PAGEPAGEII設(shè)計（論文）題目：湘潭水塘沖高速公路設(shè)計目錄30144摘要 V172511.設(shè)計總說明與設(shè)計指標(biāo)匯總 1189531.1設(shè)計總說明 113691.2技術(shù)指標(biāo)匯總 2194052.平面線型設(shè)計 473482.1平面設(shè)計方案確定 4217382.1.1選線要點 493382.2路線設(shè)計 487992.2.1線型形式 490562.2.2方案一定線計算 5120312.2.3方案二定線計算 1292642.3方案比選 19288303.縱斷面設(shè)計 20273273.1縱坡及坡長設(shè)計 20296473.2豎曲線設(shè)計 20289813.2.1豎曲線 22292944.路線橫斷面與路基設(shè)計 32309654.1.橫斷面布置 3290894.1.1橫斷面設(shè)計 3249684.2路基土石方數(shù)量計算與調(diào)配 32141464.3路基排水 33272524.3.1邊溝設(shè)計 33185084.3.2排水溝設(shè)計 3434394.3.3截水溝設(shè)計 3449174.4邊坡穩(wěn)定性分析 35283544.4.1設(shè)計資料 3541424.4.2路塹邊坡分析 35244804.4.3路堤邊坡設(shè)計 3798155.路面設(shè)計 446375.1水泥混凝土路面設(shè)計 44120015.1.1設(shè)計資料 44128345.1.2軸載換算 44282285.1.3初擬路面結(jié)構(gòu) 4627165.1.4計算過程 4671795.2瀝青路面設(shè)計 48272155.2.1項目概況與交通荷載參數(shù)計算 4856285.2.2初擬路面結(jié)構(gòu)方案 51135595.2.3路面結(jié)構(gòu)驗算 524375.2.4路基頂面和路表驗收彎沉值 53121255.2.5結(jié)果匯總 54307025.3方案比選 54169066.結(jié)構(gòu)物設(shè)計 56284146.1設(shè)計資料 5687666.2擋土墻設(shè)計計算 5716226.2.1車輛荷載換算的等待均布土層厚度 5771576.2.2主動土壓力計算 5789766.2.3檢驗破裂面 58196526.2.4土壓力作用位置與大小計算 5835296.2.5穩(wěn)定性驗算 59242646.3涵洞設(shè)計 631108參考文獻 65

摘要本次畢業(yè)綜合訓(xùn)練主題為湘潭水塘沖高速公路設(shè)計，設(shè)計速度為100Km/h，所選路線總長為3841.721m。包括平面線設(shè)計，縱斷面設(shè)計，橫斷面設(shè)計，路基路面設(shè)計，擋土墻設(shè)計，涵洞設(shè)計。平面設(shè)計中包含三個平曲線，最大半徑1150m，最小半徑1050m?？v斷面設(shè)計中包含四個豎曲線，最大半徑為20000m，最小半徑為10000m。路面設(shè)計采用瀝青混凝土路面，瀝青均采用改性瀝青。面層總厚度為180mm，基層厚度為320mm，底基層為200mm。擋土墻采用重力式擋土墻，墻高為8m。路線中設(shè)立三座涵洞。關(guān)鍵詞：高速公路；平曲線；豎曲線；擋土墻；路基路面PAGE2設(shè)計總說明與設(shè)計指標(biāo)匯總設(shè)計總說明1）.此設(shè)計為湖南湘潭市水塘沖高速公路設(shè)計，設(shè)計速度為100KM/h，選用路線總長為3841.721m2）.水塘沖地區(qū)前段部分為農(nóng)田地域，后半段多山丘，地面前后起伏較大。3）.湘潭地區(qū)位于中國公路自然區(qū)的Ⅳ5區(qū)，為東南濕熱區(qū)。4）.路基干濕類型為中濕，土類為粘質(zhì)土，土基干濕狀態(tài)的稠度值為1.0。5）.公路為雙向四車道，4×3.75m行車道，2×3m硬路肩，2×0.75m土路肩，中央分隔帶為2m，兩側(cè)為0.75m的路緣。6）.硬路肩橫坡度與行車道橫坡度均為2%，土路肩橫坡度設(shè)置為3%。7）.本路線設(shè)置3座涵洞，均為蓋板涵。8）.瀝青混凝土路面：上面層為改性瀝青AC-13，厚度為40mm，中面層為改性瀝青AC-16，厚度為60mm，下面層為改性瀝青AC-20，厚度為80mm。基層采用水泥穩(wěn)定碎石，厚度為400mm，底基層為水泥穩(wěn)定土，厚度為200mm。9）.擋土墻為重力式路堤擋土墻，墻高8m，,圬工容重γ1=22KN/m3,地基為容重γ=18KN/m3,內(nèi)摩擦角φ=35°，地基摩擦系數(shù)μ=0.5。技術(shù)指標(biāo)匯總表1技術(shù)指標(biāo)匯總表平曲線縱斷面橫斷面平曲線最大半徑1150m縱斷面最大坡度2.617%車道數(shù)4平曲線最小半徑1050m縱斷面最小坡度0.6%車道寬15m最大緩和曲線長140m最小坡長258m路面寬度22.5m最小緩和曲線長120m最大坡長1250m路基寬度26m直線最大長度1144.920m凹型豎曲線最小半徑10000m最小長度289.0477m凸型豎曲線最小半徑10000m圓曲線最大長度341.638m最小豎曲線長度207.2m總里程3841.721m

平面線型設(shè)計平面設(shè)計方案確定選線要點1）湘潭水塘沖地區(qū)有多處村莊，選線是應(yīng)充分考慮路線可能會給村莊村民帶來的影響，盡量減少破壞民居民房與農(nóng)田。2）湘潭水塘沖地區(qū)多梯田，多山，選線時可以從山地山腰與河谷地區(qū)。正確處理路線與水流，已建道路相交的處理。3）湘潭水塘沖地區(qū)前部分多田地，中部與后部分多山丘，應(yīng)正確考慮所選路線填挖，以減小造價4）路線選擇應(yīng)特別注意公路技術(shù)指標(biāo)，使路線線型優(yōu)秀，保證行車安全，舒適，迅速。路線設(shè)計線型形式1）方案一線型形式圖1.1方案一線型圖方案二線型形式圖1.2方案二線形圖方案一定線計算1）求解路線交點坐標(biāo)由地形圖描繪的路線，在每條直線上找出兩點:起點坐標(biāo)（QD）（73800m,529024m）QD-JD1A(73600m,529024.5m)、B（73400m,529025.8m）JD1-JD2C(72600m,528862.0m)、D（72200m,528706.0m）JD2-JD3E(71400m,528521.0m)、F（71000m,528543.8m）JD3-ZDG(70400m,528561.2m)、H(70200m,528505.8m)終點坐標(biāo)（ZD）（70056m,528466m）交點坐標(biāo)計算公式：，，同理可得：JD2=(71684.021m,528504.810m)JD3=(70450.243m,528575.053m)2)直線長度計算按上式同理可求得：L2-3=1235.775mL3-4=409.048m3）轉(zhuǎn)角計算JD1-n方位角計算公式：，如果，則公路偏角：（是“+”為右轉(zhuǎn)，是“—”為左轉(zhuǎn)，超過180°后，要減去360°）按上式代數(shù)求得：公路偏角為：（右偏）（左偏）（右偏）將所求的數(shù)據(jù)匯總,見表2.1。表2.1方案一交點數(shù)據(jù)表交點編號X坐標(biāo)（m）Y坐標(biāo)（m）方位角轉(zhuǎn)角交點間距（m）QD73800.000529024.0000°21′43″797.795JD173002.220529018.960右20°56′50″21°18′53″1414.920JD271684.021528504.810左24°33′33″-3°15′26″1235.775JD370450.243528575.053右18°43′52″15°27′34″409.047ZD70056.000528466.0004）緩和曲線計算本路線半徑分別為1150m，1100m，1050m，超高橫坡度設(shè)置為0.04。路線設(shè)計速度V=100Km/h。（1）第一段緩和直線計算①.考慮加速的的變化率:②.考慮駕駛員的操作時間及反應(yīng)時間:③.考慮超高漸變率：④.考慮視覺條件：綜上第一段緩和直線取140m。（2）第二段緩和直線計算①.考慮加速的的變化率:②.考慮駕駛員的操作時間及反應(yīng)時間:③.考慮超高漸變率：④.考慮視覺條件：綜上第二段緩和直線取130m。按照上述方法求出第三段緩和直線最小長度，取120m。5）曲線要素及里程樁號計算（1）曲線1Ls=140m,V=100Km/h,R=1150m，α=。平曲線幾何要素JD1里程樁號為K0+797.795。主點樁號計算：ZH=JD1-Th=K0+797.795-282.699=K0+515.095HY=ZH+LS=K0+515.095+140=K0+655.095QZ=ZH+Lh/2=K0+515.095+560.409/2=K0+795.300YH=HY+(Lh-2LS)=K0+655.095+（560.409-2*140）=K0+935.505HZ=YH+Lh=K0+935.505+140=K1+075.505JD1=QZ+Jh/2=K0+795.300+4.99/2=K0+797.795(校核)（2）曲線二Ls=130m,V=100Km/h,R=1100m,α=平曲線幾何要素JD2里程樁號為797.795+1414.920-4.99=K2+207.725。主點樁號計算：ZH=JD2-Th=K2+207.725-304.631=K1+903.093HY=ZH+LS=K1+903.093+130=K2+033.093QZ=ZH+Lh/2=K1+903.093+601.638/2=K2+203.913YH=HY+(Lh-2LS)=K1+033.093+(601.638-2×130)=K2+374.732HZ=ZH+Lh=K1+903.093+601.638=K2+2504.732JD2=QZ+Jh/2=K2+203.913+7.6243/2=K2+207.725(校核)（3）曲線三Ls=120m，V=100Km/h，R=1050m，α=平曲線幾何要素：JD3里程樁號為2207.724+1235.775-7.624=K3+435.876。要素點里程樁號推算：ZH=JD3-Th=K3+435.876-233.167=K3+202.708HY=ZH+LS=K3+202.708.073+120=K3+322.708QZ=ZH+Lh/2=K3+202.708+463.074/2=K3+434.246YH=HY+(Lh-2LS)=K3+322.708+(463.074-2*120)=K3+545.783HZ=ZH+Lh=K3+202.708+463.074=K3+665.783JD3=QZ+Jh/2=K3+438.610+3.2604/2=K3+435.876(校核)方案一無同向曲線，中間最小直線長度應(yīng)大于2V，本路線最小剩余直線長度為505.413m>2V=200m,所以滿足要求。方案二定線計算1）求解路線交點坐標(biāo)由地形圖描繪的路線，在每條直線上找出兩點：起點坐標(biāo)（QD）（74992m,529124m）QD-JD1A(73800m,528207.0m)、B（73600m,529293.3m）JD1-JD2C(73200m,529277.2m)、D（72800m,529194.4m）JD2-JD3E(71600m,528815.9m)、F（72000m,528969.6m）JD3-ZDG(70600m,528555.8m)、H(70200m,528556.0m)終點坐標(biāo)（ZD）（70054m,528556m）交點坐標(biāo)計算公式：，，同理可得：JD2=(72340.610m,529099.203m)JD3=(70916.003m,528555.802m)2)直線長度計算按上式同理可求得：L2-3=1524.726mL3-4=861.803m3）轉(zhuǎn)角計算JD1-n方位角計算公式：，如果，則公路偏角：（是“+”為右轉(zhuǎn)，是“—”為左轉(zhuǎn)，超過180°后，要減去360°）按上式代數(shù)求得：公路偏角為：（右偏）（右偏）（左偏）將所求的數(shù)據(jù)匯總見表2.2。表2.2方案二交點數(shù)據(jù)表交點編號X坐標(biāo)（m）Y坐標(biāo)（m）方位角轉(zhuǎn)角交點間距（m）QD73992.000529124.000-23°23′43″540.200JD173496.204529338.482右35°5′50″11°41′52″1180.106JD272340.610529099.203右9°10′33″20°52′44″1524.726JD370916.003528555.802左-20°53′52″-0°0′47″861.803ZD70054.200528556.0004）緩和曲線計算本路線半徑分別為1300m，1350m，1500m，超高橫坡度設(shè)置為0.04。路線設(shè)計速度V=100KM/h。（1）第一段緩和直線計算①.考慮加速的的變化率:②.考慮駕駛員的操作時間及反應(yīng)時間:③.考慮超高漸變率：④.考慮視覺條件：綜上第一段緩和直線取150m。（2）第二段緩和直線計算①.考慮加速的的變化率:②.考慮駕駛員的操作時間及反應(yīng)時間:③.考慮超高漸變率：④.考慮視覺條件：綜上，第二段緩和直線取160m。按照上述方法求出第三段緩和直線最小長度，取170m。5）曲線要素及里程樁號計算（1）曲線1Ls=150m,V=100Km/h,R=1300m，α=平曲線幾何要素：JD1里程樁號為K0+540.200。主點樁號計算：ZH=JD1-Th=K0+540.200-486.253=K0+53.946HY=ZH+LS=K0+53.946+150=K0+203.946QZ=ZH+Lh/2=K0+53.946+946.207/2=K0+527.050YH=HY+(Lh-2LS)=K0+203.946+（946.207-2*150）=K0+850.154HZ=YH+Lh=K0+841.108+150=K1+0.154JD1=QZ+Jh/2=K0+527.050+26.299/2=K0+540.200(校核)（2）曲線二Ls=160m,V=100Km/h,R=1350m,α=平曲線幾何要素：JD2里程樁號為540.2+1180.106-26.299=K1+694.007。主點樁號計算：ZH=JD2-Th=K1+505.567HY=ZH+LS=K1+665.567QZ=ZH+Lh/2=K1+693.721YH=HY+(Lh-2LS)=K1+721.875HZ=ZH+Lh=K1+881.875JD2=QZ+Jh/2=K1+684.675+0.5721/2=K1+694.007(校核)（3）曲線三Ls=170m，V=100Km/h，R=1500m，α=平曲線幾何要素：JD3里程樁號1694.007+1524.726-0.572=K3+218.161。要素點里程樁號推算：ZH=JD3-Th=K2+856.476HY=ZH+LS=K3+026.47QZ=ZH+Lh/2=K3+214.951YH=HY+(Lh-2LS)=K3+403.427HZ=ZH+Lh=K3+573.427JD3=QZ+Jh/2=3+214.951+6.4195/2=K3+218.161(校核)方案二中有一個同向曲線，中間剩余直線長度為：1903.092-1075.504=827.588m＞6V=6100=600m所以方案二滿足要求。方案比選在方案一和方案二中，方案一盡可能的遵循了“近村不進村”的原則，盡量少的路過了村莊，拆遷量小，路線較方案二較短，無需在大山中穿過，工程量較小，工程難度較低，相比方案一會更加經(jīng)濟一些。雖然方案二路線填挖更加平衡，但方案一路線線型流暢，平縱結(jié)合較好，可以帶來更好的行車保證。綜上所述，選擇方案一作為本次設(shè)計的路線。

縱斷面設(shè)計縱坡及坡長設(shè)計（1）在K0+135處通過一條公路，此處作為一個控制點，需要比地面高程高6m左右。(2)研究本設(shè)計的縱斷面線型可知，可在豎曲線二處做成平包豎線型，具體計算下文。(3)豎曲線選擇時，不能讓轉(zhuǎn)角過大或過小，從而讓路線線型更好，讓行車更加舒適。(4)本設(shè)計中觀察縱斷面可知較為平坦，多加豎曲線可以平衡填挖方量，所以本設(shè)計中設(shè)置了4個豎曲線?！豆仿肪€設(shè)計規(guī)范》規(guī)定設(shè)計速度為100km/h的高速公路縱坡的最小坡長是250m。豎曲線設(shè)計縱斷面上兩個坡段的轉(zhuǎn)折處，為了行車安全、舒適以及視距的需要用一段曲線緩和，稱為豎曲線。豎曲線的線型有圓曲線及拋物線形式。通常在公路設(shè)計和計算上使用拋物線比圓曲線方便得多，因此一般采用二次拋物線作為豎曲線。附上整樁樁號及平曲線要素點樁高程表，見表3.1。表3.1變坡點數(shù)據(jù)一覽表樁號高程（m）樁號高程（m）樁號高程（m）KO+00049K1+35066.2K2+70072KO+05048.2K1+40056.9K2+75074.4K0+10051.2K1+45056.9K2+80075.2KO+15051.3K1+50057.8K2+85073.3KO+20054.7K1+55057.9K2+90073.5K0+25062K1+60058.7K2+95074.4K0+30052.1K1+65059.9K3+00075.6K0+35055.6K1+70062.4K3+05076.1K0+40059K1+75062.5K3+10077.5KO+45057K1+80065.7K3+15079.1K0+50051.7K1+85069.4K3+20079.1ZHK0+515.09551K1+90074.2ZHK3+202.70879.1K0+55051.1ZHK1+903.09373.6K3+25074K0+60051.3K1+95071.6K3+30074.5K0+65051.6K2+00065.5HYK3+322.70876.1HYK0+655.09551.6HYK2+33.09365.1K3+35076.1K0+70052K2+05063.5K3+40077.1K0+75052.6K2+10063.5QZK3+434.24572QZK0+795.30052.7K2+15062.6K3+45079K0+80052.7K2+20062.1K3+50079.6K0+85052.9QZK2+203.91362.1K3+55079.2K0+90050.9K2+25062.7YHK3+545.78379.2YHK0+935.50550.9K2+30063.4K3+60080.4K0+95052.8K2+35063.8K3+65081.7K1+00052.8YHK2+374.73263.2HZK3+665.78381.7K1+05053.2K2+40064.5K3+70082HZK1+75.50553.2K2+45065.6K3+75084.3K1+10053.4K2+50066.4K3+80094.8K1+15054.9HZK2+504.73266.4K3+841.72195.9K1+20054.2K2+55067.9K1+25055.8K2+60068.5K1+30060.4K2+65063豎曲線根據(jù)地形需要及平縱線型組合設(shè)計的要求，在此路線中設(shè)計了4條豎曲線。附上變坡點數(shù)據(jù)如表3.2。表3.2變坡點數(shù)據(jù)一覽表點號地面高程（m）樁號I（%）半徑（m）坡長（m）是否滿足技術(shù)指標(biāo)起點49mK0+0002.24258滿足260.8mK0+25810000-1.507537.3滿足352.7mK0+795.3100001.6361154.7滿足471.6mK1+950200000.61250滿足579.1mK3+200120002.617657.539滿足終點95.9mK3+841.7211）豎曲線一計算(1)豎曲線要素計算變坡點1的樁號：K0+258，高程：60.8m。擬定半徑R=10000m，則：(2）設(shè)計豎曲線起終點樁號及高程計算豎曲線起點樁號=K0+258-187.35=K0+70.65豎曲線起點高程=60.8-187.35×2.24%=56.582m豎曲線終點樁號=K0+258+187.35=K0+477.5豎曲線終點高程=60.8-187.351.507%=56.7325m(3）豎曲線內(nèi)50m整樁號的高程計算一號變坡點設(shè)計高程具體計算過程見下：設(shè)計高程H=切線高程+豎距豎距：一號變坡點50m整樁高程計算見表3.3。表3.3一號變坡點50m整樁高程計算表樁號地面高程（m）距離（m）切線高程（m）設(shè)計高程（m）056.5825656.583K0+10051.229.3557.2457.197KO+15051.379.3558.3658.045KO+20054.7129.3559.4858.643K0+25062179.3560.658.991K0+25860.8187.3560.779259.024K0+30052.1145.3559.846557.258K0+35055.695.3559.09357.517K0+4005984.3558.9272358.114KO+4505744.3558.339557.660057.171557.1712)豎曲線二計算（1）豎曲線二要素計算變坡點2的樁號：K0+795.3，高程：52.7m。變坡點定在第一個平曲線的QZ點處，此處做成平包豎線型，，所以此處R取10000m，則：（2）設(shè)計豎曲線起終點樁號及高程計算豎曲線起點樁號=K0+795.3-157.15=K0+645.15豎曲線起點高程=52.7+157.15×1.507%=54.644m豎曲線終點樁號=K0+795.3+157.15=K0+952.45豎曲線終點高程=52.7+1.636%×157.4=55.270m二號變坡點50m整樁高程計算方法同變坡點1，具體數(shù)據(jù)見表3.4。表3.4二號變坡點50m整樁高程計算表樁號地面高程（m）距離（m）切線高程（m）設(shè)計高程（m）054.750454.644K0+65051.611.8554.57254.573HYK0+655.09551.616.94554.4952183554.500K0+7005261.8553.818553.968K0+75052.6111.8553.06553.614QZK0+795.30052.7157.1552.753.826K0+80052.7152.4552.77689253.938K0+85052.9102.4553.59489254.119K0+90050.952.4554.41289254.550YHK0+935.50550.916.94554.993753855.008K0+95052.82.4555.23089255.231055.27097455.2703）豎曲線三計算（1）豎曲線要素計算變坡點3的樁號：K1+950，高程：71.6m。擬定半徑R=20000m，則：（2）設(shè)計豎曲線起終點樁號及高程計算豎曲線起點樁號=K1+950-103.6=K1+846.4豎曲線起點高程=71.6-103.6×1.636%=69.895m豎曲線終點樁號=K1+950+103.6=K2+053.6豎曲線終點高程=71.6+0.6%×103.6=72.2216m三號變坡點50m整樁高程計算見表3.5。表3.5三號變坡點50m整樁高程計算表樁號地面高程（m）距離（m）切線高程（m）設(shè)計高程（m）069.89569.895K1+85069.43.669.95489269.954K1+90074.253.670.77289270.701ZHK1+903.09373.656.69370.8234934870.743K1+95071.6103.671.671.331K2+00065.553.671.971.828HYK2+33.09365.120.50772.09855872.088K2+05063.53.672.272.199072.221672.2214）豎曲線四計算（1）豎曲線四要素計算變坡點4的樁號：K3+200，高程：79.1m。擬定半徑R=12000m，則：（2）設(shè)計豎曲線起終點樁號及高程計算豎曲線起點樁號=K3+200-117=K3+078.98豎曲線起點高程=79.1-117×1.636%=78.398m豎曲線終點樁號=K3+200+117=K3+321.02豎曲線終點高程=79.1+2.617%×117=82.0835m四號變坡點50m整樁高程計算見表3.6。表3.6四號變坡點50m整樁高程計算表樁號地面高程（m）距離（m）設(shè)計高程（m）豎曲線（m）078.373478.398K3+10077.521.178.579.665K3+15081.072K3+20079.1121.0279.182.827ZHK3+207.07379.1113.94779.280361579.783K3+2507471.0280.37580.562K3+30074.521.0281.6581.662082.26782.083匯總豎曲線要素如下表3.7。表3.7豎曲線要素表變坡點1234半徑R(m)10000100002000012000曲線長L(m)374.7314.3207.3242.04切線長T(m)187.35157.15103.6121.02外距E(m)1.751.230.2680.610起點樁號K0+70.65K0+645.18K1+846.4K3+078.98變坡點樁號K1+258K0+795.3K1+950K3+200終點樁號K1+130K0+952.45K2+053.6K3+321.02線型凸凹凹凹

路線橫斷面與路基設(shè)計.橫斷面布置橫斷面設(shè)計本公路為高速公路，設(shè)計時速為100KM/h,根據(jù)規(guī)范，車道寬度為3.75m，中央分隔帶2m，兩側(cè)路緣帶都為0.75m。設(shè)兩側(cè)硬路肩為3m，土路肩為0.75m。路基總寬度為24.5m。具體50m整樁橫斷面圖由緯地設(shè)計軟件直接出圖。附上標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖見圖4.1。圖4.1標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖路基土石方數(shù)量計算與調(diào)配土石方數(shù)量與調(diào)配通過緯地設(shè)計軟件出表。路線挖方土為30412m3，石為0m3。填方土524661m3，石為0m3，詳細(xì)計算表格見附件。路基排水路基排水指的是為保證路基穩(wěn)定而采取的匯集、排除地表或地下水的措施，在本設(shè)計中，設(shè)置了邊溝，排水溝和截水溝。邊溝設(shè)計本設(shè)計中邊溝采用梯形邊溝，下底0.6m，高0.6m，坡度為1:1。在K0+200左側(cè)，K0+250左側(cè)，K0+400左側(cè)，K0+900-K1段左側(cè)，K1+300右側(cè)，K1+450右側(cè)，K3+200-K3+202.766段左側(cè)、K3+800右側(cè)設(shè)置了邊溝。附上邊溝示意圖，見圖4.2。圖4.2邊溝示意圖（單位：cm）排水溝設(shè)計本設(shè)計在K0+000-K0+150左右兩側(cè)、K0+200右側(cè)、K0+300-K0+350左右兩側(cè)、K0+400-K0+450右側(cè)、K0+500-K1+250左右兩側(cè)、K1+300左側(cè)K1+400-K1+800左右兩側(cè)、K2+000-K2+50左右兩側(cè)、K2+500-K3+50左右兩側(cè)、K3+250-K3+750左右兩側(cè)設(shè)置了排水溝。本設(shè)計排水溝示意圖見圖4.3。圖4.3排水溝示意圖（單位：cm）截水溝設(shè)計截水溝指的是為攔截山坡上流向路基的水，在路塹坡頂以外設(shè)置的水溝攔截水流。本設(shè)計采用的是坡度為1：1，溝底寬0.6m，高0.6m，距坡口2m的梯形截水溝。本設(shè)計在參考了橫斷面圖之后發(fā)現(xiàn)K1+300-K1+400段無需做截水溝，故在K0+400—K0+450段左側(cè)K1+900—K1+950段左側(cè)和K3+800段右側(cè)設(shè)置了截水溝，附上示意圖見圖4.4。圖4.4截水溝示意圖（單位：cm）邊坡穩(wěn)定性分析設(shè)計資料經(jīng)過對縱斷面設(shè)計的研究，決定在K1+350處進行路塹邊坡驗算，在K2+250處進行路堤邊坡驗算。路塹邊坡分析在CAD軟件中畫出K1+350處橫斷面圖，見圖4.5，跨中點挖方高度為4.455m。圖4.5K1+350橫截面圖路塹邊坡按直線滑動面法進行計算：穩(wěn)定系數(shù)K計算：得出：處于安全考慮，選擇了5個傾角進行驗算，結(jié)果見表4.1。表4.1路塹穩(wěn)定性計算表傾角Hcscαcotαfα0KminA0484.5251.34560.90040.2679491.22776.0992A1454.5251.41421.00000.2679491.22776.5563A2404.5251.55571.19180.2679491.22777.4620A3334.5251.70131.37640.2679491.22778.3594A4304.5252.00001.73210.2679491.227710.1376本設(shè)計路塹邊坡采用1:1.5，傾角為33°，見表中驗算結(jié)果Kmin=8.359＞1.5，所以滿足要求。路堤邊坡設(shè)計用CAD軟件畫出K2+250處的橫斷面圖，見圖4.6。圖4.6K2+250橫截面圖1）計算換算土柱高度2）用4.5H法確定圓形輔助線根據(jù)4.5H法在CAD圖上找出K2+250橫斷面處的圓形輔助線，此處在路基中線、路基左邊緣二分之一處和四分之一處進行穩(wěn)定性驗算，計算出坡度i0=1:1.5取θ=33°41′。以此數(shù)據(jù)查閱教材《路基路面工程》p54頁表4.2.1可知β1=26°29′24″，β2=35°。3）求出滑動曲面的穩(wěn)定系數(shù)采用簡化的Bishop法，計算穩(wěn)定系數(shù)Fs：兩式存在迭代關(guān)系，故需進行迭代計算。本設(shè)計分別在破裂面在路基中線、左側(cè)路基二分之一與左側(cè)路基四分之一處進行了驗算，詳細(xì)計計算見下。①破裂面在路基中線時的FS計算畫出破裂面在路基中線處時的橫斷面示意圖，見圖4.6，再用Excel表格進行計算，見表4.2。圖4.6破裂動面在路基中線時的橫斷面圖表4.2FS1破裂面在路基中線時計算表土條半徑Rbixiαiciφ面積Swi假定Fs114.0113.023-8.7854-38.831820206.6897120.41463.0880.7051214.0113.023-5.7624-24.2851202017.0088306.15843.0880.8630314.0113.023-2.7394-11.275202026.5934478.68123.0880.9577414.0113.0230.28361.159817202032.9763593.57343.0881.0022514.0113.0233.306613.65059202038.5896694.61283.0880.9996614.0113.0236.329626.85662202029.3766528.77883.0880.9454714.0113.0239.352641.87582202025.1895453.4113.0880.8233814.0113.0312.379462.07344202013.9069250.32423.0880.5725Fs=3.088=假定Fs3.088②破裂面在左側(cè)路基二分之一處時的FS計算畫出破裂面在左側(cè)路基二分之一處時的橫斷面示意圖，見圖4.7，再用Excel表格進行計算，見表4.3。圖4.7破裂面在左側(cè)路基二分之一處時的橫斷面圖表4.3FS2破裂面在左側(cè)路基二分之一處時計算表土條半徑Rbixiαiciφ面積Swi假定Fs113.9912.196-3.6793-15.246720202.217139.90782.1720.9207213.9912.196-1.483-6.0845920205.8025104.4452.1720.9766313.9912.1960.71272.91990420208.9723161.50142.1721.0072413.9912.1962.908711.99919202010.6335191.4032.1721.0130513.9912.1965.104721.39872202011.2361202.24982.1720.9922613.9912.1967.300731.45401202012.2184219.93122.1720.9405713.9912.1969.496742.7477620209.2481166.46582.1720.8481813.9912.19811.692756.6919420203.727567.0952.1720.6892Fs=2.172=假定Fs2.172③破裂面在左側(cè)路基四分之一處時FS計算畫出滑動面在左邊緣路基四分之一處時的橫斷面示意圖，見圖4.8。再用Excel表格進行計算，見表4.4。圖4.8破裂面在左側(cè)路基四分之一處時的橫斷面圖表4.4FS3破裂面在左側(cè)路基四分之一處時計算表土條半徑RbiXiαiciφ面積Swi假定Fs115.33381.845-0.6778-2.5334720201.174921.14822.1530.9915215.33381.8451.16724.36554420202.927852.70042.1531.0100315.33381.8453.012211.3289620204.353578.3632.1531.0137415.33381.8454.857218.4673520206.178111.2042.1531.0021515.33381.8456.702225.9181520206.5093117.16742.1530.9733615.33381.8458.547233.8768120206.7352121.23362.1530.9245715.33381.84510.392242.6666320204.568982.24022.1530.8499815.33381.84512.237252.9446720202.22239.9962.1530.7375Fs=2.153=假定Fs2.153由上述三表得出的數(shù)據(jù)，F(xiàn)S1、FS2、FS3分別為3.088、2.170和2.153，可以看出均大于1.5，所以該路堤邊坡穩(wěn)定性符合要求。

路面設(shè)計水泥混凝土路面設(shè)計設(shè)計資料公路自然區(qū)IV區(qū)新建一條高速公路，路基為粘質(zhì)土。擬采用水泥混凝土面層，基層采用水泥穩(wěn)定碎石，底基層采用級配碎石。經(jīng)交通調(diào)查分析指導(dǎo)，設(shè)計軸載為Ps=100KN，年交通增長率為8％。交通組成表見表5.1。表5.1預(yù)測交通組成表車型前軸重/KN后軸重/KN后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距交通量/（次/日）江淮HF140A18.941.81雙輪組0600紅旗CA63019.327.91雙輪組0500貴州GZ661A41.445.21雙輪組0460黃海DD690561042雙輪組4300長征XD98037.172.652雙輪組2500東風(fēng)YCY-9002578.22雙輪組4300軸載換算本部分按照《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》公式計算：將各車輛的軸載換算結(jié)果列表，見表5.2。表5.2軸載換算計算表車型Pi（KN）niNs江淮HF140A前軸18.96000.0000000007后軸41.86000.0002227963紅旗CA630前軸19.35000.0000000008后軸27.95000.0000002881貴州GZ661A前軸41.44600.0001464534后軸45.24600.0005969101黃海DD690前軸563000.0119968107后軸104300480.4196895290長征XD980前軸37.15000.0000275352后軸72.655002.5745777828東風(fēng)YCY-900前軸253000.0000000299后軸78.23005.0164376465累計488.0236958得出：計算設(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)：屬于重交通級。初擬路面結(jié)構(gòu)擬設(shè)定水泥混凝土面層厚度260mm，基層采用水泥穩(wěn)定碎石厚度200mm，底基層采用級配碎石厚度為170mm。附上水泥路面結(jié)構(gòu)示意表，見表5.3。表5.3水泥路面結(jié)構(gòu)示意表層位材料厚度（mm）水泥混凝土面層水泥混凝土260基層水泥穩(wěn)定碎石200底基層級配碎石170計算過程根據(jù)路基路面所用的材料，將路線的水泥混凝土路面的力學(xué)模型劃分為彈性地基雙層板模型。計算過程如下：1）求相對剛度半徑：水泥混凝土面層的彎曲剛度：半剛性基層的彎曲剛度：求得路面的總相對剛度半徑：2)求荷載疲勞應(yīng)力—接縫傳荷應(yīng)力折減系數(shù)取0.87，—綜合系數(shù)取1.15,—面層疲勞應(yīng)力系數(shù)，3)求溫度應(yīng)力最大溫度梯度取88℃/m，按照規(guī)范方法求綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)：4）求面層最大溫度應(yīng)力，溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，溫度疲勞應(yīng)力5）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)驗算由規(guī)范可知，高速公路變異水平為低，可靠系數(shù)取1.14。由公式驗算結(jié)果得知，所選的水泥路面滿足要求。瀝青路面設(shè)計項目概況與交通荷載參數(shù)計算該項目位于湖南省，屬于高速公路，起點樁號為K0+000，終點樁號為K3+841.721，設(shè)計使用年限為15.0年，在本設(shè)計中，斷面大型客車和貨車交通量為2660輛/日,交通量年增長率為8.0%,方向系數(shù)取57.0%,車道系數(shù)取75.0%。預(yù)測交通組成表與水泥路面設(shè)計相同，見表5.1。1）交通荷載等級確定該線路荷載等級屬于重交通量。2）無機結(jié)合料層疲勞開裂壽命驗算①瀝青混合料層當(dāng)量設(shè)計軸次累計作用計算：本設(shè)計中AADTT表示2軸6輪及以上車輛的雙向年平均日交通量，由表5.1知本設(shè)計中AADTT=2660輛/天；DDF為方向系數(shù)，本設(shè)計中取0.57；LDF為車道系數(shù)，本設(shè)計中取0.75；m表示車輛類型編號；與分別代表m類車輛類型分布系數(shù)和當(dāng)量設(shè)計軸載換算系數(shù)。整體式貨車比例為：（600+500）/2660=41.35%；半掛式貨車比例為：300/2660=11.278%。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》確定該設(shè)計公路為TTC4類，根據(jù)表A.2.6-2得到車輛類型分布系數(shù)如表5.4示。表5.4車輛類型分布系數(shù)表車輛類型2類3類4類5類6類7類8類9類10類11類車型分布系數(shù)(%)28.99.42.00.1EALF當(dāng)量設(shè)計軸載換算系數(shù)的計算如下：根據(jù)路網(wǎng)相鄰公路的車輛滿載情況及歷史數(shù)據(jù)的調(diào)查分析，得到各類車型非滿載與滿載比例，如表5.5示。表5.5滿載車與滿載車所占比例(%)表車輛類型2類3類4類5類6類7類8類9類10類11類非滿載車比例89.090.067.070.058.067.045.050.055.060.0滿載車比例11.010.033.030.042.033.055.050.045.040.0該設(shè)計路面對應(yīng)的設(shè)計指標(biāo)為瀝青混合料層永久變形與無機結(jié)合料層疲勞開裂。根據(jù)附表A.3.1-3，可知在不同設(shè)計指標(biāo)下，各車型對應(yīng)的非滿載車和滿載車當(dāng)量設(shè)計軸載換算系數(shù)，如表5.6示。表5.6非滿載車與滿載車當(dāng)量設(shè)計軸載換算系數(shù)表設(shè)計指標(biāo)瀝青混合料層永久變形無機結(jié)合料層疲勞開裂車輛類型非滿載車滿載載車非滿載車滿載載車2類35.53類314.24類137.65類72.96類1.37.910.21505.77類1.46.07.8553.08類1.46.716.4713.59類204.310類2.47.037.8426.811類1.512.12.5985.4根據(jù)上述公式在Excel軟件中求出兩種材料的當(dāng)量設(shè)計軸載累計作用次數(shù)，計算過程見表5.7。表5.7當(dāng)量設(shè)計軸載累計作用次數(shù)計算表材料類型瀝青混合料1.8751350.97717,977,538無機結(jié)合料123.42094468.91391,228,350,360通過好路網(wǎng)設(shè)計軟件計算得到無機結(jié)合料層底疲勞壽命為3,072,479,674>對比值Ne=1,228,350,360，滿足要求。初擬路面結(jié)構(gòu)方案初擬路面結(jié)構(gòu)如表5.8示。表5.8初擬路面結(jié)構(gòu)及參數(shù)表結(jié)構(gòu)層編號層位材料類型厚度(mm)模量(MPa)泊松比Roi（mm）1上面層改性瀝青AC-1340.0110000.251.311mm2中面層改性瀝青AC-1660.0120000.251.168mm結(jié)構(gòu)層層位材料類型厚度模量泊松比Roi（mm）3下面層改性瀝青AC-2080.0130000.251.747mm4基層水泥穩(wěn)定碎石320.0220000.255底基層水泥穩(wěn)定土200.060000.256土基1090.40路面結(jié)構(gòu)驗算1）瀝青混合料層永久變形驗算根據(jù)表G.1.2，基準(zhǔn)等效溫度Tξ為23.1℃，由式（G.2.1）計算得到瀝青混合料層永久變形等效溫度為26.0℃?？煽慷认禂?shù)為1.65。根據(jù)B.3.1條規(guī)定的分層方法，將瀝青混合料層分為7個分層,各分層厚度（hi）如表5所示。利用彈性層狀體系理論，分別計算設(shè)計荷載作用下各分層頂部的豎向壓應(yīng)力（Pi）。根據(jù)上式計算得到d1=-4.15，d2=0.66。把d1和d2的計算結(jié)果帶入式（B.3.2-2），可得到各分層的永久變形修正系數(shù)(kRi)，并進而利用下式計算各分層永久變形量(Rai)。各計算結(jié)果匯總于表5.8中。各層永久變形累加得到瀝青混合料層總永久變形量Ra=8.1(mm)，根據(jù)表3.0.6-1，瀝青層容許永久變形為15.0(mm)，擬定的路面結(jié)構(gòu)滿足要求。表5.9瀝青層永久變形計算結(jié)果表分層編號分層厚度(mm)豎向壓力(MPa)修正系數(shù)（kRi）永久變形(mm)110.00.703.800.5215.00.704.570.9分層編號分層厚度(mm)豎向壓力(MPa)修正系數(shù)（kRi）永久變形(mm)315.00.697.111.4420.00.687.361.7520.00.636.221.2620.00.574.740.8780.00.501.941.5總計8.1路基頂面和路表驗收彎沉值根據(jù)附錄B.7節(jié)，確定路基頂面和路表驗收彎沉值時，采用落錘式彎沉儀，荷載盤半徑為150mm，荷載為50kN。5.10瀝青路面設(shè)計參數(shù)參數(shù)取值路基回彈模量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）128MPa濕度調(diào)整系數(shù)Ks0.85路基回彈模量（平衡濕度狀態(tài)下）109MPa模量調(diào)整系數(shù)kl0.5路基頂面回彈模量54MPa路基頂面驗收彎沉值171.6（0.01mm）路表驗收彎沉值la13.2（0.01mm）結(jié)果匯總各項驗算結(jié)果匯總?cè)缦卤?.11所示：表5.11分析結(jié)果匯總表驗算內(nèi)容計算值對比值是否滿足瀝青層車轍(mm)8.115.0是半剛性層疲勞開裂對應(yīng)的累積當(dāng)量軸次3,072,479,6741,228,350,350是由上表可知，所選路面結(jié)構(gòu)和材料能滿足各項驗算內(nèi)容的要求。方案比選由以上結(jié)果可知，水泥混凝土路面與瀝青混凝土均能滿足要求。但我們?nèi)匀恍枰獜亩喾矫婵剂俊?/p>