1、第一部分： 設計說明書內容摘要: 根據設計公路的交通量及其使用任務和性質，確定公路等級。在此基礎上，結合沿線自然條件與主要技術指標的應用，進行路線方案論證與比選，確定合理的設計方案。并推薦一個最佳方案進行詳細技術設計，內容包括：路線的平、縱、橫設計，路基路面設計和排水設計，給出環境評價, 并完成施工圖設計階段應完成的各種圖、表及設計說明書。關鍵字：交通量，公路等級，自然條件，技術標準，平、縱、橫設計，路基路面，排水, 環境評價目錄第一章 設計技術標準的確定2第一節 設計意義2第二節 沿線地貌，地形，地質，及自然地理特征2第三節 道路等級和主要技術指標的論證和確定3第二章 路線設計5第一節 路線

2、方案確定5第二節 路線平面設計6第三節 路線縱斷面設計8第三章 路基設計9第一節 路基橫斷面設計9第二節 路基排水設計10第三節 路基防護設計12第四章 路面設計12第一節 路面結構類型選擇12第二節 瀝青混凝土路面設計12第五章 橋涵布置21第六章 其他沿線設施及環境保護22第七章 小結22附錄 主要參考資料 23第一章 概 述第一節 設計意義通過該設計鍛煉學生將所學專業知識綜合應用于工程設計的能力，使其能夠獨立進行一般公路設計，達到通過設計對所學專業知識進行鞏固和靈活運用的目的。第二節 沿線自然地理特征氣候特點重慶市從韓家寺到楊家路段所在地區處屬于東部溫潤季凍區，氣候寒冷，主要的病害有凍脹

3、、翻漿、水毀和積雪等。冬季氣溫很低，路面結冰會嚴重影響行車安全，春融期又可能發生凍脹、翻漿等病害，降雨量為648.2mm,夏季水量暴漲會沖毀路堤，這些都會對公路交通構成嚴重威脅；冬季氣溫最低為38，夏季最高氣溫為36.5，夏冬溫差較大，路面設計應注意高溫穩定性和低溫抗裂性；最大凍深為1.91m，設計路面的總厚度時要考慮這個因素，保證最小防凍厚度。主風向為西南風。沿線的工程地質及水文地質情況沿線山體穩定，無不良地質狀況，山坡上1米以下是碎石土，山頂多有碎落現象，在碎落帶地區設置碎落臺，以堆積碎落巖屑和土石，便于養護時清理。沿線的植被及土壤分布情況。多丘陵和山地，山崗處樹木較多，農田處有灌木區，農

4、田多旱地。沿線多粘質土，山坡上1米以下是碎石土。道路建筑材料及分布情況沿線有豐富的砂礫，有小型采石場和石灰廠，水泥和瀝青均需外購。故設計混凝土路面與瀝青路面均可，基層和墊層材料應該注意就地取材，節約工程費用。交通量資料： 近期交通量 車型數量車輛折算系數三菱FR4152501.5五十鈴NPR595G1401.5江淮HF140A1001.5江淮HF1502002.0東風KM3403501.5東風SP9135B1203.0五十鈴EXR181L1103.0 交通增長率： 7% 。 道路必經點: 無要求 。 其它： 無 。 第三節 道路等級和主要技術指標的論證和確定 道路作為一條三維空間的實體，是由路

5、基、路面、橋梁、涵洞、隧道和沿線設施所組成的帶狀構造物。公路的路線位置受社會經濟、自然地理和技術條件等因素的制約。我們設計的任務就是在調查研究、掌握大量材料的基礎上，設計出一條有一定技術標準、滿足行車要求、工程費用最省的路線。 道路等級的確定道路等級的確定應根據公路網的規劃，從全局出發，按照公路的使用任務、功能和遠景交通量綜合確定。.1 交通量計算及公路等級的選用設計路線位于廣西重慶地區，坐落于四面環山的小盆地中心，為平原微丘區。根據調查的交通資料可計算出設計年限的遠景交通量，計算如下：預測交通組成表 車型數量車輛折算系數三菱FR4152501.5五十鈴NPR595G1401.5江淮HF140

6、A1001.5江淮HF1502002.0東風KM3403501.5東風SP9135B1203.0五十鈴EXR181L1103.0年平均增長率：7%，交通量換算采用小客車為標準車型，其系數規定為：小客車=1.0 （19座的客車和載質量2t的貨車）中型車=1.5 （19座的客車和載質量2t7t的貨車）大型車=2.0 （載質量7t14t的貨車）拖掛車=3.0 （載質量14t的貨車）根據以上規定，各種汽車折合成小客車遠景設計年限平均晝夜交通量Nd為： 起始年平均日交通輛N0=730×（1+0.069）×1.5+640×（1+0.069×1.5）+370×

7、;（1+0.069）×2+1350×（1+0.069）=4431(輛/日)則Nd=N0(1+r)n-1=4431×（1+0.069）15-1=11277（輛/晝夜）根據公路工程技術標準JTG-B01-2003，公路等級選為平原微丘區二級公路，設計年限n=15年。.2確定道路等級按規范規定，二級公路所適應的年平均晝夜交通量為500015000輛，故該設計公路的等級定為平原微丘區二級公路。主要技術指標的論證和確定.1行車速度重慶地區為平原微丘區，該路設計為二級公路，故選用行車速度V=80km/h.2最小半徑的確定當汽車在彎道上行使時，會受到離心力的作用，為保證汽車行駛

8、安全，曲線上的路面做成外側高，內側低的單向橫坡形式，即超高。此時水平分力可以抵消離心力的作用。X=F*cos-G*sinY= F*sin+G*cos由于較小，故可視為sin=tg=ih， cos=1;所以，X=F-G*ih=G(v2/gR-ih)設=X/G=v2/gR-ih= V2/127R-ih，該是表達了橫向力系數與車速、平曲線半徑及超高之間的關系，值愈大，汽車在平曲線上的穩定性愈大。式中：R-平曲線半徑（m）； -橫向力系數； V-行車速度（KM/h）; v-行車速度(m/s); ih-橫向超高系數。不產生橫向傾覆的最小平曲線半徑R V2/127(b/2hg+Ih);不產生橫向滑移的最小

9、平曲線半徑R V2/127(h+ih)汽車在平曲線上行使時的橫向穩定性主要取決于橫向力系數值得大小。現代汽車在設計制造時重心較低，一般b2hg,而h<0.5，所以h<b/2hg。依舊是汽車在平曲線上行使時，在發生橫向傾覆之前先產生橫向滑移現象，為此，設計中只要保證不產生橫向滑移，也就保證了橫向傾覆穩定性。即半徑滿足R V2/127(h+ih)即可。.3緩和曲線緩和曲線是道路平面線形要素之一，它曲率連續變化，便于車輛遵循，離心加速度逐漸變化，乘客感覺舒適，可增加視覺美觀。當平曲線半徑小于不設超高的最小半徑時，應設緩和曲線。緩和曲線采用回旋曲線。緩和曲線的長度從以下幾個方面考慮確定：一

10、般汽a.駕駛操作從容，旅客感覺舒適 lsmin=0.0214V3/R*s=0.0214*803/400*0.4=68.5mb.超高漸變率適中由于在緩和曲線上設置有超高漸變段，如果緩和曲線太短會因路面急劇的由雙坡變為單坡而形成一種扭曲的面，對行車和路容均不利。按規范規定的適中的超高漸變率，導出緩和段最小長度。 lsmin=Bi/p=9*0.06/(1/150)=81mc.行駛時間不過短車在緩和曲線上的行駛時間不應少于3秒，即緩和曲線不應短于67m。綜合考慮，緩和曲線盡量不要短于80 m左右，至少不應小于規范給定的70米的要求。.4. 主要技術指標 根據公路工程技術標準，平原微丘區二級公路各項指標

11、為：指標名稱單位指標名稱單位計算行車速度80km/h車道數2行車道寬7.5m路基寬度12m硬路肩寬1.5m土路肩寬0.75m停車視距110m會車視距220m超車視距550m 圓曲線一般 最小半徑400m圓曲線極限 半徑值250m緩和曲線 最小值70m不設超高 最小半徑2500m最小坡長200m最大縱坡5%豎曲線極限 最小半徑3000m（凸）豎曲線一般 最小半徑4500m（凸）2000m（凹）3000m（凹）豎曲線 最小長度70m超高橫坡度 最大值8%第二章 路線設計第一節 路線方案確定根據設計要求、公路現狀,確定公路線路走向的基本原則是:1) 重慶地區公路作為旅游資源開發的主干線,其走向既要符

12、合旅游開發發展總體規劃,又要與沿鄉鎮規劃緊密結合,合理銜接.2) 避讓村鎮、干渠及高壓干線等,盡可能減少拆遷民房等建筑物.3) 新建線路選擇應盡可能避免和減少破壞現有水利灌溉系統.4) 堅持技術標準,盡可能縮短行車里程.根據以上原則,最終在方案一和方案二中進行了方案比選.方案一中間段所走路線比方案二地勢稍高，地下水離路面較遠，容易將路面處理成干燥狀態。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，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。在本路線設計中，路線起點至位

13、于山嶺區，大約1.5公里后路線所經地區地勢比較平緩，便于展線。但在起始的山嶺區路段，由于重慶地區石質以石灰巖為主，且山勢較陡，路線定線中，一旦路線與這種山相遇，應盡力避讓，否則，不僅工程量會極大增加，支擋工程數量巨大，且對于施工會帶來極大困難，故在此路段，本人的設計思路為，寧可選用指標較低的平面線形，也要對其進行避讓。利用連續的三個曲線（包括兩個S型曲線）成功的避過了山嶺。如下頁圖中所示：在其它的路段中，由于沒有農田也沒有陡峻山嶺的影響，本路線大部分采用了利用原有小徑的方法，利用原路已有的挖方來降低工程量。同時保證平面線形指標。但由于資料不全，實際讀取地面線高程時，仍假設為未挖方過的地面，實際

14、工程量應比計算的工程量小。由于自然因素的影響以及經濟性要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線。縱斷面設計的任務就是根據汽車的動力特性、道路等級、當地的自然地理條件以及工程經濟性等，研究并擬定起伏空間線幾何構成的大小及長度以 便達到行車安全迅速、運輸經濟合理及乘客感覺舒適的目的。在平原區路段，綜合考慮了地下水、地表積水的影響，以及設置涵洞的要求，拉坡時，一般保證填土高度在1m以上，以保證路基穩定，但一些地方考慮到工程量不太大以及填挖均衡，出現一些矮路堤。第二節 路線平面設計選線是在道路規劃起終點之間選定一條技術上可行，經濟上合理，又能符合使用要求的道路中心線的工作。2.1 平面線形設計.平面線形

15、的設計步驟:平面線形的設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：應保證平面線形連續順適，保持各平面線形指標的協調、均衡，而且要與地形相適應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。必要時應做相應的比較方案進行比選，保證方案可行、經濟、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切線公式或外距公式反算 在初步設計時可忽略p,并近似取q=Ls/2,由、即可得： 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

16、后由平面設計的成果可以得到直線曲線及轉交表。(3) 充分利用土地資源，減少拆遷。就地取材，帶動沿線城鎮及地方.經濟的發展（4）公路平面線形是由直線、圓曲線和緩和曲線構成。直線作為使用最廣泛的平面線性，在設計中我們首先考慮使用。重慶地區的該新建二級公路，所經區域既有平原區，也有山區，本設計在平原區主要采用了較高的技術指標以爭取較好的線形。在山區，由于本地區山嶺石質主要為石灰巖，且坡度極為陡峻，故采取了避讓的措施，采用了指標較低的線形，以減少工程量。同時應注意同向曲線間的直線最小長度應不小于6V，即480米；反向曲線間的直線最小長度應不小于2V，即160米。平面設計中的基本原則在路線的平面設計中所

17、要掌握的基本原則有：(1) 平面線形應直捷、連續、順適，并與地形、地物相適應，與周圍環境相協調；本設計地區部分地勢開闊，處于平原微丘區，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，既是美學問題，也是經濟問題和保護生態環境的問題，這一點對于處于旅游區的地區來說特別重要。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，片面強調路線要以直線為主或以曲線為主，或人為規定三者的比例都是錯誤的。(2) 行駛力學上的要求是基本的，視覺和心理上的要求對高速路應盡量滿足：高速公路、一級公路以及計算行車速度6

18、0Km/h的公路，應注重立體線形設計，盡量做到線形連續、指標均衡、視覺良好、景觀協調、安全舒適，計算行車速度越高，線形設計所考慮的因素越應周全。本路線計算行車速度為80Km/h，在設計中已經考慮到平面線形與縱斷面設計相適應，盡量做到了“平包豎”。(3) 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，應注意各線形要素保持連續性而不出現技術指標的突變。在長直線盡頭不能接以小半徑曲線，高低標準之間要有過渡。本設計中未曾出現長直線以及高低標準的過渡。(4)避免連續急彎的線形；連續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。在設計中可在曲線間插入足夠的直線或回旋線。(5

19、)平曲線應有足夠的長度；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整。緩和曲線的長度不能小于該級公路對其最小長度的規定；中間圓曲線的長度也最好有大于3s的行程，當條件受限制時，可將緩和曲線在曲率相等處直接連接，此時圓曲線長度為0。路線轉角過小，即使設置了較大的半徑也容易把曲線長看成比實際的要短，造成急轉彎的錯覺。這種傾向轉角越小越顯著，以致造成駕駛者枉作減速轉彎的操作。一般認為，7°應屬小轉角彎道。在本設計中平曲線長度都已符合規范規定，也不存在小偏角問題。線形設計路線的平面設計所確定的幾何元素是以設計行車速度為主要依據的。本路段平面線形主要以基本線形和S型為主。按直線回

20、旋線圓曲線回旋線直線的順序組合 。為了實現行連續，協調，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70m . 設計路線共有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。當地形限制較嚴時方可采用極限。本設計中偏角均大于7°，不存在小偏角問題。第三節 路線縱斷面設計 縱斷面的設計主要就是根據汽車的動力特性、道路等級、當地的自然地理條件以及工程經濟性等，在變化起伏的空間線中選取合適的組合、搭配，以便達到行車安全迅速、運輸經濟合理及乘客感覺舒適的目的。最大縱坡根據公路工程技術標準（JTG B01_2003）規定，二級公路（平原微丘區）的最大縱坡

21、，應不大于5%，在長路塹路段，以及其他橫向排水不暢的路段，均應采用不小于0.3%的縱坡。縱坡的長度不小于200米。當坡度為4%時，最大坡長為900米；當坡度為5%時，最大坡長為700米。當連續縱坡大于5%時，應在不大于上述長度處設置緩和坡段，緩和坡段的縱坡應不大于3%，且其長度不小于200米。平均縱坡一般以接近5.5%為宜，且任何相連3Km路段的平均縱坡不宜大于5.5%。制定最大縱坡時不僅從設計車型的爬坡能力考慮，還要考慮汽車在縱坡上能否快速，安全及行車的經濟性。設計時，應盡可能選用小于規定最大縱坡的坡值。2.2.3最小縱坡 在長路塹地段。設置邊溝的低填方地段以及其他橫向排水不暢地段，為滿足排

22、水要求，防止積水滲入路基而影響其穩定性，均應設置不小于0.3%的縱坡，并做好縱、橫斷面的排水設計。坡長 二級公路平原微丘區最小坡長為200m.2.2.5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，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。在設有超高的平曲線上，超高與縱坡的合成坡度值不得超過9.0%。當路線的平面和縱坡設計基本完成后，應檢查合成坡度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。2.

23、2.6縱面設計經計算機反復電算優化，挖填基本合理，縱坡均勻平緩，利于排水。豎曲線半徑盡量采用較大值。本路段線位高程在121143之間，共設有變坡點四處。平縱面組合基本順適，方向明確，組合合理。2.2.7 縱斷面設計步驟：邊坡點的確定主要依據公路工程技術規范的規定，比如：最大縱坡、最大及最小坡長的限制、填挖工程量、經濟點、施工要求以及路基穩定需要等來確定。最終確定邊坡點高程、樁號、坡長、坡度以及豎曲線半徑、長度等。傳統做法如下：（1）.準備工作，從地形圖上依據平面線形讀取高程數據，然后在厘米圖紙上點繪地面線。（2）.標注控制點，控制點是指影響縱坡設計的標高控制點。本設計路段的標高控制點主要為：涵

24、洞的路基控制標高、凈空要求等。（3）.試坡，在一標出控制點的縱斷面圖上，根據技術指標選線意圖，結合地面起伏變化，本著以“控制點”為依據的原則，在這些點間進行穿插和取直，試定出若干條直坡線。初步定出變坡點，變坡點應選在整10米樁上。（4）.調整，將所定坡度對照技術標準檢查設計的最大最小縱坡坡長等是否滿足平縱配合。（5）.定坡，經調整后，逐段把直坡線的坡度值、變坡點樁號高程確定下來，坡度值由兩相鄰變坡點的高差和坡長之比求得。（6）.設置豎曲線 第三章 路基設計路基應根據其使用要求和當地自然條件，并結合施工方案進行設計，既有足夠的強度和穩定性，又要經濟合理。 影響路基強度和穩定的地面水和地下水，必須

25、采取攔截或排出路基以外的措施，并結合路面排水，綜合排水設計，形成完整的排水系統。修筑路基取土和棄土時，應符合環保要求，以適當處理，減少棄土侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。第一節 路基橫斷面設計橫斷面的組成由設計交通量、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，但當交通量很大時，受大型車、非機動車影響。 由于本公路上圓曲線半徑均大于250m，可以不加寬。土路肩主要保護路面和路基，提供側向余寬。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

26、消除曲線上的離心力，曲線采取繞內邊線旋轉超高方式。公路用地取路堤兩側排水溝外緣以外，或路塹坡頂截水溝外沿以外不少于2m的土地范圍。 填方路基礫類土、砂類土應優先選作填料，細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清除，若坡度陡于1:0.5,則應做成臺階狀，臺階寬不得小于m，階底有2%-4%內向傾斜坡度。對于跨溝的高路堤應避開滑坡、沖溝等不良地質段，對地表水采取攔截、排除措施，防止濕陷和沖溝，減少地基土下沉。 挖方路基挖方邊坡應根據邊坡高度、土的狀況、地下水的狀況等因素確定，由于重慶地區土質為粘性土，且本設計中挖方均小于10米，故選用了 1：0.5

27、的邊坡。同時挖方坡沒有設碎落臺。為減少地面水沖刷挖方邊坡，應在挖方邊坡坡頂外設置截水溝或擋水堰。第二節 路基排水設計路基的強度與穩定性同水的關系十分密切，水的作用是導致路基病害的主要因素之一，因此，路基設計、施工和養護中，必須重視路基排水工程。地面水對路基產生沖刷和滲透，沖刷可能導致路基整體穩定性受損害，形成水毀現象。滲入路基土體的水分，使土體過濕而降低路基強度。路基設計時，必須考慮將影響路基穩定性的地面水，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。對于影響路基穩定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、降低，并引至路基范圍以外的適當地點。路基排水設計的一般原則為：1) 排水設計要因

28、地制宜，全面規劃，綜合治理，講究實效，注意經濟，并充分利用地形和自然水系。一般情況下地面和地下設置的排水溝渠，宜短不宜長，以使水流不過于集中，及時疏散，就近分流；2) 路基排水溝渠的設置，應注意與農田水利相結合；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，盡量選擇有利地質條件布設人工溝渠；4) 路基排水要結合當地水文條件，就地取材，以防為主。3.2.2常用的路基地面排水設備包括邊溝、截水溝、排水溝等，必要時亦有渡槽、倒虹吸及蓄水池等。這些排水設備，分別設在路基的不同部位，各自的主要功能、布置要求或構造形式，均有所差異。邊溝設置在挖方路基的路

29、肩外側或低路堤的坡腳外側，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內或流向路基的少量地面水。邊溝的排水量不大，一般根據沿線具體條件，選用標準橫斷面形式。邊溝不宜過長，盡量使溝內水流就近排至路旁自然水溝和低洼地帶。土質或軟弱石質邊溝，一般都用梯形，其底寬與深度約0.40.6m，內側邊坡一般為1：1，外側邊坡通常與挖方邊坡一致。截水溝一般設置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適當地點，用以攔截路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝的水流負擔，保護挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。截水溝的橫斷面形式，一般為梯形，溝的邊坡坡度因巖土條件而定，溝底寬度和溝深不應小于0.5m。截水溝的位置，應盡量與絕大多

30、數地面水流方向垂直，以提高截水效能和縮短溝的長度。排水溝其主要用途在于引水，將路基范圍內各種水源的水流，引至路基范圍以外的指定地點。當路線受到多段溝渠或水道影響時，為保護路基不受水害，可以設置排水溝或改移渠道，以調節水流，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，底寬與深度均不應小于0.5m，土溝的邊坡坡度約為1：11：1.5。排水的位置應離路基盡可能遠一些，據路基坡腳不宜小于2m，連續長度不超過500m。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，情況往往比較復雜，需要進行路基排水的綜合設計，以提高排水效果，發揮各類排水設

31、備的優點，降低工程費用。排水綜合設計中，流向路基的地面水和地下水，需在路基范圍以外的地點，設置截水溝與排水溝進行攔截，引離指定地點。路基排水一般向低洼一側排除，必須橫跨路基時應利用橋涵。對于溝槽不明顯的漫流，應加以調節，盡量匯集成溝，導流排除，注意因勢利導，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。各種排水設備，必須地基穩固，并具有適當縱坡，以控制與保持適當的流速。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，截水溝設計成了尺寸大體一致的形式

32、。其中挖方路段的邊溝，外側坡度設成了1:1。如下圖所示： 路基的強度與穩定性同水的關系十分密切，水的作用是導致路基病害的主要因素之一，因此，路基設計、施工和養護中，必須重視路基排水工程。路基排水一般是疏散為主，結合農田水利建設。個別復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。 地面水對路基產生沖刷和滲透，沖刷可能導致路基整體穩定性受損害，形成水毀現象。滲入路基土體的水分，使土體過濕而降低路基強度。路基設計時，必須考慮將影響路基穩定性的地面水，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。對于影響路基穩定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、降低，并引至路基范圍以外的適當地

33、點。為保持路基填方邊坡坡腳的穩定，排水溝的位置應離路基盡可能遠一些，據路基坡腳不宜小于2m，連續長度不超過500m。第三節 路基防護設計 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烈作用，沿途在不利水溫作用下，物理力學性質常發生變化，強度和穩定性減弱。為確保路基的穩定，防護與加固必不可少。路基防護與加固設施，主要有邊坡坡面防護、路基的支擋工程等。 坡面防護主要是保護路基邊坡表面，免受雨水沖刷，減緩溫差及濕度變化的影響，保護邊坡的整體穩定性。對于填方路段，采用植物防護，美化路容，協調環境，調節邊坡土的濕溫，防雨水沖刷和產生裂縫，起到固定和穩定邊坡的作用，可以種草、鋪草皮和植樹。對于挖

34、方路段，邊坡防護設計詳見支擋工程設計圖。 路基支擋工程主要采用擋土墻，擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩定的建筑物。為防止路堤邊坡或基底滑動，確保路基穩定，同時可收縮坡腳，減少填方數量，減少拆遷和占地面積。擋土墻有自己的排水設施，以疏干墻后土體，避免墻背積水形成靜水壓力。墻背回填土上部以相對不透水的粘性土夯實封閉，泄水孔進水端設反濾層（砂礫石）。為避免地基不均勻沉陷引起墻身開裂，需在地質條件變化處設置沉降縫；為防止圬工硬化收縮和溫度變化而產生裂縫，應設置伸縮縫，一般合二為一，縫寬23m。 本路線中由于填挖量較小，占用農田有限，考慮到施工的方便和降低造價，沒有設計擋土墻。第四章

35、路面設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，通常都根據車輛行駛的需要，選用優質材料建成。路基作為路面結構的基礎應具有足夠的強度和穩定性。以回彈模量作為評價路基強度與穩定性的力學指標。堅固的路基，不僅是路面強度與穩定性的重要保證，而且能為延長路面使用壽命創造有利條件，所以路基路面的綜合設計至為重要。為確保路基的強度與穩定性，使路基在外界因素作用下，不致產生不允許的變形，在路基的整體結構中還必須包括各項附屬設施，其中有路基排水、路基防護與加固以及與路基工程直接相關的設施，如棄土堆、取土坑、護坡道、碎落臺、堆料坪及錯車道等。4.1路面結構類型選擇 路面設計基本原則1.路面應具有良好

36、的穩定性和足夠的強度，表面應滿足平整、抗滑和排水要求；2.面層、基層的結構類型及厚度應與公路等級、交通等級組成相適應；3.要顧及各結構層本身的結構特性；4.要考慮水文狀況的不利影響；5.適當的層厚和層數，各結構層既要滿足最小厚度要求，又應考慮施工可行性；6.應與當地的氣候、水文、地質狀況相適應，并充分利用當地筑路材料。路面結構推薦水泥混凝土路面雖然有強度高穩定性好耐久性好，養護費用少經濟效益高，有利于夜間行車等優點，但是由于平涼地區該公路為山嶺重丘區二級公路，等級較低，若采用水泥混凝土路面，水泥和水的需要量大，工程造價高；路面接縫不但增加施工和養護的復雜性，而且容易引起行車跳動，影響乘客的舒適

37、性；另外，開放交通遲，修復困難等諸多缺點。瀝青路面結構由于使用了瀝青結合料，因而增加了礦料間的粘結力，提高了混合料的強度和穩定性，是路面的使用質量和耐久性都得到提高，而且與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有表面平整無接縫行車舒適耐磨震動小噪音低施工期短養護維修簡單適宜于分期維修等優點。由于瀝青路面結構與水泥混凝土路面結構相比具有上述優點，并結合當地的實際情況， 本人認為采用瀝青路面結構，更適應于當地的需要，并將更有利于當地旅游業及相關產業的發展，因此，最終推薦采用瀝青路面結構。4.2新建瀝青混凝土路面設計4.2.1設計理論和方法瀝青混凝土路面設計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續體系理論，

38、以設計彎沉值為路面整體剛度的設計指標，計算路面結構厚度。對二級公路的瀝青面層和半剛性材料的基層、底基層應進行層底拉應力的驗算。4.2.2 面層面層直接同行車和大氣接觸，承受較大的行車荷載的垂直力、水平力和沖擊抗變形能力，較好的水穩定性和溫度穩定性，而且應當耐磨，不透水，表面還應具有良好的抗滑性和平整度。通過計算設計年限內計算累計當量軸次1000多萬次，則確定該二級公路采用瀝青混凝土高級路面，設計年限為12年。鑒于重慶地區交通荷載較重，車轍破壞嚴重，故根據規范推薦，面層厚度設計為15cm，采用密級配瀝青混合料，提高動穩定度，以改善車轍影響。面層分為三層，上面層為4cm中粒式密級配瀝青混凝土（AC

39、-16），中面層為5cm中粒式密級配瀝青混凝土（AC-20），下面層為6cm粗粒式密級配瀝青混凝土（AC-25）。瀝青混合料中，瀝青采用AH-90，中集料選用碎石，細集料選用石屑，填料采用石灰巖礦粉。 基層基層主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土基中去，應具有足夠的強度和剛度，并具有良好的擴散應力的能力。為增加基層的強度和穩定性，減少低溫收縮裂縫，采用半剛性基層。半剛性基層整體性強，承載力高，剛度大，水穩定性好，且較為經濟。通過調查，基層缺陷是誘發瀝青路面早期龜裂唧漿的主要因素，主要體現在基層厚度、分層施工上下層的分層厚度以及分層施工的時間間隔等方面，造成龜裂唧漿主要原

40、因在于基層厚度太薄。基層分層一定要保證各分層的最小施工厚度，就我國目前施工狀況及施工水平而言，基層厚度不合理易造成薄的夾層最終導致路面損壞。分層施工時間間隔應為1018天。1. 石灰穩定類石灰與土結合，使土的塑性降低，最佳含水量增大和最大密實度減少，提高土的強度和穩定性。由于石灰土強度形成需要一定的濕度和強度，高溫和適當的濕度對其的強度形成有利，高溫使反應過程加快，適當的濕度為Ca(OH)2結晶和火山灰反應提供了必要的結晶水。但是度過大會影響新生物的膠凝結晶硬化，從而影響石灰土強度的形成。石灰穩定土具有較高的抗壓強度，也具有一定的抗彎強度，且強度隨齡期增長，但因其抗干縮、溫縮能力較差，一般不選

41、用作高級路面的基層。2.水泥穩定類水泥礦物與土中的水分發生強烈的水解和水化反應，改善土性，提高強度。水泥穩定土強度隨水泥劑量增加而增加，但應有一個合理的范圍。含水量對其強度有重大影響，混合料中含水量不足時，水泥與土爭水；若土對水有較大親和力，就不能保證水泥充分作用。水泥穩定土強度的形成與含水量有著極大的關系，適用于溫差不大的地區。3.二灰穩定類在石灰土中加入粉煤灰，石灰土最佳含水量增大，最大干密度減少，但其強度、剛度和穩定性均有不同程度的提高，尤其是抗凍性有顯著改善，而濕度收縮系數比石灰土有所減少，對抗裂有重要意義。粉煤灰是一種緩凝物質，在火山灰中反應緩慢，這導致其后期強度高，而早期強度底。條

42、件可能時，優先選用二灰穩定類，具有較強的膠結能力和穩定性，成板體，抗水、抗裂、抗凍性好，抗干縮與溫縮能力都較強，適宜各種氣候環境和水文地質，可適用于不同地區。主要解決早強不足的問題。基層厚度一般按設計計算或經驗得到，應不會對路面早期病害形成構成多大影響，然由于目前施工水平、施工設備等限制，以及施工管理不善，很容易造成施工缺陷而引發路面早期病害。綜合考慮以上問題，本設計中基層采用水泥穩定碎石16cm，底基層采用石灰土，根據程序計算為30cm，符合施工厚度的要求。墊層墊層主要用于改善土基的濕度和溫度狀況，以保證面層和基層的強度、剛度和穩定性，不受土基水溫狀況變化所造成的不良影響。常用松散材料或穩定

43、類材料，選用粗、中砂。在地下水位高，排水不良，路基經常處于潮濕、過濕的路段，以及排水不良的土質路塹，有裂隙水、泉眼等水文不良的巖石挖方路段應該設置墊層。季節性冰凍地區中濕、潮濕路段、可能產生凍脹時需要設置防凍墊層，基層或底基層可能受污染以及路基軟弱的路段，也需要設置墊層。在本設計的路線中，路基均處于干燥狀態，不需要設置墊層 路面設計計算過程（一）交通分析1.設計原始資料如表4.1。表4.1車型解放CA10B東風 EQ140黃河JN162日野KB222小汽車增長率擬建成時間輛/日6504305207807000.052.標準軸載及軸載換算瀝青路面設計以雙輪組單軸載100KN（BZZ100）為標準

44、軸載。根據設計任務書所給的資料，先將各種軸載換算為標準軸載1)當以設計彎沉值為指標及瀝青層層底拉應力驗算時，將各級軸載（大于25KN）pi的作用次數ni換算成標準軸載P的當量作用次數N1，如表4.2。表4.2車 型PiC1C2ni（次/日）Ni解放CA10B后軸60.851165074.9東風EQ140后軸69.201143086.7黃河JN162前軸59.5016.4520347.8后軸115.0011520955.1日野KB222前軸50.2016.4780249.1后軸1043011780936.8N=Ni = C1 C2 ni （Pi/P）4.352650.4注：軸載小于25kN的軸載

45、作用不計。2)半剛性基層層底拉應力驗算時，凡軸載大于50KN的各級軸載Pi的作用次數ni均應換算成標準軸載P的當量作用次數N如表4.3。表4.3車 型PiC/1C/2ni（次/日）Ni解放CA10B后軸60.851165012.2東風EQ140后軸69.201143022.6黃河JN162前軸59.5011.8552015.1后軸115.00115201590.7日野KB222前軸50.2011.857805.8后軸10430117802020.9N=Ni = C/1 C/2ni （Pi/P）83667.3注：軸載小于50kN的軸載作用不計。3.準軸載的累計當量軸次根據該公路等級為平原微丘區二

46、級公路，車道數為雙車道，按公路瀝青路面設計規范JTJ01497規定，雙車道的車道系數是0.60.7，取=0.65，設計年限t=12年。則累計當量軸次為：=次由上面計算得到設計年限內一個行車道上的累計標準軸載次約為1000萬左右，屬于中交通，根據公路瀝青路面設計規范JTJ01497推薦結構，并考慮當地材料來源，路面結構層采用瀝青混凝土（15cm），基層采用水泥碎石（16cm），底基層采用石灰土（厚度待定）。（二）確定路基土回彈模量該路段處于6區，為粘性土，查公路瀝青路面設計規范JTJ01497附錄E“土基回彈模量參考值”表E2“二級自然區劃各土組土基回彈模量參考值（MPa）”，干燥路基，取c=1

47、.1，再查表確定E0=45.0Mpa。（三）結構組合與材料選取由上述計算得到設計年限內一個行車道上的累計標準軸次大于1000萬次。根據規范推薦結構，并考慮到該地區含有豐富的石灰石，為了便于就地取材，節省造價，擬路面結構面層采用瀝青混凝土（15cm）,基層采用水泥碎石（取20cm）,底基層采用石灰土（厚度待定）規范規定瀝青面層可由單層或雙層或三層瀝青混合料組成。查公路瀝青路面設計規范JTJ01497中表4.2.1“瀝青混合料類型的選擇（方孔篩）”,擬采用三層式瀝青面層，上面層采用中粒式密級配瀝青混凝土（厚度4cm）,中面層采用中粒式密集配瀝青混凝土（厚度5cm），下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土

48、（厚度6cm）.(四)各層材料的抗壓模量于劈裂強度 查公路瀝青路面設計規范JTJ01497附錄D“材料設計參數”的表D1“瀝青混合料設計參數”和表D2“基層材料設計參數”，選取各層材料的抗壓模量與劈裂強度。抗壓模量取20的模量，各值均取規范給定范圍的中值，則20的各層材料的抗壓模量為：細粒式密級配瀝青混凝土1400MPa 中粒式密集配瀝青混凝土1200MPa粗粒式密級配瀝青混凝土1000MPa 水泥碎石1500MPa 石灰土550MPa .各層材料的劈裂強度為：細粒式密級配瀝青混凝土1.4MPa中粒式密集配瀝青混凝土1.0MPa粗粒式密級配瀝青混凝土0.8MPa水泥碎石0.5MPa石灰土0.2

49、25MPa(五)設計指標的確定對于二級公路，規范要求以設計彎沉值作為設計指標，并進行結構層底拉應力驗算。1）設計彎沉值路面設計彎沉值根據公式ld=600Ne-0.2·Ac·As·Ab計算，該公路為二級公路，由規范可知，公路等級系數Ac=1.1，面層系數As =1.0，底基層總厚度大于20cm，基層類型系數Ab=1.0.所以設計彎沉值為：ld=600×（10008807）-0.2×1.1×1.0×1.0=26.27（0.01mm）2)各層材料的容許層底拉應力：R=sp/Ks R-路面結構層材料的容許拉應力（MPa）sp-瀝青混

50、凝土或半剛性材料的劈裂強度(MPa)Ks-抗拉強度結構系數。對瀝青混凝土面層：Ks=0.09Aa·Ne0.22/Ac式中：Aa-瀝青混凝土級配類型系數，細、中粒式瀝青混凝土為1.0, 粗粒式密級配瀝青混凝土為1.1;對無機結合料穩定集料類：Ks=0.35Ne0.11/Ac對無機結合料穩定細粒土：Ks=0.45Ne0.11/Ac由上述公式可得：細粒式密級配瀝青混凝土：Ks=0.09Aa·Ne0.22/Ac=0.09 ×1.0 ×（10008807）0.22/1.1=2.84R=sp/Ks=1.4/2.84=0.4653MPa中粒式密級配瀝青混凝土:Ks=0.09Aa·Ne0.22/Ac=0.09 ×1.0 ×（10008807）0.22/1.1=2.84R=sp/Ks=1.0/2.84=0.3521MPa粗粒式密級配瀝青混凝土:Ks=0.