本科畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路起著越來越重要的作用。本文主要講述了公路設(shè)計中的一個完整的過程。本設(shè)計主要分兩個階段：初步設(shè)計階段和詳細(xì)設(shè)計階段。首先，討論道路修建的可行性，從地形，地質(zhì)，氣象，水文條件等自然因素和交通量的增長情況來論述該公路修建的可行性與必要性，為道路修建進(jìn)行理論研究。其次，本著合理利用當(dāng)?shù)刭Y源，綜合考慮地形，地質(zhì)，水文氣象條件等自然因素和當(dāng)前交通量以及交通量增長情況來確定公路等級，并根據(jù)公路等級來確定道路設(shè)計中的技術(shù)指標(biāo)。最后，為了作到路線方案的最優(yōu)，選擇兩條方案分別進(jìn)行初步設(shè)計。根據(jù)一定的技術(shù)指標(biāo)來進(jìn)行方案的比選，選擇合理的路線方案來進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。關(guān)鍵詞

公路設(shè)計

路基設(shè)計

路面設(shè)計-

I

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）AbstractAs

the

development

with

the

social

economy,

the

highway

plays

more

andmore

important

role.

This

design

contains

the

whole

stage

in

the

designingcourse

.First

of

all,

discussing

the

feasibility

building

in

road,

at

topograph,

and

thegrowth

situations

of

volume

of

traffic

come

and

expoud

the

fact

this

feasibilityand

necessity

who

highway

build

meteorological

hydrology

terms,

etc.

naturalfactorses

geology.

Build

the

theoretical

hydrology

research

for

the

road.Secondly,

in

line

with

utilizing

local

resources

rationally,

Consider

and

atpresent

and

volume

of

traffic

increase

traffic

situation

come

and

determinehighway

grade

topographies,

geologies,

hydrometorological

termeseses

naturalfactors.At

last,

come

and

determine

road

the

technical

indicators

of

designaccording

to

highway

grade.

Moreover,

for

accomplishing

scheme

optimum

route,choose

two

schemes

to

be

designed

tentatively

respectively.

Come

and

carry

onto

then

selecting,

choose

rational

route

scheme

design

in

detail

scheme

accordingto

certain

technical

indicator.Keywords

highway

designroad

bed

design

design

on

pavement-

II

-ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyleClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第

1

章

緒論1.1

課題背景我國公路運(yùn)輸特點(diǎn)：由于社會生產(chǎn)與消費(fèi)的需要，人們必須克服空間上的阻隔，實(shí)現(xiàn)人和物的移動，為具體實(shí)現(xiàn)這種移動提供服務(wù)所進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)活動成為交通運(yùn)輸。交通運(yùn)輸與國民經(jīng)濟(jì)有著不可分割的的關(guān)系，是國民經(jīng)濟(jì)的命脈，是聯(lián)系工業(yè)和農(nóng)業(yè)、城市和鄉(xiāng)村、生產(chǎn)和消費(fèi)的紐帶，是國民經(jīng)濟(jì)的“先行宮”。公路是交通運(yùn)輸方式中的一種。與其它方式相比，在整個交通運(yùn)輸系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。其特點(diǎn)是：（1）機(jī)動靈活

能適應(yīng)各種地形條件，可以在規(guī)定的時間和地點(diǎn)迅速集中和分散貨物。（2）“門到門”的運(yùn)輸

在貨物集三點(diǎn)直接裝卸，不需要中轉(zhuǎn)。從而節(jié)省時間和費(fèi)用，減少貨損，尤其是短途運(yùn)輸。（3）通達(dá)性好

可以深入到邊遠(yuǎn)地區(qū)或山區(qū)，直接與任何工礦企業(yè)廠區(qū)或居民點(diǎn)相連。（4）投資少，社會效益高

與鐵路、航空方式相比公路運(yùn)輸投資較少，見效快。公路的建設(shè)給沿線廣大地區(qū)帶來顯著的社會經(jīng)濟(jì)的效益。（5）運(yùn)輸成本偏高

由于汽車燃料價格偏高，服務(wù)人員多，單位運(yùn)量小，導(dǎo)致公路運(yùn)輸成本一般高于鐵路和水運(yùn)。1.2

我國的公路現(xiàn)狀新中國成立以來，經(jīng)過四十多年的建設(shè)，我國已基本形成了具有一定規(guī)模的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)。公路建設(shè)有了長足進(jìn)步。改革開放二十余年，特別是“七五”和“八五”的十年也是公路工程實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化過程的十年。這十年中高等級公路建設(shè)和深水大跨橋梁建設(shè)取得突破性進(jìn)展。到

1995

年底，全國民用運(yùn)輸車輛

3000

萬輛，全國公路客運(yùn)輛占各種運(yùn)輸方式的總量的

88%。旅客周轉(zhuǎn)量占

50.5%，公路貨運(yùn)量占

76.6%，貨物周轉(zhuǎn)量占

13.6%。公路交通這一運(yùn)輸方式已經(jīng)得到廣泛的重視。公路交通的快速發(fā)展勢頭將在未來相當(dāng)長-

2

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）的一段時間內(nèi)保持下去。公路的設(shè)計、建設(shè)與管理水平已得到較大的提高。在公路建設(shè)方面，通過推廣應(yīng)用

CAD

技術(shù)，引發(fā)了工程勘察設(shè)計行業(yè)發(fā)展史上的一場革命。截止到

1995

年底，全國

40

家部、?。▍^(qū)）、直轄市公路設(shè)計部門，在公路設(shè)計中全部應(yīng)用了

CAD

技術(shù)，發(fā)展最快的設(shè)計部門人均計算機(jī)已達(dá)到

1.1

臺，并取得了繪畫版，設(shè)計文件

100%由計算機(jī)完成。在路線立體交叉和獨(dú)立大橋工程的透視和動畫顯示中應(yīng)用了三維技術(shù)。在公路設(shè)計管理方面，全國制定了一系列的管理文件和設(shè)計圖示。在公路建設(shè)和管理上，我國普遍實(shí)行了招、投標(biāo)管理制度，大大提高了公路建設(shè)的管理水平。我國確定了在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)把交通繼續(xù)作為經(jīng)濟(jì)建設(shè)重點(diǎn)之一，并規(guī)劃在

2010

年是我國交通運(yùn)輸與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展想適應(yīng)。公路基礎(chǔ)設(shè)施，在交通運(yùn)輸中的地位和作用十分重要。我們應(yīng)站在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局與交通相適應(yīng)的戰(zhàn)略高度上，為我國的公路建設(shè)貢獻(xiàn)才華和力量。我國的公路建設(shè)以進(jìn)入快速發(fā)展的階段，包括建設(shè)公路主骨架在內(nèi)的“兩縱兩橫三條線”，行成幾條通行能力大，規(guī)模效益好的南北向、東西向的公路運(yùn)輸大通道，建設(shè)其它國道主干線和對地區(qū)發(fā)展至關(guān)重要的其它公路，加強(qiáng)中西部地區(qū)、貧困地區(qū)的公路建設(shè)。-

3

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第

2

章

公路建設(shè)的可行性研究可行性研究是在建設(shè)前期對建設(shè)項目的一種考慮與鑒定。對擬建項目在技術(shù)上是否可行，在經(jīng)濟(jì)上是否有利，建設(shè)上是否可能，所進(jìn)行的綜合分析和全面科學(xué)論證的技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究活動。目的是為了避免或減少建設(shè)項目決策的失誤，提高投資的綜合效果。黑龍江省阿城市附近近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，但在一些偏遠(yuǎn)山區(qū)，由于交通不便的原因，經(jīng)濟(jì)增長十分緩慢，既然早有“要想富，先修路”的口號在前，那么在那些偏遠(yuǎn)山區(qū)，要發(fā)展經(jīng)濟(jì)，修建公路是十分必要的。此次要修建的公路地處三大家—磨盤屯，此兩地正是屬于這樣的地區(qū)。據(jù)交通調(diào)查，此段區(qū)間的交通近年來發(fā)展比較繁忙，年增長已達(dá)

7.0%,但兩地間的道路皆是一些羊腸小路，無一條能直達(dá)的道路可行。大大影響了兩地及附近地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展.雖說此兩地經(jīng)濟(jì)力量不是很強(qiáng)，但此區(qū)間附近有石灰廠和小型采石場，沿線有豐富的沙礫,這些都為修建公路提供了材料，從而節(jié)省了開支，所以這為在此兩地間修建公路提供了經(jīng)濟(jì)條件。先談該項目建設(shè)的必要性：（1）適應(yīng)交通量增長的需求

根據(jù)交通量調(diào)查和發(fā)展預(yù)測，S209

道的平均日交通量為

1800

余輛，交通增長率為

6%。該路段一直沒有合理、合適的路線，為適應(yīng)交通量迅速增長的需求和減少司機(jī)車輛的繞行，改善交通環(huán)境，該項目建設(shè)已是勢在必行；（2）加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展改善投資環(huán)境的需求

該地區(qū)的林業(yè)發(fā)達(dá)，礦產(chǎn)資源豐富，有著較多的鐵礦、石灰等礦物資源。但因交通不便大量資源難以外運(yùn)，致使長期經(jīng)濟(jì)之后嚴(yán)重影響人民生活水平的提高，更由于交通的不便利，使得大好旅游資源難以開發(fā)。投資環(huán)境也因沒有路而顯得窘迫，致使投資商對此地不感興趣，因為商品難以大進(jìn)大出，信息不能快捷傳輸，該路的修建必然能緩解交通制約因素，對吸引外資、對外開放、促進(jìn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的騰飛，使該處人民早日過上小康生活都有著重要意義；（3）改變交通基礎(chǔ)設(shè)施落后的需要

黑龍江省山區(qū)交通不便，人民生活水準(zhǔn)不高，都是因為交通閉塞，信息不靈所致。有句話講的好“要想富，先修路”，改變落后的現(xiàn)狀已成燃眉之急；（4）改善公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的需要

黨中央國務(wù)院已及早提出“村村通公-

4

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）路的宏偉目標(biāo)”，因此，修建這條公路不但能夠完善黑龍江省的省內(nèi)干道公路網(wǎng)絡(luò)，而且還能使局部地區(qū)達(dá)到真正的村村通公路，這對于改善農(nóng)村路網(wǎng)結(jié)構(gòu)有著積極的意義。再看項目建設(shè)的可行性：車型數(shù)量車型數(shù)量(pcu/d)小客車4000中貨車

EQ140特大日野車KB2221980中客車

SH130270014001300大客車

CA50小貨車

B掛五十鈴（1）交通發(fā)展的預(yù)測

該段公路的交通量預(yù)測年增長率為

7%，以上表格表明了該路段所承載的近期交通量為項目的可行性提供了量化標(biāo)準(zhǔn)。（2）資金來源

本段路采取省交通廳補(bǔ)助，銀行借貸以及市縣政府自籌三個渠道，這對于該段路建設(shè)來講資金已基本上全部到位，為公路的建設(shè)提供了強(qiáng)有力的資金保障。（3）經(jīng)濟(jì)評價

先對本項目建成后采用國民經(jīng)濟(jì)評價，該路的修建使沿線旅游資源得到進(jìn)一步開發(fā)，市場進(jìn)一步擴(kuò)大，促進(jìn)了人員與商品的交流與交換，加速了貨物的周轉(zhuǎn)，減少了庫存，提高了勞動生產(chǎn)率，從而為當(dāng)?shù)靥峁┝吮夭豢缮俚拈_發(fā)與發(fā)展條件。人口的流動加速了零售業(yè)的發(fā)展，能有力地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增加國民經(jīng)濟(jì)收入；另一方面，增加了就業(yè)機(jī)會，在道路的設(shè)計、施工及管理方面，都將增加許多就業(yè)機(jī)會，有助于社會的安定。如若修收費(fèi)通道，還會增加一定的財務(wù)收入；降低運(yùn)輸成本，改善運(yùn)輸環(huán)境，運(yùn)輸量增大，運(yùn)輸成本降低；道路的使用者都同樣也從中受益，減少行車時間，這也存在一定的潛在效益。路網(wǎng)規(guī)劃方案已經(jīng)確定?！熬盼濉逼陂g，主要是建設(shè)公路主骨架中的“兩縱兩橫三條線”，形成幾條通過能力大，規(guī)模效益好的南北向、東西向的公路運(yùn)輸大通道;建設(shè)其他國道主干線和對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要的其他公路及重要國防公路，加強(qiáng)中西部地區(qū)、貧困地區(qū)的公路建設(shè)。五年預(yù)計增長公路

里

程

11

萬

km

，

其

中

高

速

公

路

6500km

，

一

、

二

級

汽

車

專

用

公

路3500km。因此從長遠(yuǎn)角度來看，在此段修建一條公路勢在必行。-

5

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第

3

章

自然條件對道路設(shè)計和施工的影響3.1

所在地區(qū)的自然條件3.1.1

所在地區(qū)的氣象資料該公路地處黑龍江哈爾濱地區(qū)，歸于自然區(qū)劃Ⅱ2

區(qū)，屬于平原微丘區(qū)，夏季最高氣溫為

31°，冬季最低氣溫為-34°，冬夏溫差大，屬寒冷地區(qū)，凍結(jié)指數(shù)平均值為

1623，最大值為

2140，最小防凍層厚度為

50cm。3.1.2

沿線工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況此公路需通過六個村莊，地勢平坦，起伏小但水流較多，一年中降水量主要集中在

6—9

月，占全年降水量

70%以上。3.1.3

沿線植被及土壤分布情況農(nóng)田較多，境內(nèi)地層的構(gòu)成巖石種類繁多，成土母質(zhì)復(fù)雜，多為粘質(zhì)土。3.1.4

道路建筑材料及分布情況沿線有豐富的砂礫，水泥和瀝青均需外購。3.2

自然條件對道路設(shè)計與施工的影響3.2.1

氣象資料的影響該道路位于黑龍江省北部地區(qū)，冬季比較寒冷，主要的病害有凍脹、翻漿、水毀和積雪等等。冬季氣溫較低，路面積雪結(jié)冰會嚴(yán)重影響行車安全。春融期又可能發(fā)生翻漿等病害，夏季水量暴漲會沖毀路堤，這些都對公路交通構(gòu)成嚴(yán)重威脅。-

6

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）該道路屬于季節(jié)性冰凍地區(qū)，主要矛盾是冬季凍脹，春季翻漿，形成明顯的不利季節(jié)。凍脹常取決于三個條件：土的冰凍敏感性，冰凍溫度，接近土基的地下水，這三個條件又常常是變化的，因而所產(chǎn)生的凍脹是不均勻凍脹，引起路面顛簸不平形成波浪，產(chǎn)生凍裂。春融期，從路表面開始向下融化了的水向下滲，并停留在未融化的那部分地基土之間，產(chǎn)生過多的空隙水壓力，并持久的頻繁的施加荷載，影響了路面的承載能力。設(shè)計時應(yīng)使路基填土高度符合要求，采取措施隔溫排水，以防止凍脹翻漿。由于冬季盛行北風(fēng)，該路段屬于多雪地區(qū)，當(dāng)風(fēng)雪流與公路中線垂直或接近垂直時，路堤或路塹都成為風(fēng)雪流前進(jìn)的障礙物，將產(chǎn)生積雪現(xiàn)象，因而應(yīng)提高路堤放緩邊坡。為防止凍脹和翻漿，路基路面結(jié)構(gòu)應(yīng)采取隔溫，排水和截斷毛細(xì)水上升等措施。3.2.2

工程地質(zhì)及水文地質(zhì)的影響路基的巖土性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造是產(chǎn)生各種病害與變形的內(nèi)部原因和根本因素，地質(zhì)構(gòu)造不佳是造成路基滑塌邊坡碎落的因素之一，因此應(yīng)充分考慮路段內(nèi)的泥炭地帶，盡量避免直接穿過沼澤地帶，可采取繞行的方法。水對道路能產(chǎn)生很多危害，因此當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)資料對設(shè)計也有一定的影響。由于填筑路堤，開挖路塹，修建橋涵的結(jié)果，必然會改變原有的地貌，不正確的設(shè)計回破壞自然情況，使路基不穩(wěn)定，因此設(shè)計時一定要考慮與環(huán)境和協(xié)調(diào)。3.2.3

建筑材料分布的影響該路段內(nèi)砂礫較多，有小型采石廠和石灰廠。其余筑路材料要外購。在進(jìn)行路基和路面設(shè)計時要考慮到充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，從而減少工程造價。通過以上自然情況表明，道路設(shè)計應(yīng)注意排水和防凍深度以及路基的加固。-

7

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第

4

章

道路技術(shù)等級的確定4.1

道路等級的確定近期交通量：車型數(shù)量車型數(shù)量(pcu/d)小客車4000中貨車

EQ140特大日野車KB2221980中客車

SH130270014001300大客車

CA50小貨車

B掛五十鈴交通增長率：7%折算成小貨車近期日交通量為N=4000+2700+2000+2000+1980+1400+1300=28110（pcu/d）遠(yuǎn)期日交通量預(yù)測為N15

N1

7%15

28110

1

7%15

77560輛根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》應(yīng)建高速公路。-

8

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第

5

章

初步勘測與初步設(shè)計5.1

路線設(shè)計5.1.1

選線原則及注意事項（1）應(yīng)符合公路先行設(shè)計的基本要求（2）正確運(yùn)用和掌握技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（3）做好方案擬定和比選（4）選線應(yīng)盡量選擇地質(zhì)穩(wěn)定﹑水文地質(zhì)條件好的地帶通過（5）大中橋位原則上服從路線的總方向（6）重視環(huán)境保護(hù)選線不但直接關(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公路網(wǎng)中是否起到應(yīng)有的作用，即是否滿足國家的政治﹑經(jīng)濟(jì)﹑國防上的要求和長遠(yuǎn)利益。路線選擇的原則和方法如上所述，但結(jié)合實(shí)際的地形特點(diǎn)還應(yīng)注意如下問題：（1）正確考慮路線和城鎮(zhèn)的關(guān)系（2）處理好路線與橋涵的關(guān)系（3）處理好路線與農(nóng)田的關(guān)系初選兩條路線，選線成果如下：路線一：交N

(X)2點(diǎn)坐標(biāo)E

(Y)3交點(diǎn)號交點(diǎn)樁號轉(zhuǎn)

角

值145JD0

6538.55738

-16271.0391K0+00020°13′JD1

5854.95212

-13857.9291

K2+508.07005.8″(Z)-

9

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）49°51′JD2

6250.14065

-8723.74097

K7+631.490JD3

3695.45693

-6209.70242

K10+918.43739.3″(Y)路線二：交N

(X)2點(diǎn)坐標(biāo)E

(Y)3交點(diǎn)號交點(diǎn)樁號轉(zhuǎn)

角

值145JD0

4642.86174-15770.619K0+00028°17′03″(Y)JD1

5196.18943

-13445.4325JD2

3717.72033

-7888.30595K2+390.118K8+084.040K10+911.82526°27′24.7″(Y)JD3

1799.47735-5709.05725.1.2

平面設(shè)計5.1.2.1

平面設(shè)計路線平面線形設(shè)計，是根據(jù)汽車行駛的力學(xué)性質(zhì)和行駛軌跡要求，合理的確定各線形要素的幾何參數(shù)，保持線形的連續(xù)性和均衡性，避免采用長直線，并注意使線形與地形、地物、環(huán)境和景觀等協(xié)調(diào)。對于車速較高的道路，線形設(shè)計還應(yīng)考慮汽車行駛美學(xué)及駕駛員視覺和心理上的要求。平面線形主要是對直線、曲線進(jìn)行設(shè)計。直線應(yīng)滿足最大長度的要求，即不超過

20V（V

為設(shè)計速度，以

km/h計），以及最小長度的要求，因此《規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)設(shè)計速度≥60km/h

時，同向曲線間的直線最小長度（以

km

計）以不小于設(shè)計速度（以

km/h

計）的

6

倍為宜；反向曲線間的最小長度以不小于其設(shè)計速度的兩倍為宜。圓曲線應(yīng)滿足最小半徑的要求，高速公路設(shè)計速度

120km/h

的極限最-

10

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）小半徑為

650m，一般最小半徑為

1000m，不設(shè)超高的最小半徑為

5500m（路拱≤2%），7500m（路拱≥2%）；半徑最大值不得超過

10000m，圓曲線的最小長度一般要有

3s

的行程。當(dāng)圓曲線半徑大于或等于“不設(shè)超高的最小半徑”時，可以不設(shè)緩和曲線，本設(shè)計緩和曲線最小長度一般值為

130m，最小值為

100m，當(dāng)圓曲線半徑大于

3000m

時，即使

A

小于

R/3

，在視覺上也是沒有問題的。5.1.2.2

平面設(shè)計成果路線一：曲線要素值(m)直線長度交點(diǎn)號緩曲

緩和曲長度

線參數(shù)切

線長

度5曲

線長

度6直線段交點(diǎn)間距(m)8半徑長

(m)71234JD01260.0282508.07JD1

70001248.042

2470.1292399.241

4501.1871502.092

5149.3751185.002

3584.243866.025JD2

5000150JD3路線二：曲線要素值(m)直線長度交點(diǎn)緩曲

緩和曲長度

線參數(shù)切

線長

度5曲

線長

度6直線段長

(m)7交點(diǎn)間距(m)8半徑號1234JD02390.1181004.318JD1

55001385.82715.085-

11

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）5750.432248.994787.593272903.236JD2

9000JD32115.643

4155.8345.1.3

路線的縱斷面設(shè)計5.1.3.1

縱坡的確定《規(guī)范》規(guī)定：高速公路最大縱坡為

3%，最大容許合成坡度（指公路橫坡與縱坡的合成方向上的最大坡度）為

10.0%。各級公路的路塹以及其它排水不暢路段，為保證排水順利，防止水浸路基，應(yīng)采用不小于

0.3%的縱坡，在橫向排水暢通路段其設(shè)計坡度為

0.0%或小于

0.3%的縱坡時，其邊坡應(yīng)做縱向排水設(shè)計。5.1.3.2

坡長的確定坡長限制，主要是對較陡縱坡的最大長度和一般縱坡的最小長度加以限制。（1）

限制最小坡長

如果坡長過短，變坡點(diǎn)增多，容易造成行車起伏頻繁，影響公路的服務(wù)水平，減少公路的使用壽命，為提高行車的平順性，應(yīng)限制最小坡長。《規(guī)范》規(guī)定：高速公路最小坡長一般值為

400

米，最小值為

300；（2）限制最大坡長

汽車沿長距離的陡坡上坡時，因需長時間低檔行駛，易引起發(fā)動機(jī)效率降低。下坡時，由于頻繁剎車將縮短制動系統(tǒng)的使用壽命，影響行車安全。故《規(guī)范》對縱坡最大長度進(jìn)行了限制。高速公路當(dāng)縱坡坡度為

3%時，縱坡最大長度為

900m，當(dāng)縱坡坡度為

4%時，縱坡最大長度為

700m。5.1.3.3

豎曲線設(shè)計豎曲線的半徑應(yīng)該滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，凸形豎曲線的規(guī)定一般值是17000m，極限值

11000m，最小長度為

100m；凹形豎曲線的極限最小半徑是

4000m，一般最小半徑是

6000m。豎曲線的長度還應(yīng)滿足

3s

的行程。注意進(jìn)行平縱線形的組合，首先要保持平曲線與豎曲線大小的均衡；其次，豎曲線與平曲線組合時，豎曲線宜包含在平曲線內(nèi)，但對于平坦地區(qū)的高速公路設(shè)計，當(dāng)平曲線緩而長，可不要求平豎曲線一一對應(yīng)，平曲線中可包含多個豎曲線或豎曲線略長于平曲線。-

12

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）豎曲線設(shè)計成果：路線一：路線二：-

13

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）5.2

方案比選現(xiàn)初定兩種方案，從以下兩個方面對方案進(jìn)行必選：（1）通過地形、地質(zhì)、環(huán)境等方面比選路線方案方案一在整個路段都處于地勢平坦的地區(qū)，沿線地質(zhì)都沒有太多變化，大多為平原區(qū)，且線形好；方案二有部分路段需要穿過一段地勢較復(fù)雜的地區(qū)，還需要穿過一段不良地段，需對土基進(jìn)行特殊處理，工程較大。（2）通過具體要素指標(biāo)比選路線方案-

14

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）表

5-2

方案主要指標(biāo)比較表指標(biāo)單位方案I方案

II6途經(jīng)村莊數(shù)路線長度個6km10.9210.913.6土石方（填方）土石方（挖方）最大縱坡10104m3m33.72.842.6%0.661.36續(xù)表指標(biāo)河流單位道方案I方案

II9292平曲線數(shù)個豎曲線數(shù)個141113與原有公路的交叉數(shù)目最小平曲線半徑及個數(shù)豎曲線最小半徑個11m/個m5000/2230005500/220000經(jīng)過對兩方案進(jìn)行以上的分析比較，方案一均優(yōu)于方案二，故選方案一。-

15

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第

6

章

詳細(xì)設(shè)計6.1

路線設(shè)計選取初步設(shè)計中選定的方案一的路線的

K1+000—K4+000

這段進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，沿路中線兩側(cè)各

200

米的地帶上，將原地形圖放大，

其比例尺為1：2000，

加密等高線，高差為

1

米。對選定的路段在小比例尺上進(jìn)行道路平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計，并繪出詳細(xì)的平面圖、縱斷面圖和橫斷面圖。6.2

路基設(shè)計路基是公路的重要組成部分，它是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物承受由路面?zhèn)鱽淼暮奢d，是公路的承重主體，因此必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定度和耐久性。路床是路面的基礎(chǔ)，是指路基頂面以下

80cm范圍的路基部分，承受由路面?zhèn)鱽淼暮奢d，主要在應(yīng)力作用區(qū)內(nèi)。在結(jié)構(gòu)上分為上路床（0~30cm）及下路床（30~80cm）兩層。對于平原微丘區(qū)的路基設(shè)計，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，特別是工程地質(zhì)條件，選擇適當(dāng)?shù)穆坊鶛M斷面形式和邊坡坡度。在地形不良地質(zhì)地段，不宜破壞天然植被；在狹窄的河谷地段不宜侵占河床，可視具體情況設(shè)置其他結(jié)構(gòu)物和防護(hù)工程。沿河路基廢方應(yīng)妥善處理，以免造成河床堵塞、河流改道或沖毀沿線構(gòu)造物、農(nóng)田、房屋等不良后果。根據(jù)該公路等級、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、地質(zhì)、水文、填挖等情況路基橫斷面可分為：一般路堤、沿河路堤、半填半挖路基、挖方路塹、護(hù)腳路基。對陡坡上的半填半挖路基，可根據(jù)地形、地質(zhì)條件，采用護(hù)肩、砌石或擋土墻；季節(jié)性冰凍地區(qū)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)不良地段，應(yīng)采用水穩(wěn)定性好的填料筑路堤或進(jìn)行換填，結(jié)合防治凍害和翻漿的具體措施，進(jìn)行路基、路面、排水等綜合設(shè)計。路基與路面是一個整體結(jié)構(gòu)，路基是路面的基礎(chǔ)只有路基密實(shí)，均勻，穩(wěn)定，才能為路面結(jié)構(gòu)提供較好的工作環(huán)境。因此，必須進(jìn)行路基路面綜合設(shè)計。對于填方路堤的基底處理等，應(yīng)符合《公路路基設(shè)計規(guī)范》的規(guī)-

16

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）定。6.2.1

填方路基（1）填方路基的基底的處理及填土標(biāo)準(zhǔn)

基底土密實(shí)、地面橫坡緩于1:5

時，路堤可直接填筑在天然地面上，地表有樹根草皮或腐質(zhì)土應(yīng)予清除。距路面

2

米以下至路基基底部分用碎石土填筑，其余部分以粘土填筑。（2）路基填方邊坡

根據(jù)各種條件確定為

1：1.5。（3）取土坑

取土坑底應(yīng)設(shè)縱、橫向坡度，以利于排水?？拥卓v坡坡度不宜小于

0.3%橫坡坡度宜為

2%~3%，并向外側(cè)傾斜。取土坑的邊坡坡度，視具體情況而定，不宜陡于

1:1.0，靠路基一側(cè)不宜陡坡于

1:1.5。當(dāng)路基邊緣與取土坑底之差大于

2m

時，本設(shè)計為高速公路應(yīng)設(shè)置護(hù)坡道，護(hù)坡道的寬度為

1~2m。設(shè)計結(jié)果：6.2.2

挖方路基根據(jù)邊坡高度、土的濕度、密實(shí)程度、地下水、地面水的情況、土的成因類型及生成時代等因素。挖方邊坡取

1：1。路基的棄土堆放規(guī)則，不得任意傾倒，并采取必要的排水、防護(hù)和綠化措施。山坡上棄土應(yīng)注意避免破壞或掩埋路基下側(cè)的林木及其他工程設(shè)施。沿河棄土應(yīng)避免堵塞河道或引起水流沖毀農(nóng)田、房屋等。路側(cè)棄土堆一般可設(shè)在附近低地或路塹處原地面下坡的一側(cè)，當(dāng)?shù)孛鏅M坡緩于

1:5

時，可設(shè)在路塹兩側(cè)。棄土堆內(nèi)側(cè)坡腳到塹頂之間的距離應(yīng)隨-

17

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）土質(zhì)條件和路塹邊坡高度而定，一般不小于

5m；路塹邊坡較高，土質(zhì)條件較差時應(yīng)大于

5m。棄土堆一般可堆成梯形橫斷面，邊坡不應(yīng)陡于

1:1.5，并應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。設(shè)計結(jié)果如下：6.2.3

邊坡穩(wěn)定驗算一般來說土均具有一定的粘結(jié)力，因此邊坡滑動面多數(shù)呈現(xiàn)曲面，通常假定為圓弧滑動面。采用圓弧滑動面的解析法：

17kN

/

m

，

c

30kPa

，

0

，

H

4m

。3由下表可查的坡腳圓最危險滑動弧圓數(shù)值表坡率

m0.5坡度а63.4°53.3°45°а033.2°40°W37°0.75132.2°28.2°22.22°45°1.533.7°51.22°當(dāng)邊坡設(shè)計為

1：1

時，

45，0

45，

2215當(dāng)

45時，可計算的

f

(0,,)

0.16-

18

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）c130H

f

(0,,)

17

4

0.16故此邊坡設(shè)計較為合理當(dāng)邊坡設(shè)計為

1：1.5，得

33.7K

2.76

1.25，0

51.22

，

22.2當(dāng)

33.7時，可計算的

f

(0,,)

0.16c130K

2.46

1.25H

f

(0,,)

17

4

0.18故此邊坡穩(wěn)定6.2.4

路基防護(hù)與支擋路基的防護(hù)要求與公路的等級、當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑺摹⒌匦巍⒌刭|(zhì)條件及筑路材料分布相適應(yīng)。防護(hù)工程分為坡面防護(hù)和沖刷防護(hù)兩大類。本設(shè)計采用坡面防護(hù)—鋪方格網(wǎng)草皮形勢。6.3

排水設(shè)計路基應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施，以排除路基、路面范圍內(nèi)的地表水和地下水，保證路基和路面的穩(wěn)定，防止路面積水影響行車安全。必須綜合考慮公路的等級、沿線地形、地質(zhì)、氣象、橋涵位置，合理布置，以有足夠的排水能力。6.3.1

路拱設(shè)計路拱設(shè)計的目的是為了迅速排除路面上的降水，保證行車安全。路拱設(shè)計包括路面路拱坡度、路肩橫向坡度的確定以及路拱形式的選取。路拱坡度的確定，應(yīng)以路面排水順暢和保證行車安全、平穩(wěn)為原則。當(dāng)路面越粗糙，雨（雪）水在路面上流動就越遲緩，路拱的坡度就要做得大一些，但坡度過大又不利于行車，故路拱坡度應(yīng)當(dāng)限制在一定的范圍內(nèi)；當(dāng)路面平整時，對排水有利，路拱坡度就要做的小一些，根據(jù)路面類型和當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，本設(shè)計行車道橫坡為

2%，路肩橫坡為

3%。6.3.2

路基邊坡及溝渠設(shè)計路基邊坡設(shè)計主要是合理的確定路基邊坡坡度。路基邊坡坡度可用邊-

19

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）坡高度

H

與邊坡寬度之比表示。設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)以及填土高度較低的路堤坡腳外側(cè)的縱向人工溝渠，稱之為邊溝，其主要功能在與匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。挖方路段及高度小于邊溝深度的填方路段應(yīng)設(shè)置邊溝。邊溝橫斷面采用梯形，梯形邊溝內(nèi)側(cè)邊坡為

1：1.5，外側(cè)邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。邊溝的深度及寬度取用

0.6m。邊溝縱坡與路線縱坡一致，并不小于0.5%。在特殊情況下，邊溝縱坡可采用

0.3%，此時邊溝出口間距應(yīng)減短。排水溝用來排除來自邊溝、截水溝或其他水源的水流，并將其引到路基范圍以外的指定點(diǎn)。排水溝橫斷面為梯形，邊坡采用

1：1，深度及底寬用

0.6m，溝底縱坡宜大于

0.5%，易受水流沖刷的排水溝應(yīng)視具體情況采取防護(hù)措施。排水溝距路基坡腳的距離取

3m。本設(shè)計邊溝、排水溝均采用漿砌片石防護(hù)。設(shè)計如下：6.3.3

涵洞設(shè)計在以下情況下應(yīng)設(shè)置涵洞：-

20

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）天然河溝與路線相交處凡路線與明顯溝形的干溝、小溪、河流相交時，當(dāng)路線上游匯水面積大于

0.1

km

時，原則上應(yīng)設(shè)置涵洞。2農(nóng)田灌溉渠與路線相交處。路線經(jīng)過農(nóng)業(yè)區(qū)、跨越水渠、堰塘或水庫的排水渠以及通過大片梯田影響農(nóng)田灌溉時應(yīng)考慮設(shè)置涵洞等應(yīng)設(shè)置涵洞。平原區(qū)，路線通過較長的低洼地帶及泥沼地帶，為保證路基穩(wěn)定，避免排水不暢及長期積水的情況，在地面具有天然縱坡的地方設(shè)置多道涵洞等。本設(shè)計應(yīng)設(shè)置涵洞，內(nèi)容如下：涵洞的計算主要是先根據(jù)徑流公式確定設(shè)計流量34Q

(h

Z)

F

25P式中

QP

-規(guī)定頻率為

P

時的雨洪設(shè)計流量（

m3/s）F-匯水面積（

km

）

，根據(jù)詳細(xì)設(shè)計平面圖

F=0.082h-暴雨徑流厚度（mm）根據(jù)《公路橋涵設(shè)計細(xì)則》查得本地區(qū)為暴雨分區(qū)的第十六區(qū)匯水區(qū)土的吸水類屬第Ⅱ類匯流時間為

t=30min根據(jù)公路類型，本地區(qū)設(shè)計洪水頻率為

1/100根據(jù)以上四個因素值查得

h=36

mmZ-被植物或坑挖滯流的徑流厚度根據(jù)地面特征查得

Z=10φ-地貌系數(shù)，根據(jù)地型、匯水面積

F、主河溝平均坡度

IZ

決定查得φ=0.07β-洪峰傳播的流量折減系數(shù)，以匯水區(qū)的長度和寬度中小者計當(dāng)匯水區(qū)的長度或?qū)挾刃∮?/p>

5

km

時可不予考慮，對于本設(shè)計取β=1γ-匯水區(qū)降雨不均勻的折減系數(shù)，查得γ=1δ-小水庫或湖泊影響的折減系數(shù)，本地區(qū)沒有水庫，所以取δ=13245345QP

(h

Z)F

0.07（36

-

10）

0.08111

1.23m

/

s326.3.3.1

確定涵洞孔徑采用進(jìn)水不升高式的無壓力圓管涵，假定其管徑

R=1.5m。d33圓管涵凈空高

，不升高的進(jìn)水口水深

H

d

1.5

1.12

m，得/444-

21

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）H

'

1.12涵前水深

H0

1.28

m，0.87

0.87hcH0查表得

0.57

，管內(nèi)收縮斷面水深

hc

=0.57×1.28=0.73m，hc0.73則臨界水深

hk

0.81m，0.9

0.9hkd0.811.5Q2

0.54

，查表得

0.076

，能夠通過的最大故管內(nèi)充水程度gd5泄流量Q

0.0769.811.5因為

Qs

1.23m/s＜

Q

，所以選用一孔

d

為

1.5m

的圓管涵是合適的。5

2.4

m/s336.3.3.2

確定涵洞縱坡（1）臨界坡度的確定Q2P1.232

0.025g

d

9.811.5hkdKkKdWkWd

0.43

，

0.387

，

0.940

；

d=1.5m

時

，

Wd

39.97

，Kd

70.76臨界水深

hk

0.431.5

0.65KkKd(()

Kd

0.38770.76

27.38)Wd

0.94039.97

37.57WkWd則臨界坡度為：22Q

1.23

27.38

i

0.002

2.0

‰kKkKd)Kd

(（2）最大縱坡的確定-

22

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）dQ1.23

0.212

0.212

0.1162d21.5hdW

0.20

，

0.624，

h

0.201.5

0.30mWd則最大縱坡為：22

0.197

0.197i

0.0579

57.9

‰kW21.50.624

2)3d(3W

d涵洞本身應(yīng)有適當(dāng)?shù)目v坡，為了便于排水，最小應(yīng)為

0.3%。可見涵洞縱坡

I

可在

ik=3‰～57.9‰范圍內(nèi)選擇。6.3.3.3

確定涵洞長度B上

m(H

h上)

211.5(2.51.5)L上

L下

21.84

m1

mi011.50.02B下

m(H

h下)

211.5(2.51)

23.97

m1

mi011.50.02其中

B-路基寬度，為

42

米B

上

,

B

下-由路基中心至上，下游路基邊緣的寬度，當(dāng)路基無加寬時均為

0.5B，即為

21

米。H-路基填土總高度，即由路基中心至路基邊緣高度，此涵洞為

2.5

米h

上，h

下-涵洞上下游洞口建筑高度，h

上取

1.5

米，h

下取

1

米m-路基邊坡坡度（按

1：m），m=1.5i0-涵洞坡度（以小數(shù)表示）

i0

=2%L

上，L

下-涵洞上，下游長度所以，L

上=21.84mL

下=23.97m涵洞全長：

L=

L

上+L

下=21.84+

23.97=

45.81m6.4

路面設(shè)計6.4.1

瀝青混凝土路面設(shè)計6.4.1.1

交通分析-

23

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）遠(yuǎn)景交通量如下表：前軸重后軸重(KN)后軸輪組數(shù)交通量(次/日)4000車型后軸數(shù)后軸距(KN)16.5小客車中客車SH130231111單輪組--------25.5528.713.445.168.227.4單輪組雙輪組單輪組270020002000大客車

CA50小貨車BJ130中貨車EQ14023.750.26069.2112雙輪組雙輪組雙輪組------198014001300特大日野車KB222104.3100（3

軸）拖掛五十鈴當(dāng)以彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時軸載當(dāng)量換算按下式計算：4.35k

p

N

C

C

n

ii12

p

i1式中

ni

——被換算的軸載作用次數(shù)（次／日）；P

——

標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）；Pi

——

被換算的軸載（KN）；C1

——

軸載系數(shù)；C2

——

輪組系數(shù)；本設(shè)計軸載當(dāng)量換算為：7435.55以半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時，軸載當(dāng)量可按下式換算：8

p

N

C

C

n

k,,ii12

p

i1本設(shè)計軸載當(dāng)量換算為：6657.09本設(shè)計為高速公路，設(shè)計年限為

15

年，車道系數(shù)為

0.3，交通增長率為

7%。

設(shè)計年限內(nèi)一個車道沿一個方向通過的累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次數(shù)按下-

24

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）式計算Ne

1

t

1365

N1

以彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時Ne

2.10以半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時Ne

21077屬于重交通。6.4.1.2

土基回彈模量及路面等級類型的確定本設(shè)計處于

II2

區(qū)，土質(zhì)為粘性土，屬于中濕狀態(tài)，稠度在

0.75--1.10

之間，取土基回彈模量為

30MPa，路面等級為高速公路，設(shè)計為瀝青混凝土路面。6.4.1.3

擬定路面結(jié)構(gòu)層厚度該公路地處黑龍江哈爾濱地區(qū)，夏季最高氣溫為

31°，冬季最低氣溫為-34°，冬夏溫差大，屬寒冷地區(qū)，凍結(jié)指數(shù)平均值為

1623，最大值為2140，最小防凍層厚度為

50cm。選擇瀝青就要兼顧瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，道路交通等級為重交通。面層要求高強(qiáng)耐磨、熱穩(wěn)性好和不透水，因而選用粘結(jié)力強(qiáng)的結(jié)合料和強(qiáng)度高的集料作為面層，本設(shè)計采用瀝青混凝土面層，由三層組成，表面層選用型號為

AC-13

的細(xì)粒式瀝青混凝土，厚

4cm；中面層選用型號為AC-16

的中粒式瀝青混凝土，厚

6cm；下面層選用

AC-25

的粗粒式瀝青混凝土，厚

8cm?；鶎右凶銐虻膹?qiáng)度，一定的剛度和水穩(wěn)定性，由于東北地區(qū)冬季寒冷，所以材料還要具有一定的抗凍性和低溫抗裂性。本地區(qū)河流沖溝附近多砂礫，選用懸浮密集型石灰粉煤灰穩(wěn)定沙礫作為基層，厚

30cm。設(shè)置隔水隔溫墊層，厚度大于

15cm

為設(shè)計厚度，材料為水泥石灰沙礫土。6.4.1.4

計算設(shè)計彎沉值本設(shè)計為高速公路，取

A

1.0

，路面為瀝青路面面層，取

A

1.0

，CsAB

1.0-

25

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計彎沉：0.2600

(2

10

)0.2

1.0

1.0

1.07ld

600Ne

A

A

AcsB

20.77(0.01mm)計算各層材料的容許層底拉應(yīng)力

/

KsRsp細(xì)粒式瀝青混凝土面層：取

1.6

MPaSP

/

K

1.6

/

3.64

0.44MPaKs

0.09

N

0.22

Ac

/3.64e，Rspspsps中粒式瀝青混凝土：取

1.2

MPaSPKs

0.09

N

0.22

Ac

/3.64

R

/Ks

0.1.2

/

3.64

0.33MPae，粗粒式瀝青混凝土：取

1.0

MPaSPKs

0.35

N

0.11

Ac

/3.64

R

/Ks

1.0

/

3.64

0.27MPae，石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫：取

0.55

MPaSPKs

0.35

N

0.11

Ac

/2.23MPa

R

//Ks

0.55

/

2.23

0.25MPae，，sp水泥石灰沙礫土：取

0.4

MPaSPKs

0.35

N

0.11

Ac

/2.23MPa

R

Ks

0.4

/

2.23

0.18MPaesp路面結(jié)構(gòu)設(shè)計報告設(shè)計名稱：某平原微丘區(qū)高速公路

A

段設(shè)計設(shè)計內(nèi)容：新建路面按彎沉、拉應(yīng)力設(shè)計基本參數(shù)：本設(shè)計為高公路，路基路面總層數(shù)共

5

層，設(shè)計層為第

5

層，對路面結(jié)構(gòu)將進(jìn)行抗凍厚度驗算。本結(jié)構(gòu)面層為瀝青混凝土類。結(jié)構(gòu)參數(shù)：-26-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）層位①②③厚度（cm）4.020°C

模量

15°C

模量

容許拉應(yīng)力材料名稱(MPa)150012001000(MPa)200018001200(MPa)細(xì)粒式瀝青混凝土中粒式瀝青混凝土粗粒式瀝青混凝土石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫0.440.330.276.08.0④30.014000.25⑤⑥水泥石灰沙礫土土基？1000300.18----按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度

:LD=

20.77

(0.01mm)H(

5

)=

20

cmH(

5

)=

25

cmLS=

22.1

(0.01mm)LS=

20.2

(0.01mm)H(

5

)=

23.5

cm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力驗算設(shè)計層厚度

:H(

5

)=

23.5

cm(第

1

層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)H(

5

)=

23.5

cm(第

2

層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)H(

5

)=

23.5

cm(第

3

層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)H(

5

)=

23.5

cm(第

4

層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)H(

5

)=

23.5

cm(第

5

層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求)路面設(shè)計層厚度

:H(

5

)=

23.5

cm(僅考慮彎沉)H(

5

)=

23.5

cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)按下述方程驗算防凍厚度是否滿足要求：Ｈj≥Ｈf其中

Ｈj——路面結(jié)構(gòu)總厚度

(cm)，對于改建路面的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計，其路面總厚度應(yīng)為補(bǔ)強(qiáng)厚度與原有路面厚度之和,最小防凍厚度Ｈf

值由規(guī)范查得為

50cm。本設(shè)計的結(jié)構(gòu)厚度，滿足防凍厚度要求！計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力：當(dāng)設(shè)計層厚度取

28.3cm

時的指標(biāo)值第

1

層底拉應(yīng)力為：-0.191MPa第

2

層底拉應(yīng)力為：-0.018MPa第

3

層底拉應(yīng)力為：-0.028MPaσr＝0.44σr＝0.33σr＝0.27-

27

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第

4

層底拉應(yīng)力為：

0.058MPa第

5

層底拉應(yīng)力為：

0.093MPaσr＝0.25σr＝0.18由計算結(jié)果可得，各結(jié)構(gòu)層容許拉應(yīng)力均大于底面最大拉應(yīng)力，故應(yīng)力滿足要求。設(shè)計層厚度滿足要求。設(shè)計結(jié)果：6.4.2

水泥混凝土路面設(shè)計6.4.2.1

路面結(jié)構(gòu)層組合水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計應(yīng)根據(jù)該路的交通繁重程度，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件和材料供應(yīng)情況。選擇安排混凝土路面的結(jié)構(gòu)層層次，它包括土基、墊層、基層和面層的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計，各層的路面結(jié)構(gòu)類型、彈性模量和厚度。該地區(qū)屬于季節(jié)性冰凍地區(qū)，其冰凍線深度為

1.8m，因此其最小防凍深度為

0.6m。水泥混凝土面板要求具有較高的彎拉強(qiáng)度，表面平整、抗滑、耐磨。本設(shè)計采用普通混凝土路面。它強(qiáng)度高；穩(wěn)定性好，不存在瀝青路面的“老化”現(xiàn)象；耐久性好，一般能使用

20-40

年。對基層的首要要求是抗沖刷能力，不耐沖刷的基層表面，在滲入水和-

28

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）荷載的共同作用下，會產(chǎn)生唧泥、板底脫空和錯臺等病害，并加速和加劇板的斷裂。提高基層的剛度，有利于改善接縫的傳荷能力。根據(jù)以上要求和本地材料分布情況，本設(shè)計采用基層類型為水泥穩(wěn)定砂礫。設(shè)置防凍墊層可以使路面結(jié)構(gòu)免除或減輕凍脹和翻漿病害，跟據(jù)規(guī)范要求，墊層最小厚度為

15cm。6.4.2.2

混合料的要求面層混合料必須具有較高的抗彎拉強(qiáng)度和耐磨性，良好的耐凍性以及盡可能低的膨脹系數(shù)和彈性模量。還要有適當(dāng)?shù)氖┕ず鸵仔?，一般?guī)定其坍落度為

0-30mm，工作度約

30s。6.4.2.3

結(jié)構(gòu)厚度計算（1）

交通分析標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸次換算我國水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范規(guī)定：以后軸重

100kN

的雙輪組軸載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。對于同一種路面結(jié)構(gòu)，不同軸-輪型和軸載的作用次數(shù)按下式換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)：nnPiNs

f

N

N

(i)16iii100i1i1式中

Ns

──100KN

的單軸-雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)；Pi

──單軸-單輪、單軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型

i

級軸載的總重（KN）；n

──軸型和軸載級位數(shù)；Ni

──各類軸型

i

級軸載的作用次數(shù)；i

──軸-輪型系數(shù)。表

6-7

軸載換算表PiNiNs車型δi（KN）（次/日）

（次/日）前軸后軸前軸后軸前軸16.5236654000400027002700200000小客車576.555125.545.128.70中客車

SH130大客車

CA50431.6524.23.410-

29

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）后軸前軸后軸68.213.427.41.0200020002000198019801400140013004.380727.3534.7569.11.0小貨車

BJ130中貨車

EQ1400前軸

23.7后軸

69.205.489.382745.85139.97前軸50.2412.11.0特大日野車

KB222后軸

104.360381.7拖掛五十鈴100（3

軸）后軸013000∑Ns--------2908.47由上表可得該路換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次數(shù)

Ns=2908.47

次/日。設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)面層設(shè)計車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)

Ne由《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》，二級公路的設(shè)計基準(zhǔn)期為

30

年，安全等級為一級。查表

16-3（《路基路面工程》）臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取

0.20。按下式計算得到設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計車道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計作用次數(shù)為：Ns[(1

)

1]365tNe

2908.47[(10.07)30

1]365

0.20

200610次40.07由規(guī)范知道屬特重交通。6.4.2.4

初擬路面結(jié)構(gòu)由表

16-20（《路基路面工程》），相應(yīng)于安全等級一級的變異水平等級為低。根據(jù)高速公路、特重交通等級和低級變異水平等級，查表

16-17（《路基路面工程》），初擬普通混凝土面層厚度為

0.26m?；鶎舆x用雙水泥穩(wěn)定粒料，上層（水泥用量

6％）厚

0.18m，下層（水泥用量

5％）厚0.18m。墊層為厚

0.2m

的低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬

4.5m，長

5.0m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫形式。6.4.2.5

路面材料參數(shù)確定-

30

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）按表

16-23

和表

16-25（《路基路面工程》），取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為

5.0Mpa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為

31Gpa。

查表

16-14（《路基路面工程》），路基回彈摸量取

30Mpa。查表

16-27（《路基路面工程》）基層回彈模量取

1300Mpa，低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土回彈模量取

600MP。計算基層頂面當(dāng)量回彈摸量如下：h21E1

h22h22E213000.3626000.22Ex

Dx

1135MPah210.362

0.22211E

h

E

h

h113132h221124E1h

E2h2

11300

0.36

600

0.2

0.36

0.2211133

12.94

MN

m124

1300

0.36

600

0.21131212.94

12DxEx3

0.515

mhx11350.450.45Ex1135

30

6.22

1

1.51

4.389a

6.22

1

1.51

E0

0.550.55ExE01135

30

b

11.4411.44

0.805113ExE01135

30

3Et

ahxbE0

4.389

0.5150.805

30

259

MPa

其中

E0

——路床頂面的回彈模量（MPa）；E

、

E

——基層和底基層或墊層的模量（MPa）;12h

、

h

——基層和底基層或墊層的厚度（m）；12Ex

——基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量（MPa）；hx

——基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度（m）；Dx

——基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度；-

31

-本科畢業(yè)設(shè)計（論文）a

、

b

——回歸系數(shù)。普通混凝土面層的相對剛度半徑rg

0.537h

E

/

E

0.537

0.26t

31000

/

259

0.688m

33c6.4.2.6

荷載疲勞應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為

ps

0.077r0.6h2

0.0770.6880.6