溧陽至高淳高速公路南京段施工圖設(shè)計(jì)摘要：本次設(shè)計(jì)為溧陽至高淳高速公路，通過查閱相關(guān)規(guī)范及參考任務(wù)書設(shè)計(jì)要求，合理進(jìn)行平面選線、縱橫斷面設(shè)計(jì)、路基擋土墻設(shè)計(jì)、瀝青路面設(shè)計(jì)及小橋涵設(shè)計(jì)等任務(wù)。我們此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：1.平面設(shè)計(jì)：包括路線線形的選擇、平曲線要素設(shè)計(jì)等；2.縱斷面設(shè)計(jì)：包括縱斷面的拉坡設(shè)計(jì)及豎曲線要素的設(shè)計(jì)計(jì)算；3.橫斷面設(shè)計(jì)：根據(jù)規(guī)范合理選擇道路橫斷面寬度，設(shè)置路拱坡度；4.路基設(shè)計(jì)：包括路基的填方、挖方計(jì)算，土石方調(diào)配分析；5.路面設(shè)計(jì)：包括路面的材料選擇、路面的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)；6.路基、路面排水設(shè)計(jì)：包括路基路面排水設(shè)施的選擇；7.擋土墻設(shè)計(jì)：需要進(jìn)行擋土墻的類型選擇和擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算；8.專題設(shè)計(jì)——小橋涵設(shè)計(jì)：本路線為平原區(qū)設(shè)計(jì)沿線河網(wǎng)密集，通過小橋涵設(shè)計(jì)，進(jìn)一步完善路線設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：平面設(shè)計(jì)；路基路面；擋土墻；小橋涵ConstructiondrawingdesignofnanjingsectionofliyangtogaochunexpresswayAbstract：Thisdesignforliyangtogaochunexpressway,throughconsultingtherelevantspecificationsandreferencetothedesignrequirementsofthetaskbook,reasonableplanelineselection,verticalandhorizontalsectiondesign,subgraderetainingwalldesign,asphaltpavementdesignandsmallbridgeandculvertdesigntasksThemaincontentofourgraduationprojectisGraphicdesign:includingtheselectionoflineshapeandthedesignofflatcurveelementsVerticalsectiondesign:includingtheverticalsectionoftheslopedesignandverticalcurveelementsofthedesigncalculationCrosssectiondesign:selectthecrosssectionwidthandsetthearchslopeaccordingtothespecificationsSubgradedesign:includingsubgradefilling,excavationcalculation,earthworkallocationanalysisPavementdesign:includingthematerialselectionofpavement,pavementstructuralparametersdesignDesignofroadbedandroadsurfacedrainage:includingtheselectionofroadbedandroadsurfacedrainagefacilitiesRetainingwalldesign:itisnecessarytoselectthetypeofretainingwallandcheckthestabilityofretainingwallThematicdesign--smallbridgeandculvertdesign:thisrouteisdesignedforplainareaalongthedenserivernetwork,throughsmallbridgeandculvertdesign,furtherimprovetheroutedesignKeywords:graphicdesign;Roadbedpavement;Retainingwall;Smallbridgeculvert公路路線設(shè)計(jì)1.1平面設(shè)計(jì)1.1.1主要指標(biāo)復(fù)核（1）（2）交通量復(fù)核四車道高速公路折合成小客車的年平均交通量為15000～30000輛，交通增長(zhǎng)率r=7%,n取15年交通量：交通增長(zhǎng)率r=7%，n取30年交通量：計(jì)算可知：Nd在交通量15000～30000之間，所以其為四車道高速公路。指標(biāo)核算平曲線一般最小半徑：平曲線極限最小半徑：平曲線最小長(zhǎng)度：考慮最小行程時(shí)間：緩和曲線最小長(zhǎng)度：停車視距；合成坡度：縱坡最小長(zhǎng)度：豎曲線最小長(zhǎng)度；1.13選線地形綜述地形條件：該路段有許多的農(nóng)田、溝渠，并且平原地勢(shì)較低，想要尋找天然的材料幾乎不可能，因此各種建筑材料都要從外面運(yùn)入。地質(zhì)條件：本次設(shè)計(jì)地區(qū)地勢(shì)屬于平原，路基土濕潤(rùn)大，需要填土而不是挖土。氣候條件：南京地區(qū)處于IV1區(qū)，地基土濕度相對(duì)而言不算太大，不易發(fā)生凍脹和水泥翻漿的狀況。路基臨界高度：砂性土：H1=1.1～1.5H2=0.7～1.1粘性土：H1=2.1～2.5H2=1.6～2.0粉性土：H1=2.4～2.9H2=1.8～2.3H1:路基干燥狀態(tài)臨界高度H2:路基中濕狀態(tài)臨界高度選線原則如果我們?cè)谄皆瓍^(qū)選線，由于地形對(duì)公路設(shè)計(jì)限制不大，并且線應(yīng)在符合路線走向的前提下，正確處理地物、地形對(duì)線型的影響，尋找一條最符合限制的路線。在我們選線時(shí)，由于平原區(qū)有許多農(nóng)田、溝渠錯(cuò)綜復(fù)雜，選線時(shí)我們要從農(nóng)業(yè)方面考慮，選線不要侵占農(nóng)田，特別是高產(chǎn)田，從各項(xiàng)費(fèi)用上綜合考慮放線，不能為求線型直的而侵占良田，也不能片面強(qiáng)調(diào)不占某塊田而使路線彎彎曲曲，導(dǎo)致行車舒適性、平整性降低路線應(yīng)該有利于農(nóng)田灌溉，盡可能減少灌溉渠道相交的條數(shù)，把路線布置在渠道上方而非灌溉的一側(cè)或渠道尾部。在路線經(jīng)過河邊、池塘，我們應(yīng)該盡量靠河岸布線并且利用公路的防護(hù)措施，起到保護(hù)村莊、良田的作用。路線要適應(yīng)城鎮(zhèn)的發(fā)展，路線要靠近城鎮(zhèn)但是要盡量避免穿越城鎮(zhèn)、工礦區(qū)和較密集的居民點(diǎn)，盡量避開重要的電力、電訊設(shè)施。選線時(shí)要事先了解本地的水文條件，像遇到面積大的泥沼、湖塘和洼地，路線經(jīng)過時(shí)，應(yīng)該選擇地形比較平緩的地方通過，如有需要應(yīng)該采取有效措施來確保路基的穩(wěn)定性。線型說明由此可得起點(diǎn)坐標(biāo)為（398516.575，3855943.609），JD1坐標(biāo)與JD2坐標(biāo)由地形圖上測(cè)量得出：交點(diǎn)JD1的坐標(biāo)為（399881.213，3855970.638），交點(diǎn)JD2坐標(biāo)為（401082.565，3855685.562），終點(diǎn)坐標(biāo)為（401922.369，3855139.400）.選擇JD1的理由：（1）地勢(shì)平緩并且不摧毀原有的農(nóng)田灌溉系統(tǒng)。（2避開地質(zhì)較差、水位較低的池塘并且不穿過人口密度較大的城鎮(zhèn)。選擇JD2的理由：（1）地勢(shì)平緩并且不摧毀原有的農(nóng)田灌溉系統(tǒng)。避開地質(zhì)較差、水位較低的池塘并且不穿過人口密度較大的城鎮(zhèn)。1.1.4公路平面線型設(shè)計(jì)起終點(diǎn)A、B坐標(biāo)（398516.575，3855943.609）（401922.369，3855139.400）根據(jù)本地區(qū)綜合條件在A、B間設(shè)交點(diǎn)JD1的坐標(biāo)、轉(zhuǎn)角（399881.213，3855970.638），（401082.565，3855685.562），1、平曲線要素計(jì)算在JD1處，初擬原因：盡可能避開地勢(shì)較高的丘陵區(qū)，并保證汽車的行駛安區(qū)，符合《規(guī)范》關(guān)于一級(jí)公路的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。曲線要素計(jì)算如下：JD2初擬R=1200m，Ls=100m理由：路線的下方有較為密集的居民區(qū)，居民區(qū)中間還有一條河，這樣避免了較差的線形，而且路線就在居民區(qū)的外側(cè)，也可以作為施工人員的居住場(chǎng)所，方便日常生活用品的購(gòu)置。2、主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算：QD：K0+000JD1：K1+137.65 (0+1137.650=1137.650)JD2：K2+364.698 (1137.650+1233.001-5.958=2364.698)ZD：K3+357.958 (2364.698+997.585-4.325=3357.958)各主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算及校核如下：JD1：JD2：主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算結(jié)果匯總見表1.5繪出線型，標(biāo)注坐標(biāo)，填《直線、曲線轉(zhuǎn)角一覽表》，見第三分冊(cè)。計(jì)算每100米整樁號(hào)及特殊點(diǎn)坐標(biāo)，并列于下表內(nèi)1.2縱斷面設(shè)計(jì)1.2.1縱坡設(shè)計(jì)原則(1)縱坡設(shè)計(jì)宜舒順、起伏不宜頻繁，這是從車輛行駛安全、快捷，乘客舒適及路容美觀方面的一個(gè)總體要求。(2)縱坡應(yīng)該具有一定的平整性，坡度不易過大、過多，這樣可以保持車輛以一定安全速度行駛。(3)為使道路的穩(wěn)定性、通暢性加強(qiáng)，在進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)的時(shí)候我們要考慮到沿線的地形、地質(zhì)、水文、氣候、排水和地下管線等綜合因素。(4)在我們進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)時(shí)要考慮填挖平衡，為了降低造價(jià)和節(jié)約用地，在施工時(shí)減少借方和廢方，挖方近路段填方，保持填挖平衡。(5)由于在平原區(qū)地下水位較低并且湖泊、河塘分布較廣，在拉坡時(shí)滿足最小縱坡要求外，還要滿足最小的填土高度，通過這樣一系列的措施來保持路基的穩(wěn)定。(6)縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。1.2.2平縱組合的設(shè)計(jì)原則(1)應(yīng)在視覺上能自然地引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性；(2)注意保持平、縱線型的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡；(3)避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍、斷背、折曲等駕駛員視線中斷的線型；(4)避免急轉(zhuǎn)與陡坡的不利組合；(5)應(yīng)避免小半徑的豎曲線與緩和曲線的重合。1.2.3最小填土高度：最小填土高度的確定：首先要在地面線以下70cm,由于本路處于IV區(qū)，土質(zhì)為粘性土，最小填土高度應(yīng)該在1.3m以上，加上路面厚度70cm,綜上：最小填土高度應(yīng)在路面線以上1.3m，如果是湖泊池塘，則在水位線以下70cm算。1.2.4拉坡設(shè)計(jì)查規(guī)范：設(shè)計(jì)車速為120km/h時(shí)，其最大坡度為3％，縱坡長(zhǎng)度應(yīng)符合以下規(guī)定：（1）設(shè)計(jì)車速為120km/h時(shí)，縱坡的最小坡長(zhǎng)為300m,（2）不同縱坡的最大坡度應(yīng)符合：設(shè)計(jì)車速120km/h時(shí)，縱坡度3％，最大坡長(zhǎng)900m;縱坡坡度4％時(shí)，最大坡長(zhǎng)700m,（3）連續(xù)上坡(或下坡)時(shí)，應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)設(shè)置緩和坡度并且坡度不大于3％，長(zhǎng)度符合規(guī)定。（4）拉坡設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意平縱配合。1.2.5豎曲線半徑選擇說明（1）平縱面組合設(shè)計(jì)，即豎曲線的起終點(diǎn)最好分別在平曲線的兩個(gè)緩和曲線內(nèi)，其中任一點(diǎn)都不要在緩和曲線以外的直線或圓弧段上（2）豎曲線的半徑應(yīng)大于《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的豎曲線的最小半徑和最小長(zhǎng)度相鄰豎曲線的銜接應(yīng)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(yīng)為計(jì)算行車速度的3S行程，當(dāng)半徑比較大時(shí)應(yīng)亦直接連接。1.2.6ZD的選擇，半徑控制，豎曲線要素計(jì)算1、ZD1：K1+370豎曲線起終點(diǎn)樁號(hào)ZD2：K2+5904、豎曲線起終點(diǎn)樁號(hào)設(shè)計(jì)高程計(jì)算第一豎曲線：y=X2/2R,R=17000m第二豎曲線：y=X2/2R,R=18000m1.3橫斷面設(shè)計(jì)1.3.1橫斷面設(shè)計(jì)原則1.橫斷面設(shè)計(jì)必須要滿足施工要求，必須要符合工程使用條件。1.3.22.橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)該對(duì)沿線地形條件進(jìn)行充分了解和分析，選擇合適的橫斷面路幅寬度，滿足行車的需要。遇到高速公路時(shí)，合理布置中央分隔帶寬度，保證行車道的寬度滿足行車要求。1.3.3橫斷面幾何尺寸選擇1、路基寬度按雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，為28m。中央分隔帶寬3.0m，兩邊行車道各寬7.5m，土路肩為0.75m橫坡度為3%，兩邊硬路肩各為3m，硬路肩橫坡與路拱橫坡相同都為2%，硬路肩與行車道采用相同的結(jié)構(gòu)，作緊急停車帶使用。并利于以后加寬。（1）邊坡坡度：路堤邊坡坡度一般是1∶1.5～1∶1.75，取1∶1.5。（2）護(hù)坡道寬度一律取1.2m，外向傾角4%。（3）邊溝采用梯形狀的邊溝，示意圖如下：（4）公路用地《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定高速公路在整個(gè)路幅范圍以外不少于3.0m的土地為公路用地。1.3.4超高計(jì)算由于平面曲線半徑均大于250m（R1=R2=1000m），均不需加寬計(jì)算超高方式采用：繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)（1）由于平面曲線半徑均大于250m（R1=R2=1200m），均不需加寬計(jì)算。（2）超高計(jì)算取橫向力系數(shù)μ=0.026，則超高緩和段長(zhǎng)度：超高緩和段長(zhǎng)度取整個(gè)緩和曲線段，即=100m橫坡從路拱坡度-2%過渡到超高坡度4%時(shí)超高漸變率滿足要求，故可取=200m.超高方式為繞中央分隔帶邊緣處旋轉(zhuǎn)，土路肩于ZH（或HZ）前3m處旋轉(zhuǎn)至與路拱橫坡相同，為2%，然后內(nèi)外側(cè)橫坡同時(shí)旋轉(zhuǎn)至超高4%.土路肩在ZH（或HZ）前3m處旋轉(zhuǎn)至與路拱橫坡相同，其高差為0.75×2%=0.015m超高橫坡達(dá)到最大值4%時(shí)：超高內(nèi)側(cè)離原路面高差為12×(4%-2%)-0.015=0.225m超高外側(cè)離原路面高差為12×(4%+2%)+0.015=0.735m超高橫坡在2%~4%段內(nèi)，采用線形內(nèi)插得到離原路面的高差。平曲線內(nèi)線性內(nèi)插的高差值見表1.9、1.10。第一平曲線超高值：第二平曲線超高值：繪出典型橫斷面圖繪出一般橫斷面圖填路基設(shè)計(jì)表填土石方計(jì)算表（扣除路面結(jié)構(gòu)層）路基設(shè)計(jì)2.1.1路基設(shè)計(jì)一般要求公路路基設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)中非常重要的一部分，路基承受著路面荷載和行車荷載，因此路基的穩(wěn)定性直接影響道路的好壞，公路路基是公路的基礎(chǔ)和載體，路基設(shè)計(jì)首先要保證路幅寬度的正確性，還要滿足以下基本要求。路基有足夠的強(qiáng)度和剛度路基的強(qiáng)度指路基承載力的大小，路基應(yīng)具有足夠的承載力，滿足所需設(shè)計(jì)規(guī)定。路基剛度可以抵御路基的變形。地基應(yīng)與公路共同承擔(dān)路基內(nèi)、路面自重引起的內(nèi)驅(qū)荷載和應(yīng)力，并抵抗由力引起的變形。當(dāng)路基不具有足夠的強(qiáng)度和剛度時(shí)，路基會(huì)產(chǎn)生沉降，嚴(yán)重時(shí)甚至是導(dǎo)致路面破壞。因此，路基在設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足強(qiáng)度和剛度的要求，保證路面結(jié)構(gòu)的安全，地基承載力足夠。因此，路基上部填土宜選擇好土。路基有足夠的水穩(wěn)性能路基水穩(wěn)性關(guān)系到路基強(qiáng)度和剛度的高低，當(dāng)路基水穩(wěn)性不滿足要求時(shí)，路基的強(qiáng)度和剛度會(huì)有明顯的降低，導(dǎo)致路基沉降，路基和路面會(huì)受到嚴(yán)重破壞。因此，要求路基具有足夠的水穩(wěn)性，以保證在最不利的水溫條件下，路基的剛度和強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生驟減現(xiàn)象，保護(hù)路基不受破壞。路基的穩(wěn)定性滿足要求路基在路面荷載和行車荷載的作用下，可能產(chǎn)生過大的變形（高度和幾何）和破壞。例如，在軟土地基上修建高填方路堤時(shí)，由于軟土地層承載力不足，路基可能會(huì)下沉和滑動(dòng)；或者在開挖和探測(cè)巖石和土壤時(shí)，由于切損的原因，邊坡上方可能會(huì)坍塌和破壞；沿河路基會(huì)受到水等的破壞，因此在施工中，應(yīng)密切關(guān)注并根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，合理選擇路基的設(shè)計(jì)尺寸，并進(jìn)行路基加固處理，保證路基的穩(wěn)定性滿足要求。2.1.2路基橫斷面設(shè)計(jì)（1）路基寬度路基寬度包括行車道寬和兩側(cè)路肩寬，對(duì)于設(shè)有中間帶、變速車道、爬坡道、緊急停車帶等道路，均應(yīng)包括在路基寬度范圍。本路段采用四車道一級(jí)公路進(jìn)行設(shè)計(jì)，路基寬度為26.00m，中間帶寬度3.50m，其中中央分隔帶寬度2.00m，左右路緣帶寬度各0.75m，左右行車道各寬7.50m，左右硬路肩各寬3.00m，土路肩寬度0.75m。路拱橫坡與硬路肩橫坡都為2.0%，土路肩橫坡為4%。硬路肩與行車道結(jié)構(gòu)相同，可作為緊急停車帶，并方便以后對(duì)道路進(jìn)行加寬。路基設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃，盡量少占農(nóng)田，高速公路選擇以橋代路。還要保護(hù)生態(tài)，防止水土流失，利用植物防護(hù)，綠化和美化路基。（2）路基高度路基高度包括路基的填筑高度和路塹的開挖深度，按照規(guī)范《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30）來確定路基高度。路基的高低和深淺常用邊坡高度值來確定。當(dāng)路基的穩(wěn)定性要求較高時(shí)，應(yīng)盡量提高路基的最小填土高度。（3）路基邊坡率路基邊坡率是路基穩(wěn)定性的重要因素，路基邊坡率取決于路基邊坡的土質(zhì)和水文條件等因素。2.1.2表解法根據(jù)設(shè)計(jì)書的要求，本次設(shè)計(jì)的地基土為粘性土，所以用表解法來計(jì)算穩(wěn)定性。取m=1.5,容重17KN/m3，土的粘聚力c=11.2Kpa，內(nèi)摩擦角35°，2.13路基填料路基填料可以是經(jīng)過檢測(cè)合格的路線縱向土石方調(diào)配或取土坑取土，路基填料，應(yīng)選擇強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好、壓縮性小，且方便運(yùn)輸，方便施工的天然土。本路段可以利用沿線的林地、低產(chǎn)田及邊角地塊進(jìn)行取土，在填土高度較高、沉降較大的路段采用工業(yè)廢渣做路基材料。工業(yè)廢渣特別是礦渣在粒徑上屬于巨粒土，級(jí)配較好，在壓實(shí)良好的條件下，性能較好。土石混合料由石塊和土混合而成，當(dāng)石塊及砂礫含量較高時(shí)，土石混合料的穩(wěn)定性較好，反之，則容易產(chǎn)生塌方。土石混合料在級(jí)配良好條件下，路基填筑強(qiáng)度優(yōu)良、穩(wěn)定性好。2.1.4路基處理本路段多為軟土路基，路基的處理原則如下：首先進(jìn)行詳細(xì)的勘探設(shè)計(jì)，查明軟土類型、厚度、深度、含水率等，取樣進(jìn)行力學(xué)指標(biāo)測(cè)試。根據(jù)勘探結(jié)果，綜合公路等級(jí)等因素，對(duì)不良軟土地質(zhì)進(jìn)行處理，選擇合理的加固方式。路基橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)適當(dāng)增加路基寬度，降低路基高度，并計(jì)算路基穩(wěn)定性。根據(jù)軟土強(qiáng)度，采取合理的施工方案，設(shè)置相應(yīng)的沉降監(jiān)測(cè)。施工中需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路基沉降速率，控制填筑高度和速率。本路段池塘溝渠眾多，對(duì)于路基河塘溝渠地段，對(duì)于路基和荷塘溝，采用圍堰清淤排水，然后進(jìn)行土壤置換回填。5%石灰土鋪設(shè)在30cm底部，7%石灰土鋪設(shè)在0-80cm的路基頂部，路基頂部不超過2.0m，清除表層土后，原地挖至25cm深，填筑前壓實(shí),路基頂部用7%石灰土處理。2.1.5路基坡面防護(hù)路基坡面防護(hù)可以免受路基遭受雨水侵蝕，保護(hù)路基的整體穩(wěn)定性。土質(zhì)邊坡坡度一般不超過1:1.5，邊坡應(yīng)綜合設(shè)計(jì)，與擋土墻和排水設(shè)施相適應(yīng)。坡面防護(hù)類型主要有骨架植物防護(hù)和工程防護(hù)等。2.1.6路基施工原則路基施工應(yīng)盡量做到挖填平衡，減少不必要的取土棄土。路基施工過程中應(yīng)注意設(shè)置排水溝，避免表面出現(xiàn)積水現(xiàn)象。路基填筑要注意合理分層，不可以混填。一般強(qiáng)度較高的填料應(yīng)填筑在路基上層，強(qiáng)度較低的填料在下層，根據(jù)透水性的高低，合理布置填筑順序。路基取土應(yīng)做好取土坑的防護(hù)，并設(shè)置有完整的排水系統(tǒng)。路基施工配備數(shù)量充足的施工機(jī)械，保保證路基的質(zhì)量。排水溝應(yīng)與附近的河流連通。2.1.7路基填筑與壓實(shí)路基要做到分層填筑，這樣可以保證路基質(zhì)量。路基填筑厚度一般為20～25cm，具體需考慮到壓實(shí)工具。降水較多地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)路基的臨時(shí)排水，若填土過濕，已經(jīng)無法壓實(shí)，需要挖除重新填筑，并采取必要的加固措施路基取土應(yīng)文明施工，裸土及時(shí)覆蓋處理，減少揚(yáng)塵。路基棄土需要有按規(guī)定處理，不得隨意堆棄。不同性質(zhì)的填筑土，不可以混填，不然會(huì)影響到路基的穩(wěn)定性。2.2路基路面排水設(shè)計(jì)2.2.1路基排水原則路基排水首先要勘察路線沿線的情況，對(duì)路線進(jìn)行排水分析，充分利用有利條件，合理布置路基排水。路基排水溝渠應(yīng)該考慮到沿線的農(nóng)業(yè)，盡量少占或不占高產(chǎn)田地。路基排水應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃臈l件，有效利用當(dāng)?shù)厮担诟淖儺?dāng)?shù)厮档那闆r下，將路基排水與水系相融合。路基排水設(shè)計(jì)前，需要充分調(diào)研當(dāng)?shù)厮春偷刭|(zhì)條件，合理設(shè)置排水形式，確保路基排水質(zhì)量。注意線路沿線的水土保持，盡量減少水土流失，必要時(shí)對(duì)排水設(shè)施進(jìn)行加固處理。路基排水設(shè)施主要包括截水溝、邊溝、排水溝、急流槽和跌水等，對(duì)于路基的不同部位，選用不同的排水設(shè)施。2.2.2路基排水設(shè)施路基表面排水可采用邊溝、截水溝、排水溝等，結(jié)合沿線的條件，選擇合適的排水設(shè)施。邊溝：（1）邊溝可以利用路基坡度將雨水集流，道路路基兩旁設(shè)置邊溝，可以有效的防止道路路基被雨水侵蝕，是很常見的路基排水設(shè)施。（2）邊溝縱坡和路線的縱坡相同，如果道路路線縱坡為零，仍要設(shè)置一定范圍的邊溝坡度。本設(shè)計(jì)在路塹及低路堤處設(shè)雙側(cè)溝，高路堤（臨水坡）設(shè)單側(cè)溝，側(cè)溝形式為梯形，邊溝的深度和寬度均為0.6米，邊溝水由路基引至原水系的河流、排水溝和取土坑。2.3擋土墻設(shè)計(jì)2.3.1擋土墻位置的選擇路塹擋土墻用于陡峭山坡的路塹底部，降低邊坡高度、減少開挖或者防止邊坡不良端滑坡。山坡?lián)跬翂τ靡灾跎狡律峡赡艹霈F(xiàn)的滑塌，設(shè)置高度應(yīng)該保持邊坡的穩(wěn)定性；當(dāng)路肩墻與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相當(dāng)，基礎(chǔ)情況相近時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用路肩墻，若不相近且顯著降低、基礎(chǔ)可靠，宜選用路堤墻；擋土墻設(shè)置在河邊時(shí)，應(yīng)考慮河流的情況，特別時(shí)擋土墻后面要注意水流通暢，以避免以后出現(xiàn)河流沖刷。2.3.2擋土墻的作用及要求擋土墻的作用道路擋土墻可以防止塌方，保護(hù)路基的穩(wěn)定性。擋土墻可以收縮坡腳，減少對(duì)沿線的土地占用，盡量減少拆遷，并且可以保護(hù)沿線既有建筑。在濱河路段布置擋土墻，可以減少水流對(duì)路基的沖刷破壞。對(duì)于地質(zhì)不良路段，可以加固路基和邊坡，保護(hù)路基和邊坡不受破壞。可以避免大量挖方取土，降低高邊坡，加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性。保護(hù)沿線的景觀環(huán)境。擋土墻的技術(shù)要求保證路基和邊坡穩(wěn)定性，不產(chǎn)生滑動(dòng)破壞。擋土墻抗傾覆滿足要求。擋土墻的基底穩(wěn)，不產(chǎn)生不均勻沉降導(dǎo)致墻身傾斜。擋土墻地基穩(wěn)定性滿足要求。擋土墻的墻身各部位強(qiáng)度滿足要求，不會(huì)產(chǎn)生墻身破壞。2.3.3擋土墻類型及位置重力式式擋土墻的墻身及基礎(chǔ)材料是用鋼筋混凝土，因此重力式擋土墻的澆筑方便，適合在無石地區(qū)使用。溧陽至高淳高速公路南京段，樁號(hào)K0+280～K3+540的路段設(shè)置重力式擋土墻。2.3.4重力式擋土墻設(shè)計(jì)資料按任務(wù)書布置要求，擋土墻形式為25號(hào)漿切片石重力式擋土墻，砌體容重墻高6.5m,填土高度3.1m,埋深1.4m，砌體容許應(yīng)力，容許剪應(yīng)力墻背與墻面平行，均為1：0.25，墻身分段長(zhǎng)度為10m。墻背傾斜1：0.25（α=14°02′）H1=6.5如下圖所示：2.3.5重力式擋土墻計(jì)算按墻高確定的附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算：q根據(jù)內(nèi)插得：q=14.375kpa所以:求破裂角：驗(yàn)算破裂面是否交于荷載范圍內(nèi)：堤頂破裂面至墻踵：荷載外緣至墻踵：荷載內(nèi)緣至墻踵：1.6252.65527.625故假定正確計(jì)算土壓力系數(shù)K和K1(5)傾斜基底，土壓力對(duì)墻址O的力臂改為：2.3.6設(shè)計(jì)擋土墻截面選擇墻面平行于墻背，墻頂寬1.50基底傾斜1：5（01118'）(一)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算基底摩擦系數(shù)=0.500采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過程如下:基底傾斜角度=11.310(度)Wn=523.733(kN)En=189.815(kN)Wt=104.747(kN)Et=204.651(kN)滑移力=99.904(kN)抗滑力=356.774(kN)滑移驗(yàn)算滿足:Kc=3.571>1.300滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算：滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足:方程值=299.345(kN)>0.0 地基土摩擦系數(shù)=0.500地基土層水平向:滑移力=237.902(kN)抗滑力=365.481(kN)地基土層水平向:滑移驗(yàn)算滿足:Kc2=1.536>1.300(二)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻身重力的力臂Zw=2.742(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ey的力臂Zx=4.635(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ex的力臂Zy=1.660(m)驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=394.880(kN-m)抗傾覆力矩=2141.013(kN-m)傾覆驗(yàn)算滿足:K0=5.422>1.500傾覆穩(wěn)定方程驗(yàn)算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=1453.267(kN-m)>0.0(三)地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算基礎(chǔ)為天然地基，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=713.549(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=1746.132(kN-m)基礎(chǔ)底面寬度B=5.421(m)偏心距e=0.263(m)基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的距離Zn=2.447(m)基底壓應(yīng)力:趾部=170.001踵部=93.250(kPa)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=170.001/93.250=1.823作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足:e=0.263<=0.167*5.421=0.904(m)墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=170.001<=600.000(kPa)墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=93.250<=650.000(kPa)地基平均承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=131.625<=500.000(kPa)(四)基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算基礎(chǔ)為天然地基，不作強(qiáng)度驗(yàn)算(五)墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算截面以上，墻身截面積=20.538(m2)重量=472.363kN相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.648(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂Zx=4.635(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=1.660(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于驗(yàn)算截面的總豎向力=618.356(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=1532.795(kN-m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=2.479(m)截面寬度B=5.050(m)偏心距e1=0.046(m)截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e1=0.046<=0.250*5.050=1.263(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=129.165背坡=115.729(kPa)壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=129.165<=800.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=-1.869<=80.000(kPa)[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的軸向力組合設(shè)計(jì)值Nd=618.356(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.999 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A=5.050(m2) 材料抗壓極限強(qiáng)度Ra=1600.000(kPa) 圬工構(gòu)件或材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)γf=2.310 偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)Ψk=1.000 計(jì)算強(qiáng)度時(shí): 強(qiáng)度驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=618.356<=3494.329(kN) 計(jì)算穩(wěn)定時(shí): 穩(wěn)定驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=618.356<=3494.329(kN)(六)臺(tái)頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算[土壓力計(jì)算]計(jì)算高度為5.750(m)處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力無荷載時(shí)的破裂角=28.460(度)按實(shí)際墻背計(jì)算得到:第1破裂角：28.460(度)Ea=172.880Ex=147.347Ey=90.423(kN)作用點(diǎn)高度Zy=2.061(m)因?yàn)楦┬眽Ρ?，需判斷第二破裂面是否存在，?jì)算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在墻身截面積=16.891(m2)重量=388.484kN[強(qiáng)度驗(yàn)算]驗(yàn)算截面以上，墻身截面積=16.891(m2)重量=388.484kN相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.188(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂Zx=3.860(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=2.061(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于驗(yàn)算截面的總豎向力=478.907(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=895.123(kN-m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.869(m)截面寬度B=4.375(m)偏心距e1=0.318(m)截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e1=0.318<=0.250*4.375=1.094(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=157.264背坡=61.665(kPa)壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=157.264<=800.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=-10.106<=80.000(kPa)[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.000 驗(yàn)算截面上的軸向力組合設(shè)計(jì)值Nd=478.907(kN) 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.940 擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A=4.375(m2) 材料抗壓極限強(qiáng)度Ra=1600.000(kPa) 圬工構(gòu)件或材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)γf=2.310 偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)Ψk=1.000 計(jì)算強(qiáng)度時(shí): 強(qiáng)度驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=478.907<=2849.206(kN) 計(jì)算穩(wěn)定時(shí): 穩(wěn)定驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=478.907<=2849.206(kN)第三章路面設(shè)計(jì)3.1路面結(jié)構(gòu)分類路面類型根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)特征路面分為三種類型：柔性路面、剛性路面、半剛性路面。柔性路面：柔性路面指用各種未經(jīng)處理的粒料基層和瀝青面層組成的路面結(jié)構(gòu)，由于剛度較小，在荷載用作時(shí)常常會(huì)產(chǎn)生較大的變形。剛性路面：一般指水泥混凝土做路面，這種路面結(jié)構(gòu)具有很好的抗壓強(qiáng)度，配合鋼筋一起使用，可以有效的克服各種荷載應(yīng)力。半剛性路面：將瀝青混凝土路面進(jìn)行改善，使路面得剛度介于柔性和剛性之間。3.2瀝青混凝土路面瀝青混凝土路面主要?jiǎng)澐譃槿嵝曰鶎訛r青路面、半剛性基層瀝青路面、組合式基層瀝青路面和剛性基層瀝青混凝土路面。柔性基層瀝青路面柔性基層瀝青路面具有柔性路面的特點(diǎn)，由于剛度不足，抵抗荷載作用的能力較差。雖然柔性基層瀝青路面的力學(xué)能力較差，但經(jīng)過合理的基層布置，可以保證路面的整體穩(wěn)定性。半剛性基層瀝青路面半剛性基層瀝青路面具有柔性基層所沒有的剛度，后期還具有強(qiáng)度、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，該材料處于柔性和剛性基層之間。組合式基層瀝青路面瀝青層與剛度較大的材料間設(shè)置有柔性材料，這樣的組合設(shè)計(jì)可以充分利用各種材料的物理力學(xué)性能。剛性基層瀝青路面用水泥混凝土做基層，瀝青混合土做路面面層的路面結(jié)構(gòu)稱為剛性基層瀝青路面。水泥混凝土具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，瀝青面層具有行車舒適等優(yōu)點(diǎn)，兩者結(jié)合，可以有效發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)。具有很好的實(shí)用性和耐久性。3.3瀝青混凝土路面施工路段可以用來檢測(cè)瀝青的質(zhì)量，攤鋪過程中詳細(xì)記錄瀝青混凝土攤鋪的要素，包括攤鋪溫度、速率、壓實(shí)度和鋪松系數(shù)等，試驗(yàn)段暴露的問題要積極整改處理，在正式攤鋪之前，要充分吸收試驗(yàn)段的攤鋪經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化施工工藝流程，改善瀝青混合料配比。瀝青路面試驗(yàn)段要合理安排攤鋪和壓實(shí)機(jī)械，保證試驗(yàn)段的質(zhì)量。3.4路面排水設(shè)計(jì)面表面排水是把降落在路面和路肩表面的降水排走，避免因積水影響行車安全。一般通過設(shè)置路面橫向坡度，使積水向兩側(cè)排流。還可以通過設(shè)置攔水帶和急流槽來進(jìn)行路面表面排水。中央分隔帶排水中央分隔帶排水是一級(jí)公路設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，通過在分隔帶內(nèi)側(cè)設(shè)置縫隙式集水管或混凝土淺溝和泄水口，以攔截和排出表面水。3.5瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則1.一般原則：瀝青路面要有足夠的耐久性，強(qiáng)度和剛度滿足要求，同時(shí)要保證土基的穩(wěn)定。2.具體要求（1）滿足荷載作用下瀝青路面的穩(wěn)定性