黑河嫩江公路西崗子至二站段兩階段初步設(shè)計(jì)

1、The Graduation Design for Bachelors DegreeXi gang zi to Er zhan of the Hei Nen highway in section two stages preliminary designs Heilongjiang Institute of Technology HarBin 摘 要本設(shè)計(jì)根據(jù)給定的資料，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)的分析,根據(jù)該路段的地質(zhì)、地形、地物、水文等自然條件,依據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 、公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范等交通部頒發(fā)的相關(guān)技術(shù)指標(biāo),在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下完成的。設(shè)計(jì)內(nèi)業(yè)詳細(xì)資料有：路線設(shè)計(jì)，包括紙上定線（山嶺區(qū)或越嶺

2、線）、繪制路線平面圖、路線縱斷面設(shè)計(jì)）；路基設(shè)計(jì)，完成兩公里橫斷面和路基土石方的計(jì)算及路基排水設(shè)計(jì)；路面設(shè)計(jì)，水泥混凝土路面設(shè)計(jì)；小橋涵設(shè)計(jì)，完成一項(xiàng)涵洞設(shè)計(jì)；路線交叉設(shè)計(jì)，完成一項(xiàng)路線平面交叉；設(shè)計(jì)概算編制，完成全線設(shè)計(jì)路段的初步設(shè)計(jì)概算；應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪制工程圖，按老師指導(dǎo)和要求完成。整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算了路線的平、縱、橫要素,設(shè)計(jì)了路基、路面、平面交叉、小橋涵的尺寸等內(nèi)容,由此圓滿完成了黑（河）嫩（江）公路西崗子至二站段兩階段初步設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：路線，路基,路面,涵洞，平面交叉，施工組織，擋土墻ABSTRACTThis design according to the given data, throu

3、gh the analysis on the original data, according to the geological and topographical features, hydrology, and other natural conditions, according to the technical standards of highway construction, highway route design standard issued by the ministry of related technical indexes, the teachers guidanc

4、e and help the classmates.Design in details, including design: paper fixed line (mountain area or servants line) and drawing route map, line longitudinal design), Complete two kilometers roadbed design, calculation of cross-sectional and roadbed conditions and roadbed drainage design, Road design, t

5、he design of cement concrete pavement, Small bridge culvert design, complete a design, Line a crossover design, complete a line plane cross, Budget compilation, complete all sections of the design of the preliminary design program; The application of computer drawing engineering drawing, according t

6、o the requirements and the teacher.The design of the route computation, the longitudinal and lateral elements, design the subgrade pavement, plane and the size of the small bridge, etc., thus completing the xigangzi to erzhan of the Hei Nen highway in section two stages preliminary designs.Key words

7、: Route, roadbed, road, culvert，Route cross，Construction management plan，Retaining wall目錄摘要Abstract 第1章 緒論11.1 選題的背景、目的及意義1 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)11.3 路線概況11.4 公路等級(jí)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)21.5 路線采用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)21.6 路線設(shè)計(jì)起訖點(diǎn)31.7 本章小結(jié)3第2章 路線42.1路線方案的說明和比較4 2.1.1 了解資料4 2.1.2 定線的原則與方法4 2.1.3 定線具體過程 4 2.1.4 路線方案的比選52.2 路線平面設(shè)計(jì)5 2.2.1 確定各平曲線半徑及緩

8、和曲線長(zhǎng)度5 2.2.2設(shè)計(jì)確定平曲線的原則7 2.2.3特殊線形設(shè)計(jì)方法7 2.2.4 編制直線及轉(zhuǎn)角一覽表10 2.2.5平面圖標(biāo)注10 2.2.6 彎道視距的檢查10 2.2.7 繪圖10 2.3 路線縱斷面設(shè)計(jì)10 2.3.1點(diǎn)繪地面線10 2.3.2 拉坡 調(diào)坡 定坡10 2.3.3 確定縱坡度，變坡點(diǎn)的位置10 2.3.4 縱斷面圖的詳細(xì)設(shè)計(jì)10 2.3.5 平、豎曲線的組合10 2.3.6豎曲線要素的計(jì)算112.3.7 平縱線形設(shè)計(jì)應(yīng)注意避免的組合112.4 本章小結(jié)12第3章 路基路面及排水133.1路基設(shè)計(jì)13 3.1.1 邊坡的確定13 3.1.2 路基高度的確定13 3.

9、1.3 加寬超高設(shè)計(jì)14 3.1.4 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則16 3. 1. 5 擋土墻設(shè)計(jì)17 3.1.6 橫斷面的繪出25 3.2路面設(shè)計(jì)25 設(shè)計(jì)原則25 路面結(jié)構(gòu)的確定及材料的選擇25 施工要求25 路面設(shè)計(jì)計(jì)算書263.3 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則343.4本章小結(jié)34第4章 橋涵 涵洞354.1 全線采用的涵洞354.2 涵洞的設(shè)計(jì)35 小橋涵位置確定35 洞口類型的選擇35 涵洞計(jì)算354.3 本章小結(jié)37第5章 路線交叉385.1 全線采用的路線交叉說明38 5.1.1 平面交叉設(shè)計(jì)概述38 5.1.2 平面交叉設(shè)計(jì)的基本要求385.2 平面交叉設(shè)計(jì)38 交叉口設(shè)計(jì)類型38 交叉口設(shè)計(jì)技

10、術(shù)指標(biāo)38 平面交叉計(jì)算385.3 本章小結(jié)41第6章 環(huán)保設(shè)計(jì)416.1 環(huán)保設(shè)計(jì)方案416.2 本章小結(jié)41第7章 施工組織427.1 路基施工42 7.1.1施工準(zhǔn)備42 填方路基施工42 挖方路基施工42 7.1.4路基填筑施工圖427.2水泥穩(wěn)定底基層施工42 下承層的準(zhǔn)備42 測(cè)量放樣42 混合料的拌和42 攤鋪混合料43 水泥穩(wěn)定基層施工工藝437.3 水泥混凝土路面的施工工藝43 混合料設(shè)計(jì)43 施工方法437.4涵洞工程施工43 鋼筋砼管涵施工工藝44 圓管涵施工工藝流程圖44結(jié)論51參考文獻(xiàn)52致謝53 第1章 緒 論1.1 選題的背景、目的及意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在對(duì)公路勘測(cè)

11、設(shè)計(jì)、路基工程、路面工程、橋梁工程及其它有關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，并在教師的指導(dǎo)下，完成一段公路的兩階段初步設(shè)計(jì)任務(wù)。本次設(shè)計(jì)的目的和意義是應(yīng)用學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，根據(jù)自己專業(yè)的服務(wù)去向,在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立的完成一段公路的初步設(shè)計(jì)任務(wù)。通過此次設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)我們的綜合設(shè)計(jì)能力,進(jìn)而把學(xué)過的知識(shí)加以系統(tǒng)的應(yīng)用和鞏固，使理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。掌握路線設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)、小橋涵設(shè)計(jì)及初步設(shè)計(jì)概算設(shè)計(jì)理論和具體設(shè)計(jì)方法，并能夠獨(dú)立完成全部設(shè)計(jì)的圖表。為自己走向工作崗位后適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)踐的需要打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)主要包括：依據(jù)地形圖完成給定的初步設(shè)計(jì)路線設(shè)計(jì)： 紙上定線（山嶺區(qū)或越

12、嶺線） 進(jìn)行方案比較（局部） 進(jìn)行路線平面設(shè)計(jì) 進(jìn)行路線縱斷面設(shè)計(jì)。路基設(shè)計(jì)： 完成2km路基橫斷面設(shè)計(jì).土石方計(jì)算 及路基排水設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，邊坡設(shè)計(jì)。路面設(shè)計(jì)： 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)（詳細(xì)設(shè)計(jì)）。小橋涵設(shè)計(jì)：結(jié)合自身設(shè)計(jì)，完成一項(xiàng)涵洞設(shè)計(jì)。路線平面交叉設(shè)計(jì)：完成一處路線平面交叉設(shè)計(jì)。施工組織設(shè)計(jì)：完成施工組織設(shè)計(jì)重要是是施工進(jìn)度和施工方法專項(xiàng)設(shè)計(jì)：路基擋土墻設(shè)計(jì)。1.3 路線概況本設(shè)計(jì)路段為山嶺區(qū),沿線為第四級(jí)沖擊和洪積層，表層土壤為中液限粘土，中層為沖積形成的砂礫，圓礫，底層為白堊系砂巖。土壤滲透性較好，地層比較穩(wěn)定。工程名稱：黑（河）嫩（江）公路西崗子至二站段,路線位于東經(jīng)1265905

13、1273050，北緯493955495403之間。屬山嶺重丘區(qū)，植被為人工林和次生林，沿線所處自然區(qū)劃為區(qū)。年平均氣溫為3.0C 降雨量400mm600mm。冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng) 年平均風(fēng)速3.5m/s 多年平均最大凍深2.0米。水文情況：地表排水良好，地下水位埋深小于3米。公路主要病害：凍脹翻漿延流水。1.4 公路等級(jí)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1-1)1.5 1.6 起點(diǎn)坐標(biāo) N-5185800 E-22396500 起點(diǎn)高程 519.000終點(diǎn)坐標(biāo) N-5183600 E-22399100 終點(diǎn)高程 590.320黑（河）嫩（江）公路西崗子至二站段 第2章 路線線形設(shè)計(jì)2.1路線方案的說明和比較2 .1

14、.1 了解資料首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況。定線的原則根據(jù)給定的起終點(diǎn)，分析其直線距離和所需的展線長(zhǎng)度，選擇合適的中間控制點(diǎn)。在路線各種可能的走向中，初步擬定可行的路線方案，（如果有可行的局部路線方案，應(yīng)進(jìn)行比較確定），然后進(jìn)行紙上定線。1在1:10000的小比例尺地形圖上在起，終控制點(diǎn)間研究路線的總體布局，找出中間控制點(diǎn)。根據(jù)相鄰控制點(diǎn)間的地形、地貌、地質(zhì)、農(nóng)田等分布情況，選擇地勢(shì)平緩山坡順直的地帶，擬定路線各種可行方案。 2.對(duì)于山嶺重丘地形，定線時(shí)應(yīng)以縱坡度為主導(dǎo)；對(duì)于平原微丘區(qū)域（即地形平坦）地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶

15、，選線以路線平面線形為主導(dǎo)。最終合理確定出公路中線的位置（定出交點(diǎn)）。定線具體過程 （1）試坡：定均坡線。在山嶺重丘地帶，根據(jù)等高線間距和所選定的平均縱坡（視路線高差大小，一般選5%-5.5%）按計(jì)算得等高線間平均長(zhǎng)度a(a=等高距/平均縱坡)進(jìn)行試坡（用分規(guī)卡等高線），本設(shè)計(jì)中a取2cm，將各點(diǎn)連成折線，即均坡線。 （2）定導(dǎo)向線：分析這條均坡線對(duì)地形、地物等艱苦工程和不良地質(zhì)的避讓情況。如有不合理之處，應(yīng)選擇出須避讓的中間控制點(diǎn)，調(diào)整平均縱坡，重新試坡。經(jīng)過調(diào)整后得出的折線，稱為導(dǎo)向線。（3）平面試線：穿直線：按照“照顧多數(shù)，保證重點(diǎn)”的原則綜合考慮平面線形設(shè)計(jì)的要求，穿線交點(diǎn)，初定路線導(dǎo)

16、線（初定出交點(diǎn)）。敷設(shè)曲線：按照路中線計(jì)劃通過部位選取且注明各彎道的圓曲線的長(zhǎng)度。平面試線中要考慮平縱橫配合，滿足線形設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求，綜合分析地形、地物等情況，穿出直線并選定曲線半徑。 （4）修正導(dǎo)向線：縱斷面控制：在平面試線的基礎(chǔ)上點(diǎn)繪出粗略縱斷面地形線，（可用分規(guī)直接在圖紙上量距，確定地面標(biāo)高），進(jìn)行初步縱坡設(shè)計(jì)，并根據(jù)縱坡設(shè)計(jì)情況修正平面線形。橫斷面較核：根據(jù)初步縱坡設(shè)計(jì)，計(jì)算出路基填挖高度，繪出工程困難地段的路基橫斷面圖（如地面橫坡陡或工程地質(zhì)不良地段等），根據(jù)路基橫斷面的情況修平面線形。 （5）定線： 經(jīng)過幾次修正后，最終確定出滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，平縱線型都比較合適的路線導(dǎo)線，最終

17、定出交點(diǎn)位置（一般由交點(diǎn)坐標(biāo)控制）。 路線方案的比選 如有路線局部方案，應(yīng)分別進(jìn)行定線設(shè)計(jì)，經(jīng)論證比較定出推薦方案，路線方案比較選擇主要考慮下列因素：（1）路線長(zhǎng)度；（2）平、縱面線形指標(biāo)的高低及配合情況；（3）占地面積；（4）工程數(shù)量（路基土石工程數(shù)量，橋梁涵洞工程數(shù)量）；（5）造價(jià)等。2.2 路線平面設(shè)計(jì) 根據(jù)路線幾何線形設(shè)計(jì)要求，確定路線平面線形各要素及其他們之間的配合；線形應(yīng)與地、地物相適應(yīng)，與道路所經(jīng)地帶的地形、地物、環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，而且減少工程數(shù)量，節(jié)省投資。 確定各平曲線半徑及緩和曲線長(zhǎng)度 設(shè)計(jì)確定平曲線的原則1.在條件允許的情況下盡量使用大的曲線半徑（R10000m）。2.一

18、般情況下使用極限半徑的48倍或超高為24%的原曲線半徑值，即3901500m為宜。3.從現(xiàn)行設(shè)計(jì)要求方面考慮，曲線長(zhǎng)度按最小值58倍。4.地形受限時(shí)曲線半徑應(yīng)該盡量大于一般最小半徑。5.從視覺連續(xù)性角度，緩和曲線長(zhǎng)度與平曲線半徑間應(yīng)有如下關(guān)系。6.為使線形連續(xù)協(xié)調(diào)宜將回旋線與原曲線長(zhǎng)度比例定位1：1：1，當(dāng)曲線半徑較大，平曲線較長(zhǎng)時(shí) 也可以為1 ：2：1。7.盡量保證全線指標(biāo)均衡。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，本次設(shè)計(jì)段路為二級(jí)路，設(shè)計(jì)速度為60Km/h，設(shè)計(jì)年限20年，全線共設(shè)10條平曲線，其中包含基本型和S形曲線等多種曲線。 特殊線形設(shè)計(jì)方法1、基本型：按直線回旋線圓曲線回旋線直線的順序組合，為了使線形連

19、續(xù)協(xié)調(diào)，宜將回旋線圓曲線回旋線的長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)成1:1:1；當(dāng)半徑較大，平曲線較長(zhǎng)時(shí)，也可以將回旋線圓曲線回旋線的長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)成1:2:1等組合形式。 校正后的交點(diǎn)與原來的交點(diǎn)相符。2、S型曲線：兩個(gè)反向圓曲線用回旋線連接的組合，兩圓曲線的半徑之比不宜過大，比值宜1：2，兩個(gè)回旋線參數(shù)A1與A2之比應(yīng)小于2.0，有條件時(shí)以小于1.5為宜。當(dāng)回旋線間不得以插入直線時(shí)，其直線的長(zhǎng)度應(yīng)符合以下公式：L（A1+ A2）/40。S型曲線計(jì)算算例例如JD6、JD7成S型JD6樁號(hào)為K82+343.331，偏角為左383617.8JD7樁號(hào)為K82+850.903，偏角為右304013.0交點(diǎn)間距mm m m 設(shè)

20、計(jì)曲線2的半徑和緩和曲線長(zhǎng)mmmm擬m 在1到1/3之間由上兩式解得mmmmm各項(xiàng)驗(yàn)算滿足要求(1) ZH=JD- Th1 = K82+071.250HY=ZH+Ls1= K82+239.250YH=HZ- Ls1 = K82+431.724HZ=ZH+Lh= K82+599.724(2) ZH=JD- Th2 = K82+601.398 HY=ZH+Ls2= K82+751.398 YH=HZ- Ls2 = K82+941.312 HZ=ZH+Lh= K83+091.312式中：ZH第一緩和曲線起點(diǎn)（直緩點(diǎn)）HY第一緩和曲線終點(diǎn)（緩圓點(diǎn)）YH第二緩和曲線終點(diǎn)（圓緩點(diǎn)）HZ-第二緩和曲線起點(diǎn)（

21、緩直點(diǎn)） 根據(jù)路線幾何線形設(shè)計(jì)要求，確定路線平面線形各要素及其他們之間的配合；線形應(yīng)與地形.地物相適應(yīng)，與道路所經(jīng)地帶的地形.地物.環(huán)境.景觀相協(xié)調(diào)，而且減少工程數(shù)量，節(jié)省投資。在以上工作完成后，即可以繪制等高線根據(jù)中樁地面高程以及橫斷面數(shù)據(jù)利用內(nèi)差繪制等高線。2.2.4 編制直線及轉(zhuǎn)角一覽表根據(jù)所得數(shù)據(jù)填寫直線轉(zhuǎn)角一覽表2.2.5 平面圖標(biāo)注路線起終點(diǎn)里程、交點(diǎn)位置及編號(hào)、公里樁、百米樁、水準(zhǔn)點(diǎn)地物、人工構(gòu)造物、曲線主點(diǎn)樁號(hào)、曲線要素表、坐標(biāo)網(wǎng)格等。2.2.6 彎道視距的檢查對(duì)于曲線內(nèi)側(cè)受建筑物、樹木、路塹邊坡等限制較嚴(yán)的彎道應(yīng)進(jìn)行視距檢查，對(duì)于需要進(jìn)行工程處理來保持視距的彎道繪出視距包絡(luò)圖

22、。2.2.7 繪圖根據(jù)路基橫斷面設(shè)計(jì)圖確定出公路用地范圍，并據(jù)此繪出公路用地圖，比例尺：縱向1:2000,橫向1:1000,圖上標(biāo)出百米樁左右兩側(cè)的用地范圍，連結(jié)細(xì)實(shí)線，并注上占地寬度，各曲線要素點(diǎn)要標(biāo)出。單曲線內(nèi)中樁坐標(biāo)計(jì)算2.3 路線縱斷面設(shè)計(jì)點(diǎn)繪地面線根據(jù)各里程樁號(hào)及對(duì)應(yīng)的地面高程，點(diǎn)繪出路線地面線 。 拉坡 調(diào)坡 定坡 確定設(shè)計(jì)高程時(shí)，應(yīng)根據(jù)公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定公路的最大縱坡、限制坡長(zhǎng)、縱坡折減、合成坡度等，并結(jié)合路線起終點(diǎn)、橋隧、交叉口、越嶺線埡口、沿溪線水位等控制點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)點(diǎn)的高程，確定出公路路線縱斷面設(shè)計(jì)線。該設(shè)計(jì)線必須滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又盡可能照顧平縱面線形的協(xié)調(diào)。同時(shí)還是最經(jīng)濟(jì)的設(shè)

23、計(jì)。 確定縱坡度，變坡點(diǎn)的位置 高程縱斷面設(shè)計(jì)線不宜太碎，應(yīng)保證最小坡長(zhǎng)要求，變坡點(diǎn)位置應(yīng)選擇在整10m樁號(hào)上，變坡點(diǎn)高程精確到小數(shù)點(diǎn)后三位，中樁精度小數(shù)點(diǎn)后三位。坡度值為“0.00%”。 縱斷面圖的詳細(xì)設(shè)計(jì)選取各變坡點(diǎn)處豎曲線半徑：計(jì)算各豎曲線要素。根據(jù)設(shè)計(jì)資料繪制出路線中樁點(diǎn)的地面線，并寫出縱斷面設(shè)計(jì)圖的地質(zhì)土壤情況，地面標(biāo)高里程樁號(hào)、橋涵位置、孔徑、結(jié)構(gòu)類型、水準(zhǔn)點(diǎn)的高程和位置坡度、填挖高度、與公路交叉的位置?？v坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮汽車的性能。有利于安全.提高車速. 減少大氣污染。應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)小于0.3%的不利于排水的縱坡度。 平、豎曲線的組合1. 平、豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線。

24、2. 平、豎曲線大小應(yīng)保持均衡。3. 暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合合理。 4. 有些平、豎曲線應(yīng)避免組合。 豎曲線要素的計(jì)算 （2-12） （2-13） （2-14） （2-15）注：R豎曲線半徑T豎曲線切線長(zhǎng)E外距 前段坡線坡度 后段坡線坡度 當(dāng)0時(shí)為凹型豎曲線；0時(shí)為凸型豎曲線。 例： 變坡點(diǎn)樁號(hào) 變坡點(diǎn)高程 R L T EK76+560 530.359 100000 0.854 85.352 42.68 0.09豎曲線起點(diǎn)高程=變坡點(diǎn)高程T 注：起點(diǎn)位于上坡段取負(fù)；起點(diǎn)位于下坡段取正切線高程=豎曲線起點(diǎn)高程+設(shè)計(jì)高程=切線高程h填挖高度=設(shè)計(jì)點(diǎn)高程-地面高程 注：凹型豎曲線取正；凸型豎曲

25、線取負(fù)；計(jì)算點(diǎn)到豎曲線起點(diǎn)距離坡線的中縱坡度；上坡取正；下坡取負(fù)；h豎曲線上任意點(diǎn)的距離 平縱線形設(shè)計(jì)應(yīng)注意避免的組合1.應(yīng)避免在凸型曲線的頂部和凹型豎曲線的底部插入小半徑平曲線。2.應(yīng)避免在凸型豎曲線的頂部和凹型豎曲線的底部與反向平曲線變曲點(diǎn)重合。3.在長(zhǎng)直線段或長(zhǎng)平曲線內(nèi)要盡量設(shè)成直坡線避免設(shè)置凸凹看不見的線形。4.平曲線長(zhǎng)直線段內(nèi)不要插入短的豎曲線。5.應(yīng)避免在長(zhǎng)直線上設(shè)置長(zhǎng)坡凹型豎曲線路段這種路段易產(chǎn)生視覺的錯(cuò)覺 造成超速行駛。2.4本章小節(jié)本章對(duì)公路紙上定線和方案的確定進(jìn)行了詳細(xì)介紹，同時(shí)包括了路線平面設(shè)計(jì)（平曲線半徑及緩和曲線長(zhǎng)度計(jì)算、等高線的繪制、平曲線的超高計(jì)算）、路線縱斷面設(shè)

26、計(jì)（點(diǎn)繪地面線，拉坡.調(diào)坡.定坡，確定縱坡度.變坡點(diǎn)的位置，縱斷面圖的詳細(xì)設(shè)計(jì)以及豎曲線要素計(jì)算等），還闡述了平、豎曲線的組合方式及平縱線形設(shè)計(jì)應(yīng)注意避免的組合第3章 路基路面及排水 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，必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，中期設(shè)計(jì)在公路設(shè)計(jì)中占有重要的地位。3.1路基設(shè)計(jì)根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGB01-2003 規(guī)定二級(jí)公路，山嶺區(qū)的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 表3.1路基參數(shù)表 路基寬度(m)路基邊坡坡度路面寬度 (m)右側(cè)硬路肩寬度(m)土路肩 寬度(m)邊溝 坡度10.001：1.58.50.750.

27、751：1路基橫斷面由路面寬度、路拱橫坡度、路肩、路基寬度、路基邊溝、 截水溝、取土坑、棄土坑、公路用地等組成。路拱橫坡度取1.5%， 土路肩為3%，路基邊坡為1:1.5，在設(shè)計(jì)邊溝的深度為0.6 m，寬度為0.6m，邊溝坡度均為1:1。 邊坡的確定路基邊坡坡度對(duì)路基穩(wěn)定性十分重要，確定路基邊坡坡度是路基設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。其大小取決于邊坡的土質(zhì)，巖石的性質(zhì)及水文地質(zhì)條件等自然因素和邊坡的高度。一般路基的邊坡坡度可根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的數(shù)值采用。1.路堤邊坡 一般路堤的邊坡度可根據(jù)填料種類和邊坡高度按規(guī)定坡度選用，路堤邊坡坡度超高時(shí)，單獨(dú)設(shè)計(jì)，陡坡上路基填方可采用砌石。2. 路塹邊坡 土

28、質(zhì)路塹邊坡應(yīng)根據(jù)邊坡高度，土的密實(shí)程度，地下水和地面水的情況，土的成因和生成時(shí)代等因素選定。巖石路塹邊坡，一般根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造與巖石特性對(duì)照相似工程的成功經(jīng)驗(yàn)選頂邊坡坡率。 路基高度的確定路基的填挖高度，是在路線縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮路線縱坡要求，路基穩(wěn)定性和工程經(jīng)濟(jì)等因素確定。從路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求出發(fā)，路基上部土層應(yīng)處于干燥或中濕狀態(tài)，路基高度應(yīng)根據(jù)臨界高度并結(jié)合公路沿線具體條件和排水及防護(hù)措施確定路基的最小填土高度。路基橫斷面設(shè)計(jì)是在橫斷面測(cè)量所得的數(shù)據(jù)點(diǎn)繪到橫斷面上,按縱斷面設(shè)計(jì)確定的填高度和平曲線上的超高,加寬值逐樁繪出路基橫斷面設(shè)計(jì)圖,并計(jì)算的填挖中樁高度,填方面積和挖方面積分別標(biāo)注于

29、橫斷面圖上。填、挖方面積的計(jì)算方法填挖面積的計(jì)算方法包括積距法、幾何圖形法、混合法、求積儀法,本設(shè)計(jì)采用積距法。圖3-1 橫斷面計(jì)算圖如圖每隔1cm量出高度累計(jì)相加由于比例尺為1:200結(jié)果乘以4得到填挖方面最后把結(jié)果減去(填方)或加上(挖方)路面結(jié)構(gòu)層面積即得該斷面的填挖方面積，對(duì)于半填半挖路段，填挖面積應(yīng)該分別寫出。 加寬超高設(shè)計(jì)1.加寬 當(dāng)半徑小于等于250m時(shí)，為了保證車的安全，曲線段上的正常寬度應(yīng)做適當(dāng)?shù)募訉挘霃酱笥?50時(shí)不加寬。2.超高二級(jí)公路設(shè)計(jì)時(shí)速為60km/h時(shí)，當(dāng)平曲線半徑小于1500m時(shí)為讓汽車在曲線上行駛時(shí)能夠獲得一個(gè)指向曲線圓心的橫向分力，以克服離心力對(duì)行車的影響

30、應(yīng)設(shè)置超高。本設(shè)計(jì)中超高的設(shè)置方法采用的是繞邊線旋轉(zhuǎn)的方法，超高的形成過程包括提肩階段、雙坡階段和旋轉(zhuǎn)階段。3.超高值的計(jì)算路基設(shè)計(jì)調(diào)和一般是指路肩邊緣的高程，在超高設(shè)置段路基及中線的填、挖高度內(nèi)改變，因此在該段應(yīng)對(duì)超高值進(jìn)行計(jì)算。下面是計(jì)算各超高緩和段上各斷面的超高值，公式摘錄如下：表3.2 繞路面內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式超高位置計(jì)算公式備注1.計(jì)算結(jié)果均為與設(shè)計(jì)高之高差；2.臨界端面距超高緩和段的 起點(diǎn)：全超高階段外緣中線內(nèi)緣超高過度段外緣中線內(nèi)緣以樁號(hào)(K76+690.745K77+231.554)為例：LS=150m V=60Km/h R=500m 查得ib=4.0%m LC LS 取

31、1） 圓曲線的全超高斷面 h內(nèi)=(bJTiJT+bJYiG)-(bJT+bJY)+b ib =(0.753%+0.751.5% )-( 0.75+0.75+0) 4.0%=-0.02625H中=(bJTiJT +bJYiG)+(B/2)ib =(0.753%+0.751.5% )+3.54%=0.17375H外=(bJTiJT+bJYiG)+(B+bJT+bJY)ib= (0.753%+0.751.5% )+8.54%=0.373752) 超高緩和段超高值計(jì)算：（1）雙坡斷面 h內(nèi)=(bJTiJ+bJYiG)-(bJ+bx)iG=(0.753%+1.51.5%)-(0.75+0.75+0)1.

32、5%=0.01125h外=bJT(iJ-iG)+x/x0B+2(bJT+bJY) iG =0.75(3%-1.5%)+9.255/13.1257.0+2(0.75+0.75) 1.5%=0.101 h中=(bJTiJT+bJYiG)+(B/2)iG=(0.753%+0.751.5% )+ 3.51.5%=0.08625x0 = LciG/ib=351.5%/4.0%=13.125（2）旋轉(zhuǎn)斷面h=(bJTiJT+bJYiG)-(bJT+bJY)+bxix =(0.753%+0.751.5%)-( 0.75+0.75+0)+0 0.039=-0.02475h外=(bJTiJT+bJYiG)+(B

33、+bJT+bJY)ix= (0.753%+0.751.5%) +8.50.039=0.365h中=(bJTiJT+bJYiG)+(B/2)ix =(0.753%+1.52% )+ 3.00.039 =0.15075式中：B行車道寬度（m）bj 路肩寬度（m）b圓曲線的加寬值（m）bxX距離處的路基加寬值（m）超高橫坡度路拱橫坡度路肩橫坡度與路拱同坡度的單向超高點(diǎn)至超高緩和段起點(diǎn)的距離（m）x超高緩和段中任意一點(diǎn)至超高緩和段起點(diǎn)的距離（m）4超高設(shè)計(jì)圖的繪制按比例繪制一條水平基線,代表路中心線,并認(rèn)為基線路面橫坡是為零。繪制兩側(cè)路面邊緣線,路邊緣線離開基線的距離,代表橫坡度的大小。標(biāo)注路面路肩橫

34、坡度,以前進(jìn)方向右側(cè)斜的路拱橫向坡度為正,向左傾斜為負(fù)。排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1. 一般規(guī)定 (1)二級(jí)公路路基路面排水應(yīng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，使各種排水設(shè)施形成一個(gè)功能齊全，排水能力強(qiáng)的完整排水系統(tǒng)。 (2)路基排水設(shè)計(jì)應(yīng)與農(nóng)田水利建設(shè)規(guī)劃相配合，防止沖毀農(nóng)田或危害農(nóng)田水利設(shè)施，當(dāng)路基占用灌溉溝渠時(shí)，應(yīng)予恢復(fù)，并采取必要的防滲措施。 (3)公路穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)時(shí)，排水設(shè)計(jì)應(yīng)與現(xiàn)有供、排水設(shè)施及建設(shè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。(4)排水困難地段可通過提高路基或采取降低地下水位、設(shè)置隔離層等措施，使路基處于干燥、中濕狀態(tài)。2.地質(zhì)情況 本段處在干燥或中濕狀態(tài) ，路基排水基本順暢，但也出現(xiàn)挖方及矮路堤，在大部分地區(qū)及挖方路段需

35、設(shè)置邊溝，并且兩側(cè)100米左右的路段由于是填方向挖方過渡，填土高度較小，屬于矮路堤都必須設(shè)置邊溝。當(dāng)排水量大時(shí)應(yīng)進(jìn)行流量計(jì)算，在小半徑曲線設(shè)置超高的地段，邊溝宜加深。邊溝縱坡應(yīng)與路線縱坡一致，但本路線全線地面起伏很大，且橫斷面高差很大，在許多路段無法滿足此項(xiàng)要求。在路基兩側(cè)設(shè)置邊溝，一般情況下挖方路基和填土高度小于1.0m的路堤應(yīng)設(shè)置邊溝，邊溝最大縱坡為3%,最小縱坡為0.3%。在一些地線橫向排水好的路堤也可不設(shè)邊溝。全線橫向排水基本良好，路基受地下水影響小，不需全線設(shè)置邊溝，路線右側(cè)高，左側(cè)低，右側(cè)需設(shè)邊溝的地段少一些?？v向排水全部按設(shè)置3m護(hù)坡道的情況選擇，挖方路段選路基邊坡坡腳以外2米。

36、邊溝出口必須設(shè)在橫向排水良好或涵洞的地段使邊溝匯集來的水能順暢的排向路基范圍以外，以保持路基處在干燥或中濕狀態(tài)。各種排水設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量少占農(nóng)田，并與水利規(guī)劃和土地使用相配合進(jìn)行綜合規(guī)劃，排水口應(yīng)盡可能引接至天然河溝，以減少橋涵工程，不宜直接注入農(nóng)田。應(yīng)采取就地取材，因地制宜的原則。在路基兩側(cè)設(shè)置邊溝，一般情況下挖方路基和填土高度小于1.0m的路堤應(yīng)設(shè)置邊溝，邊溝采用梯形，邊溝的底寬為0.6m, 深度為0.6m, 內(nèi)側(cè)邊坡采用1:1,外側(cè)邊坡為1：1。邊溝最大縱坡為3.0%,最小縱坡為0.3%。在一些地線橫向排水好的路堤也可不設(shè)邊溝。紙上定線在地形圖上示出排水溝渠的平面位置。涵洞與路正交，縱坡

37、度最大為2%，涵管直徑為1.50m。 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。在公路工程中，它廣泛應(yīng)用在支撐路堤或路塹邊坡，隧道洞口，橋梁兩端及河流岸壁等。1、設(shè)置擋土墻的幾種情況路基在遇到下列情況時(shí)可考慮修建擋土墻：（1）路基位于陡坡地段或巖石風(fēng)化的路塹邊緣地段；（2）為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段；（3）可能發(fā)生塌方，滑坡的不良地質(zhì)地段；（4）水流沖刷嚴(yán)重或長(zhǎng)期受水浸泡的沿河路基地段；（5）為節(jié)約用地，減少拆遷或少占農(nóng)田的地段；（6）為保護(hù)重要建筑物，生態(tài)環(huán)境或其它特殊需要的地段.本設(shè)計(jì)在K76+475.000K76+575.000處填方高度相對(duì)較大

38、，路基邊坡穩(wěn)定性不足，所以在此設(shè)置重力式擋土墻。2、重力式擋土墻設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題（1）仰斜式路肩擋土墻是靠墻身自重來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定的，它具有形式簡(jiǎn)單，施工方便，可就地取材，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，因而應(yīng)用十分廣泛。（2）重力式擋土墻一般多用片(塊)石砌筑，在缺乏石料的地區(qū)有時(shí)也用水泥混凝土預(yù)制塊修建，或直接用水泥混凝土澆筑。（3）根據(jù)墻背傾角的不同，重力式擋土墻又可細(xì)分為仰斜式、豎直式、衡重式、俯斜式和凸形等5種。仰斜墻背所受主動(dòng)土壓力最小，故墻身斷面較經(jīng)濟(jì)；俯斜墻背所受土壓力較大，通常在地面橫坡陡峻時(shí)采用，可憑借陡直的墻面以減少墻高；俯斜墻背可做成臺(tái)階形，以增加墻背與填土間的摩擦

39、力，豎直墻背的特點(diǎn)則介于仰斜墻背和俯斜墻背之間；凸形折線墻背由仰斜墻背演變而成，主要為減少上部的斷面尺寸；衡重墻背在上下墻間設(shè)有衡重臺(tái)，利用其上填土的重力使全墻重心后移，增加了墻身的穩(wěn)定。（4）擋土墻宜采用滲水性強(qiáng)的砂性土、粉煤灰等材料作為墻背填料，當(dāng)采用粘性土作填料時(shí)，宜摻入適量的碎石。在季節(jié)性凍土區(qū)，應(yīng)選擇爐渣、碎石、粗砂等非凍脹性填料，并應(yīng)分層夯實(shí)。（5）沉降縫、伸縮縫、泄水孔及排水一般沿墻長(zhǎng)1020m設(shè)置伸縮縫，墻高突變或基底地質(zhì)、水文情況變化處均應(yīng)設(shè)置沉降縫，兩者可合并設(shè)置，縫寬約2030mm，沿縫的三邊填塞瀝青麻筋或涂瀝青木板，塞入深度0.2m。根據(jù)墻背填料的透水性能及滲水量設(shè)置泄

40、水孔和墻背反濾層，泄水孔孔徑宜100mm，且向外傾斜5%，沿墻高和墻長(zhǎng)每隔23m上下交錯(cuò)布置；孔的進(jìn)水側(cè)設(shè)厚度0.3m的反濾層；最下排泄水孔應(yīng)高出地面或水面0.3m；墻背應(yīng)設(shè)置隔水層，一般做0.20.3m厚的粘土隔水層。根據(jù)需要，可采用地表排水、填土外設(shè)截水溝、填土表面設(shè)隔水層、墻面防水層、排水溝等措施，防止地表水滲入擋土墻。（6）對(duì)于擋土墻基礎(chǔ)埋深的問題,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D302004) 5.4.3條規(guī)定：擋土墻基礎(chǔ)置于土質(zhì)地基時(shí)，基礎(chǔ)埋深不得小于1m。當(dāng)凍結(jié)深度小于或等于1m時(shí)，基底應(yīng)在凍結(jié)線以下不小于0.25m，并應(yīng)符合基礎(chǔ)最小埋置深度不小于1m的要求；當(dāng)凍結(jié)深度超過1m時(shí)，基

41、底最小埋深不得小于1.25m，還應(yīng)將基底至凍結(jié)線以下0.25m深度范圍的地基土換填為弱凍脹材料。路塹式擋土墻基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于路塹邊溝底面不小于0.5m。（7）擋土墻宜采用明挖基礎(chǔ)?；捉ㄖ诖笥?%縱向斜坡上的擋土墻，基底應(yīng)設(shè)計(jì)為臺(tái)階式。（8）根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，高度6m以上的重力式擋土墻，其經(jīng)濟(jì)性、安全性均不如樁錨體系擋土結(jié)構(gòu)。所以如非特殊情況，高度6m以上盡量少采用重力式擋土墻。（9）設(shè)計(jì)中墻背填土內(nèi)摩擦角、土對(duì)擋土墻背的摩擦角、地基土對(duì)墻基底的摩擦系數(shù)等參數(shù)，對(duì)墻身截面尺寸影響較大，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或傳統(tǒng)資料準(zhǔn)確選用。（10）一般重力式擋土墻的設(shè)計(jì)需考慮以下五方面問的題：抗滑移穩(wěn)定性； 抗傾穩(wěn)定性

42、；墻身的強(qiáng)度；地基的承載力；地基的整體穩(wěn)定性。其中墻身的強(qiáng)度一般都能滿足要求，不必計(jì)算，如有必要，僅驗(yàn)算墻身和基礎(chǔ)結(jié)合處的強(qiáng)度即可。（11）重力式擋土墻的設(shè)計(jì)，一般是先根據(jù)墻后填土性質(zhì)，工程地質(zhì)情況和砌筑材料等條件憑經(jīng)驗(yàn)初步擬定擋土墻截面尺寸, 首先作抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算, 如不能滿足要求, 則改變截面尺寸重新驗(yàn)算, 待滿足抗滑移要求后再作其它各種驗(yàn)算，即通常是抗滑移穩(wěn)定性決定了擋土墻的截面尺寸。3、本設(shè)計(jì)重力式擋土墻截面尺寸擬定以及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的采用本設(shè)計(jì)采用重力式仰斜式擋土墻，擬定墻面高度H=6.5m，墻背坡度N1=-0.33，墻面坡度M=0，墻底傾斜坡度N2=0.2，墻頂寬度b1=1.2，墻趾

43、寬度db=0.8m，墻趾高度bh=0.8m，基地內(nèi)傾坡度，路基寬度，土路基寬度，墻背填土為砂土，填料容重，填料內(nèi)摩擦角， 外摩擦角，=2.31，重要性系數(shù)，擋土墻分段長(zhǎng)度。地基情況：砂性土密實(shí)，基底容許承載力，地基土的內(nèi)摩擦系數(shù)系數(shù)。墻身材料：墻體圬工為5號(hào)砂漿，漿砌10號(hào)片石砌筑，砌體容重，砌體極限抗壓強(qiáng)度Ra=399KPa 。4、墻背主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)計(jì)算假設(shè)破裂面交與荷載內(nèi)，采用相應(yīng)的公式計(jì)算：擋墻的尺寸：6.5m3.345m a=2.0m b=3.0m（1）擋土墻自重及重心計(jì)算=1.23m（2）墻后填土以及車輛荷載引起的主動(dòng)土壓力車輛荷載作用下的土壓力按墻高確定的附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算

44、，即： （3.24）式中 墻后填土的容重；附加荷載強(qiáng)度，按表3.1取值。表3.3 附加荷載強(qiáng)度q墻高H(m)Q(kpa)2.020.010.010.0注：H=2.010.0m時(shí)，q可線性內(nèi)插確定。查表3.1得，當(dāng)H=6.5m時(shí)，內(nèi)插求得q=15.625kpam70.93 = =0.1577=28.58 假設(shè)成立，破裂面交于荷載內(nèi)kN/m土壓力的水平分量kNkNm5、重力式擋土墻力學(xué)驗(yàn)算（1）抗滑穩(wěn)定性檢算 滑動(dòng)穩(wěn)定性方程： （3.25）式中 擋土墻自重，G=300.30KN墻背主動(dòng)土壓力的水平于垂直分力；基底傾斜角，本設(shè)計(jì)中=0.2；主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)組合為，時(shí)，=1.4；當(dāng)組合為，時(shí)，=

45、1.3；地基土的內(nèi)摩擦系數(shù)由公式（3.25），得： 所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求。（2）抗傾覆穩(wěn)定性檢算所以抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。（3）基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算：=0.48m=0.6865m因?yàn)椋詽M足規(guī)范要求。式中基底邊緣最大，最小壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值,KN B基礎(chǔ)寬度，m 代入公式求出： 因?yàn)?，所以滿足規(guī)范規(guī)定。墻身截面驗(yàn)算（驗(yàn)算1/2截面處）： =0.022=0.600=30.96 =0.389將h1,h3,h4代入以上公式中得：=1.944土壓力的水平和垂直分力為：強(qiáng)度計(jì)算公式： 式中：抗力安全系數(shù)。 (查表)材料極限抗壓強(qiáng)度，=399KpaA擋土墻構(gòu)件的計(jì)算截面積 。軸向力偏心影響系數(shù)。設(shè)計(jì)軸向力，=重要性系數(shù)，=1.0所以強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求。穩(wěn)定計(jì)算公式： 式中： 系數(shù)，查表得=0.002所以強(qiáng)度驗(yàn)算合格。3.1.6橫斷面的繪出橫斷面設(shè)計(jì)一般比例為1:200, 在橫斷面圖上，按縱斷面設(shè)計(jì)確定的填挖高度和平面設(shè)計(jì)的超高，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的路基寬