某山區(qū)二級(jí)公路設(shè)計(jì)（B段）目錄摘要 摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)為某山區(qū)二級(jí)公路。本設(shè)計(jì)依據(jù)已有的資料，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合設(shè)計(jì)路段的地形地貌、水文條件等自然條件，依據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD20-2017)、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2014)、《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD4；0-2011）等有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。包括選線定線、平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、擋土墻設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)等。本設(shè)計(jì)的通過(guò)選線定線確定了一條總長(zhǎng)為3249.720m的路線。平面設(shè)計(jì)中依據(jù)二級(jí)公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和60km/h的設(shè)計(jì)車速選用了符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)劃值對(duì)選定的道路進(jìn)行了平曲線要素、緩和曲線、里程樁號(hào)及坐標(biāo)的計(jì)算。在縱斷面設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選用適當(dāng)?shù)囊?guī)范值進(jìn)行豎曲線及豎曲線各莊高程以及填挖高程的計(jì)算，再利用緯地軟件得到縱斷面圖。橫斷面設(shè)計(jì)主要依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指標(biāo)計(jì)算各橫斷面的挖填高度，最后利用軟件得到橫斷面圖。路基設(shè)計(jì)主要是計(jì)算路基土石方數(shù)量并進(jìn)行處理，得到路基土石方數(shù)量表，同時(shí)進(jìn)行邊坡防護(hù)及支擋設(shè)計(jì)。擋土墻設(shè)計(jì)為依據(jù)橫斷面繪圖在需要的地方設(shè)置合適的擋土墻，并進(jìn)行擋土墻相關(guān)參數(shù)計(jì)算并核算。設(shè)計(jì)路面為水泥混凝土路面，路面設(shè)計(jì)主要包括擬定路面結(jié)構(gòu)，同時(shí)進(jìn)行材料參數(shù)的確定以及相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，驗(yàn)證路面結(jié)構(gòu)是否合理。最后要進(jìn)行橋梁的布置及相關(guān)附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：平面設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì)路基設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì)第一章緒論1.1工程簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)為某山區(qū)二級(jí)公路設(shè)計(jì)，為山區(qū)道路的B段。路線設(shè)計(jì)指標(biāo)為：公路設(shè)計(jì)速度為60km/h，按照雙向兩車道布置，無(wú)中央分隔帶，路基寬度為8.5m，土路肩寬為2×0.5m，硬路肩為2×0.25m，行車道為2×3.5m。路線總長(zhǎng)為3249.720m,起點(diǎn)樁號(hào)為K0+000.000,終點(diǎn)樁號(hào)為K3+248.934。1.2設(shè)計(jì)原始資料本設(shè)計(jì)路段位于IV自然區(qū)某山區(qū),為丘陵區(qū)，地形起伏較大，海拔在300-650m之間，相對(duì)高度差約為350m。本設(shè)計(jì)路段位于中低緯度，年降雨量比較充足，光照時(shí)間久，具有四季分明，雨熱同期，無(wú)霜期較長(zhǎng)的特點(diǎn)。1.3設(shè)計(jì)交通量計(jì)算由交通調(diào)查可以得到當(dāng)?shù)氐慕煌〝?shù)據(jù)如下：表1-1初始交通量車型黃河JN150長(zhǎng)征XD980解放CA390東風(fēng)EQ140小汽車交通量（次/日）3201502302002000交通量年增長(zhǎng)率為6﹪。根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2014)的以小汽車為標(biāo)準(zhǔn)車型的車輛換算系數(shù)表，可以得知：折合成小汽車的交通量：ADT=320×2+150×3+200×1.5+230×1.5+2000=3725（輛/日）公路設(shè)計(jì)年限為20年，則遠(yuǎn)景年限設(shè)計(jì)交通量：AADT=ADT依據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2014)，以上遠(yuǎn)景年限設(shè)計(jì)交通量符合二級(jí)公路設(shè)計(jì)。1.4設(shè)計(jì)主要內(nèi)容確認(rèn)道路等級(jí)為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)公路采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，按雙向兩車道布置。依據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD20-2017)、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2014)等，在地形圖上選取兩條符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的路線。對(duì)選取的兩條路線進(jìn)行方案比較和選擇，選擇了更安全、經(jīng)濟(jì)適用、工程量少的線路。在緯地軟件對(duì)選擇的路線進(jìn)行平、縱、橫設(shè)計(jì)。依據(jù)二級(jí)公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和60km/h的設(shè)計(jì)車速選用符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)劃值來(lái)進(jìn)行道路的平曲線要素、緩和曲線、里程樁號(hào)及坐標(biāo)的計(jì)算，也就是進(jìn)行平面設(shè)計(jì)。在選取符合規(guī)范的合適的道路縱坡大小及道路坡長(zhǎng)值進(jìn)行路線縱斷面設(shè)計(jì)，在緯地上繪出縱斷面圖。依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)，利用緯地軟件計(jì)算各橫斷面的挖填高度，得到橫斷面圖。在進(jìn)行路基設(shè)計(jì)的時(shí)候進(jìn)行土石方數(shù)量的計(jì)算和處理，利用軟件路基設(shè)計(jì)表和土石方計(jì)算表等。同時(shí)有邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)及支擋設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)路面為水泥混凝土路面，依據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2011）及交通量的分析，擬定路面結(jié)構(gòu)，同時(shí)進(jìn)行材料參數(shù)的確定以及相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，驗(yàn)證路面結(jié)構(gòu)是否合理。最后要進(jìn)行相關(guān)的排水設(shè)施、附屬設(shè)置及相關(guān)小橋涵布置等工程。1.5設(shè)計(jì)依據(jù)[1]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTJB001-2014）[S].北京；人民交通出版社，2015[2]公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD20-2017）[S].北京：人民交通出版社，2018[3]公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD30-2015）[S].北京；人民交通出版社，2015[4]許金良.道路勘測(cè)設(shè)計(jì)[M].北京；人民交通出版社，2016[5]公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD40-2011）[S].北京：人民交通出版社，2011第二章道路選線與方案比選2.1選線一般原則（1）公路選線要遵守以下原則：①路線選擇要與走廊帶內(nèi)各種運(yùn)輸工具以及各種路網(wǎng)分工和配合，按照各自不同的作用統(tǒng)籌布局，長(zhǎng)短期結(jié)合，合理規(guī)劃。②一定要由面至線，由帶至線，要對(duì)地質(zhì)地貌、水文條件、氣候氣象、環(huán)境敏感地區(qū)等調(diào)查和勘測(cè)后，確定路線的方案。相同的起、終點(diǎn)的路段內(nèi)有多個(gè)可選路線時(shí)，應(yīng)對(duì)這些方案進(jìn)行綜合比選。③應(yīng)考慮和農(nóng)田以及城市發(fā)展等規(guī)劃相配合。④要對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^。（2）公路選線應(yīng)符合下列要求：①二級(jí)公路在尊循項(xiàng)目總體的功能和走勢(shì)的基礎(chǔ)上，要盡量不穿過(guò)城鎮(zhèn)。②山嶺區(qū)域選線要充分利用地理?xiàng)l件，第埡口位置的確定要合理，同時(shí)盡量避免高點(diǎn)深挖。2.2選線步驟(1)路線方案的選擇首先要確定路線的起、終點(diǎn)以及路線的基本走勢(shì)。依據(jù)設(shè)計(jì)路線的地質(zhì)環(huán)境等原始自然資料，選取幾條相對(duì)而言更加合理的方案。通過(guò)在經(jīng)濟(jì)上、工程量等方面的合理性進(jìn)行比選得出一個(gè)最佳方案。（2）路線帶的選擇在有了路線起、終點(diǎn)、重要控制點(diǎn)以及路線走勢(shì)的初步確定的基礎(chǔ)上，依據(jù)地形地質(zhì)、水文條件等自然條件，按照道路設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定確定出一些細(xì)部控制點(diǎn)，進(jìn)行局部性路線方案設(shè)計(jì)。（3）具體定線在確定的細(xì)小控制點(diǎn)之間，依據(jù)自然條件和設(shè)計(jì)需要選用符合設(shè)計(jì)規(guī)范的技術(shù)指標(biāo)，在選定的路線段內(nèi)進(jìn)行路線平、縱、橫等綜合設(shè)計(jì)，最終確定出道路中間線的位置。2.3方案比選本設(shè)計(jì)為了得到一個(gè)較為合理的設(shè)計(jì)方案，在起、終點(diǎn)相同，符合道路設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下選取了兩條設(shè)計(jì)路線。在對(duì)兩條設(shè)計(jì)路線進(jìn)行平、縱、橫等設(shè)計(jì)后，得到兩方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。下表為方案一與方案二主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比：表2-1兩方案主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比方案一方案二指標(biāo)名稱單位數(shù)量單位數(shù)量路線總長(zhǎng)Km3.249Km3.209路線增長(zhǎng)系數(shù)1.1311.117平均每公里交點(diǎn)個(gè)數(shù)個(gè)2.462個(gè)1.869平曲線最小半徑m126.983m139.886平曲線占線路總長(zhǎng)m1884.338m1525.439平曲線占路線比例%57.998%47.529直線最大長(zhǎng)度m305.653m777.034最大縱坡%5.690%6.000最短坡長(zhǎng)m208.943m189.493豎曲線占路線總長(zhǎng)m300.014m296.273豎曲線占路線比例%9.234%9.231方案一：該設(shè)計(jì)方案路線走勢(shì)沿著等高線行走，走勢(shì)大體和方案二相同，路線總長(zhǎng)為3.249km，相對(duì)方案二來(lái)說(shuō)離村莊的距離更近，因此也不得已摧毀了更多的農(nóng)田以及房屋。在路線行走的過(guò)程中盡量的避免了反復(fù)跨越河流，因此路線交點(diǎn)更多為8個(gè)，平縱線形組合比較完美，所克服高差相對(duì)來(lái)說(shuō)較小，填挖方會(huì)較少，工程量也因此較少。方案二：該設(shè)計(jì)方案走勢(shì)大體和方案一相同，路線總長(zhǎng)為3.209km，沿路貼近村莊，離村莊距離較為合適，基本做到了接近村莊但不經(jīng)過(guò)村莊。但是為了滿足線形的要求，路線需要反復(fù)的跨越河流。第二方案平面線形方面較好，交點(diǎn)較少，僅有6個(gè)。但相對(duì)來(lái)說(shuō)部分地方高差較大，所需要的填挖方數(shù)量較大，道路設(shè)計(jì)的工程量會(huì)因此而增加一些。下圖為兩個(gè)方案的主要線路區(qū)別，其中紅色路線為方案一，黑色路線為方案二。圖2-1兩方案主要線路對(duì)比圖1圖2-2兩方案主要線路對(duì)比圖2權(quán)衡利弊選擇了第一方案。由上面圖2-1和圖2-2的兩方案的對(duì)比可以看出，方案一與方案二相比跨過(guò)的河流較少，路線所經(jīng)過(guò)的地勢(shì)稍微低一些，而代價(jià)就是路線的曲線較多。在兩個(gè)方案中路線走勢(shì)大致相同，但方案一跨過(guò)了較少的河流減少了橋涵的修建量；同時(shí)路線高差較小，填挖方也少一些。方案一平曲線雖說(shuō)沒(méi)有方案二完美，但是完全能夠滿足要求，能夠保障行車安全。綜合來(lái)說(shuō)方案一要遠(yuǎn)優(yōu)于方案二，方案一在經(jīng)濟(jì)上比方案二合理，同時(shí)也能夠滿足安全性。

第三章平面設(shè)計(jì)3.1一般規(guī)定（1）直線、圓曲線、緩和曲線等三種線形要素組成公路平面線形。公路平面設(shè)計(jì)需要緩和曲線時(shí)應(yīng)采用回旋線。（2）平面線形必須地形、景觀、環(huán)境等相協(xié)調(diào)，同時(shí)注意線形的連續(xù)與均衡性并同縱斷面、橫斷面相配合。3.2平面線形要素3.2.1直線1．適合直線的選用條件：（1）地形開闊或者平原地帶可以選用直線；（2）在交叉口附近，為了駕駛車輛有更好的視野時(shí)；（3）直線的長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)，直線的最大長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)速度的20倍，即1200米。2．直線的最小長(zhǎng)度兩條相鄰的曲線之間直線需要滿足一定的長(zhǎng)度才能夠保證行車安全。同向曲線之間長(zhǎng)度要不小于6倍的設(shè)計(jì)速度，也就是360米。反向曲線之間長(zhǎng)度要不小于2倍的設(shè)計(jì)速度，也就是120米。3.2.2圓曲線1.圓曲線的設(shè)置與公路等級(jí)和轉(zhuǎn)角的大小沒(méi)有關(guān)聯(lián)，均要進(jìn)行設(shè)置。圓曲線半徑的大小要依據(jù)設(shè)計(jì)速度來(lái)選取。2、圓曲線最小半徑和設(shè)計(jì)速度相關(guān)，如下表所示：本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)速度為60km/h,選用的最大超高為8%，依據(jù)上表最小半徑一般值應(yīng)該是200m，不能小于125m，本設(shè)計(jì)所有圓曲線半徑均滿足此要求，如下表：表3-2圓曲線半徑表交點(diǎn)號(hào)JD1JD2JD3JD4JD5JD6JD7JD8半徑（m）165126.9821000500200370260208.7693．車輛行駛在大半徑圓曲線上較為舒適，因此如果條件合適，選擇較大的圓曲線半徑更為合理。但是半徑過(guò)大會(huì)增加施工量，對(duì)于測(cè)設(shè)也有著不利的影響。圓曲線半徑應(yīng)不大于一萬(wàn)米。顯然，本設(shè)計(jì)可以滿足此要求。4．平曲線的最小長(zhǎng)度一般來(lái)說(shuō)，道路的平曲線應(yīng)該包含緩和曲線和一段平曲線;平曲線的最小長(zhǎng)度一般要是不少于緩和曲線的二倍。平曲線的長(zhǎng)度應(yīng)該滿足規(guī)范中要求，如下表：由上表可以看出設(shè)計(jì)速度60km/h的二級(jí)公路平曲線長(zhǎng)度一般值為300m，極限值為100m，本設(shè)計(jì)平曲線長(zhǎng)度均能滿足要求。5．小偏角情況下曲線長(zhǎng)《規(guī)范》規(guī)定：在設(shè)計(jì)路段為山區(qū)，當(dāng)轉(zhuǎn)角小于等于7°時(shí)，平曲線的長(zhǎng)度應(yīng)該是1000/米。3.2.3緩和曲線緩和曲線的最小長(zhǎng)度決定了車輛轉(zhuǎn)彎是否能夠順利，如下幾個(gè)方面需要被滿足：1．離心加速度變化率:2．超高漸變率:3．駕駛員的操作及反應(yīng)時(shí)間:4．視覺條件：本設(shè)計(jì)為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度60km/h，所需要的緩和曲線最小長(zhǎng)度為50m。下表為本設(shè)計(jì)各交點(diǎn)的緩和曲線長(zhǎng)度值：表3-5緩和曲線長(zhǎng)度表交點(diǎn)號(hào)JD1JD2JD3JD4JD5JD6JD7JD8緩和曲線長(zhǎng)度（m）7080607070606570在上表3-5中，可以看出本設(shè)計(jì)的緩和曲線最小值為60m，能夠滿足二級(jí)公路60km/h設(shè)計(jì)速度時(shí)緩和曲線最小值為50m的要求。3.3平面線形要素計(jì)算3.3.1平曲線要素計(jì)算方法

圖3-1平曲線參數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)圖1.計(jì)算公式（1）對(duì)稱形曲線幾何元素計(jì)算公式內(nèi)移值：切線增長(zhǎng)值：q=LS2外距：E=(R+p)切曲差：D=2T-L (3-7)式中：T——總切線長(zhǎng)（m）L——ER——αβq——p——設(shè)緩和曲線后，主圓曲線的內(nèi)移值LL（2）主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算：直緩點(diǎn)：ZH=JD-T緩圓點(diǎn)：HY=JD+緩直點(diǎn)：HZ=圓緩點(diǎn)：YH=HY+曲中點(diǎn)：QZ=HZ-3.3.2各樁號(hào)平面要素計(jì)算由于各交點(diǎn)的平曲線要素的計(jì)算方法一樣，現(xiàn)選用交點(diǎn)1處的平曲線計(jì)算為例，平曲線要素計(jì)算如下：已知該交點(diǎn)處緩和曲線長(zhǎng)度取70m，曲線半徑165m，交點(diǎn)轉(zhuǎn)角為48°42′7.2″，平曲線要素計(jì)算如下:切線內(nèi)移值：p=計(jì)算切線角：q=切線長(zhǎng)T=(R+p)計(jì)算切線角：β曲線長(zhǎng)：L=(α-2=(外距：

E=切曲差：J=2T-L=10.111主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算：JD1處樁號(hào)為K0+415.837直緩點(diǎn)：ZH=JD-T=K0+305.653緩圓點(diǎn)：HY=ZH+圓緩點(diǎn)：YH=HY+(L-2×L緩直點(diǎn)：HZ=YH+曲中點(diǎn)：QZ=HZ-L校正：JD=QZ+J經(jīng)驗(yàn)證：交點(diǎn)校核無(wú)誤。直曲轉(zhuǎn)角表如下：

表3-6直曲轉(zhuǎn)角表交點(diǎn)號(hào)直緩（ZH）緩圓（HY）曲中（QZ）圓緩（YH）緩直（HZ）JD1K0+305.653K0+375.653K0+410.779K0+445.905K0+515.905JD2K0+515.905K0+595.905K0+670.778K0+745.651K0+825.651JD3K1+114.009K1+174.009K1+228.979K1+283.949K1+343.949JD4K1+505.096K1+575.096K1+616.559K1+658.022K1+728.022JD5K1+849.739K1+919.739K1+989.747K2+059.755K2+129.755JD6K2+336.996K2+396.996K2+435.328K2+473.661K2+533.661JD7K2+658.792K2+723.792K2+756.686K2+789.579K2+854.579JD8K2+854.579K2+924.579K2+974.083K3+023.587K3+093.587

第四章縱斷面設(shè)計(jì)4.1縱斷面概念及組成沿著道路中線豎直剖切然后展開得到的立面投影就是縱斷面，它能夠清楚的展現(xiàn)道路的起伏變化。道路縱斷面設(shè)計(jì)要依據(jù)行駛車輛的類型和性能，沿線地形地質(zhì)條件，水文地貌以及排水等相關(guān)設(shè)計(jì)要求。道路縱斷面是由直線和豎曲線組成。4.2縱坡及坡長(zhǎng)縱坡的大小和坡長(zhǎng)直接體現(xiàn)道路起伏程度，直接影響公路的經(jīng)營(yíng)成本、行駛質(zhì)量和服務(wù)水平。因此縱坡大小和坡長(zhǎng)的選取需要依據(jù)相關(guān)規(guī)范，使項(xiàng)目能夠經(jīng)濟(jì)適用。4.2.1一般原則縱面線形設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：1．平順、圓滑、視覺連續(xù)是縱斷面應(yīng)該滿足的基本要求，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)要適應(yīng)地形，協(xié)調(diào)環(huán)境。2．相鄰縱坡區(qū)別不大時(shí)，應(yīng)采用大的豎曲線半徑。4.2.2縱坡及坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)1.最大縱坡縱坡坡長(zhǎng)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致車輛在行駛過(guò)程中出現(xiàn)熄火和氣阻等狀況，因此限制最大縱坡能減少交通事故的發(fā)生。最大坡度值要從多個(gè)方面如：汽車爬坡性能、行車安全性、設(shè)計(jì)等級(jí)、路線自然狀況等方面考慮。下表為二級(jí)公路設(shè)計(jì)速度與最大縱坡的相關(guān)規(guī)定：由于設(shè)計(jì)的路段地形復(fù)雜，地形起伏變化大，高程差較大，為了能夠滿足平面線形不得采用了較大的縱坡，最大縱坡坡度為5.69%，也是能夠滿足上表在設(shè)計(jì)速度為60km/h對(duì)應(yīng)的最大縱坡坡度要求。2.最小縱坡在橫向排水不良路段和各級(jí)公路的路塹要求采用不小于0.3％的縱向坡度，采取這樣的最小縱坡才能夠保證排水順利，路基不會(huì)淹水。在條件合適時(shí)，采用不小于0.5%的縱坡最為合理。本設(shè)計(jì)采用的最小縱坡為1.33%能夠滿足最小縱坡的要求。3.最小坡長(zhǎng)如果坡度過(guò)短，導(dǎo)致出現(xiàn)鋸齒狀路段，道路的服務(wù)水平會(huì)變差，道路的使用壽命降低。因此需要減少縱坡的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，最小坡長(zhǎng)需要滿足規(guī)范要求的如下二級(jí)公路最小坡度表：二級(jí)公路設(shè)計(jì)速度為60km/h時(shí)，可以采用的最小坡長(zhǎng)為150m，下表為本設(shè)計(jì)各縱坡坡度及對(duì)應(yīng)的坡長(zhǎng)。表4-3縱坡坡長(zhǎng)序號(hào)12345縱坡坡度(%)-1.1332.311.4475.69-3.76縱坡坡長(zhǎng)（m)2152595811730161由上表可知，本設(shè)計(jì)最大坡長(zhǎng)為161m，能夠滿足最小坡長(zhǎng)為150m的設(shè)計(jì)要求。4.最大坡長(zhǎng)到道路坡長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，上坡時(shí)會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率，下坡時(shí)會(huì)減少制動(dòng)系統(tǒng)壽命，對(duì)于行車安全不利。因此坡度的最大坡長(zhǎng)應(yīng)該是有所限制的?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定在設(shè)計(jì)速度為60km/h條件下最大坡長(zhǎng)如下表：縱坡坡度為5.52%時(shí)的坡長(zhǎng)為1730m，此時(shí)無(wú)法滿足最大坡長(zhǎng)的要求。因?yàn)榇寺范问艿匦蜗拗?，所以為了行車安全在該路段上坡路段行車道右邊設(shè)置爬坡車道。因?yàn)榕榔缕碌垒^長(zhǎng)，也要在爬坡坡道設(shè)置緊急停車帶。其他路段均能滿足最大坡長(zhǎng)的要求。4.3豎曲線1.設(shè)計(jì)參數(shù)本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)速度為60km/h，最大縱向極限為6％。盡量做到了填挖平衡，所有變坡點(diǎn)都可以滿足豎曲線在平曲線之內(nèi)的原則。2.計(jì)算圖圖4-1豎曲線曲線要素計(jì)算簡(jiǎn)圖3.計(jì)算公式：

ω=t2-t1（4-1）

L=Rω（4-2）

其中：ω——坡度差L——曲線長(zhǎng)（m）T——切線長(zhǎng)（m）E——外距（m）4.豎曲線要素計(jì)算：由于各邊坡點(diǎn)計(jì)算方式相同，現(xiàn)以邊坡點(diǎn)1作為例子，計(jì)算邊坡點(diǎn)1的豎曲線要素，計(jì)算如下：i1=-1.13%；i2ω=i2?i曲線長(zhǎng)L=Rω=2000×3.44％切線長(zhǎng)T=E=T計(jì)算設(shè)計(jì)高程：豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)：K0+250﹣23.6=K0+226.4m

其他邊坡點(diǎn)采用了一樣的計(jì)算方法，詳見如下豎曲線表。表4-5豎曲線表序號(hào)樁號(hào)豎曲線標(biāo)高（m）曲線半徑（m）切線長(zhǎng)（m）外距（m）起點(diǎn)樁號(hào)終點(diǎn)樁號(hào)1K0+250370.0332000（凹）34.4330.296K0+215.567K0+284.4332K0+570377.4256000（凸）25.8650.056K0+544.135K0+595.8653K1+220386.8362000（凹）42.4270.450K1+177.573K1+262.4274K3+040490.4031000（凸）47.2831.118K2+992.717K3+087.283第五章路基設(shè)計(jì)5.1一般規(guī)定1.橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在能符合要求的范圍內(nèi)盡最大努力降低路堤高度，保護(hù)沿線的生態(tài)環(huán)境，是公路與自然相協(xié)調(diào)。在路線條件較差時(shí)，不得不出現(xiàn)高填深挖的情況下，應(yīng)對(duì)橋梁、橋梁、分離式路基等不同方案進(jìn)行對(duì)比選擇。2．應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)路段沿線的地面橫坡、自然環(huán)境、地形地貌等條件才能夠進(jìn)行路基橫斷面的設(shè)計(jì)。在自然橫坡較短的情況下，設(shè)計(jì)為整體式的路基比較合適。在對(duì)高速公路進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，面對(duì)橫坡陡峭、地質(zhì)條件復(fù)雜等情況下，需要采用分離式路基橫斷面。5.2橫斷面組成及路基類型5.2.1橫斷面組成要素本道路路寬設(shè)計(jì)為8.5米，采用2車道形式，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面為：8.5m=0.25m（硬路肩）+0.5（土路肩）+7m（行車道）+0.=5m（土路肩）+0.25（硬路肩）。5.2.3路基的類型本設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的路基按斷面的典型形式可以將路基分為三種不同的類型，分別是路堤、路塹和填挖結(jié)合。填方路基中會(huì)出現(xiàn)的路基頂面比原本地面高的情況，這種情況下的路基被稱為路堤。完全在自然地面上挖掘的路基就是路塹。在一些天然地面橫坡較大并且路基較寬時(shí)，出現(xiàn)需要在路線一側(cè)開挖，而在另一側(cè)填埋的情況，此時(shí)為半填半挖路基。這三種不同的橫截面形式，它們各自特點(diǎn)不同。它們應(yīng)服從于路線，結(jié)合地形地貌、水文條件等自然條件，依據(jù)設(shè)計(jì)的位置和相關(guān)要求等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。5.3線性超高加寬1、超高路面通常會(huì)建成一定橫向坡度的路拱，以便能夠快速排除積水。但是當(dāng)車輛在彎道上，沿著雙向橫坡的外車道行駛時(shí)，在車重和離心力的雙重作用下會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)大小相等都指向彎道外側(cè)的分力，這種情況會(huì)使車輛行駛安全性降低。《規(guī)范》規(guī)定：超高橫坡要在結(jié)合公路等級(jí)和類型、以及自然條件等，再通過(guò)計(jì)算車輛的行駛速度和半徑后確定。二級(jí)公路超高橫坡要求不大于8%，本設(shè)計(jì)完全可以滿足。2、超高緩和段道路直線段的雙坡面順利轉(zhuǎn)變?yōu)橛谐叩膯蚊嫫?，這中間需要一個(gè)漸變的過(guò)渡段，被稱為超高過(guò)渡段。超高過(guò)渡方式有超高的雙向橫坡直線段到設(shè)有單向橫坡全超高的圓曲線的變化過(guò)大，對(duì)于車輛行駛不利，道路線性的美觀性也不足。而在直線和圓曲線中間設(shè)置超高緩和段，可以讓直線到圓曲線完美過(guò)渡，讓汽車能夠安全順利的行駛。（2）超高緩和段長(zhǎng)度對(duì)超高緩和段的長(zhǎng)度進(jìn)行限制，車輛行駛的安全性才可以得到保證，同時(shí)道路排水的要求才會(huì)得到滿足。按照如下所示進(jìn)行超高緩和段長(zhǎng)度的計(jì)算：

LC=其中:——旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度，（m）；——超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差，（%）；——超高漸變率（3）超高值的計(jì)算如下表所示，表3-2所示繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式。表3-2繞中央分隔帶邊線旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式其中：B—行車道寬度（m）；b1—左側(cè)路緣帶寬度（m）；b2—右側(cè)路緣帶寬度（m）；bx—x距離處路基加寬值；—超高橫坡度—路拱橫坡度；X―超高緩和段中任意一點(diǎn)至起點(diǎn)的距離（m）5.4擋土墻設(shè)計(jì)1.擋土墻設(shè)置原因由于本設(shè)計(jì)位于山區(qū)，公路沿線地形地貌變化較大，路線高程差較大，填土路基的穩(wěn)定性無(wú)法得到保障。因此，擋土墻的設(shè)置對(duì)于路基的穩(wěn)定性十分關(guān)鍵。同時(shí)，本設(shè)計(jì)路線走勢(shì)是沿著河流方向，對(duì)于部分路段路基可能會(huì)遭受河水的沖刷，擋土墻能對(duì)這部分路基起到相當(dāng)大的保護(hù)作用。因此，擋土墻的設(shè)置對(duì)于本設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。2．擋土墻設(shè)計(jì)資料本設(shè)計(jì)位于山區(qū)，可以就地取材，有足夠的石料可以采取，擋土墻可以采用重力式擋土墻，墻背傾斜。受到地形的限制，擋土墻的高度較高，所以在本設(shè)計(jì)中要采用漿砌重力式擋土墻。3．擋土墻設(shè)計(jì)根據(jù)地形要求，部分地段填土高度都較高均要設(shè)置擋土墻，為了滿足地基的穩(wěn)定性均要設(shè)計(jì)擋土墻。由于K2+020處填土高度最高，是10.91米，以此處為例，作為擋土墻設(shè)計(jì)的代表，具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：基本參數(shù)：墻后填土選用砂性土，內(nèi)摩擦角φ=35°，土的重度墻身材料:25#漿砌片石，2.5#砂漿，重度γ=24kN/m3，容許壓應(yīng)力[σwc]=580kPa背與填土間的摩擦角δ=φ黏性土地基，基底摩阻系數(shù)f=0.5；允許承載力:[σ0]=360kPa。取荷載組合I，抗滑穩(wěn)定性系數(shù)[車輛荷載。計(jì)算荷載:汽車-20級(jí)；驗(yàn)算荷載:掛車-100。依據(jù)設(shè)計(jì)路段的實(shí)際情況以及相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，擋土墻設(shè)計(jì)為重力式路堤擋土墻，擋土墻設(shè)置埋深1m，填土高度3米，墻背仰斜，具體尺寸自行設(shè)計(jì)，如下圖：圖5-1擋土墻橫斷面車輛荷載換算依據(jù)下表所示的附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算：因?yàn)閾跬翂Φ母叨菻=8.91m，依據(jù)上表使用線性內(nèi)插法進(jìn)行車輛荷載的確定：q=(均布土層厚度計(jì)算公式：

h0=其中：q——附加荷載強(qiáng)度；γ——填土重度；因此均布土層厚度應(yīng)該為：

h0擋土墻壓力Ea計(jì)算的步驟是先確定產(chǎn)生最大土壓力的破裂面，然后計(jì)算得到破裂角θψ=α+δ+φ=-14°02'+17.5°+35°=38°28'

B=0.5×3×4.5+(4.5+0.5)0.7-0.5×7.91×(8.91+2×3+2×0.7)=25.39路堤擋土墻破裂面交于荷載內(nèi)部時(shí)破裂角的計(jì)算公式：tanθ=-=-=0.75由此知θ=對(duì)破裂面是否交于荷載內(nèi)進(jìn)行如下的驗(yàn)算：堤頂破裂面至墻踵的距離：

H+a荷載內(nèi)緣到墻踵的距離：

b+d-H荷載外緣到墻踵的距離：

b比較得：6.96m<8.18m<14.5m，即破裂面交于路基面荷載中部。經(jīng)過(guò)上面計(jì)算可認(rèn)為破裂面在荷載中部且與原假定破裂面相符且取θ=36°45在確定破裂面以及得到破裂角后，要進(jìn)行主動(dòng)土壓力的合力作用點(diǎn)的計(jì)算。計(jì)算過(guò)程及步驟如下：1）首先確定主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)：KZZZZx1ZyZx2）確定作用點(diǎn)后，需要計(jì)算主動(dòng)土壓力：根據(jù)路堤擋土墻破裂面交于荷載內(nèi)部土壓力計(jì)算公式：Ea=Ex=Eacos(α+δ)=186.68×（3）擋土墻截面計(jì)算1）穩(wěn)定性驗(yàn)算擋土墻按單位長(zhǎng)度計(jì)算，為方便計(jì)算分為兩部分，由幾何法可知：擋土墻體積：

VV擋土墻重：

GG擋土墻重心：ZZ2)驗(yàn)算擋土墻抗滑穩(wěn)定性擋土墻的抗滑穩(wěn)定性體現(xiàn)在基底摩擦力抵抗土墻滑移的能力，對(duì)抗滑穩(wěn)定性的驗(yàn)算應(yīng)該滿足下式：1.1G++(1.1G+γ傾斜基底0.2：1（有：

1.1G++1.1G+=+=46.52>0所以抗滑穩(wěn)定系數(shù)滿足要求?？够瑒?dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc計(jì)算公式如下：

KcK滑動(dòng)驗(yàn)算能夠滿足，由此可知擋土墻的抗滑穩(wěn)定性可以得到滿足。3)驗(yàn)算擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性體現(xiàn)在抵抗墻身繞墻腳趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力，對(duì)抗傾覆穩(wěn)定性的驗(yàn)算應(yīng)滿足下式：

0.8G帶入具體數(shù)值有：

0.8=84.11>0由計(jì)算可得，抗傾覆穩(wěn)定性可以滿足設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)KK=所以抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K0符合要求4）基底應(yīng)力計(jì)算計(jì)算每延米擋土墻的基底平均壓應(yīng)力：N==490.72KNP=N1A=490.722.415）基底合力偏心距計(jì)算e=上式中，彎矩為作用于基底形心的彎矩，所以計(jì)算時(shí)，先要計(jì)算對(duì)形心的力臂：根據(jù)前面計(jì)算過(guò)的對(duì)墻趾的力臂，可以計(jì)算對(duì)形心的力臂。e==-0.28m<經(jīng)計(jì)算，基底合力偏心矩滿足設(shè)計(jì)要求。6）地基承載力抗力值基應(yīng)力應(yīng)滿足地基承載力的抗力值要求，即滿足，同時(shí)又有eP所以基底應(yīng)力滿足要求7)截面內(nèi)力計(jì)算由于墻面平行于墻背，在接近基底處會(huì)出現(xiàn)截面的最大應(yīng)力。由基底的應(yīng)力驗(yàn)算可以得知，相關(guān)數(shù)據(jù)均能滿足，也就是內(nèi)力驗(yàn)算通過(guò)，墻頂頂寬2m，墻高8.914.設(shè)計(jì)擋土墻的排水措施墻后積水影響了道路安全性，為了使積水能夠很快的被排出，需要設(shè)置排水孔，位置在墻身的合適高度，一共設(shè)置兩排。排水孔采用10cm×10cm的方孔，上下交錯(cuò)設(shè)置，間距為2m。

第六章路面設(shè)計(jì)6-1.交通分析本設(shè)計(jì)為山區(qū)二級(jí)公路設(shè)計(jì)，位于IV自然區(qū)，該路段降水較多。路面寬為8.5m，行車道寬3.5m。交通組成如下表：依據(jù)規(guī)范在路面設(shè)計(jì)中，以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，用BZZ-100表示。（1）當(dāng)量軸載換算軸載換算公式如下：其中中：δi-輪軸型系數(shù)，單軸-雙輪組時(shí)δi=1，單軸-單論時(shí)依據(jù)以上公式得到如下軸載換算結(jié)果：

表6-2軸載換算結(jié)果車型PδNδ黃河JN150前軸49.002.22×3201.47后軸101.601320412.52長(zhǎng)征XD980前軸37.102.22×1500.009后軸145．31.07×1500.001解放CA390前軸35.002.22×2300.006后軸70.1512300.791東風(fēng)EQ140前軸23.702.22×2000后軸69.2012000.55總計(jì)415.347（2）計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)計(jì)算方式如下：N其中：Net—設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年限；gr—基準(zhǔn)期內(nèi)貨車交通量的年平均增長(zhǎng)率，由調(diào)查得知為0.06η—車輛輪跡橫向分布系數(shù)，如下表6-3。如上表所示，臨界荷載處車輛軌跡橫向分布系數(shù)η為0.54-0.62，由于路面寬度較狹窄且交通量不是特別多，此時(shí)可選用較低值，選用η為0.54。同時(shí)二級(jí)公路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20年，安全等級(jí)為二級(jí)。N==3011448.514次6-2.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案一:（1）初擬路面結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)公路為二級(jí)公路，交通等級(jí)為重交通以及變異水平等級(jí)是低級(jí)，可以初擬普通混凝土面層厚度為hc=0.27m。水泥穩(wěn)定碎石作為基層厚為hb=0.18m，級(jí)配碎石作為底基層厚h1=0.18m，普通混凝土板的平面尺寸為3.5m×4.5m。（2）材料參數(shù)的確定按《水泥混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fr為5.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值和泊松比為31GPa和0.15，礫石粗集料混凝土的線膨脹系數(shù)取0.000007/℃。參照規(guī)范附錄，路基回彈模量取80Mpa，取地下水位0.8m時(shí)，濕度調(diào)整系數(shù)取0.75，路床綜合回彈模量為80×0.75=60MPa，水泥穩(wěn)定碎石基層回彈模量取2000MPa，泊松比取0.2，級(jí)配碎石底基層回彈模量取250MPa，泊松比取0.3。（3）板底地基綜合回彈模量及相對(duì)剛度半徑Ehα=0.26E經(jīng)上面計(jì)算，可以取板底地基綜合回彈模量Et為108MP混凝土面層板的彎曲剛度：D半剛性基層板的彎曲剛度：D路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑：r（4）荷載應(yīng)力按照如下式計(jì)算有σ=σ=面層荷載疲勞應(yīng)力和最大荷載應(yīng)力為：σσ其中應(yīng)力折減系數(shù)krk（5）溫度應(yīng)力由于設(shè)計(jì)路段位于IV自然區(qū)劃，溫度最大梯度取90℃/m。計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)krξ=-t=C=1.77面層最大溫度應(yīng)力：σ溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)：k計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力：σ（6）校核結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)二級(jí)公路，低變異水平下，可靠度系數(shù)取1.08。γγ所擬定的路面能夠滿足車輛荷載和溫度梯度的綜合疲勞作用。方案二：（1）初擬路面結(jié)構(gòu)二級(jí)公路、重交通等級(jí)和低級(jí)變異水平等級(jí)下，初擬普通混凝土面層厚度為hc=0.27m?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定碎石厚hb=0.2m，水泥穩(wěn)定碎石作為底基層厚h1=0.2m的，普通混凝土板平面尺寸為3.5m×4.5m。（2）材料參數(shù)的確定依據(jù)規(guī)范，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fr=5.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值和泊松比為31GPa和0.15，粗集料為礫石的混凝土線膨脹系數(shù)為αc=1×10?5/℃。黏質(zhì)砂土路基回彈模量100MPa，取地下水位1.8m時(shí)，溫度調(diào)整系數(shù)為0.80，可得路基底綜合回彈模量為100×0.8=80MPa。上層水泥穩(wěn)定碎石回彈模量取2500MPa，泊松比0.20下層水泥穩(wěn)定碎石回彈模量取（3）板底地基綜合回彈模量及相對(duì)剛度半徑Ehα=0.26E上層板彎曲剛度：D下層板彎曲剛度：D路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑為