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1、河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(畢業(yè)論文) 2014年P(guān)AGE PAGE 30摘 要本設(shè)計(jì)是四川省仁壽縣至洪雅縣段高速公路設(shè)計(jì)。路線全長(zhǎng)為6884.372m,路基寬度為24.5m,行車(chē)道寬度為43.75m,其中規(guī)劃遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為20年。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括道路技術(shù)等級(jí)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論證、道路方案設(shè)計(jì)、指定路段技術(shù)設(shè)計(jì)及專題設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括: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)、公路排水及防護(hù)工程、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中參閱了相關(guān)文獻(xiàn)資料,并嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。線形設(shè)計(jì)部分,充分考慮了地形地質(zhì)、安全、環(huán)保、土地利用、施工條件及經(jīng)濟(jì)等因素;縱斷面設(shè)計(jì)根據(jù)道路等級(jí)、沿線自然條件
2、和構(gòu)造物控制標(biāo)高等確定路線合適的標(biāo)高、各坡段的縱坡度和坡長(zhǎng),并設(shè)計(jì)豎曲線;在橫斷面設(shè)計(jì)部分綜合考慮公路等級(jí)、行車(chē)要求、自然地質(zhì)條件、施工方法,兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田建設(shè),保證路基的穩(wěn)定和排水,來(lái)作出正確的設(shè)計(jì)。在路基設(shè)計(jì)部分選擇合理的路堤填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn);在擋土墻設(shè)計(jì)部分,采用了多種擋土墻,傾斜基底,充分考慮了擋土墻的經(jīng)濟(jì)性和安全性;在公路排水及防護(hù)工程部分充分考慮到當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況,以及美化環(huán)境、改善景觀和舒緩駕駛?cè)藛T視覺(jué)疲勞等因素,對(duì)該路段部分邊坡采用草皮護(hù)坡以及窗式護(hù)面墻等進(jìn)行防護(hù);在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分,根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)地情況選用了瀝青混凝土路面。本設(shè)計(jì)使用了緯地道路設(shè)計(jì)軟件出圖,效率高。關(guān)鍵詞:路線;高
3、速公路設(shè)計(jì);平縱橫設(shè)計(jì);路基設(shè)計(jì);擋土墻設(shè)計(jì);路面設(shè)計(jì)AbstractThis design is RenShou of SiChuan province to HongYa period of highway. The total length of route is 6476 meters. Roadbed width is 24.5 m, width is wild 4 x 3.75 m, including planning and design of vision for 20 years.Design the content and include the industrial g
4、rade of the road and proof, road conceptual design, appointing the technical design of highway section and special topic to be designed of the technical standard.It including: graphic design, alignment design, cross-sectional design, roadbed design, retaining wall design, road drainage as well as pr
5、otective engineering and pavement structure design. The design is in strict accordance with the code standard and consults related references. The factors of topography, geology, safety, environmental protection, land use, construction condition and economics were taken into consideration in linear
6、desin; in the lignment design, according to the road grade, natural conditions and control elevation of structure, the design determines the appropriate elevation, the longitudinal slope and slope length of each slope section, and designs vertical curve; in the part of cross-sectional design, the de
7、sign considers highway grade, driving requirements, natural geological condition, the construction method, and local farmland construction in order to guarantee the stability of roadbed and drainage. In the roadbed design part we should select reasonable embankment packing and compacted standards; i
8、n the part of retaining wall design, the designer uses many retaining walls and sloping base and the economy and safety of retaining wall are taken in account; in the design of highway drainage and protective engineering, in view of the factors of local geology condition, landscaping, landscape impr
9、ovement and relieving of visual fatigue of drivers, the design uses grass sod as well as facingwall of window-type to protect part of the side slope; in the part of pavement structure design, according to the design requirements and local conditions, the design selects bituminous concrete pavement.T
10、his design used Hint road design software to leave the chart, the efficiency is high.Keywords: Line; highway designing;flat freely design; subgrade design; retaining wall design; pavement design目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc389946951 0 緒論 PAGEREF _Toc389946951 h 1 HYPERLINK l _Toc389946952 1 工
11、程概況 PAGEREF _Toc389946952 h 1 HYPERLINK l _Toc389946953 1.1 地質(zhì)氣候條件及材料 PAGEREF _Toc389946953 h 2 HYPERLINK l _Toc389946954 1.2 設(shè)計(jì)原始資料 PAGEREF _Toc389946954 h 2 HYPERLINK l _Toc389946955 2 道路路線設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc389946955 h 2 HYPERLINK l _Toc389946956 2.1 道路方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc389946956 h 3 HYPERLINK l _Toc3
12、89946957 2.2 指定路段技術(shù)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc389946957 h 3 HYPERLINK l _Toc389946958 3 路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc389946958 h 10 HYPERLINK l _Toc389946959 3.1 橫斷面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc389946959 h 10 HYPERLINK l _Toc389946960 3.2 路基邊坡坡度 PAGEREF _Toc389946960 h 10 HYPERLINK l _Toc389946961 3.3 挖填結(jié)合路堤 PAGEREF _Toc389946961 h 11
13、 HYPERLINK l _Toc389946962 3.4 路基防護(hù)結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc389946962 h 11 HYPERLINK l _Toc389946963 3.5 擋土墻設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc389946963 h 12 HYPERLINK l _Toc389946964 4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc389946964 h 20 HYPERLINK l _Toc389946965 4.1 確定自然區(qū)劃和路基潮濕類(lèi)型及土基回彈模量 PAGEREF _Toc389946965 h 20 HYPERLINK l _Toc389946966 4.2
14、 交通量、軸載分析 PAGEREF _Toc389946966 h 20 HYPERLINK l _Toc389946967 4.3 選擇路面結(jié)構(gòu)形式 PAGEREF _Toc389946967 h 22 HYPERLINK l _Toc389946968 4.4 按容許彎沉計(jì)算路面厚度 PAGEREF _Toc389946968 h 22 HYPERLINK l _Toc389946969 4.5 驗(yàn)算瀝青混凝土面層底面的彎拉應(yīng)力 PAGEREF _Toc389946969 h 23 HYPERLINK l _Toc389946970 4.6 驗(yàn)算石灰粉煤灰碎礫石基層底面彎拉應(yīng)力 PAGER
15、EF _Toc389946970 h 24 HYPERLINK l _Toc389946971 5 綜合排水設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc389946971 h 26 HYPERLINK l _Toc389946972 5.1 邊溝 PAGEREF _Toc389946972 h 26 HYPERLINK l _Toc389946973 5.2 排水溝 PAGEREF _Toc389946973 h 26 HYPERLINK l _Toc389946974 5.3 截水溝 PAGEREF _Toc389946974 h 26 HYPERLINK l _Toc389946975 5.4 急流槽
16、PAGEREF _Toc389946975 h 27 HYPERLINK l _Toc389946976 5.5 涵洞 PAGEREF _Toc389946976 h 27 HYPERLINK l _Toc389946977 6 橋 PAGEREF _Toc389946977 h 27 HYPERLINK l _Toc389946978 7 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 PAGEREF _Toc389946978 h 27 HYPERLINK l _Toc389946979 8 總結(jié) PAGEREF _Toc389946979 h 28 HYPERLINK l _Toc389946980 致 謝 PAGERE
17、F _Toc389946980 h 29 HYPERLINK l _Toc389946981 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc389946981 h 30附件1:直線曲線及轉(zhuǎn)角表附件2:逐樁坐標(biāo)表附表3: 路基設(shè)計(jì)表附件4:路基土石方數(shù)量表附件5:路基超高加寬表 四川省仁壽縣至洪雅縣高速公路設(shè)計(jì)學(xué)生 楊仁 指導(dǎo)教師 董輝 河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院道橋?qū)I(yè)0 緒論高速公路能夠提高車(chē)速,使車(chē)輛快速流通,縮短物資交流周期,使人民群眾生活、工作快速、高效、便利,同時(shí)也是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的體現(xiàn)。50年來(lái),我國(guó)公路建設(shè)已取得巨大成就?;仡櫸覈?guó)公路發(fā)展歷程,對(duì)比世界公路發(fā)展趨勢(shì),可以認(rèn)為,我國(guó)公路交通正處
18、于擴(kuò)大規(guī)模、提高質(zhì)量的快速發(fā)展時(shí)期。但是,由于基礎(chǔ)十分薄弱,我國(guó)公路建設(shè)總體上還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要,與發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平相比還有較大差距。從公路技術(shù)等級(jí)看,在全國(guó)公路總里程中還有近20萬(wàn)公里等外公路,等外公路占公路總里程的比重達(dá)到14.4,西部地區(qū)更高,達(dá)到21.8,技術(shù)等級(jí)仍不理想。從行政區(qū)劃分布看,由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口分布的不平衡,公路發(fā)展在各地區(qū)之間存在著較大差距,總的來(lái)看,東部地區(qū)公路密度較大,高等級(jí)公路的比例也較高,明顯高于全國(guó)平均水平,更高于中、西部地區(qū)水平。因此,為逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的總體戰(zhàn)略目標(biāo),按照道路的使用功能和交通需求,重點(diǎn)提高經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)地區(qū)的公路技
19、術(shù)等級(jí),根據(jù)國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略,大力扶持西部地區(qū)公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),將是本世紀(jì)末以至下世紀(jì)初我國(guó)公路交通發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和路網(wǎng)完善的需求,高速公路逐步進(jìn)入山區(qū)。高速公路由于其線形指標(biāo)高,工程艱巨,投資巨大,對(duì)自然環(huán)境的破壞也非常嚴(yán)重。隨著環(huán)境保護(hù)理念的日益深入人心,對(duì)于山區(qū)高速公路的勘察設(shè)計(jì)、施工運(yùn)營(yíng)等方面的環(huán)保要求也越來(lái)越高。山區(qū)公路環(huán)境載體主要是自然環(huán)境,也是地質(zhì)環(huán)境。一般山區(qū)地形地質(zhì)條件復(fù)雜,地質(zhì)環(huán)境脆弱,地質(zhì)災(zāi)害多發(fā),高速公路的建設(shè)難免會(huì)出現(xiàn)挖坡、填溝、打洞(隧道),對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞,處理不好還會(huì)誘發(fā)和加劇各種地質(zhì)災(zāi)害,增加公路建設(shè)投資,影響工期,甚至給運(yùn)營(yíng)階段帶
20、來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。因此山區(qū)高速公路的環(huán)保主要是地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害的防治。1 工程概況遂資眉高速公路眉山段位于眉山市境內(nèi),路線經(jīng)仁壽縣北斗、謝安、寶馬、滿井、虞丞、洪峰,東坡區(qū)金花、永壽、松江、修文、三蘇,丹棱縣、仁美,洪雅縣洪川、止戈,止于洪雅縣止戈鎮(zhèn)唐埃山,接擬建的樂(lè)雅高速,路線大體呈東西走向,仁壽縣城、眉山市區(qū)、丹棱縣城、洪雅縣城為主要控制點(diǎn)。路線全長(zhǎng)119.135公里,主線采用設(shè)計(jì)速度80Km/h,雙向四車(chē)道,路基寬24.5米,全線瀝青混凝土路面,橋涵汽車(chē)荷載:公路-級(jí),設(shè)計(jì)洪水頻率:橋涵及路基1/100,橋涵與路基同寬,隧道寬210.25,A級(jí)交通工程及沿線設(shè)施,其余指標(biāo)按公路工
21、程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (JTGB01-2003)的規(guī)定與要求執(zhí)行。1.1 地質(zhì)氣候條件及材料這里氣候溫和,土壤肥沃,資源豐富,交通不發(fā)達(dá)。地勢(shì)由中間向兩側(cè)傾斜,屬低山丘陵。境內(nèi)的山脈縱橫,丘陵起伏,山間小盆地錯(cuò)落期間。巖性主要是:巖漿巖,沉積巖,變質(zhì)巖三大類(lèi),代表巖種45種,其中花崗巖,流紋巖、凝灰?guī)r等酸性巖占57.3%;閃長(zhǎng)巖、安山巖等中性占3.4%;砂礫巖、粉砂巖、頁(yè)巖等沉積巖占20.6%;片巖、變粒巖等變質(zhì)巖占18.7%。地質(zhì)構(gòu)造主要為斷裂構(gòu)造,但無(wú)大規(guī)模的區(qū)域性斷裂通過(guò),區(qū)域構(gòu)造是穩(wěn)定的。 1.2 設(shè)計(jì)原始資料(1)本段公路沿線1/2000地形圖一份。(2)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一份。(3)規(guī)劃遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限
22、為20年。交通量計(jì)算資料:表1-1 預(yù)測(cè)交通量(Pcu/d)年 度20142019202420292034交通量13054年增長(zhǎng)率()8.776.565.284.572 道路路線設(shè)計(jì)交通量計(jì)算資料:表2-1交通量計(jì)算表年 度20142019202420292034交通量1305418271235592894334607年增長(zhǎng)率()8.776.565.284.57表2-2車(chē)型比例(2014年預(yù)測(cè)結(jié)果)車(chē) 輛大型客車(chē)小型客車(chē)小型貨車(chē)中型貨車(chē)大型貨車(chē)拖掛車(chē)及集裝箱車(chē)型比例(%)14.1023.4213.4116.4718.3514.68根據(jù)資料:年平均增長(zhǎng)率是6.2950%,設(shè)計(jì)年限平均日交通量:,
23、根據(jù)規(guī)范年平均日交通量在25000-55000(輛/日)可確定為四車(chē)道高速路,設(shè)計(jì)速度100km/s。確定道路技術(shù)指標(biāo):由于該地區(qū)位于山嶺區(qū),根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2003)確定道路技術(shù)指標(biāo)如下表:表2-3主要技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目名稱單位指標(biāo)值備注公路等級(jí)高速山嶺重丘計(jì)算行車(chē)速度(Km/h)100路基寬度(m)24.5平曲線極限最小半徑(m)400平曲線一般最小半徑(m)700行車(chē)視距(m)110不設(shè)超高平曲線最小半徑(m)4000最大縱坡(%)4最小縱坡長(zhǎng)度(m)250凸型豎曲線一般最小半徑(m)10000凹型豎曲線一般最小半徑(m)6500豎曲線最小長(zhǎng)度(m)85路基設(shè)計(jì)洪水頻率1/
24、100地震基本烈度度主要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范如下:公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003);公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D20-2006);公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30-2004);公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D50-2006);公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTJ 018-1996)等。2.1 道路方案設(shè)計(jì)公路工程是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,是路線、路基、路面、防護(hù)排水、橋涵、隧道、交叉工程、沿線設(shè)施、水文、地質(zhì)、環(huán)境保護(hù)、水土保持、施工環(huán)境、養(yǎng)護(hù)等多專業(yè)為一體的綜合體系,公路設(shè)計(jì)應(yīng)綜合處理好各專業(yè)的關(guān)系,合理掌握公路的建設(shè)規(guī)模與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及全線技術(shù)指標(biāo)的總體運(yùn)用,注重平、縱、橫三個(gè)方面組合而成的立體線形,盡力
25、做到線形連續(xù)、視線良好,與沿線自然環(huán)境、地形、地物、不良地質(zhì)、規(guī)劃、文物、軍事等設(shè)施總體協(xié)調(diào)適應(yīng),減少拆遷、少占耕地,充分論證環(huán)境敏感點(diǎn)及水土保持工作。應(yīng)事先考慮好取棄地的位置,采取積極有效的治理防護(hù)措施,將環(huán)境保護(hù)、水土保持工作與公路設(shè)計(jì)緊密結(jié)合。本段公路由于地形極其復(fù)雜,在山區(qū)主要考慮道路景觀設(shè)計(jì),采取高架橋。注:具體設(shè)計(jì)內(nèi)容見(jiàn)附圖中的平面和縱斷面設(shè)計(jì)成果圖。2.2 指定路段技術(shù)設(shè)計(jì)2.2.1 路線設(shè)計(jì)路線平面設(shè)計(jì)定導(dǎo)向線路線平面設(shè)計(jì)定導(dǎo)向線(1) 在大比例尺地形圖上,仔細(xì)研究路線布局階段選定的控制點(diǎn)的地形,在選線的時(shí)候盡量避免這些點(diǎn)。還有圖形上的地質(zhì)情況,選擇有利的地形,如平緩、順直的山
26、坡,開(kāi)闊的餓側(cè)溝,利于回頭的地點(diǎn)等,擬定路線各種可能的走法。(2) 根據(jù)等高線的距離及選用的平均縱坡i均(5.0%-5.5%視地形的曲折程度而定)。在本設(shè)計(jì)中取5.0%,根據(jù)式均計(jì)算出等高線之間的平均,然后用圓規(guī)量取的距離(與比例尺地形圖相同)。從起點(diǎn)開(kāi)始按擬定走法在等高線上依次截取a,b,c等點(diǎn),如最后一點(diǎn)位置和標(biāo)高均接近另一固定點(diǎn)時(shí),說(shuō)明此方案成立,否則,修改走法或調(diào)整i均重試方案直至路線符合要求。(3) 連接各點(diǎn),分析研究形成的折線在利用地形和避讓地物,以及工程艱巨情況,選擇應(yīng)該穿過(guò)或避讓的中間點(diǎn)作為控制點(diǎn)。修正導(dǎo)線,平面試線導(dǎo)向線是一條折線,還應(yīng)該根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求綜合坡度變化情況,確
27、定必須通過(guò)的點(diǎn),做修正導(dǎo)向線。然后用以點(diǎn)連接,以線穿點(diǎn)的方法定出平面設(shè)線,反復(fù)設(shè)線最后定出交點(diǎn)。為了使路線更為經(jīng)濟(jì)合理,而當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件很復(fù)雜,因此在平面試線的基礎(chǔ)上附加敷設(shè)曲線或是隧道,確定中樁位置。做出縱、橫斷面,然后在橫斷面上用透明模板確定路基中線的最佳位置。連接這些點(diǎn),做出二次導(dǎo)線,再進(jìn)一步根據(jù)二次導(dǎo)向線對(duì)路線局部進(jìn)行修改,最后定出線位。2.2.2 平面線形設(shè)計(jì)平面線形要素組合,是對(duì)修正后的導(dǎo)向線依次在各交點(diǎn)進(jìn)行局部平曲線設(shè)計(jì)?;揪€形按“直線回旋線圓曲線回旋線直線”的順序組合。本設(shè)計(jì)均采用此種組合類(lèi)型?;拘椭械幕匦€參數(shù)以及圓曲線長(zhǎng)度均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。兩回旋線可以相等,也可以根據(jù)地
28、形條件設(shè)計(jì)成不相等的非對(duì)稱型線形。從線形的協(xié)調(diào)看,宜將曲線中的。平曲線要素計(jì)算:根據(jù)地形、地貌條件以及有關(guān)規(guī)定,首先定出緩和曲線長(zhǎng)度和圓曲線半徑小,再根據(jù)路線設(shè)計(jì)手冊(cè)中有關(guān)平曲線要素計(jì)算公式,可求得平曲線各要素值,公式如下: (2-1) (2-2) (2-3) (2-4) (2-5) (2-6) (2-7)緩和曲線切線增值,(m);設(shè)緩和曲線后,主圓曲線的內(nèi)移值,(m);緩和曲線終點(diǎn)處的緩和曲線角;切線長(zhǎng),(m);曲線長(zhǎng),指曲線的起點(diǎn)至終點(diǎn)之間的弧線長(zhǎng)度,(m);外距,指交點(diǎn)至曲線中點(diǎn)的距離,(m);校正值,(m)。:=313527.5 圖 2-1 圓曲線幾何要素注:平曲線設(shè)計(jì)成果詳見(jiàn)“附件1
29、直線、曲線及轉(zhuǎn)角表”2.2.3 縱斷面設(shè)計(jì)縱斷面圖的繪制(1) 縱坡設(shè)計(jì)的一般要求為: 縱坡設(shè)計(jì)必須滿足公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-03)的各項(xiàng)規(guī)定。 為保證車(chē)輛能以一定速度安全順適地行駛,縱坡應(yīng)有一定的平順性,起伏不宜過(guò)大和過(guò)于頻繁。盡量避免采用極限縱坡值,合理安排緩和坡段,不宜連續(xù)采用極限長(zhǎng)度的陡坡夾最短長(zhǎng)度的緩坡。 縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮,視具體情況加以處理,以保證道路的穩(wěn)定與通暢。 一般情況下縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮填挖平衡,盡量使挖方運(yùn)作就近路段填方,以減少借方,降低造價(jià)。 在平原微丘區(qū),縱坡除應(yīng)滿足最小縱坡要求外,還應(yīng)滿足最小填土高度要求,保證
30、路基穩(wěn)定。 (2) 最大縱坡的要求:各級(jí)道路允許的最大縱坡是根據(jù)汽車(chē)的動(dòng)力特征、道路等級(jí)、自然條件以及工程、運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)等因素,通過(guò)綜合分析,全面考慮,合理確定的。根據(jù)我國(guó)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-03)的規(guī)定,如受地形條件或其它特殊情況限制時(shí),經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證合理,最大縱坡可增加1%。(3) 最小縱坡的要求:為使道路上行車(chē)快速、安全和通暢,希望道路縱坡設(shè)計(jì)的小一些好。但是,在長(zhǎng)路塹、低填以及其它橫向排水不通暢地段,為保證排水要求,防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性,均應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的最小縱坡,一般情況下以不小于0.5%為宜。當(dāng)必須設(shè)計(jì)平坡或縱坡小于0.3%時(shí),邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計(jì)。(4)
31、平縱組合設(shè)計(jì): 1)設(shè)計(jì)原則(1)應(yīng)在視覺(jué)上能自然的引導(dǎo)駕駛員的視線,并保持視覺(jué)的連續(xù)性。(2)注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。(3)選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?,以利于路面排水和行?chē)安全。(4)注意與道路周?chē)h(huán)境的配合,它可以減輕駕駛員的疲勞和緊張程度,并可起到引導(dǎo)視線的作用。 2)平曲線與豎曲線的組合(1)平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合,且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于平曲線。(2)平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持平衡。 3)暗、明彎與凸、凹豎曲線的組合應(yīng)合理、悅目。(5)最小填土高度的確定:由于設(shè)計(jì)路段屬高速公路,故路基要求保持干燥狀態(tài)。該區(qū)處于3區(qū),路基所用填料為粘性土,根據(jù)規(guī)范,路基臨界高度參考值為H1=2.0
32、2.4 m,為安全起見(jiàn),取2.4 m.根據(jù)地質(zhì)條件,該區(qū)地下水位埋深為1520 m,所以本地區(qū)只需考慮最小填土高度即可。根據(jù)規(guī)范要求該地區(qū)的最小填土高度為0.40.7 m,同時(shí),需滿足0.5 m設(shè)計(jì)洪水位的要求,所以最小填土高度取1.2 m。(6)橋梁、通道控制標(biāo)高的確定:道路縱斷面設(shè)計(jì)標(biāo)高是指路基頂面邊緣的標(biāo)高,高速公路則是指中央分隔帶外側(cè)邊緣的標(biāo)高。在本設(shè)計(jì)中,路線所穿越的河流沒(méi)有通航要求,河流上的橋梁只需滿足路線和洪水的要求,洪水位為48 m。由于該段公路為高速公路,有些路段填方高度較高,故需設(shè)置通道,以避免人、畜影響交通。 (7) 坡長(zhǎng)的限制:汽車(chē)在縱坡上行駛時(shí)存在一個(gè)穩(wěn)定車(chē)速,與之相
33、對(duì)應(yīng)的有一個(gè)穩(wěn)定的坡長(zhǎng),從運(yùn)行質(zhì)量看,縱坡長(zhǎng)度不宜超過(guò)穩(wěn)定坡長(zhǎng)。因此對(duì)縱坡的長(zhǎng)度有一定的限制:根據(jù)我國(guó)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-03)的規(guī)定,最大坡長(zhǎng)為和自己的坡度有關(guān)每增長(zhǎng)一個(gè)百分點(diǎn),坡長(zhǎng)增加200m,如坡度為3%最大坡長(zhǎng)為1100m。豎曲線要素計(jì)算公式: (2-8) (2-9) (2-10)L豎曲線長(zhǎng)度,(m);R豎曲線半徑,(m);坡差,其值=i i-1,(%);T豎曲線切線長(zhǎng),(m);E豎曲線外距,(m)。(8) 縱斷面設(shè)計(jì)過(guò)程如下: 準(zhǔn)備工作:縱坡設(shè)計(jì)之前在厘米繪圖紙上,按比例標(biāo)注里程樁號(hào)和標(biāo)高,點(diǎn)繪地面線,填寫(xiě)有關(guān)內(nèi)容。 標(biāo)注控制點(diǎn),它是用“路基透明模板”在橫斷面上得到的。
34、 試坡:在已經(jīng)標(biāo)出的“控制點(diǎn)”、“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”的縱斷面圖上,根據(jù)技術(shù)指標(biāo)、選線意圖,結(jié)合地面起伏變化,本著以“控制點(diǎn)”為依據(jù),照顧多數(shù)“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”的原則,在這些點(diǎn)位間進(jìn)行穿插取值,試定出若干直坡線。 調(diào)整:調(diào)整的方法是對(duì)初擬訂的坡度線平抬、平降、延伸、縮短或改變坡度值。 核對(duì)。 定坡:經(jīng)調(diào)整核對(duì)無(wú)誤后,逐段把直坡線的坡度值、變坡點(diǎn)樁號(hào)和標(biāo)高確定下來(lái)。 設(shè)置豎曲線:根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平縱組合均衡等確定豎曲線半徑,計(jì)算豎曲線要素。以豎曲線1為例說(shuō)明豎曲線計(jì)算方法:設(shè), 曲線長(zhǎng) 切線長(zhǎng),外距圖2-2 豎曲線要素示意圖表2-5 豎曲線要素JD 要素)155121620.92310.460.87425010462
35、2.22311.113.8632.2.4超高和加寬加寬:為抵消車(chē)輛在曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力,將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的形式,這就是曲線上的超高,本段公路采用繞中央分隔帶中線旋轉(zhuǎn)的方式。對(duì)于R250m的圓曲線,由于其加寬值過(guò)小,可以不加寬。本設(shè)計(jì)中圓曲線半徑均大于250m,故不設(shè)計(jì)曲線加寬。超高:合理地設(shè)置超高,可以全部或部分抵消離心力,提高汽車(chē)行駛在曲線上的穩(wěn)定性和舒適性。根據(jù)設(shè)計(jì)速度、超高和平曲線半徑的關(guān)系,可以選取合適的超高率。2.2.5 視距計(jì)算道路設(shè)計(jì)中,要注意路線內(nèi)側(cè)是否有樹(shù)林、房屋、邊坡等阻礙司機(jī)的視線,這種處于隱蔽地段的彎道成為“暗彎”?!鞍祻潯毙枰M(jìn)行視距檢查,
36、若不能保證最短視距,加寬中間帶、加寬路肩或?qū)?gòu)造物后移等措施處理;若因挖方邊坡妨礙視線,則按所需凈距繪制視距曲線開(kāi)挖視距臺(tái)。最大橫凈距的計(jì)算;圖中陰影部分是阻礙司機(jī)視線的范圍,范圍以內(nèi)的障礙物都應(yīng)加以清除。H為內(nèi)側(cè)車(chē)道上汽車(chē)應(yīng)保證的橫凈距。假設(shè)駕駛員的視線距離路面1.2m駕駛員座位距未加寬是路面內(nèi)邊緣的水平距離為1.5m。檢查平面視距時(shí)應(yīng)以視點(diǎn)為起算點(diǎn)。車(chē)輛在彎道上行使是視點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為 (2-11)式中:R彎道圓半徑曲線,(m);B彎道路面寬度,(m)。對(duì)平面視距的檢查,首先應(yīng)計(jì)算出保證設(shè)計(jì)所需要的最大橫凈距h,其次是計(jì)算實(shí)際條件下所提供的能通視的橫凈距,若,設(shè)計(jì)視距可以得到保證,若,則
37、應(yīng)清除障礙物,以滿足的要求。最大橫凈距h,應(yīng)根據(jù)是否設(shè)置緩和曲線以及曲線長(zhǎng)度是否大于視距長(zhǎng)度等條件分別進(jìn)行。圖2-3 橫凈距計(jì)算圖則本設(shè)計(jì)中停車(chē)視距不得小于160m(設(shè)回旋曲線),取180mLShR圖2-4停車(chē)視距圖(1)(如右圖) 滿足要求。(2) 大于160m,所以計(jì)算同(1)2.2.6 逐樁坐標(biāo)表高等級(jí)公路的線性指標(biāo)高,表現(xiàn)在平面上是圓曲線半徑較大,緩和曲線較長(zhǎng),在測(cè)設(shè)和放樣時(shí)須采用坐標(biāo)法,方能保證其測(cè)量精度。本段采用高斯投影3度帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。逐樁坐標(biāo)是指各中樁的坐標(biāo),其計(jì)算和測(cè)量的方法是按從整體到局部的原則進(jìn)行的,步驟如下:(1) 根據(jù)資料所獲得的導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo),紙上定線
38、的交點(diǎn)坐標(biāo)可以在圖紙上量取,而直接定線的交點(diǎn)坐標(biāo)用全站儀測(cè)量也可以很方便的獲得。(2) 先計(jì)算直線和曲線主要點(diǎn)中樁坐標(biāo),然后計(jì)算緩和曲線、圓曲線上每一中樁的坐標(biāo)。(3) 將計(jì)算結(jié)果列表,見(jiàn)附件2 “逐樁坐標(biāo)表”3 路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公路路基是路面的基礎(chǔ),它承受著本身巖土自重和路面的重量,以及由路面?zhèn)鱽?lái)的行車(chē)荷載,所以路基是公路的承重主體。為了保證路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性,使路基在外界因素作用下不致產(chǎn)生超過(guò)允許值的變形,在路基的整體結(jié)構(gòu)中還必須包括各項(xiàng)附屬設(shè)施。其中有路基排水,路基的防護(hù)與加固,以及與路基工程直接相關(guān)的其他設(shè)施。如:棄土堆、護(hù)坡道取、土坑碎落臺(tái)等。3.1 橫斷面設(shè)計(jì)道路橫斷面是指中線上各點(diǎn)沿
39、法向的垂直剖面,它是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線組成的。其中橫斷面設(shè)計(jì)線包括行車(chē)道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡道以及環(huán)境保護(hù)措施。該路段的橫幅布置類(lèi)型為雙幅雙車(chē)道。公路橫斷面的組成和各部分的尺寸由規(guī)范根據(jù)設(shè)計(jì)交通量、交通組成、設(shè)計(jì)車(chē)速、地形條件等因素確定。路肩不加寬,(查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB012003)。設(shè)2.0m寬中間帶,行車(chē)道兩邊硬路肩寬度為2.50,土路肩寬度為0.75m。本公路采用瀝青混凝土路面。路面橫坡2%,路肩橫坡度為3%。在具體設(shè)計(jì)每個(gè)斷面之前,先確定路基的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面(或稱“典型橫斷面”)。在標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖中,一般要包括路堤、路塹、半挖半填、擋土墻路基、砌石路基等。斷
40、面中的邊坡坡率。邊溝尺寸、擋土墻斷面等必須按現(xiàn)行公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定確定。具體標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見(jiàn)“附圖:標(biāo)準(zhǔn)橫斷面” 路基設(shè)計(jì)表見(jiàn)“附表3:路基設(shè)計(jì)表”。圖3-1路基寬度示意圖3.2 路基邊坡坡度路基邊坡坡度,是路基設(shè)計(jì)的基本任務(wù)。確定路基邊坡坡度,對(duì)于路基穩(wěn)定和橫斷面經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要,下面是本道路路塹、路堤邊坡具體設(shè)計(jì)。3.2.1 路塹邊坡由于設(shè)計(jì)的道路挖方較多,由此需要開(kāi)挖路塹。路塹開(kāi)挖破壞了原地層的天然平衡狀態(tài),特別是深路塹邊坡穩(wěn)定性較低。從邊坡的穩(wěn)定性需要出發(fā)。通常是邊坡越緩,穩(wěn)定性越高。但是亦非盡然。對(duì)于風(fēng)化嚴(yán)重的某些軟弱巖性變坡,如果坡面越緩,坡面與大氣基礎(chǔ)面積越大,風(fēng)化程度隨之加劇。本段
41、公路水文狀況對(duì)路塹的影響較大,地質(zhì)條件越差,水文破壞作用越明顯,因此路塹的排水至為重要。路塹必須設(shè)置邊溝,以排除邊坡和路基表面的降水。邊溝的排水要求具有合適的邊坡,為此對(duì)于較長(zhǎng)的路塹地段,除不宜設(shè)置縱向水平縱坡,或超過(guò)邊溝允許水流沖刷的較大縱坡必須設(shè)置平坡或陡坡時(shí),邊溝也要進(jìn)行特別處理。3.2.2 路堤邊坡本設(shè)計(jì)中,部分路段填方較大,(對(duì)于超過(guò)20m石質(zhì)路堤稱為高路堤)。高路堤的填方數(shù)量大,采用折線形或階梯型邊坡。折線為自上而下逐漸放緩邊坡斜度,階梯形是在中間設(shè)置防護(hù)平臺(tái),平臺(tái)上下段邊坡斜度,路肩邊緣設(shè)置土埂與護(hù)欄,邊坡適當(dāng)防護(hù)與加固。原地面傾斜的全填路堤,當(dāng)傾斜度陡于1:5時(shí),將原地面挖成臺(tái)
42、階,臺(tái)階寬度等于或大于1m,向內(nèi)側(cè)傾斜1%-2%,或?qū)⒃孛骅徝?,原地面傾斜陡于1:2,則宜設(shè)置石砌護(hù)腳等橫斷面形式。傾斜地面的填方上方坡腳,采取措施阻止地面水滲入路堤內(nèi),保證路堤不致沿緣地面向下滑動(dòng)。石砌護(hù)腳等還同時(shí)起著減少填方數(shù)量和壓縮路基占地寬度的作用。在巖石地段的半填半挖路基或跨越深溝的路堤可利用挖方路基的石料進(jìn)行填筑。沿河路段填方較大,可在對(duì)面山坡挖土,兼拓寬河道。當(dāng)石料不足時(shí),亦可在路基外部積石,內(nèi)部填土。但填石部分的接合面應(yīng)設(shè)反濾層,以防止填土流失,影響路基穩(wěn)定。填石邊坡的外層,一般應(yīng)選用堅(jiān)硬而未風(fēng)化的石料填筑,必要時(shí)進(jìn)行排砌,以增強(qiáng)穩(wěn)定性。較陡山坡上的半填半挖路基,由于填方不大
43、,但山坡伸出較遠(yuǎn)不易填筑時(shí),可以修筑護(hù)肩,護(hù)肩應(yīng)用當(dāng)?shù)夭灰罪L(fēng)化的片石砌筑,護(hù)肩的內(nèi)外坡面均直立,基底面以內(nèi)以1:5向內(nèi)。如果填方量較大,而且地面橫坡陡峭,填方不易穩(wěn)定或無(wú)法填筑,則可就近利用廢石方,選擇較大的石塊,采用石砌護(hù)坡或面墻,其邊坡采用1:0.5。3.3 挖填結(jié)合路堤當(dāng)填方部分的地面橫坡陡于1:5,石質(zhì)應(yīng)該挖臺(tái)階或鑿毛;挖方部分應(yīng)設(shè)邊溝或同時(shí)設(shè)置截水溝。挖方邊坡如陡峭,坡面巖石性質(zhì)較差或有其他地質(zhì)不良現(xiàn)象,設(shè)置上方山坡?lián)跬翂Γ灾芜吰虏恢禄瑒?dòng),減緩邊坡坡度。如果坡面為易風(fēng)化的巖石,在日曬雨淋及溫差干濕循環(huán)作用下,將產(chǎn)生坡面剝落或水落現(xiàn)象,零碎土石不斷落下,堵塞邊溝時(shí),坡面需要防護(hù),在
44、挖方坡角處設(shè)置高度為1米左右的擋土墻,頂寬適當(dāng)放大,兼起碎落臺(tái)作用,定期予以清理。為保護(hù)路基邊坡穩(wěn)定性,設(shè)置護(hù)坡道。3.4 路基防護(hù)結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)由于本道路處于山嶺區(qū),巖石大面積的暴露與空間,長(zhǎng)期受自然因素的強(qiáng)烈作用。巖石在不利的條件作用下,物理性質(zhì)經(jīng)常發(fā)生變化。巖性差的巖體,加劇風(fēng)化;路基在溫差作用下,形成干濕循環(huán),可導(dǎo)致強(qiáng)度衰減和剝蝕。為了確保路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,特設(shè)計(jì)路基的防護(hù)促使如下:3.4.1 路基防護(hù)結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)對(duì)于巖石表面易風(fēng)化,但是較完整,尚未剝落的新斷面,用石灰爐渣混合漿、三合土、四合土等抹面。3.4.2 噴漿施工防護(hù)對(duì)于易風(fēng)化而坡面不平整的巖石挖方邊坡,厚度一般為20cm,用水泥
45、、石灰、河砂及水,按照1:1:6:3配合,噴漿前后的處治,與抹面相同。3.4.3 沖刷防護(hù)采用草皮防護(hù)(采用臺(tái)階式疊加砌),草皮割成塊狀的草皮磚,尺寸為,厚。在坡腳下的基礎(chǔ)部分鋪草皮3層,伸出坡腳以外的寬度視情況而定,但不小于。為了使草皮與邊坡牢固結(jié)合,可用柳枝尖或木尖樁將草皮磚釘住。3.5 擋土墻設(shè)計(jì)3.5.1擋土墻位置的選擇路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝旁。山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處,墻的高度應(yīng)保證墻后墻頂以上邊坡的穩(wěn)定;當(dāng)路肩墻與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近,基礎(chǔ)情況相似時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用路肩墻,若路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低,而且基礎(chǔ)可靠時(shí),宜選用路堤墻;沿河路堤設(shè)置擋土墻時(shí),應(yīng)
46、結(jié)合河流情況來(lái)布置,注意設(shè)墻后仍保持水流流暢,不致擠壓河道而引起局部沖刷。3.5.2 擋土墻的作用及要求1)作用(1)路肩墻設(shè)置在高填路堤或陡坡路堤的下方,可以防止路基邊坡或基地滑動(dòng),確保路基穩(wěn)定,同時(shí)可收縮填土坡腳,減少填土數(shù)量,減少拆遷和占地面積,以及保護(hù)臨近線路的既有建筑物。(2)濱河及水庫(kù)路堤,在傍水一側(cè)設(shè)置擋土墻,可防止水流對(duì)路基的沖刷和侵蝕,也是減少壓縮河床或少占庫(kù)容的有效措施。(3)設(shè)置在隧道口或明洞口的擋土墻,可縮短隧道或明洞長(zhǎng)度,降低工程造價(jià)。 (4)設(shè)置在橋梁兩端的擋土墻,作為翼墻或僑臺(tái),起著護(hù)臺(tái)及連接路堤的作用。(5)抗滑擋土墻則可用于防止滑坡。2) 要求(1)不產(chǎn)生墻身
47、沿基地的滑移破壞。(2)不產(chǎn)生墻身繞墻趾傾覆。(3)不出現(xiàn)因基底過(guò)渡的不均勻沉陷而引起墻身的傾斜。(4)地基不產(chǎn)生過(guò)大的下沉。(5)墻身截面不產(chǎn)生開(kāi)裂破壞3.5.3 擋土墻的埋置深度對(duì)土質(zhì)地基,基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合下列要求:無(wú)沖刷時(shí),應(yīng)在天然地面以下1m;有沖刷時(shí),應(yīng)在沖刷線以下1m。3.5.4 擋土墻的排水設(shè)施擋土墻應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施,以疏干墻后土體和防止地面水下滲,防止墻后積水形成靜水壓力,減少寒冷地區(qū)回填土的凍脹壓力。排水設(shè)施主要包括:設(shè)置地面排水溝,引排地面水,夯實(shí)回填土頂面和地面松土,防止雨水及地面水下滲,必要時(shí)可加設(shè)鋪砌,對(duì)路塹擋土墻趾前的邊溝的因用鋪砌加圍,以防邊溝水滲入基礎(chǔ),設(shè)置墻身
48、泄水,排除墻后水。漿砌片石墻身應(yīng)在墻前地面以上設(shè)泄水孔。墻較高時(shí),可在墻上部加設(shè)一排匯水孔,排水孔的出口應(yīng)高出墻前地面0.3m。為防止水分滲入地基,下排泄水孔進(jìn)水口的底部應(yīng)鋪設(shè)30cm厚的粘土隔水層。泄水孔的進(jìn)水口部分應(yīng)設(shè)置粗粒料反濾層,以免孔道阻塞。3.5.5仰斜式擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 設(shè)計(jì)資料 設(shè)計(jì)荷載:公路一級(jí)。驗(yàn)證荷載:掛車(chē)100; 填料:墻后填土容重,計(jì)算內(nèi)摩擦角; 地基:地基容許承載力; 基地摩擦系數(shù):; 地基與墻被的摩擦角; 采用片石重力式路堤墻,墻高5m,填土高度2m,填土邊坡1:1.5; 墻身材料:25號(hào)塊石,2.5號(hào)水泥砂漿,砌體容重k=18.5 KN/m3; 基底內(nèi)摩擦
49、系數(shù) 墻身分段長(zhǎng)度10m。(2) 擋土墻布置擋土墻布置,通常在路基橫斷面圖和墻趾縱斷面圖上進(jìn)行。布置包括: 擋土墻位置選定:路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝,山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處,墻的高度應(yīng)保證墻后墻頂以上邊坡穩(wěn)定; 擋土墻的縱向布置;確定擋土墻的起訖點(diǎn)和墻長(zhǎng),選擇擋土墻與路基或其他結(jié)構(gòu)物的銜接。按地基和地形情況,確定伸縮縫與沉降縫的位置。布置各段擋土墻的基礎(chǔ),不知泄水孔的位置,包括數(shù)量、間隔和尺寸等。 擋土墻橫向布置:選擇在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式有異變處,以及其他必須樁號(hào)處的橫斷面圖上進(jìn)行。 平面布置:對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻應(yīng)做平面布置。(3) 擋土墻計(jì)算示意圖如圖:圖3-1擋土墻計(jì)
50、算示意圖(4) 擋土墻荷載計(jì)算A. 車(chē)輛荷載換算汽20級(jí): (3-1)q附加荷載強(qiáng)度掛車(chē)100級(jí): , 取主動(dòng)土壓力計(jì)算 (1)求破裂角假設(shè)破裂面交于荷載中部,采用相應(yīng)公式計(jì)算: 驗(yàn)算是否交于荷載內(nèi): 堤頂破裂面至墻踵: 荷載內(nèi)緣至墻踵: 荷載外緣至墻踵: 因故假設(shè)正確(2)求主動(dòng)土壓力系數(shù)K和K1 0.94 (3)求主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)位置 驗(yàn)算荷載:掛車(chē)100計(jì)算方法及公式同計(jì)算荷載在規(guī)范規(guī)定中掛車(chē)100等代土層厚度為0.8m,從安全角度考慮取等代土厚度 計(jì)算結(jié)果如下: 比較結(jié)果可知,驗(yàn)算荷載壓力較大。由于基底摩擦角系數(shù)較小,估計(jì)為滑動(dòng)控制,故先用掛車(chē)100的土壓力計(jì)算B .擋土墻驗(yàn)算(1
51、)墻身自重墻身截面積墻身自重(2)抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 (3)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 (4)基底應(yīng)力驗(yàn)算 一般不考慮拉力,基底進(jìn)行應(yīng)力重分布,此時(shí)按下式確定最大壓應(yīng)力 (5)剪應(yīng)力驗(yàn)算截面上的應(yīng)力為:驗(yàn)算內(nèi)容全部通過(guò),故決定采用墻頂寬,底寬,墻高,墻背仰斜,墻身分段長(zhǎng)度為的擋土墻。C. 墻身自重:墻體自重W及其力臂Zw計(jì)算見(jiàn)下表表3-1墻體自重及其力臂計(jì)算表體積重量力臂=8.13 =2.66 =61.17=1.17=26.82Zw3=2.17所以 D. 墻體穩(wěn)定性驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算為傾斜基低因?yàn)?,則抗滑滿足要求 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算抗傾覆滿足要求 合力偏心距和基底應(yīng)力驗(yàn)算 圖3-2仰斜式擋土墻的計(jì)算圖 因?yàn)?
52、所以基地壓應(yīng)力重新分布則 所以地基承載力滿足要求3.6 土石方調(diào)配土石方調(diào)配的目的就是為了確定填方用土的來(lái)源,挖方棄土的去向,以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量。通過(guò)調(diào)配合理地解決各路段土石方平衡與利用問(wèn)題。使從路塹挖出的土石方,在經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)運(yùn)條件下移作填方,達(dá)到填方有所“取”,挖方有所“用”,避免不必要的路外借土和棄土,以減少占用耕地和降低公路造價(jià)。本段公路處于山嶺區(qū),挖填方較大。因此合理的土石方調(diào)配是公路施工合理經(jīng)濟(jì)的重要保證。根據(jù)土石方具體調(diào)配原則進(jìn)行合理調(diào)配,前半程多為填方路段,需設(shè)取土坑,借土量、經(jīng)濟(jì)運(yùn)距需綜合考慮,因此合理的土石方調(diào)配是公路施工合理經(jīng)濟(jì)的重要保證。1.調(diào)配要求(1) 土石
53、方調(diào)配應(yīng)按先橫向后縱向的次序進(jìn)行;(2) 縱向調(diào)運(yùn)的最遠(yuǎn)距離一般應(yīng)小于經(jīng)濟(jì)運(yùn)距(按費(fèi)用經(jīng)濟(jì)計(jì)算的縱向調(diào)運(yùn)的最大限度距離叫經(jīng)濟(jì)運(yùn)距);(3) 土石方調(diào)運(yùn)的方向應(yīng)考慮橋涵位置和路線縱坡對(duì)施工運(yùn)輸?shù)挠绊?,一般情況下,不跨越深溝和少做上坡調(diào)運(yùn);(4) 借方、棄土方應(yīng)與借土還田,整地建田相結(jié)合,盡量少占田地,減少對(duì)農(nóng)業(yè)的影響,對(duì)于取土和棄土地點(diǎn)應(yīng)事先同地方商量;(5) 不同性質(zhì)的土石應(yīng)分別調(diào)配?;仡^曲線路段的土石調(diào)運(yùn),要優(yōu)先考慮上下線的豎向調(diào)運(yùn)。2.調(diào)配方法 土石方調(diào)配方法有多種,如累積曲線法、調(diào)配圖法、表格調(diào)配法等,由于表格調(diào)配法不需單獨(dú)繪圖,直接在土石方表上調(diào)配,具有方法簡(jiǎn)單,調(diào)配清晰的優(yōu)點(diǎn),是目前
54、生產(chǎn)上廣泛采用的方法。表格調(diào)配法又可有逐樁調(diào)運(yùn)和分段調(diào)運(yùn)兩種方式。一般采用分段調(diào)用。表格調(diào)配法的方法步驟:(1) 準(zhǔn)備工作:調(diào)配前先要對(duì)土石方計(jì)算精確復(fù)核,確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行。調(diào)配前應(yīng)將可能影響調(diào)配的橋涵位置、陡坡、深溝、借土位置、棄土位置等條件表于表旁,借調(diào)配時(shí)考慮;(2) 橫向調(diào)運(yùn):即計(jì)算本樁利用、填缺、挖余,以石代土?xí)r填入土方欄,并用符號(hào)區(qū)分;(3) 縱向調(diào)運(yùn):確定經(jīng)濟(jì)運(yùn)距,根據(jù)填缺、挖余情況結(jié)合調(diào)運(yùn)條件擬定調(diào)配方案,確定調(diào)運(yùn)方向和調(diào)運(yùn)起訖點(diǎn),并用箭頭表示。計(jì)算調(diào)運(yùn)數(shù)量和運(yùn)距,調(diào)配的運(yùn)距是指計(jì)價(jià)運(yùn)距,就是調(diào)運(yùn)挖方中心到填方中心的距離;(4) 計(jì)算借方數(shù)量、廢方數(shù)量和總運(yùn)量:借方數(shù)量=填缺
55、-縱向調(diào)入本樁的數(shù)量;廢方數(shù)量=挖余-縱向調(diào)出本樁的數(shù)量;總運(yùn)量=縱向調(diào)運(yùn)量+廢方調(diào)運(yùn)量+借方調(diào)運(yùn)量;(5) 復(fù)核:橫向調(diào)運(yùn)復(fù)核;填方=本樁利用+填缺;挖方=本樁利用+挖余;縱向調(diào)運(yùn)復(fù)核;填缺=縱向調(diào)運(yùn)方+借方;挖余+縱向調(diào)運(yùn)方+廢方;總調(diào)運(yùn)量復(fù)核;挖方+借方=填方+借方。以上復(fù)核一般是按逐頁(yè)小計(jì)進(jìn)行的,最后應(yīng)按每公里合計(jì)復(fù)核;(6) 計(jì)算計(jì)價(jià)土石方:計(jì)價(jià)土石方=挖方數(shù)量+借方數(shù)量,根據(jù)土石方具體調(diào)配原則進(jìn)行合理調(diào)配,具體的調(diào)配方案見(jiàn)“附表4:路基土石方數(shù)量表”。4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 確定自然區(qū)劃和路基潮濕類(lèi)型及土基回彈模量按照公路自然區(qū)劃圖本項(xiàng)目屬于 = 7 * ROMAN VII3區(qū),查
56、公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D50-2006)可知 = 7 * ROMAN VII3區(qū)為粘性土,處于潮濕狀態(tài),取土的稠度,查公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D302004)得土基回彈。4.2 交通量、軸載分析(1) 預(yù)測(cè)交通量表4-1車(chē)型比例(2014預(yù)測(cè)結(jié)果) 車(chē) 型大型客車(chē)小型客車(chē)小型貨車(chē)中型貨車(chē)大型貨車(chē)拖掛車(chē)及集裝箱車(chē)型比例()14.1023.4213.4116.4718.3514.68表4-2車(chē)型資料表車(chē)型前軸重KN后軸重KN后軸數(shù)輪組軸間距m大型客車(chē)金龍XMQ611044.3388.671雙5.17小型客車(chē)紅星牌HX6218.0016.001雙2.60小型貨車(chē)北京BJ12158.3316
57、.671雙2.75中型貨車(chē)東風(fēng)EQ14022.7069.301雙3.95大型貨車(chē)黃河JN15049.00101.601雙4.00拖掛車(chē)及集裝箱漢陽(yáng)HY958K92.00184.001四3.50路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸。(2) 以設(shè)計(jì)彎沉值為標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次 軸載換算軸載換算采用計(jì)算公式 ,計(jì)算結(jié)果如表4-3:表4-3軸載換算結(jié)果表(彎沉) 車(chē)型(KN)(次/日)金龍XMQ6110前軸44.3311191655.66后軸88.671119161135.60漢陽(yáng)HY958K前軸92.001117121191.19后軸184.0010.3817129230.9
58、2黃河JN150前軸49.0011222699.97后軸101.601122262385.13東風(fēng)EQ140后軸69.30112024408.10145000注:軸載小于25KN的軸載作用不計(jì)算(紅星牌HX621、北京BJ1215均小于25KN) 累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)年限取20年,四車(chē)道的車(chē)道系數(shù)是0.40.5,取0.45。累計(jì)當(dāng)量軸次:=80622000.9(次)(3) 驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力集中的累計(jì)當(dāng)量軸次 軸載換算驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為:,計(jì)算結(jié)果如表所示:表4-4 軸載換算結(jié)果表(半剛性基層層底拉應(yīng)力)車(chē)型(KN)(次/日)金龍XMQ61
59、10后軸88.67111771670.62漢陽(yáng)HY958K前軸92.00111835902.57后軸184.000.091173520799.14黃河JN150后軸101.601123052590.08東風(fēng)EQ140后軸69.30112075106.5025078.5注:軸載小于50KN的軸載作用不計(jì)算 累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)年限取20年,四車(chē)道的車(chē)道系數(shù)是0.40.5,取0.45。累計(jì)當(dāng)量軸次:4.3 選擇路面結(jié)構(gòu)形式由上面的計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車(chē)道的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次約為5000萬(wàn)次。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu),并考慮到公路沿途有大量粉煤灰、消石灰及中粗砂供應(yīng),初步擬定各層厚度
60、、抗彎拉模量、抗回彈模量和極限抗彎拉強(qiáng)度如表所示。表4-5 各層厚度、抗彎拉模量、抗回彈模量和極限抗彎拉強(qiáng)度表層次材料名稱各層厚度(cm)回彈模量彎拉模量極限抗彎拉強(qiáng)度1中粒式瀝青混凝土4120015001.52粗粒式瀝青混凝土5120015001.53貫入式瀝青混凝土78004石灰粉煤灰碎礫石25150018000.55石灰土305506土基544.4 按容許彎沉計(jì)算路面厚度(1) 計(jì)算容許彎沉:(2) 計(jì)算石灰粉煤灰碎礫石基層厚度 計(jì)算綜合修正系數(shù)F: 計(jì)算理論彎沉系數(shù): 計(jì)算基層厚度這是一個(gè)六層體系,求算某基層厚度時(shí),須先把所擬定的結(jié)構(gòu)換算成當(dāng)量三層體系,求出其中層厚度H(如圖),然后再
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