内蒙古大学创业学院道路毕业设计说明书正文.doc

第一章 绪 论1.1 该公路建设意义南宁市地处我国广西壮族自治区南部，座落在四周环山的小盆地中心，地形南北高、中间低，东部略高于西部。全市面积一万零二十九平方公里，是自治区的政治经济、文化、教育、科技中心，是祖国南疆的一颗灿烂的明珠。南宁是一座“草经冬而不枯，花非春仍奔放”的具有浓郁亚热带风光的城市。处处浓荫覆盖，鲜花盛开，呈现了半城绿树、半城楼的瑰丽景色。南宁地区名胜迭出、清秀河山、美洞奇石、幽谷飞瀑，令人目不暇接。加上南宁具有两千年的悠久历史，独特的民族文化、风土人情，都给这个地区笼上了美丽的光环，吸引了国内外大量的旅游观光者。南宁秀美，但最美是北郊。南宁-柳州公路的修建，将能促进南宁旅游资源开发和壮乡经济的发展。该公路位于壮族人民分布最为稠密的地方，粗犷而不失细腻的舞蹈，情意绵绵的情歌，风格独特的竹楼吸引着旅游者前往探秘。因此，该公路的修建，将为人们的观光旅游带来了便利，并且也使具有悠久历史以及独特的民族文化、风土人情的壮族自治区加快了与外界的交流.在促进旅游的同时，新建公路也将给本地带来新的发展机遇，带动沿线加工工业的发展及丰富的矿产资源的开发,对本地少数民族的经济发展具有重要意义。1.2 沿线地形地质及自然环境1.气候特点南宁地区的气候特点是气温高，热量资源丰富;夏长冬暖，夏湿冬干，雨量充沛。夏季多台风，但破坏性很小。最高月平均气温300C32.50C，一月份平均气温大于60C。该地区具有亚热带季风性气候特性，属东南湿热区，无冰冻现象。2.降水量及地下水路线所经地区面向热带海洋，降水量丰富。雨日、雨量、雷雨次数较多，属中国暴雨分区第9区。年降水量在16002023mm之间，其降雨特点为平原少于山区，迎风坡多于背风坡，雨型为夏雨和台风暴雨，最大雨期长2.54.5天。暴雨强度大，径流速度较快，一般汇水在10km2以下。汇流时间一般约为30分钟左右。潮湿系数为0.75-2.0之间。地下水埋深一般丘陵地区为2.3米左右，平原及沟谷处约为1.3米左右。平微区低洼地方地表有长期积水。3.地形与地貌路线所经地区地形为湿润丘陵重丘、低山及平原、属云贵高原与东南沿海三角洲平原的过渡地区。丘陵、低山坡面陡峻，陡达40%以上。沟谷两侧坡面曲折，局部地段呈鸡爪地形。该地区河流及沟谷水量丰富，地面径流资源丰富，水土流失不太严重。广阔平坦，村镇、田地、水利建筑设施等较多。4.地质与土质本地区位于南岭中档山地工程地质区的西南部。第四纪多残积层土质为砖红色粘性土、属高液限的粘土，多为碳酸岩风化的残积土。该地区岩石风化破碎较重，丘陵地区属于自然营力的长期作用，局部地方有岩石出露。岩石以碳酸岩为主，花岗岩次之。据实地调查，路线所经平原微丘区均按土质考虑,其中松土占30%，普通土占70%；路线所经山岭重丘区：1凡岩石悬崖地区，土层厚1米，为普通土，以下为岩石中，软石占40%，次坚石60%;2凡有土质陡坎地区，均为土质，其中松土占30%，普通土占30%，硬土占40%;3凡无陡坎悬崖地区，土层覆盖厚度约为1.5米左右，其中松土占10%，普 通土占60%，硬土占30%，以下为岩石中，软石占30%，次坚石占40%，坚石占30%,土质密实，岩石风化限度中档。5.植被及作物等概况根据中国自然地理区划，路线所经地区地处热带北部季雨林型长绿阔叶林-砖红壤性土社区，自然地理特性为热带湿润长绿林，林种重要有杉木，毛竹等用材林和油茶、油桐、剑麻等多种经济林。重要生长于山区和半山区的丘林地带。平原微丘及宽阔河谷地带多田地，粮食生产以水稻为主。旱地作物重要是甘薯、玉米和豆类等，重要在丘陵地区。饲养业和池塘养鱼业也较多。路线所经地区,由于降水量较大,山坡坡面较陡,地表水对路基有一定的冲刷影响,平原地带则公路用地与农业有一定矛盾。第二章 路线设计2.1 公路等级及重要技术标准的论证与拟定2.1.1 交通量分析以及等级拟定1.设计原始资料及交通量分析据调查,交通组成及交通量如下：汽车型号交通量（辆/日）总重(KN)载重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)轴数后轴轮组数解放CA-10B64091.3550.020.9770.381双轮组东风EQ-14048092.9050.023.7069.201双轮组黄河JN-150480174.50100.059.50115.01双轮组小汽车500前后轴载均小于25KN，忽略不计。年平均增长率：10.5%，交通量换算采用小客车为标准车型，其系数规定为：小客车=1.0 （19座的客车和载质量2t的货车）中型车=1.5 （19座的客车和载质量2t7t的货车）大型车=2.0 （载质量7t14t的货车）拖挂车=3.0 （载质量14t的货车）2.交通量拟定ADT = 6401.5+4801.5+4802+480 =3120 (辆/日)AADT = ADT(1+r)n-1 = 3120（1+0.105）15-1 = 12625 (辆/日)设计年限n=2023。3.拟定道路等级根据公路工程技术标准，二级公路所适应的年平均昼夜交通量为500015000辆，故该设计公路的等级定为平原微丘区二级公路。2.1.2重要技术指标的论证和拟定根据公路工程技术标准，平原微丘区二级公路各项指标为：指标名称单位指标名称单位计算行车速度60km/h车道数2行车道宽7m路基宽度8.5m土路肩宽0.75m停车视距 75m超车视距一般值350m超车视距最小值 250m圆曲线一般最小半径值200m圆曲线极限半径值125m不设超高最小半径1500m缓和曲线最小值60m最大纵坡6%最小纵坡0.5%视距规定的竖曲线最小半径9000m（凸）竖曲线一般最小半径2023m（凸）6000m（凹）1500m（凹）2.2 路线方案设计2.2.1 选线原则平原地区一般多为耕地,且分布有各种建筑设施,居民点较密;在天然河网湖区,还具有湖泊水塘河叉多等特点。虽然地势平坦，路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达成较高的技术指标，但往往由于受本地自然条件和地物的限制，选线时应综合考虑多方面的因素。平原区地形对路线的限制不大，路线的基本线形应是短捷顺直，应采用较高的技术指标，尽量避免长直线或小偏角，但不应为避免长直线而随意转弯。综合考虑平原区的特点，布线时应注意以下几点：1.以平面线形为主，合理解决避让、穿越、趋就等问题，穿线过程不考虑纵坡的限制。2.以设计数据为主导，远景设计为目的，大体控制细部。3.线形规定短捷、平顺、有美感。4.对的解决线形与环境的关系“少占田，避拆房，尽量不穿塘”. 5.对的解决路线与城乡的关系：应尽量避免穿越城乡、工矿区及较密集的居民点，“靠村不进村，利民不扰民”；尽量避开重要的电力、电讯设施。6.解决好路线与桥位的关系，说明如下：一般情况下，桥位中线应尽也许与洪水的主流流向正交，桥梁和引道最佳在直线上，条件受限时也可设立斜桥或曲线桥。小桥涵位置应服从路线走向，但碰到斜交过大或河沟过于弯曲，可采用改河措施或改移路线。7.注意不良地质的解决。平原区的水文土壤条件较差，特别是河网湖区，地势低平，地下水位高，使路基稳定性差，因此应尽也许沿接近分水岭的地势较高处布线。当路线碰到面积较大的湖塘泥沼和洼地时，一般应绕避；如要穿越时，应选着最窄最浅和基底坡面平缓的地方通过，并采用措施保证路基的稳定。8.对的解决新旧路的关系：平原地区通常有较宽的人行大路或等级不高的公路，对的布置平面交叉和立体交叉。9.平原地区一般缺少砂石建筑材料,路线应尽也许靠近建筑材料产地,以减少施工,养护材料运送费。2.2.2路线的基本走向和重要控制点平原区地形平缓，路线一般不受高程限制。路线上每一线段的具体方向，应以布局定下的控制点为依据，对的绕避平面上的障碍，力争控制点间路线短捷顺直。平原区选线，先把路线总方向上所规定通过的地点如城乡工厂以及风景文物地点作为大控制点.路线应从一个控制点直达另一个控制点，不作任意扭曲。本设计中重要控制点重要有一座小桥的桥位城乡大水塘公路交叉等。2.2.3技术指标1.全程设计均采用圆曲线及缓和曲线的曲线形式，尽量做成： 1：1：1 - 1：2：12.偏角避免小偏角（小于 7 度的角），采用的角度均大于15度。3.最大纵坡不大于 6%，最小纵坡不小于0.5%。2.2.4综合分析本设计图纸共三张（1/43/4），比例为 1：2023，每两条等高线的高差为 1 米。地形总体上是平坦的，障碍物较少，属于平原微丘区。整个地段，重要是稻田，同时充满大小不等的水塘，尚有高程不是很高的山包。第一、二张图纸的上部都重要是小型山包，第三张整个高程较低，地势非常平坦，是一片低洼的高产水稻田。设计时，选取控制点重点应注意以：1.避让大塘、水库，尽量避开中小塘。2.避开居民区、城乡，但应保持一定的距离。3.起终点高差不大，属于典型的平原微丘区，基本上沿起终点的大体方向不变。4.从填挖工程上看，起点为挖方区，中间段与终点为填方区，并且多为水稻田带。5.道路平面主线拟定后，要注意细部的控制和解决。2.2.5方案拟定在本设计中, 路线的起终点已拟定,在本设计的地形图上, 结合设计资料, 初步拟定两种也许的路线走向方案（如平面设计面所示）。已采用的推荐方案为方案（粗线条绘制）；未采用的方案为方案。2.2.6方案比选1.对各路线方案进行分析：方案：有8条平曲线。优点：占水塘少，跨河桥梁少，指标均衡，同时工程量适中，填挖结合亦较合理。缺陷：除了要通过3个中档水塘外，施工工艺规定较高外，基本上没有明显的缺陷。方案：有6条平曲线。优点：从整体上看，路线走向与起终点走向大体一致，线形好，视野范围好。缺陷：穿过较多大中小池塘，跨河桥梁多，占用较多的稻田，地基条件差，难以解决。2.方案比选结果：显然，方案 1 要比方案 2 好，穿过水塘较少，占用良田较少，与地形地貌相协调，指标均衡等，在一定限度上改善了线形质量和行车舒适性。所以，通过上面的综合分析，最后选定的路线为方案（粗线条绘制）。2.3 路线平面设计2.3.1 设计原则与相关指标2.3.1.1平面设计原则1.平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周边环境相协调。2.保持平面线形的均衡和连贯。3.应避免连续急弯的线形。4.平曲线应有足够的长度。5.注意与纵断面线形的组合。6.平面交叉前后应尽量缓和。7.考虑与沿途土地运用的关系8.考虑施工上的因素。2.3.1.2相关指标1.用基本曲线组合（直线回旋线圆曲线回旋线直线）时，最佳配比为：Ls：Ly：Ls=1：1：12.平原微丘区二级公路（设计速度为 60km/h）平曲线重要技术指标一般最小半径 200m极限最小半径 125m缓和曲线一般最小长度 80m缓和曲线极限最小长度 60m路拱2%不设超高最小半径1500m路拱2%不设超高最小半径1900m同向曲线间直线最小距离360m反向曲线间直线最小长度120m直线最大长度 1200m2.3.2 拟定曲线要素1.直线一般在定线时应一方面考虑使用直线。汽车受力简朴，驾驶员操作简易。但同时应避免长直线，过长的直线易使驾驶员单调疲倦。运用直线应根据路线所在地段的地形、地物、地貌，并考虑驾驶者的视觉，心理状态等因素合理布设。同向曲线间若插以短直线，容易把直线和两端的曲线当作为反向曲线的错觉，甚至把两个曲线当作是一个曲线。这种线形破坏了线形的连续性，导致驾驶员操作的失误。规范规定，当计算行车速度60km 时，同向曲线间的直线最短长度宜不小于 6V（按米计）。反向曲线之间，考虑到为设立超高和驾驶人员的转向操作需要，最小长度宜不小于 2V（按米计）。本设计直线长度都满足以上规定。2.圆曲线在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应，并尽也许选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。一般情况下宜采用极限最小曲线半径的 48 倍或超高为 2%4%的圆曲线半径；地形条件受限制时，应采用大于或接近于一般最小半径的圆曲线半径；地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小半径；应同前后线性要素相协调，使之构成连续均衡的曲线线形；应同纵面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡相重合。3.缓和曲线缓和曲线是道路线形要素之一，它是设立在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。在一般情况下，特别是圆曲线半径较大时，车速较高时，应当使用较长的缓和曲线。缓和曲线采用回旋线，它的基本公式为 RLsA2，反映的是缓和曲线的缓和限度，A 越大，缓和曲线变化越缓。4拟定主平面线并进行综合指标校验线形、直线长度规定、平曲线要素等都满足相关规定和规范。本设计方案，直线长度为2310.924m，曲线长度为 2199.605m，直曲比约为 1：1，符合规定.5.计算书： 以计算交点1处平曲线几何要素为例：右偏角153820园曲半径400m 缓和曲线长度 60m缓和曲线切线增值 q=Ls/2-Ls/240R =60/2-60/240400=29.663圆曲线内移植 p= Ls/24R- Ls/2384R = 60/(24400)-60/2384400 = 0.375 切线长T =（R+p）tan(a/2)+q = (200+0.375) tan(153820/2)+29.663=84.977 平曲线长度 L=R/180+Ls =3.14153820400/180+60=169.180 外距 E=（R+p）sec （/2）-R= (200+0.375)sec(153820/2)-400=4.133 校正值 J=2T-L= 2 84.977 -169.180=0.775 平曲线主点桩号计算及效正：JD K0+322.472ZH= JD-T=K0+237.494HY=ZH+Ls= K0+297.494YH=HY+Ly= K0+346.675HZ=YH+Ls= K0+406.675QZ=HZ-L/2= K0+322.084JD=QZ+J/2=K0+322.472 设计成果总结：直曲转角表；逐桩坐标表；主平面线。2.4路线纵断面设计2.4.1纵断面设计依据纵断面的设计重要就是根据汽车的动力特性、道路等级、本地的自然地理条件以及工程经济性等，在变化起伏的空间线中选取合适的组合、搭配，以便达成行车安全迅速、运送经济合理及乘客感觉舒适的目的。2.4.2最大纵坡二级公路60km/h最大纵坡长度限制纵坡坡度（%）最大坡长（m）3120041000580066002.4.3最小纵坡 在长路堑地段。设立边沟的低填方地段以及其他横向排水不畅地段，为满足排水规定，防止积水渗入路基而影响其稳定性，均应设立不小于0.5%的纵坡，并做好纵、横断面的排水设计。2.4.4最小坡长 二级公路平原微丘区最小坡长为200m.2.4.5合成坡度在有平曲线的坡道上，最大坡度既不是纵坡方向，也不是横坡方向，而是两者组合成的流水线方向。将合成坡度控制在一定范围之内，目的是尽也许避免急弯和陡坡的不利组合，防止因合成坡度过大而引起的横向滑移和行车危险，保证车辆在弯道上安全而顺适的运营。在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过9.0%。当路线的平面和纵坡设计基本完毕后，应检查合成坡度I。假如超过最大允许合成坡度时，可减小纵坡或加大平曲线半径以减小横坡，或者两方面同时减小。2.4.6 纵断面设计环节变坡点的拟定重要依据公路工程技术规范的规定，比如：最大纵坡、最大及最小坡长的限制、填挖工程量、经济点、施工规定以及路基稳定需要等来拟定。最终拟定变 坡点高程、桩号、坡长、坡度以及竖曲线半径、长度等。做法如下：1.准备工作，从地形图上依据平面线形读取高程数据，然后在米格图纸上点绘地面线。2.标注控制点，控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。本设计路段的标高控制点重要为：涵洞的路基控制标高、净空规定等。3.试坡，在一标出控制点的纵断面图上，根据技术指标选线意图，结合地面起伏变化，本着以“控制点”为依据的原则，在这些点间进行穿插和取直，试定出若干条直坡线。初步定出变坡点，变坡点应选在整10米桩上。4.调整，将所定坡度对照技术标准检查设计的最大最小纵坡坡长是否满足平纵配合。5.定坡，经调整后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号高程拟定下来，坡度值由两相邻变坡点的高差和坡长之比求得。6.设立竖曲线7计算书 计算竖曲线要素 w= 曲线长m 切线长 m 外距 计算设计高程 竖曲线起点高程=38.4-44.9580.878%=38.03m 竖曲线起点桩号=（K1+200）-44.958=K1+155.04 桩号K1+190处： 横距 竖距 切线高程=38.03+200.878%=38.21m 设计高程=38.21-0.06=38.15m 设计成果总结：路线纵断面图第三章 路基设计3.1 设计原则路基应根据其使用规定和本地自然条件，并结合施工方案进行设计，既有足够的强度和稳定性，又要经济合理。 影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必须采用拦截或排出路基以外的措施，并结合路面排水，综合排水设计，形成完整的排水系统。修筑路基取土和弃土时，应符合环保规定，以适当解决，减少弃土侵占耕地，防止水土流失和阻塞河道。3.2 路基设计3.2.1路基横断面设计重要技术标准本公路采用单幅双车道，混合交通。由于本公路上圆曲线半径均大于250m，可以不加宽。土路肩重要保护路面和路基，提供侧向余宽。为迅速排出路面和路肩上的降水，将路面和路肩做成有一定横坡的斜面（如下图所示）。为消除曲线上的离心力，曲线采用绕内边线旋转超高方式。公路用地取路堤两侧排水沟外缘以外，或路堑坡顶截水沟外沿以外不少于2m的土地范围。3.2.2填方路基砾类土、砂类土应优先选作填料，细粒土可填于路堤底部。基地土密实、地面横坡缓于1：5,路堤可直接填筑，地表树根草皮和腐土应清除，若坡度陡于1:0.5,则应做成台阶状，台阶宽不得小于m，阶底有2%-4%内向倾斜坡度。 对于跨沟的高路堤应避开滑坡、冲沟等不良地质段，对地表水采用拦截、排除措施，防止湿陷和冲沟，减少地基土下沉。3.2.3挖方路基挖方边坡应根据边坡高度、土的状况、地下水的状况等因素拟定，由于南宁地区土质为粘性土，且本设计中挖方均小于10米，故选用了 1：0.5的边坡。同时挖方坡没有设碎落台。为减少地面水冲刷挖方边坡，应在挖方边坡坡顶外设立截水沟或挡水堰。3.2.4计算书 1.加宽值计算本设计属于3类加宽，双车道公路圆曲线加宽值为0.8m 2.加宽过度（K0+260处）bx=Lx/Lb=(260-237.494)/601.5=0.56m3.超高值计算（JD处） 横向力值=2395.1049/R-7.803/R+0.03914=2395.1049/400-7.803/400+0.03914=0.03圆曲线半径圆曲线超高值 超高过渡方式：绕内侧路基边沿旋转 超高过渡段长度 绕内边线旋转超高值计算圆曲线上 外缘 中线 内缘 过渡段上 外缘 中线 内缘 设计成果总结：路基设计表 公路路基横断面图 路基土石方工程数量表3.3路面设计路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据车辆行驶的需要，选用优质材料建成。路基作为路面结构的基础应具有足够的强度和稳定性。以回弹模量作为评价路基强度与稳定性的力学指标。坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，并且能为延长路面使用寿命发明有利条件，所以路基路面的综合设计至为重要。3.3.1路面设计原则1.路面应具有良好的稳定性和足够的强度，表面应满足平整、抗滑和排水规定；2.面层、基层的结构类型及厚度应与公路等级、交通等级组成相适应；3.要顾及各结构层自身的结构特性；4.要考虑水文状况的不利影响；5.适当的层厚和层数，各结构层既要满足最小厚度规定，又应考虑施工可行性；6.应与本地的气候、水文、地质状况相适应，并充足运用本地筑路材料。3.3.2路面结构类型选择水泥混凝土路面虽然有强度高稳定性好耐久性好，养护费用少经济效益高，有助于夜间行车等优点，但是由于无锡地区该公路为平原微丘区二级公路，等级较低，若采用水泥混凝土路面，水泥和水的需要量大，工程造价高；路面接缝不仅增长施工和养护的复杂性，并且容易引起行车跳动，影响乘客的舒适性；此外，开放交通迟，修复困难等诸多缺陷。沥青路面结构由于使用了沥青结合料，因而增长了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高，并且与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整无接缝行车舒适耐磨震动小噪音低施工期短养护维修简朴适宜于分期维修等优点。由于沥青路面结构与水泥混凝土路面结构相比具有上述优点，并结合本地的实际情况， 采用沥青路面结构，更适应于本地的需要，并将更有助于本地旅游业及相关产业的发展，因此，最终推荐采用沥青路面结构。3.3.2新建沥青混凝土路面设计1.设计理论和方法沥青混凝土路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度。对二级公路的沥青面层和半刚性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算。2.面层面层直接同行车和大气接触，承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，并且应当耐磨，不透水，表面还应具有良好的抗滑性和平整度。 规范规定，沥青面层可为单层或二层或三层，通过计算设计年限当量轴次要400万次，设计年限为什2023。鉴于江苏无锡地区交通荷载较重，根据规范推荐，面层厚度设计为15cm，采用中粒式密集配沥青混合料。面曾分为三层，上面层1cm中粒式密集配沥青混凝土（AC16），中面层为2cm中粒式密集配沥青混凝土（AC20）下面层3cm粗粒式密集配沥青混凝土（AC25）。沥青AH90，中集料碎石，细集料矿粉。3.基层基层重要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去，应具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力。为增长基层的强度和稳定性，减少低温收缩裂缝，采用半刚性基层。半刚性基层整体性强，承载力高，刚度大，水稳定性好，且较为经济。基层的选用原则如下：石灰稳定类石灰与土结合，使土的塑性减少，最佳含水量增大和最大密实度减少，提高土的强度和稳定性。石灰稳定土具有较高的抗压强度，也具有一定的抗弯强度，且强度随龄期增长，但因其抗干缩、温缩能力较差，一般不选用作高级路面的基层。水泥稳定类水泥矿物与土中的水分发生强烈的水解和水化反映，改善土性，提高强度。水泥稳定土强度随水泥剂量增长而增长，但应有一个合理的范围。含水量对其强度有重大影响，混合料中含水量局限性时，水泥与土争水；若土对水有较大亲和力，就不能保证水泥充足作用。水泥稳定土强度的形成与含水量有着极大的关系，合用于温差不大的地区。二灰稳定类在石灰土中加入粉煤灰，石灰土最佳含水量增大，最大干密度减少，但其强度、刚度和稳定性均有不同限度的提高，特别是抗冻性有显著改善，而湿度收缩系数比石灰土有所减少，对抗裂有重要意义。条件也许时，优先选用二灰稳定类，具有较强的胶结能力和稳定性，成板体，抗水、抗裂、抗冻性好，抗干缩与温缩能力都较强，适宜各种气候环境和水文地质，可合用于不同地区。重要解决早强局限性的问题。综合考虑以上问题，本设计中基层采用水泥稳定碎石16cm，底基层采用石灰土，根据程序计算为30cm，符合施工厚度的规定。4.垫层垫层重要用于改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性，不受土基水文状况变化所导致的不良影响。常用松散材料或稳定类材料，选用粗、中砂。在地下水位高，排水不良，路基经常处在潮湿、过湿的路段，以及排水不良的土质路堑，有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段应当设立垫层。季节性冰冻地区中湿、潮湿路段、也许产生冻胀时需要设立防冻垫层，基层或底基层也许受污染以及路基软弱的路段也要设立垫层。3.3.3路面设计计算过程3.3.3.1交通分析1.设计原始资料如表车型解放CA-15东风 EQ-140黄河JN-162小汽车增长率辆/日6404804805000.1052.标准轴载及轴载换算沥青路面设计以双轮组单轴载100KN（BZZ100）为标准轴载。根据设计任务书所给的资料，先将各种轴载换算为标准轴载当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，将各级轴载（大于25KN）pi的作用次数ni换算成标准轴载P的当量作用次数N1，如表：车 型PiC1C2ni（次/日）Ni解放CA10B后轴60.851164073.74东风EQ140后轴69.201148096.76黄河JN162前轴59.5016.4480321.05后轴115.0011480881.61N=Ni = C1 C2 ni （Pi/P）4.351373.16注：轴载小于25kN的轴载作用不计。3.准轴载的累计当量轴次根据该公路等级为平原微丘区二级公路，车道数为双车道，按公路沥青路面设计规范JTJ01497规定，双车道的车道系数是0.60.7，取=0.65，设计年限t=2023。则累计当量轴次为：=次根据公路沥青路面设计规范JTG D502023推荐结构，并考虑本地材料来源，路面结构层采用沥青混凝土，基层采用水泥碎石，底基层采用石灰土。4拟定路基土回弹模量该路段处在区，为粉质土，查公路沥青路面设计规范JTG D502023土基回弹模量参考值表拟Wc=1 Eo=483.3.3.2结构组合与材料选取由上述计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次大于700万次。根据规范推荐结构，并考虑到该地区具有丰富的石灰石，为了便于就地取材，节省造价，拟路面结构面层采用沥青混凝土,基层采用水泥碎石,底基层采用石灰土。规范规定沥青面层可由单层或双层或三层沥青混合料组成。查公路沥青路面设计规范JTG D502023中表 C.4沥青混合料类型的选择（方孔筛）,拟采用三层式沥青面层，上面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度1cm）,中面层采用中粒式密集配沥青混凝土（厚度2cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度3cm）.3.3.3.3各层材料的抗压模量于劈裂强度查公路沥青路面设计规范JTJ01497附录D“材料设计参数”的表D1“沥青混合料设计参数”和表D2“基层材料设计参数”，选取各层材料的抗压模量与劈裂强度。抗压模量取20的模量，各值均取规范给定范围的中值，则20的各层材料的抗压模量为： 中粒式密集配沥青混凝土1200MPa 水泥碎石1500MPa 石灰土550MPa .各层材料的劈裂强度为：中粒式密集配沥青混凝土1.0MPa水泥碎石0.5MPa石灰土0.225MPa3.3.3.4设计指标的拟定对于二级公路，规范规定以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。1.设计弯沉值 ld=650Ne-0.2AcAsAb 公路等级系数Ac=1.1，面层系数A=1.0路面结构系数 A=1.0ld=640（7179498）-0.21.11.01.0=29.95（0.01mm）2.各层材料的允许层底拉应力：R=sp/Ks R-路面结构层材料的允许拉应力（MPa）sp-沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度(MPa)Ks-抗拉强度结构系数。对沥青混凝土面层的抗拉结构系数，按： Ks=0.09AaNe0.22/Ac对无机结合料稳定集料的抗拉结构强度系数，按： Ks=0.35Ne0.11/Ac对无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数，按： Ks=0.45Ne0.11/Ac由上述公式可得：中粒式密级配沥青混凝土:Ks=0.09AaNe0.22/Ac=0.09 1.0 （7179498）0.22/1.1=2.64R=sp/Ks=1.0/2.84=0.43MPa水泥碎石:Ks=0.35Ne0.11/Ac=0.35 （7179498）0.11/1.1=1.81R=sp/Ks=0.5/1.7=0.29MPa石灰土：Ks=0.45Ne0.11/Ac=0.45 （7179498）0.11/1.1=2.55R=sp/Ks=0.25/2.18=0.10MPa3.3.3.5拟定路面结构拟定本设计路面面层为三层结构，表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久的服务功能，同时应具有高温抗车辙、抗低温开裂、抗老化等品质。中、下面层应密实、基本不透水，并具有高温抗车辙、抗剪切、抗疲劳的力学性能。三层面层的厚度分别为1、2、3厘米。对半刚性基层要注意减少低温缩裂、防止反射裂缝。上基层采用骨架密实型的水泥稳定碎石，可以发挥其较好的抗反射能力，使面层不宜出现反射裂缝。由于沿线有丰富的石灰可以运用，底基层采用水稳性良好的石灰土，同时可以减少造价。现拟定路面结构如下：Wc=1.10层厚E20E15spi 中面层中粒式密集配沥青混凝土7cm120018001.0基 层水泥碎石14cm150015000.5底基层石灰土21cm5505500.225土 基E0=48.0Mpa 设计成果总结：路面结构设计图3.4 路基路面排水系统设计路基的强度与稳定性同水的关系十分密切，水的作用是导致路基病害的重要因素之一，因此，路基设计、施工和养护中，必须重视路基排水工程。3.4.1路基排水设计的一般原则为1.排水设计要因地制宜，全面规划，综合治理，讲究实效，注意经济，并充足运用地形和自然水系。2.路基排水沟渠的设立，应注意与农田水利相结合；3.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失；4.路基排水要结合本地水文条件，就地取材，以防为主。3.4.2常用的路基地面排水设备涉及边沟、截水沟、排水沟等，必要时亦有渡槽、倒虹吸及蓄水池等。3.4.3边沟边沟设立在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内或流向路基的少量地面水。边沟不宜过长，尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟和低洼地带。土质或软弱石质边沟，一般都用梯形，其底宽为0.6m，内侧边坡一般为1：1。3.4.4截水沟截水沟一般设立在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适本地点，用以拦截路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流承担，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟一般为梯形，沟的边坡坡度因岩土条件而定，沟底宽度和沟深不应小于0.5m。截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。3.4.5排水沟其重要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流，引至路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面形式，一般采用梯形，用于边沟、截水沟及取土坑出水口的排水沟，不需特殊计算，底宽与深度均不应小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1：11：1.5。排水的位置据路基坡脚不宜小于2m，连续长度不超过500m。在本设计中，为方便施工，在满足排水的前提下，将边沟，排水沟，截水沟设计成了尺寸大体一致的形式。其中挖方路段的边沟，外侧坡度设成了1:1。如下图所示：3.4.6路基排水路基排水一般是疏散为主，个别复杂地段需作特殊解决，排水考虑先重点后一般， 先地下后地面。 3.4.7地面排水解决 地面水对路基产生冲刷和渗透，冲刷也许导致路基整体稳定性受损害，形成水毁现象。路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水浸流、滞积或下渗。对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、减少，并引至路基范围以外的适本地点。为保持路基填方边坡坡脚的稳定，排水沟的位置应离路基尽也许远一些，据路基坡脚不宜小于2m，连续长度不超过500m。3.5路基防护设计3.5.1路基防护与加固设施分类为保证路基的稳定，防护与加固必不可少。路基防护与加固设施，重要有边坡坡面防护、路基的支挡工程等。3.5.2 坡面防护坡面防护重要是保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，保护边坡的整体稳定性。对于填方路段，采用植物防护，美化路容，协调环境，调节边坡土的湿温，防雨水冲刷和产生裂缝，起到固定和稳定边坡的作用，可以种草、铺草皮和植树。对于挖方路段，边坡防护设计详见支挡工程设计图。 3.5.3 路基支挡工程路基支挡工程重要采用挡土墙，挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。为防止路堤边坡或基底滑动，保证路基稳定，同时可收缩坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积。挡土墙有自己的排水设施，以疏干墙后土体，避免墙背积水形成静水压力。墙背回填土上部以相对不透水的粘性土夯实封闭，泄水孔进水端设反滤层（砂砾石）。示例：浆砌片重力式挡土墙，墙高H=4 填高a=2 填土边坡1：1.5填料容重r=18KN/ , =35, 墙背选用仰斜1：0.25（= - ）