高速公路工程综合设计说明书

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1、毕 业 设 计 (论 文)学院专业毕业设计题目： 至高速公路C段工程综合设计姓 名： 班 级： 1 0土 木 （ 道 桥 ） 学 号： 指导教师： 完成日期 2 0 1 4 年 4 月 30 日36 / 45至高速公路C段工程综合设计Integrated design of C engineering of Shangrao to Nanchang Expressway总计 毕业设计（论文） 43 页表 格 8 个 插 图 8 幅 摘 要至高速公路是全国公路往中的一条重要干线，对地区的经济发展起着很大的作用。本路线途经平原微丘区，本着安全、经济、实用、美观的原则，对至高速公路C段进行工程综合设

2、计。 本次设计的主要容包括：确定设计参数，路线方案的比选，平纵横设计，桥梁和挡土墙设计，路面结构设计，全线施工图预算等。严格按照标准的要求设计规，结合当地的地形和环境，考虑合理的线路布置，应用计算机软件的应用图。最后完成了所有设计容，绘制设计图纸，编制设计说明和有关参数表格。关键词：高速公路； 路线比选； 平纵横设计； 路面结构设计Abstract Shangrao and Nanchang expressway is the road towards an important trunk, plays a very important role in the economic develop

3、ment of Shangrao. The route in plain and hilly area, in line with the safe, economic, practical, aesthetic principle, engineering design of Shangrao and Nanchang Expressway C section.本次设计的主要内容包括：确定设计参数，路线方案的比选，平纵横设计，桥梁和挡土墙设计，路面结构设计，全线施工图预算等。严格按照标准的要求设计规范，结合当地的地形和环境，考虑合理的线路布置，应用计算机软件的应用图。最后完成了所有设计内容，

4、绘制设计图纸，规格和设计参数表。 The design of the main content includes: determining design parameters, selection of scheme design for the horizontal and vertical lines, bridges, and retaining wall design, pavement structure design, all the construction drawing budget etc. Designed strictly according to the standa

5、rd requirements, combined with the local terrain and the environment, consider the line layout reasonable, application of computer software applications. Finally finished all the design, drawing design drawings, specifications and design parameter table.Key words： Freeway ； Comparison and selection

6、of route ； Design for the horizontal and vertical； Pavement structure design 目 录 摘要IIAbstractIII第一部分 设计说明书第一章 绪论11.1 概述11.2 选题意义2第二章 路线总体设计32.1 概述32.2设计资料32.3 设计技术指标与技术规32.4路线总体设计原则7第三章 路线平面设计53.1 概述53.2 选线的一般原则53.3 选线步骤73.4 选线与路线方案比选83.5带缓和曲线的圆曲线计算9第四章路线纵断面设计114.1 纵断面设计一般原则114.2 平纵组合设计114.3 竖曲线设计计算

7、14第五章路线横断面设计165.1横断面设计各项技术指标175.2 排水设计185.3 超高设计195.4土石方计算和调配23第六章 桥梁、通道与支挡物设计266.1 桥梁与通道设置266.2 挡土墙设置与稳定性验算266.3 坡面防护29第七章 路面设计307.1 路面结构设计资料307.2 路面结构设计327.2.1 设计方案317.2.2 确定土基的回弹模量337.2.3 路面结构设计33第八章 施工图预算398.1 预算定义和作用398.2 施工图预算的编制依据398.3 施工图预算项目的主要容398.4施工图预算文件编制步骤408.5施工图预算价格41结语42参考文献43第二部分 工

8、程图表 1、路线平面图2、路线纵断面图3、路线横断面设计图4、标准横断面设计图5、路面结构设计图6、挡土墙设计图7、路基排水设计图8、逐桩坐标表9、纵坡、竖曲表10、设计表 11、土方设计表 12、路基超高加宽表13、边沟排水沟设计表14、主要经济技术指标表15、施工图预算表第一章绪论1.1 概述 高速公路的规划和建设是中国目前实现经济和社会发展的需要。目前，我国是交通基础设施建设的关键时期，全国各地都在极力提高运输系统，以满足日益增长的交通需求。 至高速公路是我省高速公路网规划加密的高速公路项目，由市政府批准进行建设项目的前期工作，目前在可行性研究阶段。该项目是由至国家高速公路在市附近，流经

9、市，县，县，德兴市，建设里程约65.6公里。至高速公路C段全长6.356km，设计速度为120 km/h。全线共设置2个平曲线交点，。该路段处于平原微丘区地形，地势平坦，全线高差约40 m。2.2 选题意义本次毕业设计的意义在于运用所学的专业知识，根据自己的未来工作服务对象，在老师的指导和帮助下独立完成施工图设计任务中的一段公路。通过本次毕业设计可以培养我们对施工图设计的能力，把学到的知识系统的运用到理论与实践中去。熟悉掌握平纵横设计、路基设计、路面设计、桥涵挡土墙设计与施工图预算的具体设计方法，并能够独立完成全部设计的图表。满足以后生产实践的需要，为自己以后的工作打下一个坚实的基础。 第二章

10、 路线总体设计2.1概述总体设计是在建设规模的前提下，综合考虑，整体布局的一体化设计，使各专业设计协调配套。总体设计的目的是设计一个完整的统一体，防止设计不协调，布局不合理的出现，以确保整体布局与公路工程项目设计经济合理，提高设计质量和水平。2.2 设计资料 本段线路位于省地区，平均海拔为210米，气候为热带雨林气候。土体成分主要为黄粘土，地表附有1030 cm腐殖质土层。地表岩石主要为中分化的沉积岩。该区域公路建设材料十分丰富，可以充分利用当地建设材料，如砂，砾石，碎石，石等。此外，还有其他建筑材料供应充足，如沥青，水泥，钢材，木材，石灰煤渣等。According to the specif

11、ication of highway asphalt pavement, the design life for 15 years, should satisfy a service level. According to the traffic data shows that, the design of the initial annual average daily traffic of 5000 vehicles / day and night, traffic is growing at an annual rate of 5%. 根据公路沥青路面规，对其设计寿命假定为15年，应满足

12、服务一级水平。据提供的交通资料可知，设计初始年平均日交通量为5000辆/昼夜，交通量年增长率为5%。2.3 设计技术指标与技术规主要技术指标见表2-1 表2-1主要技术指标表序号指 标 名 称规 值序号指 标 名 称规 值1公路等级高速公路2路基宽度(m)263设计行车速度(km/h)1204圆曲线极限最小半径(m)6505圆曲线一般最小半径(m)10006直线段最大长度(km)2.47反向平曲线间直线段最短长度（m）2408同向平曲线间直线段最短长度（m）7209凸形竖曲线一般最小半径(m)1700010凸形竖曲线一般最小半径(m)600011纵坡围（%）0.5312坡长围（m）300900

13、13停车视距（m）21014汽车荷载等级公路I级设计必须进行工程地质勘察，查明水文地质和工程地质条件。当路堤填土高度大于20m，中心基坑开挖深度大于30m，应结合路桥、隧道结构作方案的比选。2.3.2技术规各工程方面的设计都应按照相应的规要求来设计，特别是对自由裁量的容规的围或推荐使用灵活，不能死守规，但也不能脱离规。在高速公路的施工图设计，相关的技术规有：中华人民国行业标准的公路路线设计规（JTG d20-2006），公路路基设计规（JTG D30-2004），公路工程技术标准（JTG b01-2003）。2.4路线总体设计原则 根据指定的路线总方向，按照设计任务、公路和道路网中的作用进行设

14、计，需考虑到社会，经济因素和复杂的自然条件等来拟定路线总体走向。(1) a careful analysis of the distribution of terrain, geological route to and within the scope of the building and other objects; determine and scope of movable point control center, if along with needs across the river, the length of the bridge should be estimated,

15、if it is a bridge across the river, the location should be as control point.（1）仔细分析地形的分布、地质路线和建筑其他对象的围来确定和控制中心活动点的围，如果随着过河的需要，它是一座桥横跨在河上时，位置应作为控制点；(2) according to the requirements, seriously study the terrain, the paper selected line and a paper setting out work. Line, through or near most of the c

16、ontrol point straight, crossing the intersection. Rationality analysis before and after the line, such as the line will cause a large number of buildings demolition, whether through a large area of paddy field or adverse geological area, before and after the line length is too short. If it is not re

17、asonable, it should adjust the individual control point position after the re threading or adjust the threading scheme according to the control point of the movable range.（2）根据上述要求，认真研究地形，来进行选取线和纸上定线工作。通过附近的控制点或最直的交叉路口，理性分析之前和之后的线路。如果线路会造成大量建筑物拆除和通过大面积的稻田或不良地质区，它都是不合理的。应调整个别控制点的位置重新穿线后，再根据该活动围的控制点调整

18、线程方案；(3) the intersection angle and distance or by the coordinates of the intersection angle and the intersection spacing is calculated with a protractor and a ruler volume, according to the actual situation at the intersection point, analysis the controlling factors on the horizontal curve radius a

19、nd gate trim curve radius and length of transition curve, recommended radius should be considered when the relevant provisions of the technical standard of Highway Engineering topographic and geological features, requirements and related technical economy.（3）通过交叉角坐标和交叉口间距用量角器和直尺来计算其交叉角度和距离，根据实际情况在交叉

20、点控制因素对平曲线半径与圆曲线半径、缓和曲线长度分析，推荐半径时应考虑的有关规定公路工程技术标准的有关规定，地形和地质特征的要求和有关技术经济；(4) calculation of curve elements and route mileage, according to the direct corrosion points and tangent length on topographic map set curve straight and draw the whole curve, the design starting point or the rear curve slow st

21、raight start, amount of each kilometer pile, hundred meter pile and pile.（4）曲线要素和路线里程计算，根据地形图集曲线的直缓点和缓直点绘出整个曲线，由设计起点或后方曲线的缓直点开始，量出各公里桩、百米桩和主点桩。 第三章 路线平面设计3.1 概述选线是基于对线和技术标准的基本趋势，结合地形，地质条件，考虑到安全，环境保护，土地使用和建设条件和经济因素，通过综合比较，选择路线的全过程。它是公路建设的工作，面对的是一个非常复杂的自然环境和社会经济条件，应考虑的因素很多。为了确保选线勘察设计质量，降低工程造价，必须充分考虑，从

22、粗到细，由轮廓到具体，一步一步，逐步分析，比较和选择路线，从而设定合理的路线。3.2 选线的一般原则 路线是道路的骨架，它直接影响到道路网中的功能和作用。除了受自然条件影响的路线设计，还受多种社会因素的制约。选线要考虑的因素很多，因此要妥善处理各方面的关系，其一般原则如下： （1）在路线设计的各个阶段，运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案； （2）路线设计应在保证行车安全、舒适、快捷的前提下，使工程量小、造价低、运营费用省、效益好，并有利于施工和养护； （3）选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田和经济林园

23、； （4）处理好路线与名胜、风景、古迹的关系； （5）对不良地质地段，正确处理路线与绕避或穿越的关系； （6）选线应重视环境保护，注意因修建道路与汽车运行所产生的影响和污染等； （7）对高速公路和一级公路，因其路幅宽，可根据通过地区的地形、地物、自然环境等条件，利用其上下行车道分离的特点，本着因地制宜的原则，合理采用上下行车道分离的形式设线。3.3 选线步骤因为影响选线的因素很多，所以不可能一次就找出理想方案来。最有效的做法是分阶段、分步骤，由粗到细，反复比选来求最佳解。选线一般按以下三步进行:（1） 路线方案选择 路线方案主要是解决起、终点间路线基本走向问题，此项工作通常是先在小比例尺地形图

24、上从较大面积围找出各种可能方案，收集各可能方案的有关资料，进行初步评选，确定数条有进一步比较价值的方案。（2）路线带选择在路线基本走向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路线带，也称路线布局。（3） 具体定线定线是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的路线带进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线工作。3.4 选线与路线方案比选3.4.1选线根据主要技术指标见表2-1，结合选线原则确定交点布置图如下图（图3-1）所示： 图3-1 交点布置图全段线路共设2个交点，其中JD0、JD4分别为起、终点，为普通线形。详见平面设计图GL-01。3.4

25、.2 路线方案比选方案比选是平面设计过程中不可避免的环节。在确定路线大致走向后，对于不同的地形地貌状况有不同的路线设计方案，并且这些方案都是切实可行的。此时，我们就需要从经济、技术等多方面对线路的各个方案进行比较，选择出最佳方案，这个过程就叫做方案比选。在JD0与JD3处有两个方案，如下图（3-2）所示： 图3-2方案比选图方案一：JD0JD1JD2JD3；方案二：JD0JD1JD2JD3。经设计验算，两方案都能满足指标要求，均为可行方案。下面是对各方案的简述，如图表3-3所示： 表3-3路线方案因素对比表 因素 方案转角 半径设置与布设线形挖填情况拆迁情况预计工程造价方案一转角较小半径设置合

26、理，线路较短挖填较为均匀无拆迁工程造价合理方案二转角较大半径设置较小，线路较长挖方多，填方较少多处需要拆迁工程造价较高经比较可得：选取方案一更为合理。3.5带缓和曲线的圆曲线计算3.5.1平曲线要素计算图3-4 JD1处段曲线图以JD1处平曲线(对称型)设计计算为例，计算过程如下：已知转角=273745.8，设计时知圆曲线半径R=1000 m，缓和曲线长度Ls=250 m，则：移值：=2.6041 m切线增长：=124.9997 m切线长：=371.470 m平曲线长：=732.2238 m 外距：=32.469 m 切曲差：=10.7162 m3.5.2 主点桩号计算已知JD0至JD1的交点

27、间距=1477.358m，即JD1处虚设桩号为K1+477.358，则各主点里程桩号计算如下：Ly=L-2Ls=732.224-500=232.224ZH=JD-T=(K1+477.358)-371.470=K1+105.887HY=ZH+Ls=(K1+105.887)+250=K1+355.887 QZ=HY+Ly/2=(K1+355.887)+232.224/2=K1+471.999 YH=HY+Ly=(K1+355.887)+232.224=K1+588.111 HZ=YH+Ls=(K1+588.111)+300=K1+838.111 全部计算结果可见直曲表和逐桩坐标表。 第四章 路线纵

28、断面设计4.1 纵断面设计一般原则纵断面的设计主要包括两个设计容：纵断面拉坡和竖曲线设置。根据规与技术标准的要求，应注意以下几点：（1）应符合规规定的纵坡和竖曲线（最大纵坡，最小纵坡，坡长限制，最小坡段长度，最小竖曲线半径和竖曲线最小长度）和有关高程控制点和构造物对的纵断面设计的要求；(2) the design of the vertical alignment based on design speed, to adapt to the terrain and the environment under the principle of longitudinal slope, slope

29、length and size, and the coordinated situation, radius of vertical curve and the plane linear combination of comprehensive research, repeated adjustment, design a smooth, continuous longitudinal section alignment;（2）纵断面线形设计应适应地形和纵坡原理的要求下，对满足坡长大小，协调的情况下，进行竖曲线半径综合研究，反复调整平面线形的组合设计，设计出平滑的、连续的纵断面线形；(3) t

30、he plane straight sections should not appear vertical alignment bump ups and downs frequent at short range, are easy to block line of sight, a concave part is easy to form the blind area, the driver has a sense of loss, the linear loss of continuity, affecting the traffic safety;（3）平面上直线路段不宜在短距离出现凹凸

31、起伏频繁的纵断面线形，其凸起部分易遮挡视线，凹下部分易形成盲区，使驾驶员产生茫然感，使线形失去连续性，影响行车安全；(4) the continuous uphill downhill, (or) shall comply with the provisions of the average longitudinal slope, and the running speed tests were carried out on the traffic capacity and traffic safety;（4）连续上坡下坡路段应符合平均纵坡的规定，且需采用运行速度进行通行能力和交通安全的试验；

32、(5) the long downhill concave vertical curve or curve straight section end should not the design of the small radius, to ensure traffic safety;（5）长下坡凹形竖曲线或曲线平曲线的端部不应进行小半径的设计，目的保证行车安全；(6) longitudinal section shall be considered in the design of pavement drainage requirements;（6）纵断面设计应考虑路面排水要求；(8) sh

33、ould strive for longitudinal cut and fill balance, try to shift to dig for filling, to save the earthwork quantity, reduce project cost.（7）应尽量纵向填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土方量，降低工程成本。4.2 平纵组合设计在进行纵断面设计的时候，需要与前面设计好的平面设计成果进行协调。总体上要满足视觉上的连续性，技术指标的均衡性，合成坡度和道路与周围环境的协调配合等原则。平纵组合设计常见形式有：直线与直坡线、直线与凹曲线、直线与凸曲线、平曲线与直坡线。进行组

34、合设计时的具体要求如下：（1）平曲线与竖曲线宜互相重合，应满足“平包竖”。“平包竖”的线形设置在立体上能够起到引导视线的作用，可得到平顺流畅的效果。平竖曲线的半径都应稍大些为宜，特别是当竖曲线为凹曲线时。（2）平竖曲线应大小均衡，且组合得当。研究认为，竖曲线的半径约为平曲线半径1020倍时，可获得视觉上处于均衡的最佳效果。另外，在平竖曲线组合中，除了满足“平包竖”之外，还应注意保持竖曲线的起始点应位于平曲线的缓和曲线上。 （3）要选择合适的合成坡度。合成坡度过大，对行车不利，车辆易产生打滑、侧滑。合成坡度过小，不利于路面排水。所以，控制合成坡度也是非常重要的。一般来说，当设置的平曲线半径较小时

35、，由于超高较大，可能会出现合成坡度大于最大超高值得情况。此时，应控制合成坡度在最大超高围之类，高速公路一般为8%。同样，为满足排水的需要，最小合成坡度应不小于0.5%。4.3 竖曲线设计计算该公路全长6356.084m，全线设计共设置5个竖曲线变坡点，现以第一个变坡点为例进行竖曲线设计演算，其余变坡点同理计算可得，具体结果见竖曲线表。4.3.1曲线要素的计算变坡点桩号为K0+660，高程为195.941 m，=-1.499%，=1.885%,= -=3.384%，为凹形。已知竖曲线半径R=8000 m,则：曲线长=80003.384%=270.72 m切线长=135.32m外距=1.145 m

36、4.3.1设计高程的计算竖曲线起点桩号=（K0+660）-T=K0+524.679竖曲线起点高程=195.941+T3.384%=200.520 m竖曲线终点桩号=（K0+600）+T=K0+735.320竖曲线终点高程=195.941+T1.885%=198.492 m K0=600处：横距x=（K0+600）-(K0+524.679)=75.321 m竖距h=/2R=0.355 m切线高程=195.941+75.3211.499%=197.070 m设计高程=197.070+0.355=197.425 m其余桩号同理可计算得到。 图44竖曲线要素示意图 第五章 路线横断面设计5.1横断面设

37、计各项技术指标对于高速公路，横断面组成一般包括：行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟等。对于整体式路基而言，路肩包括硬路肩和土路肩，分隔带包括左侧路缘带和绿化带。查规，本设计采用各项设计指标为：资料已知路基设计宽度为26.0m,路面宽度为单幅23.75m,该设计采用双向四车道，整体式路基，路基宽度为26 m。其中中间绿化带宽2 m，左侧路缘带宽20.75 m，行车道宽43.75 m，硬路肩宽23 m，土路肩宽20.75 m，路拱横坡度取2%，土路肩为2.5%，路基边坡为1:1.5，在设计边沟的深度为0.6 m，宽度为0.6m，外侧边坡坡度均为1:1.5。 以上详见标准横断面图GL-04。标

38、准横断面布置图如下： 图51路基典型标准横断面图(单位cm)5.2排水设计5.2.1边沟的设置边沟是道路排水的重要设施，起到将路面、边坡的积水汇集并引流的作用。边沟一般将水引至排水沟进行排除。边沟的设置需要满足路线走向和地面起伏状况，并充分考虑不同路段的水流状况。对于较长缓的边沟地段需要进行边沟拉破设置，避免中间低两边高而出现积水的现象。边沟按断面形式可分为：矩形边沟、梯形边沟、抛物线形边沟。前两种比较常见，抛物线形边沟一般设置在沙漠或积雪地区。该路段全线采用的是常见的梯形边沟形式，沟深0.6 m，底宽0.6 m，两侧沟边坡度为1:1。设置了路堤挡墙的路段没有设置边沟。详见排水设计图。5.2.

39、2 排水沟与截水沟的设置边沟的水将通过排水沟进行排除，主要起到引流的作用。排水沟一端与边沟相连，另一端直接到达山谷、河流或小溪。排水沟的断面形式跟边沟类似。排水沟一般设置于山沟等低洼地带，便于将公路围的水引离路基，减少水流对路基的冲刷。该设计选取的边沟形式为梯形，沟深0.6 m，底宽0.6 m，两侧沟边坡度为1:1。截水沟主要用于路堑边坡地段，起到拦截山坡雨水，防止挖方边坡收到冲刷的作用。被截水沟截流的水可引至边沟、排水沟或低于路基处。截水沟同样也采用梯形断面，尺寸与边沟、排水沟一样。在截水沟外侧需设置向坡度为2%土台。详见标准横断面图GL-04。5.2.3涵洞与通道设置 涵洞是高速公路上必不

40、可少的设施。高速公路的路堤高度较高，山沟地带如果不设置涵洞就会造成雨水无法流通而汇集，行成水塘，对路基浸泡或冲刷，造成路基病害。因此设计涵洞让水流能顺利通过是非常重要的。常见的涵洞形式有：圆管涵、盖板涵和拱涵。本设计共设置了5座钢筋砼盖板涵，1座钢筋砼圆管涵。具体设置情况详见平面设计图和涵洞设计图。5.3超高设计5.3.1 超高确定设置超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上做成外侧高于侧的单向横坡形式，可采用绕中线旋转的方式来设计。由汽车在曲线上行驶的力的平衡方程式，可得公式:曲线超高率，横向力系数，车速，半径。（1）第一段圆曲线上超高计算：超高缓和段长度的计算由

41、于半径R=1000m，设计速度K=120Km/h根据规取超高坡度最大为8%超高渐变率所以，超高缓和段长度为: Lc=B/P=7.5(8%+2%)175=187.5m最小超高过渡段长度（m）旋转轴至行车道外侧边缘的宽度（m）超高坡度与路拱坡度的代数差（%）超高渐变率表52绕中线旋转超高值计算公式超高位置计算公式备 注XX0XX0圆曲线上外缘1计算结果均为与设计高之高差2临界断面距缓和段起点:X= iG Lc/ ih3X距离处的加宽值:bx=Xb/中线缘过渡段上外缘(iJ iG) （定值）缘(bJ bx)(bx)X/路面宽度；路肩宽度；路拱坡度；路肩坡度；超高横坡度；超高缓和段长度；路基坡度由变为

42、所需要的距离，一般可取1.0m；与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离； 超高缓和段中任一点至起点的距离；路肩外缘最大抬高值；路中线最大抬高值；路基缘最大降低值；X距离处路基外缘抬高值；X距离处路中线抬高值；X距离处路基缘降低值；圆曲线加宽值；距离处路基加宽值；以上长度单位均为m。计算各桩号处超高值:超高起点为K0+214.52，直线段的硬路肩坡度与行车道一样为2，土路肩为3，圆曲线侧的土路肩、外侧的硬路肩坡度与行车道的坡度一样，均为3，外侧的土路肩坡度为-3（即向路面外侧），侧土路肩坡度过渡段长度为:L0=（3%-2%）0.5100=0.5m 所以取L0=0.5m。侧土路肩坡度在超高

43、缓和段起点之前，变成-2与路面横坡一样。此部分详细数据可见路基设计表。5.4土石方计算和调配5.4.1 土石方计算（1）路基横断面面积，是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线的为填方面积，低于地面线的为挖方面积，应分别计算。横断面的计算方法有多种：积距法、坐标法、几何画图法、数方格法和求积仪法。本设计采用的计算方法为坐标法。已知断面上各转折点的坐标（，），则所计算的断面面积为： （5-3）此方法适合于计算机计算，精度、效率都很高。 （2）土石方量计算有了相连两横断面填挖面积（相连断面之间为50 m），则可通过下面公式计算该段土方量： (5-4)下面以K0+700与K0+750

44、之间土方量计算为例。根据公式5-3计算可得：K0+700处：=69.50 ；K0+750处：=74.39则，按照公式5-4计算，该路段土方量为：=2398.167 该路段均为挖方路基，挖方数量为2398.167。土石分类情况：类土20%，类土60%，类土20%，全路段的计算结果详见土石方数量表。5.4.2 路基土石方调配计算路基土石方工程数量后，还应进行土石方的调配，以便确定填土用土的来源，挖方弃土的去向，以与计价土石方的数量和运量。通过调配，要合理的解决各路段土石方数量的平衡与利用，使从路堑挖出土石方，在经济调运条件下移挖作填，避免不必要的路外借土和弃土，以减少耕地占用，降低道路造价，减轻道

45、路造价，减轻对环境的破坏。（1）土石方调配原则土石方调配应按先横向后纵向的次序进行；根据地形和施工条件，合理选择运输方式和确定合理经济运距；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；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；不同性质的土石应分别调配。（2）土石方调配方法 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，具有方法简捷，调配清晰，精度符合要求的优点，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

46、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：准备工作调配前首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、弃土位置等条件列于表旁，借调配时考虑。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。纵向调运根据填缺、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。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+借方调运量复核横向调运复核

47、： 填方=本桩利用+填缺 挖方=本桩利用+挖余纵向调运复核： 填缺=纵向调运方+借方 挖余=纵向调运方+废方总调运量复核： 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。计算计价土石方 计价土石方=挖方数量+借方数量第六章 桥梁、通道与支挡构造物设计6.1 桥梁与通道设置6.1.1 桥梁设置桥梁的主要作用是跨越障碍物。高速公路上的桥梁主要是使公路跨过河流、山谷、不良地质地段与其它低等级的公路等。本段设计全线共计两座桥梁，均为跨线桥。跨越道路路基宽度约25 m，非封闭式。由于交角较小，所以采用了倾斜墩位的240 m跨钢筋砼简支梁桥，桥墩位于原有道路中分带上，顺原

48、有道路路线走向。桥面设计高程离原路面13.45 m，对原有道路净空无影响。桥面宽初拟为路基宽度26 m。6.1.2 通道设置由于高速公路是全部控制出入的，路线两侧除了原有公路需要通过之外，还需要设置通道供农用车辆或行人通过。本段路线共有6座钢筋砼通道，其中5座为水路混合通道。详见平面设计图GL-01。6.2挡土墙设置与稳定性验算6.2.1 设计资料与参数 对于高填方路基路段，为了减少填方数量和公路占地面积，需设置挡土墙。在桩号K4+750-K5+050路段的右侧由于挖方比较大，设置了墙高5.36m，墙底埋深1m的路堑挡土墙。挡土墙一律采用了浆砌片石衡重式路堤挡土墙，最大填土高度为3 m。采用变

49、化墙高设置，最大墙身高度为8 m。填料容重=18 kN/m,根据摩擦等效法换算粘土的=35，基底倾角=5.5，圬工材料选择7.5号砂浆砌25号片石,容重为=23 kN/，砌体=900 kPa，=90 kPa，=90 kPa， =140 kPa，地基容许承载力=430 kPa，设计荷载为公路一级，路基宽26 m。墙身尺寸：墙身总高8 m，上墙高3.5 m，墙顶宽0.6 m，台宽0.6 m，面坡倾斜坡度: 1:0.25，上墙背坡倾斜坡度: 1:0.15，下墙背坡倾斜坡度为1:-0.15，墙趾台阶高0.5 m，高0.5 m，墙底倾斜坡率为0.1:1。见右图（图6-1）。6.2.2 挡土墙稳定性验算1

50、.土压力计算 图6-1 挡墙尺寸通过荷载等效计算得到挡土墙计算高度为8.35 m，无荷载时的破裂角为29.064。 （1）计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角=29.106。=74.361(kN)，横竖向分力分别为：Ex=37.384(kN)，Ey=64.281(kN)，作用点高度 Zy=1.222(m)。因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在。通过计算，发现第二破裂面存在：值为=14.861。=68.647(kN)，横向分力为Ex=37.528(kN)，竖向分力为Ey=57.482 (kN)，作用点高度 Zy=1.261(m)。（2）计算下墙土压力按力多边形法计算得到:=91.333

51、(kN)，分力Ex=87.585(kN)，Ey=25.893(kN)，作用点高度 Zy=2.178(m)。墙身截面积A= 18.133()，重量W= 417.066 (kN)。衡重台上填料重(包括超载)W= 25.279 (kN)， 重心坐标(1.120,-2.030)(相对于墙面坡上角点)。2.滑动稳定性验算 取基底摩擦系数为0.35，采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如 下: 基底倾斜角度 = 5.711，据此计算可得： Wn=440.150(kN)；En=95.410(kN)；Wt=44.015(kN)；Et=116.196(kN)； 滑移力=72.181(kN)；抗滑力=187.4

52、46(kN)。 滑移验算: =2.597 1.300，满足要求。滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 =135.745(kN) 0.0地基土层水平向: 滑移力=125.113(kN)；抗滑力=268.365(kN)地基土层水平向: 抗滑移稳定性系数=2.145 1.300，满足要求。3. 倾覆稳定性验算根据挡土墙的几何尺寸和各作用力作用的位置，计算得到相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw= 2.488 (m)；上墙Ey的力臂 Zx=3.890 (m)；上墙Ex的力臂 Zy=5.761 (m)；下墙Ey的力臂 Zx= 3.824 (m)；下墙Ex的力臂 Zy=1.828 (m)。验算挡土墙绕

53、墙趾的倾覆稳定性：计算得到倾覆力矩=361.803(kNm) ，抗倾覆力矩=1365.845(kNm) 倾覆验算: =3.654 1.500，满足要求。综上可知该截面衡重式挡土墙满足各项强度指标，符合要求。6.3坡面防护本设计中采用网格式和浆砌片石两种护坡形式，网格式为正六边形水泥砼空心预制块，采用C20砼，中间填8 cm厚土种草。对于1:0.5的路堑边坡垂直高度在2.5 m以下的采用浆砌片石进行护坡，2.5 m以上部分采用铺草皮的措施。详见护坡设计图。第七章 路面设计7.1 路面结构设计资料7.1.1 设计资料（1） 本设计为双向四车道高速公路，设计速度120 km/h。路面设计采用双轮组单

54、轴载100 kN为标准，设计年限为15年。拟采用沥青混凝土路面，设计初始年平均日交通量为5000辆/昼夜，在使用期交通量年平均增长率为5%。本路段位于南部地区，属于第IV7自然区划，路基土为高液限粘土，地下水位为-1m，路基填土高度1.2m，沿线有大量碎石集料，并有水泥、石灰等供应。（2） 累计标准轴载作用次数（累计当量轴次）已知设计年限为15年，即t=15，交通量年平均增长率为5%，即=5%，车道系数一般取0.4-0.5，此设计取=0.45，弯沉与沥青层弯拉应力和半刚性基层弯拉应力都采用分析时,N1=5000（次/日）作弯沉计算与沥青层底弯拉应力验算时 Ne1=（1+)t1365N1/ =（

55、1+5%)15136550000.45/5% =17722575（次/日）（3） 计算结果， Ne117722575与交通等级表比较，在交通1200万次以上，交通等级属于高交通。宜采用沥青混凝土路面作为路面的面层，符合设计要求。7.2路面结构设计7.2.1设计方案初拟结构组合方案一：4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+35cm水泥稳定碎石+？石灰土，以石灰土为设计层；h1=4cm（AC-13C）细粒式密级配沥青混凝土h2=6cm （AC-16C）中粒式密级配沥青混凝土h3= 8cm （AC-25C）粗粒式密级配沥青混凝土h4=35cm水泥稳定碎石（5%） h

56、5=?石灰土稳定碎石（50%） 土基（25.0Mpa）图7-1 初拟沥青路面结构组合图方案二：4cm细粒式沥青混凝土+7cm中粒式沥青混凝土+12cm密级配沥青碎石+？水泥稳定碎石+20cm级配砂砾，以水泥稳定碎石为设计层。h1=4cm（AC-13C）细粒式密级配沥青混凝土h2=7cm （AC-16C）中粒式密级配沥青混凝土 h3= 10cm （ATB-25C）密级配沥青碎石h4=?水泥稳定碎石 h5=20cm级配砂砾 土基（25.0Mpa）图7-2 初拟沥青路面结构组合图7.2.2确定土基的回弹模量根据公路沥青路面设计规中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值 ()” 公路自然区划：

57、区 土 组 类 型： 黄粘土 土基回弹模量： =25.07.2.3 路面结构设计（1） 各层材料的抗压模量与劈裂强度（2） 查规得到各层材料的抗压回弹模量和劈裂强度 表7-3 沥青材料抗压回弹模量材料名称20抗压回弹模量（MPa）15抗压回弹模量（MPa）细粒式沥青混凝土(AC-13)14373257中粒式沥青混凝土(AC-20)12032634粗粒式沥青混凝土(AC-13)10851512密级配沥青稳定碎石混合料（ATB-25）12532068 表7-4 半刚性与其他材料抗压回弹模量材料名称弯沉计算用抗压模量（MPa）弯拉应力计算用抗压模量（MPa）水泥稳定碎石15284132石灰土6301

58、610级配碎石520级配砂砾200表7-5材料的劈裂强度材料名称细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土密级配沥青碎石水泥稳定碎石石灰土劈裂强度（MPa）1.31.00.80.70.50.25（2）设计指标的确定设计弯沉值1）先判断公路、面层类型和基层类型，据此确定公路等级系数、面层类型系数和基层类型系数。路面设计弯沉值（0.01mm）；Ac公路等级系数，高速、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三四级为1.2；As面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；Ab基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm时，Ab=1.0；对混合式基层沥青路面，按插法得Ab=1.25； 方案一

59、：公路高速公路 ；面层类型：沥青混凝土面层；基层类型：半刚性基层； 可知：Ac=1.0，As=1.0，Ab=1.0；方案二：公路高速公路 ；面层类型：沥青混凝土面层；基层类型：混合式基层； 可知：Ac=1.0，As=1.0，Ab=1.25；（2）计算设计弯沉值方案一：600177225750.21.01.01.0=21.30（0.01mm） 方案二：600177225750.21.01.01.25=26.63（0.01mm）（3）设计指标的确定容许拉应力（依次计算各结构层的容许拉应力） 式中：路面结构层材料的容许拉应力，MPa；结构层材料的极限抗拉强度，MPa，由实验确定。我国公路沥青路面设计规采用极限劈裂强度；抗拉强度结构系数； 其中，沥青混凝土面层：=0