畢業(yè)設計--三級公路設計

1、<p>　　本科畢業(yè)設計計算說明書</p><p>　　題 目：陜西秦嶺地區(qū)雙向三級公路設計</p><p><b>　　學生姓名： </b></p><p><b>　　學 院：</b></p><p><b>　　系 別：</b></p>

2、<p>　　專 業(yè)：道路橋梁與渡河工程</p><p><b>　　班 級：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p><b>　　二零一五年十二月</b></p><p><b>　　第一章 設計資料</b&g

3、t;</p><p>　　1.1 陜西秦嶺地區(qū)設計資料</p><p>　　路線所經(jīng)地區(qū)，位于陜西省重鎮(zhèn)——寶雞市附近，北靠寶雞市，南臨秦嶺，屬秦嶺北坡地區(qū)，是寶雞市轄地區(qū)。該地區(qū)屬公路自然區(qū)劃Ⅴ1區(qū)，秦巴山地潤濕區(qū)，緊臨Ⅲ3區(qū)（甘東黃土山區(qū)）和Ⅲ4區(qū)（黃渭間山地，盆地輕凍區(qū)）。</p><p><b>　　1.1.1氣候特點</b></

4、p><p>　　該地區(qū)海拔高度在1000 ~ 2000米等高線之間，按中國氣候分區(qū)，屬東南濕熱區(qū)，向青藏高寒區(qū)的過渡區(qū)，屬全國道路氣候分Ⅱ2B區(qū)，季節(jié)冰凍，中濕區(qū)，該地區(qū)同時受冷熱氣流的影響較大，氣候特征屬北亞熱帶季風氣候，夏季降水多，冬季氣溫低。</p><p>　　路線所經(jīng)地區(qū)最高月平均地溫25C ～ 32.5C,年平均氣溫在14C ～ 22C之間,極端最高氣溫在0C ～ 4C之間,冰凍現(xiàn)

5、象輕.但當偶爾寒流猛烈時,氣溫可降到-10C以下,土壤最大凍深0.3米，最大積雪深度< 0.16米,定時最大風速為15.5m/s 。</p><p>　　1.1.2降水量及地下水埋深</p><p>　　路線所經(jīng)地區(qū)位于東經(jīng)105～110,北緯30～35之間,屬中國暴雨風區(qū)的13區(qū),年降水量800mm左右,一般山地多,平地較少,分布規(guī)律為由東向西,由南向北,逐漸降低，潮濕系數(shù)在1.0

6、～1.5之間,干燥度平均在1.0以下,雨型為夏、秋雨,最大月雨期長度為3.0 ～ 3.5天。降雨形式以暴雨為主,雨量多集中在6 ～ 8月,約占全年降水量的60% ,冬季降水量僅占全年的4～5% 。</p><p>　　由于該地區(qū)降水量較多，且集中，地面橫坡陡峻，匯流時間較快，一般匯水面積 ≤10km2，匯流時間約30分鐘；匯流面積≤20km2，匯流時間約45分鐘；沿線地下水埋深一般在3米左右，溝谷處約為2米左右。

7、</p><p>　　1.1.3地形與地貌</p><p>　　路線所經(jīng)地區(qū)，自然地面橫坡陡峻，清江河從西向東流入渭河，路線沿清江河而上，在清江河發(fā)源地翻越分水嶺而下，其分水嶺西坡陡而東坡較緩，自然橫坡達40% 左右，自然地面較整齊，短距離內高差大，溝谷、河流的縱坡較大，大量隨季節(jié)變化大，除清東河下游處，枯水季節(jié)水量很小，甚至干枯；夏季水流湍急，往往引起山洪暴發(fā)，沖刷力較大，河（溝）內為含

8、土礫石，大于60mm的礫石含量占50% 左右，礫石成份主要為花崗巖，個別礫石的最大粒徑達45㎝。</p><p>　　1.1.4地質與土質</p><p>　　路線所經(jīng)地區(qū)，位于中國區(qū)域工程地質的秦淮山工程地質區(qū)和秦巴山地工程地質區(qū)的交界，靠近秦巴山地工程地質區(qū)，屬陜西省祁連地層區(qū)，紙房---洛南地層小區(qū)（區(qū)），大部為火成—變質巖山地，巖層為古生界雜巖，以粗?；◢弾r、變質巖為主，其次分布有

9、石灰?guī)r，巖性質量較好，一般巖層較深處，可采集到Ⅲ級以上的石料。第四紀發(fā)生的巖層和近代堆積，以重堆積、殘積土壤為主，土質為黃棕粘性土，受大氣和溫度的長期影響酸堿度為中或微，土質為液限粘土呈密實狀態(tài)，巖石風化程度為中等，路線所經(jīng)地帶，土層覆蓋厚度約2.5米左右，土層中20% 為松土，80% 為普通土，50% 為硬土，巖層中10% 為軟石，70% 為次堅石，20% 為堅石，在清江河發(fā)源處的分水嶺上，此處地質良好。</p><

10、;p>　　1.1.5植被及作物等概括</p><p>　　該地區(qū)多為山地，山坡上為山地草甸土壤，是山地灌木叢和草甸的生境。但由于沖刷等原因，土壤中有機質分解和養(yǎng)分損失迅速，故肥力不高，溝谷和山坡上生長有稀疏灌木叢和高度在1.0以下的密草，疏林的郁悶度在40% 左右，在平緩的山坡上，種植的作物主要有玉米、麻類、谷子、菜籽等。</p><p>　　大力開展植樹種草，保持良好的生態(tài)環(huán)境，保

11、證糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，促進牧業(yè)和林業(yè)的發(fā)展，是今后一項主要的經(jīng)濟戰(zhàn)略任務。</p><p>　　1.2交通量資料統(tǒng)計</p><p><b>　　陜西寶雞地區(qū)地形圖</b></p><p><b>　　第二章 路線設計</b></p><p>　　2.1公路等級及主要技術標準的確定</p>

12、<p>　　2.1.1交通量分析以及等級確定</p><p>　　1.設計原始資料及交通量分析</p><p>　　根據(jù)設計資料，十年末交通如下：</p><p>　　10年末交通量N10=2500輛/日</p><p>　　（1）解放CA10B：2500×65%=1625輛/日 總軸重8.025噸 折算系數(shù)為2.

13、0 換算為小客車的交通量為1625×2.0=3250輛/日。</p><p>　?。?）躍進NJ130：2500×15%=375輛/日 總軸重5.84噸 折算系數(shù)為1.5 換算為小客車的交通量為375×1.5=562.5輛/日。</p><p>　　（3）黃河JN150：2500×10%=250輛/日 總軸重15.06噸 折

14、算系數(shù)為3.0 換算為小客車的交通量為250×3.0=750輛/日。</p><p>　?。?）東風EQ140: 2500×10%=250輛/日 總軸重9.29噸 折算系數(shù)為2.0 換算為小客車的交通量為250×2.0=500輛/日。</p><p>　　則十年末換算成小客車的日平均交通量為：</p><p>&l

15、t;b>　　輛/日</b></p><p>　　15年末折合成小客車的年平均日交通量為</p><p><b>　　2.道路等級確定</b></p><p>　?。?）技術指標分析：</p><p>　?、俑鶕?jù)《公路工程技術標準》的規(guī)定：</p><p>　　雙向兩車道三級公路可

16、以適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為2000～6000輛；</p><p>　　根據(jù)計算顯示，上述交通量滿足雙向兩車道三級公路交通量的要求。</p><p>　?、诠贩辗秶慕煌ㄟ\輸要求及技術經(jīng)濟調查資料</p><p>　　路線所經(jīng)地區(qū)，位于陜西省重鎮(zhèn)——寶雞市附近，北靠寶雞市，南臨秦嶺，屬秦嶺北坡地區(qū)，是寶雞市轄地區(qū)。</p><

17、;p>　　（2）結論：應擬建雙向兩車道三級公路。</p><p><b>　　2.2路線方案設計</b></p><p>　　2.2.1選線原則﹑相關指標及要點</p><p><b>　　1.選線原則</b></p><p>　　山嶺區(qū)選線應與山嶺區(qū)地形相適應。山嶺區(qū)山高、坡陡、溝深、谷窄，

18、流急，地面自然坡度大部分在20°以上，地形十分復雜，路線平、縱、橫大部分受到地形的限制。但山脈水系清晰，這就給山區(qū)選線指明了方向，一是路線基本走向與分水嶺及溪流方向一致，即順山沿水；二是路線基本走向與分水嶺及溪谷方向橫交，即橫越山嶺。前者按行經(jīng)地帶的部位不同又可分為沿河（溪）線、山腰線和山脊線，后者為越嶺線。在一條路線中，上述幾種形式的路線往往形成幾個不同的比較方案或被交替使用。由于各種路線所處的位置、地形特征、地質條件不同，

19、決定了選、定線時要解決的主要問題也不同。</p><p><b>　　2.2.2技術指標</b></p><p>　?。?)全程設計均采用回頭曲線來克服高差進行展線。</p><p>　?。?)最大縱坡不大于8%，最小縱坡不小于0.3%，還有坡長限制。</p><p>　?。?）設計車速30km/h。</p>

20、<p>　?。?）行車道寬度3.25m，土路肩寬度0.5m。</p><p><b>　　2.2.3選線要點</b></p><p>　　（1）合理運用技術指標</p><p>　　平原區(qū)路線地勢平坦開闊，起伏不大，選線時沒有高程阻礙，路線走向可以自由選擇，故平面線形應采用較高的技術標準，盡量避免采用長直線或小偏角，但不應為了避免

21、長直線而隨意轉彎。在避讓局部障礙物時要注意線形的連續(xù)和舒緩。平原區(qū)城鎮(zhèn)較多，居民集中，經(jīng)濟﹑文化發(fā)達，人文環(huán)境豐富，選線時不論通過或者避讓，都要注意與當?shù)靥幚砗藐P系，注意技術上的合理性。</p><p>　?。?）正確處理道路與農(nóng)業(yè)的關系</p><p>　　平原區(qū)新建公路要占用一些農(nóng)田，這是不可避免的，但要盡量避免占用高產(chǎn)農(nóng)田。布線時要從路線對國民經(jīng)濟的作用，對支持農(nóng)運的效果，地形條件，

22、工程數(shù)量，交通運輸費用等方面全面分析比較。路線應與農(nóng)田水利建設相配合，有利于農(nóng)田灌溉，盡可能和灌溉渠道相交。</p><p>　?。?）正確處理好路線與城鎮(zhèn)的關系</p><p>　　要盡量避免道路穿越城鎮(zhèn)，工礦區(qū)及密集的居民點。做到“靠村不進村，利民不擾民”，既方便交通，又保障安全。路線應盡量避開中要的電力﹑電訊設施,必須靠近或穿越時，應保持足夠的距離和凈空，盡量不拆或者少拆各種電力﹑電

23、訊設施。</p><p>　?。?）正確處理好路線與橋位的關系</p><p>　　平原區(qū)河流湖泊較多，橋涵工程大，路線在跨越水道時，無論在平面還是縱斷面上，都應盡可能保證路線的平順性。特大橋是路線基本走向的控制點，大橋原則上是服從路線的總方向并滿足橋頭接線的要求，橋路綜合考慮。</p><p>　　（5）正確處理新路與舊路的關系</p><p&

24、gt;　　當舊路的技術標準較高時，且新建道路主要為集散道路時，適宜利用和改造舊路，這樣還可以少占農(nóng)田，節(jié)約公路用地。本道路為汽車專用車道，主要解決長距離的運輸問題，則將原有舊路留作輔到供地方交通和農(nóng)用機車利用。</p><p>　?。?）注意土壤水文條件</p><p>　　平原地區(qū)的土壤水文條件較差，特別是河網(wǎng)湖區(qū)。地勢低平，地下水位高，使路基穩(wěn)定性差，因此應盡量沿接近分水嶺的地勢布線。

25、當遇到較大面積的湖泊時，盡量避讓，如需穿越時，應在最窄最淺和基底坡面較穩(wěn)定處通過，并采用有效措施，保證路基的穩(wěn)定。</p><p>　?。?）注意路基用土與就地取材</p><p>　　平原區(qū)一般缺乏石材，路線應盡可能靠近建筑材料產(chǎn)地，以減少施工，養(yǎng)護材料費用。</p><p>　　2.2.4選線注意事項</p><p>　　本設計圖紙共三張

26、（2,3，4），比例為1：1000，每兩條等高線的高差為2米。地形起伏很大，屬于山嶺重丘區(qū)。整個地段，群山環(huán)抱，總體而言地勢險要。結合考慮地形情況及所在地秦嶺的經(jīng)濟和社會效益等因素，在路線設計時，選取控制點重點應注意以下問題：</p><p>　　為了盡可能消除或減輕回頭展現(xiàn)對于行車、施工、養(yǎng)護不利的影響，要盡量把回頭曲線間的距離拉長，以分散回頭曲線、減少回頭個數(shù)?；仡^展現(xiàn)對不良地形、地質的避讓有較大的自由度。&

27、lt;/p><p><b>　　2.3路線平面設計</b></p><p>　　2.3.1設計原則與相關指標</p><p><b>　　1.平面設計原則</b></p><p>　?。?）平面線形應直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應，與周圍環(huán)境相協(xié)調。</p><p>　　

28、（2）行駛力學上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高速公路應盡量滿足。</p><p>　?。?）保持平面線形的均衡和連貫。</p><p>　?。?）應避免連續(xù)急彎的線形。</p><p>　?。?）平曲線應有足夠的長度。</p><p>　?。?）注意與縱斷面線形的組合。</p><p>　?。?）平面交叉前后應

29、盡量緩和。</p><p>　?。?）考慮與沿途土地利用的關系</p><p>　?。?）考慮與既有公路網(wǎng)的關系，不形成多路交叉和變形交叉。</p><p>　　（10）考慮施工上的因素。</p><p>　　2.3.2平曲線要素計算</p><p>　　各曲線要素計算如下：</p><p>　

30、　(1) JD1 =26 ° 假設Ls=30m R=150m</p><p>　　JD1:K0+273.5</p><p>　　ZH:JD1-T=K0+273.5-49.683=K0+223.817</p><p>　　HY:ZH+Ls=K0+223.817+30=K0+253.817</p><p>　　

31、YH:HY+L-2Ls= K0+253.817+38.033=K0+291.847</p><p>　　HZ:YH+Ls= K0+291.847+30= K0+321.847</p><p>　　QZ:HZ-L/2= K0+291.847-98.033/2=K0+272.832</p><p>　　JD1:QZ+D/2= K0+272.832+1.333/2=K0+

32、273.5</p><p>　　(2) JD2 =53 ° 假設Ls=50m R=100m</p><p>　　JD2:K0+549.50</p><p>　　ZH:JD2-T= K0+549.5-75.326=K0+474.174</p><p>　　HY:ZH+Ls= K0+474.174+50= K0

33、+524.174</p><p>　　YH:HY+L-2Ls= K0+524.174+42.456=K0+566.630</p><p>　　HZ:YH+Ls= K0+566.630+50= K0+616.630</p><p>　　QZ:HZ-L/2= K0+616.630-142.456/2=K0+545.402</p><p>　　JD

34、2:QZ+D/2=K0+549.50</p><p>　　(3) JD3 =50° 假設Ls=65m R=156m</p><p>　　JD3:K0+722.330</p><p>　　ZH:JD3-T= K0+722.330-105.693=K0+616.637</p><p>　　HY:ZH+Ls= K0+616

35、.637+65=K0+681.637</p><p>　　YH:HY+L-2Ls= K0+681.637+71.067=K0+752.704</p><p>　　HZ:YH+Ls= K0+752.704+65=K0+817.704</p><p>　　QZ:HZ-L/2=K0+817.704-201.067/2=K0+717.1705</p><

36、p>　　JD3:QZ+D/2=K0+717.1705+10.319/2=K0+722.33</p><p>　　(4) JD4 =57 ° 假設主曲線半徑R=20m，回旋線參數(shù)A=25</p><p>　　輔助曲線半徑r=100m，回旋線參數(shù)A1=50</p><p>　　B=7.5m C=1.4m i=1:1 i

37、0=0.3 </p><p><b>　　主曲線：m</b></p><p><b>　　輔助曲線：m</b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　m=m1+m2=15.26+12.49=27.75m </p><p><b

38、>　　m</b></p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　D=d+T1+m2=53.84+21.40+12.49=87.73m</p><p

39、><b>　　m</b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　S=2(2L1+K+L)+K0=2(225+16.97+31.25)+28.462=224.902m</p><p>　　Z>Z1 即56.403m>12.71m，則可以。</p><p>　　

40、JD4：K0+990</p><p>　　第一輔助曲線：ZH:JD4-D=K0+990-87.73=K0+902.27</p><p>　　HY:ZH+L1= K0+902.27+25= K0+927.27</p><p>　　YH:HY+K= K0+927.27+16.97=K0+944.24</p><p>　　HH:YH+L1= K0+

41、944.24+25=K0+969.24</p><p>　　QZ:K0+935.755</p><p>　　主曲線： HY:HH+L= K0+969.24+31.25=K1+000.49</p><p>　　YH:HY+K0= K1+000.49+28.462=K1+028.952</p><p>　　HH:YH+L= K1+028

42、.952+31.25=K1+060.202</p><p>　　QZ:HY+K0/2= K1+000.49+28.462/2=K1+014.721</p><p>　　第二輔助曲線：HY:HH+L1= K1+060.202+25=K1+085.202</p><p>　　YH:HY+K= K1+085.202+16.97=K1+102.172</p>

43、<p>　　HZ:YH+L1= K1+102.172+25=K1+127.172</p><p>　　QZ:HY+K/2= K1+085.202+16.97/2=K1+093.687</p><p>　　(5) JD5 =129° 假設Ls=30m R=40m</p><p>　　JD5:K1+317.172</p>

44、<p>　　ZH:JD5-T=K1+218.448</p><p>　　HY:ZH+Ls= K1+218.448+30=K1+248.448</p><p>　　YH:HY+L-2Ls= K1+308.461 </p><p>　　HZ:YH+Ls=K1+308.461+30=K1+338.461 </p><p>

45、;　　QZ:HZ-L/2= K1+338.461-120.013/2=K1+278.4545</p><p>　　JD6:QZ+D/2=K1+317.172</p><p>　　(6) JD6 =36 ° 假設Ls=30m R=10m</p><p>　　JD6:K1+497.245</p><p>　　Z

46、H:JD6-T= K1+497.245-47.603=K1+449.642</p><p>　　HY:ZH+Ls=K1+449.642+30=K1+479.642</p><p>　　YH:HY+L-2Ls= K1+479.642+32.8=K1+512.442</p><p>　　HZ:YH+Ls=K1+512.442+30=K1+542.442 &

47、lt;/p><p>　　QZ:HZ-L/2= K1+542.442 -92.8/2=K1+496.042</p><p>　　JD6:QZ+D/2= K1+496.042+2.406/2= K1+497.245</p><p>　　(7) JD7 =26 ° 假設Ls=40m R=194m</p><p>

48、　　JD7:K1+607.303</p><p>　　ZH:JD7-T= K1+607.303-64.861=542.442</p><p>　　HY:ZH+Ls=542.442+40= K1+582.4427 </p><p>　　YH:HY+L-2Ls= K1+582.4427 +47.99=K1+630.432</p><p&g

49、t;　　HZ:YH+Ls= K1+630.432+40= K1+670.432</p><p>　　QZ:HZ-L/2= K1+670.432-27.99/2=K1+606.437</p><p>　　JD7:QZ+D/2= K1+606.437+1.72/2=K1+607.303</p><p>　　(8) JD8 =22 ° 假設Ls=

50、50m R=297m</p><p>　　JD8:K1+873.225</p><p>　　ZH:JD8-T= K1+873.225-82.793=K1+790.432</p><p>　　HY:ZH+Ls= K1+790.432+50= K1+840.432</p><p>　　YH:HY+L-2Ls= K1+840.432+6

51、3.982=K1+904.414</p><p>　　HZ:YH+Ls=K1+904.414+50=K1+954.414 </p><p>　　QZ:HZ-L/2= K1+954.414 -163.982/2=K1+872.423</p><p>　　JD6:QZ+D/2= K1+872.423+1.604/2= K1+873.225 </p&g

52、t;<p>　　(9) JD9 =11 ° 假設Ls=30m R=350m</p><p>　　JD8:K2+017</p><p>　　ZH:JD8-T= K2+017-48.71=K1+968.29</p><p>　　HY:ZH+Ls= K1+968.29+30= K1+968.29</p>&l

53、t;p>　　YH:HY+L-2Ls= K1+968.29+37.161=K2+035.451</p><p>　　HZ:YH+Ls= K2+035.451+30= K2+065.451 </p><p>　　QZ:HZ-L/2= K2+065.451 -97.161/2=K2+016.8705</p><p>　　JD6:QZ+D/2= K2+0

54、16.8705+0.259/2= K2+017 </p><p><b>　　2.4縱斷面設計</b></p><p>　　路線的縱斷面是指沿著公路中線豎直剖切然后展開的線。把公路的縱斷面圖與平面圖結合起來,就能準確地定出公路的空間位置。</p><p>　　縱斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線,它是根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一條不規(guī)則的

55、折線，反映了沿著中線地面的起伏變化情況；另一條設計線是一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了公路路線的起伏變化情況?？v斷面設計線是由直線和豎曲線組成的。高速公路和一級公路采用中央分隔帶的外側邊緣高程作為路基設計高程。</p><p>　　2.4.1縱斷面設計原則</p><p>　?。?）縱坡的設計必須滿足相關的各項規(guī)定。</p><p>　?。?）縱坡應有一定的平順性，

56、起伏不宜過于頻繁。</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，保證道路的穩(wěn)定和通暢，尤其平直線應注意排水。</p><p>　　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，以減少廢方和借方，降低造價和節(jié)省用地。</p><p>　?。?）平原微丘地區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應滿足

57、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) 對連接縱坡，如大中橋等，縱坡應和緩，避免產(chǎn)生突變，交叉處前后的縱坡應緩一些。 </p><p>　　(7）在實地調查的基礎上，充分考慮通道和農(nóng)田水利等方面的要求。</p><p>　　2.4.2豎曲線技術標準</p><p&

58、gt;　?。?)最大縱坡：是指在縱坡設計時各級道路允許使用的最大坡度值。各級公路最大縱坡見下表2-1-1。</p><p>　　表2-2-1 各設計車速下公路最大縱坡</p><p>　　(2)理想最大縱坡：是指設計車型在油門全開的情況下，持續(xù)以希望速度等速行駛所能克服的坡度。</p><p>　　(3)不限長度最大縱坡：是指設計車型在油門全開的情況下，持續(xù)以容許速

59、度等速行駛所能克服的坡度。容許速度一般為設計速度的1/2～2/3（高速路取低限，低速路取高限）。</p><p>　　（4）最小縱坡：各級公路在特殊情況下容許使用的最小坡度值。</p><p>　　最小縱坡值：0.3%，一般情況下0.5%為宜。</p><p>　?。?）最小限制坡長：最小坡長規(guī)定汽車以設計速度的9～15S 的行程為宜。30km/h的公路，最小坡長一

60、般值為400m，最小坡長最小值為250m。</p><p>　?。?）最大坡長限制：指控制汽車在坡道上行駛，當車速下降到最低容許速度時所行駛的距離。各縱坡坡長限制見下表2-1-2。 </p><p>　　表 2-1-2 設計車速30km/h時縱坡長度限制表</p><p>　　2.4.3豎曲線要素計算</p><p>　?。?）豎曲線計算

61、公式</p><p>　　式中：—兩縱坡段的坡差(%)；</p><p>　　L—豎曲線長度(m)；</p><p>　　T—切線長度(m)；</p><p><b>　　E—外矩(m)；</b></p><p>　　R—豎曲線半徑(m)</p><p>　　根據(jù)平面設計成

62、果，把握沿線地勢地形情況，進行縱坡設計和縱曲線設計。在設計中，遵循縱坡坡度、坡長以及豎曲線設計的規(guī)范要求，具體計算如下：</p><p>　　(1） 第一個變坡點要素計算：</p><p>　　第一個變坡點位置：K0+545.402 </p><p>　　R=2700 i1=4 % i2=7.6% 凹型曲線</p><p>&

63、lt;b>　　豎曲線要素計算： </b></p><p><b>　　凹型曲線</b></p><p><b>　　曲線長:97.2米</b></p><p>　　切線長:48.6米 外距:0.4米</p><p>　　豎曲線上其他樁號高程計算：</p><

64、;p>　　起點（QD）高程： H=1060米</p><p>　　終點（ZD）高程： H=1065.7米</p><p><b>　　K0+520: </b></p><p><b>　　K0+540: </b></p><p><b>　　QZ點: </b></p

65、><p>　　第二個變坡點要素計算</p><p>　　第二個變坡點位置：K0+860 </p><p>　　R=1300 i1=7.6% i2=2.9% </p><p><b>　　豎曲線要素計算： </b></p><p><b>　　凸型曲線</b></p

66、><p><b>　　60.1米 </b></p><p>　　切線長：30.5米 外距：0.36米</p><p>　　豎曲線上其他樁號高程計算：</p><p>　　起點（QD）樁號：K0+829.5</p><p>　　起點（QD）高程： H=1083.7米</p><p

67、>　　終點（ZD）樁號：K0+890.5</p><p>　　終點（ZD）高程： H=1086.9米</p><p>　　第三個變坡點要素計算</p><p>　　第三個變坡點位置：K1+278.455 </p><p>　　R=2800 i1=2.9% i2=7.1% </p><p><b>

68、;　　豎曲線要素計算： </b></p><p><b>　　凹型曲線</b></p><p><b>　　118米 </b></p><p>　　切線長：59米 外距：0.62米</p><p>　　豎曲線上其他樁號高程計算：</p><p>　　起點（QD

69、）樁號：K1+219.455</p><p>　　起點（QD）高程：H=1096.9米</p><p>　　終點（ZD）樁號：K0+337.455</p><p>　　終點（ZD）高程：H=1102.7米</p><p>　　第四個變坡點要素計算</p><p>　　第四個變坡點位置：K1+606.473 <

70、/p><p>　　R=2300 i1=7.1% i2=2.7% </p><p><b>　　豎曲線要素計算： </b></p><p><b>　　凸型曲線</b></p><p><b>　　101.2米 </b></p><p>　　切線長：50.

71、6米 外距：0.56米</p><p>　　豎曲線上其他樁號高程計算：</p><p>　　起點（QD）樁號：K1+555.837</p><p>　　起點（QD）高程： H=1118.4米</p><p>　　終點（ZD）樁號：K1+657.037</p><p>　　終點（ZD）高程： H=1123.4米<

72、;/p><p>　　第五個變坡點要素計算</p><p>　　第五個變坡點位置：K1+860</p><p>　　R=900 i1=2.7% i2=8.0% </p><p><b>　　豎曲線要素計算： </b></p><p><b>　　凹型曲線</b></p&g

73、t;<p><b>　　47.7米 </b></p><p>　　切線長：24米 外距：0.32米</p><p>　　豎曲線上其他樁號高程計算：</p><p>　　起點（QD）樁號：K1+836</p><p>　　起點（QD）高程： H=1128.4米</p><p>　　

74、終點（ZD）樁號：K1+884</p><p>　　終點（ZD）高程： H=1130.9米</p><p>　　第三章 路基路面設計</p><p>　　3.1設計原則及技術指標</p><p>　　3.1.1 路基設計原則：穩(wěn)定性好，強度高，防水性能好，整體性能好，經(jīng)濟耐用。</p><p>　　3.1.2路面設計

75、原則：平整度高，整體性好，抗滑能力強，高溫穩(wěn)定性好，水穩(wěn)性好，</p><p>　　3.1.3 排水設施設計原則：</p><p>　　(1) 設計前必須進行調查，查明水源與地質條件，重要路段要進行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃。</p><p>　　(2）排水設施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究實效、注意經(jīng)濟，并充分利用有利地形和自然水系。</p>

76、<p>　　(3）各種路基排水溝渠的設置，應注意與農(nóng)田水利相配合，必要時可適當?shù)卦鲈O涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基穩(wěn)定。</p><p>　　(4）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系。</p><p>　　(5）路基排水要結合當?shù)厮臈l件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，又必須講究經(jīng)濟效益。</p><

77、;p>　　(6）為了減少水對路面的破壞作用，應盡量阻止水進入路面結構，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面結構內的水。</p><p>　　(7）降落在路面上的雨水，應通過路面橫向坡度向兩側排走，避免行車道路面范圍內出現(xiàn)積水。</p><p>　　(8）路面縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡破面不會受到?jīng)_刷的情況下，應采用在路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面表面水。</p&g

78、t;<p><b>　　3.2路基設計</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計按照要求，選擇了其中一千米的橫斷面，其樁號為K0+200.00～K1+200.00。公路橫斷面是中線上各點的法向切平面, 它是由橫斷面設計線和地面線所構成的, 包括路面、路肩、邊溝、邊坡以及截水溝等。公路橫斷面的組成和各部分的尺寸要根據(jù)設計交通量、交通組成、設計速度、地形條件等因素確定。在保證必要的

79、通行能力和交通安全與暢通的前提下, 盡量做到用地省、投資少, 使道路發(fā)揮其最大的經(jīng)濟效益與社會效益。</p><p>　　路基橫斷面的典型形式，可歸納為填方路基﹙路堤﹚、挖方路基﹙路塹﹚和填挖結合等三種類型。在本次設計山嶺重丘區(qū)的一公里橫斷面圖中，以上三種橫斷面形式均有涉及，故較典型。 </p><p>　　3.2.1填方路基及填料選擇</p><p>　　為了控制

80、與舊路交叉以及與河道交叉滿足凈空高度的要求，填方路堤在本路段會出現(xiàn)超過20米的地方，但是不太多，一般均控制在10米左右。路基左右邊坡坡度均控制在1:1.5，且對于高陡填路堤采用設置擋土墻的辦法進行邊坡加固處理，詳細見路基標準橫斷面圖。另外在此地區(qū)屬于黃棕粘性土，不能直接作為路基填料，應采用摻灰的質量好的土。</p><p>　　3.2.2挖方路基及挖余處理</p><p>　　本路段地處山

81、嶺重丘區(qū)，全挖方路段也較多，且存在深挖方路段，總體挖方量略大于填方量。對于挖方路段的石質邊坡控制在1:0.3，土質挖方邊坡控制在1:0.75。詳見路基標準橫斷面圖。由于本路段所在地區(qū)覆土高度2.5米，因此挖出的石料可作為填方用料，但仍有棄料，故建議在距離線路不遠處的山包處可設置土石方廢棄地點，且不可占用良田。</p><p>　　3.2.3半填半挖路基</p><p>　　由于地勢陡峻，地

82、形復雜，因此在本路段設計中，也會出現(xiàn)半填半挖路基，對于本路段出現(xiàn)的半填半挖路基，邊坡按1：1.3的坡度設計，且根據(jù)«道路設計規(guī)范»進行合理分析設計。詳細過程見路基標準橫斷面圖。</p><p>　　3.2.4超高設計計算</p><p>　　(1)超高計算所涉及的公式</p><p>　?、贋榱说窒€路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力,將路面做成外側高

83、于內側的單向橫坡的超高形式。當設計時速30Km/h，路線設計中平曲線的半徑R<250m時，必須設置超高段。設計中各交點半徑均小于250m，所以均要設置超高。超高值計算公式如下：</p><p><b>　　②超高緩和段：</b></p><p>　　由直線段的雙向橫坡斷面漸變到圓曲線段全超高的單向橫坡斷面，其間必須設超高緩和段,公路超高緩和段長度按下式計算：&l

84、t;/p><p>　　式中： Lc—超高緩和段長度(m)；</p><p>　　B—旋轉軸至行車道(設路緣帶時為路緣帶)外側邊緣的寬度。</p><p>　　—超高坡度與路拱坡度代數(shù)差(%)；</p><p>　　p—超高漸變率，采用1/75；</p><p>　　超高緩和段長度確定主要從兩個方面來考慮：一是從行車舒適性來

85、考慮，緩和段長度越長越好；二是從橫向排水來考慮，緩和段長度短些好。</p><p><b>　　超高計算公式如下：</b></p><p><b>　　圓曲線段上：</b></p><p><b>　　緩和過度段上：</b></p><p>　　(2)在所選的一公里范圍路段內，

86、涉及到了1個回頭曲線。</p><p><b>　　第一平曲線 ：</b></p><p><b>　　取 則 </b></p><p>　　繞邊線(行車道內側邊緣)旋轉,有公式 則 p=1/75 , B=b=6.5 , i=ic =2%</p><p><b>　　取Lc= 30m

87、</b></p><p>　　圓曲線（HY K0+253.817～YH K0+291.850）超高：</p><p><b>　　外緣 </b></p><p><b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p>&l

88、t;p>　　過渡段上的點(K0+223.817,K0+252.817)</p><p>　　K0+240(X=16.183<X0)</p><p><b>　　外緣: </b></p><p><b>　　中線： </b></p><p><b>　　內緣：</b>

89、</p><p><b>　　第二平曲線：</b></p><p>　　R=100，Bj=1.0，ic=0.04，，</p><p><b>　　米</b></p><p>　　圓曲線(HY K0+524.174～YH K0+566.630)超高</p><p><

90、b>　　外緣 </b></p><p><b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p><p>　　過渡段上的點（K0+480，K2+920）</p><p>　　K0+480(X=6 <X0)</p><p><

91、b>　　外緣：</b></p><p><b>　　中線：</b></p><p><b>　　內緣：</b></p><p>　　K0+500(X=25.826>X0)</p><p><b>　　外緣</b></p><p>

92、<b>　　中線：</b></p><p><b>　　內緣： </b></p><p><b>　　K0+520：</b></p><p><b>　　外緣：</b></p><p><b>　　中線：</b></p>

93、<p><b>　　內緣：</b></p><p><b>　　K0+580：</b></p><p><b>　　X> X0</b></p><p><b>　　外緣：</b></p><p><b>　　中線：</b&

94、gt;</p><p><b>　　內緣：</b></p><p><b>　　K0+600</b></p><p><b>　　X <X0</b></p><p><b>　　外緣：</b></p><p><b>

95、;　　中線：</b></p><p><b>　　內緣：</b></p><p><b>　　第三平曲線</b></p><p>　　● 圓曲線上（HY K0+681.637～YZ K0+752.704）超高</p><p><b>　　外緣 </b></p&

96、gt;<p><b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p><p><b>　　● 過渡段上的點</b></p><p>　　K0+616.630(X=3.37<X0)：</p><p><b>　　外緣</

97、b></p><p><b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣：</b></p><p>　　K0+640（X=23.37<X0）</p><p><b>　　外緣：</b></p><p><b>　　中線 &

98、lt;/b></p><p><b>　　內緣：</b></p><p>　　第四回頭曲線段副曲線</p><p>　　● 圓曲線上（HY K0+927.270～YH K0+944.240）超高</p><p><b>　　外緣 </b></p><p><b&g

99、t;　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p><p><b>　　● 過渡段上的點</b></p><p>　　K0+920 (X=17.730<X0)</p><p><b>　　外緣</b></p><p&

100、gt;<b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p><p>　　K0+960：(X=9.24<X0)</p><p><b>　　外緣</b></p><p><b>　　中線 </b></p><

101、;p><b>　　內緣 </b></p><p><b>　　主曲線</b></p><p><b>　　X0=12.5m</b></p><p>　　● 圓曲線上（HY K1+000.490～YH K1=028.952）超高</p><p><b>　　外緣

102、</b></p><p><b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p><p><b>　　過渡段上的點</b></p><p>　　K0+980(X<X0)</p><p><b>　　外緣

103、 </b></p><p><b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p><p><b>　　K1(X>X0)</b></p><p><b>　　外緣：</b></p><p>

104、<b>　　中線：</b></p><p><b>　　內緣：</b></p><p><b>　　第二副曲線</b></p><p><b>　　X0=25m</b></p><p>　　● 圓曲線上（HY K1+085.202～YH K1+93.687

105、）超高</p><p><b>　　外緣 </b></p><p><b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p><p><b>　　過渡段上的點</b></p><p>　　K1+080(X<

106、;X0)</p><p><b>　　外緣 </b></p><p><b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p><p>　　K1+120：(X<X0)</p><p><b>　　外緣： </b

107、></p><p><b>　　中線 </b></p><p><b>　　內緣 </b></p><p>　　注：以上所計算的超高值均是相對未超高之前的值。</p><p><b>　　3.3路面設計</b></p><p>　　本設計屬于新建三

108、級公路路面設計，設計段處在陜西秦嶺地區(qū)。氣候特點、降水量及地下水、地形與地貌方面、地質與土質等資料見第一章介紹。</p><p>　　此設計為瀝青路面設計。</p><p><b>　　3.3.1交通分析</b></p><p>　　根據(jù)設計資料，十年末交通如下：</p><p>　　10年末交通量N10=2500輛/日

109、</p><p>　?。?）解放CA10B：2500×65%=1625輛/日 總軸重8.025噸 折算系數(shù)為2.0 換算為小客車的交通量為1625×2.0=3250輛/日。</p><p>　?。?）躍進NJ130：2500×15%=375輛/日 總軸重5.84噸 折算系數(shù)為1.5 換算為小客車的交通量為375×1.5=562

110、.5輛/日。</p><p>　　（3）黃河JN150：2500×10%=250輛/日 總軸重15.06噸 折算系數(shù)為3.0 換算為小客車的交通量為250×3.0=750輛/日。</p><p>　?。?）東風EQ140: 2500×10%=250輛/日 總軸重9.29噸 折算系數(shù)為2.0 換算為小客車的交通量為250×

111、2.0=500輛/日。</p><p>　　將上述交通量反推到第一年初的每日交通量，其匯總后得到下表3-1-2</p><p><b>　　當量軸次計算 </b></p><p>　　當量軸次計算見下表。 </p><p>　?。?)累計當量軸次計算：</p><p>　　取設計年限為10年，

112、材料中給出了10年末的交通量2500輛/日，將其轉化為第一年初的車輛數(shù)：n1=224 ， n2=126 ，車道系數(shù) </p><p>　　3.3.2路面結構和材料設計計算：</p><p>　?。?）結構組合與材料選?。?lt;/p><p>　　根據(jù)以上計算得到的設計年限的累計當量軸次，由《規(guī)范》推薦的結構組合初擬結構如下：面層采用6cm的AC-16，基層為15cm

113、的水穩(wěn)碎石，底基層為石灰土，墊層采用15cm天然砂礫。</p><p>　?。?）土基回彈模量確定：</p><p>　　選用瀝青混凝土面層（As=1.0），路線經(jīng)過地區(qū)屬V1區(qū)，土質為黃棕粘性土，沿線地下水埋深一般在3米左右，溝谷處約為2米左右，初定為中濕，查得=39Mpa>30Mpa，土路基不必進行特殊處理。</p><p>　　根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗和試驗結果，初

114、定路面結構及力學計算參數(shù)列于表中：</p><p>　?。?）驗算路面結構：</p><p>　　利用彈性三層連續(xù)體系的諾莫圖求解：</p><p>　　按彎沉指標要求計算石灰土層厚度</p><p><b>　　設計彎沉： </b></p><p><b>　　綜合修正系數(shù)：<

115、;/b></p><p>　　將五層體系簡化成上層為AC-16，中層水穩(wěn)碎石以及土基組成的三層體系。</p><p><b>　　由：，,</b></p><p><b>　　查圖：得，則</b></p><p>　　又查得：，即H=2.5×10.65=26.625cm，代入當量厚度

116、換算公式：</p><p>　　解得，考慮到施工要求，取</p><p>　　算AC-16面層層底拉應力：</p><p>　　仍以上述求算h3時簡化的三層體系求解</p><p><b>　　抗拉強度結構系數(shù)：</b></p><p><b>　　容許拉應力：</b><

117、;/p><p><b>　　由：，，</b></p><p>　　查圖發(fā)現(xiàn)拉應力系數(shù)已不能從圖中查到，表明瀝青混凝土層底將受壓應力（或拉應力很小），應視為拉應力驗算通過。</p><p>　　驗算水穩(wěn)碎石層底拉應力：</p><p><b>　　抗拉強度結構系數(shù)：</b></p><

118、p><b>　　容許拉應力：</b></p><p>　　將石灰土、天然砂礫作為中層，以上作為上層，土基作為下層。</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　查圖得：，，，</b></p><p><b>　　滿足要求</b&g

119、t;</p><p>　　驗算石灰土層底拉應力：</p><p><b>　　抗拉強度結構系數(shù)：</b></p><p><b>　　容許拉應力：</b></p><p>　　由于石灰土層下有天然砂礫層，故天然砂礫層作為中層，以上作為上層。</p><p><b>

120、　　，</b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　查圖發(fā)現(xiàn)拉應力系數(shù)已不能從圖中查到，表明石灰土土層底將受壓應力（或拉應力很?。瑧暈槔瓚︱炈阃ㄟ^。</p><p>　　驗算高溫月份緊急制動時AC-16面層剪應力：</p><p>　　仍將五層體系簡化成上層為AC-16、中層為

121、水穩(wěn)碎石的三層體系，摩阻系數(shù) f=0.5。</p><p><b>　　由：，，</b></p><p><b>　　查圖得：</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　查圖得：</b></p><

122、p><b>　　，，</b></p><p><b>　　抗剪強度：</b></p><p><b>　　抗剪強度結構系數(shù)：</b></p><p><b>　　則容許剪應力：</b></p><p><b>　　> 滿足要求<

123、/b></p><p><b>　?、匏惴纼龊穸龋?lt;/b></p><p>　　道路凍深 由表8-9，表8-10和表8-11分別查得 </p><p><b>　　已知，則</b></p><p>　　查表8-2，得最小防凍厚度為45cm。</p><p>　　線面總厚

124、度為6+20+15+17=58 滿足要求</p><p>　　綜上所述，所擬結構合理，可以采用。</p><p>　　第四章 穩(wěn)定性驗算</p><p>　　路基的崩塌、坍塌、滑坡或沉落等失穩(wěn)現(xiàn)象，通常表現(xiàn)為巖土體因失去側向和豎向支撐而傾倒，或者沿某一剪切破壞面（軟弱面）滑動及塑性流動。路基穩(wěn)定性分析，可采用工程地質法和力學驗算法。對滑動穩(wěn)定問題，力學驗算法目前

125、大多根據(jù)極限平衡原理，并常用條分法求算安全系數(shù)，來判斷路基是否屬于穩(wěn)定。若路基可能或已出現(xiàn)失穩(wěn)，應采取有效的預防和整治措施。</p><p>　　該路段填方最大為17.9，挖方最大為16.5米，取最高處進行典型計算。</p><p>　　堤高17.9m，頂寬7.5m，C=10kpa，=25º（f=tan=0.45)，，初擬橫斷面以及條分見附錄，具體計算如下：</p>

126、<p>　　現(xiàn)用簡單條分法進行穩(wěn)定性驗算：</p><p>　　將汽車-20級荷載換算成土柱高度，設兩輛重車并列，則橫向分布寬度可由公式求：</p><p><b>　　m</b></p><p>　　m 并在整個路基寬度上標出。</p><p>　　用4.5H法定出滑動面圓心位置的輔助線，即下圖中EF的延

127、長線。通常取4-5點為圓心，分別求K值，并繪制K值曲線，據(jù)以解得Kmin值及相應的圓心Oo,即為滑動面的圓心，點定出圓心位置后量得R=38.20m</p><p>　　將滑動土體分成9條，得各土條的寬度，見下圖</p><p>　　量求各段滑弧中心與圓心之間的水平距離，計算其傾角（即該弧段中點的半徑線與豎直線的夾角）： 再求得各段滑弧的長度： </p><p&g

128、t;　　量取各土條的平均高度（中心高度），并按公式求各土條面積：</p><p>　　穩(wěn)定性驗算時，是取路堤長1m進行。各土條的重力為：</p><p>　　計算，，，并求其總和，如下表：</p><p><b>　　表6—1</b></p><p><b>　　求得安全系數(shù)： </b></

129、p><p>　　計算得到的安全系數(shù)滿足《規(guī)范》要求，證明此路堤穩(wěn)定，但是由于地形限制須做支擋防護，支擋防護詳見第五章?lián)鯄τ嬎?，此處不做計算說明。</p><p><b>　　第五章 擋土墻設計</b></p><p><b>　　5.1 地質資料</b></p><p>　　擋土墻（簡稱擋墻）是支擋土體

130、而承受其側壓力的墻式結構物。在設置擋土墻的地段，應根據(jù)當?shù)厍闆r和設計要求，合理選定擋土墻的位置、型式和構造，并繪制布置圖。擋土墻斷面（結構）設計時，若無標準圖可套用，則需進行滑動、傾覆穩(wěn)定和基底應力（以上統(tǒng)稱全墻或外部穩(wěn)定）以及墻身截面應力（加筋土擋墻為內部穩(wěn)定）驗算。為此，需要確定作用于擋土墻上的力系，特別是計算所承受的土壓力。該路段為山嶺區(qū)，局部高填方與深挖方路段須作換填摻灰土處理以及加設輕型加筋土或錨桿式擋墻結構，這些結構的計算將

131、會在書后附錄中給出，此處對沿途用到的重力式擋墻進行簡單的實例計算。</p><p>　　5.2重力式擋墻穩(wěn)定性驗算</p><p>　　設計資料為：漿砌片石重力式路堤墻，斷面尺寸見附錄，填料容重，內摩擦角；砌石容重，墻背摩擦角；地基土容重，內摩擦系數(shù)，基底摩擦系數(shù)，修正后地基土承載力；擋墻分段長度10m；路基寬7.5m，路肩寬0.5m，車輛荷載：汽車-20級。具體計算如下：</p&g