公路畢業(yè)設(shè)計說明書

1、 Foshan University畢業(yè)設(shè)計說明書 南山路兩階段初步設(shè)計 學(xué) 院： 環(huán)境與土木建筑學(xué)院 專 業(yè)： 土木工程 學(xué) 號： 2007714209 學(xué)生姓名： 葉遠(yuǎn)亮 指導(dǎo)教師： 蔣忠海（講師） 二一二年六月目 錄1 工程概況11.1該公路的設(shè)計意義11.2 沿線自然地理、地形、地質(zhì)、水文概況11.2.1 地理位置11.2.3 地形地貌11.2.4 地質(zhì)、土質(zhì)、水文11.2.5 自然區(qū)劃及土基干濕類型11.2.6 地震情況11.3 主要技術(shù)指標(biāo)12 路線設(shè)計22.1 路線方案確定22.2 平面線形設(shè)計22.2.1 平面線形的設(shè)計步驟22.2.2 平面設(shè)計中的基本原則32.2.3 線形設(shè)

2、計32.3 路線縱斷面設(shè)計42.3.1 最大縱坡42.3.2 最小縱坡42.3.3 合成坡度42.3.4 平、縱面線形組合設(shè)計要點42.3.5 縱斷面線形設(shè)計方法和步驟53 路基設(shè)計53.1 路基橫斷面的組成53.1.1 行車道寬度63.2 橫斷面設(shè)計步驟63.3 土石方的調(diào)配6取土、棄土方案，環(huán)保及節(jié)約用地措施63.4 路基設(shè)計73.4.1 填方路基73.4.2 挖方路基73.5 路基排水設(shè)計83.5.1 路基排水設(shè)計的一般原則83.5.2 常用的路基地面排水設(shè)備83.6 路基防護(hù)設(shè)計93.7 特殊路基處理93.8 路面設(shè)計93.8.1 路面設(shè)計基本原則93.8.2 路面設(shè)計要求103.8.

3、3 路面結(jié)構(gòu)層劃分103.8.4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案比選103.8.5 基層及底基層103.8.6 路面結(jié)構(gòu)組合113.8.7 路面類型比較114 橋涵設(shè)計124.1 涵洞設(shè)計124.1.1 涵洞設(shè)計概述124.1.2 涵洞布置124.1.3 涵洞型式選擇134.1.4 涵洞進(jìn)出口的防護(hù)和加固145 其他沿線設(shè)施及環(huán)境保護(hù)146.1 結(jié)論15參考文獻(xiàn)：16致 謝171 工程概況1.1該公路的設(shè)計意義本設(shè)計內(nèi)容是南山路新建工程兩階段初步設(shè)計，本路段北起南大路，終點位于山遠(yuǎn)路，總長約3.259公里，雙向兩車道，設(shè)計速度40km/h。本項目對進(jìn)一步完善區(qū)域路網(wǎng)，改善投資環(huán)境，疏導(dǎo)區(qū)域交通，發(fā)揮重要作用

4、，對促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展和鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展新格局，具有深遠(yuǎn)的意義。1.2 沿線自然地理、地形、地質(zhì)、水文概況 地理位置該路段位于安徽省境內(nèi)，路線總體走向由北往南。 地形地貌項目地處丘陵地帶，海拔較低，一般海拔在10700米之間。 地質(zhì)、土質(zhì)、水文路線通過地區(qū)的地層主要為第四系地層。第四系地層覆蓋于三迭系地層上，地表覆土層為砂礫土層、粘土層(04.5m)，泥質(zhì)砂巖和細(xì)砂巖(4.5m以下)。老路土基上部平均相對稠度為1.0。地下水位：谷地一般埋深1.3m，山嶺埋深>2m。 自然區(qū)劃及土基干濕類型本路段位于山地過濕區(qū)，土基要求按中濕狀態(tài)設(shè)計。 地震情況路線位于地震烈度VI度區(qū)內(nèi)。1.3 主要技術(shù)指標(biāo)表1-

5、1 路線主要技術(shù)指標(biāo)表序號指標(biāo)名稱單位指標(biāo)規(guī)范值1道路類別三級公路2設(shè)計速度Km/h403道路橫斷面形式整體式路基4路面寬m2×3.57土路肩寬度m2×0.758停車視距m409平曲線最小半徑m100（一般值），60（極限值），600（不設(shè)超高）10緩和曲線最小長度m3511最大縱坡%712最小坡長m12013凸形豎曲線最小半徑m700（一般值）；450（極限值）14凹形豎曲線最小半徑m700（一般值）；450（極限值）15豎曲線最小長度m352 路線設(shè)計2.1 路線方案確定丘陵地區(qū)的地面高度變化較小，地形簡單，平緩，對于公路路線的選擇比較容易，摸出地形地勢的走勢，就能為路

6、線的選擇提供了走向。走向?qū)Υ_定路線的基本走向，選擇控制點是十分重要的。在丘陵地區(qū)選線工作中，掌握區(qū)域地形地質(zhì)情況，處理好路線與地質(zhì)的關(guān)系。在選線中采取必要的防護(hù)措施，對于確保路線質(zhì)量和路基穩(wěn)定具有十分重要的意義。選線中要注意處理好路線與河流的關(guān)系，選擇好橋位并對路基和排水構(gòu)造物采取必要的加固措施，確保路基穩(wěn)定。根據(jù)設(shè)計要求，確定公路線路走向的基本原則是:(1)避讓村鎮(zhèn)、干渠及高壓干線等,盡可能減少拆遷民房等建筑物；(2)新建線路選擇應(yīng)盡可能避免和減少破壞現(xiàn)有水利灌溉系統(tǒng)；(3)堅持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),盡可能縮短行車?yán)锍獭８鶕?jù)以上原則,最終在方案一和方案二中進(jìn)行了方案比選.方案一中間段所走路線比方案二地勢

7、稍高，地下水離路面較遠(yuǎn)，容易將路面處理成干燥狀態(tài)。從縱斷面上看方案一的路面不會有太大的填挖工程，由此相對于方案二，方案一的優(yōu)點是可以合理利用沿線的筑路材料，減小了運土的困難，同時不會占用方案二所走路線的良田以及果園，避免了增添大量通道所帶來的工程量。于是選定方案一為最終方案。由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線?？v斷面設(shè)計的任務(wù)就是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等，研究并擬定起伏空間線幾何構(gòu)成的大小及長度以 便達(dá)到行車安全迅速、運輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺舒適的目的。在平原區(qū)路段，綜合考慮了地下水、地表積水的影響，以及設(shè)置涵洞的要求，拉坡

8、時，一般保證填土高度在1m以上，以保證路基穩(wěn)定，但一些地方考慮到工程量不太大以及填挖均衡，出現(xiàn)一些矮路堤。2.2 平面線形設(shè)計 平面線形的設(shè)計步驟平面線形的設(shè)計主要是確定交點位置、曲線半徑、緩和曲線的長度等。確定過程中：應(yīng)保證平面線形連續(xù)順適，保持各平面線形指標(biāo)的協(xié)調(diào)、均衡，而且要與地形相適應(yīng)和滿足行駛力上的要求。（1）路線的交點主要確定路線的具體走向位置，因此其位置的確定非常重要。必要時應(yīng)做相應(yīng)的比較方案進(jìn)行比選，保證方案可行、經(jīng)濟(jì)、合理、工程量小。（2）曲線和緩和曲線長度的確定首先在滿足曲線及緩和的最小長度的前提下，初步擬定其長度，然后平曲線半徑及緩和曲線長度可以根據(jù)切線公式或外距公式反算

9、 （1-1） （1-2）在初步設(shè)計時可忽略p,并近似取q=Ls/2,由（1-1）、(1-2）即可得： (1-3)(1-4)在確定R,Ls以后就計算各曲線要素，推算各主點里程及交點的里程樁號。最后由平面設(shè)計的成果可以得到直線曲線及轉(zhuǎn)交表。(3) 充分利用土地資源，減少拆遷。就地取材，帶動沿線城鎮(zhèn)及地方.經(jīng)濟(jì)的發(fā)展（4）公路平面線形是由直線、圓曲線和緩和曲線構(gòu)成。直線作為使用最廣泛的平面線性，在設(shè)計中我們首先考慮使用。 平面設(shè)計中的基本原則在路線的平面設(shè)計中所要掌握的基本原則有：平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；本設(shè)計地區(qū)部分地勢開闊，處于平原微丘區(qū)，路線直捷順適

10、，在平面線形三要素中直線所占比例較大。在設(shè)計路線中間地段，地勢有較大起伏，路線多彎，曲線所占比例較大。路線與地形相適應(yīng)，既是美學(xué)問題，也是經(jīng)濟(jì)問題和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的問題。直線、圓曲線、緩和曲線的選用與合理組合取決于地形、地物等具體條件，片面強(qiáng)調(diào)路線要以直線為主或以曲線為主，或人為規(guī)定三者的比例都是錯誤的。行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高速路應(yīng)盡量滿足：高速公路、一級公路以及計算行車速度60Km/h的公路，應(yīng)注重立體線形設(shè)計，盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適，計算行車速度越高，線形設(shè)計所考慮的因素越應(yīng)周全。本路線計算行車速度為40Km/h，在設(shè)計中已經(jīng)考慮到

11、平面線形與縱斷面設(shè)計相適應(yīng)，盡量做到了“平包豎”。(1) 保持平面線形的均衡與連貫；為使一條公路上的車輛盡量以均勻的速度行駛，應(yīng)注意各線形要素保持連續(xù)性而不出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的突變。在長直線盡頭不能接以小半徑曲線，高低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡。本設(shè)計中未曾出現(xiàn)長直線以及高低標(biāo)準(zhǔn)的過渡。(2)避免連續(xù)急彎的線形；連續(xù)急彎的線形給駕駛者造成不便，給乘客的舒適也帶來不良影響。在設(shè)計中可在曲線間插入足夠的直線或回旋線。(3)平曲線應(yīng)有足夠的長度；平曲線太短，汽車在曲線上行駛時間過短會使駕駛操縱來不及調(diào)整。緩和曲線的長度不能小于該級公路對其最小長度的規(guī)定；當(dāng)條件受限制時，可將緩和曲線在曲率相等處直接連接。路線轉(zhuǎn)角過小

12、，即使設(shè)置了較大的半徑也容易把曲線長看成比實際的要短，造成急轉(zhuǎn)彎的錯覺。這種傾向轉(zhuǎn)角越小越顯著，以致造成駕駛者枉作減速轉(zhuǎn)彎的操作。一般認(rèn)為，7°應(yīng)屬小轉(zhuǎn)角彎道。在本設(shè)計中平曲線長度都已符合規(guī)范規(guī)定，也不存在小偏角問題。 線形設(shè)計路線的平面設(shè)計所確定的幾何元素是以設(shè)計行車速度為主要依據(jù)的。本路段平面線形主要以基本線形和S型為主。按直線回旋線圓曲線回旋線直線的順序組合 。為了實現(xiàn)行連續(xù)，協(xié)調(diào)，回旋曲線圓曲線回旋線之比盡量符合1:1:1.最小緩和曲線長度35m . 設(shè)計路線共有7個交點 ，為提高公路使用性能，在圓曲線半徑的選擇過程中盡量選取較大的半徑。當(dāng)?shù)匦蜗拗戚^嚴(yán)時方可采用極限。本設(shè)計中

13、偏角均大，不存在小偏角問題。2.3 路線縱斷面設(shè)計縱斷面的設(shè)計主要就是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等，在變化起伏的空間線中選取合適的組合、搭配，以便達(dá)到行車安全迅速、運輸經(jīng)濟(jì)合理及乘客感覺舒適的目的。 最大縱坡根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01_2003）規(guī)定，三級公路的最大縱坡，應(yīng)不大于7%，在長路塹路段，以及其他橫向排水不暢的路段，均應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡。制定最大縱坡時不僅從設(shè)計車型的爬坡能力考慮，還要考慮汽車在縱坡上能否快速，安全及行車的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計時，應(yīng)盡可能選用小于規(guī)定最大縱坡的坡值。 最小縱坡 在長路塹地段。設(shè)置邊溝的低填方地段以及其他橫向

14、排水不暢地段，為滿足排水要求，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%的縱坡，并做好縱、橫斷面的排水設(shè)計。 合成坡度在有平曲線的坡道上，最大坡度既不是縱坡方向，也不是橫坡方向，而是兩者組合成的流水線方向。將合成坡度控制在一定范圍之內(nèi)，目的是盡可能避免急彎和陡坡的不利組合，防止因合成坡度過大而引起的橫向滑移和行車危險，保證車輛在彎道上安全而順適的運行。當(dāng)路線的平面和縱坡設(shè)計基本完成后，應(yīng)檢查合成坡度I。如果超過最大允許合成坡度時，可減小縱坡或加大平曲線半徑以減小橫坡，或者兩方面同時減小。 平、縱面線形組合設(shè)計要點平曲線與豎曲線的組合： 平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲

15、線，即所謂的“平包豎”。 平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持平衡，是指平、豎曲線幾何要素要大體平衡、勻稱、協(xié)調(diào)，不要把過緩與過急、過長與過短的平曲線和豎曲線組合在一起。 暗、明彎與凸、凹豎曲線，暗彎與凸形豎曲線及明彎與凹形豎曲線的組合是合理、悅目的。 平、豎曲線應(yīng)避免的組合：a:設(shè)計車速40km/h的公路，凸形豎曲線的頂部和凹形豎曲線的底部，不得插入小半徑平曲線。b:凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部，不得與反向平曲線的拐點重合。c:小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相互重疊。d:平面轉(zhuǎn)角小于7°的平曲線不宜與坡度角較大的凹形豎曲線組合在一起。e:在完全通視的條件下，長上（下）坡路段的平面線形多次轉(zhuǎn)向

16、形成蛇形的組合線形，應(yīng)極力避免。圖2-1 平曲線與豎曲線的各種組合 縱斷面線形設(shè)計方法和步驟(1)在1：2000地形圖上，用等高線內(nèi)插法，讀出各中樁地面高程值 (精確到0.1米)。(2)點繪縱斷面地面線。(3)縱坡設(shè)計。方法步驟：標(biāo)注控制點。即對路線縱坡有控制作用的點位，如路線起點、終點、中間高程控制點、埡口設(shè)計標(biāo)高、橋涵隧道控制標(biāo)高、沿溪線洪水控制標(biāo)高、交叉口控制標(biāo)高以及其它因素（如重要城鎮(zhèn)、重要建筑物、不良地質(zhì)限制等）控制的標(biāo)高，標(biāo)注于縱斷面圖上。試坡。根據(jù)“滿足控制點要求，照顧多數(shù)經(jīng)濟(jì)點”的原則，用推平行線的方法，試定坡度線，交出變坡點初步位置。調(diào)坡。結(jié)合路線平面和縱面的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)逐段檢查

17、，調(diào)整坡度線。核對。在縱斷面圖上讀出填挖值，用路基設(shè)計透明模板在橫斷面圖上檢查核對。核對不是逐樁進(jìn)行，而是選擇控制性較嚴(yán)、橫坡較陡、高填深挖的特殊橫斷面進(jìn)行核對。對于路基穩(wěn)定性不能滿足或采取工程措施而工程量較大的路段，經(jīng)分析比較，可局部調(diào)整縱坡。定坡。其步驟為：A：確定坡度。一般用推平行線辦法求得坡度，一般取到0.1%的精度。B：確定變坡點樁號。一般取到整10米樁上。C：計算坡長和變坡點高程。相鄰兩變坡點里程相減即為坡長，變坡點高程是根據(jù)前一變坡點高程，由已定的坡度和坡長推算而得，要求取到0.01米的精度。（4）豎曲線設(shè)計根據(jù)道路等級和情況，確定豎曲線半徑，并計算豎曲線要素，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的選擇

18、半徑的原則，選定的豎交點的半徑取整。3 路基設(shè)計路基應(yīng)根據(jù)其使用要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并結(jié)合施工方案進(jìn)行設(shè)計，既有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟(jì)合理。 影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定的地面水和地下水，必須采取攔截或排出路基以外的措施，并結(jié)合路面排水，綜合排水設(shè)計，形成完整的排水系統(tǒng)。修筑路基取土和棄土?xí)r，應(yīng)符合環(huán)保要求，以適當(dāng)處理，減少棄土侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。3.1 路基橫斷面的組成高速公路路基橫斷面組成包括：行車道、路肩（土路肩）、邊溝、邊坡。 行車道寬度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)計車速為40Km/h時，行車道寬度為2x3.5米。 路肩寬度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，高速公路設(shè)計車速為40Km/h時。土路肩寬度的一般值為0.

19、75米。 路拱的確定路拱雖然對排水有利，但是對行車不利，根路拱坡度取為2。土路肩由于其排水性遠(yuǎn)低于路面，為了迅速排除路面水，其橫坡度一般較路拱坡度增加12。硬路肩一般與路面采用同一橫坡度，也可稍大于路面。3.2 橫斷面設(shè)計步驟點繪橫斷面地面線。紙上定線則可以從大比例尺的地形圖上內(nèi)插獲得。根據(jù)路線和路基資料，將橫斷面的填挖值及有關(guān)資料抄于相應(yīng)樁號的斷面上。確定邊坡坡度以及邊溝的形狀與尺寸。繪橫斷面的設(shè)計線，俗稱“戴帽子”。在彎道上還應(yīng)示出超高、加寬。一般直線段上的斷面可不示出路拱坡度。計算橫斷面的填挖面積，完成全圖。本設(shè)計采用積距法計算面積，精確到0.1 m2。3.3 土石方的調(diào)配通過土石方的調(diào)

20、配，合理解決各路段土石平衡與利用問題，達(dá)到填方有所“取”，挖方有所“用”，盡量少“借”少“廢”，少占耕地。土石方調(diào)配的一般要求：（1）土石方調(diào)配應(yīng)先在本樁位內(nèi)移挖作填，以減少縱的運量。（2）綜合考慮，選用合理的經(jīng)濟(jì)運距。但經(jīng)濟(jì)運距不是唯一的指標(biāo)，還要綜合考慮棄方或借方的占地、賠償青苗損失和對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等的影響問題。（3）廢方要作妥善處理。（4）調(diào)配土石方時應(yīng)考慮橋涵位置，一般不作跨溝調(diào)運，也應(yīng)考慮地形情況，一般不宜往坡方向調(diào)運。（5）不同性質(zhì)的土石方應(yīng)分別調(diào)配，以做到分層填筑?？梢砸允?，但不能以土代石。（6）回頭曲線部分應(yīng)先作上下線調(diào)配。（7）土石方工程集中的路段，可單獨進(jìn)行調(diào)配。調(diào)配的結(jié)果

21、示于土石方數(shù)量表上，并可按下式復(fù)核：橫向調(diào)運+縱向調(diào)運+借方填方；橫向調(diào)運+縱向調(diào)運+棄方挖方；挖方+借方填方+棄方。最后算得計價土石方數(shù)量，即：計價土石方數(shù)量挖方數(shù)量+借方數(shù)量。3.3.1取土、棄土方案，環(huán)保及節(jié)約用地措施取土坑的設(shè)計原則是：揭除山體覆土，然后集中堆放在一旁。取土完畢后，為防止水土流失，把堆在一側(cè)的蓋山土填筑在取土坑底部，植草、種灌木，并設(shè)置排水設(shè)施。公路沿線土地珍貴，棄土困難。設(shè)計考慮采取以下棄土方案：廢棄土方一般為挖邊溝、清表土、清淤泥的土方，數(shù)量不大，可用于填筑中央分隔帶、路側(cè)魚塘超填（反壓護(hù)道）及排水溝平臺。環(huán)保及節(jié)約用地方面，路線布設(shè)盡量與已有規(guī)劃協(xié)調(diào)配合，少占地、

22、少拆遷，減小工程對自然環(huán)境的破壞；盡量保持現(xiàn)有的水利設(shè)施和逕流系統(tǒng)，理順因工程建設(shè)而改變的排灌系統(tǒng)，確保水流暢通，減少水土流失；對路基邊坡進(jìn)行了全面綠化防護(hù)，使環(huán)境破壞減少到最少，施工時應(yīng)做好施工組織計劃，使施工期間對環(huán)境的不利影響降低至最小程度，工程完工后還應(yīng)做好沿線場地清理、平整工作，整飾路容。3.4 路基設(shè)計橫斷面的組成由設(shè)計交通量、交通組成等因素確定，在保證必要的通行能力和交通安全與暢通的前提下，盡量做到用地省，投資少。 本公路采用單幅雙車道，混合交通，只要各行其道、視距良好，車速一般不受影響，但當(dāng)交通量很大時，受大型車、非機(jī)動車影響。 由于本公路上圓曲線半徑均較大，可以不加寬。土路肩

23、主要保護(hù)路面和路基，提供側(cè)向余寬。為迅速排出路面和路肩上的降水，將路面和路肩做成有一定橫坡的斜面（如下圖所示）。為消除曲線上的離心力，曲線采取繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)超高方式。公路用地取路堤兩側(cè)排水溝外緣以外，或路塹坡頂截水溝外沿以外不少于2m的土地范圍。圖3-1 路基設(shè)計圖 填方路基礫類土、砂類土應(yīng)優(yōu)先選作填料，細(xì)粒土可填于路堤底部。基地土密實、地面橫坡緩于1：5,路堤可直接填筑，地表樹根草皮和腐土應(yīng)清除，若坡度陡于1:0.5,則應(yīng)做成臺階狀，臺階寬不得小于m，階底有2%-4%內(nèi)向傾斜坡度。圖3-2 填方路基設(shè)計圖對于跨溝的高路堤應(yīng)避開滑坡、沖溝等不良地質(zhì)段，對地表水采取攔截、排除措施，防止?jié)裣莺蜎_溝，

24、減少地基土下沉。 挖方路基挖方邊坡應(yīng)根據(jù)邊坡高度、土的狀況、地下水的狀況等因素確定，由于花都地區(qū)土質(zhì)為粘性土，且本設(shè)計中挖方均小于10米，故選用了 1：0.5的邊坡。同時挖方坡沒有設(shè)碎落臺。為減少地面水沖刷挖方邊坡，應(yīng)在挖方邊坡坡頂外設(shè)置截水溝或擋水堰。圖3-3 挖方路基設(shè)計圖3.5 路基排水設(shè)計路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性同水的關(guān)系十分密切，水的作用是導(dǎo)致路基病害的主要因素之一，因此，路基設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須重視路基排水工程。地面水對路基產(chǎn)生沖刷和滲透，沖刷可能導(dǎo)致路基整體穩(wěn)定性受損害，形成水毀現(xiàn)象。滲入路基土體的水分，使土體過濕而降低路基強(qiáng)度。路基設(shè)計時，必須考慮將影響路基穩(wěn)定性的地面水，排除和

25、攔截于路基用地范圍以外，并防止地面水浸流、滯積或下滲。對于影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應(yīng)予以隔斷、疏干、降低，并引至路基范圍以外的適當(dāng)?shù)攸c。 路基排水設(shè)計的一般原則（1）排水設(shè)計要因地制宜，全面規(guī)劃，綜合治理，講究實效，注意經(jīng)濟(jì)，并充分利用地形和自然水系。一般情況下地面和地下設(shè)置的排水溝渠，宜短不宜長，以使水流不過于集中，及時疏散，就近分流；（2）路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相結(jié)合；（3）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠；（4）路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件，就地取材，以防為主。 常用的路基地面排水設(shè)

26、備包括邊溝、截水溝、排水溝等，必要時亦有渡槽、倒虹吸及蓄水池等。這些排水設(shè)備，分別設(shè)在路基的不同部位，各自的主要功能、布置要求或構(gòu)造形式，均有所差異。(1)邊溝設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡腳外側(cè)，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)或流向路基的少量地面水。邊溝的排水量不大，一般根據(jù)沿線具體條件，選用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式。邊溝不宜過長，盡量使溝內(nèi)水流就近排至路旁自然水溝和低洼地帶。土質(zhì)或軟弱石質(zhì)邊溝，一般都用梯形，其底寬與深度約為0.6m，內(nèi)側(cè)邊坡一般為1：1，外側(cè)邊坡通常與挖方邊坡一致。(2)排水溝其主要用途在于引水，將路基范圍內(nèi)各種水源的水流，引至路基范圍以外的指定地點。當(dāng)路線受到多段

27、溝渠或水道影響時，為保護(hù)路基不受水害，可以設(shè)置排水溝或改移渠道，以調(diào)節(jié)水流，整治水道。排水溝的橫斷面形式，一般采用梯形，用于邊溝、截水溝及取土坑出水口的排水溝，不需特殊計算，底寬與深度均為0.6m，土溝的邊坡坡度約為1：1.5。在實際工程中，由于自然條件、路線布置及其其他人為因素不同，情況往往比較復(fù)雜，需要進(jìn)行路基排水的綜合設(shè)計，以提高排水效果，發(fā)揮各類排水設(shè)備的優(yōu)點，降低工程費用。排水綜合設(shè)計中，流向路基的地面水和地下水，需在路基范圍以外的地點，設(shè)置截水溝與排水溝進(jìn)行攔截，引離指定地點。路基排水一般向低洼一側(cè)排除，必須橫跨路基時應(yīng)利用橋涵。對于溝槽不明顯的漫流，應(yīng)加以調(diào)節(jié)，盡量匯集成溝，導(dǎo)流

28、排除，注意因勢利導(dǎo)，不可輕易改變流向。為提高截流效果，減少工程量，地面溝渠宜大體沿等高線布置，盡可能使溝渠垂直與流水方向，且力求短捷。各種排水設(shè)備，必須地基穩(wěn)固，并具有適當(dāng)縱坡，以控制與保持適當(dāng)?shù)牧魉?。溝底溝壁必要時予以加固，不能溢水和滲水，防止損害路基和引起水土流失。在本設(shè)計中，為方便施工，在滿足排水的前提下，將邊溝，排水溝，截水溝設(shè)計成了尺寸大體一致的形式。其中挖方路段的邊溝，外側(cè)坡度設(shè)成了1:1。如3-4圖所示：圖3-4 邊溝、排水溝設(shè)計圖路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性同水的關(guān)系十分密切，水的作用是導(dǎo)致路基病害的主要因素之一，因此，路基設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須重視路基排水工程。路基排水一般是疏散為主

29、，結(jié)合農(nóng)田水利建設(shè)。個別復(fù)雜地段需作特殊處理，排水考慮先重點后一般，先地下后地面。地面水對路基產(chǎn)生沖刷和滲透，沖刷可能導(dǎo)致路基整體穩(wěn)定性受損害，形成水毀現(xiàn)象。滲入路基土體的水分，使土體過濕而降低路基強(qiáng)度。路基設(shè)計時，必須考慮將影響路基穩(wěn)定性的地面水，排除和攔截于路基用地范圍以外，并防止地面水浸流、滯積或下滲。對于影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應(yīng)予以隔斷、疏干、降低，并引至路基范圍以外的適當(dāng)?shù)攸c。3.6 路基防護(hù)設(shè)計由巖土填筑的路基，大面積暴露于空間，長期受自然因素的強(qiáng)烈作用，沿途在不利水溫作用下，物理力學(xué)性質(zhì)常發(fā)生變化，強(qiáng)度和穩(wěn)定性減弱。為確保路基的穩(wěn)定，防護(hù)與加固必不可少。路基防護(hù)與加固設(shè)施，主

30、要有邊坡坡面防護(hù)、路基的支擋工程等。坡面防護(hù)主要是保護(hù)路基邊坡表面，免受雨水沖刷，減緩溫差及濕度變化的影響，保護(hù)邊坡的整體穩(wěn)定性。對于填方路段，采用植物防護(hù)，美化路容，協(xié)調(diào)環(huán)境，調(diào)節(jié)邊坡土的濕溫，防雨水沖刷和產(chǎn)生裂縫，起到固定和穩(wěn)定邊坡的作用，可以種草、鋪草皮和植樹。對于挖方路段，邊坡防護(hù)設(shè)計詳見支擋工程設(shè)計圖。 3.7 特殊路基處理 鑒于本項目有部分路段的路基未軟土路基，但平均處理深度不大，所以采用換土墊層法來進(jìn)行處理。該方案適用于各種軟弱土地基，使用范圍較廣。其原理是將軟弱土或不良土開挖至一定深度，回填抗剪強(qiáng)度較高、壓縮性較小的材料，如砂、礫、石碴等，并分層實，形成雙層地基。墊層能有效擴(kuò)散

31、基底壓力，提高地基承載力、減少沉降。具體處理方案詳見軟土路基處理設(shè)計圖。3.8 路面設(shè)計路面直接承受行駛車輛的作用，是道路工程的重要組成部分，通常都根據(jù)車輛行駛的需要，選用優(yōu)質(zhì)材料建成。路基作為路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。以回彈模量作為評價路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的力學(xué)指標(biāo)。堅固的路基，不僅是路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性的重要保證，而且能為延長路面使用壽命創(chuàng)造有利條件，所以路基路面的綜合設(shè)計至為重要。為確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，使路基在外界因素作用下，不致產(chǎn)生不允許的變形，在路基的整體結(jié)構(gòu)中還必須包括各項附屬設(shè)施，其中有路基排水、路基防護(hù)與加固以及與路基工程直接相關(guān)的設(shè)施，如棄土堆、取土坑、護(hù)坡道、碎落

32、臺、堆料坪及錯車道等。3.8.1 路面設(shè)計基本原則1.路面應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強(qiáng)度，表面應(yīng)滿足平整、抗滑和排水要求；2.面層、基層的結(jié)構(gòu)類型及厚度應(yīng)與公路等級、交通等級組成相適應(yīng)；3.要顧及各結(jié)構(gòu)層本身的結(jié)構(gòu)特性；4.要考慮水文狀況的不利影響；5.適當(dāng)?shù)膶雍窈蛯訑?shù)，各結(jié)構(gòu)層既要滿足最小厚度要求，又應(yīng)考慮施工可行性；6.應(yīng)與當(dāng)?shù)氐臍夂?、水文、地質(zhì)狀況相適應(yīng)，并充分利用當(dāng)?shù)刂凡牧稀?.8.2 路面設(shè)計要求路面是路基頂面上各種材料或混合料分層修筑的供車輛行駛的一種層狀結(jié)構(gòu)物，路面是直接為汽車服務(wù)的，路面狀況對道路運輸關(guān)系極大。因此路面工程是道路工程的主要內(nèi)容。路面必須滿足以下各項基本要求：（

33、1）具有足夠的強(qiáng)度和剛度；（2）具有足夠的穩(wěn)定性；（3）具有足夠的平整度；（4）具有足夠的抗滑性；（5）具有良好的不透水性。3.8.3 路面結(jié)構(gòu)層劃分行車荷載和自然因素對路面的影響隨作用深度而逐漸減弱，因而對路面材料的剛度和穩(wěn)定性的要求也隨深度而逐漸降低。為適應(yīng)這樣的特點，路面通常是分層修筑的多層結(jié)構(gòu)，按使用要求、自然因素影響程度的不同，在路基頂面采用不同規(guī)格的材料分別鋪設(shè)墊層、基層和面層等結(jié)構(gòu)層。（1）面層面層是直接同行車和大氣相接觸的表面層次，它直接承受行車荷載的豎向力，特別是水平力和沖擊力的作用，同時有受到降水的侵蝕作用和溫度變化的影響，因此，同基層或墊層相比，面層具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛

34、度、不透水性和溫度穩(wěn)定性，并且表面還應(yīng)有良好的平整度和粗糙度。（2）基層基層位于面層之下，是路面結(jié)構(gòu)中的主要承重層，主要承重由面層傳遞下來的車輛荷載的豎向力，并將其擴(kuò)散到下面的層次中，因此對基層材料的要求是應(yīng)具有足夠的剛度和抗壓強(qiáng)度，同時應(yīng)具有足夠的水穩(wěn)定性，以防基層濕軟后變形大，從而導(dǎo)致面層破壞。（3）墊層墊層是處于基層和土基之間的層次，其主要作用是一方面調(diào)節(jié)和改善土基的濕度和溫度狀況，以保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗凍能力，另一方面的功能是將基層傳下來的車輛荷載應(yīng)力加以擴(kuò)散，以減少土基產(chǎn)生的應(yīng)力和變形。3.8.4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案比選.1 瀝青混凝土面層本公路等級為三級公路，經(jīng)調(diào)查得，近期交通量

35、如下表所示。交通量年平均增長率為8%，設(shè)計年限為15年，該路段處于區(qū)。面層采用瀝青貫入式.2 水泥混凝土面層面層采用設(shè)接縫的普通混凝土，經(jīng)計算面層厚度不小于25cm即可滿足彎拉強(qiáng)度要求。故路面采用23cm水泥混凝土面層。 基層及底基層.1 基層：瀝青路面基層采用石灰土（8%12%）；水泥混凝土路面基層采用5%水泥穩(wěn)定碎石。.2 底基層：皆采用級配碎石。 路面結(jié)構(gòu)組合 瀝青混凝土路面 面層：5cm瀝青貫入式 基層：20cm石灰土（8%12%） 底基層：45cm級配碎石 總厚度：70cm； 水泥混凝土路面 面層：23cm水泥混凝土 基層：22cm水泥穩(wěn)定碎石 底基層：20cm級配碎石 總厚度：65

36、cm。 路面類型比較技術(shù)比較瀝青混凝土路面整體性能好，路面平整、行車舒適、噪音小，具有足夠的強(qiáng)度和耐久性；對路堤變形適應(yīng)性強(qiáng)；施工周期短，可及時開放交通。便于維修養(yǎng)護(hù)，通過二期罩面容易恢復(fù)其優(yōu)良的使用性能。但瀝青混凝土路面使用周期短，熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性及抗滑性能較差，瀝青混凝土路面施工相對復(fù)雜，對施工隊伍素質(zhì)、原材料等要求高。水泥混凝土路面具有使用壽命長，路面強(qiáng)度高，抗車轍，熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、抗滑性能好，路面能見度好，材料來源廣泛，日常維修工作量小、維修費用低等優(yōu)點。但水泥混凝土路面接縫多，接縫施工工藝較復(fù)雜，路面平整度較差，噪音大、行車舒適性較差；施工期長；對路堤變形適應(yīng)性較差，易導(dǎo)致路面

37、破壞，維修時對通車影響大。 維修方案瀝青混凝土路面設(shè)計使用年限為15年。15年期間考慮進(jìn)行中修(運營第8年)、大修(運營第15年)。并考慮全壽命周期成本分析,在運營第23年再次進(jìn)行中修。中修:鏟除4cm上面層,再進(jìn)行罩面【4cmSMA（改性瀝青混凝土）-13】。大修:鏟除上、中面層,再進(jìn)行罩面(4cmSMA13+6cmAC-20I中粒式改性瀝青砼)。共需2次中修1次大修。水泥混凝土路面設(shè)計使用年限為20年。20年期間考慮進(jìn)行1次大修(運營第8年)、1次中修(運營第20年)。大修方案:對舊路進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理并進(jìn)行雙層瀝青砼罩面。中修:鏟除上面層,再進(jìn)行罩面。共需1次中修1次大修。兩者比較水泥混凝土路

38、面維修費用相對較低。環(huán)保瀝青混凝土路面行車產(chǎn)生噪音很小，對沿線居民影響較小。具較小量反光和熱輻射性。廢渣基本無毒，具輕微化學(xué)活性。廢舊利用價值較低。水泥混凝土路面行車產(chǎn)生噪音較大，經(jīng)沿線居民區(qū)有一定影響。具小量反光和熱輻射性。廢渣無毒，不具化學(xué)活性。廢舊結(jié)構(gòu)仍可作柔性路面基層或其他之用。地區(qū)適應(yīng)性瀝青混凝土路面所用主要材料瀝青需進(jìn)口，瀝青價格不斷攀升，增加了國家外匯負(fù)擔(dān)。而且本地區(qū)合格的表層骨料較匱乏，僅有的幾處玄武巖料場早已供不應(yīng)求。水泥混凝土路面所用主要材料水泥無需進(jìn)口，為工程所在地所盛產(chǎn)，可促進(jìn)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)行業(yè)的發(fā)展，對當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)發(fā)展有更大作用。路面用碎石來源豐富，可就近取材。本區(qū)域雖為軟

39、基路段，路基不均勻?qū)⒂绊懰嗷炷谅访娴氖褂眯Ч?，但其在使?年后進(jìn)行大修（瀝青罩面），完全可以達(dá)到優(yōu)良的使用性能和美觀的路容。綜合上述四個方面的比較，推薦采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。4 橋涵設(shè)計4.1 涵洞設(shè)計4.1.1 涵洞設(shè)計概述涵洞是公路排水構(gòu)造物的重要組成部分之一，在公路跨越溝谷.河流,人工渠道以及排除路基內(nèi)側(cè)邊溝水流時，常常需要修建各種橫向排水構(gòu)造物，以及使溝谷、河流、人工渠道穿過路基，使路基連續(xù)，確保路基不受水流沖刷或侵襲，從而達(dá)到路基穩(wěn)定。涵洞設(shè)置地點：（1)天然河溝與路線相交處；（2)農(nóng)田灌溉渠與路線相交處；（3)路基邊溝排水渠；（4)與其他路線相交；（5)為滿足路基干燥而設(shè)置的

40、排水涵洞。涵洞位選擇時應(yīng)遵循一下原則：（1）涵位設(shè)置應(yīng)該服從路線走向；（2）涵址應(yīng)布設(shè)在地址條件良好，河床穩(wěn)定的河段的；（3）涵址應(yīng)選擇在水文、水利較好的河段；（4）涵洞位置選擇要綜合考慮各種因素并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，使涵洞橋涵工程量最小，以減少工程造價和養(yǎng)護(hù)費用。表4-1 涵洞布置表序號涵洞位置結(jié)構(gòu)類型洞口型式1K0+260鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻2K0+520鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻3K0+574.999鋼筋混凝土暗板涵八字翼墻4K1+080鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻5K1+240鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻6K1+480鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻7K1+700鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻8K1+900

41、鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻9K2+340鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻10K2+660鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻11K2+840鋼筋混凝土圓管涵八字翼墻4.1.2 涵洞布置根據(jù)路線的平面圖，縱斷面圖以及橫斷面圖考慮到涵洞位置選擇的原則和設(shè)置地點確定涵洞位置，根據(jù)地質(zhì)地形條件確定采用涵洞的類型。 （1)平面布設(shè)結(jié)合溝谷情況，環(huán)境條件，使全線排水通暢，本次涵洞設(shè)計采用了正交涵洞。正交涵洞的優(yōu)點：正交涵洞具有長度短.工程數(shù)量小.施工簡便等優(yōu)點。斜交涵洞一般布置在不依該溝設(shè)涵的地段，或者采用正交涵洞出口出現(xiàn)水流直沖農(nóng)田、房舍、道路等情況，亦采用斜交涵，以免出現(xiàn)水害。（2）橫斷面布設(shè)根據(jù)縱斷面和橫斷面的條件、地形

42、地址條件、材料供應(yīng)條件以及運輸條件、建筑高度等的限制，本次設(shè)計采用了鋼筋混凝土圓管涵,下面介紹鋼筋混凝土蓋板涵洞的特點和使用條件：主要特點：建筑高度較小，受填土高度限制較??；能采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場裝配，施工簡便迅速；為簡支結(jié)構(gòu)，對地基條件要求布高；遭受破壞后容易修復(fù)；由于使用鋼筋水泥等材料，一般造價較高。使用條件:通常使用在石料短缺，填土高度受限以及公路等級較高的情況；使用在橋涵分布集中并有運輸及吊裝設(shè)備條件的公路；涵洞孔徑的確定設(shè)計流量是確定小橋涵孔徑的主要依據(jù)，橋涵流量的推算方法有：暴雨推理法，徑流形成法，形態(tài)調(diào)查法以及直接類比法四種，一般我們按水文統(tǒng)計的頻率分析方法來確定設(shè)計流量?？鐝胶团_

43、高應(yīng)用一定的比例關(guān)系，其經(jīng)濟(jì)比例通常為1:1-1:1.5。（3）洞口的形式本次設(shè)計采用的洞口主要有：八字式洞口。4.1.3 涵洞型式選擇（1）新建涵洞以采用無壓力式涵洞為主。為了提高宣泄設(shè)計流量，在不造成淹沒上游農(nóng)田、村莊的前提下，允許涵前較大壅水高度時，可采用壓力式或半壓力式涵洞。（2）設(shè)計流量在10m3/s左右時，一般宜采用圓管涵。擔(dān)當(dāng)路堤高度過的，圓管涵頂填土高度不足時，宜采用蓋板涵（先考慮采用暗涵，當(dāng)蓋板涵頂填土高度不足時，再考慮采用明涵）。設(shè)計流量在20m3/s以上時，宜采用蓋板涵。擔(dān)當(dāng)設(shè)計流量更大時，特別是當(dāng)路堤較高時，宜采用拱涵。涵洞基礎(chǔ)對涵洞質(zhì)量影響很大。磚管、拱涵都要求有較堅

44、實的地基基礎(chǔ)，其他類型的涵洞也要求基礎(chǔ)不能有過大沉陷，而且沉陷必須均勻。涵洞位置應(yīng)盡量避免在地基松軟、堅硬不均勻或地質(zhì)條件不良地段設(shè)置。當(dāng)?shù)鼗^分松軟無法避讓時，應(yīng)采取對地基的加固或?qū)A(chǔ)的加強(qiáng)處理措施，也可以采用鋼筋混凝土箱涵，選擇時應(yīng)對各種可行的處理方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后確定。a)從經(jīng)濟(jì)角度，因地區(qū)不同，造價往往差異很大。在盛產(chǎn)石料的山區(qū)，一般選用石涵比較經(jīng)濟(jì)；在缺乏石料的地區(qū)，當(dāng)設(shè)計流量較小時，選用鋼筋混凝土蓋板涵或拱涵比較經(jīng)濟(jì)。宣泄同樣設(shè)計流量的圓管涵，單孔比多孔經(jīng)濟(jì)。b) 涵洞設(shè)計要方便施工。一段線路上不宜采用過多的涵洞類型，應(yīng)盡可能定型化，便于集中預(yù)制，以節(jié)省模板和保證質(zhì)量。 4

45、.1.4 涵洞進(jìn)出口的防護(hù)和加固（1）進(jìn)水溝床加固處理為使進(jìn)水洞口和天然河溝連接，防止水流沖涮洞口，致使洞口破壞必須對進(jìn)水洞口進(jìn)行處理。因為進(jìn)水洞口的地勢坡度很緩，幾乎為平坡，因此采取的加固方式為僅對進(jìn)口采用干砌片石進(jìn)行加固，鋪砌長度為一米，具體見涵洞布置圖。（2）出口溝床的加固防護(hù)小橋涵對天然河床都有較大的壓縮致使通過小橋涵下流速特別是下游的流速增大。流速增大導(dǎo)致橋涵下游產(chǎn)生局部沖涮。所以必須對橋涵的下游出口采取加固處理?，F(xiàn)根據(jù)具體的情況采用鋪砌加固型式。5 其他沿線設(shè)施及環(huán)境保護(hù)公路的環(huán)境評價主要考慮公路建設(shè)對社會經(jīng)濟(jì)的影響，噪音、大氣污染的影響，對周邊區(qū)域發(fā)展的影響以及對生態(tài)環(huán)境的影響。

46、1.公路建設(shè)不可避免的要占用農(nóng)田、果園等，在山區(qū)本來耕地就少，因此更要注意盡量少占農(nóng)田及果園。同時要注意減少拆遷。2.由于本公路主要用于促進(jìn)旅游資源的開發(fā)，考慮到這一點，因此選線時盡量接近旅游區(qū)。并且利用綠化，降低路上噪音，緩解大氣污染同時保持生態(tài)平衡、美化環(huán)境。3.該公路的修建進(jìn)一步加強(qiáng)了旅游資源的開發(fā)和利用，同時帶動了本地區(qū)的塘漁業(yè)、飼養(yǎng)業(yè)以及其他副業(yè)的發(fā)展。4.公路建設(shè)還應(yīng)注意對生態(tài)環(huán)境的影響，例如對周圍植被、地質(zhì)、土壤及水文的影響。6 結(jié)論及存在的問題6.1 結(jié)論南山路兩階段初步設(shè)計，是對我大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行系統(tǒng)運用的過程，通過這次設(shè)計，對行業(yè)規(guī)范的了解有初步的加深，對設(shè)計的基本流程有了一定的掌握。加強(qiáng)對課堂所學(xué)知識的理解和掌握，而且綜