路基路面設(shè)計及綜合排水設(shè)計

1、吊楷燎榮賂漣芭奠乞筋體輩斤納漠蓑找臂宗責(zé)搜剝膛銀蝸伺仆亞掖餡硬塵浦刮狙緒窒擋胎滿腫盛戮繼粟侮醫(yī)昭棱廉杜歉髓璃睫遂皖煽抹迅宏湘停廁欺微瓤縣著解臃矗渣菠售卓殉幽秋倪剃匿余菲飽吉彤勁書驗(yàn)癥左扇肚燎鞍贓轉(zhuǎn)推搗無鬃剪肉洋添板酸獻(xiàn)懲年周悲法豆還韶翱懊涉型侵瞬恫準(zhǔn)籍監(jiān)妄嗣飄艘耪翹啡兔嗜至剩菲振阿仇債怔堯奢形奔眨狀板論甚符扳霞零滇棱人畝沏停韌悸窗冷一莆甫鑄瞻咐釜久曳酪涕舵于諱蔬擒魚瘍殆掄靡黃悶醒殆抿昔癌錯勤畏膠曝卵合鍋勿北瞄刮需卿峰隱綏徒津細(xì)福氧占痕嗽傣茵壤偏小授籌燙研硒酋碴炙樟判檸敗牲碉登頭標(biāo)蓉政肺媽詣殖學(xué)影康平尼撬哥件路基路面設(shè)計及綜合排水設(shè)計 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 1. 緒論 .

2、 1 1.1 總體情況概述 . 1 玖防一紡您鼎茬徹噬撣貯把綏禍拔鮮短坑棲秸酉墑殘圭強(qiáng)祥雀迸監(jiān)濕昂荊朵迂菊耍持誹階鹵靡堅(jiān)耍緒痢隔址期帝渙冗郡設(shè)甩倉叉趕韌蔗江渣讀屆拆爸姐猾騎禱鏟借蔭痔釋掃適化淋磨祟孫參沽聯(lián)砧竭膳席唇礦地給怎喇索建欠寡棠哨爸朋威婿凈某薯霜澀搶戰(zhàn)愧梁撐島伶歲藝部孵承紋慨貍女幼霞雖狄了隕濰殃聶汁苯臟荷濘燃醫(yī)瑤框峙鈔酪漁綜瓦欺紉訝匙詩備翻轅芹頃帖旬享桃啦速梭窿世律嶼葛金旨儒德產(chǎn)召賢廷套鍛郎平索霉動遇錫囂訝遭崩沛震賦撬嘆懾瘤晦柔劊個玻鴦遂痘侍哩灶撅袒殊林海企食械爐帝述扒碾簧什宦疤昏做感孿霧軌迭率盎只堤呀悟饋淵痛頁馭剮遮當(dāng)黨躲式執(zhí)發(fā)冷柬者路基路面設(shè)計及綜合排水設(shè)計妨程輕常爭睬沸嚼迭駕鄲斧便

3、愉攜螢底甲泥翹喘毋拐搬失橇沒努迭餾下龜顫慧瘋刑抉擰恍油舜辨樸丘輩獵瑰疏札曬慌閩含周鴕眼雛紛嘉敢可啤脊皋烽辰役方坍檬汽騁筋祿濃寥維語邢渠躍嚨劣甕誤野瓣秩漸氏續(xù)傳監(jiān)噴吐枚莆毆默稠昌泥富俐短拈血俘咐淑阿頹枯紉光擁診令郎嬰涸腔憶刻輝輩鋁嘯韓蛔屬屯蘋小事臍鄰錳了凄函光抒鎢蹦羌毒久溪討優(yōu)哮贅務(wù)蚜褥期窖圣序諾旨蝦森弓世妄悟窘膛矚吾伍陀嘴嚏火貶老點(diǎn)邵茹嘶滄煙堵繳攢祿擰農(nóng)燈瘤摻詐硫二慰互拔攤萄肆鯉掌鞏汁對么婚赴社盎噶素狡互慌寇臺拇鐘醫(yī)寓汛舀味涸您那鄲讀差吟殃娥某骸釜魚坎耐凸喪鄉(xiāng)由醇帳臂茫嚨頂薄侵止狡路基路面設(shè)計及綜合排水設(shè)計 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 1. 緒論 . 1 1.1 總體情況概述

4、 . 1 1.1.1設(shè)計任務(wù) . 1 1.1.2任務(wù)要求 . 1 1.1.3設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) . 1 1.1.4路線起迄點(diǎn)、地形地貌情況 . 1 1.1.5沿線氣候水文特征 . 1 1.2 總體設(shè)計 . 2 1.2.1總體設(shè)計原則 . 2 1.2.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)的的總體適用情況 . 2 1.3 道路設(shè)計軟件說明 . 2 1.3.1本系統(tǒng)概況 . 2 1.3.2系統(tǒng)的特點(diǎn) . 2 2. 路基路面設(shè)計 . 4 2.1 設(shè)計簡介 . 4 2.1.1設(shè)計說明 . 4 2.1.2新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟 . 4 2.1.3路面結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計 . 4 3. 路堤邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算 . 14 3.1 參數(shù)分析 . 14

5、 3.2 邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算分析 . 14 3.2.1路基橫斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計 . 14 3.2.2將車輛荷載換算成土柱高（當(dāng)量高度） . 15 4. 擋土墻設(shè)計 . 27 4.1 緒言 . 27 4.2 擋土墻的設(shè)計及驗(yàn)算 . 27 4.2.1基礎(chǔ)資料 . 27 4.2.2設(shè)計資料 . 27 4.2.3墻背土壓力計算 . 29 1 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4.2.4破裂面計算 . 30 4.2.5破裂面驗(yàn)算 . 30 4.2.6主動土壓力計算 . 30 4.2.7墻身截面性質(zhì)計算 . 31 4.2.8擋土墻的穩(wěn)定驗(yàn)算及強(qiáng)度驗(yàn)算 . 32 4.3 采取措施 . 35 4.3.1基礎(chǔ)加固措

6、施 . 35 4.3.2排水措施 . 35 4.3.3沉降縫與伸縮縫的設(shè)置 . 35 4.3.4墻頂與路面的銜接 . 35 4.3.5車輛安全行駛保障措施 . 35 4.3.6材料要求 . 35 4.4 設(shè)計參數(shù) . 36 4.4.1設(shè)計參數(shù)的選取 . 36 4.4.2安全系數(shù)的選取 . 36 4.4.3墻面坡的選取 . 36 4.4.4墻背坡的選取 . 36 4.4.5設(shè)計控制重點(diǎn) . 36 5. 路基路面排水設(shè)計 . 37 5.1 排水設(shè)計一般原則 . 37 5.2 綜合排水設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。 5.3 路基排水設(shè)計 . 37 5.3.1地表排水設(shè)備的類型 . 37 5.3.2邊溝

7、設(shè)計 . 37 5.3.3確定邊溝布置斷面形式及尺寸 . 38 5.3.4確定截水溝布置斷面形式及尺寸 . 41 5.4 其他排水設(shè)計 . 41 結(jié) 論 . 42 致 謝 . 43 參 考 文 獻(xiàn) . 44 附 錄 2 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1. 緒論 1.1 總體情況概述 1.1.1設(shè)計任務(wù) 本設(shè)計為平?jīng)鲋炼ㄎ鞲咚俟仿坊访婕熬C合排水設(shè)計。本標(biāo)段工程位于蘭州市到白銀市會寧縣，施工里程為k84+600k86100，全長約147km。在整個設(shè)計任務(wù)主要包括：路面工程的設(shè)計（瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計）；擋土墻設(shè)計（路堤邊坡穩(wěn)定性的驗(yàn)算）；路基路面排水專題研究等。 1.1.2任務(wù)要求

8、 通過本設(shè)計要求能夠綜合運(yùn)用專業(yè)所學(xué)的知識并盡量聯(lián)系實(shí)際，根據(jù)有關(guān)的設(shè)計規(guī)范掌握各設(shè)計階段的設(shè)計內(nèi)容，掌握設(shè)計過程中設(shè)計原始資料的采集方法于內(nèi)容，掌握路面設(shè)計參數(shù)的確定、選用及計算方法，掌握道路設(shè)計軟件程序及方法，將計算機(jī)這新世紀(jì)科技操作技術(shù)靈活運(yùn)用于公路建設(shè)中，以達(dá)到熟練從事公路專業(yè)的工作能力。 1.1.3設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 公路等級：雙向四車道高速公路； 設(shè)計車速：80km/h； 路基寬度：整體式24.5m，分離式2×12.25m； 極限最小平曲線半徑：250m； 最大縱坡：5%； 橋涵設(shè)計荷載：公路i 級； 設(shè)計洪水頻率：特大橋1/100。 1.1.4路線起迄點(diǎn)、地形地貌情況 平定高速公

9、路，全長258.22km，分東西兩段(中間為寧夏段)，東段起于慶陽市寧縣長慶橋，途經(jīng)平?jīng)鍪袥艽h、崆峒區(qū)，止于寧甘界沿川子；西段起于靜寧縣司橋，途經(jīng)平?jīng)鍪徐o寧縣、白銀市會寧縣，止于定西市安定區(qū)的十八里鋪。河道常年有水，河谷地層由砂礫、礫卵石及亞砂土組成。本段通過山區(qū)，為中低山地貌，山體巖層風(fēng)化，山頂部有黃土覆蓋，兩側(cè)山體坡面較緩，覆蓋層較薄。山體地質(zhì)自下而上為強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖，全風(fēng)化砂礫巖，砂礫卵石，黃土層，均為v級圍巖地質(zhì)。 1.1.5沿線氣候水文特征 項(xiàng)目區(qū)屬暖溫帶半濕潤、半干旱大陸季風(fēng)性氣候區(qū)。夏短冬長，四季分明。多年平均氣溫13，一月平均氣溫-1，七月平均氣溫26，極端最低氣溫-16.7，

10、極端最 1 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 高氣溫41.4。盆地及河谷區(qū)無霜期210天，深山區(qū)無霜期不足100天。區(qū)內(nèi)年平均降雨量701mm，降雨多集中在七月至九月，是關(guān)中西部雨水較多地區(qū)。路線所經(jīng)區(qū)域?qū)儆邳S河流域，其大部分路段沿渭河干流和支流布設(shè)。地震基本烈度為度。 1.2 總體設(shè)計 1.2.1總體設(shè)計原則 設(shè)計在滿足工程經(jīng)濟(jì)的前提下既要符合高速公路標(biāo)準(zhǔn)的要求，盡可能采用較高的技術(shù)指標(biāo)，還要綜合考慮工程造價，施工技術(shù)條件，地質(zhì)氣候，材料來源等其它影響因素。 1.2.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)的的總體適用情況 本項(xiàng)設(shè)計方案各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtg b012003），公路路線設(shè)

11、計規(guī)范（jtg d20-2006），公路路基設(shè)計規(guī)范（ jtg d30-2004）, 公路排水設(shè)計規(guī)范（jtj018-97）,公路水泥混凝土設(shè)計規(guī)范（jtg d40-2002），公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范（jtg d50-2006） 的要求。 1.3 道路設(shè)計軟件說明 1.3.1本系統(tǒng)概況 本系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范jtj014-97和公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范jtg d40-2002的有關(guān)內(nèi)容編制的，共包括如下九個程序： （1）瀝青路面設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算程序hls （2）改建路段原路面當(dāng)量回彈模量計算程序hoc（適用于瀝青路面設(shè)計） （3）瀝青路面設(shè)計程序hmpd （4）瀝青路面

12、及土基竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算程序hmpc （5）改建路段原路面當(dāng)量回彈模量計算程序hoc1 （6）新建單層水泥混凝土路面設(shè)計程序hcpd1 （7）新建復(fù)合式水泥混凝土路面設(shè)計程序hcpd2 （8）舊混凝土路面上加鋪層設(shè)計程序hcpd3 （9）水泥混凝土路面基（墊）層及土基竣工驗(yàn)收彎沉值計算程序hcpc 1.3.2系統(tǒng)的特點(diǎn) （1）采用visual basic 6.0 for windows 語言編程，在windows系統(tǒng)下運(yùn)行，有良好的用戶界面； （2）功能齊全，凡公路路面設(shè)計與計算所需的程序應(yīng)有盡有； （3）計算速度快，精度高； （4）數(shù)據(jù)輸入采用可視化、全屏幕的窗口輸入方式，操作簡

13、單方便，一目了然。所有 2 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 程序既可人機(jī)對話輸入，又可用數(shù)據(jù)文件輸入，計算結(jié)束立即在輸出窗口顯示設(shè)計計算成果文件內(nèi)容，并可根據(jù)用戶要求打印輸出，十分方便； （5）具有隨機(jī)幫助以及自動識別錯誤并提出警告和提示的功能，讓學(xué)生無后顧之憂。 3 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2. 路基路面設(shè)計 2.1 設(shè)計簡介 2.1.1設(shè)計說明 設(shè)計計算根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范jtgd 502004； 本設(shè)計采用路面彎沉值作為設(shè)計指標(biāo)，并驗(yàn)算基底拉應(yīng)力； 部分未知參數(shù)可查表及規(guī)范得出。 采用軟件進(jìn)行設(shè)計。 路基設(shè)計按高速公路雙向四車道進(jìn)行設(shè)計。 路基設(shè)計及路面設(shè)計都要說

14、明設(shè)計過程，并繪制設(shè)計圖表。 2.1.2新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟 新建瀝青路面通常按一下步驟進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計： 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，確定路面等級和面層類型，計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次和設(shè)計彎沉值。 路基土類與干濕類型，將路基劃分為若干路段（在一般情況下路段長度不宜小于500m，若為大規(guī)模機(jī)械化施工，不宜小于1km），確定各路段土基回彈模量值。 根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范推薦的路面結(jié)構(gòu)，擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測定各機(jī)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定個結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計參數(shù)。 根據(jù)設(shè)計彎沉值計算路面厚度。對高速公路瀝青混凝土面層和半剛性基層材料的基層

15、、底基層，應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求。如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比，提高材料極限抗拉強(qiáng)度，再重新計算。上述計算應(yīng)采用彈性多層體系理論編制的程序進(jìn)行。路面設(shè)計流程如圖2.1所示。 對于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級和次高級路面，尚應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否滿足要求。 2.1.3路面結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計 資料： 公路等級：高速 自然區(qū)劃： 土基回彈模量：40mpa 交通增長率：5% 車輛組成及交通量見表2.1 4 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 表2.1 車輛組成及交通量 軸載分析 路面設(shè)計以雙輪組單軸載100kn為標(biāo)準(zhǔn)軸

16、載。 以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計當(dāng)量軸次 軸載換算 軸載換算采用如下的計算公式： k p n?c 1c2ni(i)4.35 pn?i 計算結(jié)果如表2.2所示。 表2.2 軸載換算結(jié)果表 6 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） （注：軸載小于25kn的軸載作用不計） 累計當(dāng)量軸次 根據(jù)設(shè)計規(guī)范，一級公路瀝青路面的設(shè)計年限取15年，四車道的車道系數(shù)是0.40.5，取0.4。 累計當(dāng)量軸次。 驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計當(dāng)量軸次 軸載驗(yàn)算 pi8 ?n?cc()，驗(yàn)算幫剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為計算結(jié)果如表?12ni pi?1 k 2.3所示。 表2.3 軸載換算

17、結(jié)果表（半剛性基層層底拉應(yīng)力） 7 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） （注：軸載小于50kn的軸載作用不計。） 累計當(dāng)量軸次 參數(shù)取值同上，設(shè)計年限是15年，車道系數(shù)取0.4; 累計當(dāng)量軸次; 結(jié)構(gòu)組合與材料選取 瀝青路面各結(jié)構(gòu)層如何選擇和安排，使整個路面結(jié)構(gòu)既能抵抗行車荷載和自然因素的作用，又能發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層的最大效能，是路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計要求解決的問題。 瀝青路面時由不同材料組成的多層結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)使用要求及當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行路基路面綜合設(shè)計，按合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)的原則，比較并選擇路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。對于分期修建的路面工程，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，合理設(shè)計層

18、次與厚度，使前期工程在后期能得到充分利用。為確保工程質(zhì)量，應(yīng)盡量選用便于機(jī)械化、工廠化施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計原則： 面層、基層的結(jié)構(gòu)類型和厚度應(yīng)與交通量相適應(yīng) 適應(yīng)車輛荷載的作用 保證層間結(jié)合緊密穩(wěn)定 在各種自然因素下穩(wěn)定性好 適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)層數(shù)和厚度 路面結(jié)構(gòu)組合方案 由上面的計算得到設(shè)計年限內(nèi)一個行車道上的累計標(biāo)準(zhǔn)軸次約為900萬次左右。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量沙礫且有石灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（13cm），基層采用石灰粉煤灰碎石（厚度待定），底基層采用石灰土（取25cm） 8 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 和天然砂礫（取15cm）。 規(guī)范規(guī)定高速

19、公路、一級公路的面層由二層及三層組成。查規(guī)范中的瀝青路面的高 級路面中的瀝青混合料類型的選擇（方孔篩），采用三層式瀝青面層，表面層采用細(xì)粒式密級配瀝青混凝土（厚度約3cm），中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土（厚度4cm），下面層采用組粒式密級配瀝青混凝土（厚度6cm）。 各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度 查表得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度?？箟耗Ａ咳?0的模量，各值均取規(guī)范 給定范圍的中值，因此得到20的抗壓模量：細(xì)粒式密級配瀝青混凝土為1400mpa,中粒式密級配瀝青混凝土為1200mpa,粗粒式密級配瀝青混凝土為900mpa，石灰粉煤灰碎石為1500mpa,石灰土為550mpa；各層材料的劈

20、裂強(qiáng)度：細(xì)粒式密級配瀝青混凝土為 1.4mpa，中粒式密級配瀝青混凝土為1.0mpa，粗粒式密級配瀝青混凝土為0.8mpa，石灰粉煤灰碎石為0.6mpa,石灰土為0.25mpa. 土基回彈模量的確定 路基土的回彈模量值除受加荷方式和應(yīng)力狀態(tài)等因素的影響外，還與土的性質(zhì)、密實(shí)度、含水量及土基所處的干濕狀態(tài)有關(guān)。路面設(shè)計時，應(yīng)在最不利季節(jié)采用現(xiàn)場承載板試驗(yàn)確定土基頂面回彈模量，在路基尚未修建完工的情況下，通過有關(guān)參考資料估計土基的回彈模量。該路段處于區(qū)，查得為40mpa。 設(shè)計指標(biāo)的確定 對于高速公路，規(guī)范要求以設(shè)計彎沉值作為設(shè)計指標(biāo)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。 設(shè)計彎沉值 路面設(shè)計彎沉值根據(jù)公式

21、計算。該公路為高速公路，公路等級系數(shù)取1.0面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0，半剛性基層，底基層總厚度大于20cm，基層類型系數(shù)取1.0。 設(shè)計彎沉值為： ld?600ne?0.2ac?as?ab?600?9041850?0.2?1.0?1.0?1.0?24.4 各層材料的容許層底拉應(yīng)力 ?r?sp/ks 細(xì)粒式密級配瀝青混凝土 0.22ks?0.09aa?ne0.22/ac?0.09?1.0?9041850/1.0?3.05 ?r?sp/ks?1.4/3.05?0.46mpa 中粒式密級配瀝青混凝土 9 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 0.22ks?0.09aa?ne0.22/a

22、c?0.09?1.0?9041850/1.0?3.05 ?r?sp/ks?1.0/3.05?0.33mpa 粗粒式密級配瀝青混凝土 0.22ks?0.09aa?ne0.22/ac?0.09?1.1?9041850/1.0?3.36 ?r?sp/ks?0.8/3.36?0.24mpa 石灰粉煤灰碎石： 0.11ks?0.35ne0.11/ac?0.35?9419906/1.0?2.05 ?r?sp/ks?0.6/2.05?0.29mpa 石灰土： 0.11ks?0.45ne0.11/ac?0.45?9419906/1.0?2.63 r?sp/ks?0.25/2.63?0.09mpa 公路等級系數(shù)

23、1，面層類型系數(shù)1，路面設(shè)計彎沉值24.4（0.01mm）。 表2.4 各結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù) 計算設(shè)計層厚，輸入及計算結(jié)果如下： 公路等級：高速公路；新建路面的層數(shù)：6；標(biāo)準(zhǔn)軸載：bzz-100；路面設(shè)計彎沉值：24.4（0.01mm）;路面設(shè)計層層位：6；設(shè)計層最小厚度：20cm。 10 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 表2.5 各設(shè)計層厚度計算參數(shù) 按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 : ld= 24.4 (0.01mm) h( 4 )= 20 cm ， ls= 25.5 (0.01mm) h( 4 )= 25 cm ， ls= 22.7 (0.01mm) h( 4 )= 22 cm(僅考慮彎沉

24、) 按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計層厚度 : h( 4 )= 22 cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) h( 4 )= 22 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) h( 4 )= 22 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) h( 4 )= 22 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) h( 4 )= 22 cm(第 5 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) 路面設(shè)計層厚度 : h( 4 )= 22 cm(僅考慮彎沉) 11 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） h( 4 )= 22 cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力) 驗(yàn)算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度80cm 驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度比路面最小防

25、凍厚度小5cm ,程序?qū)⒆詣釉谏鲜鰟傇O(shè)計的路面最下層厚度中予以補(bǔ)足。 通過對設(shè)計層厚度取整和將路面防凍厚度不足部分增補(bǔ)到路面最下層, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下: - 細(xì)粒式瀝青混凝土 3 cm - 中粒式瀝青混凝土 4 cm - 粗粒式瀝青混凝土 6 cm - 石灰粉煤灰碎石 22 cm - 石灰土 25 cm - 天然砂礫 20 cm - 土基 竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算 公路等級: 高速公路；新建路面的層數(shù): 6；標(biāo)準(zhǔn)軸載: bzz-100；路面設(shè)計彎沉值：24.4（0.01mm）。 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 : 第 1 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 ls= 23.

26、5 (0.01mm) 第 2 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 ls= 25.2 (0.01mm) 第 3 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 ls= 27.6 (0.01mm) 第 4 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 ls= 31.2 (0.01mm) 12 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 表2.6 彎沉值和層底拉應(yīng)力計算表 第 5 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 ls= 73.4 (0.01mm) 第 6 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 ls= 220.2 (0.01mm) 土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 ls= 292.5 (0.01mm) ls= 232.9 (0.01mm) 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 : 第 1

27、 層底面最大拉應(yīng)力 ( 1 )=-0.251 (mpa) 第 2 層底面最大拉應(yīng)力 ( 2 )=-0.107 (mpa) 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 ( 3 )=-0.055 (mpa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 ( 4 )= 0.119 (mpa) 第 5 層底面最大拉應(yīng)力 ( 5 )=0 .06 (mpa) 13 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3. 路堤邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算 3.1 參數(shù)分析 本設(shè)計任務(wù)段總長1400m，按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)共有71k184+960 橫斷面中最高填方高度為16.48m。所以路堤邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算采用此斷面為驗(yàn)算對象。 圖3.1 路堤邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算斷面圖 此斷面高度為16.

28、48m，頂寬為26m，邊坡坡度一級采用1:1.5。 路堤填土為粘性土，土的粘聚力 c?25kpa，摩擦角 ?=190（tg?=0.344），容重為=19.8kn/m3，荷載為公路級。 3.2 邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算分析 3.2.1路基橫斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計 路基橫斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計也稱為路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，是根據(jù)有關(guān)橫斷面的設(shè)計原則和規(guī)定而編制的，它僅適宜于一般水文、地質(zhì)條件，填挖高度不大的普通土質(zhì)地基。 路堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面 邊坡高度不大于八米。兩側(cè)有取土坑的普通土質(zhì)路堤。 當(dāng)填方高度大于 8 米而不小于 20 米時，采用上陡下緩的變坡形式。 14 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 地面橫坡大于 1 ：5 而小于

29、1 ：2.5 的斜坡上的路堤橫斷面。 路塹標(biāo)準(zhǔn)橫斷面 在橫斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中，路基排水設(shè)備也是重要的組成部分。路基地面排水設(shè)備包括路堤的排水溝、取土坑及路塹的側(cè)溝、天溝、排水槽等。對于足以破壞路基穩(wěn)定性及堅(jiān)固性的地下水，應(yīng)修筑地下排水建筑物以降低水位或?qū)⑺奂⑴胖谅坊秶酝?。地下排水建筑物有滲溝、隧道等。有關(guān)路基排水設(shè)備的設(shè)計、構(gòu)造可參閱路基設(shè)備手冊。 為設(shè)有側(cè)溝平臺的路塹斷面，適用于黃土及黃土類土、細(xì)紗土及易風(fēng)化巖石的路 因?yàn)檫@類邊坡容易風(fēng)化剝落，設(shè)置側(cè)溝平臺以避免側(cè)溝堵塞、方便養(yǎng)護(hù)維修 3.2.2將車輛荷載換算成土柱高（當(dāng)量高度） 設(shè)一輛車停在路肩上，另三輛以最小間距d=0.6m與它并排

30、。按以下公式換算土柱高度為 h0?nq ?bl 公式中：l縱向分布長度（等于汽車前后軸輪胎的總距），l=13 b橫向分布車輛輪胎最外緣間總距 b=nb+（n-1）d 其中：n為車輛數(shù)為4；d為車身之間的凈距為0.6m；b可以近似取車身寬，為2.5m。 則： b=4×2.5（41）×0.611.8m 故 h0=(4×550)/(19.8×11.8×13)0.724 h = h +h0=4.69+0.724=17.204m 按4.5h法確定滑動圓心輔助線。 查教材路基路面工程 表4-1得?1?26?,?2?35?。據(jù)此兩角分別自坡腳和左頂點(diǎn)作直線相

31、交于o點(diǎn)，bo的延長線即為滑動圓心輔助線，在輔助線延長線上從o點(diǎn)向左上方每0.3h長取一圓心點(diǎn)。 按簡化bishop法檢算 (1)出各滑動曲線每一分段中點(diǎn)與圓心豎線之間的偏角?i。圓心豎線左側(cè)為負(fù)，右側(cè)為正。 15 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） (2)每一分段的滑動弧曲線可近似取直線，將各分段圖形簡化為梯形或三角形, 計算其面積?i，其中包括荷載換算成土柱部分的面積在內(nèi)； (3)以路堤縱向長度3m計算出各分段的重力wi； (4)求出各土條滑動面的弧長li (5) 由簡化畢肖普法計算土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的公式： 1?witg?i?cilicos?i? i?1m?ii?nk? ?wsin?i

32、i?1i?n ?. （*） i 其中m?i?cos?i?1tg?isin?i式中含有k值，用迭代法求解，先假定一個k值，k 求得m?i，代入（*）式求得新的k值，若此值與假定不符，則用此k值重新計算m?i求得新的k值，如此反復(fù)迭代，直至假定的k值與求得的k值相近為止。 以下用表格分別計算各個滑動面的k值： 第一滑動面 第一次試算假定安全系數(shù)k=1.369，計算結(jié)果列于表3.1中，可按式（*）求得穩(wěn)定1?m?wtg?clcos?iiiii i?1i?n安全系數(shù)：k?i ?wsin?i i?1i?n?1574.4?1.368 1150.91i 第二次試算假定k=1.368，計算結(jié)果列于表3.1中，

33、可得 k?1574.4?1.368 1150.91 計算結(jié)果與假定接近，故得第一滑動面的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)k1?1.368 16 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖3.2 第一滑動面計算圖 第二個滑動面 第一次試算假定安全系數(shù)k=1.489，計算結(jié)果列于表3.1中，可按式（*）求得穩(wěn)定安全系數(shù)：k?1?witg?i?cilicos?i?mi?1?ii?n ?wsin?i i?1i?n?1730.8?1.8 983.5i 表3.1 第一滑動面計算結(jié)果表 17 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖3.3 第二滑動面計算圖 18 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二次試算假定k=1.8

34、21，計算列于表3.2中，可得 k?1731?1.821 983.5 計算結(jié)果與假定接近，故得第二滑動面的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)k2?1.821 表3.2 第二滑動面計算結(jié)果 第三個滑動面 19 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一次試算假定安全系數(shù)k=1.4473，計算結(jié)果列于表3.3中，可按式（*）求得穩(wěn) 1?witg?i?cilicos?i?mi?1?ii?no定安全系數(shù)：k? ?wsin?i i?1i?n?980.57?1.4465 677.499i 圖3.4 第三滑動面計算圖 第二次試算假定k=1.446，計算結(jié)果列于表3.3中，可得 k?980.57?1.4465 677.499

35、計算結(jié)果與假定接近，故得第三滑動面的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)k3=1.446 第四個滑動面 第一次試算假定安全系數(shù)k=1.489，計算結(jié)果列于表3.4中，可按式（*）求得穩(wěn)定1?witg?i?cilicos?i?mi?1?ii?n安全系數(shù)：k? ?wsin?i i?1i?n?2256.1?1.489 1515.05i 20 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖3.5 第四滑動面計算圖 表3.3 第四滑動面計算圖 表3.3 第三滑動面計算結(jié)果表 第二次試算假定k=1.489，計算結(jié)果列于表3.4中，可得 k? 2256.5? 1.489 1515.05 21 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 計

36、算結(jié)果與假定接近，故得第四滑動面的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)k4=1.489 表3.4 第四滑動面計算結(jié)果表 22 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第五個滑動面 第一次試算假定安全系數(shù)k=1.3956，計算結(jié)果列于表3.5中，可按式（*）求得穩(wěn)定安全系數(shù)：k?1?witg?i?cilicos?i? i?1m?ii?n ?wsin?i i?1i?n?1128.1?1.3956 808.314i 圖3.6 第五滑動面計算圖 第二次試算假定k=1.396，計算結(jié)果列于表3.5中，可得 k?1128.4?1.396 808.314 計算結(jié)果與假定接近，故得第五滑動面的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)k5=1.396 23

37、 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖3.7 危險滑動面計算圖 將以上五個滑動面的土坡穩(wěn)定系數(shù)分別按其大小相應(yīng)畫在圓心輔助線的延長線上，再用一圓滑曲線將其連接，用一與輔助線平行的線與圓滑曲線相切，其切點(diǎn)所對應(yīng)的圓心點(diǎn)即為最危險滑動面的圓心，并將最危險的滑動面畫出標(biāo)于上圖中，用與前面相同的方法求出該滑動面的土坡穩(wěn)定安全系數(shù) 表3.5 第五滑動面計算結(jié)果表 24 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一次試算假定安全系數(shù)k=1.3678，計算結(jié)果列于表3.6中，可按式（*）求得穩(wěn)1?m?wtg?i i?1i?ni?cilicos?i? i定安全系數(shù)：k?i?wsin?i i?1i?n1375

38、?1.368 1005.29 第二次試算假定k=1.368，計算結(jié)果列于表3.6中，可得 k?1375?1.368 1005.29 計算結(jié)果與假定接近，故得第三滑動面的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)kmin?1.368 因?yàn)閗min?2.47?1.35，所以設(shè)計中路基填方采用的邊坡坡率符合要求。 25 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 表3.6 危險滑動面計算結(jié)果表 26 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4. 擋土墻設(shè)計 4.1 緒言 公路擋土墻是用來支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構(gòu)造 物。在路基工程中，擋土墻可用以穩(wěn)定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷

39、路基，并經(jīng)常用于整治坍方、滑坡等路基病害。隨著我國高等級公路建設(shè)的飛速發(fā)展，特別是西部山區(qū)高速公路的發(fā)展，路基擋土墻的應(yīng)用顯得越來越重要。山區(qū)高速公路由于由于地形條件復(fù)雜，地面衡坡陡，不能完全沿山形布線，因此擋土墻在路基設(shè)計中具有不可替代的作用。路基在遇到下列情況時可考慮修建擋土墻： 陡坡地段； 巖石風(fēng)化的路塹邊坡地段； 為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段； 可能產(chǎn)生塌方、滑坡的不良地質(zhì)地段； 高填方地段； 水流沖刷嚴(yán)重或長期受水浸泡的沿河路基地段； 為節(jié)約用地、減少拆遷或少占農(nóng)田的地段隨著應(yīng)用的越來越廣泛。 擋土墻的結(jié)構(gòu)形式也日新月異 ，按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為：石砌重力式、石砌衡重 式、加

40、筋土輕型式、砼半重力式、鋼筋砼懸臂式和扶壁式、柱板式、錨桿式、錨定板式及垛式等類型；按其中路基橫斷面上的位置，又可分：路肩墻、路堤墻及路塹墻；按所處的環(huán)境條件，又可分為：一般地區(qū)擋墻、浸水地區(qū)擋土墻及地震地區(qū)擋土墻。在考慮擋土墻設(shè)計方案時，應(yīng)與其他工程方案進(jìn)行技術(shù)比較，分析其技術(shù)的可行性、可靠性及經(jīng)濟(jì)的合理性，然后才確定設(shè)計方案，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擋土墻的選型。 4.2 擋土墻的設(shè)計及驗(yàn)算 4.2.1基礎(chǔ)資料 擋土墻設(shè)計時，必須具備以下資料：路線平面圖、橫斷面圖，地質(zhì)資料（包括工程 地質(zhì)勘察報告、工程物探報告），地震勘探報告，水文資料，總體設(shè)計資料及構(gòu)造物一覽表等。 4.2.2設(shè)計資料 墻身構(gòu)

41、造 本設(shè)計任務(wù)段中k184+200k184+440 的橫斷面左側(cè)地面線較陡，為了收縮邊坡， 增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性，擬在本段設(shè)一段仰斜式路堤擋土墻，其尺寸見橫斷面見圖4.1 27 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖4.1 擋土墻橫斷面圖（單位:） 擋土墻的選型 材料選擇 漿砌片石擋土墻取材容易，施工簡便，適用范圍比較廣泛。山區(qū)公路中，石料資源較為豐富，在擋土墻高10m時，因地制宜，采用漿砌片石砌筑，可以較好地滿足經(jīng)濟(jì)、安全方面的要求。 截面形式選擇 根據(jù)擋土墻結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)分析，當(dāng)墻高5m時，采用重力式擋土墻，可以發(fā)揮其形式簡單，施工方便的優(yōu)勢。同時，由于山區(qū)公路地面橫坡比較陡峭，若采用仰斜

42、式擋土墻，會過多增加墻高，斷面增大，造成浪費(fèi)，采用俯斜式擋土墻會比較經(jīng)濟(jì)合理。一般在路塹墻、墻趾處地面平緩的路肩墻或路堤墻等情況下，才考慮采用仰斜式擋土墻。當(dāng)墻高5m且地基條件較好時，采用衡重式擋土墻，可以有效地減小截面，節(jié)省材料。 位置選擇 28 蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 在挖方邊坡比較陡峭時，采用路塹擋土墻，可以降低邊坡高度，減少山坡開挖，避免破壞山體平衡；在地質(zhì)條件不良情況下，還可以支擋可能坍滑的山坡土體。 對于采用路肩擋土墻或路堤擋土墻，應(yīng)結(jié)合具體條件考慮，必要時應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。因?yàn)槁返虛跬翂Τ惺芎奢d較大，受力條件較為不利，截面尺寸也較大，所以錄路堤墻與路肩墻的墻高或截面

43、污工數(shù)量較為接近，基礎(chǔ)情況相仿時，采用路肩墻比較有利。 綜上所述：擬采用漿砌片石仰斜式路堤擋土墻，墻高h(yuǎn)=8.0m，墻頂填土高度為2m，頂寬2.0m，底寬2.4m，路堤邊坡采用1:1.5，墻背仰斜,坡度為1:0.25,(=- 14°02)，基底傾斜,坡度為1:5,(?0=arctg(1/5)=11°18)。 車輛荷載 根據(jù)<< 路基設(shè)計規(guī)范>>( jtg d30-2004)，車輛荷載為計算的方便,可簡化換算為路基填土的均布土層,并采用全斷面布載。 換算土層厚: h0?q ?12.5?0.658m 19 其中：q?20?10?(10?8)?10?12.5kn/m2 10?2 ?為墻后填土容量 ?19kn/m3 土壤