重庆交通大学土木工程(道路方向)2010届毕业设计说明书.doc

目 录第1章 绪 论11.1 概述11.1.1设计任务11.1.2设计原始资料11.1.3设计内容11.1.4设计的基本依据11.1.5设计日期21.2沿线的自然地理概况21.2.1自然地理、气象水文:21.2.2材料供应:2第2章 路 线32.1平面设计技术指标的确定32.1.1直线32.1.2圆曲线32.1.3缓和曲线42.1.4行车视距52.1.5平面视距的保证52.2纵断面设计技术指标的确定52.2.1纵坡52.2.2竖曲线72.3平纵配合72.3.1平面直线与纵断面直线组合72.3.2平面直线与纵断面凹形曲线组合82.3.3平面直线与纵断面凸形曲线组合82.3.4平面曲线与纵面曲线组合82.3.5纵断面设计的步骤92.4技术指标汇总92.5线形设计综述102.6纸上定线及方案比选112.6.1方案一112.6.2方案二122.6.3方案对比122.7平面详细设计132.7.1对原路线方案进行分析132.7.2对原有路线进行修正132.8纵断面详细设计132.8.1纵断面技术指标的确定132.8.2坡度和坡长的确定132.9横断面详细设计142.9.1横断面的组成142.9.2路拱的确定142.9.3弯道的超高与加宽14第3章路基、路面153.1路基和排水设计综述153.2路基边坡设计153.2.1路堤边坡163.3沟渠设计163.3.1边沟设计163.3.2截水沟183.3.3排水沟183.3.4沟渠加固183.4路面排水设计183.4.1确定路拱坡度183.4.2路拱形式的确定183.4.3路拱横向坡度193.5排水系统总体规划193.6路基压实标准193.7路面类型的确定203.7.1沿线地质概况及材料来源203.7.2路面等级与类型203.7.3沥青面层设计223.8基层及垫层233.9路基自然地质情况233.10路面的结构厚度233.10.1路面设计弯沉值的计算243.10.2容许拉应力的计算243.10.3路面厚度计算253.10.4设计与验算结果26第4章挡土墙设计284.1挡土墙的适用范围284.2挡土墙的设计284.2.1挡土墙位置选择284.2.2挡土墙结构设计284.2.3挡土墙验算29第5章桥梁、涵洞355.1桥梁分类355.2小桥位置的选择355.3选定桥下中心流水面标高和纵坡365.4小桥类型及尺寸的拟定365.5涵洞及计算365.5.1涵洞的布设375.5.2涵洞具体计算38第6章专题特色设计平面交叉设计406.1交叉口的交通分析406.2减少或消灭冲突点的措施406.3设计要点416.3.1平面线形416.3.2纵面线形416.3.3视距416.3.4立面设计426.4K2+817交叉口设计436.4.1相交道路数据收集436.4.2平纵面设计436.4.3竖向及排水设计44第7章工程预算编制467.1工程预算编制的定义及作用467.1.1工程预算的定义467.1.2工程预算的作用467.2预算编制的依据及项目表467.2.1预算编制依据467.2.2预算编制项目表467.3工程预算编制说明47结 论48致 谢49参考文献50第1章 绪 论1.1. 概述1.1.1. 设计任务根据重庆交通大学土木工程(道路)专业毕业设计要求，指导老师所给课题名称为“潼南至铜梁二级公路D段一阶段施工图设计”，课题类型为工程设计。课题内容为完成全长3000米左右的新建公路设计，设计阶段为一阶段施工图设计，公路等级为二级公路，设计车速为60km/h。1.1.2. 设计原始资料1、地形图：比例1：20002、交通量：交通量年增长率7%，近期交通量如下 表1-1 交通量组成车 型交通量（辆昼夜）车 型交通量（辆昼夜）车 型交通量（辆昼夜）捷达550东风EQ140600拖拉机250黄河JN-150700解放CA-10B3501.1.3. 设计内容路线方案设计；路基路面设计；挡土墙设计；桥梁和涵洞设计；路线交叉设计；施工图预算编制1.1.4. 设计的基本依据指导教师规定的技术等级、设计车速、设计交通量，以及路线的起讫点、控制点等的有关规定和要求；国家或部颁的现行有关设计标准、设计规范。1.1.5. 设计日期 2010年3月29日2010年6月25日1.2. 沿线的自然地理概况1.2.1. 自然地理、气象水文:路线经过地区属亚热带山地季风性湿润气候，冬少严寒，夏无酷暑，春迟秋早，雾多湿重，雨量充沛，四季分明。年平均温度在7.817.4之间，年日照11601600小时，常年降雨量9001200毫米。沿线土壤覆盖层厚度1-1.5米，下为砂岩或泥质页岩，水田路段腐殖土层厚度60cm，全线无不良地质情况。1.2.2. 材料供应:沿线附近可采集到砂、碎石、块石、片石、条石，沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根据计划需要供应。第2章 路 线根据任务书，本设计为二级公路，行车速度采用60km/h。2.1. 平面设计技术指标的确定2.1.1. 直线（1）直线的适用条件 路线完全不受地形，地物限制得平原区或山区得开阔谷底； 市镇及其近郊或规划方正得农耕区等以直线为主体的地区； 为缩短构造物长度，便于施工，创造有利的引道条件； 平面交叉点附近，为争取较好的行车和通视条件； 双车道公路在适当间隔内设置一定长度的直线，以提供较好的超车路段。（2）直线的最大长度直线的最大长度应有所限制，当采用长的直线线形时，为弥补景观单调之缺陷，应结合沿线具体情况采取相应的措施。规范规定，二级公路最大直线长度为1200米。（3）直线的最小长度规定山岭重丘区二级公路同向曲线间的直线最小长度为6V，即360米。反向曲线间的直线最小长度为2V，即120米。当直线两端没有缓和曲线时，可直接相连,构成S形曲线。2.1.2. 圆曲线圆曲线是平面线形中常用的线形要素，圆曲线的设计主要确定起其半径值以及超高和加宽。（1）圆曲线的最小半径 极限最小半径和一般最小半径平面线形中一般非不得已时不使用极限半径，因此规范规定了一般最小半径。 不设超高最小半径当圆曲线半径大于一定数值时，可以不设超高，允许设置与直线路段相同的路拱横坡。 表21 圆曲线半径 (m)技术指标山岭重丘二级公路一般最小半径 200极限最小半径 125不设超高最小半径路拱1500路拱1900（2）圆曲线的最大半径选用圆曲线半径时，在地形条件允许的条件下，应尽量采用大半径曲线，使行车舒适，但半径过大，对施工和测设不利，所以圆曲线半径不可大于10000米。（3）圆曲线半径的选用在设计公路平面线形时，根据沿线地形情况，尽量采用了不需设加宽的大半径曲线，最大半径为510米，极限最小半径及一般最小半径均未采用，设置曲线最小半径为260米。 （4）平曲线的最小长度公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线（或超高，加宽缓和段）和一段圆曲线的长度；平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线，其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离，由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。平曲线的最小长度：70m平曲线中圆曲线的最小长度取：35m（5）小偏角的曲线长规范规定：转角等于或小于7时，平曲线长度一般值是500/m，低限值是70m。2.1.3. 缓和曲线缓和曲线的最小长度一般应满足以下几方面：(1) 离心加速度变化率不过大；(2) 控制超高附加纵坡不过陡；(3) 控制行驶时间不过短；(4) 符合视觉要求。因此，规范规定：二级公路缓和曲线最小长度为50m.。一般情况下，在直线与圆曲线之间，当圆曲线半径大于或等于不设超高圆曲线最小半径时，可不设缓和曲线。2.1.4. 行车视距行车视距是否充分，直接关系着行车的安全与速度，它是公路使用质量的重要指标之一。行车视距可分为：停车视距、会车视距、超车视距。规范规定，二级公路设计视距应满足会车视距的要求，其长度应不小于停车视距的两倍。工程特殊困难或受其它条件限制的地段，可采用停车视距，但必须采取分道行驶措施。对于山岭重丘区二级公路，停车视距St取40 m，超车视距Sc一般值取200m，低限值取150m。2.1.5. 平面视距的保证汽车在弯道上行驶时，弯道内侧行车视线可能被树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物所遮挡，因此，在路线设计时必须检查平曲线上的视线是否能得到保证，如有遮挡时，则必须清除视距区段内侧适当横净距内的障碍物。当视野内有稀疏的成行树木，单棵树木或灌木，对视线的妨碍不大并可引导行车或能构成行车空间时，则可予以保留。2.2. 纵断面设计技术指标的确定2.2.1. 纵坡纵坡的大小与坡段的长度反映了公路的起伏程度,直接影响公路的服务水平，行车质量和运营成本，也关系到工程是否经济、适用，因此设计中必须对纵坡、坡长及其相互组合进行合理安排。（1）最大纵坡汽车沿纵坡向上行驶时，升坡阻力及其他阻力增加,必然导致行车速度降低。一般坡度越大，车速降低越大，这样在较长的陡坡上，将出现发动机水箱开锅 、气阻、熄火等现象，导致行车条件恶化，汽车沿陡坡下行时，司机频繁刹车，制动次数增加，制动容易升温发热导致失效，驾驶员心里紧张、操作频繁，容易引起交通事故。尤其当遇到冰滑、泥泞道路条件时将更加严重。因而，应对最大纵坡进行限制。最大纵坡值应从汽车的爬坡能力、汽车在纵坡段上行驶的安全、公路等级、自然条件等方面综合考虑，规范对二级公路最大纵坡规定最大纵坡为 7%。（2）最小纵坡各级公路的路堑以及其他横向排水不畅路段，为保证排水顺利，防止水浸路基，规定采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡(0.0%)或小于0.3%的坡度时，其边沟应做纵向排水设计。（3）最小坡长如果坡长过短,变坡点增多，形成”锯齿形”的路段，容易造成行车起伏频繁，影响公路的服务水平，减小公路的使用寿命。为提高公路的平顺性，应减少纵坡上的转折点；两凸形竖曲线变坡点间的间距应满足行车视距的要求，同时也应保证在换档行驶时司机有足够的反应时间和换档时间，通常汽车以计算行车速度行驶9s15s的行程可满足行车舒适和插入竖曲线的要求。标准规定二级公路的 Smin=150m。（4）最大坡长汽车沿长距离的陡坡上坡时，因需长时间低挡行驶，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。一般汽车的爬坡能力以末速度约降低至设计车速的一半考虑，对坡度的最大坡长应加以限。标准规定山岭重丘区二级公路最大坡长如下表：表22二级公路的纵坡长度限制纵坡坡度(%)3456纵坡长度(m)12001000800500（5）平均纵坡平均纵坡是衡量纵断面线形设计质量的一个重要指标。为了合理运用最大纵坡、缓和坡段及坡长，应控制路线总长度内的平均纵坡，规范规定二级公路越岭路线的平均纵坡以接近5.5%(相对高差为200-500米)和5%(相对高差大于500米)为宜。并注意连续3000m路段范围内的平均纵坡不宜大于5.5%。i平均=h/L （22）式中 i平均平均纵坡h相对高差L路线长度2.2.2. 竖曲线为保证行车舒适平顺、安全、视距良好及满足平、竖曲线组合的要求，在变坡点处均应设置竖曲线。竖曲线最小半径(1) 凹形竖曲线最小半径对凹形竖曲线最小半径的确定主要考虑：限制离心力不过大、汽车在跨线桥下行车视距的保证和夜间行车视距的保证和夜间行车前灯照射范围内的视距保证等三个方面。(2) 凸形竖曲线最小半径确定凸形竖曲线最小半径主要考虑保证汽车行驶视距和汽车能够安全行驶通过曲线段。通常当汽车行驶在凸形竖曲线变坡点附近时，由于变坡角的影响在司机的视线范围内将产生盲区。此时司机的视距与变坡角的大小及视线高度有密切关系。当变坡角较小时，不设竖曲线也能保证视距，但变坡角较大时，必须设竖曲线以满足行车视距的要求。一般最小半径和极限最小半径在条件许可的条件下，应尽量满足上述凹、凸竖曲线的视距要求，但上述的最小半径，在条件较差时，并不是设计竖曲线所必须的最小值要求。标准规定在设计速度为60km/h时，凹形竖曲线半径的一般值为2000m；极限值为1400m；凸形竖曲线半径的一般值为1500米，极限值为1000米 ，竖曲线最小长度为35m。当然通常采用大于或等于上述一般最小半径值，当受地形条件及其它特殊情况限制时方可采用上述极限最小半径值。2.3. 平纵配合2.3.1. 平面直线与纵断面直线组合这种线形组合单调、呆板，行驶过程中路线视景不变，容易使司机产生疲劳感。尤其在高速行车时，容易导致交通事故。在交通比较复杂的路段，这种线形组合是有利的。设计中可采取措施来弥补景观单调的不足。2.3.2. 平面直线与纵断面凹形曲线组合这种组合具有较好的视距。在设计中应该注意以下几点：(1) 避免插入较短的凹形竖曲线，或插入小半径曲线（一般应大于最小半径的34倍），以免产生折点。(2) 两个凹形竖曲线间不要插入短直线，此时宜将两个凹曲线合并成一个凹曲线，可改善视觉条件。(3) 长直线的末端不宜插入小半径凹形竖曲线。2.3.3. 平面直线与纵断面凸形曲线组合这种组合视距条件差、线形单调，使司机对前方道路情况无法做出判断，应尽量避免。使用这种组合应注意采用大半径曲线，以保证视距。当连续出现凹形和凸形竖曲线时，会造成不良视觉效果，一般应尽量避免。平面曲线与纵断面直线组合如果平曲线半径选择适当，这种组合效果良好，汽车在这种线形上行驶，可获得良好的景观效果。如果平曲线与直线组合不当，曲线半径过小，或直线长度过短，平曲线半径与纵坡不协调，都会导致线形折曲。这种组合还应满足合成坡度的要求，尤其应避免急转陡坡组合。2.3.4. 平面曲线与纵面曲线组合这两种组合形式很常见，但比较复杂，如果曲线半径适宜，平纵线形要素均衡，可以获得视觉舒适、诱导效果良好的空间曲线。此种组合应注意以下几点：(1) 一般情况下，当平竖曲线半径较大时，宜将平竖曲线半径顶点对应。若两者不能很好的配合，两者的半径都小于某一限度时，宜将平竖曲线拉开相当距离。(2) 平曲线与竖曲线的大小保持均衡(3) 竖曲线的顶部或底部，不得与反向平曲线的拐点重合，尤其是凸形竖曲线，容易造成判断失误。(4) 避免转角小于7的平曲线与坡度角较大的凹形竖曲线组合。(5) 缓和曲线不得与小半径竖曲线重叠。(6) 不宜将小半径平曲线设置在竖曲线的底部或顶部。平竖曲线对应重叠有如下优点：(1) 利于诱导视线(2) 有利于行车安全(3) 线形舒适美观平曲线与竖曲线的各种组合见下图2-1。图2-1 平曲线与竖曲线的各种组合2.3.5. 纵断面设计的步骤(1) 在所确定的路线上，确定加桩路线的地面高程，其高程值详见纵断面图，绘出地面线。标出里程桩号和平面线形信息。(2) 确定控制点。控制点包括：路线起终点；越岭垭口高程；大中桥涵；地质不良地段的最小填土高度和最大挖深；与铁路、公路交叉点；重要的电力（杆）管线的净高；重要城镇过道点等。对于山岭区二级公路也要考虑填挖平衡。(3) 在这些控制点间穿插，初步定出坡度线。(4) 调整坡度线。检查各指标是否满足，使道路的平纵线形协调，同时考虑排水和路基设计的基本要求，其坡度值见纵断面图。(5) 在完成拉坡的纵断面图上，通过坡度和坡长计算纵断面上的设计高程，所得值详见纵断面图。2.4. 技术指标汇总路线特征：路线以平曲线和竖曲线为主体构成空间线性；局部方案多，布线灵活，可能的路线走向多；路线平，纵，横三方面关系密切，相互影响约束较大；线性指标一般高，但指标变化幅度大。下面把上述所确定的在设计中需要的一些技术指标汇总成表，见下表所示（表2-3）。表2-3公路主要技术指标汇总公路分类一般公路公路等级二级公路计算行车速度（km/h）60行车道宽度（m）7.0路基宽度（m）10极限最小半径（m）125一般最小半径（m）200不设超高最小半径（m）1500停车视距（m）40超车视距（m）200最大纵坡（%）6合成坡度（%）9.5最小坡长（m）120缓和曲线最小长度（m）50凸形竖曲线一般最小半径（m）2000凸形竖曲线极限最小半径（m）1400凹形竖曲线一般最小半径（m）1500凹形竖曲线极限最小半径（m）1000竖曲线最小长度（m）50最大直线长度（m）1200最小直线长度（m）同向曲线360反向曲线120以上为本设计所能用到的技术指标，如不全面将在后面的设计中给出。2.5. 线形设计综述选线的基本原则：路线的基本走向必须与公路的主客观条件相适应。要避免少拆迁、少占地，减少填挖方数量以降低和节约公路造价的问题；正确掌握和运用技术标准；选线应重视水文地质问题。不良地质地貌对公路的稳定影响极大，在选线时应尽量绕避。如遇水田、河塘、陡崖、断裂带等特殊地段应尽量避开；重视环境保护，尽量减少施工对自然环境和生态平衡的破坏。本次设计公路为新建二级公路，设计时速为60km/h，路线起终点及其高程由指导老师指定。地形图比例为1:2000，整体地形为丘陵地形，起终点高差21.5米，整体纵坡平缓，中间夹杂大量阶梯型水田以及居民点。总体地形前面大部分较为平缓，由于两侧山坡高度限制需要穿过较大面积水田，路线在水田地段时横纵向排水需要特别注意，接近终点处有一段与路线方向相垂直且高度较高的山脉，选线时确定垭口位置以及上下纵坡较为重要。路线整体走向方向上横向穿过公路的各种碎石路有4条，另外还有一条107水泥路省道与路线交叉，在纵断面设计时在各个相交处应控制路面标高与原路相差在容许范围内。如果因各种原因无法控制标高，。路线与省道相交处的交叉口计划作为专题特色设计课题。平面线形设计首先要选取平面控制点，再通过控制点连线以确定交点坐标。本次设计的地形上重要的控制点有两处：一是前半段的中部有一处山沟，整体标高在375左右；二是后半段需跨越山岭线，选取了整座山最低处的垭口为控制点。由于垭口处的标高达到了393.0，而终点高程只有346.0，正常沿等高线放坡无法达到所需高差，所以路线纵断面在垭口处会形成中间高挖方两边高填方的线形。2.6. 纸上定线及方案比选按照设计规范要求，为了保证设计路线线形最优化，一阶段设计首先在1:2000地形图上选定两种不同的路线方案，并根据平纵面线形、路基结构物的设置、整体填挖量估算等多方面综合评价后选取其中一套方案进行详细设计。由于路线中部开始有重要控制点，后半部分路线走向基本沿地形图中部延伸至越岭线，所以两套方案主要区别在于前半部分的走向。2.6.1. 方案一从路线起点处开始，由于考虑到路线尽量少占用水田及民宅，所以从上侧穿过起点处的水田，并JD1之后利用原来旧路直到交叉处。在K0+468处需设置一座小桥，而原桥在施工时可以利用为便道。在JD1之后用JD2过渡令路线通过第一个重要控制点，之后中间大部分路线均沿地形图中部前行，尽量少占水田与民宅，为避免过长直线中间以JD3过渡。在与省道交叉处需要设置平面交叉口，新建公路与旧路交叉时尽量避免小角度交叉。但是由于哑口位置关系，如果交角过大，路线下方的一处居民聚集区需要全部拆除，综合各方面考虑后，交叉口采用了49的交角，具体交叉口设计在特色设计中介绍。余下路线用JD5过渡至终点。2.6.2. 方案二路线从起点处沿西南方向等高线经过两片居民区，JD1位于在K0+391.988处。方案二同样需要越过河沟，小桥位于K0+520处。JD2位于第一个重要控制点以北120米处，通过转角使路线经过控制点。JD3以后路线走向与方案一相同。2.6.3. 方案对比路线方案比选的评价指标较多，主要有技术、经济、政策及国防上的意义，交通网系中的作用及其联系城镇的多少等指标，本设计中只作技术和经济两类评价指标的比较。方案对比如表2-4所示 表2-4 方案比选表评价指标单位方案一方案二路线长度m3544.8563638.839航空长度m3489.399增长系数1.0161.043转角总和1094233135123转角平均度数21563127017平曲线个数个55最小半径个260200竖曲线个数个98构造物桥涵数量个1515土石方工程数量填m3163710181016挖m389277104394总m3252987285410从表中可以看出，方案一整体技术经济指标要优于方案二。两方案后半部分完全一致，区别主要在于JD3前路线走向不同，方案一走上线，整体高程较高，但是对地形及原有公路和桥梁利用较多，占用农田较少；方案二虽然整体高程较低，减少一个变坡点，纵断面线形平缓，但是占用农田较多，而且路线距离原有道路较远，施工运输不便。综上所述，本次设计采取路线方案一进行详细设计。2.7. 平面详细设计2.7.1. 对原路线方案进行分析详细设计就是将方案比选时选定的方案进一步的细化，通过对全线进行分析，发现原路线基本满足要求，故仅做局部修改。2.7.2. 对原有路线进行修正 主要是重新调整了部分JD处的平曲线半径及缓和曲线长度，并调整了方案比选时设置的涵洞位置。2.8. 纵断面详细设计纵断面详细设计时在满足线形标准的前提下，考虑填挖平衡，但主要的还是考虑路线行车的条件得到满足，同时也要注意路堤最小填土高度、排水要求，保证路面处于干燥和中湿状态。尤其本次路段经过水田较多，水田路段为了保证路基及边坡稳定，一般情况下尽量不设挖方。2.8.1. 纵断面技术指标的确定纵断面设计技术指标与方案比选时相同，见本章2.2小节。2.8.2. 坡度和坡长的确定对于坡度和坡长确定，指标同初步设计的要求，要满足公路工程技术标准（JTG B012003），所做的规定。此外在该详细设计阶段，由于等高线的加密，以及路线方面做了调整，因此在纵断面的设计方面进行了重新的拉坡设计。竖曲线的设计情况及其详细设计计算结果见路线纵断面图以及路基设计表。2.9. 横断面详细设计2.9.1. 横断面的组成对于该设计路段的横断面主要是由行车道、路肩、边沟、排水沟、截水沟和等组成。本设计路段为二级公路，车速定为60km/h，按照公路工程技术标准（JTG B012003），表3.0.11,将路基宽度选定为10米， 其中行车道宽度为23.5m，硬路肩宽为20.75m，土路肩为20.75米。2.9.2. 路拱的确定为了路面排水顺畅和保证行车安全、平稳。坡度过小则排水不畅，且不利于行驶安全。所以路拱坡度应限制在一定的范围内。根据路面类型和当地自然条件，本设计采用2.0的路拱横坡。路肩的设置则为硬路肩采用了与路面坡度相同的2.0%，而土路肩，为了能迅速排出路面上的降水，路拱坡度为3.0。路拱形式采用直线形，以路中线为为基点，设置双向路拱横坡，主要是为便于机械化施工、排水和养护。2.9.3. 弯道的超高与加宽为了满足路线的线形要求，平、纵、横三方面的协调，同时也为了满足行车的舒适性、安全性，要做好路线弯道的超高与加宽设计。根据公路工程技术标准（JTG B012003）可知：在路拱2.0%时，半径小于1500米时，要设超高。当半径小于等于250米时，要设加宽。本次设计路段全线平曲线半径最小为260米，所以可以不设加宽。标准规定，当超高横坡度的计算值小于路拱坡度时，设置等于路拱坡度的超高值或不设超高。第3章 路基、路面3.1. 路基和排水设计综述路基施工和养护均需一定的水分，但是路基和路面周围的水应当严格的控制，该设计路段地处重庆市周边地区，属亚热带山地季风性湿润气候，冬少严寒，夏无酷暑，春迟秋早，雾多湿重，雨量充沛，四季分明。年平均温度在7.817.4之间，年日照11601600小时，常年降雨量9001200毫米。由于经过水田地区填方多，如果侵入路基的水分过多，土基含水量过大，便会引起土质松软，强度降低，发生路基边坡坍塌、冻胀、翻浆等病害，从而降低道路的使用性能，影响行车安全，还将大大降低道路的使用年限。为排出路基、路面内的地面水和地表水，保证路面和路基的稳定，防止路面积水影响行车安全，应设置完善的排水设施。本设计为二级公路，路基路面排水应综合设计使各种排水设施形成一个功能齐全，排水性能强的完整排水系统。排水设计要因地制宜，全面规划、综合治理、经济实用，充分利用有利地形和自然水系。各种路基排水沟渠的设置和连接应尽量不占或少占农田，并与当地农田水利设施相配合，必要时可适当加大涵管孔径或增设涵管等以利于农田灌溉。排水沟渠应选择地形，地质较好的地段通过，以节约加固工程投资。排水沟渠的出水口应尽可能引至天然河沟，不应使水流直接流入农田，损害农业生产。排水构造物的设计应贯彻就地取材的原则，要迅速排出有害水，保证公路运输畅通。3.2. 路基边坡设计边坡设计主要是合理的确定路基边坡坡度。路基边坡坡度可用边坡高度H与边坡宽度b之比值表示，并取H=1.0。路基的边坡，尤其是陡坡地段的路堤边坡及深路堑的挖方边坡，不仅数量大，施工难度高，而且是决定路基稳定性的关键，如果地质与水文条件较差，往往病害严重，甚至因水毁坏，所以合理的确定边坡坡度，对于路基的稳定性至关重要，同时要做好路基的排水、养护和加固设计工作。路基边坡的坡度，应根据当地的自然条件、土石种类及结构边坡高度、施工方法、气候条件、基底的工程地质及水文地质条件进行合理选定。3.2.1. 路堤边坡沿线山体稳定，无不良地质状况，故路堤边坡坡度，可参照下表，结合当地已成的实践经验采用。表31 路堤边坡坡度填料类型边坡最大高度（m）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性土、砂性土、粉性土2012121：1.51：1.7砾石土、粗砂、中砂121：1.5碎石、卵石20881：1.51：1.7不易风化的石块2012121：1.31：1.5根据沿线的工程地质及水文状况，本设计采用的边坡为：1:1.5路堑边坡的稳定性主要与当地的地质地貌、水文条件和排水条件有关。为了防止边坡不稳定而发生塌方等病害，在设计之前，首先用对山坡的自然稳定性做正确的判断。整体岩层，风化较轻，边坡的稳定性一般稳定性较好；岩质山坡上，如风化严重，有与路线平行的台阶的地形，可能出现山坡滑坍；岩质的山坡上有与路线平行的裂缝，可能出现山坡不稳的现象；圆圈状的山坳容易发生滑坡，小的山坳容易发生塌方。本设计采用的路堑边坡为： 1：0.75。当路堑高度大于8米时，其6米以下，坡度为1：1，6米以上坡度为1：1.5，考虑到坡度变化较大，在该处修建1m的碎落台，从而增加边坡的稳定性减少坡面冲刷，起到一定的拦挡上边坡剥落下坠的小石（土）块。平台表面也作浆砌片石防护。3.3. 沟渠设计3.3.1. 边沟设计设置在挖方路基的外侧以及填土高度较低的路堤坡脚外侧的纵向人工沟渠，称之为边沟。其主要功能在于汇集和排出路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟的排水量不大时，一般不需要进行水文、水利计算。依据沿线具体条件，选定标准横断面形式，边沟紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水汇入，也不能与其他人工沟渠和并使用。（1）边沟的断面形式常用的有梯形、矩形、三角形和流线型等几种形式。一般情况，土质边坡宜采用梯形；石质边沟宜采用矩形，以减少沟顶宽度；易于积雪或积沙路段，边沟宜采用流线型，单个采用机械化施工、且用地条件许可时宜采用三角形。国防公路，为了利用车辆横越边沟，宜采用三角形边沟。结合本设计的情况，采用用梯形边沟，边沟采用浆砌片石防护。（2）边沟的断面尺寸公路排水设计规范规定二级公路的边沟的深度不得小于0.4米，本设计中的边沟深度采用0.4米，底宽取0.4米，采用边沟的边坡为内侧1：1。（3）边沟的纵坡和长度为了保证边沟能迅速地排水，边沟纵坡一般与路线纵坡一致（出水口附近除外），平坡路段，边沟宜保持不小于0.5%的纵坡。在工程困难地段宜不得小于0.3%，但边沟口间距宜缩短。在边沟出水口附近以及排水困难路段，如回头曲线和路基超高较大的平曲线等处，边沟应进行特殊设计。为防止边沟水流漫溢或冲刷，通常规定单向排水长度每300500米即应设排水沟，将水引至低洼处，必要时添设涵洞，将水引入路基另一侧。（4） 边沟的出水口a）边沟水流流向路堤坡脚处，纵坡一般较陡。当边沟底到填土坡脚高差过大时，应结合地形和地质条件采取下列措施： 设置排水沟将路堑边沟沿出水口处的山坡引向路基范围以外，不直接冲刷填方路基。 自边沟与填方毗邻处设跌水或急流槽，将水流直接引到填方坡脚之外，以免冲刷，影响路基稳定性。b） 当边沟水流流向桥涵进水口时，为避免边沟流水冲刷，应作如下处理： 在涵洞进口处设置窨井，或根据地形需要，在进口前设置急流槽与跌水等构造物。 当边沟水流向桥涵进水口时，为避免冲刷，应在涵洞进水口前或桥头翼前设置急流槽或跌水构造物将水引走。3.3.2. 截水沟当山坡填方路段可能遭到上方流水的破坏时，必须设置截水沟以拦截山坡水流保护路堤。降水量较少或坡面坚硬及边坡较低以致影响不大时的地段可以不设截水沟。反之则必须设两道或多道截水沟。结合本设计地形横断面特点，不需设置截水沟。3.3.3. 排水沟排水沟主要用于排除来自边沟，截水沟或其它水源的水流，并将其引至路基范围以外的指定地点。排水沟的断面形式一般为梯形，底宽不应小于0.5m，深度按流量确定，但不宜小于0.5m。边坡坡度视土质而定，一般土层可用1：1.5。沟底纵坡以1%3%为宜，纵坡大于3%，需进行加固，大于7%时，应设置跌水或急流槽。排水沟的长度应根据实际需要确定，通常宜在500m以内。排水沟距路基的距离一般不小于34m。3.3.4. 沟渠加固沟渠加固措施应结合地形、地质、纵坡和流速等条件，因地制宜，就地取材，简便易行，经济实用。在边沟与水田结合部分，为了防止边沟中的水流入水田，加设一宽高等尺寸与边沟宽度深度一致的梯形截面挡水带，材料使用浆砌片石。3.4. 路面排水设计3.4.1. 确定路拱坡度路拱坡度的确定，应以路面排水和保证行车安全、平稳为原则。结合当地实际情况，确定路面类型为沥青混凝土路面，查阅相关水文资料，最后确定路拱横坡度为2。3.4.2. 路拱形式的确定 路拱的基本形式有直线形、屋顶线形和抛物线形三种。综合考虑本设计采用直线型路拱，即采用双向坡面，即路拱两侧是倾斜直线，拱顶在路面的中心线上。这种路拱形式有利于机械化施工，如行车后路面稍有沉陷，雨水亦可排出比较符合设计、施工和养护的要求。3.4.3. 路拱横向坡度路肩一般应设置向路基外侧倾斜的横向坡度，为能迅速排出路面上的降水，路肩横向坡度一般应比路面横坡大12，本设计采用路肩坡度为3.0。路肩坡度的方向均向路肩外侧倾斜，以免路肩上的雨水流入行车道。3.5. 排水系统总体规划(1) 因地制宜、全面规划、综合治理、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。(2) 各种排水沟渠应尽量不占或少占农田，并与当地农田水利设施建设相配合。一般情况下，不利用边沟作为灌溉渠道。不得已时，应对边沟加大尺寸，并加固。(3) 对于排水困难和地质不良地段应进行特殊设计。(4) 排水沟渠的出水口应尽可能引接至天然河沟，以减少桥涵工程；不应使水直接流入农田，损害农业生产。(5) 贯彻因地制宜、就地取材的原则，迅速有效的排除路基的“有害水”。3.6. 路基压实标准(1)填方路基应分层铺筑，均匀压实，土质路堤压实标准采用重型击实实验标准，路基压实度标准见下表:表3-2 路基压实度标准表填挖类型路床顶面以下深度(m)路基压实度(%) 零填及挖方00.3950.30.895填方00.8950.81.5941.592（2）零填与挖方段，路床0-30cm范围内经压实达不到要求须换填，换填厚不小于50cm，其压实度不应小于95%；（3）填方为水田路段需清除耕植土，清於厚度不小于60cm，并应进行填前压实，压实度标准应符合上表的要求；（4）本路段路堤范围内，原地面均应清除杂草，伐树除根及清除表土，并整平压实；（5）填石路基的压实要求，应符合公路路基施工技术规范规定或通过实验确定。3.7. 路面类型的确定路面结构设计的目的是提供在特定的使用期限内同所处环境相适应并能承受与其交通荷载适用的路面结构，同时设计路面结构，便于改变道路行驶条件，提高服务水平，满足汽车运输的要求，因此路面应起码具备三个方面的使用要求：平整、抗滑、承载能力。3.7.1. 沿线地质概况及材料来源设计路段内无不良地质概况，沿线附近可采集到砂、碎石、块石、片石、条石，沥青、水泥、钢材、木材、石灰、煤渣等主要材料可根据计划需要供应。考虑到与水泥路面相比，沥青混凝土路面表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜分期修建。所以本设计采用沥青混凝土路面。3.7.2. 路面等级与类型二级公路一般采用沥青混凝土路面，根据设计年限内累计当量标准轴载