三级公路设计毕业设计说明说.pdf

本科毕业设计镇北村至北大岑分厂三级公路 设计燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：建筑工程与力学学院 系级教学单位：土木工程学 号学生 姓名专业 班级道路桥梁题 II题目名称北大岑分厂至镇北村三级公路设计题目性质1.理工类：工程设计（J）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）o2.文管类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）0题目类型1.毕业设计（J）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（J）主 要 内 容该道路建设的可行性研究；（2）自然情况对道路设计与施工的影响分析；（3）道路 技术等级的确定；（4）道路设计中个别技术指标的研究与确定；（5）初步勘测与初步 设计；（6）详细技术测量与技术设计（施工图设计）。基本 要求方案合理，计算准确，数据详实，图纸及图表清晰规范。参 考 资 料（1）教学用地形图，比例尺为1:50000,等高线间距为20m；（2）沿线的工程地质 及水文地质情况：沿线山体稳定，无不良地质状况，地下水3m以下；（3）沿线的植 被及土壤分布情况：树木较多，沿线多粘质土，山坡上1m以下是碎石土；（4）道路 建筑材料及分布情况：沿线有丰富的砂砾，有小型采石场和石灰厂，水泥和沥青均 需外购；（5）交通量资料。周次第1-2周第3-5周第6-8周第9-11周第12-13周第14周第15-18周应 完 成 的 内 容准备毕业设计 相关资料，初 步选线。1.初步 勘测与 设计。2.方案 比选。1.扩图 描图。2.详细 设计。1.详细设计。2.路基工程设 计。3.路面结构设 计。编制设计 说明书。毕业设 计工程 概预算。说明书与施工 图修改、打印、装订，准备答 辩。指导教师：敬超职称：讲师 年 月 日系级教学单位审批：年 月 日摘要摘要随着社会经济的发展，公路起着越来越重要的作用。本文主要讲述了公 路设计中的一个完整的过程。本设计主要分两个阶段：初步设计阶段和详细 设计阶段。首先，讨论道路修建的可行性，从地形，地质，气象，水文条件等自然 因素和交通量的增长情况来论述该公路修建的可行性与必要性，为道路修建 进行理论研究。其次，本着合理利用当地资源，综合考虑地形，地质，水文气象条件等 自然因素和当前交通量以及交通量增长情况来确定公路等级，并根据公路等 级来确定道路设计中的技术指标。最后，为了作到路线方案的最优，选择两条方案分别进行初步设计。根 据一定的技术指标来进行方案的比选，选择合理的路线方案来进行详细设 计。关键词 公路设计 路基设计 路面设计燕山大学本科生毕业设计Abst ra c tAs t he d ev elo pment wit h t he so c ia l ec o no my,t he hig hwa y pla ys mo re a nd mo re impo rt a nt ro le.This d esig n c o nt a ins t he who le st a g e in t he d esig ning c o urse.First o f a ll,d isc ussing t he f ea sibilit y build ing in ro a d,a t t o po g ra ph,a nd t he g ro wt h sit ua t io ns o f v o lume o f t ra f f ic c o me a nd ex po ud t he f a c t t his f ea sibilit y a nd nec essit y who hig hwa y build met eo ro lo g ic a l hyd ro lo g y t erms,et c.na t ura l f a c t o rses g eo lo g y.Build t he t heo ret ic a l hyd ro lo g y resea rc h f o r t he ro a d.Sec o nd ly,in line wit h ut ilizing lo c a l reso urc es ra t io na lly,Co nsid er a nd a t present a nd v o lume o f t ra f f ic inc rea se t ra f f ic sit ua t io n c o me a nd d et ermine hig hwa y g ra d e t o po g ra phies,g eo lo g ies,hyd ro met o ro lo g ic a l t ermeseses na t ura l f a c t o rs.At la st,c o me a nd d et ermine ro a d t he t ec hnic a l ind ic a t o rs o f d esig n a c c o rd ing t o hig hwa y g ra d e.Mo reo v er,f o r a c c o mplishing sc heme o pt imum ro ut e,c ho o se t wo sc hemes t o be d esig ned t ent a t iv ely respec t iv ely.Co me a nd c a rry o n t o t hen selec t ing,c ho o se ra t io na l ro ut e sc heme d esig n in d et a il sc heme a c c o rd ing t o c ert a in t ec hnic a l ind ic a t o r.Keywords hig hwa y d esig n ro a d bed d esig n d esig n o n pa v ementn目录摘要.IAbst ra c t.TT第1章绪论.11.1 课题背景.11.2 我国公路现状.1第2章公路可行性研究.3第3章自然条件对道路设计及施工的影响.53.1所在地区的自然条件.53.1.1 所在地区的气象资料.53.1.2 沿线工程地质水文情况.53.1.3 沿线植被及土壤分布情况.53.1.4 道路建设材料及分布情况.53.2自然条件对道路设计及施工的影响.53.2.1 气象因素.53.2.2 工程地质及水文地质因素.63.2.3 植被及土壤因素.63.2.4 建筑材料分布因素.6第4章 道路技术等级及技术指标的确定.74.1 道路技术等级的确定.74.2三级道路技术指标的确定.7第5章 初步勘测和初步设计.95.1 路线设计.95.1.1 选线原则及注意事项.95.1.2平面设计.95.1.2.1 平面设计步骤.9in5.1.2.2 平面设计成果.105.1.2路线纵断面设计.105.1.3.1 纵坡的确定.105.1.3.2 坡长的确定.105.1.3.3 竖曲线的确定.105.2方案比选.11第6章详细设计.126.1路线设计.126.1.1路线平面图.126.1.2路线纵断面图.126.1.3平纵线型的组合.126.1.3.1平纵组合的原则.126.1.3.2平纵组合的要求.126.1.3.3横断面图.136.2 路基设计.136.2.1挡土墙设计.146.2.2涵洞设计.206.2.2.1确定涵洞孔径.216.2.2.2确定涵洞纵坡.216.2.2.3确定涵洞长度.226.2.3 填方路段.236.2.4 挖方路段.236.2.5 路基防护.246.3排水设计.246.3.1路拱设计.246.3.2路基边坡及沟渠设计.246.2.2.3边坡稳定计算.256.2.2.3边沟稳定计算.266.4路面设计.27IV6.4.1 沥青混凝土路面设计.276.4.1.1路面结构组合与材料选取.276.4.1.2沥青及集料的选择.276.4.1.3沥青路面结构设计.286.4.2水泥混凝土路面设计.336.4.2.1路面结构层组合.336.4.2.2混合料要求.346.4.2.3结构厚度设计.34第7章 道路设计概预算.40结论.45参考文献.46致谢.47v第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景我国公路运输特点：由于社会生产与消费的需要，人们必须克服空间上的阻隔，实现人和物 的移动，为具体实现这种移动提供服务所进行的经济活动成为交通运输。交 通运输与国民经济有着不可分割的的关系，是国民经济的命脉，是联系工业 和农业、城市和乡村、生产和消费的纽带，是国民经济的“先行官”。公路 是交通运输方式中的一种。与其它方式相比，在整个交通运输系统中发挥着 重要的作用。其特点是：(1)机动灵活 能适应各种地形条件，可以在规定的时间和地点迅速集 中和分散货物。(2)“门到门”的运输 在货物集三点直接装卸，不需要中转。从而节 省时间和费用，减少货损，尤其是短途运输。(3)通达性好 可以深入到边远地区或山区，直接与任何工矿企业厂区 或居民点相连。(4)投资少，社会效益高与铁路、航空方式相比公路运输投资较少，见效快。公路的建设给沿线广大地区带来显著的社会经济的效益。(5)运输成本偏高由于汽车燃料价格偏高，服务人员多，单位运量小,导致公路运输成本一般高于铁路和水运。1.2我国公路现状新中国成立以来，经过四十多年的建设，我国已基本形成了具有一定规 模的综合运输系统。公路建设有了长足进步。改革开放二十余年，特别是“七 五”和“八五”的十年也是公路工程实现现代化过程的十年。这十年中高等级 公路建设和深水大跨桥梁建设取得突破性进展。到1995年底，全国民用运 输车辆3000万辆，全国公路客运辆占各种运输方式的总量的88%。旅客周 转量占50.5%,公路货运量占76.6%,货物周转量占13.6%。公路交通这一 运输方式已经得到广泛的重视。公路交通的快速发展势头将在未来相当长的 1燕山大学本科生毕业设计一段时间内保持下去。公路的设计、建设与管理水平已得到较大的提高。在公路建设方面，通过推广应用CAD技术，引发了工程勘察设计行业 发展史上的一场革命。截止到1995年底，全国40家部、省（区）、直辖市 公路设计部门，在公路设计中全部应用了 CAD技术，发展最快的设计部门 人均计算机已达到11台，并取得了绘画版，设计文件100%由计算机完成。在路线立体交叉和独立大桥工程的透视和动画显示中应用了三维技术。在公 路设计管理方面，全国制定了一系列的管理文件和设计图示。在公路建设和 管理上，我国普遍实行了招、投标管理制度，大大提高了公路建设的管理水 平。我国确定了在相当长的一段时间内把交通继续作为经济建设重点之一，并规划在2010年是我国交通运输与国民经济发展想适应。公路基础设施，在交通运输中的地位和作用十分重要。我们应站在国民经济发展全局与交通 相适应的战略高度上，为我国的公路建设贡献才华和力量。我国的公路建设以进入快速发展的阶段，包括建设公路主骨架在内的“两纵两横三条线”，行成几条通行能力大，规模效益好的南北向、东西向的 公路运输大通道，建设其它国道主干线和对地区发展至关重要的其它公路，加强中西部地区、贫困地区的公路建设。2第2章 公路可行性研究第2章公路可行性研究可行性研究是在建设前期对建设项目的一种考虑与鉴定。对拟建项目在 技术上是否可行，在经济上是否有利，建设上是否可能，所进行的综合分析 和全面科学论证的技术经济研究活动。目的是为了避免或减少建设项目决策 的失误，提高投资的综合效果。黑龙江省佳木斯地区附近近年来经济发展较快，建设了大量的基层工 业，但是在一些重丘陵地区、偏远山区，由于交通不便的原因，居民出行依 旧很困难，经济增长也比较缓慢。为响应国家政策，促进农村经济的发展，建设和谐社会，便民、利民、惠民，解决农民最迫切的问题。“要想富，先 修路”，那么修建一条便于发展的道路是十分必要的。此次要修建的公路地 处镇北村至北大岑分厂一段。两地所处地形为丘陵地段,地形起伏变化较大,虽然自尖山分厂至北大岑分厂以及镇北村至北大岑分厂存在道路，但随着交 通量的增长，原有道路已经远远不能满足其要求，大大影响了两地及附近地 区的经济发展，影响居民出行。但此区间附近有石灰厂和小型采石场，沿线 有丰富的沙砾，这些都为修建公路提供了材料，从而节省了开支，所以这为 在此两地间修建公路提供了经济条件。先谈该项目建设的必要性：(1)适应交通量增长的需求根据交通量调查和发展预测，S209道的 平均日交通量为1800余辆，交通增长率为6%。该路段一直没有合理、合适 的路线，为适应交通量迅速增长的需求和减少司机车辆的绕行，改善交通环 境，该项目建设已是势在必行；(2)加快经济发展改善投资环境的需求该地区的林业发达，矿产资源 丰富，有着较多的铁矿、石灰等矿物资源。虽然有北大岑分厂、尖山分厂、佳木斯煤机农场、燎源农场、复兴参场，但因交通不便大量资源难以外运，致使长期经济滞后，影响人民生活水平的提高。修建该路必然能缓解交通制 约因素，便于交通运输、对吸引外资、对外开放、促进该地区经济的腾飞，使该处人民早日过上小康生活都有着重要意义；(3)改善公路网络结构是党中央国务院已及早提出“村村通公路的宏 3燕山大学本科生毕业设计伟目标”。黑龙江省山丘地区交通基础设施落后，交通不便，人民生活水准 不高。修建此路能购使局部地区达到真正的村村通公路，这对于改善农村路 网结构有着积极的意义。项目建设的可行性：表2-1近期交通量(pc u/d)下型三菱FR415五十铃 NPR595G江淮HF140A江淮HF150东风SP9135B五十铃EXR181L数 量200120809010090(1)交通发展的预测该段公路的交通量预测年增长率为7%,以上表 格表明了该路段所承载的近期交通量为项目的可行性提供了量化标准。(2)资金来源本段路采取省交通厅补助，银行借贷以及市县政府自筹 三个渠道，这对于该段路建设来讲资金已基本上全部到位，为公路的建设提 供了强有力的资金保障。(3)经济评价先对本项目建成后采用国民经济评价，该路的修建使沿 线旅游资源得到进一步开发，市场进一步扩大，促进了人员与商品的交流与 交换，加速了货物的周转，减少了库存，提高了劳动生产率，从而为当地提 供了必不可少的开发与发展条件。人口的流动加速了零售业的发展，能有力 地促进经济发展，增加国民经济收入;另一方面，增加了就业机会，在道路 的设计、施工及管理方面，都将增加许多就业机会，有助于社会的安定。如 若修收费通道，还会增加一定的财务收入;降低运输成本，改善运输环境，运输量增大，运输成本降低;道路的使用者都同样也从中受益，减少行车时 间，这也存在一定的潜在效益。4第3章自然条件对道路设计及施工的影响第3章自然条件对道路设计及施工的影响3.1 所在地区的自然条件3.1.1 所在地区的气象资料该公路地处黑龙江佳木斯地区，属于自然区划112区，该地区属于山岭 重丘区，年温差大,冬季最低气温-41.1。，最大冻深1.85m,年降雪量800mm 左右，秋冬季以西北风为主；夏季最高气温39T,年降雨量700mm左右，春夏季主风向为西南风。3.1.2 沿线工程地质水文情况沿线山体稳定，无不良地质状况，山坡地下水3m以下，洼地地下水1.5m 以下。3.1.3 沿线植被及土壤分布情况树木较多，沿线多粘质土，山坡上2m以下是碎石土。3.1.4 道路建设材料及分布情况沿线有丰富的砂砾，有小型采石厂和石灰厂水泥和沥青均需外购。3.2 自然条件对道路设计及施工的影响3.2.1气象因素该道路位于黑龙江省北部地区，冬季比较寒冷，主要的病害有冻胀、翻 浆、水毁和积雪等等。冬季气温较低，路面积雪结冰会严重影响行车安全。春融期又可能发生翻浆等病害，夏季水量暴涨会冲毁路堤，这些都对公路交 通构成严重威胁。该道路属于季节性冰冻地区，主要矛盾是冬季冻胀，春季翻浆，形成明 显的不利季节。冻胀常取决于三个条件：土的冰冻敏感性，冰冻温度，接近土基的地下 水，这三个条件又常常是变化的，因而所产生的冻胀是不均匀冻胀，引起路 面颠簸不平形成波浪，产生冻裂。5燕山大学本科生毕业设计春融期，从路表面开始向下融化了的水向下渗，并停留在未融化的那部 分地基土之间，产生过多的空隙水压力，并持久的频繁的施加荷载，影响了 路面的承载能力。设计时应使路基填土高度符合要求，采取措施隔温排水，以防止冻胀翻浆。由于冬季盛行北风，该路段属于多雪地区，当风雪流与公 路中线垂直或接近垂直时，路堤或路堑都成为风雪流前进的障碍物，将产生 积雪现象，因而应提高路堤放缓边坡。为防止冻胀和翻浆，路基路面结构应 采取隔温，排水和截断毛细水上升等措施。3.2.2 工程地质及水文地质因素路基的岩土性质和地质构造是产生各种病害与变形的内部原因和根本 因素，地质构造不佳是造成路基滑塌边坡碎落的因素之一，因此应充分考虑 路段内的泥炭地带，尽量避免直接穿过沼泽地带，可采取绕行的方法。水对道路能产生很多危害，因此当地的水文地质资料对设计也有一定的 影响。由于填筑路堤，开挖路堑，修建桥涵的结果，必然会改变原有的地貌,不正确的设计回破坏自然情况，使路基不稳定，因此设计时一定要考虑与环 境和协调。3.2.3 植被及土壤因素境内农田多为旱田、草地、牧场，且多乔木。选线时应注意少占旱田和 牧场，在经过有乔木的地段时，要考虑视距上是否满足要求，总体上不应过 多破坏原有的地貌和植被。表层植被稀疏，土壤多为砂砾土。3.2.4 建筑材料分布因素该路段内砂砾较多，有小型采石厂和石灰厂。其余筑路材料要外购。在 进行路基和路面设计时要考虑到充分利用当地材料，从而减少工程造价。通过以上自然情况表明，道路设计应注意排水和防冻深度以及路基的加 固。施工时深挖路堑应注意边坡防护和排水；高路堤应注意边坡稳定。该路 所在地，夏冬两季温差较大，路基设计中需注意高温稳定性与低温抗裂性。对于冬季可能产生风雪流的影响，要做好防护工作。此外路堤施工时要注意 施工压实。6第4章道路技术等级及技术指标的确定第4章道路技术等级及技术指标的确定4.1 道路技术等级的确定表4-1近期交通量(pc u/d)车三菱五十铃江淮江淮东风五十铃型FR415NPR595GHF140AHF150SP9135BEXR181L数 量200120809010090交通增长率：7%折算成中型货车近期日交通量为N=200+120+80+90+100+90=680 pc u/d 远期日交通量预测为N15=680X(1+7%)E15=1876.14 pc u/d 根据公路路线设计规范应建三级公路。4.2 三级道路技术指标的确定表4-2-1二级公路技术标准(1)计算行车道速度(/km-hx)行车道宽度(m)路基宽度(m)土路肩宽度(m)3077.50.5表4-2-2三级公路设计标准(2)取小半径(m)极限最小半径30一般最小半径65不设超iWi取小半径(m)路拱S2%350路拱N2%450缓和曲线取小长度(m)一般值40最小值30平曲线最小长度(m)一般值250最小值507燕山大学本科生毕业设计表4-2-3三级公路设计标准(3)设计速度(/km-h)最 大 纵 坡(%)最小坡长(m)最大坡长(m)合成 坡度308一般值最小值4%5%6%7%8%9%10%1301001100900700500300200表4-2-4三级公路设计标准(4)凸形竖曲线最小半径 和最小长度停车视距30缓和冲击250W视距要求225W竖曲线半径一般值400极限值250竖曲线最小长度25凹形数曲线最小半径停车视距30缓和冲击250W视距要求293W竖曲线半径一般值400极限值250桥下视距33w这些数据是这次设计的所要参考的标准，在取值的时候应该尽量避免用 到极限值。在各方面都满足的条件下，尽量采用大指标。8第5章 初步勘测和初步设计第5章 初步勘测和初步设计5.1路线设计5.1.1 选线原则及注意事项（1）应符合公路先行设计的基本要求（2）正确运用和掌握技术标准（3）做好方案拟定和比选（4）选线应尽量选择地质稳定、水文地质条件好的地带通过（5）大中桥位原则上服从路线的总方向（6）重视环境保护选线不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响 到路线在公路网中是否起到应有的作用，即是否满足国家的政治、经济、国 防上的要求和长远利益。路线选择的原则和方法如上所述，但结合实际的地形特点还应注意如下 问题：（1）正确考虑路线和城镇的关系（2）处理好路线与桥涵的关系（3）处理好路线与农田的关系5.1.2平面设计5.1.2.1 平面设计步骤（1）全面布局根据路线的起点、终点和中间控制点，公路等级及其在 公路网中的作用，从所有可能的路线方案中，通过调查分析相关的资料，确 定路线的基本走向。（2）逐段安排即在主要控制点间，结合地形、地质、水文、气候等自 然条件，逐段定出具体的小控制点，它是解决局部路线方案的工作。（3）具体定线逐段安排路线后确定小控制点，根据自然条件和技术标 准，进行路线的平、纵、横综合设计，具体定出公路中线位置。9燕山大学本科生毕业设计5.1.2.2 平面设计成果现初定两条路线，方案一：自镇北村经过尖山分厂至北大岑分厂；方案 二：自镇北村、全胜地铺、燎源农场至北大岑分厂。具体平面交点坐标、桩 号见附表：平面设计表。5.1.2路线纵断面设计5.1.3.1 纵坡的确定规范规定：山岭重丘区三级公路最大纵坡为8%,最大容许合成坡 度(指公路横坡与纵坡的合成方向上的最大坡度)为10.0%o各级公路的路 堑以及其它排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，应采用不小于 0.3%的纵坡，在横向排水畅通路段其设计坡度为0.0%或小于0.3%的纵坡时,其边坡应做纵向排水设计。5.1.3.2 坡长的确定(1)限制最小坡长如果坡长过短，变坡点增多，容易造成行车起伏频 繁，影响公路的服务水平，减少公路的使用寿命，为提高行车的平顺性，应 限制最小坡长。规范规定：山岭重丘区三级公路最小坡长100m；(2)限制最大坡长汽车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时间低档行驶,易引起发动机效率降低。下坡时，由于频繁刹车将缩短制动系统的使用寿命,影响行车安全。故规范对纵坡最大长度进行了限制。山岭重丘区三级公 路当纵坡坡度为5%时，纵坡最大长度为900m,当纵坡坡度为6%时，纵坡 最大长度为700m,当纵坡坡度为7%时，纵坡最大长度为500m,当纵坡坡 度为8%时，纵坡最大长度为300m。5.1.3.3 竖曲线的确定先确定竖曲线要素，然后算出曲线内各桩好点的设计高程，设计成果见 附表：竖曲线表。10第5章 初步勘测和初步设计5.2方案比选现初定两种方案，方案一是从镇北村经过第一出境口越岭，在尖山分厂 位置处的沿原有的旧路线位，再次翻越娅口最终到达北大岑分厂。方案二是 从镇北村出发，直接越岭，在燎源农场出翻越垃口，然后连接村落，沿原有 旧路线未连接北大岑分厂。下面对两方案从以下两个方面进行比选。（1）在地形、地质、环境等方面进行比较，比选路线的两种方案在地 形上都有险峻的地段，都克服了很大的高差。两方案填挖土方量都比较大，都对沿线山体造成了较大的破坏。方案一选择在丘陵间，线路较短，地质条 件较好，地基处理不易被破坏，但施工方面较为困难，克服高差较大。方案 二选择由丘陵地段转向较为平坦的谷底平原地段，施工条件较好。（2）从道路的功能上比较，方案一主要连接镇北村-尖山分厂-北大岑 分厂，方案二主要连接镇北村-燎源农场-附近村落-北大岑分厂。此次设计 的主要目的是连接镇北村至北大岑分厂，是实行村村通工程，对于方案二虽 然连接的村镇等较多，但已存的道路足以满足要求，而方案一只要连接镇北 村与北大岑分厂，较为符合设计要求。（3）从道路路线对环境的影响上比较，方案一只要在丘陵间，占用农 田较少，地质条件较好，不易出现因为冻涨而出现的路面破坏，而方案二选 择从较为平坦的谷底选线，占用农田较多，地质条件较差，需要对土基进行 特殊处理，工程较大，不宜采用。（4）从工程量上考虑，方案一，在可以采用填挖土方，就地处理，不 会因为废土借土而出现困难，而且也可以充分利用尖山分厂至北大岑分厂的 原有道路，减少道路的土石方开挖量。方案二，当出现填挖方时，土方的来 源与运输会较大的增加设计的成本，不宜采取。经过对两方案进行以上的分析比较,方案二均优于方案一，故选方案二。11燕山大学本科生毕业设计第6章详细设计6.1 路线设计选取初步设计中选定的方案二的路线的K4+000K7+677.367这段进行 详细设计，沿路中线两侧各200m的地带上，将原地形图放大，其比例尺 为1:2000,加密等高线，高差为2m。示出地形，地物，导线点，坐标网 格，路线位置（桩号，路中心线，曲线主要桩位），标出桥梁，涵洞的位置。6.1.1路线平面图在平面图上示出地形、地物、三角点、导线点、水准点，路中心线及平 曲线交点，整公里桩、直线段百米桩、五十米桩，曲线段五十米桩及平曲线 主要桩位。详细控制点要素表为附录，详细平面图比例尺为1:2000,见附图。6.1.2 路线纵断面图表示出地面高程、地面线、设计线、竖曲线及其要素，桥涵的位置及其 结构类型、孔数与孔径，设计水位。图的下部各栏示出地质概况、坡度及坡 长（包括变坡点桩子号、高程）、桩号、直线及平曲线（包括缓和曲线及其 参数）。横向为1:2000,纵向为1:200,见附图。综合考虑平纵配合，排水，等重新进行纵断面设计。6.1.3 平纵线型的组合6.1.3.1平纵组合的原则（1）应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性；（2）平、纵面线形的技术指标应大小均衡，使线形在视觉上、心理上 保持平衡。（3）合成坡度组合得当，以利于路面排水和行车安全。6.1.3.2平纵组合的要求（1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线。（2）合成坡度的控制与线形组合设计相结合。12第6章详细设计(3)平、纵面线形组合应注意线形与自然环境和景观的配合与合。平曲线及竖曲线计算结果见附表。6.1.3.3横断面图横断面图为为CAD出图，包括标准横断面和逐桩横断面图。详图见附 表。6.2路基设计路基是公路的重要组成部分，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的 带状构造物承受由路面传来的荷载，是公路的承重主体，因此必须具有足够 的强度、稳定度和耐久性。路床是路面的基础，是指路基顶面以下80c m范 围的路基部分，承受由路面传来的荷载，主要在应力作用区内。在结构上分 为上路床(0-30c m)及下路床(30-80c m)两层。对于山岭、重丘区的路基设计，应根据当地自然条件，特别是工程地质 条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。在地形陡峻和不良地质地段,不宜破坏天然植被和山体平衡；在狭窄的河谷地段不宜侵占河床，可视具体 情况设置其他结构物和防护工程。沿河路基废方应妥善处理，以免造成河床 堵塞、河流改道或冲毁沿线构造物、农田、房屋等不良后果。根据该公路等级、技术标准，结合当地地形、地质、水文、填挖等情况 路基横断面可分为：一般路堤、沿河路堤、半填半挖路基、挖方路堑、护脚 路基。对陡坡上的半填半挖路基，可根据地形、地质条件，采用护肩、砌石或 挡土墙；季节性冰冻地区工程地质、水文地质不良地段，应采用水稳定性好 的填料筑路堤或进行换填，结合防治冻害和翻浆的具体措施，进行路基、路 面、排水等综合设计。路基与路面是一个整体结构，路基是路面的基础只有路基密实，均匀，稳定，才能为路面结构提供较好的工作环境。因此，必须进行路基路面综合 设计。对于填方路堤的基底处理等，应符合公路路基设计规范(JTJ013)的规定。13燕山大学本科生毕业设计6.2.1挡土墙设计一、设计资料1 沿线的工程地质及水文地质情况为：沿线山体稳定，无不良地质 状况，地下水3m以下2 挡土墙后填料为碎石类土，容重/=17左N/，计算内摩擦角9=35。，填料与墙背间的摩擦角6=1/2。3 地基为碎石类土，其容许承载力0=450KPa,地基土摩擦系数为:/=0.54 墙体材料5号砂浆砌筑30号片石，其容重/=24ZN/m3,其容 许压应力w=600KP,容许剪应力7=100KP,容许拉应力Cwi=60KP二、设置挡土墙的位置鉴于设计路段存在较大的挖方、填方地段，为节约道路用地，减少 拆迁或少占农田，节约成本，减少工程量，需在此类地段设置挡土墙。由于本次设计为三级公路设计，当地石料充足，故采用重力式挡土墙。三、挡土墙纵向布置，拟定断面尺寸图6-2-1挡土墙纵向分布图H=8m,a=2m,b=3m,a=-14.04,e=35。，3=9=17.5。2四、主动土压力计算14第6章详细设计1.车辆荷载换算当 HW 2/%时，q=l0.OkPa；当 H 2 10m时，q=1 OkPa 由直线内插法得：当H=8加时,q=懦曰 x(10 20)+20=12.5kPa换算均布土层厚度：h.=1=0.7/ti2.主动土压力计算(假设破裂面交于荷载中部)(1)求破裂角。由 a=14.04。，0=35。，3=匕=75。2得:/=0+。+5=35。-14.04。+17.5=38.46Ao=-(a+H+2o)(。+H)=-(2+8+2x 0.694)(2+8)=56.94 2 2Bo=ah+(b+d)ho-H(H+2a+2/zo)t a na=-x 2x 3+(3+0.5)x 0.7-x 8x(8+2x 2+2x 0.7)x t a n(-14.04)2 2=18.81八/Bo、t a n tf=t a n A K c o t(p+tgy/)(.t a n y/H-)V Ao二-t a n 38.46。+J(c o t 35。+t a n 3646。)(t a n 38.46。+0.33)=0.786(9=38.17。验核破裂面位置：堤顶破裂面至墙锤：(”+a)t a n(9=7.86小荷载内缘至墙锤：b+H t a n(-)+d+Z?3=3+8x 0.25+0.5+0.75=6.25m荷载外缘至墙锤：b+H t a n(-a)+d +。3+。2=13.25m15燕山大学本科生毕业设计由于破裂面至墙锤的距离大于荷载内缘至墙锤的距离并且小于荷载外 缘至墙锤的距离，所以破裂面交于路基荷载中部的假设成立。并且直线形仰 斜墙背，且墙背倾角。较小，不会出现第二破裂面。(2)主动土压力系数K和_ c o s(e+。)八一sin(9+-),h-atg3 用二-二tg0+tga(t a n 0+t a na)=0.16h=-=0.93 tgO+tgah3=H h2=4.41(3)求主动土压力及土压力的作用点Ea=-yH2K K,=1x 17x 64x 0.16x 1.51“2 2=131.43kN/mEx=Ea c o s(a+3)=131.43 x c o s(l7.5-14.04)=131.19kN/mEx=Ea sin(+S)=131.43 x sin(l7.5-14.04)=7.87 kN/m H a(H 人才ZY=-1-：-3 3H2Kl=2.83mB=瓦+1=2+0.5=2.5mZv=B-Zx tan a=2.5+2.83 x 0.25=3.21m五、挡土墙抗滑稳定性验算为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩 阻力抵抗挡土墙滑移的能力。即：(0.9G+yQEy)u+0.9G t a n a。之2纥(6-1)式中：G-挡土墙自重16第6章详细设计其中:G2=vi/a.=2x 8x 24=384kN,Gi=v2/a=0.5 x 0.8 x24=9.6kN,G=G+G2=393.6kNEx、Ey-墙背主动土压力的水平与垂直分力%基底倾斜角一基底摩擦系数，取0.5%1主动土压力分项系数，取1.3 不等式左边为：(0.9G+/iEy)+O.9Gtgao=(0.9 x 393.6+1.3x 7.87)x 0.5+0.9 x 393.6 x 次 0。=182.24不等式右边为:废岛=1.3x131.19=170.55由上述计算结果得:(0.9G+/01Ev)m+O.9Gt a nc ro yQEx 成立，因此该挡墙抗滑稳定性满足要求。六、抗倾覆稳定性验算要使挡墙抗倾覆满足要求即满足：0.9GZc+/f il(vZv-EvZv)0其中：(6-2)ZG1=0.5A/-0.5 x 0.5=0.25mZr2=0.25 x 0.5H+0.5 b=0.25 x 0.5 x 8+0.5 x 2=2m_(G,+G2ZG2)_(9.6 x 0.25+384x 2)_乙 1.v O illG 393.60.9GZG+rQ(EyZyi-ExZyi)=0.9x3936x l.96+1.3x(7.87x 2.83-13119x 3.21)=17587 0 满足要求。七、基底应力及偏心距验算(1)基础底面的压应力17燕山大学本科生毕业设计作用于基底的合力偏心距e为：B e=-C2(6-3)其中：GZC+Ey x Zv-Exx Zy _ 393.6 x l.96+7.87 x 2.83-131.9x 3.21 Cz G+E393.6+7.87=0.928?5 Re=0.928=0.322-=0.417 2 6G+Ex 6e、393.6+7.87 Z1 6x 0.322、p=-x(l+)=-x(1+-)ma x B B 2.5 2.5=284.69K&f=450Kp。基础底面的压应力满足要求。(2)基底合力偏心距荷载组合为H：挡土墙结构自重、土重、土侧压力、汽车荷载引起的土 侧压力相组合。查表可知，坚密的岩石地基的合力偏心距须有由以 4上计算可知是满足的。(3)地基承载力抗力值 须满足：P八2f(6-4)式中，一基底平均压应力(kPa)；=N _(69十%1约一W)cos%+7q纥 s in/B(393.6x 1.2+1.4x 7.87 0)c o s0+1.4x l31.9x sin0 一0 KPa2.5A一基础底面每延米的面积，即基础宽度，Bx l.0(2)；NP每延米作用于基底的总竖向设计值(kN)；f地基承载力抗力值(kPa)；f=fk+A:,/1(Z?-3)+k2y2(/i-0.5)=450+x Kmx(3 3)+17x 3x(0.8 0.5)=465.3*。式中九一地基承载应力标准值；18第6章详细设计卜、七一承载力修正系数；八一基底下持力层上土的天然容重(%/加3)；一基础地面以下各土层的加权平均容重(%N/m3)；b 基础底面宽度小于3m时取3m,大于6m时取6m；一基础底面的埋置深度(m)。显然,p=193.34 1.2/=1.2x 465.3=558.36满足地基承载力的要求。八、墙身截面强度验算(1)强度计算须满足Nj dkARk/rk式中N)一设计轴向力(kN)；N/=/o(/gNg+%iNqi)=LOx(1.2x192+1.4x7.87)=241.418KN 其中ro一重要性系数，取1.0；Ng 恒重引起的轴向力(kN),NG=2x 4x 24=192kN；NQ1 一主动土压力产生的轴向力(kN),NQ=7.87kNA一挡土墙构件的计算截面积(加A=2；Rk 材料的极限抗压强度(kPa),Rk=1275；R一抗力安全系数，取2.31；%一轴向力偏心影响系数，1 256(%y 1 256(丝乜丁a,=-艮=-=0.75 1+12(包 了 1+12(51Z)2B 2.5=241.418 akARk Iyk=0.75x 2x 1275/2.31=827.92KN 满足要求。(2)稳定计算须满足Nj i/kdkARk/rk 式中Nj、Sk、A、Rk、rk意义同前.八一弯曲平面内的纵向翘曲系数；(6-5)(6-6)19燕山大学本科生毕业设计因为 H/B=8/2.5=3.210则认为此挡墙是矮墙，取外=1N,=241.418KN匕%4R九=1.0 x 0.75x 2x l275/2.31=827.92KN 成立，经验算强度与稳定验算满足挡墙截面强度满足要求。九、挡土墙的伸缩缝与沉降缝设计把伸缩缝和沉降缝结合在一起，统成为变形缝，沿墙长每10m设置 变形缝，变形缝全高设置，其宽度取0.02m,缝内沿墙内、外、顶三边填塞 沥青木板，塞入深度为