長沙理工大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計題目白蓮巖道路設計專業(yè)10春交通土建層次專升本姓名學號指導教師2011年10月25日2摘要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150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077和334，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。關鍵字一級公路平原地區(qū)瀝青路面水泥混凝土路面3ABSTRACTMYDESIGNISTHEDESIGNFORHIGHWAYOFBAILIANYANOFTHESOUTHMOUNTAINAREAOFANHUIINOURCOUNTRY,BAILIANYANAREAISINLIUANCITY,ANHUIPROVINCE,THISREGIONALTOPOGRAPHYISTHEHILLSTHETOTALLENGTHOFTHEHIGHWAYIS2802M,ITWASDESIGNEDBYTHE3RDROADINHILLAREA,THEREARE3CURVESALTOGETHER,HAVEEASECURVESINALLCURVEPLACESTHEFIRSTCURVEDWAYRELAXESTHEEASECURVE,THELENGTHIS60METERS,THERADIUSOFCURVEIS500METERSTHESECONDCURVEDWAYRELAXESTHEEASECURVETOO,THELENGTHIS80METERS,THERADIUSOFCURVEIS450METERSTHIRDCURVEDDISHESOFRADIUS150,ISITEASECURVETOSETUP,LENGTH50ACCORDINGTOTHENORM,THEFIRSTANDSECONDCURVEONLYHASTHEHYPERLENTH,THETHIRDCURVEHASHYPERLENTHANDWIDENSTHEREISAVERTICALCURVEALTOGETHERINTHEWHOLEHIGHWAYSECTION,THESLOPEIS077AND334RESPECTIVELY,THERADIUSISSETAS5000METERSTHEWAYISJOINEDANDADOPTEDTWOWAYLYANDDOMATICALLY,SLOPEVALUEADOPTS2THEHIGHWAYSECTIONROADSURFACEESTABLISHESTWOKINDSOFSCHEMES,ONEISTHEASPHALTROADSURFACEANDANOTHERISCEMENTCONCRETEROADSURFACEKEYWORDTHE2RDHIGHWAYHILLSASPHALTSURFACECONCRETESURFACE4目錄第一章總說明書111地理位置圖112說明書1第二章路線設計321公路等級的確定322技術標準與技術標準的總體運用情況323路線方案4231路線擬定的基本原則4232路線走向4233設計范圍4第三章路線平面設計531導線要素計算及導線繪制5311交點間距計算5312導線方位角計算5313導線間偏角計算6314曲線要素計算6第四章路線縱斷面設計1141縱斷面設計11411縱坡設計原則3456711412平縱組合的設計原則3456711413最小填土高度11414豎曲線半徑選擇說明1142豎曲線計算12421計算豎曲線的基本要素12422計算豎曲線的基本要素12423求豎曲線起點和終點樁號13第五章路線橫斷面設計1551等級與標準15511計算橫斷面要素15512確定設計年限和設計交通量15513確定設計小時交通量和可能通行能力17514平曲線的加寬及其過度1852超高與加寬20521加寬過度20522曲線的超高2053路拱設計21531路拱坡度21532路拱設計215第六章路基設計2361路基橫斷面2362路基高度2363路基邊坡2364排水溝和邊溝24第七章水泥混凝土路面設計2771確定設計參數(shù)2772交通分析計算軸載作用次數(shù)2773初擬路面結構28731路面材料參數(shù)確定28732計算基層頂面當量回彈模量如下2874荷載疲勞應力和溫度應力29741標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為29742疲勞應力系數(shù)KT計算2975水泥板接縫設計30751縱向接縫30752橫向接縫30第八章瀝青路面設計3181瀝青路面計算3182軸載分析31821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31822累計當量軸次3283結構組合與材料選取3384土基回彈模量的確定3485設計指標的確定3486設計資料總結3587確定石灰土層厚度36第九章土石方數(shù)量計算3991相關土石方工程量計算3992概預算計算39921水泥混泥土路面39922瀝青混泥土路面39參考文獻40結束語41感謝詞42白蓮巖道路設計1綜合說明11地理位置圖（略，詳細情況見路線設計圖）12說明書121設計任務、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（508296567，520027987）、終點坐標（508779329，524025552）路線全長40公里，中間共有4個控制點，坐標控制點為JD1（508695056,520284319）、JD2508682346,520859127、JD3508686449，524006083、JD4508776944,524006083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122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。地形，地貌本設計為線路所經(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2258米，總體看地形北低南高，略有起伏。地質本設計的地形區(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、成因類型和巖性特征，自上而下、由新至老分述如下第四系1B填土11亞粘土12淤泥質亞粘土12A亞粘土13亞粘土21亞粘土22軟亞粘土23亞砂土或粉砂24軟亞粘土24A亞粘土31亞粘土32亞粘土32A亞粘土32C粉沙33亞砂土或粉砂34淤泥質亞粘土41亞粘土41A亞粘土41C粉砂42亞粘土51亞粘土53粉砂61含礫亞粘土71全風化砂巖72強風化砂巖。123特殊土區(qū)內(nèi)主要特殊土類型為軟土、軟弱土和膨脹土。軟土和軟弱土124軟土及軟弱土劃分原則軟土定義天然含水量大于液限且大于等于35，孔隙比大于等于10，十字板剪切強度35KPA，靜力觸探錐尖阻力QC小于07MPA。本標段主要軟土層厚度變化較大，集中分布于K39350以北路段。軟弱土定義靜力觸探錐尖阻力對于粘性土介于0710MPA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0715MPA之間的松散砂性土。本標段主要軟弱土層為22層和24層。125軟土分布及土性特征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15米不等，基本均為含水量較高的淤質土。長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）713路基土由路基土調(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。14區(qū)域地質構造根據(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200103（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1）奔牛孝都斷裂該斷裂主要是根據(jù)重力、鉆探等資料確定的。根據(jù)復核報告該斷裂是一條第四紀活動斷裂。2）湟里經(jīng)新閘小新橋斷裂據(jù)110萬常州市基巖地質圖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。3）前州西夏墅據(jù)110萬常州市基巖地質圖（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。根據(jù)復核報告該斷裂是一條第四紀活動斷裂。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GB500112001可忽略發(fā)震斷裂錯動對地面建筑物的影響。15與周圍環(huán)境和自然景觀相協(xié)調(diào)的情況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，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。2路線設計21公路等級的確定根據(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（JTJ01194）中211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500012000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。22技術標準與技術標準的總體運用情況表21主要技術指標指標名稱單位指標指標出處計算行車速度KM/H80（JTJ01194）表212最小平曲線半徑M100項目總說明書極限最小平曲線半徑M60（JTJ01194）表732不設超高平曲線半徑M600（JTJ01194）表741平曲線最小長度M70（JTJ01194）表781不設緩和曲線的半徑RM9000（參考文獻10）表412緩和曲線最小長度M35（JTJ01194）表743圓曲線部分最大超高值8（JTJ01194）表751同向曲線間最小直線長度M180（6V）（JTJ01194）第723條反向曲線間最小直線長度M60（2V）（JTJ01194）第723條最大縱坡7（JTJ01194）表821最大縱坡坡長限制M700（5）500（6），300（7）（JTJ01194）表832凸形豎曲線一般最小半徑，M700（JTJ01194）表861凸形豎曲線極限最小值M450（JTJ01194）表861凹形豎曲線一般最小半徑，M700（JTJ01194）表861凹形豎曲線極限最小值M450（JTJ01194）表861豎曲線最小長度M35（JTJ01194）表861停車視距M40（JTJ01194）表791路面類型瀝青/水泥混凝土工程指標設計年限年20（JTJ01194）第222條參考公路路線設計規(guī)范（JTJ01194）和道路勘測設計張廷楷、張金水主編（參考文獻10）。長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）923路線方案231路線擬定的基本原則（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。（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。（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。（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，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。（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（6）對于高級路和以及路，由于起路幅寬，可根據(jù)通過地區(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。232路線走向路線大致走向為由南向北。233設計范圍K37000000K410000003路線平面設計31導線要素計算及導線繪制311交點間距計算交點間距計算公式為（31）2121YXL計算相鄰交點距離表31交點坐標表控制點XYJD00508296567520027987JD01508695056520284319JD02508682346520859127JD03508686449522023276JD04508776944524006083JD05508779329524025552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）（1）JD0JD1（2）JD1JD2（3）JD2JD3（4）JD3JD4（5）JD4JD5L1256344ML2574949ML31164156ML4119887ML519615M312導線方位角計算導線方位角計算公式為（32）12XYARCTGB（1）JD0JD1長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）11B1ARCTG5617508692508693124（2）JD1JD2B2ARCTG34237（3）JD2JD3B3ARCTG5613450862950867（4）JD3JD4B4ARCTG9472（5）JD4JD5B4ARCTG451508763295083313導線間偏角計算314曲線要素計算全線共設有四處曲線，全部不要設置緩和曲線。（1）JD1處緩和曲線要素計算1）緩和曲線長度LS此處平曲線R500M，偏角C26522）五個基本樁號JD01K082890TH1479088ZHK06809912L6000HYK07409912LHL2314594HZK09724506L6000YHK09124506LH2L/2857297QZK08267209長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）12（2）JD2處緩和曲線要素計算1）緩和曲線長度LS此處平曲線R450偏角C478442）五個基本樁號JD02K1476947TH2398725ZHK112370793L80HYK113170793LHL3757674HZK16928467L80YHK16128467LH2L/21478837QZK1464963（3）JD3處緩和曲線要素計算1）緩和曲線長度LS此處平曲線R130M，偏角C92652）五個基本樁號JD03K2243309TH1619592ZHK181355L5000HYK2131355LHL2102123HZK23415673L8000YHK22915673LH2L/28010616QZK22123346長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）13（4）路線要素坐標表。曲線要素計算有緩和曲線的曲線要素計算公式（32340RLSQ3）（33428SP4）（3RLS6795）TGQ（3PT（26）（3LLS180R7）SECPE2（38）（3LTJ29）式中T切線長（M）L曲線長（M）E外距（M）J校正數(shù)或稱超距（M）R圓曲線半徑（M）轉角（度）“基本型”平曲線的計算圖如下長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）14圖31平曲線計算示意圖表32路線坐標方位表交點坐標交點號XY交點樁號轉角值12345起點41919484149093K00000000JD111255568483385K082890右265233JD2177542969057589K16961462右47844JD3235537013888133K310661738左926483終點275636498446686表33路線要素表交點樁號轉角值半徑R緩和曲線長度LS切線長度T曲線長度LJD126523350060147908771929145943JD24784424508023987249745576743JD39264831305016195920632602123長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）15續(xù)上表表34路線特征點里程樁號里程樁號序號JDZHHYQZYHHZ1起點2168099127409912826720991245069724506321237079131707914644961612847169284643207813621313552212335229156123415675終點交點樁號外距E矯正值JQPBJD114007173034358111429996402999573437748JD242936853239775639989470592404509296JD35940678478637061092496918080008911018424路線縱斷面設計41縱斷面設計411縱坡設計原則1坡設計必須滿足標準的各項規(guī)定。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。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，視具體情況加以處理，以保證道路的穩(wěn)定與通暢。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。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。6在實地調(diào)查基礎上，充分考慮通道、農(nóng)田水利等方面的要求。412平縱組合的設計原則1平曲線與豎曲線應相互重合，且平曲線應稍長于豎曲線；2平曲線與豎曲線大小應保持均衡；3暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合應合理悅目；4平、豎曲線應避免不當組合；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。413最小填土高度粉砂性土3區(qū)最小填土高度為21米。414豎曲線半徑選擇說明1平縱面組合設計，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；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；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。長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）1742豎曲線計算421計算豎曲線的基本要素根據(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K0000，K2200，K2802238。本路段設計縱坡依次為I1077，I2345豎曲線基本要素計算公式14112L42RT432E44R式中坡度差，L曲線長，（M）T切線長，（M）E外距（M）422計算豎曲線的基本要素變坡點樁號為K2200,，I2345701I樁號K13400034507742312L50002113251（M）R04265T10566255（M）2E111645（M）R5012表41豎曲線要素表變坡點樁號坡度I坡長LM豎曲線半徑（凸）豎曲線長L切線長T外距EK294337450772294338K220000050002113251105662611165長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）18K2305625534554965423求豎曲線起點和終點樁號（1）豎曲線1起點樁號K22000010566255K29433745豎曲線1終點樁號K22000010566255K230566255求各樁號的設計標高表42豎曲線標高樁號地面標高修改后的設計標高設計標高208135513341355832210013513572413572732131355138713583251359696215013861358038136113622001365135383513652212335138213520313607422501382134463313477312291567139713331761333375230014013304313304622341567137313161065路線橫斷面設計51等級與標準511計算橫斷面要素本路段為二級公路，且位于山嶺重丘區(qū)，查公路路線設計規(guī)范（JTJ01194）表612，路基寬度一般值為85M，變化值沒有具體的規(guī)定。查公路路線設計規(guī)范（JTJ01194）表613，行車道寬度為70M，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350M。土路肩寬取075M。整個路基寬度為85M。512確定設計年限和設計交通量根據(jù)交通調(diào)查，2005年年平均日交通組成如下，年增長率58解放CA30A200輛/日長征XD160100輛/日東風EQ140200輛/日交通SH141150輛/日太脫拉138200輛/日日野KB222150輛/日吉爾130200輛/日依士茲TD50150輛/日解放CA15200輛/日小轎車1800輛/日公路等級應根據(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。白蓮巖線公路為二級公路，設計年限為12年。據(jù)參考文獻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)。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。10NDN式中遠景設計年平均日交通量（輛/日）；DN起始年平均日交通量（輛/日），包括現(xiàn)有交通量和道路建成0后從其他道路吸引過來的交通量；年平均增長率（）；N遠景設計年限。設計小時交通量按下式計算（51）KDNDH式中主要方向高峰小時設計交通量（輛/小時）；H高峰小時兩個方向的總交通量（輛/小時），ND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06；H，設計年限的年平均日交通量（輛/日）；DNK設計小時交通量系數(shù)（/）平時有觀測資料，仿圖HN，繪制關系圖求得；無資料，可按如下近似式計算K181A（51A）08X式中A地區(qū)氣候修正系數(shù)；X設計小時時位；設計年限的日交通量修正系數(shù)，按下式計算0200002（51B）DN據(jù)參考文獻所述，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，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；在設長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）22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。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年的規(guī)定，以載重汽車為標準的折算系數(shù)。載重汽車10（包括大客車、重型載重汽車、三輪車、膠輪拖拉機帶掛車）；帶拖掛的載重汽車15（包括大平板車）；小汽車05（包括吉普車，摩托車）；獸力車20；架子車05（包括人力車）；自行車01。以小汽車為標準的折算系數(shù)，尚無公認值。習慣上采用小汽車10（包括吉普車，摩托車）；載重汽車20；帶拖掛的載重汽車、鉸接式公共汽車30。513確定設計小時交通量和可能通行能力據(jù)參考文獻，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。基本通行能力的計算可采用“車頭視距”或“車頭間距”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長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）23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C3600/T52式中C一條車道的通行能力；T連續(xù)車流平均車頭間隔時間（S），可通過觀測得到。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。所以，該路段定為雙向兩車道。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25M。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53YXCAB2單兩條車道54C2雙式中A車廂寬度（M）C汽車輪距（M）2X兩車廂安全間隙（M）Y輪胎與路面邊緣之間的安全距離（M）根據(jù)大量試驗觀測，得到計算X、Y的經(jīng)驗公式為XY0500005V55式中V行車速度（KM/H）長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）24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75、70、65、60。五九線屬于山嶺重丘區(qū)三級公路，應該取60為宜。514平曲線的加寬及其過度汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中以后輪跡半徑最小，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。普通汽車的加寬值可由幾何關系得到BRR1B56而82421RARB故8342AB上述第二項以后的值很小，可省略不計，故一條車道的加寬57RAB2單式中A汽車后軸至前保險杠的距離（M）R圓曲線半徑（M）對于有N個車道的行車道58RNABN2半掛車的加寬值由幾何關系求得5921510,2RAB式中牽引車的加寬值；1B拖車的加寬值；2牽引車保險杠至第二軸的距離（M）；1A第二軸至拖車最后軸的距離（M）；2長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）25由于，而與R相比甚微，可取R，于是半掛車的加寬值1BR，511A211令，上式仍舊納成為式21A512RNB252超高與加寬對于R250M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。521加寬過度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。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513BLXX式中任意點距緩和段起點的距離（M）；XLL加寬緩和段長（M）；B圓曲線上的全加寬（M）。比例過渡簡單易操作，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。522曲線的超高據(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，長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）26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。12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。橫斷面上超高值的計算表51繞邊線旋轉超高值計算公式計算公式超高位置0X0X注外緣CHHJJIBI中緣,CHHJIBB2圓曲線上內(nèi)緣,CHHJJIBI過渡段上外緣CXHCHJGJJLXIBBIIB1、計算結果均為與設計高之高差2、臨界斷面距緩和段起點CHGLIX03、X距離處的加寬值BLXC長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）27中緣,CXHGJIBB2HCJILXBIB2內(nèi)緣,CXHGXJJIBIHCXJJILBI53路拱設計531路拱坡度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。532路拱設計二、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15。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。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。在未超高地段路拱坡度取2，土路肩坡度3。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15M。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588。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。6路基設計61路基橫斷面圖61橫斷面圖62路基高度據(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。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18M的土質路堤和大于20M的石質路堤視為高路堤，將大于20M的路塹視為深路塹。63路基邊坡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。64排水溝和邊溝據(jù)參考文獻，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110115，橫斷面尺寸根據(jù)設計流量確定，深度與寬度不宜小于05M，溝底縱坡宜大于05。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110115，外側邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。邊溝縱坡宜與路線縱坡一致，并不宜小于05。圖62橫斷面圖（部分）路基邊坡的確定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。路基邊坡坡度對路基穩(wěn)定十分重要，確長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）30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。示意圖如下圖63路基寬度表7水泥混凝土路面設計71確定設計參數(shù)對交通組成進行分析，了解不同車型的軸重；以100KN作為標準軸載，進行軸載換算，計算設計年限內(nèi)的累計當量軸次1、路面結構的確定及路面材料的選取2、土基模量的確定3、初擬路面結構4、確定路面參數(shù)5、計算荷載疲勞應力6、計算溫度疲勞應力72交通分析計算軸載作用次數(shù)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)。（71）20511670IINIISPN雙輪組雙軸雙輪組單軸表71軸載作用次數(shù)車型PIKNINI次/日次/日解放CA10B前軸2651200118E07長征XD160前軸4261100000011764前軸0000東風EQ140后軸69212000553003025前軸25551150495E08交通SH141后軸55111500010827217太脫拉138前軸51412000004747226前軸5021150000243978日野KB222后軸104311502941983237前軸25751200747E08吉爾130后軸59512000049351624前軸42211500000151737依士茲TD50后軸8011504222124651解放CA15后軸703812000724800018長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）32小于40KN的單軸和80KN的雙軸可略去不計。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060。交通量年平均增長率為58。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23654906005831136512RTSEGN屬重交通等級。73初擬路面結構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022M。基層選用水泥穩(wěn)定粒料，厚018M。墊層015M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35M，長40M?？v縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。731路面材料參數(shù)確定取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為50MPA，相應彎拉彈性模量標準值為31GPA。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。732計算基層頂面當量回彈模量如下MPAHEX1035018632212MMNHEHDX57215068130458012561803233121323MEDHXX20/57/33293430156126540A長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）33792031441550EBXMPAAHXBXT165329/7903/10普通混凝土面層的相對剛度半徑計算為MERTC70165/357/537074荷載疲勞應力和溫度應力741標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為MPAHRPS259106700726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)870RK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，392456NEFNK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)。1CK荷載疲勞應力計算為27359123780MPAKPSCFRP因而，所選普通混凝土面層厚度（022M）可以承受設計基準期內(nèi)溫度疲勞應力區(qū)最大溫度梯度取92（0C/M）。板長4M，普通混凝土板厚9160/4RL。最大溫度梯度只混凝土板的溫度翹曲應力計算為72,20XBMHMPAHTEXGCT267023105742疲勞應力系數(shù)KT計算為59708046812604321BFAFKCRTMTRT計算溫度疲勞應力為MPAKTMTR355970二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)。1R長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）34荷載應力和溫度應力的綜MPAFARTRPR05974351271合疲勞作用。75水泥板接縫設計751縱向接縫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。752橫向接縫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)灌塞瀝青橡膠填縫料，結構如圖。傳力桿直徑為28MM，長度為500MM，間距為250MM。8瀝青路面設計81瀝青路面計算1、對交通組成進行分析，了解不同車型的軸重2、以100KN作為標準軸載，進行軸載換算3、計算設計年限內(nèi)的累計當量軸次4、路面結構的確定及路面材料的選取5、土基模量的確定6、計算設計彎沉值7、算各層材料的容許層底拉應力8、定路面結構層各層的厚度9、對所確定的路面結構進行分析表81瀝青路面設計車型前軸重KN后軸重KN后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距交通量次/日解放CA30A2657342雙200長征XD16042617042雙100東風EQ1402376921雙200交通S150太脫拉138514802雙200日野KB22250210431雙150吉200依士茲TD50422801雙150解放C200小汽車180082軸載分析821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路面設計以雙輪組單軸載100KN為標準軸載。1軸載換算軸載換算采用如下的計算公式（81）KIIPNCN13542長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）36表82軸載換算結果表（彎沉）車型PIKNC1C2NI次/日次/日前軸265112000619654解放CA10B后軸7342212001146121前軸426111002443047長征XD160后軸8522211001096061前軸0東風EQ140后軸692112004031731前軸2555111500396499交通SH141后軸551111501122279前軸514112001105909太脫拉138后軸802212001666841前軸502111507484321日野KB222后軸1043111501801474前軸2575112000546904吉爾130后軸595112002090156前軸422111503517227依士茲TD50后軸80111505682412解放CA15后軸70381120043394467697767822累計當量軸次1根據(jù)設計規(guī)范，二級公路瀝青路面的設計年限取12年，雙車道的車道系數(shù)是0607，取065。累計當量軸次293045105867693113652NNTE2驗算半剛性基層層底拉應力中的累計當量軸次1）軸載換算驗算半剛性基層層底拉應力的軸載換算公式為（82）KIIPNCN182計算結果如表83所示長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）37表83軸載換算結果表（半剛性基層層底拉應力）車型PIKNNI次/日次/日前軸26511200000486404解放CA10B后軸73431200156289251前軸42611100244304663長征XD160后軸8523110014946293前軸0東風EQ140后軸69211200403173062前軸255511150039649863交通SH141后軸55111150112227868前軸51411200110590944太脫拉138后軸8031200227296472前軸50211150748432139日野KB222后軸104311150180147401前軸257511200054690383吉爾130后軸59511200209015646前軸42211150351722718依士茲TD50后軸8011150568241179解放CA15后軸7038112004339445999113082452）累計當量軸次參數(shù)取值同上，設計年限是12年，車道系數(shù)取065。累計當量軸次4360510580653291616512NNTE83結構組合與材料選取1由上面的計算得到設計年限內(nèi)一個車道上的累計標準軸次約為350萬次左右。根據(jù)規(guī)范推薦結構，路面結構面層采用瀝青混凝土（8CM），基層采用水泥碎石（取20CM），底基層采用石灰土（厚度待定）。規(guī)范規(guī)定二級及二級以下公路的面層由二層組成。查規(guī)范中的第四節(jié)瀝青路面的42高級路面中的表421“瀝青混合料類型的選擇（方孔篩）”，采用二層式瀝青面層，表面層采用細粒式密級配瀝青混凝土（厚度4CM），下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土（厚度6CM）。C2長沙理工大學畢業(yè)設計（論文）382各層材料的抗壓模量與劈裂強度查表得到各層材料的抗壓模量與劈裂強度。抗壓模量取200C的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值20的抗壓模量細粒式密級配瀝青混凝土為1400MPA，粗粒式密級配瀝青混凝土為1000MPA，水泥碎石為1500MPA，石灰土為550MPA。劈裂強度細粒式密級配瀝青混凝土為14MPA，粗粒式密級配瀝青混凝土為08MPA，水泥碎石為05MPA，石灰土為023MPA。具體的值見表84表84材料級配表抗壓模量MPA200C劈裂強度（MPA）細粒式密級配瀝青混凝土140014粗粒式密級配瀝青混凝土100008水泥碎石150005石灰土55002384土基回彈模量的確定該路段處于IV3區(qū)，為粘質土和粉質土，稠度為100，查得土基回彈模量為350MPA。85設計指標的確定對于二級公路，根據(jù)規(guī)范要求以設計彎沉值作為設計指標，并進行結構