形、地質、地震、水文等自然地理特征及其與公路建設的關系</p><p><b>　　

24、地形，地貌</b></p><p>　　本設計為線路所經(jīng)區(qū)域在地形地貌上屬于太湖水網(wǎng)平原工程地質區(qū)，以平原為主，河渠交錯，浜塘密布，地面標高一般2.2～5.8米，總體看地形北低南高，略有起伏。</p><p><b>　　地質</b></p><p>　　本設計的地形區(qū)屬于現(xiàn)將本項勘察揭示線路近90米深度范圍內(nèi)的巖土層依據(jù)地質時代、

25、成因類型和巖性特征，自上而下、由新至老分述如下：</p><p>　　2．1第四系：1b填土1-1亞粘土1-2淤泥質亞粘土1-2a亞粘土1-3亞粘土2-1(亞)粘土2-2軟亞粘土2-3亞砂土或粉砂2-4軟亞粘土 2-4a亞粘土3-1(亞)粘土3-2亞粘土3-2a亞粘土3-2c粉沙3-3亞砂土或粉砂3-4(淤泥質)亞粘土4-1(亞)粘土4-1a亞粘土4-1c粉砂4-2亞粘土5-1(亞)粘土5-3粉砂6-1含礫亞粘土

26、7-1全風化砂巖7-2強風化砂巖。</p><p><b>　　2．2特殊土</b></p><p>　　區(qū)內(nèi)主要特殊土類型為軟土、軟弱土和膨脹土。</p><p><b>　　軟土和軟弱土</b></p><p>　　2．2．1軟土及軟弱土劃分原則</p><p>　　軟土

27、定義：天然含水量大于液限且大于等于35%，孔隙比大于等于1.0，十字板剪切強度＜35kPa，靜力觸探錐尖阻力qc小于0.7MPa。本標段主要軟土層厚度變化較大，集中分布于K39+350以北路段。軟弱土定義：靜力觸探錐尖阻力對于粘性土介于0.7～1.0MPa之間，土工試驗塑性狀態(tài)在軟塑～流塑狀態(tài)的土，對于砂性土介于0.7～1.5MPa之間的松散砂性土。本標段主要軟弱土層為2-2層和2-4層。</p><p>　　2

28、．2．2軟土分布及土性特征</p><p>　　本標段存在部分軟土，軟土主要分布在河塘附近，埋深較淺，層厚在２～15米不等，基本均為含水量較高的淤質土。</p><p><b>　　2．3路基土</b></p><p>　　由路基土調(diào)查成果表顯示，路線經(jīng)過地區(qū)近地表分布的路基土土性為高液限粘土或低液限粘土，其中局部高液限粘土具有弱膨脹性。<

29、;/p><p><b>　　3．區(qū)域地質構造</b></p><p>　　根據(jù)區(qū)域地質資料和江蘇省地震工程研究院《常州至江陰高速公路工程場地地震基本烈度復核工作報告》(2001.03)（以下簡稱《復核報告》），將區(qū)內(nèi)與地震關系密切的主要區(qū)域斷裂描述如下：</p><p>　　1）奔?！⒍紨嗔眩涸摂嗔阎饕歉鶕?jù)重力、鉆探等資料確定的。根據(jù)《復核報告

30、》該斷裂是一條第四紀活動斷裂。</p><p>　　2）湟里經(jīng)新閘—小新橋斷裂：據(jù)1：10萬常州市基巖地質圖(1990年)，從湟里經(jīng)新閘至小新橋存在一條北東向斷裂。沿此斷裂地震活動相對較多，部分地震引起地動和震感。根據(jù)《復核報告》該斷裂是一條第四紀活動斷裂。</p><p>　　3）前州—西夏墅：據(jù)1：10萬常州市基巖地質圖（1990年），從前州經(jīng)青龍至西夏墅附近，推斷存在一條北西向斷裂。

31、根據(jù)《復核報告》該斷裂是一條第四紀活動斷裂。</p><p>　　依據(jù)《復核報告》上述斷裂皆為非全新活動斷裂，加之路線所在區(qū)內(nèi)地震基本烈度為VI度，且勘察揭示最大第四紀覆蓋層厚度大余90米，綜合上述三點依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001可忽略發(fā)震斷裂錯動對地面建筑物的影響。</p><p>　　1.3 與周圍環(huán)境和自然景觀相協(xié)調(diào)的情況</p><p>

32、;　　由于是省道一級公路，項目對沿線社會、人文環(huán)境的影響較大，受其制約也較嚴重。公路的建設必將對公路沿線人口規(guī)模、結構帶來一定影響，會促進沿線城市的經(jīng)濟發(fā)展，提高沿線居民的生活質量，促使交通運輸事業(yè)的重大發(fā)展，促進旅游資源的開發(fā)利用等。但本項目的建設將分隔原有城鄉(xiāng)格局，引起居民遷移，破壞原有農(nóng)田、水利系統(tǒng)，占用大量農(nóng)田、產(chǎn)生各種污染等。為盡量減少工程的負面影響，在可研、初步設計、施工圖設計各個階段都將社會環(huán)境、自然環(huán)境保護放在重要位置，

33、選線時盡量避開村屯以減少拆遷，調(diào)查公路沿線行政區(qū)劃、村屯分布、地塊劃分、通行條件等，與沿線地方政府協(xié)商解決分隔帶來的問題，合理設置構造物以最大限度的滿足沿線居民生產(chǎn)、生活的需要。調(diào)查原有農(nóng)田水利現(xiàn)狀布局及規(guī)劃、選線時盡可能避讓，改移，使影響最低。與農(nóng)田水利規(guī)劃部門共同協(xié)商，合理設置橋涵構造物，形成完整的排灌綜合系統(tǒng)。力求本項目對沿線社會人文環(huán)境負面影響很小。</p><p><b>　　第二章 路線設

34、計</b></p><p>　　2.1公路等級的確定</p><p>　　根據(jù)交通量的資料，該公路主要是作為汽車專用車道，根據(jù)《公路路線設計規(guī)范》（JTJ011-94）中2.1.1公路分級所規(guī)定“一級公路，一般能適應按各種汽車(包括摩托車)折合成小客車的年平均晝夜交通量為5000～12000輛，為連接政治、經(jīng)濟中心或大工礦區(qū)、港口、機場等地的專供汽車行駛的公路”。而根據(jù)設計任務

35、書中所提供的年平均日交通量（AADT）資料，該公路遠景設計（20年）交通量滿足二級公路指標。所以此公路定為一級公路。</p><p>　　2.2技術標準與技術標準的總體運用情況</p><p>　　表2-1 主要技術指標</p><p>　　參考《公路路線設計規(guī)范》（JTJ 011-94）和《道路勘測設計》張廷楷、張金水主編（參考文獻10）。</p>

36、<p><b>　　2.3路線方案</b></p><p>　　2.3.1路線擬定的基本原則</p><p>　　1 在道路設計的各個階段，應運用各種先進手段對路線方案做深入、細致的研究，在多方案論證，比選的基礎上，選定最優(yōu)路線方案。</p><p>　　2 路線設計應在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，做到工程量小、造價低、營運費用

37、省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護。在工程量增加不大時，應盡量采用較高的技術指標。不要輕易采用極限指標，也不應不顧工程大小，片面追求高指標。</p><p>　　3 選線應注意同農(nóng)田基本建設相配合，做到少占田地，道路平面線形應與地形、地質、水文等結合，并符合各級道路的技術指標。</p><p>　　4 選線時應對工程地質和水文地質進行深入勘測調(diào)查，弄清它們對道路工程的影響。對嚴重不良地質路段，

38、如滑坡、崩坍、泥石流、巖溶、泥沼等地段和沙漠、多年凍土等特殊地區(qū)，應慎重對待，一般情況下應設法繞避。當必須穿過時，應選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。</p><p>　　5 選線應重視環(huán)境保護，注意由于道路修筑，汽車運營所產(chǎn)生的影響和污染應綜合考慮土石方平衡，汽車運營經(jīng)濟效益等因素，合理確定路面設計標高</p><p>　　6 對于高級路和以及路，由于起路幅寬，可根據(jù)通過

39、地區(qū)、地物、自然環(huán)境等條件，利用起上下行車道分離的特點，本著因地制宜的原則，合理采用上下行車道分離的形式設線。</p><p><b>　　2.3.2路線走向</b></p><p>　　路線大致走向為由南向北。</p><p><b>　　2.3.3設計范圍</b></p><p>　　K37+0

40、00.000—K41+000.000</p><p>　　第三章 路線平面設計</p><p>　　3.1 導線要素計算及導線繪制</p><p>　　3.1.1 交點間距計算</p><p>　　交點間距計算公式為 （3-1） </p><p>

41、;　　（參考文獻10，P60）</p><p><b>　　計算相鄰交點距離：</b></p><p>　　表3-1 交點坐標表</p><p>　　使用程序——交點距離計算程序計算：（計算程序源代碼見附錄一）</p><p><b>　　JD0——JD1</b></p><p&

42、gt;<b>　　JD1——JD2</b></p><p><b>　　JD2——JD3</b></p><p><b>　　JD3——JD4</b></p><p><b>　　JD4——JD5</b></p><p>　　L1 =256.344m<

43、;/p><p>　　L2 =574.949m </p><p>　　L3 =1164.156m</p><p>　　L4 =1198.87m</p><p>　　L5 =19.615m</p><p>　　3.1.2導線方位角計算</p><p>　　導線方位角計算公式為 （

44、3-2）</p><p>　?。▍⒖嘉墨I10，P61）</p><p>　?。?） JD0——JD1</p><p>　　B1 =arctg°</p><p>　　（2） JD1——JD2</p><p>　　B2 =arctg°</p><p>　?。?） JD2——JD

45、3</p><p>　　B3 =arctg°</p><p>　　（4） JD3——JD4</p><p>　　B4 =arctg°</p><p>　?。?） JD4——JD5</p><p>　　B4 =arctg°</p><p>　　3.1.3導線間偏角計算

46、</p><p>　　3.1.4曲線要素計算</p><p>　　全線共設有四處曲線，全部不要設置緩和曲線。</p><p>　　JD1處緩和曲線要素計算：</p><p><b>　　緩和曲線長度Ls</b></p><p>　　此處平曲線R=500m， 偏角 C= 26.52°<

47、;/p><p><b>　　五個基本樁號</b></p><p>　　JD01 K0+828.90</p><p>　　-)Th 147.9088 </p><p>　　ZH K0+680.9912</p>&

48、lt;p>　　+)L 60.00 </p><p>　　HY K0+740.9912</p><p>　　+)(Lh - L) 231.4594</p><p>　　HZ K0+972.4506<

49、;/p><p>　　-)L 60.00</p><p>　　YH K0+912.4506</p><p>　　-) (Lh – 2L)/2 85.7297</p><p>　　QZ K0+8

50、26.7209</p><p>　　JD2處緩和曲線要素計算：</p><p><b>　　緩和曲線長度Ls</b></p><p>　　此處平曲線R=450偏角 C=47.844°</p><p><b>　　五個基本樁號</b></p><p>　　JD02

51、 K1+476.947</p><p>　　-)Th 239.8725 </p><p>　　ZH K1+1237.0793</p><p>　　+)L 80 </p><p>　　HY

52、 K1+1317.0793</p><p>　　+)(Lh - L) 375.7674</p><p>　　HZ K1+692.8467</p><p>　　-)L 80 </p><p&g

53、t;　　YH K1+612.8467</p><p>　　-) (Lh – 2L)/2 147.8837</p><p>　　QZ K1+464.963</p><p>　　JD3處緩和曲線要素計算：</p><p><

54、b>　　緩和曲線長度Ls</b></p><p>　　此處平曲線R=130m， 偏角 C= 92.65°</p><p><b>　　五個基本樁號</b></p><p>　　JD03 K2+243.309</p><p>　　-)Th

55、 161.9592</p><p>　　ZH K1+81.355</p><p>　　+)L 50.00 </p><p>　　HY K2+131.355</p><p>　　+)(Lh - L)

56、 210.2123 </p><p>　　HZ K2+341.5673</p><p>　　-)L 80.00 </p><p>　　YH K2+291.5673</p><p>　　-) (Lh – 2L)/

57、2 80.10616</p><p>　　QZ K2+212.3346</p><p>　　路線要素坐標表。曲線要素計算：</p><p>　　有緩和曲線的曲線要素計算公式：</p><p><b>　?。?-3）</b></p>

58、<p>　　（3-4） </p><p>　　β= （3-5）</p><p>　　tg+q （3-6） </p><p>　　β)

59、 （3-7）sec （3-8） </p><p><b>　?。?-9） </b></p><p>　　式中：T ——切線長（m）</p><p>　　L ——曲線長（m）</p><p><b>　　E ——外距（m）</b><

60、;/p><p>　　J ——校正數(shù)或稱超距（m）</p><p>　　R ——圓曲線半徑 （m）</p><p><b>　　——轉角（度）</b></p><p>　　“基本型”平曲線的計算圖如下： </p><p>　　圖 3-1 平曲線計算示意圖</p><p>　　表3

61、-2 路線坐標方位表</p><p>　　表3-3 路線要素表</p><p><b>　　續(xù)上表</b></p><p>　　表3-4 路線特征點里程樁號</p><p>　　第四章 路線縱斷面設計</p><p><b>　　4.1縱斷面設計</b></p&

62、gt;<p>　　4.1.1縱坡設計原則[3] [4] [5] [6] [7]</p><p>　　1.坡設計必須滿足《標準》的各項規(guī)定。</p><p>　　2.為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。</p><p>　　3.縱坡設計應對沿線地形、地下管線、地質、水文、氣候和排水等綜合考慮，視具體情況加

63、以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。</p><p>　　4.一般情況下縱坡設計應考慮填挖平衡，盡量使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)約用地。</p><p>　　5.平原微丘區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應滿足最小縱坡要求外，還應滿足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。</p><p>　　6.在實地調(diào)查基礎上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等

64、方面的要求。</p><p>　　4.1.2平縱組合的設計原則[3] [4] [5] [6] [7]</p><p>　　1.平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線；</p><p>　　2.平曲線與豎曲線大小應保持均衡；</p><p>　　3.暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合應合理悅目；</p><p>　　

65、4.平、豎曲線應避免不當組合；</p><p>　　5.注意與道路周圍環(huán)境的配合，以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度，并可起到引導視線的作用。</p><p>　　4.1.3最小填土高度</p><p>　　粉砂性土Ⅳ3區(qū)最小填土高度為2.1米。</p><p>　　4.1.4 豎曲線半徑選擇說明</p><p>　　1.平

66、縱面組合設計，即豎曲線的起終點最好分別在平曲線的兩個緩和曲線內(nèi)，其中任一點都不要再緩和曲線以外的直線或圓弧段上；</p><p>　　2.豎曲線的半徑應大于≤標準≥中規(guī)定的豎曲線的最小半徑和最小長度；</p><p>　　3.相鄰豎曲線的銜接應平緩自然，相鄰方向豎曲線之間最好插入小段直線段且這段直線段至少應為計算行車速度的3S行程，當半徑比較大時應亦直接連接。</p><

67、;p><b>　　4.2豎曲線計算</b></p><p>　　4.2.1 計算豎曲線的基本要素</p><p>　　根據(jù)沿線各控制點標高拉坡，又由于本工程設計路線橫穿大量已有道路和橋梁，為了更好的與原有道路和橋梁相接，不影響已有設施的工作。故確定路段縱坡值控制標高點共3，依次為K0+000，K2+200，K2+802.238。本路段設計縱坡依次為: i1= 0

68、.77%，i2 =3.45% </p><p>　　豎曲線基本要素計算公式：</p><p><b>　　(4-1) </b></p><p>　　L = (4-2)</p><p>　　T = (4-3)

69、</p><p>　　E = (4-4)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　————坡度差， </p><p>　　L ————曲線長， （m）</p><p>　　T ————切線長， （m）&

70、lt;/p><p>　　E ————外距 （m）</p><p>　　4.2.2計算豎曲線的基本要素</p><p>　　變坡點樁號為 K 2+200, ，i2=-3.45%</p><p>　　樁號K 1+340.00：</p><p>　　=-3.45%-0.77%= -4.23%</p>&

71、lt;p>　　L ==5000 =211.3251（m）</p><p>　　T = = =105.66255 （m）</p><p>　　E = = =1.11645 （m）</p><p>　　表4-1 豎曲線要素表</p><p>　　4.2.3求豎曲線起點和終點樁號</p><p>　?。?）豎曲線1

72、起點樁號：K2+200.00-105.66255=K2+94.33745</p><p>　　豎曲線1終點樁號：K2+200.00+105.66255＝K2+305.66255</p><p><b>　　求各樁號的設計標高</b></p><p>　　表4-2 豎曲線標高</p><p>　　第五章 路線橫斷面設計&

73、lt;/p><p><b>　　5.1等級與標準</b></p><p>　　5.1.1計算橫斷面要素</p><p>　　本路段為二級公路，且位于山嶺重丘區(qū)，查《公路路線設計規(guī)范》（JTJ 011-94）表6.1.2，路基寬度一般值為8.5m，變化值沒有具體的規(guī)定。查《公路路線設計規(guī)范》（JTJ 011-94）表6.1.3，行車道寬度為7.0m，

74、本路段為二級公路，且位于山嶺重丘區(qū)，設計車速為40km/h, 查表可知在交通量大和有大型車混入率高時，車道寬可取3.50m。土路肩寬取0.75m。整個路基寬度為8.5m。</p><p>　　5.1.2確定設計年限和設計交通量</p><p>　　根據(jù)交通調(diào)查，2005年年平均日交通組成如下，年增長率5.8%</p><p>　?、俳夥臗A30A

75、 200輛/日 ②長征XD160 100輛/日</p><p>　?、蹡|風EQ140 200輛/日 ④交通SH141 150輛/日 </p><p>　　⑤太脫拉138 200輛/日 ⑥日野KB-222 150輛/日 </p><p>　?、呒獱?30

76、 200輛/日 ⑧依士茲TD50 150輛/日 </p><p>　?、峤夥臗A15 200輛/日 ⑩小轎車 1800輛/日</p><p>　　公路等級應根據(jù)公路網(wǎng)的規(guī)劃和遠景交通量，從全局出發(fā)，結合公路的使用任務和性質綜合確定。</p><p>　　白蓮巖線

77、公路為二級公路，設計年限為12年。</p><p>　　據(jù)參考文獻[2][7] [8]所述一條公路交通量的普遍計算單位是年平均日交通量（簡寫為ADT），用全年總交通量除以365而得。設計交通量是指欲建公路到達遠景設計年限時能達到的年平均日交通量（輛/日）。它在確定公路等級，論證道路的計劃費用或各項結構設計等有重要作用，但直接用于幾何設計卻不適宜。因為在一年中的每月，每日，每一小時交通量都會變化，在某些季節(jié)，某些時

78、段可能會高于年平均日交通量數(shù)倍，不宜作為具體設計依據(jù)。</p><p>　　遠景設計年平均日交通量依道路使用任務和性質，根據(jù)歷年交通觀測資料推斷求得。目前一般按年平均增長率累計計算確定。</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　————遠景設計年平均日交通量（輛/日）；</p><p>　　———

79、—起始年平均日交通量（輛/日），包括現(xiàn)有交通量和道路建成后從其他道路吸引過來的交通量；</p><p>　　————年平均增長率（%）；</p><p>　　n ————遠景設計年限。</p><p>　　設計小時交通量按下式計算：</p><p><b>　　（5-1）</b></p><p>

80、<b>　　式中：</b></p><p>　　————主要方向高峰小時設計交通量（輛/小時）；</p><p>　　————高峰小時兩個方向的總交通量（輛/小時）</p><p>　　D ————方向系數(shù)，即高峰小時期間主要方向交通量與兩個方向總交通量之比（/），可采用0.6；</p><p>　　————設計年限的年

81、平均日交通量（輛/日）；</p><p>　　K ————設計小時交通量系數(shù)（/）：平時有觀測資料，仿圖繪制關系圖求得；無資料，可按如下近似式計算：</p><p>　　K = 18(1+A) （5-1a） </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　A ————地區(qū)氣候修

82、正系數(shù)；</p><p>　　X ————設計小時時位；</p><p>　　————設計年限的日交通量修正系數(shù)，按下式計算：</p><p>　　= 0.2 – 0.0002 （5-1b）</p><p>　　據(jù)參考文獻[2]、參考文獻[9]所述，交通量的折算：我國的城市道路和一般公路（即二、三、四級公路）都是混合交通，

83、非機動車占較大比重。非機動車輛速度低，行駛規(guī)律性差，從而影響機動車輛正常行駛。在機動和非機動車混合行駛的公路上，其交通量是將公路上行駛的各種車輛折合成中型載重汽車的數(shù)量來表示；在設置慢車道實行分道行駛的道路或路段上，其交通量應按汽車交通量和非汽車交通量分別計算。</p><p>　　參考文獻[10]，各種車輛的折算系數(shù)與車輛的行駛速度和該車種行車時占用道路凈空有關，如何定量，目前尚在研究之中，先仍暫采用1972年

84、的規(guī)定，以載重汽車為標準的折算系數(shù)。</p><p>　　載重汽車 = 1.0 （包括：大客車、重型載重汽車、三輪車、膠輪拖拉機帶掛車）；</p><p>　　帶拖掛的載重汽車 = 1.5 （包括大平板車）；</p><p>　　小汽車 = 0.5 （包括吉普車，摩托車）；</p><p>　　獸力車 = 2.0 ；</p>&

85、lt;p>　　架子車 = 0.5 （包括人力車）；</p><p>　　自行車 =0.1 。</p><p>　　以小汽車為標準的折算系數(shù)，尚無公認值。習慣上采用：</p><p>　　小汽車 = 1.0 （包括吉普車，摩托車）；</p><p>　　載重汽車 = 2.0；</p><p>　　帶拖掛的載重汽車、

86、鉸接式公共汽車 = 3.0 。</p><p>　　5.1.3確定設計小時交通量和可能通行能力</p><p>　　據(jù)參考文獻[11]，道路通行能力是在一定的道路和交通條件下，道路上某段適應車流的能力，以單位時間內(nèi)通過的最大車輛數(shù)表示。單位時間通常以小時計（輛/小時），車輛數(shù)對于多車道道路用一條車道的通過數(shù)表示，雙車道公路用往返車道合計數(shù)表示，它是正常條件下道路交通的極限值。基本通行能力是

87、指在理想條件下，單位時間內(nèi)一個車道或一條車道某路段可以通過的小客車最大數(shù)，是計算各種通行能力的基礎。所謂理想條件包括道路本身和交通兩個方面，即道路本身應在車道寬、側向凈寬有足夠的寬度及平、縱線形、視距良好；交通上只有小客車行駛，沒有其他車型混入且不限制車速?，F(xiàn)有道路即使是高速公路，基本上沒有合乎理想條件的，可能通過的車輛數(shù)一般都低于基本通行能力。</p><p>　　基本通行能力的計算可采用“車頭視距”或“車頭間

88、距”推求。車頭視距是指連續(xù)兩車通過車道或道路上同一地點的時間間隔，車頭間距是指交通流中連續(xù)兩輛車之間的距離。如以車頭視距為例，則一條車道的通行能力按下式計算：</p><p>　　C =3600/t (5-2)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C ——

89、—— 一條車道的通行能力；</p><p>　　t ———— 連續(xù)車流平均車頭間隔時間（S），可通過觀測得到。</p><p>　　可能通行能力是由于通?，F(xiàn)實的道路和交通條件與理想條件有較大的差距，考慮了影響通行能力的諸多因素如車道寬、側向凈寬和大型車混入后，對基本通行能力修正后的通行能力。</p><p>　　所以，該路段定為雙向兩車道。</p>

90、<p>　　一般雙車道公路行車道寬度的確定：雙車道公路有兩條車道，行車道寬度包括汽車寬度和富余寬度。汽車寬度取載重汽車車廂的總寬度，為2.5m。富余寬度是指對向行駛時兩車廂之間的安全距離、汽車輪胎至路面邊緣的安全距離。雙車道公路每一條單向行駛的車道寬度可用下式計算：</p><p>　　(5-3) </p><p><b>　　兩條車道：</b>&l

91、t;/p><p><b>　　(5-4) </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　a ————車廂寬度 （m）</p><p>　　c ————汽車輪距 （m）</p><p>　　2x————兩車廂安全間隙 （m）</p>&

92、lt;p>　　y ————輪胎與路面邊緣之間的安全距離 （m）</p><p>　　根據(jù)大量試驗觀測，得到計算x、y的經(jīng)驗公式為：</p><p>　　x = y =0.50+0.005V (5-5)</p><p><b>　　式中：</b></p>&

93、lt;p>　　V————行車速度 （Km/h）</p><p>　　從上述公式來看，對于車速較低、交通量不大的公路可取較小的寬度，雙車道公路行車道寬度試等級一般取值7.5、7.0、6.5、6.0。五九線屬于山嶺重丘區(qū)三級公路，應該取6.0為宜。</p><p>　　5.1.4平曲線的加寬及其過度</p><p>　　汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中以后

94、輪跡半徑最小，且偏向曲線內(nèi)側，故曲線內(nèi)側應增加路面寬度，以確保曲線上行車的順適與安全。</p><p>　　普通汽車的加寬值可由幾何關系得到：</p><p>　　b =R –(R1+B) (5-6) </p><p>　　而 </p&

95、gt;<p>　　故 </p><p>　　上述第二項以后的值很小，可省略不計，故一條車道的加寬：</p><p><b>　　(5-7)</b></p><p><b>　　式中：</b></p>

96、<p>　　A ————汽車后軸至前保險杠的距離 （m）</p><p>　　R ————圓曲線半徑 （m） </p><p>　　對于有N個車道的行車道：</p><p><b>　　(5-8)</b></p><p>　　半掛車的加寬值由幾何關系求得：</p><p><b

97、>　　(5-9)</b></p><p><b>　　(5-10)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　———— 牽引車的加寬值；</p><p>　　———— 拖車的加寬值；</p><p>　　———— 牽引車保險杠至

98、第二軸的距離 （m）； </p><p>　　———— 第二軸至拖車最后軸的距離 （m）；</p><p>　　由于，而與R相比甚微，可取 = R ，于是半掛車的加寬值：</p><p><b>　　(5-11)</b></p><p>　　令 = ，上式仍舊納成為式：</p><p>

99、<b>　　(5-12)</b></p><p><b>　　5.2超高與加寬</b></p><p>　　對于R >250m的圓曲線，由于其加寬值甚小，可以不加寬。有三條以上車道構成的行車道，其加寬值應另行計算。各級公路的路面加寬后，路基也應相應加寬。</p><p><b>　　5.2.1加寬過度<

100、;/b></p><p>　　為了使路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上設置了加寬的寬度，需設置加寬緩和段。在加寬緩和段上，路面具有逐漸變化的寬度。加寬過渡的設置根據(jù)道路性質和等級可采用不同的方法。</p><p>　　白蓮巖線公路設計中主要是采用比例過渡，在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬，加寬緩和段內(nèi)任意點的加寬值：</p><p><b&g

101、t;　　(5-13)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　————任意點距緩和段起點的距離 （m）；</p><p>　　L ————加寬緩和段長 （m）；</p><p>　　b ————圓曲線上的全加寬 （m）。</p><p>　　比例

102、過渡簡單易操作，但經(jīng)加寬以后的路面內(nèi)側與行車軌跡不符，緩和斷定起終點出現(xiàn)破折，于路容也不美觀。這種方法正適應與三級公路。</p><p>　　5.2.2曲線的超高</p><p>　　據(jù)參考文獻[12]所述，為抵消車輛在曲線路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力，將路面做成外側高于內(nèi)側的單向橫坡的形式，這就是曲線上的超高。合理設置超高，可以全部或部分抵消離心力，提高汽車行駛在曲線上的穩(wěn)定性和舒適性。當

103、汽車等速行駛時，其離心力也是變化的。因此，超高橫坡度在圓曲線上應是與圓曲線半徑相適宜的全超高，在緩和曲線上應是逐漸變化的超高。</p><p>　　白蓮巖線設計中主要采用繞外邊旋轉的方法進行曲線的超高。先將外側車道繞外邊旋轉，于次同時，內(nèi)側車道隨中線的降低而相應降低，待達到單向橫坡度后，整個斷面仍繞外側車道邊緣旋轉，直至超高橫坡度。繞邊線旋轉由于行車道內(nèi)側不降低，有利于路基縱向排水，一般新建工程多用此中方法。&l

104、t;/p><p>　　橫斷面上超高值的計算</p><p>　　表5-1 繞邊線旋轉超高值計算公式</p><p><b>　　5.3路拱設計</b></p><p>　　5.3.1 路拱坡度</p><p>　　一般應采用雙向坡面，由路中央向兩側傾斜。當在六、八車道的超高過渡段中出現(xiàn)寬而平

105、緩的路面時，可根據(jù)實際情況在短段落內(nèi)設置兩個路拱。</p><p>　　5.3.2 路拱設計</p><p>　　二、三、四級公路的路拱坡度應根據(jù)路面類型和當?shù)刈匀粭l件確定，最小宜采用1.5%。</p><p>　　高速公路、一級公路位于中等強度降雨地區(qū)時，路拱坡度宜采用2%；位于嚴重強度降雨地區(qū)時，路拱坡度可適當增大。</p><p&

106、gt;　　分離式路基，每一側車道可設置雙向路拱；也可采用單向橫坡，并向路基外側傾斜。但在積雪凍融的地區(qū)，宜設置雙向路拱。</p><p>　　在未超高地段路拱坡度取2%，土路肩坡度3%。</p><p>　　由于本次設計中所取的圓曲線半徑在JD1,JD2處大于不設加寬最小圓曲線半徑，在JD3拐彎處需要進行加寬計算。查表得JD3處加寬值為1.5m。</p><p>　

107、　在本設計中，由于本次設計中所取的圓曲線半徑均小于超高最小圓曲線半徑，（山嶺重丘區(qū)不設超高圓曲線最小半徑為600m）。因此，在JD1、JD2，JD3拐彎處都需要進行超高計算。查表得JD1處超高值為7%，JD2處超高值為9％，JD3處超高值為5.88%。</p><p>　　本次設計的合成坡度值為不超過10%，驗算合成坡度，合成坡度滿足要求。</p><p><b>　　第六章

108、 路基設計</b></p><p><b>　　6.1 路基橫斷面</b></p><p><b>　　圖6-1 橫斷面圖</b></p><p><b>　　6.2 路基高度</b></p><p>　　據(jù)參考文獻[14]所述，路基高度是指路堤的填筑高度和路塹的開

109、挖深度，是路基設計標高和地面標高之差。由于原地面沿橫斷面方向是傾斜的，因此在路基寬度范圍內(nèi)，兩側的高差是不同的。路基高度是指路基中心線處設計標高與原地面標高之差。</p><p>　　路基填土的高矮和路塹挖方的深淺，可按規(guī)定，使用常規(guī)的邊坡高度值，作為劃分高矮深淺的依據(jù)。通常將大于18 m的土質路堤和大于20 m的石質路堤視為高路堤，將大于20 m的路塹視為深路塹。</p><p><

110、;b>　　6.3 路基邊坡</b></p><p>　　路基邊坡坡度取決于邊坡的土質、巖石的性質及水文地質條件等自然因素和和邊坡的高度。在陡坡或填挖較大的路段，邊坡穩(wěn)定不僅影響到土石方工程量和施工的難易，而且是路基整體性的關鍵。因此，確定邊坡坡度對于路基穩(wěn)定性和工程的經(jīng)濟合理性至關重要。</p><p>　　6.4 排水溝和邊溝</p><p>　

111、　據(jù)參考文獻[15]，將邊溝、截水溝、取土坑、邊坡和路基附近積水，引排進橋涵和路基以外時，應采用排水溝。排水溝橫斷面形式一般為梯形，邊坡可采用1：1.0～1：1.5，橫斷面尺寸根據(jù)設計流量確定，深度與寬度不宜小于0.5 m，溝底縱坡宜大于0.5%。</p><p>　　挖方路段及高度小于邊溝深度的填方路段應設置邊溝。邊溝橫斷面一般采用梯形，梯形邊溝內(nèi)側邊坡為1：1.0～1：1.5，外側邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。

112、邊溝縱坡宜與路線縱坡一致，并不宜小于0.5%。</p><p>　　圖6-2橫斷面圖（部分）</p><p><b>　　路基邊坡的確定</b></p><p>　　路基邊坡坡度取決于邊坡的土質、巖石的性質及水文地質條件等自然因素和和邊坡的高度。在陡坡或填挖較大的路段，邊坡穩(wěn)定不僅影響到土石方工程量和施工的難易，而且是路基整體性的關鍵。因此，確

113、定邊坡坡度對于路基穩(wěn)定性和工程的經(jīng)濟合理性至關重要。路基邊坡坡度對路基穩(wěn)定十分重要，確定路基邊坡坡度是路基設計的重要任務。公路路基的邊坡坡度，可用邊坡高度H和邊坡寬度B之比值表示。示意圖如下</p><p><b>　　圖6-3路基寬度表</b></p><p>　　第七章 水泥混凝土路面設計</p><p>　　7.1 確定設計參數(shù)<

114、/p><p>　　對交通組成進行分析，了解不同車型的軸重</p><p>　　以100KN作為標準軸載，進行軸載換算</p><p>　　計算設計年限內(nèi)的累計當量軸次</p><p>　　1路面結構的確定及路面材料的選取</p><p><b>　　2土基模量的確定</b></p>&l

115、t;p><b>　　3初擬路面結構</b></p><p><b>　　4確定路面參數(shù)</b></p><p><b>　　5計算荷載疲勞應力</b></p><p><b>　　6計算溫度疲勞應力</b></p><p>　　7.2交通分析計算軸載

116、作用次數(shù) </p><p>　　水泥混凝土路面機構設計以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標準軸載。不同軸載-輪型和軸載的作用次數(shù)，按下列公式換算為標準軸載的作用次數(shù)。</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　表7-1 軸載作用次數(shù)</p><p>　　小于40KN的單軸和80KN的雙軸可略去不

117、計。</p><p>　　二級路面的設計基準期為20年，安全等級為三級。臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取0.60。交通量年平均增長率為5.8%。計算得到設計基準期內(nèi)設計車道標準荷載累計作用次數(shù)為</p><p><b>　　屬重交通等級。</b></p><p><b>　　7.3初擬路面結構</b></p>

118、<p>　　相應于安全等級三級的變異水平等級為中級。根據(jù)二級公路、重交通等級和中級變異水平等級，初擬普通混凝土面層厚度為0.22m?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料，厚0.18m。墊層0.15m低劑量無機結合料穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.5m，長4.0m?？v縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。</p><p>　　7.3.1路面材料參數(shù)確定</p><p>　　取普通混凝土面

119、層的彎拉強度標準值為5.0MPa，相應彎拉彈性模量標準值為31GPa。</p><p>　　路基回彈模量為30MPa。低劑量無機結合料穩(wěn)定土墊層回彈模量取600MPa，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1300MPa。</p><p>　　7.3.2計算基層頂面當量回彈模量如下</p><p>　　普通混凝土面層的相對剛度半徑計算為</p><p>

120、　　7.4荷載疲勞應力和溫度應力</p><p>　　7.4.1標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為</p><p>　　因縱縫為設拉桿平縫，接縫傳荷能力的應力折減系數(shù)。考慮設計基準期內(nèi)荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數(shù)。根據(jù)路面等級，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)。</p><p><b>　　荷載疲勞應力計算為</b>

121、</p><p>　　因而，所選普通混凝土面層厚度（0.22m）可以承受設計基準期內(nèi)溫度疲勞應力</p><p>　?、騾^(qū)最大溫度梯度取92（0C/m）。板長4m，，普通混凝土板厚。最大溫度梯度只混凝土板的溫度翹曲應力計算為</p><p>　　7.4.2疲勞應力系數(shù)kt計算為</p><p><b>　　計算溫度疲勞應力為<

122、/b></p><p>　　二級公路的安全等級為三級，相應于三級的安全等級的變異水平等級為中級，目標可靠度為85%。再根據(jù)目標可靠度和變異水平等級，確定可靠度系數(shù)。</p><p>　　荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。</p><p>　　7.5水泥板接縫設計</p><p><b>　　7.5.1縱向接縫</b>

123、;</p><p>　　縱向施工縫采用設拉桿平縫形式，上部鋸切槽口，深度為35mm，寬度為5mm，槽內(nèi)灌塞瀝青橡膠填縫料，構造如圖。拉桿直徑為14mm，長度為700mm，間距為800mm。</p><p><b>　　7.5.2橫向接縫</b></p><p>　　橫向縮縫采用設傳力桿假縫形式，上部鋸切槽口，深度為50mm，寬度為5mm，槽內(nèi)灌