二級公路畢業(yè)設(shè)計計算書

1、<p><b>　　緒論</b></p><p>　　龍山茨巖塘至永順靈溪鎮(zhèn)二級公路設(shè)計對于湖南省湘西土家族苗族自治州境內(nèi)的經(jīng)濟(jì)民生有著重要作用。選擇這段二級公路設(shè)計對我們的學(xué)習(xí)和以后的工作有著現(xiàn)實意義。</p><p>　　改革開放以來，國家把交通作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點之一，為公路交通事業(yè)快速發(fā)展提供了機(jī)遇。這一階段的工作方針是統(tǒng)籌規(guī)劃、條塊結(jié)合、分層

2、負(fù)責(zé)、聯(lián)合建設(shè)，統(tǒng)籌渠道是國家投資、地方籌資、社會融資、引進(jìn)外資。1978年以來，是我國公路事業(yè)發(fā)展最快、建設(shè)規(guī)模最大、最具活力的時期。期間我國10~20年的時間走過了發(fā)達(dá)國家一般需要30~40年走完的路程，我國公路建設(shè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，取得了舉世矚目的成就。</p><p>　　盡管我國公路建設(shè)取得了巨大成就，但由于公路交通建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，各地發(fā)展不平衡，與發(fā)達(dá)國家相比有較大差距，還不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展

3、的需要。存在的主要問題：一是數(shù)量少，按國土面積計算的公路網(wǎng)密度仍然很低，只相當(dāng)于印度的1/5，美國的1/7，日本的1/30；二是質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低，在通車?yán)锍讨?，大部分為等級較低的三、四級公路，還有達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的“等外路”。因此在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，加快新建公路和低等級公路的改鍵，將是我國公路建設(shè)的主要任務(wù)。</p><p>　　本次二級公路設(shè)計主要任務(wù)包括：根據(jù)道路技術(shù)等級和道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，計算確定相關(guān)參數(shù)；在進(jìn)行

4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證的基礎(chǔ)上，選定路線設(shè)計方案；繪制路線平面、縱橫斷面設(shè)計圖；路基路面設(shè)計，繪制路基路面結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　1 路線設(shè)計資料論證</p><p>　　1.1 設(shè)計基本資料</p><p>　　1.1.1 交通量</p><p>　　根據(jù)本路段OD調(diào)查和各交通觀測站資料分析，2011年平均日交通量組成如表1.1所示，

5、年平均增長率為6%。</p><p><b>　　表1.1 交通組成</b></p><p>　　1.1.2 沿線自然地理特征</p><p>　　本工程位于湖南省湘西土家族苗族自治州境內(nèi)，屬于亞熱帶大陸性濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛；受季風(fēng)、地形等的影響，降水的年際、年內(nèi)變化較大。該地區(qū)多年平均降雨量約為1297毫米，降水集中期分布在

6、4-6月。氣候四季分明，夏季濕潤多雨，冬季干冷少雨。多年平均氣溫16.1℃。年平均最熱月(七月)平均氣溫為26.5℃，年平均最冷月(一月)平均氣溫為5℃。擬建公路所在區(qū)域雨量充沛、土壤質(zhì)地多為壤土，肥力較高，蓄水性強(qiáng)，十分適宜林木生長，土壤適宜種性廣，因此植被廣闊，類型多樣。區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件較好，基本不影響路線選擇。區(qū)內(nèi)建材工業(yè)水平較發(fā)達(dá)，可滿足本項目實施對成品建材的大量需求。材料質(zhì)量符合項目要求。</p><p>

7、　　1.2 道路類型、等級的確定和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論證</p><p>　　1.2.1 道路類型及等級論證</p><p>　　根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）規(guī)定：雙車道二級公路一般能滿足各種汽車折合成小客車的年平均日交通量5000~15000輛。</p><p>　　交通預(yù)測年限為15年。</p><p>　　計算起始年平

8、均日交通量：</p><p>　　ADT=900×1.0+490×1.5+640×2.0+300×3.0+400×2.0</p><p>　　=4615(pcu/d) (1.1)</p><p><b>　　設(shè)計交通量：</b&

9、gt;</p><p>　　AADT=4615×</p><p>　　=10434.07（pcu/d） (1.2)</p><p>　　所以，雙車道二級公路滿足設(shè)計要求。</p><p>　　1.2.2 道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論證</p><p>　　1.2.2.1

10、 設(shè)計速度論證</p><p>　　根據(jù)，由于作為城鄉(xiāng)結(jié)合部混合交通量大的集散公路時，其設(shè)計速度宜選用60km/h。</p><p>　　1.2.2.2 平面線形標(biāo)準(zhǔn)論證</p><p>　　按照確定平面線形標(biāo)準(zhǔn)，主要包括各種曲線線形、半徑、長度以及直線長度、超高等規(guī)定的取值范圍。</p><p><b>　?、僦本€長度</

11、b></p><p>　　《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2006）規(guī)定：設(shè)計速度不小于60km/h的公路，最大直線長度以汽車按設(shè)計速度行駛70s左右的距離控制；一般直線路段的最大長度（以m計）應(yīng)控制在設(shè)計速度（以km/h計）的20倍為宜；另外，同向曲線間的最小直線長度以不小于行車速度（以km/h計）的6倍為宜，反向曲線間的最小直線長度以不小于行車速度（以km/h計）的2倍為宜。</p>

12、<p>　　該二級公路的設(shè)計速度為60km/h，所以最大直線長度為60×70/3.6=1167m，同向曲線間的最小直線長度為6×60=360m，反向曲線間的最小直線長度為2×60=120m。</p><p><b>　?、谇€線形</b></p><p>　　曲線要素的組合類型主要采用基本型，即直線——緩和曲線——圓曲線——緩

13、和曲線——直線的順序組合。緩和曲線、圓曲線、緩和曲線的長度之比宜為：1:1:1~1:2:1，同時還應(yīng)滿足基本型曲線的幾何條件：2β＜α。</p><p><b>　?、矍€的半徑和長度</b></p><p>　　《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2006）規(guī)定：當(dāng)設(shè)計速度為60km/h時，圓曲線的一般最小半徑為200m，極限最小半徑為125m（超高i=8%時）,

14、不設(shè)超高的最小半徑為1500m（路拱≤2%時）和1900m（路拱＞2%時）；當(dāng)直線與最小半徑小于1000m的圓曲線相連接時，應(yīng)設(shè)置緩和曲線，緩和曲線的長度一般最小長度為80m，極限最小值為60m。選用圓曲線半徑時，在與地形等條件相適應(yīng)的前提下，應(yīng)盡可能采用大的半徑，但曲線最大半徑不宜超過10000m。</p><p>　?、艹吆图訉挼囊?guī)定取值范圍</p><p>　　根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)

15、范》（JTG D20-2006）規(guī)定：在設(shè)計速度為60km/h時，當(dāng)曲線半徑小于不設(shè)超高圓曲線的最小半徑1500m（路拱≤2%）和1900m（路拱＞2%）時，應(yīng)在圓曲線上設(shè)超高。</p><p>　　規(guī)范規(guī)定：當(dāng)圓曲線半徑小于250m時，需要設(shè)置加寬。</p><p>　　1.2.2.3 豎曲線要素標(biāo)準(zhǔn)論證</p><p><b>　?、倨露燃捌麻L<

16、;/b></p><p>　　縱坡有最大縱坡和最小縱坡。確定最大縱坡時，要綜合考慮汽車的動力特性、道路等級和自然條件等各方面的因素?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：在設(shè)計速度為60km/h時，最大縱坡為6%。同時最小縱坡也有一定的限制，在挖方路段、設(shè)置邊溝的低填方路段和其他橫向排水不暢的路段，均應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡，一般情況下以不小于0.5%為宜。當(dāng)受到地形條件的限制，必須設(shè)小于0.3%的縱坡時，其邊溝應(yīng)做橫向排水設(shè)計

17、。</p><p>　　《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）規(guī)定：最小坡長為200m，不同縱坡的最大坡長也有限制。如下表1.2</p><p>　　表1.2 最大坡長表</p><p><b>　　②豎曲線半徑及長度</b></p><p>　　凸形豎曲線的一般最小半徑為2000m,極限最小半徑為1400m；

18、凹形豎曲線的一般最小半徑為1500m,極限最小半徑為1000m。豎曲線的最小長度的一般值為120m，極限值為50m,豎曲線半徑一般取大于一般最小半徑為宜。</p><p><b>　?、垡暰嚅L度</b></p><p>　　為了保證行車安全，司機(jī)應(yīng)能隨時看到前方一定距離的公路及其障礙物，以便及時剎車或繞過。汽車在這段時間里沿公路的行駛距離為安全距離，即行車視距。四車道

19、一級公路在設(shè)計速度為60km/h時，視距長度為75 m。</p><p>　　1.2.2.4 凈空高度論證</p><p>　　考慮到大型設(shè)備運輸?shù)陌l(fā)展、路面積雪和路面鋪裝在養(yǎng)護(hù)中的加厚等因素，規(guī)定高速路和一級、二級公路的凈高為5.0m，一條公路應(yīng)該采用同一的最小凈高。</p><p>　　1.2.2.5 車輛荷載論證</p><p>　

20、　《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）規(guī)定：根據(jù)二級公路的橋涵結(jié)構(gòu)采用公路—Ⅱ級汽車荷載。汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。橋梁結(jié)構(gòu)的整體計算采用車道荷載；橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺和擋土墻壓力等的計算采用車輛荷載。車道荷載和車輛荷載的作用不能疊加。其主要技術(shù)指標(biāo)規(guī)定如表1.3：</p><p>　　表1.3 車輛荷載主要技術(shù)指標(biāo)</p><p

21、>　　1.3 路線方案布置及方案比選的論證</p><p>　　路線是道路的骨架，它的優(yōu)劣影響道路功能的發(fā)揮和在路網(wǎng)中的作用。路線設(shè)計除受自然條件影響外，尚受諸多社會因素的制約。選線要綜合考慮多種因素，妥善處理好各方面的關(guān)系。</p><p>　　路線方案比選是對有比較價值的路線方案進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)、工程造價、自然環(huán)境、社會環(huán)境等重要影響因素進(jìn)行同等深度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證及效益分析，通過調(diào)

22、查、分析、比較、選擇，提出合理的推薦方案。方案比選可按照上述技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益等的計算比較，確定推薦的路線方案。</p><p><b>　　2 路線線形設(shè)計</b></p><p>　　2.1 路線平面線形設(shè)計</p><p>　　曲線幾何元素計算公式如下：</p><p>　　p=-（m）

23、 (2.1)</p><p>　　q=（m） (2.2)</p><p><b>　　(2.3)</b></p><p>　　T=（R+p）tan+q（m） (2.4)</p>

24、<p>　　L=R+（m） (2.5)</p><p>　　E=（R+p）sec-R（m） (2.6)</p><p>　　D=2T-L（m） (2.7)</p><p&g

25、t;　　式中：——緩和曲線長度(m)；</p><p>　　R——圓曲線半徑(m)；</p><p><b>　　——轉(zhuǎn)角。</b></p><p>　　2.1.1 方案一平曲線設(shè)計計算</p><p>　　方案一采用手算，路線設(shè)計除了起終點（起點樁號：K0+000，終點樁號：K3+328.864）外有兩個交點，即JD

26、1和JD2，下表為平曲線設(shè)置表。</p><p>　　表2.1 平曲線設(shè)置表（方案一）</p><p>　　計算示例（以JD1為例）</p><p>　　2.1.1.1 要素計算</p><p>　　p=-=-=0.29999（m）</p><p>　　q===59.9982（m）</p><p&

27、gt;<b>　　=1.7197</b></p><p>　　T=（R+p）tan+q=（2000+0.29999）tan+59.9982=225.561（m） </p><p>　　L=R+=2000+120=450.323（m） </p><p>　　E=（R+p）sec-R=（2000+0.29999）sec-2000=7.

28、140（m）</p><p>　　D=2T-L=2225.561-450.323=0.799（m） </p><p>　　2.1.1.2 計算曲線五個主點里程樁號</p><p>　　直緩點：ZH=JD1-T= K1+080.246-225.561= K0+854.685</p><p>　　緩圓點：HY= ZH+ LS= K0+854.6

29、85+120= K0+974.685</p><p>　　緩直點：HZ= HY+L-LS= K0+974.685+450.323-120= K1+305.008</p><p>　　圓緩點：YH=HZ- LS= K1+305.008-120= K1+185.008</p><p>　　曲中點：QZ=YH-(L/2-LS)= K1+185.008-105.162= K

30、1+079.846</p><p>　　交點1： JD1=QZ+ D/2= K1+079.846+0.400= K1+080.246</p><p>　　同理JD2的計算如下：</p><p><b>　　平曲線要素：</b></p><p>　　T=349.600，L=694.337，E=21.723，D=4.863。

31、</p><p>　　曲線五個主點里程樁號</p><p>　　直緩點：ZH=JD2-T= K2+333.636-349.600= K1+984.036</p><p>　　緩圓點：HY= ZH+ LS= K1+984.036+200= K2+184.036</p><p>　　緩直點：HZ= HY+L-LS= K2+184.036+694.

32、337-200= K2+678.373</p><p>　　圓緩點：YH=HZ- LS= K2+678.373-200= K2+478.373</p><p>　　曲中點：QZ=YH-(L/2-LS)= K2+478.373-147.169= K2+331.204</p><p>　　交點2： JD2=QZ+ D/2= K2+331.204+2.432= K2+33

33、3.636</p><p>　　上述驗證無誤，終點樁號為：JD2+1000.091-4.864= K3+328.864。</p><p>　　根據(jù)此計算過程，將計算結(jié)果填入“直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表”。</p><p>　　2.1.2 方案二平曲線設(shè)計計算</p><p>　　方案二運用緯地軟件設(shè)計，在地形圖上執(zhí)行主線平面設(shè)計命令，設(shè)計定點，

34、然后采用“已知S1+R+S2”模式進(jìn)行實時修改，最后保存確定平面文件。</p><p>　　根據(jù)平面文件得到平曲線設(shè)置表：</p><p>　　表2.2 平曲線設(shè)置表（方案二）</p><p>　　輸出表格命令，輸出“直線、曲線及轉(zhuǎn)角一覽表”。</p><p>　　2.2 路線縱斷面設(shè)計</p><p>　　2.2.

35、1 二級公路縱斷面設(shè)計的總原則</p><p>　　縱斷面的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：</p><p>　　(1)二級公路的最大坡度為6%，長路塹以及橫向排水不暢的路段采用不小于0.3%的縱坡，當(dāng)采用平坡（0%）或小于0.5%的縱坡時路基邊溝應(yīng)作縱向排水設(shè)計。</p><p>　　(2)二級公路最小坡長為150m。</p><p>　　(3)坡長限

36、制：縱坡坡度≥3%，最大坡長不大于1200m。</p><p>　　縱坡坡度≥4%，最大坡長不大于1000m。</p><p>　　縱坡坡度≥5%，最大坡長不大于800m。</p><p>　　(4)滿足視覺需要最小豎曲線半徑：凸形豎曲線為4000、8000m，凹形豎曲線為6000m。</p><p>　　(5)豎曲線半徑一般最小值2000，

37、凹形豎曲線半徑一般最小值1500m。</p><p>　　(6)豎曲線最小長度為50m。</p><p>　　(7)最大合成坡度9.5%，最小合成坡度為0.5%，平均縱坡不宜大于5.5%。</p><p>　　2.2.2 方案一的縱斷面的設(shè)計計算</p><p>　　2.2.2.1 計算豎曲線要素</p><p>

38、　　如圖1.1所示，i1和i2分別為兩相鄰兩縱坡坡度，ω= i2- i1，ω為“+”時，表示凹形豎曲線；ω為“-”時，表示凸形豎曲線。</p><p>　　圖1.1 豎曲線要素示意圖</p><p>　　豎曲線長度L或豎曲線半徑R：</p><p>　　L=R或 R= (2.8)</p>

39、<p><b>　　豎曲線切線長：</b></p><p><b>　　(2.9)</b></p><p>　　豎曲線任意一點的豎距：</p><p><b>　　(2.10)</b></p><p><b>　　豎曲線外距：</b></p

40、><p><b>　　(2.11)</b></p><p><b>　?、僮兤曼c1：</b></p><p>　　樁號：K1+060，高程：7.081，ω=-0.51%-0.50%=-1.01%，凸型，R=30000；</p><p>　　K1+060處豎曲線要素計算：L=Rω=30000×1

41、.01%=303m</p><p>　　T=L/2=303/2=151.5m</p><p>　　E=/2R=151.5×151.5/(2×30000)=0.38m</p><p>　　豎曲線的起點樁號：K1+060-151.5= K0+908.5；終點樁號：K1+060+151.5= K1+211.5。</p><p>

42、<b>　?、谧兤曼c2：</b></p><p>　　樁號：K2+370，高程：0.358，ω=0.52%-(-0.51%)=1.03%，凹型，R=40000；</p><p>　　K2+370處豎曲線要素計算：L=Rω=40000×1.03%=412m</p><p>　　T=L/2=412/2=206m</p>&l

43、t;p>　　E=/2R=206×206/(2×40000)=0.53m</p><p>　　豎曲線的起點樁號：K2+370-206= K2+164；終點樁號：K2+370+206= K2+576。</p><p>　　2.2.2.2 設(shè)計高程的計算</p><p><b>　?、僮兤曼c1：</b></p>

44、<p>　　豎曲線起點K0+908.5處設(shè)計高程：7.081-151.5×0.50%=6.324m</p><p>　　K0+920處：橫距x=920-908.5=11.5m</p><p>　　豎距h=/2R =11.511.5/(230000)=0.0022m</p><p>　　切線高程：6.324+11.50.5%=6.382m<

45、;/p><p>　　設(shè)計高程：6.382-0.0022=6.380</p><p>　　K0+940 ～K1+200處設(shè)計高程的計算方法同K0+920處，其結(jié)果如表2.3</p><p>　　豎曲線終點K1+211.5處設(shè)計高程：7.081-151.5×0.51%=6.308m</p><p>　　表2.3 變坡點1處豎曲線計算表<

46、;/p><p><b>　?、谧兤曼c2：</b></p><p>　　豎曲線起點K2+164處設(shè)計高程：0.358+206×0.51%=1.409m</p><p>　　K2+170處：橫距x=2170-2164=6m</p><p>　　豎距h=/2R=66/（240000）=0.00045m</p>

47、<p>　　切線高程：1.409-60.51%=1.3784m</p><p>　　設(shè)計高程：1.3784+0.00045=1.379</p><p>　　K2+190 ～K2+570處設(shè)計高程的計算方法同K2+170處，其結(jié)果如表2.4</p><p>　　豎曲線終點K2+576處設(shè)計高程：0.358+206×0.52%=1.429m<

48、;/p><p>　　表2.4 變坡點2處豎曲線計算表</p><p>　　2.2.3 方案二的縱斷面的設(shè)計計算</p><p>　　結(jié)合以上原則，運用緯地軟件對路段進(jìn)行縱斷面設(shè)計。首先編寫好地面線文件，然后拉坡設(shè)計，確定豎曲線半徑及其他要素。本路段最大縱坡坡度為0.64%，最小縱坡坡度為-0.52%。本路段共設(shè)2個變坡點。如下表2.5：</p><

49、p>　　由方案一的高程計算，同理可得方案二的設(shè)計高程見表2.6和表2.7。</p><p>　　表2.5 豎曲線要素表</p><p>　　表2.6 變坡點1處豎曲線計算表</p><p>　　表2.7 變坡點2處豎曲線計算表</p><p>　　2.3 平縱橫組合設(shè)計</p><p>　　從獲得良好行車條件的

50、目的出發(fā)，協(xié)調(diào)平、縱、橫三方面的線形使之成為連續(xù)圓滑、順適美觀的空間曲線，滿足駕駛員和乘客視覺和心理上的要求，并有良好的排水條件。</p><p>　　《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2006）中關(guān)于平面線形配合規(guī)定：設(shè)計速度大于或等于60km/h的公路，必須注意平縱面的合理組合，盡量做到線形連續(xù)、指標(biāo)均衡、視覺良好、景觀協(xié)調(diào)、安全舒適。由于本設(shè)計的設(shè)計速度為60km/h，平縱組合設(shè)計應(yīng)遵循一下原則：<

51、;/p><p>　　1.平曲線與豎曲線宜相互重合，且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線。豎曲線的起、終點宜分</p><p>　　別設(shè)在平曲線的，兩個緩和曲線內(nèi)，其中任一點都不要設(shè)在緩和曲線以外的直線上或圓曲線內(nèi)。</p><p>　　2.要保持平曲線與豎曲線大小均衡，使得線形順滑優(yōu)美，行車舒適安全。平、豎曲線半徑的均衡研究認(rèn)為：豎曲線半徑約為平曲線半徑的10~20倍。</p&

52、gt;<p>　　3.選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?，以利于行車安全和路面排水?lt;/p><p>　　4.對設(shè)有緩和曲線的平曲線，加寬過渡段應(yīng)采用與緩和曲線相同的長度；超高過渡段布置在緩和曲線上，兩者長度宜相同或根據(jù)需要使緩和曲線較長，在圓曲線上是全超高。</p><p>　　2.4 路線方案比選</p><p>　　路線方案是路線設(shè)計中最根本的問題。方案是

53、否合理，不但關(guān)系到公路本身的工程投資和運輸效率，更重要的是影響到路線在路線網(wǎng)中是否起到應(yīng)有的作用，即是否滿足國家的政治、經(jīng)濟(jì)、國防的要求和長遠(yuǎn)利益。</p><p>　　2.4.1 主要比選指標(biāo)</p><p>　　路線方案比選是對有比較價值的路線方案進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)、工程造價、自然環(huán)境、社會環(huán)境等重要影響因素進(jìn)行同等深度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證及效益分析，通過調(diào)查、分析、比較、選擇，提出合理的推薦方

54、案。方案比選可按下述指標(biāo)進(jìn)行。</p><p>　　(1)技術(shù)指標(biāo)：包括路線長度、圓曲線最小半徑及個數(shù)、最大縱坡及長度、交叉?zhèn)€數(shù)及回頭曲線個數(shù)等。</p><p>　　(2)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：包括土石方、排水及防護(hù)工程、路面、橋梁及隧道、涵洞、通道、征地及拆遷等工程數(shù)量和工程造價指標(biāo)等。</p><p>　　(3)經(jīng)濟(jì)效益及社會效益分析。</p><p&

55、gt;　　按照上述技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益等的計算比較，確定推薦的路線方案。</p><p>　　2.4.2 比選方案的技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　　(1)方案一：</b></p><p><b>　　見下表2.8</b></p><p>　　表2.8 方案一技術(shù)指標(biāo)表</p>&l

56、t;p><b>　　(2)方案二：</b></p><p><b>　　見下表2.9</b></p><p>　　表2.9 方案二技術(shù)指標(biāo)表</p><p>　　2.4.3 方案比選意見</p><p>　　從以上各方案主要指標(biāo)的總結(jié)中可以看到：兩個方案均能滿足使用任務(wù)和性質(zhì)要求，線形均較順

57、暢，穿越地區(qū)相同，總里程相差不大。</p><p>　　但結(jié)合兩方案的平面圖和縱斷面圖來看：方案一平面線形稍好于方案二，沿途結(jié)構(gòu)物較多，工程造價相應(yīng)增大，并且給施工帶來較大難度。方案二在占用農(nóng)田方面略多于方案一，且方案二相對于方案一填挖比較大。從對環(huán)境影響的角度分析，顯然方案二的高填深挖對環(huán)境的破壞更大?，F(xiàn)將兩方案的各項比較因素列表2.10如下：</p><p>　　表2.10 方案比較表

58、</p><p>　　綜合來看，方案一要優(yōu)于方案二，故本設(shè)計選擇方案一為推薦方案。</p><p>　　2.5 橫斷面設(shè)計</p><p>　　2.5.1 路基橫斷面形狀設(shè)計</p><p>　　本段設(shè)計公路等級屬二級公路（平原微丘區(qū)），采用二級路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面型式，路面寬度10m。行車道為23.5m，左硬路肩寬1m，左土路肩寬0.5m，右

59、硬路肩寬1m，右土路肩寬0.5m。路拱及硬路肩橫坡為2%，土路肩橫坡為3%。填方路基邊坡采用1:1.5，挖方路基邊坡采用1:0.5，邊坡高度為6m，左右設(shè)置矩形邊溝高0.6m、寬0.6m。運用緯地設(shè)計軟件進(jìn)行橫斷面設(shè)計繪圖，輸出路基橫斷面設(shè)計圖和路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖，以及輸出路基土石方數(shù)量表和路基設(shè)計表。</p><p>　　2.5.2 路基超高加寬設(shè)計</p><p>　　本路段設(shè)計速度為

60、60km/h，平曲線最小半徑為1500m，路拱橫坡為2%，所以可以不用進(jìn)行超高設(shè)計。由于平曲線最小半徑1500m>250m，所以不需要加寬設(shè)計。</p><p><b>　　3 路基設(shè)計</b></p><p>　　擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。按照墻的形式，擋土墻可以分為重力式擋土墻，加筋擋土墻。錨定式擋土墻，薄壁式擋土墻等形式。

61、本設(shè)計采用重力式擋土墻。</p><p>　　3.1 擋土墻設(shè)計資料</p><p>　　1.漿砌片石重力式路堤墻，填土邊坡1:1.5，墻背仰斜，坡度1：0.151：0.35。</p><p>　　2.公路等級二級，車輛荷載等級為公路－II級，擋土墻荷載效應(yīng)組合采用荷載組合I、II。</p><p>　　3.墻背填土容重γ＝17.8kN／m

62、3，計算內(nèi)摩擦角Φ＝42°,填土與墻背間的內(nèi)摩擦角δ＝Φ/2=21°。</p><p>　　4.地基為砂類土，容許承載力[σ]=810kPa，基底摩擦系數(shù)μ＝0.43。</p><p>　　5.墻身材料采用5號砂漿砌30號片石，砌體=22kN/m3，砌體容許壓應(yīng)力為kPa，容許剪應(yīng)力[]=100kPa，容許拉應(yīng)力[]=60 kPa。</p><p&g

63、t;　　3.2 確定計算參數(shù)</p><p>　　設(shè)計擋墻高度H=4m，墻上填土高度a=2m，填土邊坡坡度為1:1.5,墻背仰斜,坡度1:0.25。填土內(nèi)摩擦角：，填土與墻背間的摩擦角;墻背與豎直平面的夾角。墻背填土容重17.8kN/m3，地基土容重：17.7kN/m3。擋土墻尺寸具體見圖3.1。</p><p>　　圖3.1 擋土墻尺寸</p><p>　　3.

64、3 車輛荷載換算</p><p>　　3.3.1 試算不計車輛荷載作用時破裂棱體寬度 </p><p>　　(1)假定破裂面交于荷載內(nèi)側(cè)</p><p>　　不計車輛荷載作用；計算棱體參數(shù)、：</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　則：</b>

65、;</p><p>　　計算車輛荷載作用時破裂棱體寬度值B：</p><p>　　由于路肩寬度d=1.5m>B=0.29m，所以可以確定破裂面交與荷載內(nèi)側(cè)。</p><p>　　(2)計算主動土壓力及其作用位置</p><p><b>　　最大主動土壓力：</b></p><p>　　土壓力

66、的水平和垂直分力為：</p><p>　　主動土壓力系數(shù)及作用位置：</p><p><b>　　作用位置：</b></p><p>　　3.3.2 抗滑穩(wěn)定性驗算 </p><p>　　為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力。在一般情況下：</p><

67、;p><b>　　(3.1)</b></p><p>　　式中：── 擋土墻自重；</p><p>　　，── 墻背主動土壓力的水平與垂直分力；</p><p>　　──基底傾斜角(°)；</p><p>　　──基底摩擦系數(shù)，此處根據(jù)已知資料，；</p><p>　　──主動土壓

68、力分項系數(shù)，當(dāng)組合為Ⅰ、Ⅱ時，=1.4；當(dāng)組合為Ⅲ時，=。</p><p>　　因此，該擋土墻抗滑穩(wěn)定性滿足要求。</p><p>　　3.3.3 抗傾覆穩(wěn)定性驗算</p><p>　　為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，需驗算它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力，</p><p><b>　　(3.2)</b></p>

69、;<p>　　式中：──墻身、基礎(chǔ)及其上的土重合力重心到墻趾的水平距離(m)；</p><p>　　──土壓力垂直分力作用點到墻趾的水平距離(m)；</p><p>　　──土壓力水平分力作用點到墻趾的垂直距離(m)。</p><p>　　3.3.4 基底應(yīng)力及合力偏心距驗算</p><p>　　為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過地

70、基承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗算；同時，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。</p><p>　　(1)基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力</p><p><b>　?、佥S心荷載作用時</b></p><p><b>　　(3.3)</b></p><p>　　式中：──基底平均壓應(yīng)力(kPa)；

71、</p><p>　　──基礎(chǔ)底面每延米的面積，即基礎(chǔ)寬度，B1.0()；</p><p>　　──每延米作用于基底的總豎向力設(shè)計值(kN)；</p><p><b>　　(3.4)</b></p><p>　　其中：──墻背主動土壓力（含附加荷載引起）的垂直分力(kN)；</p><p>　　─

72、─墻背主動土壓力（含附加荷載引起）的水平分力(kN)；</p><p>　　──低水位浮力(kN)（指常年淹沒水位）。</p><p><b>　?、谄暮奢d作用時</b></p><p>　　作用于基底的合力偏心距e為</p><p><b>　　(3.5)</b></p><

73、p>　　式中：──作用于基底形心的彎矩，可按下表采用。</p><p>　　作用于基底的合力偏心距e為：</p><p><b>　　(3.6)</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　B=1+0.3=1.3m</p><p><b

74、>　　則</b></p><p>　　所以基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力滿足要求。</p><p>　　(2)基底合力偏心距</p><p>　　基底合力偏心距應(yīng)滿足表的要求</p><p>　　表3.1 各地基條件下的合力偏心距</p><p>　　由以上計算可知，基底合力偏心距滿足要求。</p>

75、<p>　　(3)地基承載力抗力值</p><p><b>　?、佼?dāng)軸向荷載作用時</b></p><p><b>　　(3.7)</b></p><p>　　式中：──基底平均壓應(yīng)力；</p><p>　　──地基承載力抗力值(kpa)。</p><p><

76、b>　?、诋?dāng)偏心荷載作用時</b></p><p><b>　　(3.8)</b></p><p>　　所以滿足地基承載力要求。</p><p>　　3.3.5 墻身截面強(qiáng)度驗算</p><p>　　為了保證墻身具有足夠的強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗選擇12個控制斷面進(jìn)行驗算，如墻身底部、1∕2墻高處、上下墻（凸

77、形及衡重式墻）交界處。</p><p>　　此處選擇二分之一墻高處進(jìn)行驗算</p><p><b>　　(1)強(qiáng)度計算 </b></p><p><b>　　(3.9)</b></p><p><b>　　按每延米墻長計算：</b></p><p>&l

78、t;b>　　(3.10)</b></p><p>　　式中：──設(shè)計軸向力(kN)；</p><p>　　──重要性系數(shù)，取為1.0；</p><p>　　、──恒載（自重及襟邊以上土重）引起的軸向力(kN)和相應(yīng)的分項系數(shù)；</p><p>　　──主動土壓力引起的軸向力(kN)；</p><p>

79、　　──主動土壓力引起的軸向力的分項系數(shù)；</p><p>　　──抗力分項系數(shù)，取為2.31；</p><p>　　──材料極限抗壓強(qiáng)度(kpa),=1275kPa；</p><p>　　──擋土墻構(gòu)件的計算截面積 ()，A=1；</p><p>　　──軸向力偏心影響系數(shù)。</p><p><b>　　故

80、強(qiáng)度滿足要求。</b></p><p><b>　　(2)穩(wěn)定計算</b></p><p><b>　　(3.11)</b></p><p>　　式中：、、 、意義同式(3.10)；</p><p>　　──彎曲平面內(nèi)的縱向翹曲系數(shù)，按下式計算：</p><p>

81、;<b>　　(3.12)</b></p><p>　　──2H/B，H為墻有效高度，B為墻的寬度(m)；</p><p>　　一般情況下?lián)跬翂Τ叽绮皇芊€(wěn)定控制，但應(yīng)判斷是細(xì)高墻或是矮墻。當(dāng)H/B小于10時為矮墻，其余則為細(xì)高墻。對于矮墻可取=1，即不考慮縱向穩(wěn)定。此處H/B=4/1=4<10,故=1</p><p><b>　

82、　故穩(wěn)定滿足要求。</b></p><p>　　同理，選擇墻身底部進(jìn)行驗算，經(jīng)驗算強(qiáng)度與穩(wěn)定均滿足要求。</p><p>　　故所設(shè)計的擋土墻滿足要求。</p><p>　　3.3.6 擋土墻的伸縮縫與沉降縫設(shè)計</p><p>　　伸縮縫與沉降縫結(jié)合在一起，統(tǒng)稱為變形縫。沿墻長每10米設(shè)置變形縫，變形縫全高設(shè)置，其寬度取為0.

83、02米。</p><p>　　3.3.7 擋土墻的排水設(shè)施設(shè)計</p><p>　　在墻身上沿墻高和墻長設(shè)置排水孔，其為10cm×20cm的方孔，具有向墻外傾斜的坡度，間距取為2.5米，泄水孔的進(jìn)水側(cè)設(shè)反濾層，厚度為0.4米，在最下排泄水孔的底部設(shè)置隔水層。</p><p>　　3.4 路基防護(hù)與加固</p><p>　　合理的

84、路基設(shè)計，應(yīng)在路基位置、橫斷面尺寸、巖土組成等方面綜合考慮。為確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，路基的防護(hù)與加固，也是不可缺少的工程技術(shù)措施。隨著公路等級的提高，為維護(hù)正常的交通運輸，減少公路病害，確保行車安全，保持公路與自然環(huán)境協(xié)調(diào)，路基的防護(hù)與加固更具有重要意義。</p><p>　　路基防護(hù)與加固設(shè)施，主要有邊坡坡面防護(hù)、沿河路堤防護(hù)與加固以及濕軟地基的加固處治。</p><p>　　3.4.

85、1 坡面防護(hù)</p><p>　　邊坡防護(hù)主要是保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及溫度變化的影響，防止和延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、破碎、剝蝕演變過程，從而保護(hù)路基邊坡的整體穩(wěn)定性，在一定程度還可兼顧路基美觀和協(xié)調(diào)自然環(huán)境。坡面防護(hù)設(shè)施不承受外力作用，要求坡面巖土整體穩(wěn)定牢固。簡易防護(hù)的邊坡高度與坡度不宜過大，土質(zhì)邊坡坡度一般不陡與。地面水的徑流速度以不超過2.0m/s為宜，水亦不宜集中匯流。雨水集中或匯水面

86、積較大時，應(yīng)有排水設(shè)施相配合。常用的坡面防護(hù)設(shè)施有植物防護(hù)和工程防護(hù)。</p><p>　　3.4.1.1 植物防護(hù)</p><p>　　植物防護(hù)可以美化路容、協(xié)調(diào)環(huán)境，調(diào)節(jié)邊坡的濕度，起到固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用。它對于坡高不大，邊坡比較平緩的土質(zhì)坡面是一種簡易有效的防護(hù)措施。主要有種草、鋪草皮和植樹。</p><p>　　種草適用于沖刷輕微，邊坡高度較小，坡度緩于

87、1：1的邊坡防護(hù)。選用的草籽應(yīng)注意當(dāng)?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件，通常應(yīng)以容易成長、根部發(fā)達(dá)、葉莖較矮、枝葉茂密的多年生草種為宜。不宜種草的坡面，可以鋪厚的種植土層，土層與原坡面結(jié)合穩(wěn)固。當(dāng)坡面沖刷比較嚴(yán)重，邊坡較陡，應(yīng)根據(jù)具體情況來鋪草皮。植樹主要用在堤岸邊的河灘上，用來降低流速，促使泥沙淤積，防止直接沖刷路堤。樹木的品種和種植位置及寬度，應(yīng)根據(jù)防護(hù)要求，流水速度等因素，參見有關(guān)手冊、結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗而定。</p><p>

88、　　3.4.1.2 工程防護(hù)</p><p>　　當(dāng)不宜植物防護(hù)或考慮就地取材，采用沙石、水泥、石灰等礦質(zhì)材料時，坡面防護(hù)是常用的防護(hù)形式。它主要有砂漿抹面、勾縫噴刷以及石砌防護(hù)或護(hù)面墻。這些防護(hù)形式各自適合一定得條件。</p><p>　　抹面防護(hù)適用于石質(zhì)挖方坡面，巖石表面風(fēng)化，但比較完善，尚未剝落，如頁巖、泥沙巖、千枚巖的新坡面。對此應(yīng)及時給以封面，以預(yù)防風(fēng)化成害。操作前，應(yīng)清理坡

89、面風(fēng)化層、浮土和松動碎塊，填坑補(bǔ)洞，灑水潤濕。抹面后，應(yīng)拍漿、抹平和養(yǎng)生。噴漿施工簡單，效果較好，適應(yīng)于易風(fēng)化而坡面不平整的巖石挖方邊坡，厚度一般為5-10cm，噴漿的水泥用量很大，比較重大的工程選用。噴漿前后的處治與抹面相同。對于比較堅硬的巖石坡面，為防止水滲入縫隙成害，視縫隙深淺與大小，分別予以灌漿、勾縫或嵌補(bǔ)登。這些方法可以局部處治、綜合使用，并與放緩邊坡登方法予以比較，力求實用和經(jīng)濟(jì)。</p><p>　

90、　3.4.2 沖刷防護(hù)</p><p>　　沖刷防護(hù)主要對沿河濱海路堤、河灘路堤及水澤區(qū)路堤，亦包括橋頭引道，以及路基邊旁路堤等的防護(hù)。此類堤岸常年或季節(jié)性浸水，受流水沖刷、拍擊和淘洗，造成路基浸濕、坡腳淘空，或水位驟降時路基內(nèi)細(xì)料流失，致使路基失穩(wěn)，邊坡崩塌。所以，堤岸的沖刷防護(hù)與加固，主要針對水流的破壞作用而設(shè)，起防水盒加固堤岸雙重功效。</p><p>　　堤岸防護(hù)與加固措施有直接

91、和間接兩種。堤岸防護(hù)直接措施，包括植物防護(hù)、石砌防護(hù)和拋石與石籠防護(hù)，以及必要時設(shè)置的支檔結(jié)構(gòu)物。其中植物防護(hù)與石砌，與坡面防護(hù)所述基本類同，當(dāng)水流速度達(dá)到或超過5m/s時，則改用石籠防護(hù)，也可就地取材。拋石防護(hù)，類似在坡腳處設(shè)置護(hù)腳，不受氣候條件限制，路基沉實以前均可施工，季節(jié)性浸水或長期浸水均可用。間接防護(hù)措施主要是建造結(jié)構(gòu)物，如丁壩、攔水壩等。必要時進(jìn)行疏浚河床、改變河道，目的是改變流水方向，避免或緩和水流對路基的直接破環(huán)作用。&

92、lt;/p><p>　　3.4.3 軟土地基加固</p><p>　　在軟土地基上填筑路堤有可能出現(xiàn)失穩(wěn)，或者沉降量和沉降速度不能滿足要求等情況時需要對軟土地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚?，以增?qiáng)其穩(wěn)定性、減少沉降量或加速沉降。</p><p>　　軟土地基的處理方法有很多，各種方法具有不同的特點，可得到不同的效果，因此適應(yīng)于不同的目的。軟土地基處理的目的可分為兩大類，沉降處理

93、和失穩(wěn)處理。沉降處理包括加速固結(jié)沉降和縮小總沉降兩個方面，前者可采用加載預(yù)壓、豎向排水和擠實砂樁等方法，后者則可采用擠實砂樁、石灰樁、換填好土等方法。穩(wěn)定處理可以采用換填土、反壓護(hù)道、擠實砂樁、石灰樁等措施增加抗滑阻力。處理方法有時單獨使用，而一般情況下是幾種方法組合使用，以發(fā)揮各種方法的特長，取得良好的處理效果。</p><p><b>　　4 路面設(shè)計</b></p>&

94、lt;p>　　4.1 水泥混凝土路面設(shè)計（方案一）</p><p>　　4.1.1 路面交通等級</p><p>　　公路混凝土路面設(shè)計基準(zhǔn)期參考值見下表</p><p>　　表4.1 設(shè)計基準(zhǔn)期參考值</p><p>　　本路段設(shè)計基準(zhǔn)期是20年。</p><p>　　4.1.1.1 標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換

95、算</p><p>　　水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以100kN單軸-雙輪組荷載為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不同軸-輪型和軸載的作用次數(shù)，應(yīng)按式(4.1)換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。</p><p><b>　　(4.1)</b></p><p>　　式中: Ns——100KN的單軸-雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)；</p><p>　　Pi——單軸

96、-單輪、單軸-雙輪組、雙軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型級軸載的總重(kN)；</p><p>　　n——軸型和軸載級位數(shù)；</p><p>　　——各類軸型級軸載的作用次數(shù)；</p><p><b>　　——軸-輪型系數(shù)。</b></p><p>　　單軸-雙輪組： =1.0

97、 (4.2)</p><p>　　單軸-單輪組： =2.22 (4.3)</p><p>　　雙軸-雙輪組： =1.07 (4.4)</p><p>　　三軸-雙輪組： =2.24 (4.5)</p><p&g

98、t;　　軸載當(dāng)量換算見下表：</p><p>　　表4.2 軸載當(dāng)量換算</p><p>　　注：前軸重小于40kN不計。</p><p>　　4.1.1.2 交通調(diào)查與軸載分析</p><p>　　設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)混凝土面板臨界荷位處所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計當(dāng)量作用次數(shù)，可以通過下式計算確定</p><p>　　式中：——

99、標(biāo)準(zhǔn)軸載累計當(dāng)量作用次數(shù)；</p><p>　　t——設(shè)計基準(zhǔn)期（年）；</p><p>　　——交通量年平均增長率；</p><p>　　——臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，按表4.3選用。</p><p>　　表4.3 混凝土路面臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)</p><p>　　二級公路的設(shè)計基準(zhǔn)期為t=2

100、0年，臨界荷載位處的車輛軌跡橫向分布系數(shù)取0.54，交通量年平均增長率為6%。設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計車道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計作用次數(shù)為：</p><p>　　由下表可知此段交通等級為特重交通</p><p>　　表4.4 公路混凝土路面交通分級</p><p>　　4.1.2 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計</p><p>　　我國水泥混凝土路面安可靠度方法進(jìn)行設(shè)計，

101、不同等級公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級及相應(yīng)的設(shè)計基準(zhǔn)期、可靠度指標(biāo)和目標(biāo)可靠度見表4.5</p><p>　　表4.5 可靠度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　混凝土面層板的厚度決定于公路和交通等級，普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或連續(xù)配筋混凝土面層板所需的厚度可參考表4.6</p><p>　　表4.6 水泥混凝土面層厚度的參考范圍</p><p

102、>　　初步確定水泥混凝土路面面層厚度為240mm，碾壓混凝土基層160mm，底基層采用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚180mm，墊層為150mm低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。水泥混凝土面層板的平面尺寸長為4m，寬為3.5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。碾壓混凝土不設(shè)縱縫，橫縫設(shè)假縫，間距（板長）4m。</p><p>　　4.1.3 路面材料參數(shù)確定</p><p>　　根

103、據(jù)規(guī)范查表可得路面材料的參數(shù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計填入下表4.7</p><p>　　表4.7 路面材料參數(shù)</p><p>　　新建公路的基層頂面當(dāng)量回彈模量值： </p><p>　　式中：——路床頂面的回彈模量(Mpa)；</p><p>　　——基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量(Mpa)；</p><p>　　、——基層和

104、底基層或墊層的回彈模量(Mpa)；</p><p>　　——基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度(m)；</p><p>　　——基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度(MN·m)；</p><p>　　、——基層和底基層或墊層的厚度(m)；</p><p>　　a、b——與有關(guān)的回歸系數(shù)。</p><p>　　按式(4.

105、9)~ (4.12)計算底基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：</p><p>　　4.1.4 荷載疲勞應(yīng)力</p><p>　　普通混凝土面層與碾壓混凝土基層組成分離式復(fù)合式面層。雙層板的臨界荷位處仍為板的縱向邊緣中部，標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的上層和下層混凝土板的荷載疲勞應(yīng)力和分別由(4.13)~ (4.14)計算確定：</p><p><b>　　(4.13

106、)</b></p><p><b>　　(4.14)</b></p><p>　　式中：、、——應(yīng)力折減系數(shù)，荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)和綜合系數(shù)，確定方法與單層混凝土板相同；</p><p>　　、——結(jié)合式或分離式雙層板上層板和下層板的彎拉應(yīng)力（Mpa），可有(4.15)~ (4.16)計算確定。</p><p>

107、　　式中：、——雙層板混凝土上層和下層板的彎拉彈性模量(Mpa)；</p><p>　　、——雙層板混凝土板上層和下層板的厚度(m)；</p><p>　　、——上、下層板中性面至結(jié)合式雙層板中性面的距離(m)，或有下式(4.17)~ (4.18)計算；</p><p>　　——層間結(jié)合系數(shù)，分離式，結(jié)合式；</p><p>　　——雙層混凝

108、土板的截面總剛度(MN·m)，按(4.19)計算確定。 </p><p>　　——雙層混凝土板的相對剛度半徑(m)，按式(4.20)計算確定。</p><p>　　此時，復(fù)合式混凝土面層的截面總剛度為：</p><p>　　=44.928MN·m</p><p>　　復(fù)合式混凝土面

109、層的相對剛度半徑為：</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)軸載在普通混凝土面層臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算為：</p><p><b>　　=0.895Mpa</b></p><p><b>　　=0.520Mpa</b></p><p>　　普通混凝土面層，因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)=0.

110、87；碾壓混凝土基層不設(shè)縱縫，不考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。水泥混凝土面層，考慮設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)===2.775；碾壓混凝土基層，考慮設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)===3.203。根據(jù)公路等級，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)=1.20。</p><p>　　普通混凝土面層的荷載疲勞應(yīng)力計算為</p><p>　　碾壓混凝

111、土面層的荷載疲勞應(yīng)力計算為</p><p>　　4.1.5 溫度疲勞應(yīng)力</p><p>　　加鋪混凝土雙層結(jié)構(gòu)板的溫度疲勞應(yīng)力原則上按下式計算確定：</p><p>　　式中：——臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力(Mpa)；</p><p>　　——最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力(Mpa)。</p><p>　　對于

112、雙層板，應(yīng)分別計算上、下兩層板各自的溫度疲勞應(yīng)力。從實際應(yīng)力分析結(jié)果看，分離式雙層板僅需計算上層板的溫度疲勞應(yīng)力。溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)的確定方法與單層板相同。</p><p>　　式中：——考慮溫度應(yīng)力累計疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　a、b、c——回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表4.8；</p><p>　　表4.8 回歸系數(shù)a、b和c</

113、p><p>　　——分離式雙層混凝土板上層的最大溫度翹曲應(yīng)力(Mpa)；</p><p>　　——混凝土的溫度線膨脹系數(shù)(1/℃)，通常可取為1x/℃；</p><p><b>　　——最大溫度梯度；</b></p><p>　　——分離式雙層混凝土板的溫度應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　——綜合溫度

114、翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　——混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)。</p><p><b>　　其他符號意義同前。</b></p><p>　　本設(shè)計路段所在的自然分區(qū)為，最大溫度梯度取92(℃/m)。普通混凝土面層板長4m，l/=4/0.751=5.33,根據(jù)規(guī)范查下圖可知普通混凝土面層=0.24m，=0.53，=0.

115、98。</p><p>　　圖4.1 溫度應(yīng)力系數(shù)</p><p>　　最大溫度梯度時普通混凝土上層板的溫度翹曲應(yīng)力計算為：</p><p>　　查表可知回歸系數(shù)a=0.841，b=0.058，c=1.323，普通混凝土面層的溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)為：</p><p>　　因此，溫度疲勞應(yīng)力為：</p><p>　　分離式復(fù)

116、合式路面中碾壓混凝土基層的溫度翹曲應(yīng)力可忽略不計。</p><p>　　路面板的綜合疲勞應(yīng)力應(yīng)滿足以目標(biāo)可靠度為依據(jù)的極限平衡方程式，即</p><p>　　二級公路的安全等級為三級，目標(biāo)可靠度為85%，相應(yīng)的變異水平等級為中。據(jù)此查表可知可靠度系數(shù)=1.13。</p><p><b>　　普通混凝土面層：</b></p><

117、;p><b>　　碾壓混凝土基層：</b></p><p>　　因而，擬定的由厚度0.24m的普通混凝土上面層和厚度0.16m的碾壓混凝土基層組成的分離式復(fù)合式路面，可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。</p><p>　　4.2 瀝青混凝土路面設(shè)計（方案二）</p><p>　　4.2.1 路面交通等級</p

118、><p>　　4.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算</p><p>　　我國路面設(shè)計以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。當(dāng)以彎沉值和瀝青層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時，按下式完成軸載當(dāng)量換算</p><p>　　式中：N——標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/日）；</p><p>　　——各種被換算車輛的作用次數(shù)（次/日）；</p><

119、p>　　P——標(biāo)準(zhǔn)軸載（kN）；</p><p>　　——各種被換算車型的軸載（kN）；</p><p><b>　　——軸載系數(shù)；</b></p><p>　　——輪組系數(shù)，雙輪組為1，單輪組為6.4，四輪組為0.38。</p><p>　　當(dāng)軸間距大于3m時，按單獨的一個軸計算，此時軸數(shù)系數(shù)為1；當(dāng)軸間距小于3

120、m時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下式計算：</p><p><b>　　式中：m——軸數(shù)。</b></p><p>　　本路段通過的車輛軸載當(dāng)量換算見下表4.9。</p><p>　　表4.9 軸載當(dāng)量換算</p><p>　　注：軸載小于40kN忽略不計。</p><p>　　4.2.1.2 設(shè)計

121、年限累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)</p><p>　　設(shè)計年限內(nèi)一個車道通過的累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次數(shù)按下式計算：</p><p>　　式中：——設(shè)計年限內(nèi)一個車道通過的累計標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次（次）；</p><p>　　t——設(shè)計年限（年），二級公路設(shè)計年限為12年；</p><p>　　——路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/日）；</p>&