道路二級(jí)公路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

道路二級(jí)公路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)道路二級(jí)公路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章緒論1.1公路建設(shè)意義1.1.1完善公路網(wǎng)絡(luò)該公路建設(shè)項(xiàng)目位于河北承德市境內(nèi)，起點(diǎn)位于馮營子鎮(zhèn)終點(diǎn)位于六溝鎮(zhèn)屬于省級(jí)道路。該省道是省公路網(wǎng)的重要組成部分，途經(jīng)下北溝、喬莊、玄道溝、澄家溝、六溝，全長(zhǎng)30.4公里，估算總投資3.15億元，路基寬10米，平均設(shè)計(jì)時(shí)速60公里。本項(xiàng)目的實(shí)施，提高了該地區(qū)的干線公路網(wǎng)的通行能力，減少了需要轉(zhuǎn)換交通車輛的繞行距離，同時(shí)可以緩解道路交通擁擠，減少交通壓力，大大縮短了沿線各地區(qū)到承德市的時(shí)間，減少交通事故，節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用，從而滿足交通運(yùn)輸發(fā)展的需要，完善地區(qū)公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。使公路運(yùn)輸快速靈活，加快貨物的周轉(zhuǎn)速度，提高了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)的機(jī)動(dòng)性。1.1.2加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展該公路建成以后，西與京承高速和長(zhǎng)深高速互通處對(duì)接，東與國道G101相連，形成承德市又一條東出西聯(lián)的交通重要路線，是連接馮營子鎮(zhèn)、六溝鎮(zhèn)的重要走廊，將實(shí)現(xiàn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的最快發(fā)展和往東部沿海運(yùn)輸，促進(jìn)承德縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加快老區(qū)脫貧致富，對(duì)路線沿途各縣的經(jīng)濟(jì)將會(huì)起到很大的帶動(dòng)作用。1.1.3促進(jìn)旅游發(fā)展該二級(jí)公路也是承德市東部偏遠(yuǎn)地區(qū)前往承德市區(qū)的快捷通道和去往承德避暑山莊最近的道路，對(duì)河北省建設(shè)沿海經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展強(qiáng)省具有重要意義。它對(duì)完善承德市鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路路網(wǎng)，促進(jìn)縣與縣的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，加快區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化，開發(fā)沿線旅游資源，都將發(fā)揮重要作用，對(duì)國家的政治、經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)都有重要戰(zhàn)略意義。該新建公路對(duì)于承德市公路網(wǎng)的形成，改善路網(wǎng)分布不均衡布局結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路網(wǎng)綜合功能具有十分重要的作用，同時(shí)，其對(duì)促進(jìn)承德市地區(qū)經(jīng)濟(jì)及旅游事業(yè)發(fā)展等諸多方面產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。1.2公路沿線自然條件1.2.1地理位置位于河北省東北部，東經(jīng)115°54′~119°15′，北緯40°11′~42°40′，處于華北和東北兩個(gè)地區(qū)的連接過渡地帶，東部與遼寧省交界,北部同內(nèi)蒙古自治區(qū)接壤,南臨唐山、秦皇島和天津市,西部與北京和張家口市毗鄰，是首批24個(gè)國家歷史文化名城之一。本次設(shè)計(jì)路線為該省道路段某一標(biāo)段，既喬莊鎮(zhèn)至玄道溝鎮(zhèn)，本標(biāo)段全長(zhǎng)7.1267公里。1.2.2氣候條件河北省承德市地處燕山腹地，北緯40o11'-42o40'，東經(jīng)115o54'-119o15'。屬亞溫帶向亞寒帶過渡地帶，半濕潤半干旱、大陸性季風(fēng)型氣候，四季分明、光照充足、晝夜溫差大。冬季寒冷干燥、雨雪稀少；春季冷暖多變，干旱多風(fēng)；夏季炎熱潮濕，雨量集中；秋季風(fēng)和日麗，涼爽少雨。光照資源豐富，年總輻射量為4854～5981兆焦/平方米，年日照時(shí)數(shù)2319～3077小時(shí)；南北熱量差異較大，年平均氣溫為1.8～14.2℃，極端最高氣溫43.3℃，極端最低氣溫-42.9℃，，年均無霜期160天。多年平均最高氣溫33℃，多年平均最低氣溫-3℃，屬于季凍區(qū)，多年最大凍深為400mm。夏季多溫涼，冬季少嚴(yán)寒，雨量適中。1.2.3水文條件承德市降水分布不均，全市年降水量為450～750毫米，受地形影響，降水量的地區(qū)分布差異較大，從東南部到西北部逐漸遞減。全市平均年降雨量為650毫米，春秋兩季降水量均為120～130毫米，各占全年降水量的14～16%，夏季為全年降水最多季節(jié)，降水量為480～580毫米，占全年降水量的61～65%；冬季為全年降水最少季節(jié)，降水量為50～60毫米，僅占全年降水量的6～7%。潮濕系數(shù)（K）為0.7左右，地下水埋深約2.5（m）。1.2.4地形地質(zhì)條件承德北部是七老圖山脈，有茫茫林海，廣袤草原；中部屬燕山山脈，為低山丘陵區(qū)；南部則屬燕山山脈東段之延續(xù)，峰巒重迭，峽谷幽深。丹霞地貌：在市區(qū)周圍，分布著多處千奇百怪的紅色巖石（巖層）景觀，地質(zhì)學(xué)稱之為“丹霞地貌”，平原區(qū)域地勢(shì)平坦，地面高程起伏變化很小，該二級(jí)公路沿線的地面高程變化率約為千分之七。本設(shè)計(jì)標(biāo)段內(nèi)跨越一條小丘陵，其它處均為平地，總體地勢(shì)從西北向東南降低。保定地區(qū)處于公路自然區(qū)劃中Ⅱ4區(qū)，中南部平原區(qū)土質(zhì)主要為沉積層土質(zhì)，表層為粘性土，下層為砂礫，土基強(qiáng)度較好。本設(shè)計(jì)標(biāo)段內(nèi)沒有軟土、粉性土等不良土基出現(xiàn)。1.3公路等級(jí)及車道數(shù)確定1.3.1公路等級(jí)確定(1)近期交通組成及交通量近期交通量組成及交通量見表1-1，預(yù)測(cè)交通量年增長(zhǎng)率為5.5%。預(yù)測(cè)年限為20年。《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）中規(guī)定：確定道路等級(jí)時(shí)候交通量換算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型，各汽車代表車型和車輛折算系數(shù)規(guī)定見表1-2（《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）中表2.0.2）。根據(jù)表1-1和表1-2經(jīng)計(jì)算后的折算交通量如表1-3所示（其中折算交通量=交通量折算系數(shù)）。表1-1近期交通量組成序號(hào)車型名稱交通量序號(hào)車型名稱交通量1黃河JN1502127斯柯達(dá)706R712日野KF300D1718長(zhǎng)征XD980673依士茲TD50639東風(fēng)CS938554標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ10060710尼桑CK10G945交通SH-1418511東風(fēng)SP9135856解放CA10B52612日野KB22270表1-2各汽車代表車型和車輛折算系數(shù)汽車代表車型車輛折算系數(shù)說明小客車1.0≤19座的客車和載質(zhì)量≤2t的貨車中型車1.5＞19座的客車和載質(zhì)量＞2t～≤7t的貨車大型車2.0載質(zhì)量＞7t～≤14t的貨車拖掛車3.0載質(zhì)量＞14t的貨車表1-3折算后交通量車型交通量（晝夜）Q折算系數(shù)K折算后交通量黃河JN1502123636日野KF300D1713513依士茲TD50633189標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ10060721214交通SH-141852170解放CA10B52621052斯柯達(dá)706R713213長(zhǎng)征XD980673201東風(fēng)CS938552110尼桑CK10G943282東風(fēng)SP9135852170日野KB222703210(2)設(shè)計(jì)交通量計(jì)算設(shè)計(jì)交通量是指擬建道路到預(yù)測(cè)年限時(shí)所能達(dá)到的年平均日交通量，其值是根據(jù)歷年交通觀測(cè)資料預(yù)測(cè)求得，目前多按年平均增長(zhǎng)率計(jì)算確定。（1-1）式中：AADT——設(shè)計(jì)交通量（pcu/d）；ADT——起始年平均日交通量（pcu/d）；——年平均增長(zhǎng)率(%)；n——預(yù)測(cè)年限。由式（1-1）計(jì)算得到：AADT=2106×1.05519=2106×2.766=13723（輛）(3)等級(jí)確定《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）對(duì)于各等級(jí)公路適應(yīng)的交通量規(guī)定如下：二級(jí)公路為供汽車行駛的雙車道公路，雙車道二級(jí)公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量5000～15000輛。由于設(shè)計(jì)交通量在5000～15000范圍內(nèi)，由以上規(guī)定結(jié)合擬建道路在國家和河北省的公路網(wǎng)的任務(wù)及功能，參考當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和土地資源情況，決定道路等級(jí)為二級(jí)公路。(4)速度確定《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）對(duì)于各等級(jí)公路適應(yīng)的交通量規(guī)定，二級(jí)公路作為集散公路時(shí)，混合交通量較大，平面交叉間距較小的路段，設(shè)計(jì)速度宜采用60km/小時(shí)，見表1-4。表1-4各級(jí)公路設(shè)計(jì)速度公路等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三級(jí)公路四級(jí)公路設(shè)計(jì)速度（km/h）12010080100806080604030201.3.2車道數(shù)確定(1)設(shè)計(jì)小時(shí)交通量計(jì)算設(shè)計(jì)小時(shí)交通量按下式計(jì)算：DDHV=AADT×D×K（1-2）式中：DDHV——主要方向設(shè)計(jì)交通量（pcu/d）；AADT——設(shè)計(jì)交通量（pcu/d）；D——-方向不均勻系數(shù)，一般取D=0.5～0.6；K——設(shè)計(jì)交通量系數(shù)（%），為選定時(shí)位小時(shí)交通量與年平均日交通量的比值，可根據(jù)氣候分區(qū)參照《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）中表3.1.6取值。本設(shè)計(jì)中D取0.55，K取15.5。計(jì)算得到：DDHV=13723×0.55×0.155=1170（輛）(2)二級(jí)公路設(shè)計(jì)通行能力二級(jí)公路、三級(jí)公路路段的設(shè)計(jì)通行能力應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)速度、路段中不準(zhǔn)超車比例，按表1-5選用。表1-5二級(jí)公路、三級(jí)公路路段的設(shè)計(jì)通行能力公路等級(jí)設(shè)計(jì)速度（km/h）基本通行能力（pcu/h）不準(zhǔn)超車區(qū)比例（%）v/c設(shè)計(jì)通行能力（pcu/h）二級(jí)公路802500＜300.64550～160060140030～700.48401300＞700.42三級(jí)公路401300＜300.54400～700301200＞700.35該公路為二級(jí)公路，作為集散公路，設(shè)計(jì)時(shí)速為60Km/h，每條車道寬度為3.75m，查表一條車道的設(shè)計(jì)通行能力取值1200pcu/h。(3)計(jì)算車道數(shù)車道數(shù)N=DDHV/Cd=1170/1200=1（取整）。綜上計(jì)算：車道數(shù)取雙向兩車道。

第二章選線和方案比選2.1選線2.1.1道路選線一般原則路線是道路的骨架，它的優(yōu)劣關(guān)系到道路本身功能的發(fā)揮和在路網(wǎng)中是否能起到應(yīng)有的作用。影響路線設(shè)計(jì)除自然條件外尚受諸多社會(huì)因素的制約，選線要綜合考慮多種因素，妥善處理好各方面的關(guān)系，其基本原則如下：(1)多方案選擇。在道路設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，應(yīng)運(yùn)用各種先進(jìn)手段對(duì)路線方案作深入、細(xì)致的研究，在多方案論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。

(2)工程造價(jià)與營運(yùn)、管理、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用綜合考慮。路線設(shè)計(jì)應(yīng)在保證行車安全、舒適、迅速的前提下，做到工程量小、造價(jià)低、營運(yùn)費(fèi)用省、效益好，并有利于施工和養(yǎng)護(hù)。在工程量增加不大時(shí)，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不要輕易采用極限指標(biāo)，也不應(yīng)不顧工程大小，片面追求高指標(biāo)。

(3)處理好選線與農(nóng)業(yè)的關(guān)系。選線應(yīng)注意同農(nóng)田基本建設(shè)相配合，做到少占田地，并應(yīng)盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟(jì)作物田或穿過經(jīng)濟(jì)林園（如橡膠林、茶林、果園）等。

(4)路線與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)。通過名勝、風(fēng)景、古跡地區(qū)的道路，應(yīng)注意保護(hù)原有自然狀態(tài)，其人工構(gòu)造物應(yīng)與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)，處理好重要?dú)v史文物遺址。

(5)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的影響。選線時(shí)應(yīng)對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行深入勘測(cè)調(diào)查，弄清它們對(duì)道路工程的影響。對(duì)嚴(yán)重不良地質(zhì)路段，如滑坡、崩坍、泥石流、巖溶、泥沼等地段和沙漠、多年凍土等特殊地區(qū)，應(yīng)慎重對(duì)待，一般情況下應(yīng)設(shè)法繞避。當(dāng)必須穿過時(shí)，應(yīng)選擇合適位置，縮小穿越范圍，并采取必要的工程措施。

(6)選線應(yīng)重視環(huán)境保護(hù)。選線應(yīng)重視環(huán)境保護(hù)，注意由于道路修筑，汽車運(yùn)營所產(chǎn)生的影響和污染。

(7)對(duì)于高速路和一級(jí)路，由于其路幅寬，可根據(jù)通過地區(qū)的地形、地物、自然環(huán)境等條件，利用其上下行車道分離的特點(diǎn)，本著因地制宜的原則，合理利用上下行車道分離的形式設(shè)線。2.1.2本次設(shè)計(jì)中選線過程喬莊至玄道溝設(shè)計(jì)標(biāo)段處于山腳下的平坦地帶，地形對(duì)路線的約束限制不大，路線平、縱、橫三方面的線形很容易達(dá)到較高的技術(shù)指標(biāo)，路線布設(shè)時(shí)，主要考慮了如何繞避當(dāng)?shù)氐拇迓湟约暗胤降缆泛徒?jīng)濟(jì)作物田和水利電力設(shè)施等。選線時(shí)，首先在路線的起、終點(diǎn)間，把經(jīng)過的村落、河流、學(xué)校、經(jīng)濟(jì)作物田（桃園、蘋果園、溫室等）、地方道路作為大的控制點(diǎn)；在控制點(diǎn)間，又進(jìn)一步選擇中間控制點(diǎn)；在中間控制點(diǎn)之間，一般不再設(shè)置轉(zhuǎn)角點(diǎn)。所以本次設(shè)計(jì)只設(shè)置三個(gè)交點(diǎn)。這樣安排平面線形，既使路線短捷順直，又避免了過長(zhǎng)的直線，同時(shí)考慮了轉(zhuǎn)角的適當(dāng)，避免了路線的迂回量太大。綜合路線特征，本次設(shè)計(jì)布線時(shí)著重考慮了以下幾點(diǎn)：路線與農(nóng)業(yè)的關(guān)系，盡量避開了高產(chǎn)田和經(jīng)濟(jì)作物田以及溫室；路線和橋位的關(guān)系，在路線走向確定時(shí)，盡量選擇了在界河河岸窄的地方跨河，并且盡量使得其與界河交角接近垂直，使得橋梁跨徑大大減少，減少造價(jià)；路線與地方道路的關(guān)系，選線時(shí)候盡量減少了與地方道路的交叉，盡量不改變?cè)械牡缆沸螒B(tài)。同時(shí)，布線過程中沒有遷就微小地形變化，因?yàn)檫@樣會(huì)使線形變差且增加工程造價(jià)和運(yùn)用費(fèi)用。2.1.3本設(shè)計(jì)選線方法根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）及其它相關(guān)的要求，參照相應(yīng)的選線原則，在1：2000的地形圖上選出控制點(diǎn)并定出導(dǎo)向線、路線交點(diǎn)，初步確定兩個(gè)路線方案。本設(shè)計(jì)標(biāo)段內(nèi)主要控制點(diǎn)有JD1、JD2、JD3、以及沿線沿山腳走向的的鄉(xiāng)村道路路。選線時(shí)候盡量避免了路線穿過村莊，同時(shí)盡量少了占或者不占經(jīng)濟(jì)作物田（如果園桃園溫室之類）。盡量減少與地方道路的交叉，無法避免盡量與以大角度相交。選線過程考慮原有的水利電力設(shè)施，減少對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活的影響。同時(shí)也兼顧了線性的要求，基本上做到路線順直，沒有太多的路線迂回。而且平曲線半徑都比較大，滿足現(xiàn)代公路高指標(biāo)要求。2.2方案比選將方案一和方案二從路線線型指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)作物田占用、路線迂回情況、與地方道路交叉情況、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、總里程數(shù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比情況見表2-1所示。表2-1路線方案比選方案方案一方案二比較交點(diǎn)數(shù)33相同各交點(diǎn)圓曲線半徑450、1200、350350、600、600方案一較方案二指標(biāo)高經(jīng)濟(jì)作物占用情況占用少量經(jīng)濟(jì)作物田不占用經(jīng)濟(jì)作物田地方案二較方案一好房屋拆遷情況無無相同路線轉(zhuǎn)角迂回情況轉(zhuǎn)角小，迂回少轉(zhuǎn)角大，迂回大方案一較方案二好與道路交角79度54度方案一較方案二好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)平坦地帶填挖量少、經(jīng)濟(jì)填挖方大、不經(jīng)濟(jì)方案一較方案二好與地方路交叉情況1處1處情況相同總里程數(shù)7126.697米7289.356米方案一較短分析表2-1，考慮到二級(jí)公路經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為重點(diǎn)因素，結(jié)合路線總長(zhǎng)對(duì)工程造價(jià)的影響，路線迂回盡量少的原則；考慮主要矛盾，忽略次要矛盾，經(jīng)過比較后第一種方案要優(yōu)于第二種方案。所以采用第一種路線方案。

第三章平面設(shè)計(jì)3.1平面線形設(shè)計(jì)原則3.1.1一般原則(1)平面線形設(shè)計(jì)必須滿足《標(biāo)準(zhǔn)》和《規(guī)范》的要求。(2)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)。平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形地物相適應(yīng)，宜直則直，宜曲則曲，不片面追求直曲，這是美學(xué)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的要求。(3)保持平面線形的均衡和連續(xù)。=1\*GB3①直線與平曲線的組合中盡量避免以下不良組合：長(zhǎng)直線盡頭接小半徑曲線，短直線接大半徑的平曲線。=2\*GB3②平曲線與平曲線的組合：相鄰平曲線之間的設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)均衡、連續(xù)，避免突變。=3\*GB3③高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過渡。(4)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(jì)中可在曲線間插入足夠的直線或回旋線。(5)平曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度。平曲線太短，汽車在曲線上行駛時(shí)間過短會(huì)使駕駛操縱來不及調(diào)整。緩和曲線的長(zhǎng)度不能小于該級(jí)公路對(duì)其最小長(zhǎng)度的規(guī)定；中間圓曲線的長(zhǎng)度也最好有大于3s的行程，當(dāng)條件受限制時(shí)，可將緩和曲線在曲率相等處直接連接，此時(shí)圓曲線長(zhǎng)度為0。路線轉(zhuǎn)角過小，即使設(shè)置了較大的半徑也容易把曲線長(zhǎng)看成比實(shí)際的要短，造成急轉(zhuǎn)彎的錯(cuò)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，θ≤7°應(yīng)屬小轉(zhuǎn)角彎道。在本設(shè)計(jì)中平曲線長(zhǎng)度都已符合規(guī)范規(guī)定，也不存在小偏角問題。3.1.2本次平面線形設(shè)計(jì)過程本設(shè)計(jì)地區(qū)部分地勢(shì)開闊，路線直捷順適，在平面線形三要素中直線所占比例較大。在設(shè)計(jì)路線中間地段，地勢(shì)有較大起伏，但是沒有為避免陡坡而隨意轉(zhuǎn)彎，在避讓局部障礙物時(shí)注意了線形的連續(xù)、舒順。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，這一點(diǎn)對(duì)于處于旅游區(qū)的地區(qū)來說特別重要。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(cuò)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(duì)高速路應(yīng)盡量滿足：高速公路、一級(jí)公路以及計(jì)算行車速度≥60Km/h的公路，應(yīng)注重立體線形設(shè)計(jì)，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(jì)算行車速度越高，線形設(shè)計(jì)所考慮的因素越應(yīng)周全。本路線計(jì)算行車速度為60Km/h，在設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮到平面線形與縱斷面設(shè)計(jì)相適應(yīng)，盡量做到了“平包豎”所以本次設(shè)計(jì)中在平面線形設(shè)時(shí)，采用了較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，圓曲線半徑均大于規(guī)范規(guī)定的一般值，三個(gè)交點(diǎn)的圓曲線半徑依次是450、1200、350米。而且緩和曲線長(zhǎng)度也盡量和圓曲線大致相同，至少滿足緩-圓-緩的比例為1:1:1-1:2:1之間（除了交點(diǎn)3，因地形原因交點(diǎn)3不可避免大轉(zhuǎn)角設(shè)置,詳見附錄-設(shè)計(jì)圖紙說明）。使得線形更加平順，利于行車。，各交點(diǎn)2、3之間的直線長(zhǎng)度均大大超過了規(guī)范規(guī)定值，所以交點(diǎn)之間可以不設(shè)置設(shè)置成S型曲線。同時(shí)，平曲線長(zhǎng)度也大于規(guī)范對(duì)于其長(zhǎng)度規(guī)定一般值?？傊敬卧O(shè)計(jì)中的平面線形設(shè)計(jì)及組合設(shè)計(jì)滿足二級(jí)公路對(duì)于平面線形指標(biāo)的要求。3.2各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)確定3.2.1直線(1)直線最大長(zhǎng)度我國對(duì)于直線的長(zhǎng)度未作出具體規(guī)定，當(dāng)采用長(zhǎng)的直線線形時(shí)，為彌補(bǔ)景觀單調(diào)之缺陷，應(yīng)結(jié)合沿線具體情況采取相應(yīng)的措施。在景色有變化的地點(diǎn)其直線的最大長(zhǎng)度（以km計(jì)）可以大于20V（V為設(shè)計(jì)車速，以km/h計(jì)），在景色單調(diào)的地點(diǎn)最好控制在20V以內(nèi)。(2)曲線間直線最小長(zhǎng)度同向曲線間的直線最小長(zhǎng)度：同向曲線間若插入短直線，容易把直線和兩端的曲線構(gòu)成反彎的錯(cuò)覺，甚至把兩個(gè)曲線看成是一個(gè)曲線。這種線形破壞了線形的連續(xù)性，容易造成駕駛員操作的失誤?！豆仿肪€設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）規(guī)定同向曲線的最短直線長(zhǎng)度以不小于6V為宜。在受到條件限制時(shí)無論是高速公路還是低速公路都宜在同向曲線間插入大半徑曲線或?qū)汕€做成復(fù)曲線、卵形曲線或者C形曲線。(3)反向曲線間的直線最小長(zhǎng)度轉(zhuǎn)向相反的兩圓曲線之間，考慮到為設(shè)置超高和駕駛?cè)藛T的轉(zhuǎn)向操作需要，其間直線最小長(zhǎng)度應(yīng)予以限制?！豆仿肪€設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）規(guī)定反向曲線間最小直線長(zhǎng)度（以m計(jì)）以不小于行車速度（以km/h計(jì)）的兩倍為宜。3.2.2圓曲線(1)圓曲線的最小半徑我國《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）對(duì)于不同設(shè)計(jì)速度的公路圓曲線規(guī)定了一般最小半徑、極限最小半徑、不設(shè)超高最小半徑。具體規(guī)定值見表3-1。(2)圓曲線半徑的選用原則選用曲線半徑時(shí)，應(yīng)盡量根據(jù)地形地物等條件，盡量采用較大半徑的曲線，必須能保證汽車以一定的速度安全行駛。具體要求如下：一般情況下，宜采用極限最小平曲線半徑的4-8倍或超高為2%-4%的圓曲線半徑；地形條件受限時(shí)，應(yīng)采用大于或接近于一般最小半徑的圓曲線半徑；地形條件特殊困難而不得已時(shí)，方可采用極限最小半徑；應(yīng)同前后線形要素相協(xié)調(diào)，使之構(gòu)成連續(xù)、均衡的曲線線形，使路線平面線形指標(biāo)逐漸過渡，避免出現(xiàn)突變；應(yīng)同縱斷面線形相配合，必須避免小半徑曲線與陡坡相重合，最大半徑不宜超過10000米。表3-1圓曲線最小半徑設(shè)計(jì)速度（Km/h）1201008060極限最小半徑（m）650400250125一般最小半徑（m）1000700400200不設(shè)超高最小半徑（m）路拱≤2%5500400025001500路拱﹥2%7500525033501900本次設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)速度為60km/h，由表3-1查得該二級(jí)公路圓曲線極限最小半徑為124米，一般最小半徑為200米。3.2.3緩和曲線(1)緩和曲線的有關(guān)規(guī)定：=1\*GB3①直線同半徑小于不設(shè)超高最小半徑的圓曲線徑相連接處，應(yīng)設(shè)置緩和曲線。=2\*GB3②半徑不同的同向圓曲線相連接處，應(yīng)設(shè)置緩和曲線，當(dāng)符合規(guī)范規(guī)定的特定條件時(shí)可不設(shè)緩和曲線。=3\*GB3③各級(jí)公路的緩和曲線長(zhǎng)度應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的長(zhǎng)度值要求。=4\*GB3④回旋線長(zhǎng)度應(yīng)隨圓曲線半徑的增大而增大。當(dāng)圓曲線部分按規(guī)定需要設(shè)置超高時(shí)，緩和曲線長(zhǎng)度還應(yīng)大于超高過渡段長(zhǎng)度。(2)最小長(zhǎng)度為使駕駛員能從容地打方向盤、乘客感覺舒適、線形美觀流暢，圓曲線上的超高和加寬的過渡也能在緩和曲線內(nèi)完成，所以應(yīng)規(guī)定緩和曲線的最小長(zhǎng)度。從以下幾方面考慮：=1\*GB3①旅客感覺舒適=2\*GB3②超高漸變率適中=3\*GB3③行駛時(shí)間不過短《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）給出了不同設(shè)計(jì)速度的緩和曲線最小長(zhǎng)度見表3-2所示表3-2緩和曲線最小長(zhǎng)度設(shè)計(jì)速度（Km/h）1201008060緩和曲線最小長(zhǎng)度（m）100857060查表3-2可得本設(shè)計(jì)緩和曲線最小長(zhǎng)度的最小值為60米，一般值為80米。回旋線參數(shù)應(yīng)與圓曲線半徑相協(xié)調(diào)，研究認(rèn)為：回旋線參數(shù)A和與之相連接的圓曲線之間只要保持，便可得到視覺上協(xié)調(diào)而又舒順的線形。當(dāng)R在100m左右時(shí)，通常取A=R；如果R＜100m，則選擇A=R或大于R。反之，在圓曲線半徑較大時(shí)，可以選擇A在R/3左右，如果R超過了3000m,即使A小于R/3，在視覺上也是沒有問題的。3.2.4平曲線長(zhǎng)度汽車在道路的曲線段上行駛時(shí)如果平曲線太短，駕駛員需要急轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤，高速行駛時(shí)候是不安全的，乘客也會(huì)因?yàn)殡x心力太大而感到不舒服。另外駕駛操縱來不及調(diào)整。所以《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）規(guī)定了平曲線（包括圓曲線及其兩端的緩和曲線）最小長(zhǎng)度見表3-3。表3-3平曲線最小長(zhǎng)度設(shè)計(jì)速度（Km/h）1201008060403020一般值（m）1000850700500350250200最小值（m）2001701401007050403.3平曲線計(jì)算3.3.1基本型曲線設(shè)計(jì)與計(jì)算圖3-1對(duì)稱基本型曲線計(jì)算圖式(m)(3-1)(m)（3-2）(m)（3-3）(m)（3-4）(m)（3-5）(m)（3-6）(m)（3-7）式中：-----設(shè)緩和曲線后圓曲線內(nèi)移值(m)；q-----緩和曲線切線增長(zhǎng)值(m)；-----緩和曲線長(zhǎng)度(m)；------緩和曲線終點(diǎn)緩和曲線角()；------切線長(zhǎng)(m)；------圓曲線半徑(m)；-----曲線長(zhǎng)(m)；-------轉(zhuǎn)角()；-------外距(m)；-------切曲差(m)。主點(diǎn)樁里程計(jì)算如下：ZH=JD-TZH—一第一緩和曲線起點(diǎn)（直緩點(diǎn)）HY=ZH+HY—一第一緩和曲線終點(diǎn)（緩圓點(diǎn)）YH=HY+-2YH—一第二緩和曲線終點(diǎn)（圓緩點(diǎn)）HZ=YH+HZ—一第二緩和曲線起點(diǎn)（緩直點(diǎn)）QZ=HZ-QZ—一圓曲線中點(diǎn)JD=QZ+由于本次設(shè)計(jì)中未采用非對(duì)稱型基本曲線，所以非對(duì)稱型基本曲線的計(jì)算圖式及公式不再贅述。3.3.2計(jì)算實(shí)例以本設(shè)計(jì)中交點(diǎn)3為例計(jì)算平曲線要素，計(jì)算過程如下：交點(diǎn)3已知=52.841度(1)平曲線要素計(jì)算切線增長(zhǎng)值內(nèi)移值緩和曲線角切線長(zhǎng)平曲線長(zhǎng)外距切曲差(2)計(jì)算主點(diǎn)樁里程JD3K6+710.267-T214.171ZHK6+496.096+Ls80HYK6+576.096+L-2Ls402.624-160YHK6+818.720+Ls80HZK6+898.720-L/2201.312QZK6+697.408+J/212.859JD3K6+710.2673.3.3本設(shè)計(jì)中平面設(shè)計(jì)方法本次設(shè)計(jì)主要是利用計(jì)算機(jī)輔助定線。將選定的路線的起點(diǎn)、終點(diǎn)和三個(gè)交點(diǎn)輸入海地道路Hard2012軟件后，利用軟件和人工進(jìn)行平面線的動(dòng)態(tài)交互設(shè)計(jì)，最后由海地地系統(tǒng)進(jìn)行曲線要素、主點(diǎn)樁里程的計(jì)算和相關(guān)成果圖表的生成。相關(guān)成果詳見附錄-設(shè)計(jì)圖紙文件部分。

第四章縱斷面設(shè)計(jì)4.1縱斷面設(shè)計(jì)原則及要點(diǎn)4.1.1一般原則縱斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)道路等級(jí)、沿線的自然地理?xiàng)l件和構(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。基本要求是縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長(zhǎng)和豎曲線長(zhǎng)短適當(dāng)、平面與縱斷面組合設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、以及填挖經(jīng)濟(jì)、平衡。(1)一般要求：=1\*GB3①設(shè)計(jì)必須滿足《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）的各項(xiàng)規(guī)定。=2\*GB3②為保證車輛能以一定速度安全順適地行駛，縱坡應(yīng)具有一定的平順性。起伏不宜過大和過于頻繁。=3\*GB3③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。連續(xù)上坡或下坡路段，應(yīng)避免設(shè)置反坡段。=4\*GB3④一般情況下縱坡設(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，以減少借方和廢方，降低造價(jià)和節(jié)省用地。=5\*GB3⑤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，保證路基穩(wěn)定。=6\*GB3⑥對(duì)連接段縱坡，如大、中橋引道等，縱坡應(yīng)和緩、避免產(chǎn)生突變。=7\*GB3⑦在實(shí)地調(diào)查基礎(chǔ)上，充分考慮通道、水利等方面的要求。(2)組合設(shè)計(jì)原則=1\*GB3①應(yīng)在視覺上能自然的引導(dǎo)駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。=2\*GB3②注意保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小應(yīng)均衡。=3\*GB3③選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于路面排水和行車安全?4\*GB3④注意與道路周圍環(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。(3)平縱線形組合的要求=1\*GB3①平曲線與豎曲線應(yīng)相互重合，且平曲線應(yīng)稍長(zhǎng)于豎曲線。=2\*GB3②平曲線與豎曲線大小應(yīng)保持平衡。=3\*GB3③要選擇合適的合成坡度。4.1.2本次設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)難點(diǎn)本設(shè)計(jì)標(biāo)段所處地勢(shì)平坦，溝渠縱橫，河道及地方道路眾多，同時(shí)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，路網(wǎng)也相應(yīng)發(fā)達(dá)，故需要修建的構(gòu)造物較多。而且該區(qū)往往雨量充沛，對(duì)土基最小填土高度也要求較高。所以，該區(qū)公路在縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)十分復(fù)雜，困難也比較多。國內(nèi)近年來很多公路在縱斷設(shè)計(jì)上采用了高填路堤方案，特別是在平原地區(qū)為了滿足農(nóng)村和地方上大量頻繁的地方交通，通道和小河航航道下穿凈高的要求，縱坡始終降不下來，將路堤填土高度大大高于地面，平原、微丘區(qū)的高速公路就宛如一條土堆的“長(zhǎng)龍”，在自然地形中顯著凸出，阻隔著人們的視線，破壞地形地物，嚴(yán)重影響自然景觀，不能不說是一大遺憾，而且這種遺憾恐怕是永久性的?？v坡變換頻繁，坡長(zhǎng)過短，則汽車加速、減速時(shí)換檔頻繁，不僅增加了駕駛員的精神負(fù)擔(dān)，誘發(fā)交通事故，而且還會(huì)造成環(huán)境污染。另外由于高填方路堤自身荷載很大，而且其作用在地基上的時(shí)間持久，可能會(huì)導(dǎo)致地基(尤其是軟土地基)的變形和沉降，使路基失穩(wěn)；路基的變形和沉降會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)反射裂縫，使路面喪失一定的使用性能，降低其服務(wù)水平。4.1.3本次縱斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)本次縱斷面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是有效降低填土高度。因?yàn)樵摌?biāo)段地勢(shì)平坦，公路沿線的溝壑、路網(wǎng)、地方道路以及農(nóng)耕道路分布眾多，所以公路的控制高程由路堤最小臨界填土高度和結(jié)構(gòu)物(通道、涵洞、橋梁等)標(biāo)高兩部分進(jìn)行控制。所以如何合理的確定有關(guān)構(gòu)造物的類型、控制標(biāo)高和數(shù)量是有效降低填土高度的關(guān)鍵技術(shù)。本次設(shè)計(jì)中在下面三個(gè)方面進(jìn)行探討了和論證。(1)構(gòu)造物類型的選擇。關(guān)于被交路上跨或下穿的選擇，不僅對(duì)縱斷面線形設(shè)計(jì)的工程造價(jià)有著舉足輕重的作用，還對(duì)線形設(shè)計(jì)效果及其使用質(zhì)量的優(yōu)劣有著重要影響。(2)涵洞道的數(shù)量確定。涵洞的數(shù)目是確定排水的關(guān)鍵，數(shù)目越多則排水越流暢，數(shù)目太少則影響公路兩側(cè)的積水，造成對(duì)路基的侵蝕。二級(jí)公路作為地區(qū)交通動(dòng)脈,首先應(yīng)該服務(wù)于區(qū)中心城市,促進(jìn)大范圍的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在此前提下,應(yīng)充分考慮沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)群眾的生產(chǎn)和生活,保持群眾間的生活交往,更好地促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展。若道路切斷灌溉水渠不僅不會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還會(huì)影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的發(fā)展。那么有的通道會(huì)利用率很低而失去了它應(yīng)有的意義,因而應(yīng)根據(jù)地方當(dāng)?shù)氐孛驳男再|(zhì)適當(dāng)取舍或歸并，或者增加涵洞引水聯(lián)系道路兩側(cè)，使之最小化損失。(3)通道的凈空標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于通道凈空的確定,設(shè)計(jì)時(shí)一定要實(shí)事求是,堅(jiān)持設(shè)計(jì)的科學(xué)性和公證性,不遷就地方政過高的要求,以免增加填土高度、增加工程造價(jià)。通道路面標(biāo)高應(yīng)結(jié)合排水考慮,一般應(yīng)高于原地面,原則上不下挖,便于雨水自排；少數(shù)通道根據(jù)地勢(shì),若能有效地解決自排水問題,也可適當(dāng)下挖,不能只為了追求降低填土高度,而盲目下挖,尤其在南方多雨和地基潮濕地區(qū)更應(yīng)提起注意,否則通道內(nèi)易積水,影響使用功能。在確定跨越形式的基礎(chǔ)上，采用建筑高度低、輕巧的跨線橋結(jié)構(gòu)型式，并精細(xì)設(shè)計(jì)縱斷面，使交叉凈空既滿足使用要求又不浪費(fèi)。(4)平縱面線形的組合設(shè)計(jì)時(shí)候平曲線與豎曲線一一對(duì)應(yīng),變坡點(diǎn)對(duì)應(yīng)于平曲線中點(diǎn),這是最理想的組合。設(shè)計(jì)中,必須充分考慮縱面線形與平面線形的對(duì)應(yīng)關(guān)系。要想做到l:l的對(duì)應(yīng)關(guān)系,不但增加大量的土石方數(shù)量,而且也難以滿足各種構(gòu)造物標(biāo)高要求。實(shí)踐證明,在縱坡很緩時(shí),縱面多次起伏并不影響駕駛員行駛中視覺上的連續(xù)性。實(shí)際應(yīng)用時(shí),應(yīng)靈活掌握,有條件時(shí)應(yīng)盡力做到一一對(duì)應(yīng),確有困難時(shí),可以在平曲線外設(shè)置邊坡點(diǎn)，設(shè)計(jì)過程中盡量作到平曲線包住好。但是應(yīng)注意平縱面線形的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)大小均衡,平曲線內(nèi)的豎曲線半徑一般取平曲線半徑的10-20倍；同時(shí),若一個(gè)平曲線內(nèi)包了幾個(gè)豎曲線,則幾個(gè)豎曲線的半徑、及豎曲線長(zhǎng)度也應(yīng)保持均衡。4.2各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)確定4.2.1坡度(1)最大坡度最大縱坡是公路縱斷面設(shè)計(jì)中的重要控制指標(biāo)。在地形起伏較大的地區(qū)，直接影響路線的長(zhǎng)短、使用質(zhì)量、運(yùn)輸成本及造價(jià)。確定最大縱坡時(shí)，不僅考慮汽車的動(dòng)力特性、道路等級(jí)、自然條件，還要考慮工程和運(yùn)營的安全與經(jīng)濟(jì)等。我國《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）對(duì)各級(jí)公路最大縱坡值給出了具體的規(guī)定，最大縱坡應(yīng)符合表4-1。表4-1最大縱坡表設(shè)計(jì)速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789本次設(shè)計(jì)速度為60km/h，查照表4-1可得本設(shè)計(jì)的最大縱坡為6%。(2)最小縱坡我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）規(guī)定在長(zhǎng)路塹、低填設(shè)邊溝路段以及其他橫向排水不通暢的路段，為保證排水通暢，防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性，均采用不小于0.3%的縱坡。在干旱地區(qū)，以及橫向排水良好不產(chǎn)生路面積水的路段如直坡段的路堤填段，可不受最小縱坡限制。由于高速公路的路面排水一般采用集中排水的方式，其直坡段或半徑大于不設(shè)超高最小半徑路堤路段的最小縱坡仍應(yīng)不小于0.3%,本次設(shè)計(jì)中最小縱坡限制取0.3%。4.2.2坡長(zhǎng)（1）最小坡長(zhǎng)最短坡長(zhǎng)的限制主要是從汽車行駛平順性的要求考慮的。最小坡長(zhǎng)規(guī)定汽車以設(shè)計(jì)速度9-15s的行程為宜，高速公路以設(shè)計(jì)速度9s的行程即可。我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）中對(duì)各級(jí)公路的最小坡長(zhǎng)作了具體的規(guī)定見表4-2。表4-2最小坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)速度（km/h）1201008060403020最小坡長(zhǎng)（m）30025020015012010060注：最小坡長(zhǎng)還不應(yīng)小于2.5V（m）本次設(shè)計(jì)速度為60km/h，查表4-2可得本設(shè)計(jì)的最小坡長(zhǎng)為150m。(2)最大坡長(zhǎng)查照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）可得本設(shè)計(jì)速度下的不同縱坡值的最大坡長(zhǎng)限制見表4-3所示。表4-3不同縱坡最大坡長(zhǎng)表最大坡長(zhǎng)（m）設(shè)計(jì)速度度（km/h）坡度%最大坡長(zhǎng)（m）設(shè)計(jì)速度度（km/h）坡度%120100806040302039001000110012004700800900100011001100120056007008009009001000650060070070080075005006008300300400920030010200注；坡度小于3%的坡不限制坡長(zhǎng)。4.2.3豎曲線半徑和長(zhǎng)度在縱斷面設(shè)計(jì)中，豎曲線的設(shè)計(jì)受眾多因素的影響和限制，其中有三個(gè)限制因素決定著豎曲線最小半徑或最小長(zhǎng)度：(1)緩和沖擊；(2)行駛時(shí)間不過短；(3)滿足視距要求。根據(jù)以上因素，我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）中對(duì)各級(jí)公路的豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度作了具體的規(guī)定，見表4-4。表4-4豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度設(shè)計(jì)速度（km/h）1201008060403020凸型豎曲線半徑（m）一般值170001000045002000700400200極限值110006500030001400450250100凹形豎曲線半徑（m)一般值60004500030001500700400200極限值4000300020001000450250100豎曲線最小長(zhǎng)度（m)一般值250210170120906050極限值100857050352520本次設(shè)計(jì)速度為60km/h，查照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）可得本設(shè)計(jì)的豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度見表4-5所示。表4-5豎曲線最小半徑和最小長(zhǎng)度凸型曲線凹形曲線最小半徑一般值20001500極限值14001000最小長(zhǎng)度一般值120120極限值50504.2.4本設(shè)計(jì)中各項(xiàng)參數(shù)綜上敘述，本次設(shè)計(jì)中縱斷面設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)規(guī)定匯總?cè)绫?-6所示：表4-6縱斷面設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)設(shè)計(jì)速度（km/h）最大縱坡（%）最小縱坡（%）最小坡長(zhǎng)（m）凸形豎曲線凹形豎曲線豎曲線一般最小長(zhǎng)度(m)極限最小半徑（m）一般最小半徑（m）極限最小半（m）一般最小半徑(m)6060.315014002000100015001204.3豎曲線計(jì)算4.3.1豎曲線要素計(jì)算豎曲線要素的計(jì)算公式：（4-1）（4-2）（4-3）（4-4）式中：R——豎曲線半徑(m)L——豎曲線的曲線長(zhǎng)(m)T——豎曲線的切線長(zhǎng)(m)E——豎曲線的外距(m)ω——兩相鄰縱坡的代數(shù)差，以小數(shù)計(jì),當(dāng)ω﹥0時(shí)為凹型豎曲線；ω﹤0時(shí)為凸型豎曲線。圖4-1豎曲線計(jì)算示意圖4.3.2設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算公式豎曲線起點(diǎn)高程=變坡點(diǎn)高程±T切線高程=豎曲線起點(diǎn)高程+設(shè)計(jì)高程=切線高程±h（4-5）式中：—前段坡線坡度；—后段坡線坡度；x—豎曲線上任意點(diǎn)與豎曲線始點(diǎn)的水平距離(m)；h—豎距。4.3.3計(jì)算實(shí)例下面以變坡點(diǎn)4為例進(jìn)行豎曲線計(jì)算。變坡點(diǎn)4樁號(hào)為K3+735.330，高程為602.303m，i1=-0.326%，i2=-1.204%，R=43000m。則：豎曲線要素：ω=-0.878%，小于0為凸形。曲線長(zhǎng)切線長(zhǎng)外距計(jì)算設(shè)計(jì)高程（以計(jì)算樁號(hào)為K3+635.330處的設(shè)計(jì)高程為例）：豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=變坡點(diǎn)樁號(hào)-T=（K3+735.330）－188.77=K3+546.56豎曲線起點(diǎn)高程＝602.303+188.770.326%＝602.918（m）豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=變坡點(diǎn)樁號(hào)+T=（K3+735.330）+188.77=K3+924.1豎曲線終點(diǎn)高程＝602.303-188.771.024%＝600.03（m）橫距：x=（K3+735.330）－（K3+635.330）=100(m)豎距==1.205(m)切線高程=豎曲線起點(diǎn)高程+=602.918+100（-0.326%）=602.592(m)設(shè)計(jì)高程=切線高程—h=602.592-1.205=601.387(m)其它變坡點(diǎn)設(shè)計(jì)高程計(jì)算與上例類似，不再贅述。4.3.4本設(shè)計(jì)中計(jì)算方法本次設(shè)計(jì)中縱斷面設(shè)計(jì)是利用數(shù)字地面模型進(jìn)行地面線插值并自動(dòng)計(jì)算出其高程。確定出高程控制點(diǎn)后，運(yùn)用海地Hard2010軟件，利用軟件動(dòng)態(tài)交互進(jìn)行縱斷面拉坡設(shè)計(jì)。最后由設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行豎曲線要素及主點(diǎn)樁里程計(jì)算和相關(guān)成果圖表的生成。相關(guān)成果詳見附錄設(shè)計(jì)圖紙部分。

第五章橫斷面設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)原則(1)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)該公路等級(jí)、行車要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護(hù)和使用等方面的情況，進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，既要堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，又要經(jīng)濟(jì)合理。(2)路基設(shè)計(jì)除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施和必要的防護(hù)加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟(jì)有效的病害防治措施。(3)還應(yīng)結(jié)合路線和路面進(jìn)行設(shè)計(jì)。選線時(shí)，應(yīng)盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良地段。(4)沿河及受到水浸水淹的路段，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒或沖毀。(5)當(dāng)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高受限制，路基處于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀況不良時(shí)，就應(yīng)采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進(jìn)行壓實(shí)，使路面具有一定防凍總厚度，設(shè)置隔離層及其他排水設(shè)施等。(6)路基設(shè)計(jì)還應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)及環(huán)境保護(hù)等的需要。5.1.1標(biāo)準(zhǔn)橫斷面確定由橫斷面設(shè)計(jì)部分可知，路基寬度為10m，行車道寬度為2×3.5=7m，硬路肩寬度為2×0.75=1.5m，土路肩寬度為0.75×2=1.5m；路面橫坡為2%，土路肩橫坡為3%?？梢姍M斷面示意圖5-1。圖5-1路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖本設(shè)計(jì)標(biāo)段公路為雙向兩車道二級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度60km/h。根據(jù)表5-1中各項(xiàng)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面確定如下：采用整體式路基，路基全寬10米，行車道寬度3.75m，硬路肩為0.75m，土路肩為0.75m。行車道路拱橫坡為2%，土路肩為3%，路基邊坡為1:1.5。邊溝采用梯形邊溝，深度為0.6m，寬度為0.6m，坡度均為1:1。橫斷面中，主要是對(duì)帽子進(jìn)行定制，尤其是對(duì)邊坡、水溝、擋土墻等進(jìn)行設(shè)置，帽子設(shè)置必須滿足規(guī)范要求，設(shè)置完成以后，在對(duì)特殊路段帽子進(jìn)行交互修改，直到符合要求，最后生成橫斷面圖，具體成果見附錄—設(shè)計(jì)圖紙中的路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)圖。表5-1各級(jí)公路路基寬度公路等級(jí)高速公路、一級(jí)公路設(shè)計(jì)速度（km/h）1201008060車道數(shù)864864644路基寬度（m）一般值4534.5284433.5263224.523最小值42264124.521.520公路等級(jí)二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路設(shè)計(jì)速度（km/h）8060403020車道數(shù)22222或1路基寬度（m）一般值12（雙）4.5（單）最小值108.55.2加寬、超高設(shè)計(jì)5.2.1加寬設(shè)計(jì)根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）中規(guī)定當(dāng)平曲線的半徑小于或等于250m時(shí)，應(yīng)對(duì)平曲線內(nèi)側(cè)的行車道加寬，相應(yīng)的路基也應(yīng)加寬。本設(shè)計(jì)標(biāo)段內(nèi)內(nèi)所有有圓曲線曲線半徑均大于250m，故不設(shè)加寬。所以關(guān)于加寬設(shè)計(jì)在此不再贅述。5.2.2超高設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)公路時(shí)速為60km/h時(shí)，《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）規(guī)定的不設(shè)超高的最小半徑為1500米，設(shè)計(jì)中所有平曲線的圓曲線半徑都小于該值，所以在圓曲線上應(yīng)設(shè)置超高。(1)超高過渡方式本設(shè)計(jì)公路為整體式路基的二級(jí)公路，繞內(nèi)邊線旋轉(zhuǎn)由于行車道內(nèi)側(cè)不降低，有利于路基縱向排水，一般新建工程多用此法。所以超高過渡方式的設(shè)置采用的是行車道內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)的方法。(2)最大超高值和過渡段漸變率確定根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD20—2006）規(guī)定，本次設(shè)計(jì)中圓曲線最大超高定為5%，超高漸變形式為線性，各級(jí)公路圓曲線最大超高值見表5-2,最大超高漸變率見表5-3。表5-2各級(jí)公路圓曲線最大超高值公路等級(jí)高速公路、一級(jí)公路二、三、四級(jí)公路一般地區(qū)（%）8或108積雪冰凍地區(qū)（%）6表5-3最大超高漸變率設(shè)計(jì)速度（km/h）超高旋轉(zhuǎn)軸位置中線邊線1201/2501/2001001/2251/175801/2001/150601/1751/125401/1501/100301/1251/75201/1001/50(3)超高緩和段布置由于本設(shè)計(jì)中沒有S型反向曲線。所以在緩和段布置的時(shí)候只有一種情況,在緩和曲線段內(nèi)進(jìn)行超高。(4)超高緩和段長(zhǎng)度的確定超高緩和段的長(zhǎng)度按下式計(jì)算：（5-1）式中：——超高緩和段長(zhǎng)度（m）；——旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度；繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)時(shí)，其中，B為半幅行車道寬度；為左側(cè)路緣帶寬度；為右側(cè)路緣帶寬度；——旋轉(zhuǎn)軸外側(cè)的超高與路拱坡度的代數(shù)差；P——超高漸變率。確定緩和段長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：=1\*GB3①一般情況下，?。ň徍颓€長(zhǎng)度）=2\*GB3②若，但只要橫坡從路拱坡度（-2%）過渡到超高橫坡（2%）時(shí)，超高漸變率,仍取。否則，有兩種處理方法：=1\*alphabetica在緩和曲線部分范圍內(nèi)超高根據(jù)不設(shè)超高圓曲線半徑和公式分別計(jì)算出超高緩和段長(zhǎng)度，然后取兩者中的較大值，作為超高過渡段的長(zhǎng)度，并驗(yàn)算橫坡從路拱坡度（-2%）過渡到（2%）時(shí)，超高漸變率是否,如果不滿足，則需采用分段超高的方法。=2\*alphabeticb分段超高超高過渡在緩和曲線全長(zhǎng)范圍內(nèi)按兩種超高漸變率分段進(jìn)行，第一段以保證路面排水的最小超高漸變率1/330從雙向路拱坡度過渡到單向超高橫坡，則其長(zhǎng)度為第二段的長(zhǎng)度為。=3\*GB3③若，此時(shí)應(yīng)修改平面線形，增加的長(zhǎng)度。平面線形無法修改時(shí)，宜按實(shí)際計(jì)算的長(zhǎng)度取，超高起點(diǎn)應(yīng)從ZH(或HZ點(diǎn))后退（或前進(jìn)）長(zhǎng)度。(5)本設(shè)計(jì)中超高緩和段長(zhǎng)度計(jì)算計(jì)算實(shí)例：以本設(shè)計(jì)中的JD3為例計(jì)算超高緩和段。從ZH點(diǎn)的漸變,R=350若ih小于路拱橫坡iG時(shí)，取ih=iG若ih大于路拱橫坡iG時(shí)，取ih=ihmax，故ih=5%最小超高過渡段Ls=80>Lc=43.75取Lc=80m則故滿足要求。其他平曲線超高計(jì)算同上。(6)橫斷面超高值的計(jì)算見表5-4。表5-4繞內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式超高位置計(jì)算公式x距離處行車道橫坡值備注外側(cè)C結(jié)果為與設(shè)計(jì)高之高差；設(shè)計(jì)高程為內(nèi)側(cè)邊緣的高程；加寬值按加寬計(jì)算公式計(jì)算；4．當(dāng)時(shí)，為圓曲線上的超高值D0內(nèi)側(cè)D0C表5-4中：本次設(shè)計(jì)中利用海地道路Hard2012軟件進(jìn)行橫斷面繪制，設(shè)計(jì)時(shí)橫斷面超高圖詳見附錄—設(shè)計(jì)圖紙。5.3土石方的計(jì)算和調(diào)配5.3.1土石方計(jì)算由于本設(shè)計(jì)路段可以采用平均斷面法進(jìn)行計(jì)算，即任意兩相鄰填方斷面可以假定為一棱柱，其體積的計(jì)算公式如下：(5-2)式中：5.3.2土石方調(diào)配土石方調(diào)配的一般要求:(1)盡可能的少挖多填以減少廢方和棄方。(2)用合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，達(dá)到運(yùn)距最短。(3)廢方要妥善處理。一般不占或少占耕地。(4)路基填方如需借土，應(yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田排灌情況選擇借土地點(diǎn)。(5)不同性質(zhì)的土石應(yīng)分別調(diào)運(yùn)，以做到分層填筑。(6)土石方集中的路段，因開挖、運(yùn)輸?shù)氖┕し桨概c一般路段不同，可單獨(dú)調(diào)配。針對(duì)本設(shè)計(jì)由于填方大于挖方，所以填土一部分為其他路段挖棄土，一部分為當(dāng)?shù)亟柰撂罘健２⒋_定土石方調(diào)配最大運(yùn)距為500m。調(diào)配方法參照：土石方調(diào)配在明確填挖情況、橋涵位置、縱坡、附近地形、施工方法和和借方地點(diǎn)的情況下進(jìn)行。調(diào)配在土石方數(shù)量上進(jìn)行。首先進(jìn)行橫向調(diào)配，滿足本樁號(hào)利用方的需要，然后計(jì)算挖余和填缺數(shù)量。本設(shè)計(jì)利用海地軟件對(duì)土石方自動(dòng)進(jìn)行調(diào)配，具體土石方調(diào)配見路基土石方計(jì)算表說明中的“土石方調(diào)配表”。對(duì)于本設(shè)計(jì)，由于沒有棄方，調(diào)配結(jié)果用下式復(fù)核：橫向調(diào)運(yùn)+縱向調(diào)運(yùn)+借方=填方橫向調(diào)運(yùn)+縱向調(diào)運(yùn)=挖方挖方+借方=填方最后計(jì)算得計(jì)價(jià)土石方數(shù)量，即計(jì)價(jià)土石方數(shù)量=挖方數(shù)量+借方數(shù)量計(jì)算過程：在本設(shè)計(jì)中由于利用海地道路Hard2012軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以沒有人工計(jì)算土石方量和調(diào)配，具體調(diào)配和土石方量詳見附錄—設(shè)計(jì)圖紙圖表部分的土石方量計(jì)算表。

第六章邊坡穩(wěn)定分析和擋土墻設(shè)計(jì)6.1邊坡穩(wěn)定性分析6.1.1邊坡基本資料本設(shè)計(jì)任務(wù)段為喬莊至玄道溝中途段，K3+330～K3+440總長(zhǎng)110m，其中挖方路段的K3+340路塹邊坡處高度為5.228m，采用此處邊坡為邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算對(duì)象。如圖所示：假設(shè)次坡面高6米，其坡面坡度設(shè)為1:0.5，頂面寬度設(shè)為10米，邊坡土層為兩層土，第一層土厚5米，第二層為表面松土高度1米。兩層土均為粘性土。邊坡見圖6-1。圖6-1路塹邊坡示意各土層參數(shù)如下：第一層：γ1=19kN/m3，C=18kpa，Ф=26°，h=5m第二層：γ2=16kN/m3，C=12kpa，Ф=20°，h=1m6.1.2計(jì)算資料與參數(shù)計(jì)算項(xiàng)目：等厚土層土坡穩(wěn)定計(jì)算[控制參數(shù)]:采用規(guī)范: 通用方法計(jì)算目標(biāo): 安全系數(shù)計(jì)算滑裂面形狀:圓弧滑動(dòng)法[坡面信息]：見表6-1。表6-1坡面幾何尺寸坡面線號(hào)水平投影(m)豎直投影(m)超載數(shù)13.0006.0000[土層信息]：見表6-2和表6-3。表6-2土的物理參數(shù)上部土層層號(hào)層厚(m)重度(kN/m3)飽和重(kN/m3)孔隙水壓力系數(shù)151920---211620---下部土層110.00019.00020.000---表6-3土的力學(xué)參數(shù)上部土層層號(hào)粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角(度)水下粘聚力(kPa)水下內(nèi)摩擦角(度)118.00026.00020.00028.000212.00020.00015.00030.000下部土層118.00026.00020.00028.000注：不考慮水的作用6.1.3最不利滑動(dòng)面驗(yàn)算圓弧穩(wěn)定分析方法:瑞典條分法；土條重切向分力與滑動(dòng)方向反向時(shí):當(dāng)抗滑力對(duì)待；穩(wěn)定計(jì)算目標(biāo):自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑裂面；條分法的土條寬度:0.500(m)；搜索時(shí)的圓心步長(zhǎng):1.000(m)；半徑步長(zhǎng):0.500(m)。計(jì)算結(jié)果圖見圖6-2。圖6-2計(jì)算結(jié)果示意圖最不利滑動(dòng)面:滑動(dòng)圓心O(-2.880,8.160)滑動(dòng)半徑r=8.653(m)表6-3計(jì)算表格起始x(m)終止x(m)α(度)li(m)Ci(kPa)Φi(度)條實(shí)重(kN)下滑力(kN)抗滑力(kN)-0.0000.41720.9170.44618.00026.002.670.959.250.4170.83323.9030.45618.00026.007.903.2011.730.8331.25026.9600.46818.00026.0012.935.8614.041.2501.66730.1020.48218.00026.0017.738.8916.151.6672.08333.3480.49918.00026.0022.2912.2518.062.0832.50036.7210.52018.00026.0026.5715.8919.752.5002.75039.5150.32418.00026.0017.6911.2612.492.7503.00041.6970.33518.00026.0018.6712.4212.833.0003.43544.8370.61418.00026.0031.5422.2421.963.4353.87049.0680.66418.00026.0027.6720.9120.803.8704.30553.7020.73518.00026.0023.1518.6619.924.3054.74158.9290.84318.00026.0017.7215.1719.644.7415.17665.1511.03618.00026.0010.859.8420.875.1765.49972.0631.05212.00020.002.592.4612.91滑動(dòng)安全系數(shù)k=1.440>1.2，滿足邊坡穩(wěn)定性要求。6.1.4某一滑動(dòng)面穩(wěn)定性驗(yàn)算任意取一滑動(dòng)面，以坡腳為坐標(biāo)原點(diǎn)，按4.5H法初定滑動(dòng)圓心輔助線：(1)由《路基路面》表4-1查得：=27°，=40°,以坡角為圓心將AB線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)27°，再以B點(diǎn)為圓心，BC為基線，旋轉(zhuǎn)40°，兩直線交于E點(diǎn)；(2)由坡角向下做垂線，量取路堤高H=6m得C點(diǎn)；(3)由C點(diǎn)向右引水平線，在水平線上截取4.5H=27m得D點(diǎn)；(4)連接點(diǎn)D、E得直線DE，即為滑動(dòng)圓心輔助線；(5)繪出五條不同的位置的滑動(dòng)曲線；(6)將圓弧范圍土體分成若干段；(7)算出滑動(dòng)曲線每一分段中點(diǎn)與圓心豎曲線之間的偏角α;sinα=X/R(6-1)式中：X—分段中心距圓心豎直線的水平距離，圓心豎曲線左側(cè)為負(fù)，右側(cè)為正；R—滑動(dòng)曲線半徑m。驗(yàn)算其穩(wěn)定性如圖6-3所示：圖6-3計(jì)算詳圖將圓弧等分每0.5m為一塊，共可以分為13塊，分別計(jì)算出各參數(shù)見表6-4：表6-4計(jì)算表格序號(hào)土條寬度土條面積ACosaSinaACosaASina粘聚力內(nèi)摩擦角10.50.20020.9210.3910.18440.0783172520.50.59370.9060.4230.53790.2511172530.50.97270.8750.4850.85110.4496172540.51.33620.8390.5451.12110.7282172550.51.68290.7880.6161.32611.0367172560.52.01110.7310.6821.47011.3716172570.52.06860.6820.7311.41081.5121172580.51.85270.6430.7661.19131.4192172590.51.60940.6160.7880.99141.26861725100.51.33330.5740.8190.76531.09201725110.51.01640.5300.8480.53870.86191725120.50.64550.4850.8750.31310.56481725130.50.20170.4540.8910.09160.17971725公式：（6-2）式中：Ni------各土條的法向分力Ti------各土條的切向分力ai------各土條重心與圓心連線對(duì)豎軸y的夾角L------滑動(dòng)面圓弧全長(zhǎng)a0------圓心角穩(wěn)定系數(shù)：滿足穩(wěn)定要求。6.2擋土墻設(shè)計(jì)與驗(yàn)算擋土墻主要是防止路基或山體因重力作用而坍塌，起支撐作用的支擋結(jié)構(gòu)物。本設(shè)計(jì)中的加固工程主要采用重力式擋土墻的形式。按照墻的設(shè)置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻和山坡墻等類型。6.2.1基本資料本標(biāo)段擋土墻均采用重力式擋土墻擬定墻身尺寸:墻身高:5.000(m)；墻頂寬:1.000(m)；面坡傾斜坡度:1:0.250；背坡傾斜坡度:1:0.250；墻底傾斜坡率:0.000:1具體見圖6-4。圖6-4擋土墻示意物理參數(shù):擋土墻類型:一般擋土墻；圬工砌體容重:23.000(kN/m3)；圬工之間摩擦系數(shù):0.400；地基土摩擦系數(shù):0.500；墻身砌體容許壓應(yīng)力:1200.000(kPa)；墻身砌體容許彎曲拉應(yīng)力:140.000(kPa)；墻身砌體容許剪應(yīng)力:90.000(kPa)；材料抗壓極限強(qiáng)度:3.500(MPa)；材料抗力分項(xiàng)系數(shù):2.310；系數(shù)醩:0.0020；墻背與墻后填土摩擦角:17.500(度)；地基土容重:19.000(kN/m3)；地基土浮容重:10.000(kN/m3)；修正后地基承載力特征值:500.000(kPa)。地基承載力特征值提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200墻踵值提高系數(shù):1.300平均值提高系數(shù):1.000墻底摩擦系數(shù):0.400地基土類型:土質(zhì)地基地基土內(nèi)摩擦角:30.000(度)地基土粘聚力:10.000(kP)墻底摩擦系數(shù):0.400地基土粘聚力:10.000(kPa)填土對(duì)橫坡面的摩擦角:26.000(度)表6-5墻后填土力學(xué)參數(shù)土層號(hào)層厚(m)容重(kN/m3)內(nèi)摩擦角(度)粘聚力(kPa)土壓力調(diào)整系數(shù)15.00019.00034.1060.0001.00021.00016.00020.00012.0001.000作用效應(yīng)組合組合Ⅰ組合系數(shù):1.000(1)擋土墻結(jié)構(gòu)重力分項(xiàng)系數(shù)=0.900(2)墻頂上的有效永久荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.000(3)墻頂與第二破裂面間有效荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.000(4)填土側(cè)壓力分項(xiàng)系數(shù)=1.400(5)車輛荷載引起的土側(cè)壓力分項(xiàng)系數(shù)=1.4006.2.2土壓力計(jì)算計(jì)算高度為5.000(m)處的庫侖主動(dòng)土壓力（6-3）式中：------墻后填土的重度KN/m3。------填土的內(nèi)摩擦角（度）。------墻背與填土間的摩擦角（度）。------墻后填土表面的傾斜角（度）。------墻背傾斜角（度），俯斜為正，仰斜為負(fù)。------擋土墻高度。------主動(dòng)土壓力系數(shù)。土壓力的水平和垂直分力為：（6-4）墻后土層參數(shù)：第一層：γ1=19kN/m3，C=18kpa，Ф=26°，h=5m第二層：γ2=16kN/m3，C=12kpa，Ф=20°，h=1m等效內(nèi)摩擦角：已知：則無荷載時(shí)的破裂角=28.338(度)按實(shí)際墻背計(jì)算得到:第1破裂角：28.338(度)Ea=113.06(kN)Ex=96.4(kN)Ey=59.1(kN)作用點(diǎn)高度Zy=1.1.667(m)，因?yàn)楦┬眽Ρ?，需判斷第二破裂面是否存在，?jì)算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在，墻身截面積=11.250(m2)，重量=258.750(kN)6.2.3擋土墻驗(yàn)算(1)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗(yàn)算在土壓力及其他外在作用下，基底摩阻力抵擋擋土墻滑移的能力。（6-5）式中：G——作用于基底以上的重力(kN)；Ey——墻后主動(dòng)土壓力的豎向分量(KN)；Ex——墻后主動(dòng)土壓力的水平分量(KN)；Ep——墻前被動(dòng)土壓力的水平分量(kN)；a0——基底傾斜角(。)，基底為水平時(shí)，a0為0；aq1,rq2——主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)、墻前被動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)；基底摩擦系數(shù)=0.400基底水平a0=0即Ep=0抗滑穩(wěn)定系數(shù)：抗滑力=0.4（1.1G+1.4Ey）=146.946(kN)滑移力=1.4*Ex=134.96(kN)滑移驗(yàn)算滿足:Kc=1.324>1.300滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算：滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足:方程值=抗滑力-滑移力=11.99(kN)>0(2)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，須驗(yàn)算它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力。（6-6）式中：ZG——墻身重力、基礎(chǔ)重力、基礎(chǔ)上填土的重力及作用于墻頂?shù)钠渌奢d的豎向力合力重心到墻趾的距離(m)；Zx——墻后主動(dòng)土壓力的水平分量到墻趾的距離(m)；Zy——墻后主動(dòng)土壓力的豎向分量到墻趾的距離(m)；Zp——墻前被動(dòng)土壓力的水平分量到墻趾的距離(m)；其余符號(hào)意義同前。相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻身重力的力臂Zw=1.750(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ey的力臂Zx=3.083(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ex的力臂Zy=1.667(m)驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性穩(wěn)定系數(shù)傾覆力矩=160.699(kN-m)抗傾覆力矩=635.018(kN-m)傾覆驗(yàn)算滿足:K0=3.95>1.500傾覆穩(wěn)定方程驗(yàn)算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=474.319(kN-m)>0.0(3)地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算為保證擋土墻基底應(yīng)力不超過低級(jí)承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算；同時(shí)，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距?；缀狭ζ木鄀為（6-7）式中：Md——作用于基底形心的彎矩組合設(shè)計(jì)值(MPa)。Nd——作用于基底上的垂直力組合設(shè)計(jì)值(kN／m)。合力作用點(diǎn)對(duì)墻趾的力臂e0=B/2-1.492=0.258m對(duì)于土質(zhì)地基故平均承載力基礎(chǔ)類型為天然地基，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力，作用于基礎(chǔ)底的總豎向力等于317.85(kN)，作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩等于474.319(kN-m)基礎(chǔ)底面寬度B=3.500(m)偏心距e=0.258(m)基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的距離Zn=1.492(m)基底壓應(yīng)力:趾部=130.954(kPa)踵部=50.674(kPa)作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足:e=0.258<=0.167*3.500=0.583(m)墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=130.954<=600.000(kPa)墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=50.674<=650.000(kPa)地基平均承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=90.814<=500.000(kPa)(4)基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算基礎(chǔ)為天然地基，不作強(qiáng)度驗(yàn)算(5)墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算截面以上，墻身截面積=11.250(m2)重量=258.750(kN)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=1.750(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂Zx=3.083(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=1.667(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于驗(yàn)算截面的總豎向力=317.85(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎=474.319(kN-m)，相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.492(m)；截面寬度B=3.500(m)；偏心距e1=0.258(m)；截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e1=0.258<=0.250*3.500=0.875(m)；截面上壓應(yīng)力:面坡=131.740、背坡=49.252(kPa)；壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=131.740<=1200.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=-9.201<=90.000(kPa)[極限狀態(tài)法]:重要性系數(shù)：1.000；驗(yàn)算截面上的軸向力組合設(shè)計(jì)值Nd=317.85(kN)；軸心力偏心影響系數(shù)=0.935；擋墻構(gòu)件的計(jì)算截面每沿米面積A=3.500(m2)；材料抗壓極限強(qiáng)度Ra=3500.000(kPa)；圬工構(gòu)件或材料的抗力分項(xiàng)系數(shù)=2.310；偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)=1.000。計(jì)算強(qiáng)度時(shí):強(qiáng)度驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=317.85<=4959.638(kN)計(jì)算穩(wěn)定時(shí):穩(wěn)定驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=317.85<=4959.638(kN)(6)整體穩(wěn)定驗(yàn)算最不利滑動(dòng)面:圓心:(-1.76923,0.00000)半徑R=6.44418(m)安全系數(shù)=1.459總的下滑力=299.246(kN)總的抗滑力=436.496(kN)土體部分下滑力=299.246(kN)土體部分抗滑力=436.496(kN)筋帶的抗滑力=0.000(kN)整體穩(wěn)定驗(yàn)算滿足:最小安全系數(shù)=1.459>=1.250

第七章瀝青路面設(shè)計(jì)7.1基本資料7.1.1.自然地理?xiàng)l件新建二級(jí)公路地處=2\*ROMANII4區(qū)，沿線土質(zhì)為粘質(zhì)土。路基最大填方高度為2.567m，最不利季節(jié)地下水位距路床2.2m。年降雨量為650mm，潮濕系數(shù)（K）為0.7左右。最高氣溫33℃，最低氣溫-3℃，多年最大凍深為400mm。該地碎石集料豐富，有優(yōu)質(zhì)水泥供應(yīng)，并有大量石灰、粉煤灰提供。7.1.2.近期交通組成及交通量近期交通量組成及交通量見下表，預(yù)測(cè)交通量增長(zhǎng)率為5.5%。設(shè)計(jì)年限為12年，建設(shè)年限為半年。表7-1作用車輛型號(hào)及交通量序號(hào)車型名稱交通量序號(hào)車型名稱交通量1黃河JN1502127斯柯達(dá)706R712日野KF300D1718長(zhǎng)征XD980673依士茲TD50639東風(fēng)CS938554標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ10060710尼桑CK10G945交通SH-1418511東風(fēng)SP9135856解放CA10B52612日野KB222707.2軸載分析7.2.1.運(yùn)營第一年內(nèi)軸載當(dāng)量換算。我國路面設(shè)計(jì)以BZZ-100為標(biāo)準(zhǔn)軸載，標(biāo)準(zhǔn)軸載P=100KN。(1)以彎沉值和瀝青層層拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，軸載換算采用如下的計(jì)算公式：（7-1）式中：N——標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/d）；——被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/d）；——標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）；——被換算車型的各級(jí)軸載（KN）；——被換算車型的軸數(shù)系數(shù)；——被換算車型的輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為6.4，四輪組為0.38；——被換算車型的軸載級(jí)別。當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算,此時(shí)的軸系數(shù)為1；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按=1+1.2（m-1）計(jì)算；其中m——軸數(shù)。(2)以半剛性基層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí),軸載換算公式為：（7-2）——軸數(shù)系數(shù)?！喗M系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為18.5，四輪組為0.09；對(duì)于軸間距小于3m的雙軸及多軸的軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：（7-3）7.2.2.設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)量軸載次數(shù)計(jì)算。設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)用下式計(jì)算（7-4）式中：—設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道沿一個(gè)方向通過的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次（次）；—設(shè)計(jì)年限（年）；—路面竣工后第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/日）；—設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長(zhǎng)率（%）應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)查，預(yù)測(cè)交通量增長(zhǎng)，經(jīng)分析確定；—車道系數(shù)。根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，高速公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限為12年，雙向兩車道的車道系數(shù)η取0.6～0.7，取0.6。交通量平均增長(zhǎng)率為5.5%。(1)計(jì)算彎沉值及瀝青層層底拉應(yīng)力時(shí)：Ne=5361136(次)。(2)計(jì)算半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力時(shí)：Ne=4137477(次)。表7-2汽車路面設(shè)計(jì)參數(shù)序號(hào)車型名稱前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量1黃河JN15049101.61雙輪組2122日野KF300D40.75792雙輪組<31713依士茲TD5042.2801雙輪組634標(biāo)準(zhǔn)軸BZZ1001001雙輪組6075交通SH-1412363.52