畢業(yè)設(shè)計論文高速公路設(shè)計說明書

1、-. z.科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目：*高速公路初步設(shè)計*學(xué)院系*專業(yè)*年級*指導(dǎo)教師*2017年06月10日-. z.目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc485240088目錄 PAGEREF _Toc485240088 h IHYPERLINK l _Toc485240089*高速公路初步設(shè)計 PAGEREF _Toc485240089 h IIHYPERLINK l _Toc485240090摘要 PAGEREF _Toc485240090 h IIHYPERLINK l _Toc485240091Summary PAGEREF _Toc485240091

2、 h IIHYPERLINK l _Toc485240092第1章緒論 PAGEREF _Toc485240092 h 2HYPERLINK l _Toc4852400931.1高速公路建立意義 PAGEREF _Toc485240093 h 2HYPERLINK l _Toc4852400941.2設(shè)計路線狀況 PAGEREF _Toc485240094 h 2HYPERLINK l _Toc485240095第2章道路等級確實定及比選 PAGEREF _Toc485240095 h 2HYPERLINK l _Toc4852400962.1道路的選線及方法 PAGEREF _Toc4852

3、40096 h 2HYPERLINK l _Toc4852400972.2道路等級確實定 PAGEREF _Toc485240097 h 2HYPERLINK l _Toc4852400982.3線形的比選 PAGEREF _Toc485240098 h 2HYPERLINK l _Toc485240099第3章平面設(shè)計 PAGEREF _Toc485240099 h 2HYPERLINK l _Toc4852401003.1平面設(shè)計原則 PAGEREF _Toc485240100 h 2HYPERLINK l _Toc4852401013.2直線設(shè)計 PAGEREF _Toc48524010

4、1 h 2HYPERLINK l _Toc485240102、直線的最大長度 PAGEREF _Toc485240102 h 2HYPERLINK l _Toc485240103、直線的最小長度 PAGEREF _Toc485240103 h 2HYPERLINK l _Toc4852401043.3、平曲線設(shè)計 PAGEREF _Toc485240104 h 2HYPERLINK l _Toc485240105、圓曲線設(shè)計 PAGEREF _Toc485240105 h 2HYPERLINK l _Toc485240106緩和曲線設(shè)計 PAGEREF _Toc485240106 h 2HYP

5、ERLINK l _Toc485240107坐標(biāo)的計算 PAGEREF _Toc485240107 h 2HYPERLINK l _Toc485240108超高和加寬 PAGEREF _Toc485240108 h 2HYPERLINK l _Toc485240109停車視距 PAGEREF _Toc485240109 h 2HYPERLINK l _Toc485240110第4章縱斷面設(shè)計 PAGEREF _Toc485240110 h 2HYPERLINK l _Toc4852401114.1線形設(shè)計 PAGEREF _Toc485240111 h 2HYPERLINK l _Toc485

6、240112最大縱坡 PAGEREF _Toc485240112 h 2HYPERLINK l _Toc485240113最小縱坡 PAGEREF _Toc485240113 h 2HYPERLINK l _Toc485240114坡長的限制 PAGEREF _Toc485240114 h 2HYPERLINK l _Toc4852401154.2豎曲線設(shè)計 PAGEREF _Toc485240115 h 2HYPERLINK l _Toc485240116、豎曲線半徑的設(shè)計 PAGEREF _Toc485240116 h 2HYPERLINK l _Toc485240117、豎曲線的最小長度

7、 PAGEREF _Toc485240117 h 2HYPERLINK l _Toc485240118、豎曲線要素計算 PAGEREF _Toc485240118 h 2HYPERLINK l _Toc485240119第5章橫斷面設(shè)計 PAGEREF _Toc485240119 h 2HYPERLINK l _Toc4852401205.1主要技術(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc485240120 h 2HYPERLINK l _Toc485240121行車道寬度 PAGEREF _Toc485240121 h 2HYPERLINK l _Toc485240122路肩 PAGEREF _Toc

8、485240122 h 2HYPERLINK l _Toc485240123中間帶 PAGEREF _Toc485240123 h 2HYPERLINK l _Toc4852401245.2道路路拱、邊溝、邊坡 PAGEREF _Toc485240124 h 2HYPERLINK l _Toc4852401255.3邊坡穩(wěn)定性 PAGEREF _Toc485240125 h 2HYPERLINK l _Toc4852401265.4、擋土墻的設(shè)計 PAGEREF _Toc485240126 h 2HYPERLINK l _Toc485240127、根底資料及墻身尺寸設(shè)計 PAGEREF _To

9、c485240127 h 2HYPERLINK l _Toc485240128擋土墻設(shè)計計算 PAGEREF _Toc485240128 h 2HYPERLINK l _Toc4852401295.5涵洞的設(shè)計 PAGEREF _Toc485240129 h 2HYPERLINK l _Toc4852401305.6路基土石方計算與調(diào)配 PAGEREF _Toc485240130 h 2HYPERLINK l _Toc485240131路基土石方計算 PAGEREF _Toc485240131 h 2HYPERLINK l _Toc485240132路基土石方調(diào)配 PAGEREF _Toc48

10、5240132 h 2HYPERLINK l _Toc485240133第6章路面構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc485240133 h 2HYPERLINK l _Toc4852401346.1、彈性三層體系換算法 PAGEREF _Toc485240134 h 2HYPERLINK l _Toc4852401356.2路面構(gòu)造組合設(shè)計 PAGEREF _Toc485240135 h 2HYPERLINK l _Toc485240136參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc485240136 h 2HYPERLINK l _Toc485240137致 PAGEREF _Toc485240137

11、 h 2*高速公路初步設(shè)計摘要本次設(shè)計中，主要做了以下工作：首先詳細(xì)查看了設(shè)計任務(wù)書的相關(guān)容，明確了設(shè)計目的和要求。然后運用所學(xué)的的緯地軟件，進(jìn)展路線主線平面設(shè)計，路基設(shè)計計算，橫斷面設(shè)計，縱斷面設(shè)計等容。最后完成了擋土墻設(shè)計，以及路基土石方計算與調(diào)配和路基邊坡穩(wěn)定性驗算。并且利用軟件完成了設(shè)計中各局部容相關(guān)的圖紙和圖表的繪制和出圖。此設(shè)計為高速公路初步設(shè)計，設(shè)計局部公路全長1.23km,起止樁號為K0+000.0K1+231.6,設(shè)計車速為80km/h，路幅寬24.5m。關(guān)鍵詞：高速公路，橫斷面，豎曲線，縱斷面SummaryThe design, mainly to do the follo

12、wing: First, a detailed view of the design task book related content, clear the design purpose and requirements. And then use the weft to learn the software, the main line of the main line design, road design calculation, cross-section design, longitudinal design and so on. And finally pleted the de

13、sign of the retaining wall, as well as the calculation and deployment of embankment and subgrade slope stability calculation. And the use of software to plete the design of the various parts of the relevant drawings and charts of the drawing and drawing.This design is the preliminary design of the h

14、ighway, the design part of the highway length of 1.23km, starting and ending pile number K0+000.0K1+231.6, the design speed of 80km/h, road width 24.5m.Keywords: freeway, cross section, vertical curve, longitudinal section-. z.第1章緒論1.1高速公路建立意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速開展，公路建立的進(jìn)程也越來越快，特別是高速公路的施工建立，近幾年來取得了諸多成就，它已經(jīng)深入到了

15、社會的方方面面，極大的影響了人們的生活和出行。作為一種較為便捷的交通運輸工具，高速公路將牽引著我國經(jīng)濟(jì)的大齒輪，加速前行。我們相信，我國的經(jīng)濟(jì)建立能搭乘高速公路這輛快速列車，帶動經(jīng)濟(jì)增長，造福人民和社會。1.2設(shè)計路線狀況該設(shè)計地段位于自然區(qū)劃，路基土為粉土，地層主要為黃土，地下水較深，地層狀態(tài)為堅硬半堅硬，強(qiáng)度比擬高，同時黃土具有較強(qiáng)的濕陷性。氣溫年平均為9.8，年最高氣溫為38.6，最低氣溫為-24.0，無霜期為240天，雨量集中在6、7、8月，年降水量平均為360mm，最大暴雨13mm晝夜。沿路附近可采集到砂、礫材料，平均運距為2公里，距沿線20公里有碎石料場，距沿線50公里有渣油、瀝青

16、、水泥和鋼筋供給，石灰、煤距沿線5公里，木材運距15公路。第2章道路等級確實定及比選2.1道路的選線及方法道路選線的方法有紙上定線和實地放線兩種 = 1 * GB2 紙上選線是指在地形圖上先選取幾條適宜的路線，然后結(jié)合地形以及周邊環(huán)境狀況進(jìn)展比擬，確定出最正確方案。這個方法的優(yōu)點在于不用在野外作業(yè)，大大減少選線時間，同時也是使得選定的路線較為合理。 = 2 * GB2 實地放線是指到現(xiàn)場進(jìn)展實地考察并測量相關(guān)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)展比擬，最終選定適宜的方案。方法簡單，得到的方案準(zhǔn)確可靠，但是野外作業(yè)花費人力物力較大，受天氣狀況影響較大。本次設(shè)計運用紙上定線的方法。2.2道路等級確實定該高速公路用于汽車行

17、駛，預(yù)測設(shè)計初期交通量為6000量，交通組成如表交通量增長率為8，設(shè)計年限為15年。道路等級確實定是根據(jù)公路車輛折算系數(shù)，把不同類型的車輛轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)車輛，從而進(jìn)展道路預(yù)測年平均日交通量的計算。各級公路折算系數(shù)如表2.2表2.2交通組成車型小型貨車中型貨車大型貨車小型客車大型客車拖掛車比例9.632.417.8732.969.158.01表2.3各汽車代表類型及車輛換算系數(shù)汽車代表車型車輛換算系數(shù)說明小型車1.0座位19座的客車和載質(zhì)量2t的貨車中型車1.5座位19座的客車和2t載質(zhì)量7t的貨車大型車2.57t20t的貨車依據(jù)公式： QUOTE 2-1式中：預(yù)測年平均日交通量 QUOTE Q Q

18、UOTE 起始年平均日交通量 QUOTE K QUOTE 年平均增長率 N QUOTE 預(yù)測年限9397 QUOTE 根據(jù)計算得建成后的公路的年平均日交通量為27600 QUOTE 。根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGB01-2014中關(guān)于公路分級與等級的選用規(guī)說明中，高速公路公路可以適應(yīng)這個年平均日交通量15000輛以上。公路車道數(shù)以及車速依據(jù)下表2.4表2.4高速公路能適應(yīng)的年平均日交通輛 QUOTE 設(shè)計速度km/h四車道六車道八車道1204000055000550008000080000100000100350005000050000700007000090000802500045000450

19、00600006000080000由于該地段位于自然區(qū)劃,路段所屬地區(qū)地形平坦、開闊，根據(jù)計算所得的設(shè)計年限交通量，由公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTDB012014，可擬定該公路為雙向4車道的高速公路，設(shè)計車速為80km/h。2.3線形的比選在高速公路設(shè)計中，為了防止在施工過程中造成施工量大，造價高等情況，所以在設(shè)計時選用兩種線形方案，然后進(jìn)展比擬，選出最正確的線形方案。線路方案1：該路線大致走向為由東向西，采用的平面線形設(shè)計全長為1.23km，k0000k1231.618，共三個交點，線路要素如下：表2.5交點樁號表1BPJD1EPK0000.0K0829.8K1231.6表2.6主點樁號表(2)直緩

20、ZH緩圓HY曲中QZ圓緩YH緩直HZK0626.3K0786.3K0822.3K0858.4K1018.4其中圓曲線半徑為300m，緩和曲線長度為160m，外矩E27.7。最大填土高度為0.65m,最大挖土高度為3.02m。線路方案2：該路線大致走向為由東向西，采用的平面線形設(shè)計全長為1.24km，k0000k1242.204共三個交點，線路要素如下：表2.7交點樁號表(1)BPJD1EPK0000.0K0826.6K1242.204表2.8主點樁號表2直緩ZH緩圓HY曲中QZ圓緩YH緩直HZK0623.7K0783.7K0813.3K0854.9K1014.9其中圓曲線半徑為300m，緩和曲

21、線長度為160m，外矩E27.57。最大填土高度為3.05m，最大挖土高度為2.67m。具體土石方量見附表。在比選過程中，方案一沿線地勢比擬緩和，從兩個方案的土石方量表比擬來看，方案一的挖方量比擬小，這樣會使施工量降低，公路造價降低。同時，參照公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGB012014中的路線設(shè)計規(guī)定規(guī)，本設(shè)計平面線形采用方案一。第3章平面設(shè)計3.1平面設(shè)計原則平面設(shè)計的原則主要有以下幾個方面： = 1 * GB2 平面線形應(yīng)與地形、地貌，以及周邊環(huán)境相協(xié)調(diào) = 2 * GB2 注意線形的連續(xù)性和均衡性 = 3 * GB2 車速較高的道路，應(yīng)考慮駕駛員視覺和心理上的要求 = 4 * GB2 防止連續(xù)

22、轉(zhuǎn)彎的線形，增加平安行駛的系數(shù)3.2直線設(shè)計直線是平面線形的一個根本要素之一，直線設(shè)計在道路設(shè)計中起到了很大的作用.采取直線時，應(yīng)該根據(jù)地形地貌以及周邊環(huán)境狀況，考慮到駕駛員的行車心理和視覺舒適度進(jìn)展合理布設(shè)。、直線的最大長度公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGB012014規(guī)定了我國對長直線的運用，其最大長度一般不超過20V.、直線的最小長度根據(jù)規(guī)規(guī)定，曲線間的直線最小長度可參考下表規(guī)定：表3.1曲線間直線的最小長度設(shè)計速度V(km/h)1201008060403020直線最小長度m同向6V720600480360-反向2V240200160120-本設(shè)計只設(shè)計一個圓曲線，不存在曲線間的直線最小長度，同時

23、也滿足直線的最大長度，所以符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。3.3、平曲線設(shè)計平曲線設(shè)計應(yīng)具有連續(xù)、順暢、平緩的特點，考慮地形地貌狀況，同時與周邊的環(huán)境相協(xié)調(diào)。、圓曲線設(shè)計當(dāng)設(shè)計速度為80km/h,則： QUOTE 3-1式中：V設(shè)計速度m/s QUOTE 橫向力系數(shù)i路面超高橫坡度橫向力系數(shù)和路面超高橫坡度的數(shù)值依據(jù)表3.2，表3.3選取表3.2最大橫向力系數(shù)設(shè)計速度km/h1201008060403020最大橫向力系數(shù) QUOTE 0.100.120.130.150.150.160.17表3.3車速受限制時最大超高值設(shè)計速度km/h806040,30,20最大超高值642該設(shè)計中，高速公路設(shè)計速度為80km/h

24、，綜上，取 QUOTE ，i=6.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，圓曲線最小半徑如下：表3.4圓曲線最小半徑設(shè)計速度km/h1201008060403020最大超高m10570360220115-865040025012560301567104402701356035154810500300150654020不設(shè)超高m路拱2.05500400025001500600350150路拱2.07500525033501900800450200本設(shè)計為高速公路初步設(shè)計，設(shè)計車速為80km/h，根據(jù)規(guī)，最大橫向力系數(shù) QUOTE 0.13，選取超高i6，代入圓曲線半徑計算公式得，:本次的公路平面線形設(shè)計中設(shè)計速

25、度為80km/h,據(jù)表3.4查得圓曲線半徑為270m，結(jié)合該地區(qū)的地形地貌和環(huán)境因素，最終選取圓曲線半徑R=300m.平曲線最小長度計算平曲線最小長度計算時需要考慮以下三個方面：1.曲線很短，司機(jī)操縱困難時：2.需要考慮離心加速度變化率時：3.依視覺要求，該設(shè)計為圓曲線時：表3.5公路平曲線最小長度設(shè)計速度km/h1201008060403020平曲線最小長度m一般值600500400300200150100最小值200170140100705040本設(shè)計的曲線長度為392.01m，結(jié)合上面的三個要素，以及表4-5中平曲線最小長度，該圓曲線設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)。緩和曲線設(shè)計公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，緩和曲

26、線最小長度的選用如下表：表3.6緩和曲線最小長度設(shè)計車速km/h120100806050403020最小緩和曲線長m10085706045403020當(dāng)設(shè)計速度為80km/h時，最小緩和曲線長度為70m，本次設(shè)計中緩和曲線長度為160m,滿足規(guī)定的要求。圖3.1緩和曲線要素圖表3.7公路圓曲線最小長度設(shè)計車速km/h100806050403020圓曲線最小長度m90705040352520緩和曲線要素計算： QUOTE = QUOTE 取整為5的倍數(shù)，采用緩和曲線長為75 QUOTE 切線總長：曲線總長：滿足表3-5中關(guān)于平曲線最小長度的規(guī)定，其中，圓曲線長為157.11m，滿足表4-中圓曲線

27、最小長度的規(guī)定。超矩：五個根本樁號計算如下：超矩，由樁號QZ算出的樁號JD為，與原來的JD樁號相對應(yīng)，說明計算沒有誤差。坐標(biāo)的計算該設(shè)計路段起止樁號為K0+000.0K1+231.6，取二十米樁為一段，逐樁坐標(biāo)表如下:表3.8逐樁坐標(biāo)表樁號坐標(biāo)樁號坐標(biāo)N(*)E(Y)N(*)E(Y)K0+0003984115.16505325.77K0+5003984417.71505723.85K0+0203984127.26505341.69K0+5203984429.81505739.77K0+0403984139.37505357.62K0+5403984441.91505755.69K0+06039

28、84151.47505373.54K0+5603984454.02505771.61K0+0803984163.57505389.46K0+5803984466.12505787.54K0+1003984175.67505405.38K0+6003984478.22505803.46K0+1203984187.77505421.31K0+6203984490.32505819.38K0+1403984199.88505437.23K0+6403984502.42505835.31K0+1603984211.98505453.15K0+652.0133984509.69505844.87K0+1

29、803984224.08505469.08K0+6603984514.52505851.23K0+2003984236.18505485.00K0+6803984526.57505867.20K0+2203984248.28505500.92K0+7003984538.42505883.31K0+2403984260.38505516.85K0+7203984549.95505899.65K0+2603984272.49505532.77K0+7403984561.02505916.31K0+2803984284.59505548.69K0+7603984571.46505933.36K0+3

30、003984296.69505564.61K0+7803984581.13505950.87K0+3203984308.79505580.54K0+8003984589.85505968.86K0+3403984320.89505596.46K0+812.0133984594.56505979.91K0+3603984333.00505612.38K0+8203984597.44505987.36K0+3803984345.10505628.31K0+826.3943984599.61505993.38K0+4003984357.20505644.23K0+8403984603.8050600

31、6.32K0+4203984369.30505660.15K0+840.7743984604.02506007.06K0+4403984381.40505676.08K0+8603984608.89506025.66K0+4603984393.51505692.00K0+8803984612.85506045.26K0+4803984405.61505707.92K0+9003984615.82506065.04表3.8 QUOTE 樁號坐標(biāo)樁號坐標(biāo)N(*)E(Y)N(*)E(Y)K0+9203984617.95506084.92K1+1003984623.50506264.81K0+9403

32、984619.41506104.87K1+1203984623.92506284.80K0+9603984620.37506124.84K1+1403984624.33506304.80K0+9803984620.99506144.83K1+1603984624.74506324.79K1+0003984621.43506164.83K1+1803984625.16506344.79K1+000.7743984621.45506165.60K1+2003984625.57506364.79K1+0203984621.85506184.82K1+207.7883984625.73506372.5

33、7K1+0403984622.26506204.82K1+0603984622.67506224.82K1+0803984623.09506244.81超高和加寬超高緩和長度計算超高緩和段的長度按下式計算：3-1式中超高緩和段長度m；旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度m；旋轉(zhuǎn)軸外側(cè)的超高與路拱坡度的差值；超高漸變率。本次高速公路設(shè)計采用的超高方式為繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，所以超高緩和段長度：緩和曲線。取，橫坡從路拱坡度-2%過渡到超高橫坡2%時的超高漸變率：，仍取。超高計算超高起點應(yīng)從HY(或YH)后退或前進(jìn)所以超高緩和段起終點為：起點：K0+626.38終點：K1+018.40分別計算出各樁號距離超

34、高起點的*值，然后分別計算出各處超高值，結(jié)果見表3.10表3.9超高計算公式超高位置計算公式行車道橫坡備注外側(cè)A1.計算結(jié)果為與設(shè)計高之高差；2.設(shè)計高程為中央分隔帶外側(cè)邊緣高程；3.該設(shè)計加寬值b*不計；4. QUOTE 時，為圓曲線上超高值；BCD0側(cè)ABCD0表3.10超高值計算結(jié)果樁號*(m)側(cè)左側(cè)外側(cè)右側(cè)AmBmCmDmDmCmBmAmK0+626.38直線段-0.20-0.22-0.1700-0.17-0.22-0.2070073.61-0.35-0.33-0.24000.060.080.10750123.61-0.42-0.40-0.30000.220.290.32K0+786.

35、38圓曲線-0.47-0.45-0.34000.340.450.47K0+822.39圓曲線-0.47-0.45-0.34000.340.450.47K0+858.40圓曲線-0.47-0.45-0.34000.340.450.4795068.403-0.34-0.32-0.24000.040.640.66100018.403-0.27-0.25-0.1800-0.11-0.14-0.12K1+018.40直線段-0.24-0.22-0.1700-0.17-0.22-0.20由于該設(shè)計路段交通組織類型型車輛比擬少，圓曲線半徑為300m,圓曲線半徑較大。所以，不考慮加寬設(shè)計。停車視距1、停車視距

36、分析停車視距主要由三局部組成，即： QUOTE 3-2式中 QUOTE 司機(jī)反響時間所行駛的距離； QUOTE 制動距離，即是司機(jī)開場制動到完全停下的距離； QUOTE 平安距離，其一般可取510m。此時，司機(jī)的視線高度取值為1.2m，道路兩邊的障礙物高出路面的距離可取值為0.1m，具體示意圖如下：圖3.2停車視距圖式中：V汽車的行駛速度，取值為設(shè)計速度的85，V=68 QUOTE ； t司機(jī)的反響時間，通常可以取值為t=2.5s式中： QUOTE 為路面附著系數(shù)，通常按照潮濕處理，在設(shè)計速度為80km/h的情況下取值為 QUOTE ；i為縱坡坡度，該設(shè)計中，兩縱坡坡度分別為-0.49和-1.

37、01，取其平均值i=0.75進(jìn)展計算。綜合上述，可得停車視距的取值為：根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我國對停車視距的規(guī)定值如下表：表3.11停車視距表設(shè)計速度km/h1201008060403020停車視距m21016011075403020結(jié)合上述計算可得，該設(shè)計停車視距符合標(biāo)準(zhǔn)。公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中這樣規(guī)定：高速公路、一級公路的視距采用停車視距，所以就不考慮會車視距和超車視距。第4章縱斷面設(shè)計4.1線形設(shè)計縱斷面線形設(shè)計是依據(jù)道路的地形地質(zhì)狀況和周邊環(huán)境的要求，同時考慮到路基的穩(wěn)定性，對道路縱坡、豎曲線以及縱斷面線形進(jìn)展合理的設(shè)計。最大縱坡我國標(biāo)準(zhǔn)中，公路最大縱坡值規(guī)定如下表：表4.1公路最大縱坡值

38、設(shè)計速度km/h1201008060403020最大縱坡3456789本次設(shè)計兩縱坡設(shè)計值分別 QUOTE , QUOTE ,依據(jù)表3-1給出的最大縱坡的規(guī)定，均符合規(guī)要求。最小縱坡在公路路線設(shè)計規(guī)中這樣規(guī)定，為防止挖方地段的排水不暢，積水滲入路基從而影響其路面整體穩(wěn)定性，應(yīng)采用不小于0.3的縱坡。坡長的限制當(dāng)設(shè)計車速為80km/h，縱坡坡度為3時，其最大公路坡長為1000m，在該設(shè)計中，兩縱坡坡度分別為 QUOTE , QUOTE ,兩縱坡坡長分別為 QUOTE ， QUOTE ，均滿足規(guī)要求。4.2豎曲線設(shè)計在公路設(shè)計中，豎曲線設(shè)計有利于路面排水狀態(tài)，改善駕駛員行車的視覺要求和舒適度；減緩

39、縱向邊坡處行車產(chǎn)生的沖擊。、豎曲線半徑的設(shè)計公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：表4.2公路豎曲線一般最小半徑設(shè)計速度km/h120100806050403020凸形1700010000450020001200700400200凹形60004500300015001000700400200根據(jù)上表規(guī)定，結(jié)合該設(shè)計道路所處地區(qū)的地形地貌，最終選擇豎曲線半徑 QUOTE 。、豎曲線的最小長度在公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，豎曲線最小長度如下：表4.3豎曲線最小長度設(shè)計速度km/h120100806050403020豎曲線最小長度m10085705040352520在該設(shè)計中，豎曲線起點樁號為K0+448.0，終點樁

40、號為K0+552.0.、豎曲線要素計算豎曲線計算要素示意圖如下列圖：圖5-1豎曲線要素計算圖示1、計算豎曲線的根本要素該設(shè)計中，變坡點樁號為K0+500，切線標(biāo)高為1210.54m，則：豎曲線長度： QUOTE 切線長度：外矩：2、求豎曲線起點和終點的樁號豎曲線起點的樁號： QUOTE 豎曲線終點的樁號： QUOTE 3、求各樁號的設(shè)計標(biāo)高K0+448豎曲線的起點切線標(biāo)高： QUOTE 設(shè)計標(biāo)高： QUOTE K0+450處至起點的距離： QUOTE 切線標(biāo)高： QUOTE 縱矩：設(shè)計標(biāo)高： QUOTE K0+500豎曲線的中點切線標(biāo)高： QUOTE 設(shè)計標(biāo)高： QUOTE K0+550處至終

41、點的距離： QUOTE 切線標(biāo)高： QUOTE 縱矩：設(shè)計標(biāo)高： QUOTE K0+552豎曲線終點處切線標(biāo)高： QUOTE 設(shè)計標(biāo)高： QUOTE 用上述方法計算得的豎曲線各樁號設(shè)計標(biāo)高如下：表4.4豎曲線計算表.樁號坡段高程m標(biāo)高改正 QUOTE 豎曲線高程m備注K0+448.01210.7901210.79豎曲線起點+4681210.890.011210.88+4881210.990.041210.95+5001210.540.071210.47豎曲線中點+5201210.220.031210.19+5401210.420.0041210.42 +552.0 1210.0001210.0

42、2豎曲線終點第5章橫斷面設(shè)計橫斷面設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)道路的交通狀況、地形等條件，對道路行車道、路肩、中間帶等橫斷面構(gòu)造進(jìn)展設(shè)計，并進(jìn)展擋土墻和邊坡的合理設(shè)計，并進(jìn)展驗算，來確保路基的穩(wěn)定和強(qiáng)度。5.1主要技術(shù)指標(biāo)橫斷面設(shè)計主要是確定組成公路路幅的各局部的幾何尺寸，在實際設(shè)計中，主要參照設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、交通量的大小和當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?，使道路更加實用、協(xié)調(diào)，美觀。行車道寬度我國公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的車道寬度見下表：表5.1車道寬度設(shè)計速度km/h1201008060403020車道寬度3.753.753.753.503.503.253.25該設(shè)計設(shè)計車速為80km/h，車道寬度采用3.75m。路肩各級公路

43、路肩寬度應(yīng)符合表5.3的規(guī)；表5.2路肩寬度公路等級功能高速公路一級公路設(shè)計速度km/h1201008010080右側(cè)硬路肩寬度m一般值3.002.503.002.503.002.503.002.503.002.50最小值1.501.501.501.501.50土路肩寬度m一般值0.750.750.750.750.75最小值0.750.750.750.750.75在本設(shè)計中，右側(cè)硬路肩寬度取2m,土路肩寬度為0.75m。中間帶公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，在高速公路和一級公路上必須設(shè)置中間帶。左側(cè)邊緣帶寬度長度規(guī)定如下表：表5.3左側(cè)路緣帶寬度設(shè)計速度km/h1201008060左側(cè)路緣帶寬度m0.

44、750.750.500.50在本次設(shè)計中采用的左側(cè)路緣帶寬度為0.5m。5.2道路路拱、邊溝、邊坡路拱不同路面路拱坡度按表6-5規(guī)定選用。表5.4公路路拱坡度路面類型路拱坡度水泥混凝土、瀝青混凝土1.02.0其他黑色路面、整齊石塊1.52.5半整齊石塊、不整齊石塊2.03.0碎、礫石等粒料路面2.53.5低級地面3.04.0本次設(shè)計路面類型為瀝青混凝土，路拱坡度應(yīng)采用2。邊溝的主要作用是將路面聚集的地表水排除，本次設(shè)計選取的梯形邊溝側(cè)為1:1.5。路堤邊坡坡度為1:1.5根據(jù)資料，路基邊坡坡度參照值如下表：表5.5路基邊坡坡度表填料種類邊坡最大高度m邊坡坡度全部上部下部全部上部下部粘性土、粉性

45、土、砂性土20812-1:1.51:1.75砂、礫12-1:1.5-碎塊石土、卵石土20128-1:1.51:1.75不易風(fēng)化的石塊20812-1:1.31:1.5路基土為粉土，地層主要為黃土，地下水很深，地層位于堅硬半堅硬狀態(tài)，綜合上述，選取邊坡坡度為1:1.5。5.3邊坡穩(wěn)定性根底資料：土坡高度5m,路堤邊坡坡度1:1.50，邊坡角3040，土容重r=19.5kN/m3，土的摩擦角=25，c=18.7kpa,查表可知， QUOTE ， QUOTE ，最大填土高度為5m。換算當(dāng)量土柱高度：式中：B荷載橫向分布寬度，m；N橫向分布的車道數(shù)，雙車道N=2；b后輪輪距，取1.8m；m相鄰兩車輪后輪

46、的中心間距，取1.3m；d輪胎著地寬度，取0.6m式中： QUOTE 汽車荷載換算高度m； Q每一輛車的重力，kg,標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載為550km； QUOTE 路基填料的容重，km/m3；L汽車前后輪最大軸距，m，對于標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載，L=12.8m。該設(shè)計邊坡穩(wěn)定性分析采用圓弧條分法，計算圖示采用4.5H法進(jìn)展繪制。O1的計算計算圖示如下：圖5.1 O1計算圖表5.6 O1計算值分塊號距圓心水平距離sincos分塊面積分塊重量抗滑力下滑力k19.760.910.427.82146.2361.56132.64550.882.4227.760.720.6914.27266.85184.86192.453

47、5.760.540.8417.76332.11280.52177.7843.760.350.9419.70368.39345.17128.7351.760.160.9920.78388.59383.3563.566-0.24-0.021.0021.06393.82393.72-8.787-2.24-0.210.9820.02374.37366.17-77.948-4.24-0.390.9216.22303.31278.77-119.529-6.24-0.580.8111.26210.56171.54-122.1110-8.34-0.780.634.9091.6357.90-71.022523.

48、56295.792、O2的計算計算圖示如下：圖5.2 O2計算圖表5.7 O2計算值分塊號距圓心水平距離sincos分塊面積分塊重量抗滑力下滑力 QUOTE k19.000.900.444.8290.1339.2981.12455.721.9527.200.720.699.93185.69128.86133.7035.400.540.8412.71237.68200.04128.3543.600.360.9314.39269.09251.0596.8751.800.180.9815.33286.67281.9951.606-0.020.001.0015.46289.10289.100.007-

49、1.82-0.180.9813.53253.01248.79-46.058-3.62-0.360.9310.47195.79182.51-70.889-5.42-0.540.846.65124.36104.51-67.4010-6.16-0.620.791.9636.6528.87-22.581755.01284.743. O3的計算計算圖示如下：圖5.3 O3計算圖表5.8 O3計算值分塊號距圓心水平距離sincos分塊面積分塊重量抗滑力下滑力k18.500.890.462.9855.7325.9049.34376.741.6326.900.720.706.61123.6185.9488.8

50、435.300.550.839.02168.67140.6493.1243.700.390.9210.31192.80177.9074.3152.100.220.9811.06206.82201.8145.2460.500.051.0010.52196.72196.4610.257-1.10-0.110.998.72163.06161.99-18.688-2.70-0.280.966.52121.92117.00-34.299-4.30-0.450.893.7770.5063.03-31.5810-5.60-0.580.810.7614.2111.54-8.291182.22268.264.O

51、4的計算計算圖示如下:圖5.4 O4計算圖表5.9 O4計算值分塊號距圓心水平距離sincos分塊面積分塊重量抗滑力下滑力k18.200.860.521.8434.4117.7429.48313.951.5226.800.710.704.4382.8458.2958.8635.400.560.836.11114.2694.3364.4744.000.420.917.14133.52121.3055.8152.600.270.967.53140.81135.5138.2661.200.130.996.65124.36123.3715.597-0.20-0.021.005.43101.54101.

52、52-2.128-1.60-0.170.993.9774.2473.19-12.419-3.00-0.310.952.2041.1439.07-12.9010-4.10-0.430.900.336.175.58-2.64769.90232.40比擬上表K1、K2、K3、K4，-其中最小K值為K4=1.521.25，且過路中線的K1=2.42，綜合上述，該邊坡穩(wěn)定。5.4、擋土墻的設(shè)計擋土墻是用來支擋邊坡，對邊坡起到保護(hù)的作用，以保證邊坡的穩(wěn)定性。、根底資料及墻身尺寸設(shè)計擋土墻工地調(diào)查及試驗資料，資料如下:1.土壤地質(zhì)情況：地基為中密礫石土，容許承載力 QUOTE ，基底摩阻系數(shù) QUOTE ;

53、2.墻背填料： QUOTE ；摩阻角 QUOTE ，填料與墻背的摩阻角為16。3.墻體材料:5號水泥砂漿砌片石，重度 QUOTE ；容許壓應(yīng)力 QUOTE ；容許拉應(yīng)力 QUOTE ；容許剪應(yīng)力170kPa。4.車輛荷載：公路一級；驗算荷載：公路一級5.穩(wěn)定系數(shù)： QUOTE ； QUOTE 。墻身尺寸設(shè)計如下：墻身尺寸:墻身高:H=6(m)，墻頂寬:B1=2.3(m)，面坡傾斜坡度:1:0.25，背坡傾斜坡度:1:0.2，采用1個擴(kuò)展墻址臺階，墻趾臺階b1=0.5(m)，墻趾臺階h1:0.5(m)，墻趾臺階與墻面坡坡度一樣，墻底傾斜坡率:0.2:1,底寬H=6.5(m),填土高度a=4m。地

54、基承載力特征值提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.2；墻踵值提高系數(shù):1.3；平均值提高系數(shù):1.0。設(shè)計圖示如下：圖5.5 擋土墻設(shè)計圖擋土墻設(shè)計計算擋土墻計算公式如下：1、破裂棱體位置確實定： QUOTE (5-1) QUOTE (5-2) (5-3) QUOTE (5-4)2、當(dāng)量土柱高度計算： QUOTE (5-5)3、土壓力計算： QUOTE (5-5) QUOTE (5-6) QUOTE (5-7)4、土壓力作用點計算： QUOTE (5-9) QUOTE (5-8)5、土壓力對墻趾力臂計算： QUOTE (5-9) QUOTE (5-10)6、穩(wěn)定性驗算抗滑穩(wěn)定性驗算：抗傾覆穩(wěn)定性驗算

55、：7、基底應(yīng)力及合力偏心距驗算軸心荷載作用： QUOTE (5-11)基底合力偏心距： QUOTE (5-12) (5-13)8、地基承載力抗力值：當(dāng)軸向荷載作用： (5-14)當(dāng)偏心荷載作用： (5-15)表5.10擋土墻各荷載分布系數(shù)類別擋土墻構(gòu)造重力墻頂上的有效永久載荷墻頂與第二破裂面間有效載荷填土側(cè)壓力車輛荷載引起的土側(cè)壓力分項系數(shù)1.0001.0001.0001.0001.000是否滿足滿足滿足滿足滿足滿足無荷載時的破裂角=35.742(度)路基面總寬=12.250(m),路肩寬=3.250(m)平安距離=0.500(m)，單車車輛外側(cè)車輪中心到車輛邊緣距離=0.350(m),分布長

56、度L0=20.000(m)，荷載SG=0.284(kN)車與車之間距離=0.600(m)經(jīng)計算得，路面上橫向可排列此種車輛2列，布置寬度=3.451(m)表5-11布置寬度圍車輪及輪重列表輪號路邊距離(m)輪寬(m)輪壓(kN)上輪壓(kN)013.7500.30015.0000.000025.5500.30015.0000.000033.7500.60060.0000.065045.5500.60060.0000.000053.7500.60060.0000.065065.5500.60060.0000.000073.7500.60070.0000.076085.5500.60070.000

57、0.000093.7500.60070.0000.076105.5500.60070.0000.000按實際墻背計算得到:第1破裂角：35.742(度)Ea=354.577(kN)E*=315.055(kN)Ey=162.681(kN)作用點高度Zy=2.580(m)因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在墻身截面積=25.301(m2)，重量=607.225(kN)1.滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)=0.550采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下:基底傾斜角度=11.310(度)Wn=595.433(kN)En=221.309(kN)Wt=119.087(kN)E

58、t=277.032(kN)滑移力=157.946(kN)，抗滑力=449.208(kN)滑移驗算滿足:Kc=2.844 QUOTE 1.300滑動穩(wěn)定方程驗算：滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=342.573(kN)0.0地基土層水平向:滑移力=315.055(kN)，抗滑力=414.494(kN)地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=1.3161.3002.傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾點，墻身重力的力臂Zw=3.123(m)相對于墻趾點，Ey的力臂Z*=5.213(m)相對于墻趾點，E*的力臂Zy=1.434(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性：傾覆力矩=451.918()，抗傾覆力矩=2744.379(

59、)傾覆驗算滿足:K0=6.073 QUOTE 1.500傾覆穩(wěn)定方程驗算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=1913.201()0.03.地基應(yīng)力及偏心距驗算取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距，作用于根底底的總豎向力=814.882(kN)，作用于墻趾點的總彎矩=2289.688()根底底面寬度B=5.843(m)，偏心距e=0.114(m)根底底面合力作用點距離根底趾點的距離Zn=2.807(m)基底壓應(yīng)力:趾部=156.224，踵部=123.356(kPa)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=156.224/123.356=1.266作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=0.114=0.167 QUOT

60、E 5.843=0.974(m)墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應(yīng)力=156.224=576.000(kPa)墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應(yīng)力=123.356=624.000(kPa)地基平均承載力驗算滿足:壓應(yīng)力=139.790=480.000(kPa)4.根底強(qiáng)度驗算根底為天然地基，不作強(qiáng)度驗算5.墻底截面強(qiáng)度驗算驗算截面以上，墻身截面積=22.150( QUOTE )，重量=531.600(kN)驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=3.142(m)驗算截面外邊緣，Ey的力臂Z*=5.421(m)驗算截面外邊緣，E*的力臂Zy=1.345(m)容許應(yīng)力法:法向應(yīng)力檢算:作用于驗算截面的總豎向力