二级公路毕业设计计算书

1.1地理位置图（详细情况见路线设计图）

1.2设计依据

根据设计任务书及所给定的地形图

（1）公路工程技术标准（JTG B01－2003）

（2）公路路线设计规范（JTG D20－2006）

（3）公路路基设计规范（JTG D30－2004）

（4）公路沥青路面设计规范（JTG D50－2006）

1.3设计（论文）的主要内容

    某山区二级公路设计

1.4设计（论文）的基本要求

通过该公路设计进一步提高和训练学生的理论分析、道路设计、文献检索等方面的能力，使学生全面了解本专业的工程设计过程，基本掌握公路的设计方法，熟悉有关规范、手册和工具书的查阅与使用方法。 

1.5 路线及工程概况

本路线是山区浅丘区的一条二级公路，路线设计技术指标为：设计速度为40km/h， 

路基宽度为10米，双向车道，无分隔带，土路肩为2×0.5米，硬路肩为2×1米，行车道为2×3.5米。路线总长2194.074米,起点桩号K0+000.00，终点桩号为K2+194.074。路槽深0.6m，路拱横坡为1.5﹪，路肩横坡为1.5﹪。超高方式：绕中心设计线旋转，路堤边坡采用1：1.5，路堑边坡采用1：1. 

1.6 沿线气候、水文特征、地形、地貌及交通情况

（1）道路所处地区的地形、地貌

本路段所处地区地貌单元属于浅丘，路线走廊带沿途地形起伏较小，耕地及建筑物较多。地表少见基岩露头，地质条件较好。。

（2）道路所处地区的气侯、水文情况

本路段地处中低纬度，属亚热带过度的湿热季风气候，雨量充沛，光照时间长，具有四季分明、热富水丰、雨热同季、冬冷夏热、无霜期长。多年平均气温21.3℃，最冷1月均温5℃，最热8月均温33.4℃。全年无霜期约300天，年平均日照时数1500小时以上。多年平均降雨量1248.5mm，最大降雨量1927mm，3~9月为雨季，其雨量可占全年的65%以上。10月至翌年3月为枯水期，降雨量小于蒸发量。

（3）道路所处地区的交通情况

交通量为6358辆/昼夜。

1.7 其他事项

其他未提及的施工事项，施工时必须严格执行部颁现行《公路路基施工技术规范》、《公路路面基层施工技术规范》、《公路沥青路面施工技术规范》、《公路桥涵施工技术规范》及其他部颁施工规范。图纸中所提供的混合料配合比，仅供参考，施工时应以现场实验为准。施工中若发现实际情况与设计文件不符时，应及时向监理工程师报告，以便采取相应措施进行处理。

2  路线平面设计

道路为带状构造物，它的中线是一条空间曲线，中线在水平面上的投影称为路线的平面，路线平面的形状及特征为道路的平面线形，而道路的空间位置成为路线。路线受到各种自然条件、环境、以及社会因素的影响和时，路线要改变方向和发生转折。

2.1 公路等级的确定

2.1.1 已知资料

交通量为6358辆/昼夜。

2.1.2 查《标准》

2.1.4 确定公路等级

假设该公路远景设计年限为15年，则远景设计年限交通量N:

N=6358×(1+6.0%)15-1=133辆/日

根据规范：

二级公路：一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量5000~15000辆。

由远景交通量可知本次设计道路等级为二级公路。

所以根据给定的条件，本次设计路线为山岭浅丘区二级公路。

2.2 选线设计

2.2.1 选线的基本原则：

（1）路线的走向基本走向必须与道路的主客观条件相适应

（2）在对多方案深入、细致的研究、论证、比选的基础上，选定最优路线方案。

（3）路线设计应尽量做到工程量少、造价低、营运费用省，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标准。

（4）选线应注意同农田基本建设的配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或穿过经济林园。

（5）要注意保持原有自然状态，并与周围环境相协调。

（6）选线时注意对工程地质和水文地质进行深入勘测调查，弄清其对道路的影响。

2.2.2 选线的步骤和方法：

道路选线的目的就是根据道路的性质、任务、等级和标准，结合地质、地表、地物及其沿线条件，结合平、纵、横三方面因素。在纸上选定道路中线的位置，而道路选线的主要任务是确定道路的具体走向和总体布局，具体定出道路的交点位置和选定道路曲线的要素，通过纸上选线把路线的平面布置下来。

（1）全面布局

全面布局是解决路线基本走向的全局性工作。就是在起终点以及中间必须通过的据点间寻找可能通过的路线带。具体的在方案比选中体现。

路线的基本走向与道路的主观和客观条件相适应，和影响道路的走向的因素很多，大门归纳起来主要有主观和客观两类。一是主观条件：指设计任务书规定的路线总方向、等级及其在道路网中的任务和作用，设计起终点就是由老师规定的。二是客观条件：指道路所经过的地区原有交通的布局，建筑物以及地形、地质，水文、气象等自然条件。上述主观条件是道路选线的主要依据，而客观条件是道路选线必须考虑的因素。

（2）逐段安排

在路线基本走向已经确定的基础上，根据地形平坦与复杂程度不同，可分别采取现场直接插点定线和放坡定点的方法，插出一系列的控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段，延伸相邻直线的交点，即为路线的转角点。

（3）具体定线

在逐点安排的小控制点间，根据技术标准的结合，自然条件，综合考虑平、纵、横三方面的因素。随后拟定出曲线的半径，至此定线工作才算基本完成。

做好上述工作的关键在于摸清地形的情况，全面考虑前后线形衔接与平、纵、横综合关系，恰当地选用合适的技术指标，使整个线形得以连贯顺直协调。

2.3平曲线要素值的确定

2.3.1 平面设计原则：

(1) 平面线形应直捷、连续、顺舒，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。

(2) 除满足汽车行驶力学上的基本要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。

(3) 保持平面线形的均衡与连贯。

(4) 应避免连续急弯的线形。

(5) 平曲线应有足够的长度。

2.3.2 平面设计技术指标表

2） 设计的线形大致如下图所示：

图2.1路线设计图

交点间距计算公式为               （2.1）

导线方位角计算公式为                          （2.2）

由图2-2计算出起点、交点、终点的坐标如下：

QD：(2876817.494, 499674.536)    

JD1：(28763.422, 500478.929)    

JD2：(2876707.678, 501546.152)   

ZD：(2876779.25，501844.128)

路线长、方位角计算

．0-1段

D0-1=

方位角  

．1-2段

D1-2=

方位角  

．2-3段

D2-3=

 方位角  

. 转角计算

  （右）

（左）

（2）有缓和曲线的圆曲线要素计算公式

1）在简单的圆曲线和直线连接的两端，分别插入一段回旋曲线，即构成带有缓和曲线的平曲线。其要素计算公式如下：

图2.1按回旋曲线敷设缓和曲线

                                （2.3）                                   （2.4）

                                  （2.5）

                                （2.6）

                                 （2.7）

                                     （2.8）

                                              （2.9）

                                            （2.10）

式中:   ——总切线长，（）；

——总曲线长，（）；  

——外距，（）；

——校正数，（）；

——主曲线半径,（）；

——路线转角，（°）；

——缓和曲线终点处的缓和曲线角，（°）；

——缓和曲线切线增值，（）；

——设缓和曲线后，主圆曲线的内移值，（）；

——缓和曲线长度，（）；

——圆曲线长度，（）。

2）主点桩号计算

                                    （2.11）

                                   （2.12）

                                            （2.13）    

                                             （2.14）

                                           （2.15）

                                           （2.16）

2.4路线曲线要素计算

2.4.1 路线简介

该二级公路，根据路线选线原则，综合各方面因素，路线基本情况如下：

全长：2194.074m

交点：2个

交点桩号：K0+807.968、K1+0.175

半径：600m 、400m  

缓和曲线长度：80m、80m

2.4.2 曲线要素

JD1：K0+807.968

设=600m，=80m ，=  则曲线要素计算如下：

  主点里程桩号计算：

JD1：K0+807.968

ZH=JD-T= K0+807.968-120.459=K0+687.509

HY=ZH+= K0+687.509+80=K0+767.509

YH=HY+(L-2)= K0+767.509+(239.8586-2*80)=K0+847.3678

HZ=YH+= K0+847.368+80= K0+927.3678

QZ=HZ-L/2=K0+927.3678-239.8586/2=K0+807.4397

校核: JD=QZ+J/2=K0+807.4397+1.06/2= K0+847.78

交点校核无误。

其它3个交点的计算结果见“直线、曲线及转角表”。

2.5 各点桩号的确定

在整个的设计过程中就主要用到了以上的三种线形，在五公里的路长中，充分考虑了当地的地形，地物和地貌，相对各种相比较而得出的。

在地形平面图上初步确定出路线的轮廓，再根据地形的平坦与复杂程度，具体在纸上放坡定点，插出一系列控制点，然后从这些控制点中穿出通过多数点的直线段，延伸相邻直线的交点，既为路线的各个转角点（既桩号），并且测量出各个转角点的度数，再根据《公路工程技术标准JTG B01—2003》的规定，初拟出曲线半径值和缓和曲线长度，代入平曲线几何元素中试算，最终结合平、纵、横三者的协调制约关系，确定出使整个线形连贯顺直协调且符合技术指标的各个桩号及几何元素。各个桩号及几何元素的计算结果见直线、曲线及转角表。

3路线纵断面设计

沿着道路中线竖直剖切然后展开既为路线纵断面，由于自然因素的影响以及经济性要求，路线纵断面总是一条有起伏的空间线，纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性，道路等级，当地的自然地理条件以及工程经济性等研究起伏空间线的大小和长度，以便达到行车安全，迅速，运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。

3.1纵断面设计的原则

（1） 纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。

（2） 纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。

（3） 平面与纵断面组合设计应满足：

（4） 视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。

（5） 平曲线与竖曲线应相互重合，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”

(6) 平、纵线形的技术指标大小应均衡。

（7） 合成坡度组合要得当，以利于路面排水和行车安全。

（8） 与周围环境相协调，以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并起到引导视线的作用。

3.2纵坡设计的要求

（1） 设计必须满足《标准》的各项规范

（2） 纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用极限纵坡值，合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的短坡。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。

（3） 沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。

（4） 应尽量做到添挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。

（5） 纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填土高度要求，保证路基稳定。

（6）对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。

（7） 在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。

3.3 纵坡设计的步骤

（1）  准备工作：在厘米绘图纸上，按比例标注里程桩号和标高，点绘地面线。里程桩包括：路线起点桩、终点桩、交点桩、公里桩、百米桩、整桩（50m加桩或20m加桩）、平曲线控制桩（如直缓或直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直或圆直、公切点等），桥涵或直线控制桩、断链桩等。

（2） 标注控制点：如路线起、终点，越岭垭口，重要桥涵，地质不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪线的洪水位，隧道进出口，平面交叉和立体交叉点，铁路道口，城镇规划控制标高以及受其他因素路线必须通过的标高控制点等。

（3） 试坡：在已标出“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，以控制点为依据，穿插与取直，试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案，最后定出既符合技术标准，又满足控制点要求，且土石方较省的设计线作为初定试坡线，将坡度线延长交出变坡点的初步位置。

（4） 调整：对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长等是否满足规定，平、纵组合是否适当等，若有问题应进行调整。

（5） 核对：选择有控制意义的重点横断面，如高填深挖，作横断面设计图，检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况，若有问题应调整。

（6） 定坡：经调整核对无误后，逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1％，变坡点一般要调整到10m的整桩号上。

（7） 设置竖曲线：根据技术标准、平纵组合均衡等确定竖曲线半径，计算竖曲线要素。

（8） 计算各桩号处的填挖值：根据该桩号处地面标高和设计标高确定。

3.4 竖曲线设计

竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。设计时充分结合纵断面设计原则和要求，并依据规范的规定合理的选择了半径。《标准》规定： 

表3.1竖曲线指标

                                         (3.1)

                L =                           (3.2)

                T =                            (3.3)

                E =                           (3.4)

式中：

————坡度差，     

L ————曲线长，    （m）

T ————切线长，  （m）

E ————外距      （m）

A 变坡点1： 

(1) 竖曲线要素计算：

里程和桩号K0+770.000   

I1=﹣0.4%   i2= -2.6%   取半径R=10000m

w= i2﹣i1=-2.6%﹣(﹣0.4%)=-2.2%   (凸形)

(2) 设计高程计算：

竖曲线起点桩号=(K0+770.000)﹣110=K0+660

竖曲线起点高程=178.6-110×（-0.4%）=179.04m

竖曲线终点桩号=( K0+770.000) +110= K0+880

竖曲线终点高程=178.6+ 110×（-2.6%）=175.74m     

B 变坡点2：

(1) 竖曲线要素计算：

里程和桩号K1+520 

i2=-2.6%   i3= -1.9%   取半径R=10000

w= i3﹣i2=-1.9%-（-2.6%）=0.5%   (凹形)

 (2) 设计高程计算：

竖曲线起点桩号=(K1+520)﹣25 =K1+495

竖曲线起点高程=158.9225﹣25×（-2.6%）=159.5725m

竖曲线终点桩号=(K1+520)+25 =K1+545

竖曲线终点高程=158.9225-25×（-1.9%）=159.398m 

4 路线横断面设计

道路横断面，是指中线上各点的法向切面，它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟等设施构成的。

4.1 横断面设计的原则

（1）设计应根据公路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。

（2）路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度等外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采用经济有效的病害防治措施。

（3）还应结合路线和路面进行设计。选线时，应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。对于地形陡峭、有高填深挖的边坡，应与移改路线位置及设置防护工程等进行比较，以减少工程数量，保证路基稳定。

（4）沿河及受水浸水淹路段，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。

（5）当路基设计标高受，路基处于潮湿、过湿状态和水温状况不良时，就应采用水稳性好的材料填筑路堤或进行换填并压实，使路面具有一定防冻总厚度，设置隔离层及其他排水设施等。

（6）路基设计还应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要

公路是一带状结构物，垂直于路中心线方向上的剖面叫横断面，这个剖面的图形叫横断面。

4.2横断面设计综述 

在济邹二级公路的横断面设计中，设计路线基本按原路设计，为保证改建施工，全线以填土为主。

4.2.1 横坡的确定

（1）路拱坡度

根据规范二级公路的应采用双向路拱坡度，由路向两侧倾斜，不小于1.5％。

（2）路肩坡度

直线路段的硬路肩，应设置向外倾斜的横坡。

曲线外侧的路肩横坡方向及其坡度值：

表4.1路肩横坡方向及其坡度表

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，这就是曲线上的超高。合理设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性和舒适性。当汽车等速行驶时，其离心力也是变化的。因此，超高横坡度在圆曲线上应是与圆曲线半径相适宜的全超高，在缓和曲线上应是逐渐变化的超高。

济邹二级公路设计中主要采用绕外边旋转的方法进行曲线的超高。先将外侧车道绕外边旋转，于次同时，内侧车道随中线的降低而相应降低，待达到单向横坡度后，整个断面仍绕外侧车道边缘旋转，直至超高横坡度。绕边线旋转由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此中方法。

横断面上超高值的计算

表4.2 绕边线旋转超高值计算公式

（1）超高

《规范》规定：二级公路的最大超高值为8％。

（2）超高缓和段

超高缓和段长度

为了行车的舒适性和排水的需求，对超高缓和段必须加以控制，超高缓和段长度按下式进行计算：

                          （4.9）

式中：——旋转轴至行车道（设路缘带为路缘带）外侧边缘的宽度，（m）；

    ——超高坡度与路拱坡度代数差，（%）；

    ——超高渐变率，即旋转轴与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间相对升降的比率。

超高缓和段长度按上式计算结果，应取为5m的倍数，并不小于10m的长度。

路线横断面设计综述：

1） 路拱坡度  2.0%    

2） 路肩坡度  3.0%

3） 超高度

超高度可由平曲线半径范围选取，由《规范》：

平原微丘区：平曲线半径 300-390m，iy=5%

            不设超高的最小半径为：5500m

超高计算可求出各点的超高值，如下表截取数据为K0+687.510～K0+847.369的超高加宽值，因为所取圆曲线半径R﹥250M，所以路线不设加宽。

表4.3路基超高加宽表

4.4 横断面的绘制

道路横断面的布置及几何尺寸,应能满足交通\环境\用地经济\城市面貌等要求,并应保证路基的稳定性.本次横断面设计选择了路线的一公里来绘制，其中包括了桩号JD1 ，桩号JD2 两个桩号.此段路的路基土石方数量见路基土石方数量计算表。路基设计的主要计算值见路基设计表。

5 土石方的计算和调配

5.1 调配要求

（1）土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。

（2）纵向调运的最远距离一般应小于经济运距（按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距）。

（3）土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响，一般情况下，不跨越深沟和少做上坡调运。

（4）借方、弃土方应与借土还田，整地建田相结合，尽量少占田地，减少对农业的影响，对于取土和弃土地点应事先同地方商量。

（5）不同性质的土石应分别调配。

回头曲线路段的土石调运，要优先考虑上下线的竖向调运。

5.2 调配方法  

土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法、表格调配法等，由于表格调配法不需单独绘图，直接在土石方表上调配，具有方法简单，调配清晰的优点，是目前生产上广泛采用的方法。

表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。

表格调配法的方法步骤如下：

5.2.1 准备工作

调配前先要对土石方计算复核，确认无误后方可进行。调配前应将可能影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁，借调配时考虑。

5.2.2 横向调运

即计算本桩利用、填缺、挖余，以石代土时填入土方栏，并用符号区分。

5.2.3纵向调运

确定经济运距

根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案，确定调运方向和调运起讫点，并用箭头表示。

计算调运数量和运距

调配的运距是指计价运距，就是调运挖方中心到填方中心的距离见区免费运距。

5.2.4 计算借方数量、废方数量和总运量

   借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量

   废方数量=挖余—纵向调出本桩的数量

   总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量

5.2.5复核

(1) 横向调运复核

   填方=本桩利用+填缺

   挖方=本桩利用+挖余

(2) 纵向调运复核

   填缺=纵向调运方+借方

   挖余+纵向调运方+废方

(3) 总调运量复核

   挖方+借方=填方+借方

以上复核一般是按逐页小计进行的，最后应按每公里合计复核。

5.2.6 计算计价土石方

 计价土石方=挖方数量+借方数量

6 路基设计

6.1 路基横断面布置

由横断面设计，查《标准》可知，二级公路路基宽度为10m，其中路面跨度为7.00m，无须设置分隔带，硬路肩宽度为0.75×2=1.5m，土路肩宽度为0.75×2=1.5m。；路面横坡为2%，土路肩横坡为3%

图6.1公路路基宽度示意图

6.2 路基边坡

由横断面设计查《公路路基设计规范》可知，当二级公路路基边坡小于8m时，采用1：1.5的坡度，当路基边坡大于8m时采用1：1.75，当路堑开挖有些路段大于15米，由规范采用1：0.5与1：0.75的边坡相结合。

6.3 路基压实标准

路基压实采用重型压实标准，压实度应符合《规范》要求：

表6.1路基压实度

填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。

砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。

细粒土做填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。

桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。

6.5 路床处理

（1）路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。

（2）挖方地段的路床为岩石或土基良好时，可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。

（3）填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理

基底土密实，地面横坡缓于1：2.5时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。当陡于1：2.5时，地面须挖成阶梯式，梯宽2.0m，并做2%的反坡。

路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂、砾等透水性材料。

水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基说，应按特殊路基处理。

6.6 路基防护

（1） 路基填土高度H<3m时，采用草坪网布被防护，为防止雨水，对土路肩边缘及护坡道的冲刷，草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm，在护坡道上铺到边沟内侧为止。而对于高等级道路，则采用菱形空心混凝土预制块防护，本段公路采用菱形空心混凝土预制块。

（2） 路基填土高度H>3m时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3≤H≤4m时，设置单层衬砌拱，当4＜H≤6m时，设置双层衬砌拱，拱内铺设草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cm×30cm×50cm的长方体预制块，拱圈部分采用5cm×30cm×65cm的弧形预制块（圆心角30度，内径125cm，外径130cm），预制块间用7.5号砌浆灌注。

（3）路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚30cm，下设10cm砂垫层，基础埋深60cm，底宽80cm，个别小的河塘全部填土。

（4）路堑路段边坡为1：0.5，按规范采用浆砌片石防护。

7 路基路面排水设计

7.1 路基排水设计

路基地表排水可采用边沟、排水沟，各类地段排水沟应高出设计水位0.2m以上。

边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:1，边沟的深度为0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致，边沟采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护。

排水沟：横截面一般为梯形，边坡采用1：1，横截面尺寸深度和底宽不宜小于0.5m。沟底纵坡宜大于0.5%。排水沟长度不宜超过500m。

7.2 路面排水设计

本公路的路面排水主要是采用路肩排水措施，主要由拦水带、急流槽和路肩排水沟组成以及分隔带排水设施组成。

路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方边坡应进行防护。

路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置排水带，并通过急流槽将水排出路基。

拦水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成，拦水带高出路肩12cm,顶宽8～10cm。急流槽的设置距按路肩排水的容许容量计算确定以20m～50m为宜，急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近，并考虑到地形、边坡状态及其它排水设施的联接。

图7.1路基路面排水示意图

8  公路路面结构设计计算

8.1 沥青混凝土路面

设  计  内  容 : 新建沥青混凝土路面设计

 公  路  等  级 : 二级公路

 变异水平的等级 : 中  级

 可 靠 度 系 数 : 1.13 

 面  层  类  型 : 中粒式沥青混凝土面层

8.1.1 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算

表8.1交通量表

（1）当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :

路面竣工后第一年日平均当量轴次 :  962 

设计年限内一个车道上累计当量轴次 :  2961771 

（2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :

路面竣工后第一年日平均当量轴次 :  748 

设计年限内一个车道上累计当量轴次 :  2302916 

公路等级  二级公路

公路等级系数  1.1     面层类型系数  1        基层类型系数  1 

路面设计弯沉值 :  33.5 (0.01mm)

层位    结 构 层 材 料 名 称    劈裂强度(MPa)    容许拉应力(MPa)

 1        中粒式沥青混凝土           1.4             0. 

 2        水泥碎石土                 0.6             0.29 

 3        碎石土

8.1.2 新建路面结构厚度计算

            公  路  等  级 :  二级公路

            新建路面的层数 :  3 

            标  准  轴  载 :  BZZ-100

            路面设计弯沉值 :  33.5 (0.01mm)

            路面设计层层位 :  3 

            设计层最小厚度 :  15 (cm)

层位 结构层材料名称  厚度(cm)  抗压模量(MPa)  抗压模量(MPa)  容许应力(MPa)

                                      (20℃)       (15℃)

   1  中粒式沥青混凝土      5         1400          2000           0. 

   2  水泥碎石土            15        1200          1200           0.29 

   3  碎石土                20         900           900 

   4  土基                  36 

 （1） 按设计弯沉值计算设计层厚度 :

      LD= 33.5 (0.01mm)

      H( 3 )= 25 cm      LS= 37.5 (0.01mm)

      H( 3 )= 30 cm      LS= 32.8 (0.01mm)

      H( 3 )= 29.3 cm(仅考虑弯沉)

  （2）按容许拉应力验算设计层厚度 :

      H( 3 )= 29.3 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)

      H( 3 )= 29.3 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)

  （3）路面设计层厚度 :

            H( 3 )= 29.3 cm(仅考虑弯沉)

            H( 3 )= 29.3 cm(同时考虑弯沉和拉应力)

  8.1.3 验算路面防冻厚度 :

      路面最小防冻厚度  80 cm

      验算结果表明 ,路面总厚度比路面最小防冻厚度小 30.7 cm ,

      程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足 .

      通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面

  最下层以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构

  设计结果如下:

          ---------------------------------------

               中粒式沥青混凝土         5 cm

          ---------------------------------------

               水泥碎石土               15 cm

          ---------------------------------------

               碎石土                   20 cm

          ---------------------------------------

               土基

  竣工验收弯沉值和层底拉应力计算

        公  路  等  级 :  二级公路

        新建路面的层数 :  3 

        标  准  轴  载 :  BZZ-100

层位  结构层材料名称    厚度(cm)  抗压模量(MPa)  抗压模量(MPa)  计算信息

                                    (20℃)         (15℃)

 1     中粒式沥青混凝土    5         1400           2000        计算应力

 2     水泥碎石土          15        1200           1200        计算应力

 3      碎石土             20        900            900         不算应力

 4      土基               36 

8.1.4 计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :

      第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 43.5 (0.01mm)

      第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 53.3 (0.01mm)

      第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 117 (0.01mm)

 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 322.9 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式)

                        LS= 258.8 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)

 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :

      第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-0.244 (MPa)

      第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )= 0.077 (MPa)

参  考  文  献

[1] JTG B01-2003，《公路工程技术标准》[S].北京：人民交通出版社，2003.

[2] JTG D20-2006，《公路路线设计规范》[S]. 北京：人民交通出版社，2006.

[3] JTG D30-2004，《公路路基设计规范》[S]. 北京：人民交通出版社，2004.

[4] JTG D40-2002，《公路水泥混凝土路面设计规范》[S]. 北京：人民交通出版社，2002.

[5] JTG D50-2006，《公路沥青路面设计规范》[S]. 北京：人民交通出版社，2006.

[6] JTG F10-2006，《公路路基施工技术规范》[S]. 北京：人民交通出版社，2006.

[7] JTJ018-97-2006，《公路排水设计规范》[S]. 北京：人民交通出版社，2006.

[8] 《路基设计手册》[M]. 北京：人民交通出版社，1996.

[9] 《路面设计手册》[M]. 北京：人民交通出版社，1998.

[10] JTG D62-2004，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[S]. 北京：人民交通出版社,2004.

[11] JTG D63-2007,《公路桥涵地基与基础设计规范》[S].北京：人民交通出版社,2007.

[12] JTG/TD65-04-2007,《公路涵洞设计细则》[S]. 北京：人民交通出版社,2007.