交通路桥毕业设计说明书.doc

前 言公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济发展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展、拉动其他产业的发展具有非常重要的作用。巴南高速公路的建设，是完善国家高速公路网和四川省高速公路网布局、促进西部大开发和成渝经济圈区域经济发展的需要，也是适应区域交通量快速增长、促进沿线自然资源开发的需要和促进沿线及周边地区旅游业发展的需要，在国家和四川省公路网布局中具有重要地位。巴南高速公路建成后，对进一步完善四川高速公路骨架网络，畅通四川北上出川通道，提升南充市区域性次级交通枢纽地位，增强巴中市交通节点城市对外通达能力，构建西部综合交通枢纽，加快川北革命老区扶贫开发，具有重大意义。 巴中市东兴场，接在建广（元）巴（中）高速公路，沿途经恩阳镇、柳林、花丛、三蛟，绕金城至土门，过三清、柴井，跨嘉陵江至西河、东坝，绕八尔滩，过古楼到达止点，接拟建的广（元）南（充）高速公路。路线全长112.69km。 本设计为巴南高速C9合同段施工图设计，路段起于巴中天主堂附近，经阳雀沟，止于柳林乡钟家坝境内，路线设计全长为3448.110米，为山岭微丘区，共设1座钢筋混凝土连续梁桥，9座钢筋混凝土圆管涵，2座钢筋混凝土盖板涵。第1章 路线设计1.1 道路选线1.1.1 道路选线要点选线是在道路规划的起终点之间，结合当地的地形、地质、地物及其他沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上合理，又能够符合使用要求的道路中心线的工作。它是道路设计的最根本问题，选线的质量直接影响到整条道路的使用质量和工程造价。为了保证选线和设计的质量，应根据路线的总方向和设计道路的性质，综合考虑自然环境和社会经济条件，以及线形技术指标等多方面因素拟定路线方向。道路选线要综合考虑多种因素，妥善处理好各方面的关系，其基本原则如下：（1）在路线设计的各个阶段，应运用先进的手段对路线方案进行深入、细致地研究，在多方案论证、比较的基础上选定最有的路线方案。（2）路线设计与路线布设应在保证行车安全、舒适迅速的前提下，使工程数量最小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不宜轻易采用低限指标，也不应片面追求高指标。（3）选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，注意尽量不占高产田、经济作物田或经济林园（如橡胶林、茶林、果园）等。（4）通过名胜、风景、古迹地区的道路，应与周围的环境、景观相协调，并适当照顾美观。注意保护原有的自然生态环境和重要的历史文物遗址。（5）选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清它们对道路工程的影响。对严重地质不良路段，如滑坡、泥石流、崩塌、岩溶、泥沼、软土等地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待。一般情况下，路线应设法绕避；当路线必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施（6）选线应重视环境保护，注意由于道路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题，比如占地、拆迁和汽车尾气、噪声对当地环境所造成的影响等。（7）对于高速路和一级路，由于路幅宽，可根据通过地区的地形、地物、自然环境等条件，利用其可设置分离式路基的特点，本着因地制宜的原则，尽量避绕重要的地物。1.1.2 选线、定线本次设计是巴南高速C9合同段后段施工图设计。指导老师所给地图是比例为1:2000的C9合同段地形图。C9合同段后段的地形图包含上、中、下三条，三条地形图从起点以后分开，中下两条在约6000米后重新汇合。因此选线的第一步就是选择三条地形图中的一条。最上边一条地形图，有两条小河，均位于地势较低、较平坦处；其余地方地形陡峭，水平距离25米之内高差可达26米，且沿线多为较陡的山包。中间一条地形图，有一条省道、一条大河还有一条乡村道路均贯穿整个地形图，但地势较缓。下边一条地形图，一条省道、一条大河、两条乡村道路和四处断崖，前半段地势较缓，但地势平坦处不连续，被省道、山包和河流隔断。上边一条地形图，若走沿溪线，在满足高速公路的线形指标的情况下，必然会与两条小河多次交叉，需要设置较多的小桥或者涵洞，且由于沿溪线路基多水、土质较软，路基处理的成本也会大幅提升；若走山腰线或者山脊线，需要跨越多个山头，架设较多的大桥，而且横断面设计时会出现一幅挖方较多另一幅填方较多的现象，对工程成本控制极为不利。综上所述，上边一条地形图不适合修建高速公路。下边一条地形图，前半段地形平坦，只需架设一座桥梁就可跨过省道和大河，但后半段由于两座山贯穿整个地图，且相互间距离不足百米，在这个地方筑路会出现两座隧道之间用桥连接的现象，且四处断崖相互距离不远，呈包围之势，在满足高速公路线形指标的情况下，不能完全避开，因此也不适合修建高速公路。中间一条地形图，地势较缓，用一座桥梁即可跨过省道和大河，其余路段施工较为方便。综合上述所有条件，选线定在中间一条地形图上。在中间这条地形图上，本着尽量少拆建筑的原则，在满足线形条件的情况下，多次试算就选出了本次设计的道路中心线。1.2 路线平面设计1.2.1 平面设计的要求圆曲线半径、缓和曲线长度，是路线平面设计中要解决的基本问题，但只此对于满足一条路线行驶安全舒畅是不够的。实践证明，直线过长或过短，曲线与曲线配置不适当也容易导致交通事故，降低道路通行能力。因此一般来说，平曲线设计应满足以下要求：（1）平面设计必须满足标准和规范的要求。标准和规范是平面设计的指导性文件。平面设计中，圆曲线半径，缓和曲线长度的值必须满足相应的规定。并根据设计条件尽量采用较高的标准，不应轻易采用指标的极限值。（2）平面线形应直接连续、顺适，并于地形地物相适应，与周围环境相协调。在地势平坦开阔的平原微丘区路线直接顺势，在平面线形三要素中只限所占比例最大，而在地势有很大起伏的山岭和重丘区路线则多弯曲，曲线所占比例较大。（3）行驶力学的要求是基本的视觉和心理上的要求对二级公路应尽量满足。（4）保持平面线形的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线性保持连续性而不出现技术指标的突变。因此，在设计时应充分注意长直线尽头不能接入小半径圆曲线，而且在高低标准之间要有过度。标准中规定了公路的各种最小半径。 （5）应避免连续急弯的线形。（6）平曲线应有足够的长度。平曲线如果太短，汽车在平曲线上行驶时间过短会导致驾驶员来不及操纵调整，所以规范规定了平曲线的最小长度。（7）曲线间直线最小长度的要求。公路路线设计规范推荐同向曲线的最短直线长度以不小于6为宜。反向曲线间的最小直线长度以不小于行车速度的两倍为宜。若两反向曲线已设缓和曲线首尾相接，但被连接的两缓和曲线与圆曲线应满足一定的条件。1.2.2 平曲线设计平曲线主要由直线、圆曲线、缓和曲线三种线性组合而成的。一个转点处的线形按照按直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线的顺序组合而成，并尽可能将直线、缓和曲线、圆曲线之长度比设计成1：1：1。本次设计是丘陵地区高速公路设计，设计时速为80km/h，查阅标准可知，圆曲线最小半径极限值为250m，一般最小值为400m，路拱坡度2.0%时不设超高的最小半径为2500m，路拱坡度2%时不设超高的最小半径为3350m；缓和曲线的最小长度为70m。在JD1处，交点桩号为K0+941.295，R=750m，转角= 262710.3，LS=170m。（1）曲线要素计算： （2）主点桩号计算：K0+941.295 - 261.617 = K0+679.678K0+679.678 + 170 = K0+849.678K0+849.678 + (516.092-2170) = K1+025.945K1+025.945 + 170 =K1+195.945 K1+195.945 - = K0+937.899 K0+937.899 + = K0+941.47 经核准，计算无误。在JD2处，交点桩号为：K2+233.988，R=1200m，转角=194712.6，=207m。（1）曲线要素计算：313.025（2）主点桩号计算：K2+233.988 - 313.025 =K1+920.963K1+920.963 + 207 =K2+127.963K2+127.963 + 207.414 =K2+335.377K2+335.377 + 207 =K2+542.377K2+542.377 - 310.707 =K2+231.670K2+231.670 + 2.318 =K2+233.988 经核准，计算无误。1.3 路线纵断面设计1.3.1 纵断面设计的要求用一曲面道路中线竖直剖切展开的平面称为道路的纵断面，反映路线在纵断面上的起伏形状，位置及尺寸的图形称为路线纵断面图。为使纵坡设计技术上满足要求，经济上合理，纵坡设计应满足的一般要求为：纵坡设计必须满足标准的各项规定。为保证车辆能以一定速度安全舒适的行驶。本设计纵坡具有一定的平顺性， 起伏不易过大和过于频繁。纵坡设计应对沿线地形，地下管线，地址，水文，气候和排水等进行综合考虑，根据具体情况加以处理，保证道路的稳定和畅通。一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方和其他工程数量，以降低造价和节省用地。高速公路、一级公路应考虑通道、农田水利等方面的要求；低等级公路应注意考虑民间运输、农业机械等方面的要求。 1.3.2 平纵线形设计组合要点平纵组合设计应保持线形在视觉上的连续性，能自然地引导驾驶员的视线；注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡；注意与道路周围自然环境和景观的配合。平纵组合设计分两大类：平面直线与纵断面直线组合；平曲线与纵断面的组合。平面直线与纵断面直线组合比较简单，只需注意以下几点：在两个凹形竖曲线之间不要插入短直线；尽量避免直线与凸形竖曲线的组合；直线与凹形竖曲线连续组合时避免形成“驼峰”、“暗凹”、“浪行”等组合。平曲线与纵断面的组合，主要是指平曲线与竖曲线的组合，要点就是平包竖：平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线，这种组合是使平曲线和竖曲线对应，最好使竖曲线的起终点分贝放在平曲线的两个缓和曲线内。这种立体线形不仅起有道视线的作用，而且可取得平顺而流畅的效果。1.3.3 纵断面设计依据本次设计为时速80km/h的高速公路，查阅标准得：最大纵坡为5%；最小坡长限制为200m；最大坡长限制纵坡5%、4%、3%时分别为700m、900m、1100m；最大允许合成坡度10.5% 。1号变坡点：变坡点桩号为：K0+380，高程为：414.265m，竖曲线半径为R=7000m。（1）竖曲线要素计算：，为凸形竖曲线。曲线长： m切线长： m外距： m（2）计算竖曲线起终点桩号：竖曲线起点桩号： 竖曲线起点高程：m竖曲线终点桩号：竖曲线终点高程： m2号变坡点： 变坡点桩号为：K0+930，高程为：405.905m，竖曲线半径为R=27700m。（1）竖曲线要素计算：，为凹形竖曲线。曲线长： m切线长： m外距： m（2）计算竖曲线起终点桩号：竖曲线起点桩号：竖曲线起点高程： m竖曲线终点桩号：竖曲线终点高程： m3号变坡点： 变坡点桩号为：K2+290，高程为：396.793m，竖曲线半径为R=72200m。（1）竖曲线要素计算：，为凸形竖曲线。曲线长： m切线长： m外距： m （2）计算起终点桩号：竖曲线起点桩号：竖曲线起点高程： m竖曲线终点桩号：竖曲线终点高程：396.793 0.0116418.76 = 391.935 m4号变坡点：变坡点桩号为：K2+970，高程为：388.905m，竖曲线半径为R=10000m。（1）竖曲线要素计算：，为凹形竖曲线。曲线长： m切线长： m外距： m （2）计算竖曲线起终点桩号：竖曲线起点桩号：竖曲线起点高程： m竖曲线终点桩号：竖曲线终点高程： m 第2章 路基、路面路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由路面传递下来的行车荷载；路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物；路基和路面整体垂直于路中线剖开即得到横断面。2.1 横断面设计道路的横断面是指中线上的各点的法向切面，它是有横断面设计线和地面线所构成的，其中横断面设计线包括车道，路肩，分隔带，边沟边坡，截水沟，护坡道以及取土坑，弃土堆，环境保护等设施。公路横断面的组成应根据公路等级，交通量，设计速度，结合地形，气候，土壤等因素确定。2.1.1 横断面的构造及尺寸本次设计是设计时速80km/h的高速公路施工图设计，按照标准得到横断面的构造和尺寸如下：（1）中央分隔带，宽度：2m（2）左侧路缘带两条，宽度分别为0.5m（3）左侧两条行车道，各宽3.75m；右侧相同（4）左侧硬路肩宽2.5m；右侧相同（5）左侧土路肩宽0.75m；右侧相同2.1.2 超高计算超高，是指为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式。从直线上的双向横坡渐变到圆曲线上的单向横坡的路段，叫做超高缓和段。各级公路最大超高如表2-1：表2-1 公路最大超高值公路等级高速公路一二三四一般地区108积雪、严寒地区6得本次设计最大超高值为10%，查阅规范可得：平曲线半径R为450m时，超高值为6%；平曲线半径R为500m时，超高值为5%。为了行车舒适和排水通畅，必须设置一定长度的超高缓和段，超高缓和段长按下式计算： （2-1）式中 超高缓和段长，m 旋转轴至行车道外侧边缘宽度，m 超高坡度与路拱坡度的代数差，% 超高渐变率，其值可按表2-2确定表 2-2 超高渐变率 设计速度/（km/h）超高旋转轴位置中线边轴1201/2501/2001001/2251/175801/2001/150601/1751/125401/1501/100301/1251/75201/1001/50由上表可得为1/200，本设计的路面宽度为8.0 m。以JD1为例：假设由上式可计算得到=0.00282，因0.002820.000303利于路面排水，故假设成立,即从ZH（K0+679.678） 到K0+849.678完成超高的过渡。YH到HZ段超高缓和段长度计算方法相同。其余交点计算方法相同，因超高计算繁琐，在此略过计算过程，下面以表的形式展现超高设计结果，如表2-3。2.2 路基设计2.2.1 路基设计的一般规定（1）路基路面应根据公路功能，公路等级，交通量，结合沿线地形，地质及路用材料等自然条件进行设计，保证其具有足够的强度，稳定性，和耐久性同时，路面面层应满足平整和抗滑的要求。（2）路基设计应重视排水设施与防护设施的设计，取土，弃土应进行专门设计，防止水土流失。堵塞河道和诱发路基病害。（3）路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免因深挖。（4）通过特殊地质和水文条件的路段，必须查明其规模及其对公路的危害程度，采取综合治理措施，增强公路防灾，抗灾能力。（5）高速公路，一级公路路面不宜分期修建，但位于软土，高填方等工后沉降较大的局部路段，可按“一次设计，分期实施”的原则实施。表 2-3特殊点的超高值表桩号内缘中线外缘平曲线IK0+679.6780.16m00.16mK0+764.6780.16m00.16mK0+849.6780.3200.32K1+025.9450.3200.32K1+110.9450.1600.16K1+195.9450.1600.16平曲线IIK1+920.9630.1600.16K2+024.4630.1600.16K2+127.9630.2400.24K2+335.3770.2400.24K2+438.8770.1600.16K2+542.3770.1600.162.2.2 路基设计公路路基是路面的基础，它承受着本身主体的自重和路面结构的重量，同时还承受着由路面传递先来的行车荷载，所以路基是公路的承重主体。在工程地质和水文地质条件良好的地段修筑的一般路基设计包括以下内容：（1）确定路基类型本设计所包括路堤、路堑和填挖结合等三种类型。（2）路基宽度的确定路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。路基占用土地是公路通过农田或用地受限制地区时的突出问题。建设占地必需综合规划，讲究经济效益，农业与交通相互促进。规范规定的高等级公路路基宽度如下表2-4：表2-4公路路基宽度公路等级高速公路一二设计速度（Km/h）1008060100608040车道数4444422路基宽度m一般值26.024.5 22.5 25.522.512.08.5最小值24.523.020.024.020.017.0根据规范规定并结合该公路等级及修建条件，本设计路基宽度为24.5m。（3）路基高度的确定路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。路基的填挖高度是在路线纵断面设计时，综合考虑路线纵坡要求，路基稳定性和工程经济等因素确定的。以路基的强度和稳定性要求出发，路基上部土层应处于干燥和中湿状态。路基高度应根据临届高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护设施确定路基的最小填土高度。路基最小填土高度见表2-5：表2-5 土质路基最小填土高度路基土组成砂类土粉质土粘质土最小填土高度（m）0.30.50.50.80.40.7（4）路基边坡坡度的选择路基边坡坡度对路基稳定性十分重要。确定路基边坡坡度是路基设计的重要内容。公路路基的边坡坡度，可用边坡 高度H与边坡宽度b之比表示，并取H=1，通常用1：n（路堑）或1：m(路堤）表示其坡度，称之为边坡坡率。路基边坡坡度的大小，取决于边坡的土质，岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。在较陡或填挖较大的路段，边坡稳定不仅影响到土石方工程量和施工难易，而且是路基整体稳定性的关键。因此，确定边坡坡度对于路基稳定性和工程的经济合理性至关重要。所以一般路边边坡可根据下表选定：表2-6 路基边坡坡度表填料种类边坡最大高度边坡坡度全部高度上部高度下部高度全部高度上部高度下部高度粘质土，粉质土，砂类土208121:1.51:1.75沙砾121:1.5 卵石土，碎石土201281:1.51:1.75不易风化的块石208121:1.51:1.75本设计采用路堤边坡坡度1：1.5，路堑边坡坡度为1：0.5.（5）路基压实标准的选择路基填土需要分层压实，使之具有一定的密实度，分层压实的路基顶面能防止水分干湿作用引起的自然沉降和行车荷载反复作用产生的压实变形，确保路面的使用品质和使用寿命。（6）护坡道 护坡道是保护路基边坡稳定性的措施之一，设置的目的是加宽边坡横向距离，减少边坡平均坡度。护坡愈宽，愈有利于边坡稳定，但最少为1.0m.2.2.3 路基排水设计路基的强度和稳定性与水的关系十分密切。形成路基危害的原因有很多，但水的作用是主要因素之一。根据水源的不同，影响路基的水流可分为地面水和地下水两大类，与此相适应的路基排水设施可分为地面排水和地下排水。常见的路基地面排水设施有：边沟、截水沟、跌水、急流槽及渡槽与倒虹吸等。边沟是设置在挖方路基的路肩外侧或地路堤坡脚外侧，走向与路中线平行，用以排除路基范围内的少量地面水的构筑物。本设计采用矩形边沟，宽度和深度均为0.5 m。截水沟是设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方的适当地点用以拦截并排除路基上方流向路基的路面径流，减轻边沟的负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷。截水沟的横断面形式一般为梯形，本设计采用梯形截水沟，沟底宽度0.6 m、沟深0.5 m。地下排水设施主要有三类：暗沟、渗沟和渗井。暗沟，多埋于边沟下，沟内分层填充渗水材料，利用渗透性拦截流向路基的层间水并防止毛细水上升。渗沟，与暗沟结构相似但构造更完善，在沟底设有混凝土管道，可以迅速地排除地下水；渗沟一般埋深23 m，深埋时可达6 m。因其可以大量排水，故用作降低地下水水位或者拦截地下水，适用于地下水流量较大的地区。渗井，结构类似于竖向放置的渗沟，作用是汇集离地面不深处含水层中的地下水，使其向下渗入更深的含水层，以降低上层的地下水位或者全部予以排除，疏干路基。渗井一般为直径1.0 1.5 m的圆柱形，也可以做成边长为1.0 1.5 m的方形。2.2.4 路基防护工程路基边坡的防护，按其作用不同，可以分为坡面防护和冲刷防护。坡面防护是用以防护易受自然因素影响为破坏的土质与岩质边坡，分为三大类：植物防护、矿料防护和砌石防护。植物防护的方法有三种：种草、铺草皮和植树。种草适用于边坡坡度不陡于1:1、不浸水或者短期浸水且地面径流速度不大于0.6 m的土质边坡；铺草皮可用于较高较陡的边坡；植树主要用于堤岸的河滩上，用来降低流速，促使泥沙淤积，防止水流直接冲刷路基。矿料防护适用于无法采用植物防护的岩石边坡，主要形式有抹面、喷浆、勾缝和灌浆。抹面防护适用于易风化而表面比较完整、尚未剥落的岩石边坡；喷浆防护适用于易风化和坡面不平的岩石挖方边坡，浆层厚度一般为2.0 cm；勾缝防护适用于比较坚硬且裂缝多而细的岩石边坡，防止水分渗入岩层；灌浆防护适用于坚硬但裂缝较深、较宽的岩石边坡，接砂浆的交了接力，使坡面表层成为防水的整体。砌石防护包含两大类：石砌护坡和护面墙。石砌护坡用于土质、风化岩质路堑或土质路堤边坡的坡面防护，主要有干砌和浆砌，分别用于防护水流流速不同的边坡；护面墙是一种浆砌片石覆盖层，多用于严重风化破碎的岩石挖方边坡。冲刷防护：为了防止水流直接危害沿河、滨海路堤以及有关堤坝护岸的边坡和坡脚而采取的防护措施，分为直接防护和间接防护两类。由于本次设计中冲刷防护应用较少，故在此略去冲刷防护的详细解说，详情可参考路基路面工程（下）。2.3 路面设计2.3.1 路面结构分层行车荷载和自然因素对路面的影响，随深度的增加而逐渐减弱，因此，对路面材料的强度，抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐减低。为了适应这一特点，路面结构通常是分层铺筑的，按照使用要求，受力情况，土基支承条件和自然因素影响程度的不同，分成若干层次。通常按照各个层次功能的不同，划分为三个层次，即面层，基层和垫层。（1）面层面层是直接通行车和大气接触的表面层次，它承受较大的行车荷载的垂直力，水平力和冲击力的作用，同时还收到降水的侵蚀和气温变化的影响。因此，面层应具备较高的结构强度，抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性而且应当耐磨，不透水，还应有良好的抗滑性和平整性。（2）基层基层主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中去。实际上基层是路面结构的承重层，它具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力。（3）垫层垫层介于土基和基层之间。它的功能是改善土基的温度和温度状况，以保证面层和基层的强度，刚度和稳定性，不受土基水温状况变化所造成的不良影响。另一方面的功能是将基层传下的车辆荷载应力加以扩散，以减少土基产生的应力和变形。同时也能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。2.3.2 路面分类及面层类型的选用路面类型可以从不同的角度划分，但在工程设计中，主要从路面结构的力学特性和设计方法的相似性出发，将路面路面分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面三类。 本设计由于设计要求使用沥青混凝土路面，故路面类型为半刚性路面。2.3.3 路面结构设计（1） 轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。当以验算半刚性基层层底拉应力时，用下式计算（小于50KN轴载不计）： （2-2）交通量年平均增长率分别为：20122019年为10%、20202023年为8%，20242026年为5%，经下式计算可得：1.0845，规划年限内，年平均增长率为8.45%。表2-7 预测交通量组成车型前轴重/KN后轴重/KN后轴数后轴轮组数交通量（辆/日）小客车20.0020.001单2950跃进NJ13016.2038.301双680东风EQ14023.7069.201双650黄河JN15049.00101.601双780黄河JN16259.50115.001双800表2-8 轴载换算结果汇总表车型东风EQ140后轴69.2011.065034.2 黄河JN150后轴101.6011.0780885.6黄河JN162前轴59.50118.5800232.5后轴115.0011.08002447.2合计：3599.5 16626296 次当以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力时，用下式计算（小于25KN的轴载不计）： （2-3）计算结果如表 2-9：表2-9 轴载换算结果汇总表（以弯沉为标准）车型跃进NJ130后轴38.301168010.4东风EQ140后轴69.2011650131.0黄河JN150前轴49.0016.4780224.2后轴101.6011780835.8黄河JN162前轴59.5016.4800495.0后轴115.00118001469.4合计：3165.8 14623007 次（2） 路面结构组合设计经计算，路面设计使用年限内一个车道上累计标准周次为1662次左右，属于重交通，因此沥青混凝土采用三层式结构，即表面层采用4cm厚细粒式密级配沥青混凝土，中面层采用5cm厚中粒式密级配沥青混凝土，下面层采用6cm厚粗粒式密级配沥青混凝土。基层和底基层分别采用刚度较高、水稳定性好的水泥稳定碎石基层（厚20cm）和石灰稳定土基层（厚度待计算确定）。（3） 土基回弹模量的确定巴南高速位于四川盆地北部，公路自然区划是区，查阅路基路面工程（上）表 1-3可得：区位于四川盆地中湿区之内，故本设计路基为中湿路基；根据地质报告得到本设计经过区域的土质为粘土或粉质粘土，查阅路基路面工程（上）表 1-4、表 1-5知路基平均稠度介于（0.86）和（1.08）之间，取，查阅 路基路面工程（下）表 12-8得土基回弹模量 =33.0MPa（4） 确定各层材料的抗压模量与劈裂强度查阅路基路面工程（下）表 12-12和表 12-13得：按设计为弯沉计算厚度事20抗压模量，细粒式沥青混凝土1400MPa；中粒式密级配沥青混凝土1200MPa；粗粒式密级配沥青混凝土1000MPa。验算面层底弯拉应力时15抗压模量，细粒式沥青混凝土2000MPa；中粒式密级配沥青混凝土1800MPa；粗粒式密级配沥青混凝土1400MPa，二灰碎石抗压模量1500MPa，石灰土550MPa。各层材料劈裂强度：细粒式沥青混凝土1.4MPa;中粒式密级配沥青混凝土1.0MPa；粗粒式密级配沥青混凝土0.8MPa；二灰碎石0.65MPa，石灰土0.225MPa。（5） 设计指标的确定设计弯沉设计弯沉按下式计算，高速公路，取= 1.0，面层为沥青混凝土，取= 1.0，半刚性基层、底基层总厚度大于20cm，取= 1.0 。设计弯沉： 22.14（0.01mm） 验算各层材料容许拉应力 细粒式密级配沥青混凝土： 3.39 0.413MPa 中粒式密级配沥青混凝土： 3.39 0.295MPa 粗粒式密级配沥青混凝土： 3.73 0.214MPa 水泥碎石： 2.18 0.298MPa 石灰土： 2.80 0.0804MPa（6） 计算石灰土厚度将六层体系换算成三层体系,采用路表弯沉等效换算法,如下表。其中， 2-10 路表弯沉等效换算E1=1400MPa h1=4cmE2=1200MPa h2=5cmE3=1000MPa h3=6cmE4=1500MPa h4=20cmE5=550MPa h5=?E0=33.0MPa E1=1400MPa h1=4cmE2=1200MPa HE0=33.0MPa 路面厚度是根据多层弹性理论，并考虑到路面实际使用情况以及计算的合理性，以层间接触条件为完全连续体系时，在双圆均布荷载作用下，轮隙中心处实测路表弯沉值Ls等于设计弯沉值Ld的原则进行计算： （2-4） （2-5）式中，Ls实测路表弯沉值（0.01mm）；P、标准车型的轮胎接地压力（MPa）和当量圆半径（cm）；c 理论弯沉系数，对于三层体系可查诺模图；Ei 各层材料的回弹模量；F弯沉综合修正系数。 由公式（2-4）、（2-5）解得： c=4.05，而对于三层体系有c=K1K2查阅路基路面工程（下）图12-6得： =5.4， K1=1.70因此，K2=0.44 查诺莫图得H/=5.3 ，则H=56.445cm 因H=，解得 取h5=34cm。此时，由公式、得路面结构表面的实际弯沉值为Ls=21.02（0.01mm）Ld22.14(0.01mm)，所以，结构厚度满足弯沉要求。（7）层底拉应力验算验算层底拉应力根据多层弹性理论，层间接触条件为完全连续体系，双圆荷载作用下计算层底最大拉应力m。验算沥青混凝土面层及半刚性材料底基层，底基层的层底拉应力时，以单圆的内侧边缘点及双圆间隙中心点，单圆半径的二分之一点，单圆的内侧边缘点及双圆间隙中心点，并取最大值作为层底拉应力。以计算水泥碎石基层底面的拉应力为例，最大拉应力一般产生于两个圆形荷载的对称轴上,先将六层体系按照弯拉应力等效换算法转化为三层体系，操作如下： 上层等效厚度换算如下： 中层等效厚度换算， 查阅路基路面工程（下）中图12-7得 同理计算得其余各层拉应力：第1层底面最大拉应力 1= 0 MPa；第2层底面最大拉应力 2= 0MPa；第3层底面最大拉应力 3= 0MPa；第4层底面最大拉应力 4= 0.136MPa；第5层底面最大拉应力 5= 0.076MPa，结合表3-6可知，各层均满足相应容许拉应力要求。故路面设计结果如表2-11。表2-11 路面结构设计图示细粒式密级配沥青混凝土 h1=4cm中粒式密级配沥青混凝土 h2=5cm粗粒式密级配沥青混凝土 h3=6cm 水泥碎石基层 h4=20cm 石灰土底基层 h5=34cm土基路面设计由此完成。第3章 桥梁、涵洞3.1 桥梁设计设计路线在K1+240K1+250处，与一条乡村碎石公路相遇，为保证乡