陜西秦嶺地區(qū)雙向三級(jí)公路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

1、. 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)題 目：陜西秦嶺地區(qū)雙向三級(jí)公路設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：李博學(xué) 院：系 別：專(zhuān) 業(yè)：道路橋梁與渡河工程班 級(jí)：指導(dǎo)教師： 二零一五年十二月第一章 設(shè)計(jì)資料1.1 陜西秦嶺地區(qū)設(shè)計(jì)資料路線所經(jīng)地區(qū)，位于陜西省重鎮(zhèn)寶雞市附近，北靠寶雞市，南臨秦嶺，屬秦嶺北坡地區(qū)，是寶雞市轄地區(qū)。該地區(qū)屬公路自然區(qū)劃1區(qū)，秦巴山地潤(rùn)濕區(qū)，緊臨3區(qū)（甘東黃土山區(qū)）和4區(qū)（黃渭間山地，盆地輕凍區(qū)）。1.1.1氣候特點(diǎn)該地區(qū)海拔高度在1000 2000米等高線之間，按中國(guó)氣候分區(qū)，屬東南濕熱區(qū)，向青藏高寒區(qū)的過(guò)渡區(qū)，屬全國(guó)道路氣候分2B區(qū)，季節(jié)冰凍，中濕區(qū)，該地區(qū)同時(shí)受冷熱氣

2、流的影響較大，氣候特征屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季降水多，冬季氣溫低。路線所經(jīng)地區(qū)最高月平均地溫25C 32.5C,年平均氣溫在14C 22C之間,極端最高氣溫在0C 4C之間,冰凍現(xiàn)象輕.但當(dāng)偶爾寒流猛烈時(shí),氣溫可降到-10C以下,土壤最大凍深0.3米，最大積雪深度< 0.16米,定時(shí)最大風(fēng)速為15.5m/s 。1.1.2降水量及地下水埋深路線所經(jīng)地區(qū)位于東經(jīng)105110,北緯3035之間,屬中國(guó)暴雨風(fēng)區(qū)的13區(qū),年降水量800mm左右,一般山地多,平地較少,分布規(guī)律為由東向西,由南向北,逐漸降低，潮濕系數(shù)在1.01.5之間,干燥度平均在1.0以下,雨型為夏、秋雨,最大月雨期長(zhǎng)度為3.0

3、3.5天。降雨形式以暴雨為主,雨量多集中在6 8月,約占全年降水量的60% ,冬季降水量?jī)H占全年的45% 。由于該地區(qū)降水量較多，且集中，地面橫坡陡峻，匯流時(shí)間較快，一般匯水面積 10km2，匯流時(shí)間約30分鐘；匯流面積20km2，匯流時(shí)間約45分鐘；沿線地下水埋深一般在3米左右，溝谷處約為2米左右。1.1.3地形與地貌路線所經(jīng)地區(qū)，自然地面橫坡陡峻，清江河從西向東流入渭河，路線沿清江河而上，在清江河發(fā)源地翻越分水嶺而下，其分水嶺西坡陡而東坡較緩，自然橫坡達(dá)40% 左右，自然地面較整齊，短距離內(nèi)高差大，溝谷、河流的縱坡較大，大量隨季節(jié)變化大，除清東河下游處，枯水季節(jié)水量很小，甚至干枯；夏季水流

4、湍急，往往引起山洪暴發(fā)，沖刷力較大，河（溝）內(nèi)為含土礫石，大于60mm的礫石含量占50% 左右，礫石成份主要為花崗巖，個(gè)別礫石的最大粒徑達(dá)45。1.1.4地質(zhì)與土質(zhì)路線所經(jīng)地區(qū)，位于中國(guó)區(qū)域工程地質(zhì)的秦淮山工程地質(zhì)區(qū)和秦巴山地工程地質(zhì)區(qū)的交界，靠近秦巴山地工程地質(zhì)區(qū)，屬陜西省祁連地層區(qū)，紙房-洛南地層小區(qū)（區(qū)），大部為火成變質(zhì)巖山地，巖層為古生界雜巖，以粗?；◢弾r、變質(zhì)巖為主，其次分布有石灰?guī)r，巖性質(zhì)量較好，一般巖層較深處，可采集到級(jí)以上的石料。第四紀(jì)發(fā)生的巖層和近代堆積，以重堆積、殘積土壤為主，土質(zhì)為黃棕粘性土，受大氣和溫度的長(zhǎng)期影響酸堿度為中或微，土質(zhì)為液限粘土呈密實(shí)狀態(tài)，巖石風(fēng)化程度為中

5、等，路線所經(jīng)地帶，土層覆蓋厚度約2.5米左右，土層中20% 為松土，80% 為普通土，50% 為硬土，巖層中10% 為軟石，70% 為次堅(jiān)石，20% 為堅(jiān)石，在清江河發(fā)源處的分水嶺上，此處地質(zhì)良好。1.1.5植被及作物等概括該地區(qū)多為山地，山坡上為山地草甸土壤，是山地灌木叢和草甸的生境。但由于沖刷等原因，土壤中有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分損失迅速，故肥力不高，溝谷和山坡上生長(zhǎng)有稀疏灌木叢和高度在1.0以下的密草，疏林的郁悶度在40% 左右，在平緩的山坡上，種植的作物主要有玉米、麻類(lèi)、谷子、菜籽等。大力開(kāi)展植樹(shù)種草，保持良好的生態(tài)環(huán)境，保證糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，促進(jìn)牧業(yè)和林業(yè)的發(fā)展，是今后一項(xiàng)主要的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略任務(wù)。1

6、.2交通量資料統(tǒng)計(jì)陜西寶雞地區(qū)地形圖編號(hào)地形圖圖紙組合（陜西寶雞地區(qū)地形圖）山嶺重丘區(qū)1:1000預(yù)算十年末交通量（年平均增長(zhǎng)率y=10%）交通組成（%）道路使用性質(zhì)與任務(wù)筑路材料供應(yīng)情況備注12500輛/日解放CA10B：65躍進(jìn)NJ130：15黃河JN150：10東風(fēng)EQ140：10為沿線工農(nóng)業(yè)服務(wù)，是溝通縣、鄉(xiāng)、村的支線公路。沿線可采集多種砂、石料等材料可外購(gòu)供應(yīng)每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)路線長(zhǎng)度為4523456第二章 路線設(shè)計(jì)2.1公路等級(jí)及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定2.1.1交通量分析以及等級(jí)確定1.設(shè)計(jì)原始資料及交通量分析根據(jù)設(shè)計(jì)資料，十年末交通如下：10年末交通量N10=2500輛/日（1）解放CA1

7、0B：2500×65%=1625輛/日 總軸重8.025噸 折算系數(shù)為2.0 換算為小客車(chē)的交通量為1625×2.0=3250輛/日。（2）躍進(jìn)NJ130：2500×15%=375輛/日 總軸重5.84噸 折算系數(shù)為1.5 換算為小客車(chē)的交通量為375×1.5=562.5輛/日。（3）黃河JN150：2500×10%=250輛/日 總軸重15.06噸 折算系數(shù)為3.0 換算為小客車(chē)的交通量為250×3.0=750輛/日。（4）東風(fēng)EQ140: 2500×10%=250輛/日 總軸重9.29噸 折算系數(shù)為2.0 換算為小客車(chē)的

8、交通量為250×2.0=500輛/日。則十年末換算成小客車(chē)的日平均交通量為：輛/日15年末折合成小客車(chē)的年平均日交通量為2.道路等級(jí)確定（1）技術(shù)指標(biāo)分析：根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：雙向兩車(chē)道三級(jí)公路可以適應(yīng)將各種汽車(chē)折合成小客車(chē)的年平均日交通量為20006000輛；根據(jù)計(jì)算顯示，上述交通量滿(mǎn)足雙向兩車(chē)道三級(jí)公路交通量的要求。公路服務(wù)范圍的交通運(yùn)輸要求及技術(shù)經(jīng)濟(jì)調(diào)查資料路線所經(jīng)地區(qū)，位于陜西省重鎮(zhèn)寶雞市附近，北靠寶雞市，南臨秦嶺，屬秦嶺北坡地區(qū)，是寶雞市轄地區(qū)。（2）結(jié)論：應(yīng)擬建雙向兩車(chē)道三級(jí)公路。2.2路線方案設(shè)計(jì)2.2.1選線原則相關(guān)指標(biāo)及要點(diǎn)1.選線原則山嶺區(qū)選線應(yīng)與山嶺區(qū)地

9、形相適應(yīng)。山嶺區(qū)山高、坡陡、溝深、谷窄，流急，地面自然坡度大部分在20°以上，地形十分復(fù)雜，路線平、縱、橫大部分受到地形的限制。但山脈水系清晰，這就給山區(qū)選線指明了方向，一是路線基本走向與分水嶺及溪流方向一致，即順山沿水；二是路線基本走向與分水嶺及溪谷方向橫交，即橫越山嶺。前者按行經(jīng)地帶的部位不同又可分為沿河（溪）線、山腰線和山脊線，后者為越嶺線。在一條路線中，上述幾種形式的路線往往形成幾個(gè)不同的比較方案或被交替使用。由于各種路線所處的位置、地形特征、地質(zhì)條件不同，決定了選、定線時(shí)要解決的主要問(wèn)題也不同。2.2.2技術(shù)指標(biāo)（1)全程設(shè)計(jì)均采用回頭曲線來(lái)克服高差進(jìn)行展線。（2)最大縱坡

10、不大于8%，最小縱坡不小于0.3%，還有坡長(zhǎng)限制。（3）設(shè)計(jì)車(chē)速30km/h。（4）行車(chē)道寬度3.25m，土路肩寬度0.5m。2.2.3選線要點(diǎn)（1）合理運(yùn)用技術(shù)指標(biāo) 平原區(qū)路線地勢(shì)平坦開(kāi)闊，起伏不大，選線時(shí)沒(méi)有高程阻礙，路線走向可以自由選擇，故平面線形應(yīng)采用較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，盡量避免采用長(zhǎng)直線或小偏角，但不應(yīng)為了避免長(zhǎng)直線而隨意轉(zhuǎn)彎。在避讓局部障礙物時(shí)要注意線形的連續(xù)和舒緩。平原區(qū)城鎮(zhèn)較多，居民集中，經(jīng)濟(jì)文化發(fā)達(dá)，人文環(huán)境豐富，選線時(shí)不論通過(guò)或者避讓?zhuān)家⒁馀c當(dāng)?shù)靥幚砗藐P(guān)系，注意技術(shù)上的合理性。（2）正確處理道路與農(nóng)業(yè)的關(guān)系 平原區(qū)新建公路要占用一些農(nóng)田，這是不可避免的，但要盡量避免占用高產(chǎn)

11、農(nóng)田。布線時(shí)要從路線對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的作用，對(duì)支持農(nóng)運(yùn)的效果，地形條件，工程數(shù)量，交通運(yùn)輸費(fèi)用等方面全面分析比較。路線應(yīng)與農(nóng)田水利建設(shè)相配合，有利于農(nóng)田灌溉，盡可能和灌溉渠道相交。（3）正確處理好路線與城鎮(zhèn)的關(guān)系 要盡量避免道路穿越城鎮(zhèn)，工礦區(qū)及密集的居民點(diǎn)。做到“靠村不進(jìn)村，利民不擾民”，既方便交通，又保障安全。路線應(yīng)盡量避開(kāi)中要的電力電訊設(shè)施,必須靠近或穿越時(shí)，應(yīng)保持足夠的距離和凈空，盡量不拆或者少拆各種電力電訊設(shè)施。（4）正確處理好路線與橋位的關(guān)系 平原區(qū)河流湖泊較多，橋涵工程大，路線在跨越水道時(shí)，無(wú)論在平面還是縱斷面上，都應(yīng)盡可能保證路線的平順性。特大橋是路線基本走向的控制點(diǎn)，大橋原則上是服

12、從路線的總方向并滿(mǎn)足橋頭接線的要求，橋路綜合考慮。（5）正確處理新路與舊路的關(guān)系 當(dāng)舊路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高時(shí)，且新建道路主要為集散道路時(shí)，適宜利用和改造舊路，這樣還可以少占農(nóng)田，節(jié)約公路用地。本道路為汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)道，主要解決長(zhǎng)距離的運(yùn)輸問(wèn)題，則將原有舊路留作輔到供地方交通和農(nóng)用機(jī)車(chē)?yán)?。?）注意土壤水文條件 平原地區(qū)的土壤水文條件較差，特別是河網(wǎng)湖區(qū)。地勢(shì)低平，地下水位高，使路基穩(wěn)定性差，因此應(yīng)盡量沿接近分水嶺的地勢(shì)布線。當(dāng)遇到較大面積的湖泊時(shí)，盡量避讓?zhuān)缧璐┰綍r(shí)，應(yīng)在最窄最淺和基底坡面較穩(wěn)定處通過(guò)，并采用有效措施，保證路基的穩(wěn)定。（7）注意路基用土與就地取材 平原區(qū)一般缺乏石材，路線應(yīng)盡可能靠

13、近建筑材料產(chǎn)地，以減少施工，養(yǎng)護(hù)材料費(fèi)用。2.2.4選線注意事項(xiàng)本設(shè)計(jì)圖紙共三張（2,3，4），比例為1：1000，每?jī)蓷l等高線的高差為2米。地形起伏很大，屬于山嶺重丘區(qū)。整個(gè)地段，群山環(huán)抱，總體而言地勢(shì)險(xiǎn)要。結(jié)合考慮地形情況及所在地秦嶺的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益等因素，在路線設(shè)計(jì)時(shí)，選取控制點(diǎn)重點(diǎn)應(yīng)注意以下問(wèn)題：為了盡可能消除或減輕回頭展現(xiàn)對(duì)于行車(chē)、施工、養(yǎng)護(hù)不利的影響，要盡量把回頭曲線間的距離拉長(zhǎng)，以分散回頭曲線、減少回頭個(gè)數(shù)?；仡^展現(xiàn)對(duì)不良地形、地質(zhì)的避讓有較大的自由度。2.3路線平面設(shè)計(jì)2.3.1設(shè)計(jì)原則與相關(guān)指標(biāo)1.平面設(shè)計(jì)原則（1）平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形、地物相適應(yīng)，與周?chē)h(huán)境

14、相協(xié)調(diào)。（2）行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺(jué)和心理上的要求對(duì)高速公路應(yīng)盡量滿(mǎn)足。（3）保持平面線形的均衡和連貫。（4）應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形。（5）平曲線應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度。（6）注意與縱斷面線形的組合。（7）平面交叉前后應(yīng)盡量緩和。（8）考慮與沿途土地利用的關(guān)系（9）考慮與既有公路網(wǎng)的關(guān)系，不形成多路交叉和變形交叉。（10）考慮施工上的因素。2.3.2平曲線要素計(jì)算各曲線要素計(jì)算如下：(1) JD1 =26 ° 假設(shè)Ls=30m R=150m JD1:K0+273.5 ZH:JD1-T=K0+273.5-49.683=K0+223.817 HY:ZH+Ls=K0+223.817

15、+30=K0+253.817 YH:HY+L-2Ls= K0+253.817+38.033=K0+291.847 HZ:YH+Ls= K0+291.847+30= K0+321.847 QZ:HZ-L/2= K0+291.847-98.033/2=K0+272.832 JD1:QZ+D/2= K0+272.832+1.333/2=K0+273.5(2) JD2 =53 ° 假設(shè)Ls=50m R=100m JD2:K0+549.50 ZH:JD2-T= K0+549.5-75.326=K0+474.174 HY:ZH+Ls= K0+474.174+50= K0+524.174

16、 YH:HY+L-2Ls= K0+524.174+42.456=K0+566.630 HZ:YH+Ls= K0+566.630+50= K0+616.630 QZ:HZ-L/2= K0+616.630-142.456/2=K0+545.402 JD2:QZ+D/2=K0+549.50 (3) JD3 =50° 假設(shè)Ls=65m R=156m JD3:K0+722.330 ZH:JD3-T= K0+722.330-105.693=K0+616.637 HY:ZH+Ls= K0+616.637+65=K0+681.637 YH:HY+L-2Ls= K0+681.637+71.067=K0

17、+752.704 HZ:YH+Ls= K0+752.704+65=K0+817.704 QZ:HZ-L/2=K0+817.704-201.067/2=K0+717.1705 JD3:QZ+D/2=K0+717.1705+10.319/2=K0+722.33 (4) JD4 =57 ° 假設(shè)主曲線半徑R=20m，回旋線參數(shù)A=25 輔助曲線半徑r=100m，回旋線參數(shù)A1=50 B=7.5m C=1.4m i=1:1 i0=0.3 主曲線：m 輔助曲線：m mm=m1+m2=15.26+12.49=27.75m m m m m D=d+T1+m2=53.84+21.40+12

18、.49=87.73m m m S=2(2L1+K+L)+K0=2(225+16.97+31.25)+28.462=224.902m Z>Z1 即56.403m>12.71m，則可以。 JD4：K0+990 第一輔助曲線：ZH:JD4-D=K0+990-87.73=K0+902.27 HY:ZH+L1= K0+902.27+25= K0+927.27 YH:HY+K= K0+927.27+16.97=K0+944.24 HH:YH+L1= K0+944.24+25=K0+969.24 QZ:K0+935.755 主曲線： HY:HH+L= K0+969.24+31.25=K1+000

19、.49 YH:HY+K0= K1+000.49+28.462=K1+028.952 HH:YH+L= K1+028.952+31.25=K1+060.202 QZ:HY+K0/2= K1+000.49+28.462/2=K1+014.721 第二輔助曲線：HY:HH+L1= K1+060.202+25=K1+085.202 YH:HY+K= K1+085.202+16.97=K1+102.172 HZ:YH+L1= K1+102.172+25=K1+127.172 QZ:HY+K/2= K1+085.202+16.97/2=K1+093.687 (5) JD5 =129° 假設(shè)Ls=

20、30m R=40m JD5:K1+317.172 ZH:JD5-T=K1+218.448 HY:ZH+Ls= K1+218.448+30=K1+248.448 YH:HY+L-2Ls= K1+308.461 HZ:YH+Ls=K1+308.461+30=K1+338.461 QZ:HZ-L/2= K1+338.461-120.013/2=K1+278.4545 JD6:QZ+D/2=K1+317.172 (6) JD6 =36 ° 假設(shè)Ls=30m R=10m JD6:K1+497.245 ZH:JD6-T= K1+497.245-47.603=K1+449.642 HY:

21、ZH+Ls=K1+449.642+30=K1+479.642 YH:HY+L-2Ls= K1+479.642+32.8=K1+512.442 HZ:YH+Ls=K1+512.442+30=K1+542.442 QZ:HZ-L/2= K1+542.442 -92.8/2=K1+496.042JD6:QZ+D/2= K1+496.042+2.406/2= K1+497.245 (7) JD7 =26 ° 假設(shè)Ls=40m R=194m JD7:K1+607.303 ZH:JD7-T= K1+607.303-64.861=542.442 HY:ZH+Ls=542.442+40=

22、K1+582.4427 YH:HY+L-2Ls= K1+582.4427 +47.99=K1+630.432HZ:YH+Ls= K1+630.432+40= K1+670.432 QZ:HZ-L/2= K1+670.432-27.99/2=K1+606.437 JD7:QZ+D/2= K1+606.437+1.72/2=K1+607.303 (8) JD8 =22 ° 假設(shè)Ls=50m R=297m JD8:K1+873.225 ZH:JD8-T= K1+873.225-82.793=K1+790.432 HY:ZH+Ls= K1+790.432+50= K1+840.43

23、2 YH:HY+L-2Ls= K1+840.432+63.982=K1+904.414 HZ:YH+Ls=K1+904.414+50=K1+954.414 QZ:HZ-L/2= K1+954.414 -163.982/2=K1+872.423 JD6:QZ+D/2= K1+872.423+1.604/2= K1+873.225 (9) JD9 =11 ° 假設(shè)Ls=30m R=350m JD8:K2+017 ZH:JD8-T= K2+017-48.71=K1+968.29 HY:ZH+Ls= K1+968.29+30= K1+968.29 YH:HY+L-2Ls= K1+9

24、68.29+37.161=K2+035.451 HZ:YH+Ls= K2+035.451+30= K2+065.451 QZ:HZ-L/2= K2+065.451 -97.161/2=K2+016.8705 JD6:QZ+D/2= K2+016.8705+0.259/2= K2+017 2.4縱斷面設(shè)計(jì) 路線的縱斷面是指沿著公路中線豎直剖切然后展開(kāi)的線。把公路的縱斷面圖與平面圖結(jié)合起來(lái),就能準(zhǔn)確地定出公路的空間位置?？v斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線,它是根據(jù)中線上各樁點(diǎn)的高程而點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線，反映了沿著中線地面的起伏變化情況；另一條設(shè)計(jì)線是一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了公路路線

25、的起伏變化情況?？v斷面設(shè)計(jì)線是由直線和豎曲線組成的。高速公路和一級(jí)公路采用中央分隔帶的外側(cè)邊緣高程作為路基設(shè)計(jì)高程。2.4.1縱斷面設(shè)計(jì)原則（1）縱坡的設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足相關(guān)的各項(xiàng)規(guī)定。（2）縱坡應(yīng)有一定的平順性，起伏不宜過(guò)于頻繁。（3）縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)沿線地形、地下管線、地質(zhì)、水文、氣候和排水等綜合考慮，保證道路的穩(wěn)定和通暢，尤其平直線應(yīng)注意排水。（4） 一般情況下縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)考慮填挖平衡，盡量使挖方運(yùn)作就近路段填方，以減少?gòu)U方和借方，降低造價(jià)和節(jié)省用地。（5）平原微丘地區(qū)地下水埋深較淺，或池塘、湖泊分布較廣，縱坡除應(yīng)滿(mǎn)足最小縱坡要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足最小填土高度要求，保證路基穩(wěn)定。(6) 對(duì)連接縱坡，如大中

26、橋等，縱坡應(yīng)和緩，避免產(chǎn)生突變，交叉處前后的縱坡應(yīng)緩一些。 (7）在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，充分考慮通道和農(nóng)田水利等方面的要求。2.4.2豎曲線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1)最大縱坡：是指在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)各級(jí)道路允許使用的最大坡度值。各級(jí)公路最大縱坡見(jiàn)下表2-1-1。 表2-2-1 各設(shè)計(jì)車(chē)速下公路最大縱坡設(shè)計(jì)速度（km/h）1201008060403020最大縱坡（%）3456789(2)理想最大縱坡：是指設(shè)計(jì)車(chē)型在油門(mén)全開(kāi)的情況下，持續(xù)以希望速度等速行駛所能克服的坡度。 (3)不限長(zhǎng)度最大縱坡：是指設(shè)計(jì)車(chē)型在油門(mén)全開(kāi)的情況下，持續(xù)以容許速度等速行駛所能克服的坡度。容許速度一般為設(shè)計(jì)速度的1/22/3（高速路取低限，

27、低速路取高限）。 （4）最小縱坡：各級(jí)公路在特殊情況下容許使用的最小坡度值。最小縱坡值：0.3%，一般情況下0.5%為宜。 （5）最小限制坡長(zhǎng)：最小坡長(zhǎng)規(guī)定汽車(chē)以設(shè)計(jì)速度的915S 的行程為宜。30km/h的公路，最小坡長(zhǎng)一般值為400m，最小坡長(zhǎng)最小值為250m。 （6）最大坡長(zhǎng)限制：指控制汽車(chē)在坡道上行駛，當(dāng)車(chē)速下降到最低容許速度時(shí)所行駛的距離。各縱坡坡長(zhǎng)限制見(jiàn)下表2-1-2。 表 2-1-2 設(shè)計(jì)車(chē)速30km/h時(shí)縱坡長(zhǎng)度限制表縱坡坡度（%）坡長(zhǎng)（m）8300750067005900411003無(wú)2.4.3豎曲線要素計(jì)算（1）豎曲線計(jì)算公式 式中：兩縱坡段的坡差(%)；L豎曲線長(zhǎng)度(m)

28、；T切線長(zhǎng)度(m)；E外矩(m)； R豎曲線半徑(m)根據(jù)平面設(shè)計(jì)成果，把握沿線地勢(shì)地形情況，進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)和縱曲線設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，遵循縱坡坡度、坡長(zhǎng)以及豎曲線設(shè)計(jì)的規(guī)范要求，具體計(jì)算如下：(1） 第一個(gè)變坡點(diǎn)要素計(jì)算：第一個(gè)變坡點(diǎn)位置：K0+545.402 R=2700 i1=4 % i2=7.6% 凹型曲線豎曲線要素計(jì)算： 凹型曲線曲線長(zhǎng):97.2米切線長(zhǎng):48.6米 外距:0.4米豎曲線上其他樁號(hào)高程計(jì)算：起點(diǎn)（QD）高程： H=1060米終點(diǎn)（ZD）高程： H=1065.7米K0+520: K0+540: QZ點(diǎn): （2） 第二個(gè)變坡點(diǎn)要素計(jì)算第二個(gè)變坡點(diǎn)位置：K0+860 R=1300

29、 i1=7.6% i2=2.9% 豎曲線要素計(jì)算： 凸型曲線60.1米 切線長(zhǎng)：30.5米 外距：0.36米豎曲線上其他樁號(hào)高程計(jì)算：起點(diǎn)（QD）樁號(hào)：K0+829.5起點(diǎn)（QD）高程： H=1083.7米終點(diǎn)（ZD）樁號(hào)：K0+890.5終點(diǎn)（ZD）高程： H=1086.9米（3） 第三個(gè)變坡點(diǎn)要素計(jì)算第三個(gè)變坡點(diǎn)位置：K1+278.455 R=2800 i1=2.9% i2=7.1% 豎曲線要素計(jì)算： 凹型曲線118米 切線長(zhǎng)：59米 外距：0.62米豎曲線上其他樁號(hào)高程計(jì)算：起點(diǎn)（QD）樁號(hào)：K1+219.455起點(diǎn)（QD）高程：H=1096.9米終點(diǎn)（ZD）樁號(hào)：K0+337.455終

30、點(diǎn)（ZD）高程：H=1102.7米（4） 第四個(gè)變坡點(diǎn)要素計(jì)算第四個(gè)變坡點(diǎn)位置：K1+606.473 R=2300 i1=7.1% i2=2.7% 豎曲線要素計(jì)算： 凸型曲線101.2米 切線長(zhǎng)：50.6米 外距：0.56米豎曲線上其他樁號(hào)高程計(jì)算：起點(diǎn)（QD）樁號(hào)：K1+555.837起點(diǎn)（QD）高程： H=1118.4米終點(diǎn)（ZD）樁號(hào)：K1+657.037終點(diǎn)（ZD）高程： H=1123.4米（5） 第五個(gè)變坡點(diǎn)要素計(jì)算第五個(gè)變坡點(diǎn)位置：K1+860R=900 i1=2.7% i2=8.0% 豎曲線要素計(jì)算： 凹型曲線47.7米 切線長(zhǎng)：24米 外距：0.32米豎曲線上其他樁號(hào)高程計(jì)算：

31、起點(diǎn)（QD）樁號(hào)：K1+836起點(diǎn)（QD）高程： H=1128.4米終點(diǎn)（ZD）樁號(hào)：K1+884終點(diǎn)（ZD）高程： H=1130.9米第三章 路基路面設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)原則及技術(shù)指標(biāo)3.1.1 路基設(shè)計(jì)原則：穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，防水性能好，整體性能好，經(jīng)濟(jì)耐用。3.1.2路面設(shè)計(jì)原則：平整度高，整體性好，抗滑能力強(qiáng)，高溫穩(wěn)定性好，水穩(wěn)性好，3.1.3 排水設(shè)施設(shè)計(jì)原則：(1) 設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查，查明水源與地質(zhì)條件，重要路段要進(jìn)行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃。(2）排水設(shè)施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究實(shí)效、注意經(jīng)濟(jì)，并充分利用有利地形和自然水系。(3）各種路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水

32、利相配合，必要時(shí)可適當(dāng)?shù)卦鲈O(shè)涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基穩(wěn)定。(4）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。(5）路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，又必須講究經(jīng)濟(jì)效益。(6）為了減少水對(duì)路面的破壞作用，應(yīng)盡量阻止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水。(7）降落在路面上的雨水，應(yīng)通過(guò)路面橫向坡度向兩側(cè)排走，避免行車(chē)道路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水。(8）路面縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡破面不會(huì)受到?jīng)_刷的情況下，應(yīng)采用在路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面表面水。3.2路基設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)按照要求

33、，選擇了其中一千米的橫斷面，其樁號(hào)為K0+200.00K1+200.00。公路橫斷面是中線上各點(diǎn)的法向切平面, 它是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所構(gòu)成的, 包括路面、路肩、邊溝、邊坡以及截水溝等。公路橫斷面的組成和各部分的尺寸要根據(jù)設(shè)計(jì)交通量、交通組成、設(shè)計(jì)速度、地形條件等因素確定。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, 使道路發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。路基橫斷面的典型形式，可歸納為填方路基路堤、挖方路基路塹和填挖結(jié)合等三種類(lèi)型。在本次設(shè)計(jì)山嶺重丘區(qū)的一公里橫斷面圖中，以上三種橫斷面形式均有涉及，故較典型。 3.2.1填方路基及填料選擇為了控制與舊路交叉以及與

34、河道交叉滿(mǎn)足凈空高度的要求，填方路堤在本路段會(huì)出現(xiàn)超過(guò)20米的地方，但是不太多，一般均控制在10米左右。路基左右邊坡坡度均控制在1:1.5，且對(duì)于高陡填路堤采用設(shè)置擋土墻的辦法進(jìn)行邊坡加固處理，詳細(xì)見(jiàn)路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖。另外在此地區(qū)屬于黃棕粘性土，不能直接作為路基填料，應(yīng)采用摻灰的質(zhì)量好的土。3.2.2挖方路基及挖余處理本路段地處山嶺重丘區(qū)，全挖方路段也較多，且存在深挖方路段，總體挖方量略大于填方量。對(duì)于挖方路段的石質(zhì)邊坡控制在1:0.3，土質(zhì)挖方邊坡控制在1:0.75。詳見(jiàn)路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖。由于本路段所在地區(qū)覆土高度2.5米，因此挖出的石料可作為填方用料，但仍有棄料，故建議在距離線路不遠(yuǎn)處的山

35、包處可設(shè)置土石方廢棄地點(diǎn)，且不可占用良田。3.2.3半填半挖路基由于地勢(shì)陡峻，地形復(fù)雜，因此在本路段設(shè)計(jì)中，也會(huì)出現(xiàn)半填半挖路基，對(duì)于本路段出現(xiàn)的半填半挖路基，邊坡按1：1.3的坡度設(shè)計(jì)，且根據(jù)«道路設(shè)計(jì)規(guī)范»進(jìn)行合理分析設(shè)計(jì)。詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖。3.2.4超高設(shè)計(jì)計(jì)算(1)超高計(jì)算所涉及的公式為了抵消曲線路段上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力,將路面做成外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡的超高形式。當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)速30Km/h，路線設(shè)計(jì)中平曲線的半徑R<250m時(shí)，必須設(shè)置超高段。設(shè)計(jì)中各交點(diǎn)半徑均小于250m，所以均要設(shè)置超高。超高值計(jì)算公式如下： 超高緩和段： 由直線段的雙向橫坡斷面

36、漸變到圓曲線段全超高的單向橫坡斷面，其間必須設(shè)超高緩和段,公路超高緩和段長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 式中： Lc超高緩和段長(zhǎng)度(m)； B旋轉(zhuǎn)軸至行車(chē)道(設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶)外側(cè)邊緣的寬度。 超高坡度與路拱坡度代數(shù)差(%)； p超高漸變率，采用1/75；超高緩和段長(zhǎng)度確定主要從兩個(gè)方面來(lái)考慮：一是從行車(chē)舒適性來(lái)考慮，緩和段長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好；二是從橫向排水來(lái)考慮，緩和段長(zhǎng)度短些好。超高計(jì)算公式如下：圓曲線段上：緩和過(guò)度段上： (2)在所選的一公里范圍路段內(nèi)，涉及到了1個(gè)回頭曲線。第一平曲線 ： 取 則 繞邊線(行車(chē)道內(nèi)側(cè)邊緣)旋轉(zhuǎn),有公式 則 p=1/75 , B=b=6.5 , i=ic =2% 取Lc=

37、30m 圓曲線（HY K0+253.817YH K0+291.850）超高：外緣 中線 內(nèi)緣 過(guò)渡段上的點(diǎn)(K0+223.817,K0+252.817)K0+240(X=16.183<X0)外緣: 中線： 內(nèi)緣：第二平曲線：R=100，Bj=1.0，ic=0.04， 米 圓曲線(HY K0+524.174YH K0+566.630)超高外緣 中線 內(nèi)緣 過(guò)渡段上的點(diǎn)（K0+480，K2+920）K0+480(X=6 <X0)外緣：中線：內(nèi)緣：K0+500(X=25.826>X0)外緣中線：內(nèi)緣： K0+520：外緣：中線：內(nèi)緣：K0+580：X> X0外緣：中線：內(nèi)緣：

38、K0+600X <X0外緣：中線：內(nèi)緣：第三平曲線 圓曲線上（HY K0+681.637YZ K0+752.704）超高外緣 中線 內(nèi)緣 過(guò)渡段上的點(diǎn)K0+616.630(X=3.37<X0)：外緣中線 內(nèi)緣：K0+640（X=23.37<X0）外緣：中線 內(nèi)緣：第四回頭曲線段副曲線 圓曲線上（HY K0+927.270YH K0+944.240）超高外緣 中線 內(nèi)緣 過(guò)渡段上的點(diǎn)K0+920 (X=17.730<X0)外緣中線 內(nèi)緣 K0+960：(X=9.24<X0)外緣中線 內(nèi)緣 主曲線X0=12.5m 圓曲線上（HY K1+000.490YH K1=028

39、.952）超高外緣 中線 內(nèi)緣 過(guò)渡段上的點(diǎn)K0+980(X<X0)外緣 中線 內(nèi)緣 K1(X>X0)外緣：中線：內(nèi)緣：第二副曲線X0=25m 圓曲線上（HY K1+085.202YH K1+93.687）超高外緣 中線 內(nèi)緣 過(guò)渡段上的點(diǎn)K1+080(X<X0)外緣 中線 內(nèi)緣 K1+120：(X<X0)外緣： 中線 內(nèi)緣 注：以上所計(jì)算的超高值均是相對(duì)未超高之前的值。3.3路面設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)屬于新建三級(jí)公路路面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)段處在陜西秦嶺地區(qū)。氣候特點(diǎn)、降水量及地下水、地形與地貌方面、地質(zhì)與土質(zhì)等資料見(jiàn)第一章介紹。此設(shè)計(jì)為瀝青路面設(shè)計(jì)。3.3.1交通分析根據(jù)設(shè)計(jì)資料，十年末

40、交通如下：10年末交通量N10=2500輛/日（1）解放CA10B：2500×65%=1625輛/日 總軸重8.025噸 折算系數(shù)為2.0 換算為小客車(chē)的交通量為1625×2.0=3250輛/日。（2）躍進(jìn)NJ130：2500×15%=375輛/日 總軸重5.84噸 折算系數(shù)為1.5 換算為小客車(chē)的交通量為375×1.5=562.5輛/日。（3）黃河JN150：2500×10%=250輛/日 總軸重15.06噸 折算系數(shù)為3.0 換算為小客車(chē)的交通量為250×3.0=750輛/日。（4）東風(fēng)EQ140: 2500×10%=2

41、50輛/日 總軸重9.29噸 折算系數(shù)為2.0 換算為小客車(chē)的交通量為250×2.0=500輛/日。將上述交通量反推到第一年初的每日交通量，其匯總后得到下表3-1-2（1） 當(dāng)量軸次計(jì)算 （2） 當(dāng)量軸次計(jì)算見(jiàn)下表。 車(chē)型交通量（輛/d）后軸前軸總換算系數(shù)當(dāng)量軸次（輛/d)軸數(shù)系數(shù)C1輪阻系數(shù)C2后軸重（KN）后軸換算系數(shù)軸數(shù)系數(shù)C1輪阻系數(shù)C2前軸重（KN）前軸換算系數(shù)解放CA10B6271160.850.115（0.019）16.4（18.5）19.400.115（0.019）72（12）躍進(jìn)NJ1301451138.200.015（0）16.4（18.5）20.2000.015

42、（0）2（0）黃河JN1509611101.601.071（1.135）16.4（18.5）49.000.287（0）1.358(1.135)131(109)東風(fēng)EQ140961169.200.202（0.053）16.4（18.5）23.7000.202（0.053）19（5）匯總224（126）（2)累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算：取設(shè)計(jì)年限為10年，材料中給出了10年末的交通量2500輛/日，將其轉(zhuǎn)化為第一年初的車(chē)輛數(shù)：n1=224 ， n2=126 ，車(chē)道系數(shù) 3.3.2路面結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）結(jié)構(gòu)組合與材料選取： 根據(jù)以上計(jì)算得到的設(shè)計(jì)年限的累計(jì)當(dāng)量軸次，由規(guī)范推薦的結(jié)構(gòu)組合初擬結(jié)構(gòu)如下：面

43、層采用6cm的AC-16，基層為15cm的水穩(wěn)碎石，底基層為石灰土，墊層采用15cm天然砂礫。（2）土基回彈模量確定：選用瀝青混凝土面層（As=1.0），路線經(jīng)過(guò)地區(qū)屬V1區(qū)，土質(zhì)為黃棕粘性土，沿線地下水埋深一般在3米左右，溝谷處約為2米左右，初定為中濕，查得=39Mpa>30Mpa，土路基不必進(jìn)行特殊處理。根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)果，初定路面結(jié)構(gòu)及力學(xué)計(jì)算參數(shù)列于表中：層次結(jié)構(gòu)層名稱(chēng)厚度hi(cm)計(jì)算彎沉Ei(Mpa)計(jì)算瀝青混凝土應(yīng)力計(jì)算石灰土應(yīng)力計(jì)算瀝青混凝土剪應(yīng)力Ei(Mpa)sp(Mpa)Ei(Mpa)sp(Mpa)Ei(Mpa)C(Mpa)(º)1AC-1661400

44、18001.214007000.25412水穩(wěn)碎石20130013000.6130012003石灰土?6006000.256000.256004天然砂礫15150150150150土基39393939（3）驗(yàn)算路面結(jié)構(gòu)：利用彈性三層連續(xù)體系的諾莫圖求解： 按彎沉指標(biāo)要求計(jì)算石灰土層厚度 設(shè)計(jì)彎沉： 綜合修正系數(shù)： 將五層體系簡(jiǎn)化成上層為AC-16，中層水穩(wěn)碎石以及土基組成的三層體系。 由：，, 查圖：得，則 又查得：，即H=2.5×10.65=26.625cm，代入當(dāng)量厚度換算公式： 解得，考慮到施工要求，取 算AC-16面層層底拉應(yīng)力： 仍以上述求算h3時(shí)簡(jiǎn)化的三層體系求解 抗拉強(qiáng)

45、度結(jié)構(gòu)系數(shù)： 容許拉應(yīng)力： 由：， 查圖發(fā)現(xiàn)拉應(yīng)力系數(shù)已不能從圖中查到，表明瀝青混凝土層底將受壓應(yīng)力（或拉應(yīng)力很?。瑧?yīng)視為拉應(yīng)力驗(yàn)算通過(guò)。 驗(yàn)算水穩(wěn)碎石層底拉應(yīng)力： 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： 容許拉應(yīng)力： 將石灰土、天然砂礫作為中層，以上作為上層，土基作為下層。 ， 查圖得：， 滿(mǎn)足要求 驗(yàn)算石灰土層底拉應(yīng)力： 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： 容許拉應(yīng)力： 由于石灰土層下有天然砂礫層，故天然砂礫層作為中層，以上作為上層。 ， ， 查圖發(fā)現(xiàn)拉應(yīng)力系數(shù)已不能從圖中查到，表明石灰土土層底將受壓應(yīng)力（或拉應(yīng)力很小），應(yīng)視為拉應(yīng)力驗(yàn)算通過(guò)。 驗(yàn)算高溫月份緊急制動(dòng)時(shí)AC-16面層剪應(yīng)力： 仍將五層體系簡(jiǎn)化成上層為AC-1

46、6、中層為水穩(wěn)碎石的三層體系，摩阻系數(shù) f=0.5。 由：， 查圖得： ， 查圖得： ， 抗剪強(qiáng)度： 抗剪強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： 則容許剪應(yīng)力： > 滿(mǎn)足要求 算防凍厚度： 道路凍深 由表8-9，表8-10和表8-11分別查得 已知，則 查表8-2，得最小防凍厚度為45cm。線面總厚度為6+20+15+17=58 滿(mǎn)足要求綜上所述，所擬結(jié)構(gòu)合理，可以采用。第四章 穩(wěn)定性驗(yàn)算路基的崩塌、坍塌、滑坡或沉落等失穩(wěn)現(xiàn)象，通常表現(xiàn)為巖土體因失去側(cè)向和豎向支撐而傾倒，或者沿某一剪切破壞面（軟弱面）滑動(dòng)及塑性流動(dòng)。路基穩(wěn)定性分析，可采用工程地質(zhì)法和力學(xué)驗(yàn)算法。對(duì)滑動(dòng)穩(wěn)定問(wèn)題，力學(xué)驗(yàn)算法目前大多根據(jù)極限平衡原理，并常用條分法求算安全系數(shù)，來(lái)判斷路基是否屬于穩(wěn)定。若路基可能或已出現(xiàn)失穩(wěn)，應(yīng)采取有效的預(yù)防和整治措施。該路段填方最大為17.9，挖方最大為16.5米，取最高處