1、XXXX大學 本科畢業（設計）論文 （XXXX屆） 題目： XXXXX三級公路設計 教學院（部） 土木工程學院 專 業土木工程 學生姓名 指導教師 （XX） 評閱人（XX） 20年 月 日 目錄 、八 、- 前 言 5 1 設計總說明 6 1.1 任務依據及資料來源 6 1.1.1 任務依據 6 1.1.2 設計資料來源及任務安排 6 1.2 工程概況 6 1.2.1 沿線自然地理概況 6 2.2.1 與周圍環境和自然景觀相協調 7 1.3 公路平面總體設計 8 1.4 施工注意事項 8 1.5 計算機的應用情況 8 2 公路技術等級的確定 10 2.1 公路技術等級 10 2.2 公路技術等

2、級確定 10 2.2.1 交通量組成 10 2.2.2 交通量計算 11 2.3 三級公路技術指標核算 12 2.4 公路技術標準 12 2.4.1 直線 12 2.4.2 圓曲線 13 2.4.3 緩和曲線 13 3 平面設計 16 3.1 選線的基本原則 16 3.2 選線的方法 16 3.3 平面線形設計 17 3.3.1 計算偏角及交點間距 17 3.3.2 曲線敷設及樁號計算 17 3.3.3 帶緩和曲線的圓曲線計算 18 3.4 平面設計圖 19 4 縱斷面設計 20 4.1 縱斷面設計的一般原則 20 4.2 縱坡設計的要求 20 4.3 縱坡設計的步驟 20 4.4 豎曲線設計

3、原理介紹 21 4.4.1 豎曲線的要素 21 4.4.2 豎曲線要素計算 22 4.5 設計相關圖紙 23 5 橫斷面設計 24 5.1 橫斷面設計原則 24 5.2 橫斷面的組成 24 5.2.1 橫斷面幾何尺寸選擇 24 5.2.2 各項技術指標 25 5.3 平曲線加寬設計 26 5.4 超高設計 26 6 路基設計 29 6.1 路基設計的內容與要求 29 6.1.1 路基斷面設計 29 6.1.2 路基設計要求 29 6.2 填料的選擇及壓實標準 29 6.2.1 填料的選擇 29 6.2.2 壓實標準 30 7 路面設計 32 7.1 基本資料 32 7.1.1 設計資料 32

4、7.2 軸載換算 32 7.2.1 我國公路瀝青路面設計規范換算公式 32 7.3 標準軸載累計作用次數估算 34 7.4 初步擬定路面層組合方案 35 7.5 路面厚度設計及驗算 35 7.5.1 設計彎沉值 35 7.5.2 容許拉應力 36 7.6 確定石灰土層的厚度 37 7.7 瀝青路面結構層 37 8 擋土墻設計 39 8.1 擋土墻設計及驗算 39 8.1.1 三級公路重力式路肩墻設計資料 39 8.1.2 破裂棱體位置確定 39 8.1.3 荷載當量土柱高度計算 40 8.1.4 土壓力計算 40 8.1.5 土壓力作用點位置計算 41 8.1.6 土壓力對墻趾力臂計算 41

5、8.1.7 穩定性驗算 41 8.1.8 基底應力和合力偏心矩驗算 42 8.1.9 截面內力計算 42 9 橋涵設計 44 9.1 橋梁設計及說明 44 結束語 45 參考文獻 46 指導老師簡介 488 致 謝 469 、八 前 交通運輸事業是國民經濟的重要組成部分， 是國民經濟的命脈。公路運輸作為其 中最重要的運輸方式之一。 我國公路建設已取得巨大成就。回顧我國公路發展歷程，對比世界公路發展趨勢， 可以認為，我國公路交通正處于擴大規模、提高質量的快速發展時期。但是，由于基 礎十分薄弱，我國公路建設總體上還不能適應國民經濟和社會發展的需要，與發達國 家的先進水平相比還有較大差距。從公路技術

6、等級看，在全國公路總里程中還有近 20萬公里等外公路，等外公路占公路總里程的比重達到 14.4%,西部地區更高，達到 21.8 %,技術等級構成不理想。從行政區劃分布看，由于經濟發展和人口分布的不平 衡，公路發展在各地區之間存在著較大差距，總的來看，東部地區公路密度較大，高 等級公路的比例也較高，明顯高于全國平均水平，更高于中、西部地區水平。 因此，為逐步實現我國交通運輸現代化的總體戰略目標，按照道路的使用功能和 交通需求，重點提高經濟相對發達地區的公路技術等級，根據國家西部大開發戰略， 大力扶持西部地區公路基礎設施建設，將是本世紀末以至下世紀初我國公路交通發展 的戰略重點。 本設計是一條三公

7、里的三級公路，連接城鄉，加快城鄉之間的交通運輸，促進鄉 村的經濟發展，為城市的物資供給提供便利。本次設計嚴格按照國家規范要求進行道 路及相關的設施進行設計，解決了線性組合、超高加寬等相關問題，各項設計指標均 達到國家規范要求，滿足經濟、合理、便利、美觀等設計要求。 1設計總說明 1.1任務依據及資料來源 1.1.1任務依據 (1) 畢業設計任務書。 (2) 交通部現行勘察設計標準及國家規范。 注：公路路線設計規范JTG D20- 2006以下簡稱規范 1.1.2設計資料來源及任務安排 本畢業設計題目取材于“ XXX至XXXX地區電子地形圖”，圖中海拔高度為相對 海拔高度。電子地形圖中詳細給出道

8、路所在的地形、地貌和水文地質條件。按照設計 要求，設計一條三公里左右的三級公路。 1.2工程概況 1.2.1沿線自然地理概況 本設計公路位于XXXXX地區，全長XXXX米。本段三級公路的建設有助于加快城 鄉區的經濟快速發展，方便城鎮與鄉村的溝通，在加快鄉村發展的同時也有助于城市 生活的物資的供應需求。完善城鄉道路網對城鄉的經濟發展有著重要的意義，同時對 促進該地區經濟的發展也具有重要意義。 本項目路線基本走向為南北走向，按三級公路標準修建，設計車速為40公里/ 小時，路基寬度8.5米。 A氣象條件 該地區屬于我國二級區劃區，屬亞熱帶與溫帶共存的復雜氣候類型。冬、春季節 受大陸季風影響，晴天日數

9、多，光照充足，氣候溫和干燥；夏、秋季節受海洋季風影 響，陰雨日數偏多，日照條件較差，氣候涼快潮濕。由于高原地形地貌和復雜的地勢 導致氣候類型復雜多樣，垂直差異明顯，具有獨特的高原立體氣候特點。 曲靖市年平均氣溫14.5 C,極端最高氣溫35.7度，極端最低氣溫一 16.2度, 最熱月7月平均氣溫19.7度，最冷月1月平均氣溫6度，師宗、羅平的南盤江河谷 地區年均溫在18C以上。全年雨量主要集中在 5、6、7月，年平均降水量在1000毫 米以上。 該地區主要天氣氣候為： (1) 小雪、低溫； (2) 小霧； (3) 雷雨、大風; (4) 秋季連陰雨。 以上天氣對交通運輸有一定的影響，需特別注意。

10、 B地形、地貌 地形多由山地、丘陵和盆地等組成，喀斯特地貌發育典型。地形陡峭，有河流， 山區面積大，氣象條件和氣候條件特殊，易發生山洪、滑坡、泥石流等災害。 本設計路線沿線大地地貌單元劃分如下： 地層巖性主要為第四系全新統沖積卵石層和強弱風化基巖層。(卵石層)埋深 2.23.8米，具有較強的透水性；弱風化片巖，底板埋深 3.24.5米，厚1.32.1 米，易鉆進。 C水文地質 地下水：該區地下水埋深在第四系覆蓋區， 一般為5.08.00米；壩子平原地貌 區，部分地區有小的溝谷發育，基底巖性的含水性和給水性差，大氣降水主要以地表 徑流形式排泄，地下水位相對較深，在溝底一般為3.05.0米，丘頂水

11、位埋深大于 8.00米。地下水類型主要為上層滯水、空隙潛水、風化裂隙潛水，水質類型以碳酸 鹽型為主。 地表水系均為山溪性河流，其特點為源短、流淺，徑流量隨季節變化，雨季洪水 暴漲暴落，旱季河水近枯，洪水時挾帶大量泥砂。雨季河水位高于地下水位，河流排 泄地下水，旱季河水位高于地下水位，河流成為地下水的補給源之一。區內水質較好， 無污染。大氣降水在地表徑流過程中，水的匯集和長期沖刷形成沖溝，在雨季形成季 節性水流。同時，在溝谷匯合處，由人為筑壩蓄水后形成多處大小不等水塘等地表水 體。 D地震 根據云南省地震烈度區劃圖，本項目沿線地區地震烈度為八度。 2.2.1與周圍環境和自然景觀相協調 (1) 盡

12、可能將挖方路段的土石方全部利用，減少占地面積，減少對沿線自然生 態環境的破壞。 (2) 設置了足夠的橋涵和通道，盡量減少對農田灌溉及原有水系系統影響 (3) 對全線的路基路面排水統一考慮，確保排水順暢，符合規范要求。 (4) 注重立交及服務區設置位置的總體規劃，與城市發展規劃相協調，同時注 意與周圍景觀的協調。 1.3公路平面總體設計 根據道路通行能力分析計算，至本項目的遠景設計年限(2025年)，各路段交通 量均在設計車速為40km/ h的雙車道。同時根據本項目在公路網中的地位、 作用、功 能、服務水平，結合沿線地形、地質、水文等自然條件，確定總體設計原則如下： (1) 平面線位符合三級公路

13、總體規劃走向，不僅重視路網現狀的協調配合與方 便近期的使用，還應兼顧為遠期規劃創造必要的條件； (2) 線位綜合考慮沿線城鎮總體規劃及產業布局， 為區域經濟的發展創造條件； (3) 充分利用地形、地物，合理應用指標，盡量少拆遷、盡量避免大填大挖， 又不過分遷就地形，根據交通和地形條件確定合理的線形； (4) 對交通工程及綠化工程等設施采取統一規劃，同步設計，分期實施的原則 進行設計； (5) 重視公路景觀，環境保護設計。 1.4施工注意事項 (1) 施工前應全面理解設計意圖，根據有關參數復核用地寬度，發現問題及時 處理。 (2) 施工前應進行現場核對，如發現設計與實地不符，應及時作補充調查，進

14、 行設計變更并報有關部門批準后施工。 (3) 施工單位應注意編導的布設，修建，養護及防塵。 (4) 施工前施工單位應將丟失的控制點補齊，將有防礙施工的控制點移動到有 利于是施工的地方，并對控制點進行聯測，復測和妥善保護，以保證各個控制測量使 用。 (5) 施工中地質不良地段的處理，應根據實際地質情況，嚴密監視觀測，發現 問題及時反饋有關部門，采取切實可行的處理措施。 1.5計算機的應用情況 設計中采用路線 CAD設計說明書、計算書均由計算機完成，其中部分表格、數 據及設計圖紙由“海地道路設計軟件”生成。 2公路技術等級的確定 2.1公路技術等級 由于不同的道路在國民經濟發展中所起的作用不同，考

15、慮到城鄉道路的發展及本 地區的道路規劃，行車因素等原因，進行公路等級的確定。國家公路路線設計規范 JTG D20-2006將公路根據功能和適用的交通量分為以下五個等級： (1) 高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并應全部控制出入的多車道公路。 四車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2500055000 輛； 六車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量40000 80000 輛； 八車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量60000 100000 輛。 (2) 一級公路為供汽車分向、分車道行駛，并可根據需要控制出入的多車道公 路。 四車道

16、一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量15000 30000 輛； 六車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000 55000 輛。 (3) 二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。 雙車道二級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量6000 15000 輛。 (4) 三級公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。 雙車道三級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000 6000 輛。 (5) 四級公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。 雙車道四級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000以下 單車道四級公路應能適應將各種汽

17、車折合成小客車的年平均日交通量400以下。 2.2公路技術等級確定 2.2.1 交通量組成 路段初始年交通組成及交通量（輛/日，交通量年增長率取 6.5%,道路使用年限 按10年），見表2-1 0 表2-1 汽車交通量組合（單位：輛/日） 序號 車型名稱 前軸重（KN） 后軸重（KN） 后軸數 后軸輪組數 交通量 1 解放CA10B 19.4 60.85 1 雙輪組 200 2 豐田 FDA110L 35 75 2 雙輪組 200 3 奔馳LPK709 22 44 2 雙輪組 500 4 黃河JN150 49 101.6 1 雙輪組 100 5 東風EQ140 23.7 69.2 1 雙輪組

18、150 我國公路工程技術標準規定：標準車型為小客車各汽車代表車型與標準車型 換算系數如表2-2 : 表2-2各汽車代表車型與車輛換算系數 汽車代表車型 車輛折算系數 說明 小客車 1.0 19座的客車和載質量2t 7t的貨車 大型車 2.0 載質量7t700m凹曲線R700m同 時凸的豎曲線最小長度不小于 35m (3) 豎曲線的設置應使駕駛員能保持視距的連續性，平縱線形的技術指標大小均 衡，線型協調。 豎曲線是縱斷面上兩個坡段的轉折處， 為了便于行車而設置的一段緩和曲線。 設 計時充分結合縱斷面設計原則和要求，并依據公路路線設計規范的規定合理的選 擇了半徑。 4.5設計相關圖紙 詳見CADS

19、紙 5橫斷面設計 公路是一帶狀結構物，垂直于路中心線方向上剖面叫橫斷面， 這個剖面的圖形叫 橫斷面圖，它反映了路基的形狀和尺寸，橫斷面設計應滿足如下要求： 橫斷面設計應符合公路建設的基本原則和現行公路路線設計規范JTG D20- 2006規定的具體要求。設計前要充分了解工程地質和水文等自然條件，并確定公路 等級、行車要求、自然條件結合施工方法，做出正確合理的設計。 設計時要兼顧當地基本建設的需要， 盡可能與之間配合，不能任意兼、并農田排 灌溝渠，當灌溉溝渠必須沿路基通過時，如流量較小，縱坡適宜，可考慮與路基邊溝 合并，但邊溝斷面應適當加大。 路基穿過耕地時，為了節約用地，如當地石料方便，可修建

20、石砌邊坡，或修筑直 立的加筋土擋墻。 地面水和地下水嚴重影響路基的強度和穩定性，須采取攔截或迅速排至路基外的 措施。設計排水設施時，應保證水流排泄暢通，并結合附近農田灌溉，綜合考慮進行 設計。 5.1橫斷面設計原則 （1）設計應根據公路等級、行車要求和當地自然條件，并綜合考慮施工、養護 和使用等方面的情況，進行精心設計，既要堅實穩定，又要經濟合理。 （2）路基設計除了選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應設置完善的 排水設施和必要的防護加固工程以及其他結構物，采用經濟有效的病害防治措施。 （3）還應結合路線和路面進行設計。選線時，應盡量繞避一些難以處理的地質 不良地段。 （4）沿河及受到水

21、浸水淹的路段，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。 （5）當路基設計標高受限制，路基處于潮濕、過濕狀態和水溫狀況不良時，就 應采用水穩性好的材料填筑路堤或進行壓實， 使路面具有一定防凍總厚度，設置隔離 層及其他排水設施等。 （6）路基設計還應兼顧當地農田基本建設及環境保護等的需要。 5.2橫斷面的組成 5.2.1橫斷面幾何尺寸選擇 路基寬度按雙向兩車道三級公路一般值設置，為9m。行車道寬7.5m( 3.75mX 2), 無中間帶，硬路肩為1.5m(0.75mx2), 土路肩橫坡為3%,路拱橫坡為2%。 5.2.2各項技術指標 (1) 查規范，得各項技術指標 路基寬度 設計年限10年，各種車輛折合成小

22、客車的交通量合計為 1525輛/日，公路等級 為三級，為雙向兩車道。三級公路車速為 40km/h,雙車道的路基寬度9m,取設計車道 寬度一般值3.75m,得總車道寬度為3.75 x 2= 7.5m。 路拱坡度 瀝青混凝土及水泥混凝土路拱坡度均為 12%本設計取路拱坡度為2%以利于 排水；路肩橫向坡度一般應較路面橫向坡度大 1%2%故取路肩橫向坡度為3%路 拱坡度采用雙向坡面，由路中央向兩側傾斜。 路基邊坡坡度 由公路路基設計規范 JTGD30-2004得知，當H6m(卜路基填土高度)時， 路基邊坡按1: 1.5設計。 護坡道 當路肩邊緣與路側取土坑底的高差小于或等于 2m時，取土坑內側坡頂可與

23、路坡 腳位相銜接，并采用路堤邊坡坡度，當高差大于 2m時，應設置寬1m的護坡道；當高 差大于6m時，應設置寬2m的護坡道。本設計的填土高度均小于 6m再結合當地的 自然條件，護坡道均設置1m且坡度設計為4% 邊溝設計 邊溝橫斷面一般采用梯形，梯形邊溝內側邊坡為 1: 1.01: 1.5，外側邊坡與 挖方邊坡坡度相同。外側邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。 本設計路段地處山區，采用 梯形邊溝，且底寬為0.6m,深0.6m。 (2) 橫斷面設計步驟 根據外業橫斷面測量資料點繪橫斷地面線。 根據路線及路基資料，將橫斷面的填挖值及有關資料(如路基寬度、加寬值、 超高橫坡、緩和段長度、平曲線半徑等)抄于相應樁

24、號的斷面上。 根據地質調查資料，示出土石界限、設計邊坡度，并確定邊溝形狀和尺寸 繪橫斷面設計線，又叫“戴帽子”。設計線應包括路基邊溝、邊坡、截水溝、 加固及防護工程、護坡道、碎落臺等，在彎道上的斷面還應示出超高、加寬等。 計算橫斷面面積（含填、挖方面積），并填于圖上。 （3）由設計圖計算并填寫逐樁占地寬度表、路基設計表、路基土石方計算表及 公里路基土石方數量匯總表。 標準橫斷面布置見圖5-1 : 路基寬度（9） 硬路肩（,0.75） 行車道寬度（3.75） 行車道寬度（3.75） 圖5-1路基橫斷面圖（單位m） 5.3平曲線加寬設計 汽車行駛在曲線上，各輪跡半徑不同，其中后內輪軌跡半徑最小，且

25、偏向曲線內 側，故曲線內側應增加路面寬度，以確保曲線上行車的順適與安全。 公路工程技術標準規定：平曲線半徑小于 250m時，應在曲線內側加寬，當 半徑大于250m時，由于加寬值較小，且行車道已具有一定富余寬度，故可不設加寬。 本設計中有幾個交點半徑小于250m已考慮了加寬。 5.4超高設計 5.4.1超高 設置超高是為了抵消車輛在曲線路段上行駛時所產生的離心力，而將路面做成外 側高于內側的單向橫坡的形式。 超高值的計算公式： V2 ih 127R u 公路工程技術標準規定：超高橫坡度按計算行車速度、半徑大小，結合路面 類型、自然條件等情況確定。三級公路的超高橫坡度不超過8%。 無中間帶道路的超

26、高過渡可有三種形式: （1）繞未加寬前的內側車道邊緣旋轉； （2）繞中線旋轉； （3）繞外邊緣旋轉。 上訴各種方法中，繞未加寬的內側車道邊線旋轉，由于行車道內側不降低，有利 于路基縱向排水，一般新建工程多采用此法。本設計采用第一種超高過渡形式。 542超高緩和段 從直線上的路拱雙坡斷面到圓曲線上具有超高橫坡度的單坡斷面， 由一個逐漸變 化的過渡路段，這一逐漸變化的過渡路段稱為超高緩和段， 三級公路的超高緩和段原 則上利用緩和曲線段。 （1）超高過渡方式 所設計的公路是沒有中間帶的山地三級公路，采用繞內側旋轉，以這樣的方式， 將兩側行車道分別繞內側旋轉使之成為整體的單向超高斷面。 （2）超高緩和

27、段長度 為了行車的舒適性和排水的需求， 對超高緩和段必須加以控制，超高緩和段長度 按下是進行計算： Lc 式中：b旋轉軸至行車道（設路緣帶為旋轉軸）外側邊緣的寬度（m； 一超高坡度與路拱坡度的代數差（%； p 超高漸變率，即旋轉軸與行車道（設路緣帶時為旋轉軸）外側邊緣線 之間相對坡度。 超高緩和段長度按上式計算結果，應取為 5m的倍數，并不小于10m的長度, 5.4.3超高的計算 （1）第一段圓曲線上超高計算： 超高緩和段長度的計算 超高緩和段長度的計算公式見表 5-1。 表5-1繞路面內邊線旋轉超高值計算公式 備注 計算公式 超高位置XXoXXo1.計算結果均 圓曲線 過度段 外緣he 中線

28、he 內緣hc 外緣hex 中線hex bjij (B bj)ih bjij 知 bjij (bj b)h 為與設計高之 咼差; 2.臨界端面距 超咼緩和段的 起點: X。兀 Le ih 3.x距離處的 bj (ijiG)bjiG (bj B)ih Le 加寬值: B . iiG x ih B bjij 汽 x bxb Le x 內緣hexbjij (bjbx)iGbjij (bj bx)廠 ihLe 6路基設計 6.1路基設計的內容與要求 6.1.1路基斷面設計 路基橫斷面的典型形式：填方路基、挖方路基、半填半挖路基。本設計路基寬 度為9m行車道寬度為7m路堤邊坡坡度采用1： 1.5，路塹邊

29、坡坡度采用1： 0.5 進行設計。 6.1.2路基設計要求 1、路基設計，應符合公路建設的一般要求和公路工程技術標準規定的具體 要求。 2、路基設計應兼顧當地農田基本建設的需要。 3、沿河線的路基設計，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀，若有廢方過多，壓縮 河道，引起壅水而危急農田、房舍時，一般應變更設計，將路線適當外移以減少廢方。 4、必須穿過耕種地區的路基，必要時，可進行邊坡加固或修建矮墻，以防邊坡 塌陷；對較矮的路基邊坡，如石料較方便，甚至可修筑直立矮墻以盡量節約用地。 5、當橫坡陡于1： 5的坡地上的填方路基，在填筑前，須將地面挖成梯臺，臺階 寬度不小于1米，臺階頂面應做成24%勺反向橫坡，

30、以防路基滑動而影響其穩定性。 5軸數系數。當軸載間距大于3m時，按單獨的一個軸計算，軸數系數 即為1當軸間距小于3m時，按雙軸或多軸計算，軸數系數為 G = 1+1.2 （m- 1） 其中m為軸數 當以彎沉值和瀝青層層底拉應力為設計指標時，軸載換算如表7-2 表7-2軸載換算 車型 P (KN G G 4.35 n, （次/ 日） C1C2nj -(次/ 日) Ps 解放CA10B 后軸 60.85 1 1 200 23 豐田 FDA110L 前軸 35 1 1 200 2 豐田 FDA110L 后軸 75 1 1 200 57.2 奔馳LPK709 后軸 44 1 1 500 14,6 黃河

31、JN150 前軸 49.0 1 1 100 4.5 黃河JN150 后軸 101.6 1 1 100 107.1 東風EQ140 后軸 69.2 1 1 150 30.2 k 4.35 D N C1C2 nj P Ps 238.6 i 1 當進行半剛性基層的層底拉應力驗算時 以半剛性基層的底面拉應力為設計指標時，按彎拉應力等效的原則推演的到軸載 換算系數公式為: 8 KjC1C 2 Np NsPs(7-2) 式中： Cl 輪組系數，單輪組為18.5，雙輪組為1.0，四輪組為0.09 ; 軸數系數。當軸載間距大于3m時，按單獨的一個軸計算，軸數系數 即為軸數m當軸間距小于3m時，按雙軸或多軸計算

32、，軸數系數為: 5 = 1+2 (m-1) 當以半剛性材料層底拉應力為設計指標時，如表7-3 表7-3軸載換算 8 車型 P (KN) C1 C2 n,(次/日) P C1 C2 nj -(次/日) Ps 解放CA10B后軸 60.85 1 1 200 3.8 豐田FDA110L后軸 75 1 1 200 20 黃河JN150后軸 101.6 1 1 100 113.5 東風EQ140后軸 69.2 1 1 150 7.9 K 8 P NCIC i 1 P Ps 145.2 7.3標準軸載累計作用次數估算 公路瀝青路面設計規范的方法： N 365 (1)1 N(7-3) 式中：Ne 使用初期行

33、車道的雙向日平均標準軸載作用次數(次 /日)； t 設計年限(年)，三級公路為8年； Ns 設計車道使用初期的標準軸載作用次數； 設計年限內交通量的平均年增長率； 車道系數，與車道數有關查表取 0.6。 以設計彎沉值為指標，以瀝青層層底拉應力為驗算依據時的累積當量軸載，設計 年限內一個車道的累計當量軸次。 1 r t 1365 NeN 5226550 r 以半剛性基層的層底拉應力為驗算依據時的累計當量軸載，設計年限內一個方向 一個車道的累計當量軸次。 1 r t 1365 NeN 3204320 r 7.4初步擬定路面層組合方案 由于本路線處于山區，含有較多的沙礫碎石和碎石供應。 本設計按瀝青

34、層層底拉 應力為驗算依據時算得的累積當量軸次和以半剛性基層層底拉應力為驗算依據時算 得的累計當量軸次屬于接近中等交通的下限值。初步擬定采用路面結構組合如下，結 構組合設計各層厚度見表7-4。 表7-4各層厚度表 層位 結構層材料名稱 厚度(cm) 抗壓模量(MPa) (15 C) 抗壓量(MPa) (20 C ) 計算信息 1 中粒式瀝青混凝土 4 1600 1200 計算應力 2 粗粒式瀝青混凝土 6 1200 1000 計算應力 3 水泥碎石 25 2600 1500 計算應力 4 石灰土 ? 1600 550 計算應力 5 土基 40 計算應力 7.5路面厚度設計及驗算 7.5.1設計彎

35、沉值 彎沉值的大小反應了路基路面的強弱， 在相同車輪荷載作用下，路面彎沉值愈大 則路面抵抗垂直變形的能力愈弱，反之則強。彎沉值是路面厚度計算的主要依據。其 確定含義是：根據設計年限內一個車道上預測通過的累計當量軸次、 道路等級、面層 和基層類型而確定的路面彎沉設計值，按下式計算： 0 2 Id 600N.（7-4） 式中： ld 路面設計彎沉值（0.01mm； Ne 設計年限內一個車道上累計當量軸次； Ac 公路等級系數，高速公路、一級公路為1.0 ,二級公路為1.1 , 三、四級公路為1.2 ; As 面層類型系數，瀝青混泥土面層為 1.0，熱拌瀝青碎石面層、上 拌下貫或貫入式路面為1.1

36、; Ab基層類型系數，半剛性基層瀝青路面為 1.0，柔性基層瀝青路面 為 1.6。 02 ld 600N. AcAA 32.635 7.5.2容許拉應力 整體性路面材料修筑的結構層，在設計年限內的破壞形式主要是劈勞開裂，故在 路面厚度設計時，要進行彎拉應力驗算，使路面結構層的計算彎拉應力m小于該結 構層材料的容許彎拉應力R，以防止在重復交通荷載作用下，過早的出現彎拉疲勞 破壞。即 (7-5) 材料的容許拉應力 R應按式（7-6）計算: S Ks (7-6) 式中：R 路面結構層材料的容許拉應力（MPa）; s 瀝青混凝土或半剛性材料的極限劈裂強度（MPa； 抗拉輕度結構系數。根據結構層材料不同

37、，按以下公式計算其值 Ks 0.09N(022/Ac （瀝青混凝土面層） （7-7a） Ks 0.35N011 / Ac （無機結合料穩定集料） （7-7b） Ks 0.45N0.11 / Ac （無機結合料穩定細粒土） （7-7c） 按以上公式可以計算出各層的容許拉應力，材料強度與容許拉應力匯總見表7-5 表7-5各層材料劈裂強度與容許拉應力 層位 結構層材料名稱 劈裂強度（MPa） 容許拉應力（MPa） 1 中粒式瀝青混凝土 1.0 0.44 2 粗粒式瀝青混凝土 0.8 0.35 3 水泥碎石 0.5 0.31 4 石灰土 0.255 0.12 7.6確定石灰土層的厚度 通過程序設計計算

38、得到，石灰土的厚度為15cm實際路面結構的路表計算彎沉 值為33.635（0.01mm），瀝青面層的層底均受壓應力，水泥碎石層底的最大拉應力為 0.5MPa,石灰土層底最大拉應力為 0.255MPa 上述設計結果滿足指標要求，底基層厚度25cm 結構層： 層位 厚度（cm） 材料名稱 1 4 中粒式瀝青混凝土 2 6 粗粒式瀝青混凝土 3 20 水泥碎石 4 15 石灰土 路面總厚度：45（cm） 7.7瀝青路面結構層 綜上繪出瀝青路面結構層示意圖 7-1 4 j粗粒式瀝青混凝土 6丨粗粒式瀝青混凝土 20 r水泥碎石 15 |石灰土 圖7-1瀝青路面結構層示意圖 8擋土墻設計 8.1擋土墻設

39、計及驗算 8.1.1三級公路重力式路肩墻設計資料 以樁號K0+為例： (1) 墻身構造：墻高5m墻背仰斜坡度：1： 0.25 (二14 02),墻身分段長 度10m其余初始擬采用尺寸如圖8-1示； (2) 土質情況：墻背填土容重丫 =18kN/m，內摩擦角 =35 ;填土與墻背間的 摩擦角3= 17.5 ;地基為巖石地基容許承載力(T = 500kPa,基地摩擦系數f=0.5 ; (3 )墻身材料：砌體容重丫 =20kN/m,砌體容許壓應力(T = 500kPa,容許剪 應力t = 80kPa。6=0.8 圖8-1初始擬采用擋土墻尺寸圖 8.1.2破裂棱體位置確定 (1)破裂角()的計算 假設

40、破裂面交于荷載范圍內，則有： =1402173035=3828 因為 90o 111 B0ab (b d)h0H (H 2a 2h0)tan0 (0 0)h0H(H 2h0)tan 222 1 H(H 2h0)ta n 11 A -(a H 2h0)(a H )-H (H 2h。) 22 根據路堤擋土墻破裂面交于荷載內部時破裂角的計算公式： tg tg I ctg tg A tg tg , ctg tg tg tg tg38o28、ctg35o tg38o28 tg3828 tg14o02 0.79451.428 0.7945 0.7945 0.25 0.7291 36o5 44 (2)驗算破

41、裂面是否交于荷載范圍內： 破裂契體長度：L) H tg tg 5 0.7291 0.25 2.4m 車輛荷載分布寬度：L Nb N 1m d 2 1.8 1.3 0.6 3.5m 所以L。L,即破裂面交于荷載范圍內，符合假設。 8.1.3荷載當量土柱高度計算 墻高5米，按墻高確定附加荷載強度進行計算。按照線性內插法，計算附加荷載 強度：q= 16.25kN/m2, -q 16.25 0.9m 0 18 8.1.4 土壓力計算 11 代=一 a H 2h0 a H - 0 5.0 2 0.90 5.017 22 11 1 Bo= abb d ho -H H 2a 2h tan = 0+0- 5.

42、0 5 0 2 0.9 tan1424.25 2 2 2 根據路堤擋土墻破裂面交于荷載內部土壓力計算公式： coscos 36o5 4435 Ea A0 tan B。 Sin -18 17 0.7291 4.25oo sin 36 5 4438 28 49.25 KN Ex EaCOS 49.25COS 142 17o30 49.14 KN Ey Ea sin 49.25si n 142 17o30 2.97 KN 8.1.5 土壓力作用點位置計算 叫=1+2h；H 1+2 0.9.5 1.36 ZX1 H /3 h0/3K15/3 0.9/3 1.36 1.59m Zx1 -土壓力作用點到墻

43、踵的垂直距離； 8.1.6 土壓力對墻趾力臂計算 基地傾斜，土壓力對墻趾力臂： Zx ZX1 h-i 1.59 0.191.4m Zy b1 Zxtg0.98 1.4 0.25 1.33m 8.1.7穩定性驗算 (1) 墻體重量及其作用點位置計算 擋墻按單位長度計算： V b H 0.8 5 4m2 GV 14 20 80KN Zg 1 2 (H tgb1) 1.02m (2) 抗滑穩定性驗算 水平地基，驗算公式： 1.1G Q1 Ey Ex tan。 Q2 ep tan 1.1G Q1Ey tan 。 Q1 Ex Q2EP0 1.1 80 1.4 2.97 0.5 68.8 20KN 0 所

44、以抗滑穩定性滿足。 (3) 抗傾覆穩定性驗算 0.8GZGQ1 EyZxExZyQ1EpZp 0 0.8 (80 1.02) 1.4(2.97 1.4 49.14 1.33) 0所以傾覆穩定性滿足。 8.1.8基底應力和合力偏心矩驗算 (1) 合力偏心矩計算 M1.2 Me 1.4 Mg e N1 G G Q1 Ey W COS 0 Q1 Ex sin 0 根據 上式中彎矩為作用與基底形心的彎矩，所以計算時先要計算對形心的力臂: 前面計算過的對墻趾的力臂，可以計算對形心的力臂。 B Z G Zg 1.02 0.40.62m 2 Z x ZX 1.4m Z y Zy B 1.33 0.40.83m 2 M1.2 Me 1.4 Mg ee N1 G gQ1Ey W cos 0 Q1ExSin 1.2 (EyZy ExZx) 1.4GZ g (G GQ1Ey W) 0.09 B 6 0.13m 所以基底合力偏心矩滿足規范的規定 (2) 基底應力驗算 100 0.8 (1 6 0.09 0.8 Pmax 209kpa Pmin 40kpa Pnax 209kpa 500kpa 所以基底應力滿足要求。 8.1.9截面內