毕业设计论文(公路).doc 78页

'毕业设计论文.摘要大董湾至槐店乡二级公路地处江苏无锡地区，全长3000m左右。该设计首先根据远景设计交通量确定公路等级及相关技术规范和标准，并通过对当地地形、气候、水文、地质等资料的收集，并且在此基础上进行路线方案论证与比选，选择出合理的设计方案，确定了线路的平面布置；结合当地的具体情况以及本地区的未来发展计划，合理确定平曲线、竖曲线的半径及缓和曲线长度的选用；按照行车安全舒适、线形美观流畅的原则对平、纵线形进行了合理的组合，本路线有一段平曲线和一段竖曲线设置缓和曲线，其中平曲线设置了超高，无加宽。横断面设计严格按照技术标准及根据当地实际情况绘制，确定了路基宽度、高度及边坡坡度及路拱和超高，并且对路面结构层材料、排水等进行了设计。本设计说明书较为系统地讲述了大董湾至槐店乡二级公路的设计方案、水文地质条件、原理及步骤，共设十一章。主要内容包括：工程概况、路线方案的拟订和选择、平面设计、纵断面设计、横断面设计、路基设计、路面设计、排水设计、概算，专题（边坡防护与加固）等。关键词：二级公路；平面设计；纵断面设计；横断面设计；路基设计39 ABSTRACTDaDongwatoHuaiDianxiangsecondaryroadlocatedinWuxicity,Jiangsuprovincewithatotallengthof3000m.Accordingtothedesignofhighwaytrafficvisionanddeterminetheleveltechnicalspecificationsandstandards,andbasedonthelocalterrain,climate,hydrology,geology,aswellasdatacollection.Then,basedonrouteprojectargumetntationandselectiontoselectthereasonabledesignschemeanddeterminethelinelayout;combinedwithlocalspecificsituationandtheregion"sfuturedevelopmentplan,thenreasonableverticalplanecurve,thecurveradiusandthelengthofthecurve;accordingtothetrafficsafetyandcomfortable,theprincipleoflinearbeautifulfluent,thereasonableverticalalignment,itsroutehasaFlatcurveandaverticalcurvesetcurve,flatcurvesethigh,nowidened.Cross-sectionaldesignaccordingtothetechnicalstandardsandstrictaccordingtolocalactualcondition,sowecandeterminetheroadbedwidth,heightandslopeandroadarchandhigh.Andthepavementstructurelayermaterials,drainage,etc.ThedesignmanualsystematicallytellsthedesignoftheDaDongwatoHuaiDianxiangSecondaryRoadscheme,hydrogeologicalconditions,principlesandstepsoftenchapters.Maincontentsinclude:engineeringsurvey,routeandchoosetheschemedesign,graphicdesign,longitudinalandtransversedesign,roadbeddesign,design,drainagedesign,projectbudget(Slopeprotectionandreinforcement),etc.Keywords:SecondaryRoad；PlanarDesign；LongitudinalDesign；Cross-sectionalDesign；RoadbedDesign39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况第一章绪论1.1选题意义公路交通是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志，是国民经济发展、社会发展和人民生活必不可少的公共基础设施。公路建设的发展速度对于促进国民经济的发展，拉动其他产业的发展具有非常重要的意义。但是现代公路还具有建设周期长，财产人力耗费大，建设质量要求高的特点，为避免资源人力的浪费，在筑路之前，都要做好道路线形结构的优化设计，这样在施工中才能减少资源、人力物力的浪费，保证工程质量，提高工程施工进度。1.2我国道路的发展状况新中国成立之后，为了迅速恢复和发展国民经济，巩固国防，国家在非常薄弱的基础上，对公路建设做了很大的努力，取得了显著成就，到1978年的30年间，我国公路总里程增加到89万公里。1978年以来，是我国公路事业发展最快、建设规模最大、最具活力的时期。期间我国用10至20年的时间走过了发达国家一般需要30至40年走完的路程，我国公路建设实现了跨越式发展，取得了举世瞩目的成就。新世纪以来的几年，无疑是我国公路运输发展最快最好的时期。2006年，我国公路投资高达6231.05亿元，比2005年增加746.08亿元，同比增长13.6%。2006年末，全国公路总里程达345.70万公里，比上年末增加11.18万公里，其中高速公路总里程达4.5万公里，比2002年末增长80%，位居世界第二。尽管我国公路建设取得了巨大成就，但由于公路交通基础设施薄弱，各地发展不平衡，与发达国家相比尚有较大差距，还不能适应国民经济和社会发展的需要。存在的主要问题：一是数量少，按国土面积计算的公路网密度仍然很低，只相当于印度的1/5，美国的1/7，日本的1/30；二是质量差、标准低，在通车里程中，大部分为等级较低的三、四级公路，还有达不到技术标准的“39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况等外路”。因此在今后相当长的时期内，加快新建公路和低等级公路的改建，将是我国公路建设的主要任务。未来我国高速公路网有望形成7918的布局，即7条首都放射线，9条南北纵向线18条东西横向线，总里程约8.5万公里，该高速公路网将连接所有人口在20万以上的城市、国家4A级及以上的旅游景区城市等。1.3本课题研究主要内容本毕业设计的任务就是在教师的指导下独立完成大董湾至槐店乡新建二级公路的设计工作，具体内容包括项目可行性分析、平面设计、纵断面设计、横断面设计、概预算编制、专题设计、设计文件的编制和图纸绘制。（1）资料整理与分析设计资料是设计的客观依据，必须认真客观地分析。首先要对设计任务书提供的各种资料加以理解和必要的记忆，明确对设计的影响，在头脑中对工程要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等，构成一幅明晰的画面；其次要对资料进行分析、概括和系统地整理，从中抽取、确定有关设计数据[4]。（2）路线平面、纵断面及横断面设计。（3）排水设计（4）设计文件毕业设计文件包括设计说明书和计算书。说明书交代设计内容、设计意图。计算书交代设计中的具体计算方法和过程。（5）设计图纸一般要求绘制路线平面图、纵断面图、路基标准横断面图、横断面设计图、路面设计图、路基排水设计图等主要图纸，编制直线、曲线及转角表、路基设计表、路基土石方数量计算表等表格，其中一部分图纸需要计算机绘图。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况第二章工程概况2.1沿线自然条件2.1.1地形地貌计划建设的大董湾至槐店乡二级公路，位于江苏无锡地区，属公路自然区划的Ⅳ1区－长江下游平原湿润区，该地区地处沿江、滨海的地理位置，具有以平原为主，兼有低山丘陵的地形特点，地貌类型为内型为冲积平原和湿润丘陵低山。在地形和气候的综合影响下，本地区河川密布、湖泊成群，且终年有水。河流内水量充沛，季节变化不大，泥沙含量小，陆地水面约占总土地面积的8%左右。2.1.2气候特点路线所经地区，属全国道路气候分区巨日区，不冰冻、中湿区。区内湿热度高，温暖湿润。最高月平均地温达30℃～35℃，一月份平均气温在3℃～16℃左右，七月份平均气温24℃～30℃之间，属亚热带气候。2.1.3降水量及地下水路线所经地区，年降水量多，年降水量1000～1400mm之间，常年为1200mm左右。潮湿系数一般为1.0～1.5，最高月潮湿系数2.5～3.5。雨型主要为春雨和梅雨，且梅雨期较长，该地区属中国暴雨分区第四区，地下水埋深一般为1.5米，丘陵地区为2米左右。2.1.4地质与土质在平原地区，地表上层覆盖较厚一般15米左右；在地面自然横坡大于15％的丘陵低山地带，上层覆盖厚度一般为10米39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况左右。该地区水稻田分布广泛，土质属红粘性土及砖红粘性土，属高液限粘性土，呈中密状态。本地区岩石埋藏较深，开采不易，一般砂石料缺乏。按施工难易程度分，土质25％为松土，75％为普通土，丘陵地带埋藏较深的岩石主要是石灰岩和花岗岩，为坚石．强度≮3级。2.1.5植被及作物等概况路线所经地区属中国自然地理区划的Ⅲ1区，自然地理特征为亚热带绿林，四季分明。农业以水田为主，一年二熟，主要农作物为水稻等，为我国重要的商品粮基地。经济物种类多，以油菜、棉花、麻类为主。丘陵地区其竹、木等分布广泛。各种水果树木较多。地表植被覆盖茂密除田地、林木等处，以灌木丛为主。林木地带，其郁闭度约为80％左右，本区水力资源丰富，日照时间长，自然条件优越，具有综合发展农、牧、林、副、渔业的巨大潜力。2.1.6工程概况该公路设计段全长3公里左右，位于江苏无锡地区，属于公路自然区划的Ⅳ区。根据交通量观察，可以确定公路等级为二级。该公路设计段从大董湾开始，途径刘湾、黄乡，至槐店乡结束，主要是为方便沿途居民的出行，发展地区经济和加强各乡镇的联系而筹建的。公路所经地区以平原为主，同时兼有低山丘陵的特点，土质属红粘性土及砖红粘性土，属高液限粘性土，呈中密状态，地区年降雨量较大，年平均温度较高。路面采用沥青混凝凝土结构。第三章路线方案的拟定与选择3.1交通量预测39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况经调查，本地区现年交通量如表3-1所示：表3-1现年交通量序号车型名称前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量（量/日）1黄河JN15049101.61双轮组--3002黄海DD690561042双轮组>31503东风CS93824702双轮组>3204平板车1001003四轮组<3505其他车50501单轮组--150该公路设计年限为12年，通过实际交通量调查可知，该公路交通量在设计年限内年平均增长率分为三个阶段（前5年：γ=6%；中间4年：γ=5%；最后3年；γ=4%）。则远景设计交通量（取车道系数为0.6）为：（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:1328设计年限内一个车道上累计当量轴次:4750001（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:1768设计年限内一个车道上累计当量轴次:6323797由计算结果可知，设计年限内一个车道上累计当量轴次为6323797次，据《国家公路等级划分标准》可知该新建公路沥青路面交通等级为中等交通，故可将该拟建公路定为二级公路。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况表3-2各级公路线形设计主要技术指标汇总表根据公路技术指标及设计任务书确定拟建公路段全线长3000米左右，路基宽度10m；双向双车道，行车道宽度3.5m，土路肩0.75m，硬路肩0.75m。本路线主线设计标准为：计算行车速度：60公里∕小时；路基宽度：路基宽10米；设计标准轴载：BZZ—100KN；3.2方案的确定和比选3.2.1道路选线的一般原则（1）路线的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。（7）选线应综合考虑路与桥的关系。大董湾至槐店乡二级公路选线考虑了以下几个要点：（1）正确处理道路与农业的关系该地区农田成片，渠道纵横交错，选线应从支援农业着眼，处理好以下问题：39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况新建公路要尽量做到少占和不占高产田。布线要从路线对国民经济的作用、对支农运输的效果、地形条件、工程数量、交通运输费用等方面全面分析比较，既不能片面求直占用大片良田，也不能片面强调不占某块田，使路线弯弯曲曲，造成行车条件恶化。（2）合理考虑路线与城镇的联系丘陵区有较多的城镇村庄，应充分考虑“近村不进村”的原则，选线应以绕避为主，尽量不破坏或少破坏具名住房。在避让局部障碍时，要注意线形的连续舒顺。（3）注意土壤水文条件以及高填高挖路段该区域有部分土地土质较差，在选择线路的时候应设法绕避。当必须穿过的时候，应选择合理位置，缩小穿越范围，并采用必要的工程措施。对于高填高挖路及路段，应做好路基边坡岩土质情况的勘测工作，必要时采取切实可行及安全可靠的防护措施。3.3.2方案比选影响路线方案选择主要有一下因素：（1）路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针的体现。（2）路线在铁路、公路、水运、航空等综合交通运输系统中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。（3）沿线自然条件的影响。地形、地质、水文、气象等自然条件，决定了工程难易和运营质量，对选择路线走向有直接的影响。对于严重不良地质的地区，选线时宜考虑绕避。（4）设计道路主要技术标准和施工条件的影响。设计道路的主要技术标准，如最大纵坡在一定程度上影响路线走向的选择。（5）其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。影响路线方案选择的因素是多方面的，各种因素又多是互相联系和互相影响的。路线应在满足使用任务和性质要求的前提下，综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素，通过多方案的比较，精心选择，提出合理的推荐方案。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况该公路所处地区地形相对平坦一些，可供选择的方案很多，但考虑到促进沿线村庄经济发展，加强各地区间的联系及填挖方量等因素，从中确定了两个方案作为进一步比较的方案，下面对备选方案进行比选：方案一：路线靠近沿线所在的村庄，方便农民出行，加强了沿途百姓的联系，刺激了消费，可方便农作物的运输，从而推动农业发展，增加农民收入。该路线所经地区地势较为平坦，填挖工程量小，道路纵坡较小，最大程度的避开了不良地质。方案二：路线虽然较短一些，同样较为靠近所在的村庄，但是，值得注意的是该方案违背了“应遵循靠村却尽量少扰村”的原则，对村庄的影响较大，有部分路线穿越了地质情况比较复杂的池塘、山谷地带，增加了施工难度，同时路线在设计过程中由于线形比较复杂，不便于后续施工和行车，与方案一比较而言工程经济投入大。通过以上技术经济比较，结合各项原则，决定采用方案一作为推荐方案进行设计。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况第四章平面设计4.1纸上定线定线是在选线布局的基础上具体定出道路中线位置的作业过程。定线工作是依据下达的设计任务书、选线阶段确定的路线走向和主要控制点、所采用的技术标准进行的。定线的任务是在选线布局阶段选定的“路线带”的范围内，按已定的技术标准，结合细部地形、地质等自然条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，定出道路中线的确切位置。定线是道路设计过程中关键的一步，它不仅要解决工程和经济问题，而且要充分考虑道路与周围环境的配合、道路与生态平衡的关系、道路自身线形的美观和协调，以及驾驶员的视距和心理反应等问题。平原、微丘区定线步骤：（1）定导向点在选线布局确定的控制点之间，根据平原、微丘区路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和该绕避的点和活动范围，建立一些中间导向点。（2）试定路线导线参照导向点，试穿出一系列直线、交汇出交点，作为初定的路线导线。初定平曲线（3）读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距，初定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素。（4）定线检查各技术指标是否满足《标准》要求，以及平曲线线位是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长度，直至满足为止。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况4.2线形设计现代道路平面线形是由直线、圆曲线和缓和曲线构成的，称之为平面线形三要素，道路平面线形设计就是从线形的角度去研究三个要素的选用和相互间的组合等问题。39河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求，合理地确定各线形要素的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。由于线形几何要素的确定是以设计速度为依据的，因此，对于车速较高的道路，线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。4.3平曲线设计4.3.1平面线性设计原则（1）平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。（2）保持平面线形的均衡与连贯为使一条道路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意各线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。以下几点在设计时应充分注意：①长直线尽头不能接小半径曲线。长的直线和长的大半径曲线会导致较高的车速，若突然出现小半径平曲线，会因减速不及而造成事故。特别是在下坡方向的尽头更要注意线形的连续性，若由于地形所限小半径曲线难免时，中间应插人中等曲率的过渡性平曲线，并使纵波不要过大。②高、低标准之间要有过渡。同一等级的道路由于地形的变化在指标的采39河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况用上也会有变化，或同一条道路按不同设计速度的各设计路段之间也会形成技术标难的变化。遇有这种高、低标准变化的路段，除满足有关设计路段在长度和梯度上的要求外，还应结合地形的变化，便路线的平面线形指标逐渐过渡，避免出现突变。不同标准路段相互衔接的地点，应选在交通量发生变化处，或者驾驶者能够明显判断前方需要改变行车速度的地方。（3）平曲线应有足够长的长度39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况平曲线太短，汽车在曲线上行驶时间过短会使驾驶操纵来不及调整，所以规范规定了平曲线最小长度。公路弯道在一般情况下是由两段缓和曲线和一段圆曲线组成。缓和曲线的长度不能小于该级公路对其最小长度的规定；中间圆曲线的长度宜不小于3s的行程，当条件受限时，可将缓和曲线在曲率相等处直接连接，此时的圆曲线长度等于零。4.3.2设计要求(1)行驶轨迹现代道路是供汽车行驶的。因此，在路线的平面设计中，主要考察汽车的行驶轨迹。为保证行车舒适安全，其轨迹在几何性质上有以下特征：①轨迹是连续的和圆滑的；②曲率是连续的；③曲率变化率是连续的。(2)线形要素行驶中的汽车其导向轮旋转面与汽车本身纵轴之间有下列三种关系：角度为0；角度是常数；角度是变数，与之对应的行驶轨迹分别为直线、圆曲线和缓和曲线。而现代道路线形是有上面三种线形组合而成的，因此在平面线形设计中应考虑三要素的组成。(3)平曲线长度公汽车在平曲线上行驶，若曲线长度很短，则方向盘操作必须很快，离心加速度急剧变化，行车安全难于保证。在交角很小情况下，曲线半径很大，驾39河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况驶员也感到曲线很短，会引起操作失误。从行车安全、舒适要求考虑，公路平曲线长度，应能安置一段圆曲线和两段回旋线（或超高、加宽缓和段）平曲线长度不应小于2倍回旋线长度。一般按9s行程控制平曲线最小长度，回旋线和圆曲线段各占3s。平曲线长度一般应大于下表规定的一般值，当地形条件及其它特殊情况限制时可采用表4-1中最小值。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况表4-1平曲线最小长度设计速度（km/h）1201008060403020一般值(m)1000850700500350250200最小值(m)200170140100705040(4)视距各级公路的每一条车道均应保证有大于规范规定的停车视距。停车视距计算中的眼高和物高规定为：眼高1.2m，物高0.10m。4.3.3圆曲线设置各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线的重要组成部分。在路线改变方向的转折处(即交点处)，往往可插入与两端直线相切的圆曲线来实现路线方向的改变。按照地形条件选用不同大小的圆曲线使其更加适应地形和驾驶员的视觉心理。一般认为，圆曲线作为公路平面线形具有以下主要特点：①曲线上任意点的曲率半径R为常数，曲率1/R也为常数，故测设和计算简单；②曲线上任意一点都在不断地改变着方向，比直线更能适应地形的变化，尤其是由不同半径的多个圆曲线组合而成的复曲线，对地形、地物和环境有更强的适应能力；③汽车在圆曲线上行驶要受到离心力的作用，而且往往要比在直线上行驶多占用道路宽度；④汽车在小半径的圆曲线内侧行驶时，视距条件较差，视线受到路堑边坡或其他障碍物的影响较大，因而容易发生行车事故。4.3.4缓和曲线的设置39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。4.4圆曲线半径表4-2圆曲线最小半径设计速度（）1201008060403020圆曲线最小半径一般值10007004002001006530极限值650400250125603015注：“一般值”为正常情况下的采用值；“极限值”为条件受限制是可采用的值。根据设计标准，二级公路，当设计车速为60km/h时，圆曲线最小半径一般值取200m。大董湾至槐店乡二级公路，地处平原微丘区，综合各种因素，圆曲线半径分别取200m,500m,500m，满足标准要求。4.5缓和曲线长度的确定一般用回旋线作为缓和曲线。关于确定缓和曲线的最小长度主要考虑一下因素：（1）旅客感觉舒适汽车在缓和曲线上行驶，其离心加速度随缓和曲线曲率的变化而变化，如果变化过快将会使乘客感受到横向的冲击。（4-1）（2）超高渐变率适中由于在缓和曲线上设置有超高过渡段，如果过渡段太短则会因路面急剧地由双坡变为单坡而形成一种扭曲的面，对行车和路容均不利。双车道公路最小超高过渡段长度按下式计算：（4-2）39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况式中：——最小超高过渡段长度；——旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）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，即旋转轴线与行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘线之间的相对坡度根据上式计算的超高过渡段长度，应凑成5m的整倍数，并不小于10m的长度。（3）行驶时间不过短缓和曲线不管其参数如何，都不可使车辆在缓和曲线上的行驶时间过短，过短会使驾驶员操作不便，甚至造成驾驶操纵的紧张和忙乱。一般认为汽车在缓和曲线上的行驶时间至少应有3s。（4-3）4.6平曲线要素确定道路平曲线三要素的基本组成是：直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线。其对称形曲线几何要素的计算公式和过程如下：缓和曲线切线增值（4-4）圆曲线的内移值（4-5）平曲线切线长（4-6）平曲线长（4-7）外距（4-8）切曲差（4-9）缓和曲线角(4-10)具体计算如下：桩号K0+590.427(1)缓和曲线切线增值39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况(2)圆曲线的内移值(3)缓和曲线角(4)切线长：39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况(5)曲线长(6)外距(7)校正值（超距）桩号K1+269.852(1)缓和曲线切线增值(2)圆曲线的内移值(3)缓和曲线角(4)切线长：(5)曲线长(6)外距39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况(7)校正值（超距）桩号K2+185.668(1)缓和曲线切线增值(2)圆曲线的内移值(3)缓和曲线角(4)切线长：(5)曲线长(6)外距(7)校正值（超距）4.7曲线主点桩号的确定(1)交点桩号：K0+590.427ZH点：39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章工程概况HY点：HZ点：YH点：QZ点：JD点：(2)交点桩号：K1+269.852ZH点：HY点：HZ点：YH点：QZ点：JD点：(3)交点桩号：K2+185.668ZH点：HY点：HZ点：YH点：QZ点：JD点：平曲线要素和主点桩号的计算结果总结见附表(直线、曲线及转角表)4.8逐桩坐标的计算(1)路线转角、交点间距、曲线要素及主点桩计算39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计设起点坐标为，第个交点坐标为，1，2，…，n，则坐标增量：，交点间距：（4-11）象限角：（4-12）计算方位角：转角：（4-13）为“+”路线右偏，为“－”路线左偏例如：起点坐标(3538600,507300）,(3538333.618,506773.0806)交点间距：象限角：所以同样的方法可以计算出所以转角(2)直线上中桩坐标计算设交点坐标为，交点相邻直线的方位角分别为和。则点坐标：，（4-14）点坐标：，（4-15）例如：的坐标为(3538333.618,506773.0806)，交点相邻直线的方位角分别为，；ZH的桩号K0+380.596，则ZH点坐标;39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计HZ的桩号K0+732.816，则HZ点坐标设直线上加桩里程为L,ZH,HZ表示曲线起、终点里程，则前直线上任意点坐标（LZH），取桩K0+300则：后直线上任意点坐标（L＞HZ），取桩K0+800(3)设缓和曲线的单曲线中桩坐标计算曲线上任意点的切线横距（4-16）式中：—缓和曲线上任意点至点的曲线长；—缓和曲线长度；①第一缓和曲线（～）任意点坐标（4-17）②圆曲线内任意点坐标由～时（4-18）式中：—圆曲线内任意点至点的曲线长；、—点的坐标。由～时（4-19）39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计式中：—圆曲线内任意点至点的曲线长；③第二缓和曲线（～）内任意点坐标（4-20）式中：—第二缓和曲线内任意点至点的曲线长；具体计算结果见逐桩坐标表和主点坐标表。4.9视距保证为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必需的最短距离称为行车视距。行车视距可分为停车视距、会车视距、错车视距、超车视距。前三种属于对向行驶，第四种属于同向行驶。停车视距是最基本的要求，无论是单车道、双车道，有分隔带或无分隔带，各级公路都是应保证的。对于快、慢车分道行驶的多车道公路可不要求超车视距。有中央分隔带的公路不存在错车和会车问题，在路中央划线，严格实行分道行驶的双车道公路有停车视距也就够了。我国标准规定二、三、四级公路的视距不得小于停车视距的两倍，对向行驶的双车道公路要求有一定比例的路段保证超车视距。对于纵断面上的凸形竖曲线以及下穿式立体交叉凹形竖曲线上的视距问题，在规定竖曲线的最小半径时已经作了考虑。在设计时，只要满足规范中最小竖曲线半径的要求，也就同时满足了竖曲线上视距的要求。所以，在视距检查中，应重点注意道路平面上的“暗弯”，即曲线内侧有树林、房屋、边坡等阻碍驾驶员的视线，处于隐蔽地段的平曲线。凡属“暗弯”都应该进行视距检查，若不能保证该级公路或城市道路的最短视距，则应该将阻碍视线的障碍物清除。如果是因曲线内侧及中间带设置护栏或其它人工构造物等而不能保证视距时，可采取加宽中间带、加宽路肩或将构造物后移等措施予以处理；如果是因挖方边坡妨碍了视线，则应按所需净距绘制包络线(或称“视距曲线”)开挖视距台。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计4.9.1停车视距的确定停车视距可分解为反应距离和制动距离两部分来研究。反应距离是当驾驶人员发现前方的阻碍物，经过判断决定采取制动措施的那一瞬间到制动器真正开始起作用的那一瞬间汽车所行驶的距离。这段时间又可分为“感觉时间”和“反应时间”。感觉时间在很大程度上取决于物体的外形、颜色、驾驶员的视力和机敏度以及大气的可见度等。在高速行车时的感觉时间要比低速时短一些，这是由于高速行驶时警惕性会更高的缘故。根据实测资料，设计上采用感觉时间为1.5s，制动反应时间取1.0s，是较适当的。感觉和制动反应的总时间t=2.5s，在这个时间内汽车行驶的距离为：（4-21）制动距离是指汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离。（4-22）故停车视距为：（4-23）计算停车视距所采用的应是能充分保证行车安全的数值，一般按路面在潮湿状态下的值汁算。行驶速度：设计速度为120~80km／h时，采用设计速度的85％；60~40km/h时，采用设计速度90%；30~20km/h时，采用设计速度。标准规定设计速度为60km/h的公路的停车视距为75m。第五章纵断面设计5.1纵坡及坡长设计在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，它是根据中线上各桩点的39河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计高程面点绘的一条不规则的折线，反映沿着中线地面的起伏变化情况；另一条39河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计是设计线，它是设计人员经过技术上，经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线，反映了道路路线的起伏变化情况。纵断面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线(即均匀坡度线)有上坡和下坡，是用坡度和水平长度表示的。直线的坡度和长度影响着汽车的行驶速度和运输的经济以及行车的安全，它们的一些临界值的确定和必要的限制，是以通行的汽车类型及行驶性能来决定的。5.1.1坡长设计的一般要求坡长是纵断面上相邻两变坡点间的长度：坡长限制，主要是对较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。（1）最小坡长纵断面上若变坡点过多，从行车来看，纵向起伏变化频繁，会使车辆行驶颠簸频繁，车速愈高表现愈明显，影响了行车的舒适和安全；从线形几何构成来看，相邻变坡点之间的距离不宜过短，最短应不小于相邻竖曲线的切线长，以使插入适当的竖曲线来缓和纵坡的要求，同时也便于平纵面线形的合理组合与布置。因此，从行车的平顺性和线形几何的连续性考虑，纵坡都不宜过短。最小坡长通常规定汽车以设计速度行驶9~15s的行程为宜，在高速路上9s已能满足行车及几何线形布设的要求，在低速路上，为满足行车和布线的要求方可取大值。《标准》规定了各级道路的最小坡长，设计速度为60km/h的道路最小坡长是200m。（2）最大坡长39河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计坡长太短对行车不利，而长距离的陡坡对汽车行驶也很不利，特别是当纵坡为5％以上时，汽车上坡时克服坡度阻力，采用低速档行驶，坡长过长，长时间使用低速档行驶，使发动机过热，水箱沸腾，行驶无力，而下坡时，则因坡度过陡，坡段过长频繁制动，影响行车安全。在高速公路以及快慢车混合行驶的公路上坡度大、坡长过长会影响行车速度和通行能力，因此对纵坡长度也必须加以限制。我国在制定各级公路纵坡长度的限制标准时，进行了大量的调查和试验研究工作，同时也参考了国内外大量资料。在此基础上，《标准》规定了各级公路的最大坡长。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计二级、三级、四级公路，当连续纵坡大于5％时，应在不大于标准所规定的长度处设置缓和坡段；缓和坡段的纵坡应不大干3％，其长度应符合标准所规定的最小坡长要求。5.1.2最大纵坡最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。确定最大纵坡时不仅要考虑汽车的动力特性、道路等级、自然条件三个方面因素，还要考虑工程和运营的经济等。我国《标准》规定最大纵坡时，对汽车在坡道上行驶情况进行了大量调查、试验，并广泛征求了各有关方面特别是驾驶员的意见，同时考虑了汽车带一拖挂车及畜力车通行的状况，结合交通组成、汽车性能、工程费用和营运经济等，经综合分析研究后确定了最大纵坡值。我国《标准》规定设计速度为60km/h的公路最大纵坡是6％。5.1.3最小纵坡在挖方路段、设置边沟的低填方路段和其他横向排水不畅的路段，为了保证排水，防止水渗入路基而影响路基的稳定性，应设置不小于0.3％的纵坡(一般情况下以采用不小于0.5％为宜)；当然，对于干旱地区，以及横向排水良好不产生路面积水的路段，也可不受此最小纵坡的限制。由于所设计地区降雨量偏少横向排水良好可不受最小纵坡的限制。为使纵坡设计经济合理，必须在全面掌握勘测资料基础上，结合选线的纵坡安排意图，经过综合分析、反复比较定出设计纵坡。纵坡设计的一般要求为：（1）纵坡设计必须满足《标准》的各项规定。（2）为保证车辆能以—定速度安全顺适地行驶，纵坡应具—39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计定的平顺性，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缓坡。连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。（3）纵坡设计应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证路基的稳定和道路通畅。（4）一般情况下纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量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）平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外应满足最小填土高度要未，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。5.2竖曲线纵断面上两个坡段的转折处，为了行车安全、舒适以及视距的需要用一段曲线缓和，称为竖曲线。竖曲线的线形有用圆曲线的，也有用抛物线形的。通常在公路使用范围内，圆弧和抛物线几乎没有差别。但在设计和计算上，抛物线则比圆曲线方便得多，因此本设计采用二次抛物线作为竖曲线。5.2.1竖曲线最小半径和最小长度的确定在纵断面设计中，竖曲线的设计要受众多因素的限制，其中有三个限制因39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计素决定着竖曲线的最小半径或最小长度。（1）缓和冲击汽车行驶在竖曲线上时，产生径向离心力。这个力在凹形竖曲线上是增重，在凸形竖曲线于是减重。这种增重与减重达到某种程度时，旅客就有不舒适的感觉，同时对汽车的悬挂系统也有不利影响，所以在确定竖曲线半径时，对离心加速度应加以控制，汽车在竖曲线上行驶时其离心加速度为：（5-1）用(km／h)表示并整理，得：（5-2）根据试验，认为离心加速度a限制在0.5~0.7m／比较合适。但考虑到不因冲击而造成的不舒适感，以及视觉平顺等的要求，我国《标准》规定的凹形竖曲线最小半径值：或（5-3）（2）时间行程不过短汽车从直坡道行驶到竖曲线上，尽管竖曲线半径较大。当坡角很小时，竖曲线长度也很短。其长度过短，汽车倏忽而过，驾驶员产生变坡很急的错觉，旅客也会感到不舒适。因此，应限制汽车在竖曲线上的行程时间不过短。最短应满足3s行程，即:（5-4）（3）满足视距的要求汽车行驶在竖曲线上，若为凸形竖曲线，如果半径太小，会阻挡驾驶员的视线。若在凹形竖曲线上时，也同样存在视距问题，对地形起伏较大地区的道路，在夜间行车时，若竖曲线半径过小，前灯照射距离近，影响行车速度和安全。因此为了保证行车安全，对竖曲线的最小半径和最小长度应加以限制。5.2.2竖曲线设计计算（1）计算竖曲线要素39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计变坡点1桩号K0+580取半径，为凸形曲线长切线长外距变坡点2桩号K1+270取半径，为凹形曲线长切线长外距变坡点3桩号K2+180取半径，为凸形曲线长切线长外距（2）计算设计高程：变坡点1桩号K0+580竖曲线起点桩号=(K0+580)﹣37.2621=K0+542.738竖曲线起点高程=61.6462﹣37.2621×0.01192=61.2020m竖曲线终点桩号=(K0+580)+37.2621=K0+617.2621竖曲线终点高程=61.6462+37.2621×(-0.009372609)=61.2970（m）桩号K0+560处横距：39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计纵距：切线高程=61.2020+0.0426=61.2446m变坡点2桩号K1+270竖曲线起点桩号=(K1+270)﹣39.2042=K1+230.7958竖曲线起点高程=55.1791﹣39.2042×（﹣0.009372609）=55.5465m竖曲线终点桩号=(K1+270)+39.2042=K1+309.2042竖曲线终点高程=55.1791+39.2042×0.0167635165=55.8363（m）桩号K1+250处横距：纵距：切线高程=55.5465+0.0615=55.6080m变坡点3桩号K2+180竖曲线起点桩号=(K2+180)﹣37.9790=K2+142.0210竖曲线起点高程=70.4339﹣37.9790×0.0167635165=69.7972(m)竖曲线终点桩号=(K2+170)+37.9790=K2+207.9790竖曲线终点高程=70.4339+37.9790×(﹣0.011431379)=69.9997（m）桩号K2+140处横距：纵距：切线高程=69.9997+0.0462=70.0459m具体计算结果见附表纵坡、竖曲线表图5-1竖曲线要素示意图5.3合成坡度39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计合成坡度是指在设有超高的平曲线上，路线纵坡与超高横坡所组成的坡度，计算公式为：（5-5）式中：合成坡度；路线纵坡度；超高横坡度。由于合成坡度是由纵向坡度与横向坡度组合而成的，其坡度值比原路线纵坡大，汽车在设有超高的坡道上行驶时，不仅要受坡度阻力的影响，而且还要受离心力的影响，尤其是当纵坡大而平曲线半径小时，合成坡度大，由于合成坡度的影响而使汽车重心发生偏移，给汽车行驶带来危险。所以，当平曲线与坡度组合时，为了防止汽车沿合成坡度方向滑移，应将超高横坡与纵坡的组合控制在适当的范围以内。实践证明，合成坡度对于控制急弯和陡坡组合的路段纵坡设计是非常必要的．在条件许可时，以采用较小的合成坡度为宜。我国《标准》规定：在设有超高的平曲线上，超高与纵坡的合成坡度值不得超过标准的规定。为了保证路面排水，《规范》还规定各级公路的最小合成坡度不宜小于0.5%；当合成坡度小于0.5%时，应采用综合排水措施，以保证路面排水畅通。5.4道路平纵线性组合设计道路线形设汁是从道路选线、定线开始，最终以平、纵、横面所组成的立体线形反映于驾驶员的视觉上。平、纵线形组合是指在满足汽车运动学和动力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适及与周围环境相协调的要求，并有良好的排水条件。尽管平、纵线形设计均是按前述标准进行设计的，但若平、纵线组合不好，不仅有碍于其优点的发挥，而且会加剧两方面存在的缺点，造成行车上的危险，也就不可能获得最优的立体线形、平纵线形的合理组合。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计平、纵线形组合设计的总要求：对于设计速度大于等于60km/h的道路，必须注意平、纵的合理组合。尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协凋、安全舒适。设计速度愈高，线形设计可考虑的因素应周全。对于设计速度≤40km/h的道路，首先应在保证行车安全的前提下，正确地运用线形要素指标，在条件允许的情况下力求做到各种线形要素的合理组合，并尽量避免和减轻不利的组合。5.4.1道路平、纵组合设计的原则（1）应在视觉上能自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。任何使驾驶员感到茫然、迷惑和判断失误的线形，必须尽力避免。在视觉上能自然地诱导视线，是衡量平、纵线形组合优劣的最基本问题。（2）注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。它不仅影响线形的平顺性，面且与工程费用相关。对纵面线形反复起伏，在平面上采用高标准的线形是无意义的，反之亦然．（3）选择组合得当的合成坡度，以利于行车安全和路面排水。（4）注意与道路周围环境的配合。它可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度，并可起到引导视线的作用。5.4.2平、纵线性组合的基本要求表5-1最小竖曲线半径值平曲线半径（m）竖曲线半径（m）平曲线半径（m）竖曲线半径（m）50010000110030000700120001200400008001600015006000090020000200039 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计100000100025000——（1）当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线应稍长于竖曲线。这种布置通常称为平曲线与竖曲线的对应。其优点是：当车辆驶入凸形竖曲线的顶点之前，即能清楚地看到平曲线的始端，辨明转弯的走向，不致因判断错误而发生事故。若平、竖曲线的半径都很大，则平、竖曲线的位置可不受上述限制。若做不到竖曲线与平曲线较好的配合，且两者的半径都小于某限度时，宁可把平、竖曲线拉开相当距离，使平曲线位于直坡段上或竖曲线位于直线上，最小竖曲线半径值见表5-1。（2）要保持平曲线与竖曲线大小的均衡。平曲线与竖曲线的大小如果不均衡，会给人以不愉快的感觉，失去了视觉上的均衡性，根据经验，平曲线半径如果不大于1000m，竖曲线的半径为平曲线的10~20倍，便可达到线形的均衡性。（3）当平曲线缓而长、纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。这对平坦地区的高速公路设计是重要的。（4）要选样适当的合成坡度。合成坡度过大对行车不利，特别是在冬季结冰期更危险。合成坡度过小对排水不利也影响行车，车辆行驶是有溅水干扰。虽然《标准》对合成坡度的最大允许值作了规定，但在进行平、纵面线形组合时，如条件可能，最好使合成坡度小于8％，最小合成坡度不应小于0.5％。5.4.3平纵线性设计中应注意避免的组合39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计（1）避免竖曲线的顶、底部插入小半径的平曲线。（2）如果在凸形竖曲线的顶部有小半径的平曲线，不仅不能引导视线而且急转方向盘致使行车危险。在凹形竖曲线的底部有小半径的平曲线，便会出现汽车加速而急转弯，同样可能发生危险。（3）避免将小半径的平曲线起、讫点设在或接近竖曲线的顶部或底部。若将凸形竖曲线的顶部设在小半径平曲线的起点，将产生不连续的线形，失去了视线引导作用。而将凹形竖曲线的底部设在小半径平曲线的起点，除了视觉上扭曲外，产生下坡尽头接急弯的不安全组合。（4）避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。此类组合都存在不同程度的扭曲外观，前者不能正确引导视线，全使驾驶员操作失误；后者路面排水不畅，积水影响行车安全。（5）避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背、折曲等使驾驶员视线中断的线形。避免在长直线上设置陡坡或曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。前者易超速行驶，危及行车安全：后者使驾驶员产生坡底道路变窄的错觉，导致高速行驶中的制动操作，影响行车安全。（6）避免急弯与陡坡的不利组合。（7）应避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合。5.4.4道路线性与景观的协调与配合道路作为一种人工构造物，应将其视为景观的对象来研究。修建道路会对自然景观产生影响，有时产生一定破坏作用。而道路两侧的自然景观反过来又会影响道路上汽车的行驶，特别是对驾驶员的视觉、心理以及驾驶操作等都有很大影响。平、纵线形组合必须是在充分与道路所经地区的景观相配合的基础上进行。否则，即使线形组合符合有关规定也不一定是良好设计。对于驾驶员来说，只有看上去具有优美的线形和景观，才能称为舒适和安全的道路。对设计速度高的道路，平、纵线形组合设计与周围景观配合尤为重要。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计第六章横断面设计6.1路拱设计6.1.1路拱坡度一般应采用双向坡面，由路中央向两侧倾斜。当在六、八车道的超高过渡段中出现宽而平缓的路面时，可根据实际情况在短段落内设置两个路拱。6.1.2路拱设计二、三、四级公路的路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件确定，最小宜采用1.5%。高速公路、一级公路位于中等强度降雨地区时，路拱坡度宜采用2%；位于严重强度降雨地区时，路拱坡度可适当增大。分离式路基，每一侧车道可设置双向路拱；也可采用单向横坡，并向路基外侧倾斜。但在积雪冻融的地区，宜设置双向路拱。在未超高地段路拱坡度取2%，土路肩坡度3%。本次设计中所取的圆曲线半径在JD2、JD3处大于不设加宽最小圆曲线半径，故在JD2、JD3不需要进行加宽设计，而在JD1拐弯处需要进行加宽计算。查路基超高加宽表得JD1处加宽值为0.8m。在本设计中，JD1、JD2、JD3处所取的圆曲线半径均小于不设超高最小圆曲线半径。因此，在JD1、JD2、JD3拐弯处都需要进行超高计算。本次设计的合成坡度值均为不超过10%，验算合成坡度，合成坡度均满足要求。6.2超高与加宽对于R>250m的圆曲线，由于其加宽值甚小，可以不加宽。有三条以上车道构成的行车道，其加宽值应另行计算。各级公路的路面加宽后，路基也应相应加宽。6.2.1加宽过渡39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了加宽的宽度，需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上，路面具有逐渐变化的宽度。加宽过渡的设置根据道路性质和等级可采用不同的方法。本设计中主要是采用比例过渡，在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽，加宽缓和段内任意点的加宽值：(6-1)式中：————任意点距缓和段起点的距离（m）；————加宽缓和段长度（m）；————圆曲线上的全加宽（m）。JD1处圆曲线半径R=200m，缓和曲线=60m。查相关参考文献有：200R250时，加宽值b取0.8m。按《规范》有：==60m，圆曲线上的全加宽值b=0.8m==0m==0.8m==0.8m==0m其他平曲线半径均大于250m，可不设加宽。比例过渡简单易操作，但经加宽以后的路面内侧与行车轨迹不符，缓和断定起终点出现破折，于路容也不美观。6.2.2曲线的超高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。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计本设计中主要采用绕内边轴旋转的方法进行曲线的超高。先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边线旋转，直至超高横坡值。绕内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种方法。6.2.3横断面上超高值的计算表6-1绕内边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式注圆曲线上外缘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：3、距离处的加宽值：中缘内缘过渡段上外缘中缘内缘其中：—路面宽度；—路肩宽度(m)；39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计—路拱坡度；—路肩坡度；—设计超高值；—超高缓和段长度；—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；—路基内缘最大降低值；—距离处路基外缘抬高值；—距离处路中线抬高值；—距离处路基内缘降低值；—路基加宽值；—距离处路基内缘降低值；查《规范》知：当平曲线半径小于不设超高的最小半径时，应在曲线上设置超高。故JD1、JD2、JD3处平曲线需设置超高。1.计算全超高段（从HY—QZ—HY）的全超高值JD1处：R=200m=5%=2%=3%=1.5m=7m外缘中缘内缘JD2、JD3处：R=500m=3%=2%=3%=1.5m=7m外缘中缘39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计内缘2.超高过渡段（ZH—HY及YH—HZ）最小超高过渡段长度计算(6-2)超高缓和段长度应取5m的整倍数，并不小于10m的长度。本设计取无中间带的公路，超高设置绕边线旋转，则：JD1处=，==7m，=5%，=1/125JD1处平曲线超高缓和段长度，取5m的整倍数为45m。JD2、JD3处平曲线超高缓和段长度=，取5m的整倍数为30m。JD1处：JD1处缓和曲线，取，计算临界长度：然后检查横坡从路拱坡度(-2%)过渡到超高横坡（5%）时的超高渐变率：计算过渡段各桩号点、、：计算K0+380.596和K0+440的超高值桩号K0+380.596桩号K0+44039 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计其余计算结果见路基超高加宽表第七章路基设计7.1路基设计的基本要求路基应根据其使用要求和自然条件(包括地质、水文和材料情况等)并结合施工方法进行设计，既要有足够的强度和稳定性，又要经济合理。影响路基强度和稳定性的地面水和地下水，必须采取将其拦截或排出路基以外。设计排水设施时，应保证水流排泄畅通，并结合附近农田灌溉，综合考虑。修筑路基取土坑和弃土堆时，应尽量将取土坑、弃土堆平整成可耕地和减少弃土侵占耕地，防止水土流失和淤塞河道，通过特殊地质、水文条件下的路基，应做好调查研究，并结合当地实际经验，进行个别设计。7.1.1路基宽度公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。当设有中间带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带时，尚应包括这些部分的宽度。《标准》规定设计速度为60km/h时，平原微丘区二级公路的车道宽度为3.5m，土路肩宽度取0.75m，硬路肩宽度为0.75m。7.1.2路基高度路基高度有中心高度和边坡高度之分。中心高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。路基高度的设计，应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时要考虑的地下水﹑毛细水和冰冻的作用,不致影响路基的强度和稳定性。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计路基高度应根据临界高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路堤的最小填土高度。若路基高度低于按地下水位或地面积水位计算的临界高度，可视为矮路堤。使用边坡高度值作为划分高矮深浅的依据。填土高度小于1.0－1.5m，属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.5－1.8m范围内的为正常路堤。大于20m的路堑为深路堑。7.1.3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。《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，本设计中的边沟尺寸在挖方路段，深度采用0.8米，底宽取0.8米，填方路段，深度采用0.6米，底宽采用0.6米。7.1.4路基边坡路基边坡坡度取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和和边坡的高度。在陡坡或填挖较大的路段，边坡稳定不仅影响到土石方工程量和施工的难易，而且是路基整体性的关键。因此，确定边坡坡度对于路基稳定性和工程的经济合理性至关重要。本设计中，路基边坡坡度采用1:1.5，路堑边坡坡度采用1:0.5。7.1.5路基压实公路路基的压实度应符合表7－1的要求：表列数值系重型击实试验求得的最大干密度的压实度。特殊干旱或特殊潮湿地区，表内压实数值可减少2%－3%。表7－1路基压实表填挖类别路床顶面以下深度（m）路基压实度（％）零填方及挖方0－0.30－39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计0－0.80≥95填方路基0－0.80≥950.80－1.50≥94>1.50≥927.2路基边坡防护路基防护应按照设计施工与养护相结合的原则，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，选用适当的工程类型或采用综合措施，以保证路基的稳固。路堤和路堑边坡的坡面暴露在大气中，常常受到自然因素的反复干湿、冻融、冲刷和吹蚀作用。对于易受自然因素作用而破坏的土质或岩质边坡，在路基基身施工完毕以后，应及时进行坡面护理。7.2.1植物护坡植物防护是一种经济有效的防护措施，特别是在气候潮湿、草皮易于生长的地区，但采用时必须注意保证其成活。对于岩质边坡，这种方法一般不适用。在不利于生长的边坡上，若要采用植物防护，则可在其上先铺一层厚约10－20cm的粘性土，而后再铺草皮。本设计段填方和挖方小于2.5米时采用植草防护。7.2.2砌石护坡对于较陡的土质边坡和易风化和破碎的岩石边坡，可采用砌石护坡，砌石有干砌和浆砌片石两种，前者适用于边坡坡度较缓或经常有地下水渗出坡面的情况。干砌片石厚度一般不小于0.2－0.3m。当干砌片石不适宜或效果不好时，采用浆砌片石。浆砌片石护坡的厚度，视边坡高度和陡度而异，一般为0.2－0.4m。为防止不均匀收缩和沉陷引起过的内应力，每隔10－20m设一道伸缩缝，缝隙宽2cm，缝内填塞沥青麻筋或沥青木板。隔2－3m交错设置孔径0.1m的泄孔。对于土质边坡，为防止淤塞，护坡背后应设置反滤层，或仅在泄水孔后面0.5m×0.5m的范围内设置。本设计路堑挖深2.5m时以下均采用浆砌片石防护。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计综合考虑在本设计中的地下水埋深较浅等实际情况，采用植物防护和浆砌片石两种形式。填方和挖方小于2.5米时采用植草防护。挖深大于2.5米的路堑，上部2.5米采用铺草皮，下部采用浆砌片石防护。7.3路基附属设施为确保路基的强度、稳定性和行车安全，与一般路基工程有关的附属设施有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。这些设施是路基设计的组成部分，正确合理地设置是十分重要的。7.3.1取土坑与弃土堆路基土石方的挖填平衡，是公路路线设汁的基本原则，但往往难以做到完全平衡。土石方数量经过合理调配后，仍然会有部分借方和弃方，路基土石方的借弃、首先要合理选择地点，即确定取土坑或弃土堆的位置。选点时要兼顾土质、数量、用地及运输条件等因素，还必须结合沿线区域规划、因地制宜，综合考虑，维护自然平衡，防止水土流失。做到借之有利弃之无害。借弃所形成的坑或堆，要求尽量结合当地地形，充分加以利用，并注意外形规整，弃堆稳定。平坦地区，如果用土量较少，可以沿路两侧设置取土坑，与路基排水和农田灌溉相结合。7.3.2护坡道与碎落台护坡道是保护路基边坡稳定性的措施之一，设置的目的是加宽边坡横向距离，减少边坡平均坡度。护坡愈宽，愈有利于边坡稳定，但最少为1.0m。宽度大，则工程数量亦随之增加，要兼顾边坡稳定性与经济合理性，通常护坡道宽度d，视边坡高度h而定，h〉3.0m；d=1.0m；h=3~6m时，d=2m；h=6~12m时，d=2~4m。护坡道一般设在挖方坡脚处，边坡较高时亦可设在边坡上方及挖方边坡的变坡处。浸水路基的护坡道，可设在浸水线以上的边坡上。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，以保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。碎落台宽度一般为1.0~1.5m，如兼有护坡作用，可适当放宽。碎落台上的堆积物应定期清理。7.3.3路基土石方数量计算及调配路基土石方工程是公路工程的主体工程之一。在公路工程量中占有很大比重。土石方工程数量又是公路方案评价和比选的主要技术经济指标之一。土石方计算与调配的主要任务是计算路基土石方工程数量，合理进行土石方调配，并计算土石方的远量，为编制公路概预算、公路施工组织、施工计量提供依据。（1）基本公式路基土石方计算工作量较大，加之路基是填挖变化的不规则性，要精确计算土石方体积是十分困难的，在工程上通常采用近似计算。①平均断面法假定两相邻断面间为一棱柱体，按平均断面法计算，其公式为：（7-1）式中：，—两相邻断面的断面面积L—两相邻断面的间距，即两相邻断面的桩号差②积距法路基横断面面积为不规则的几何图形，计算方法有积距法、几何图形法、坐标法、方格法等多种方法。本设计采用积距法，积距法的原理是：按单位宽度b，把断面积切割成若干梯形与三角形条块，则每一小块面积为其平均高度与b的乘积。（7-2）总面积为:（7-3）（2）调配的原则①39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计在半填半挖断面中，应首先考虑在本段内移挖作填进行横向平衡，然后再做纵向调配，以减少总的运输量；②路基填方如需路外借方，应结合地形、农田灌溉等情况选择借方地点；③综合考虑施工方法、运输条件、施工机械化程度和地形情况选用合理的经济运距；④在在不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定；⑤为使调配合理，必须根据地形情况和施工条件，选用适当的运输方式，确定合理的经济运距，用于分析工程用土量是调运还是外借；⑥土方调配移挖作填固然要考虑经济运距的问题，但这不是唯一的因素，还要考虑弃方或借方占地，及对农业的影响。（3）调配的方法在土石方数量计算复核完毕后即可调配，但必须明确填挖情况、桥涵位置、纵坡、附近地形和施工方法，作到调配时心中有数。首先进行横向调配，满足本桩号利用的需要，然后计算挖余和填缺的数量。根据挖余和填缺的分布情况，可以大致看出调运的方向和数量，结合纵坡的情况和经济运距对利用方进行纵向调配，而后填方若有不足或挖余未尽利用，再选用废方或借土的合适地点，确定借方或废方数量。调配的结果示于土石方数量表上，并可按下式复核：横向调运+纵向调运+借方＝填方横向调运+纵向调运+弃方＝挖方挖方+借方＝填方+弃方最后算得计价土石方数量，即：计价土石方数量＝挖方数量+借方数量具体计算见附表土方数量表第八章路面设计8.1路面要求和结构8.1.1路面要求39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计（1）强度和刚度为了抵抗路面上行车荷载和自然力的作用，要求路面要有足够的强度来承受荷载的作用以及要求路面要有足够的刚度来抵抗变形，以保证路面能正常发挥其功能。（2）稳定性路面结构袒露在大气之中，经常受到温度和水分变化的影响，其力学性能也就随着不断发生变化，强度和刚度不稳定,路况时好时坏。因此，要研究路面结构的温度和湿度变化状况及其对路面结构性能的影响，以便在此基础上，修筑能在当地气候条件下足够稳定的路面结构。（3）耐久性路面结构要承受行车荷载和冷热、干湿气候因素的多次重复作用，由此会逐渐产生疲劳破坏和塑性形变变形累积。因此，路面结构必须具有足够的抗疲劳强度以及抗老化和抗形变累积的能力。（4）表面平整度不平整的路面会增大行车阻力，并使车辆产生附加的振动作用。这种振动作用会造成行车颠簸，影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适。同时，振动作用还会对路面施加冲击力，从而加剧路面和汽车机件的损坏和轮胎的磨损，并增大油料的消耗。而且不平整的路面还会积水没，加速路面破坏。（5）表面抗滑性能汽车在光滑的路面上行驶时会缺乏足够的附着力和摩擦阻力。在雨天高速行车时，或紧急制动或突然起动，或爬坡、转弯时，车轮也会产生空转和打滑，使汽车速度降低，油料消耗增多，甚至引起严重的交通事故。因此，路面要求应有足够的表面抗滑性能。路面抗滑性能可以通过采用坚硬、耐磨、表面粗糙的骨料组成路面表层的材料来实现，同时也可采用一些工艺性措施来实现。另外，路面上的积雪污泥等也会降低路面的抗滑性能，必须及时予以清除。8.1.2路面结构层次划分39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计面层是直接同行车和大气接触的表面层次，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用。同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响。因此，同其他层次相比，面层应具备较高的结构强度、抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应当耐磨、不透水；其表面还应有良好的抗滑性和平整度。修筑面层所用的材料主要有：水泥混凝土，沥青混凝土，沥青碎(砾)石混合料、砂砾或碎石掺土或不掺土的混合料以及块料等。面层有时分两层或三层铺筑，如高速公路沥青面层总厚度18~20cm。可分为上、中、下三层铺筑，并根据各分层的要求采用不同的级配等级。水泥混凝土路面也有分上下两层铺筑，分别采用不同标号的水泥混凝土材料。水泥混凝土路面上加铺4cm沥青混凝土这样的复合式结构也是常见的。但是砂石路面上所铺的2~3cm厚的磨耗层或1cm厚的保护层，以及厚度不超过1cm的简易沥青表面处治，不能作为一个独立的层次，应看作为是面层的一部分。8.2轴载分析表8-1标准轴载BZZ-100各项参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴压P(KN)100单轮传压面圆直径d(cm)21.3轮胎接地压强P(MPa)0.70两轮中心距（cm）1.5d路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，如表8—1标准轴载BZZ-100各项参数（轴重P=100KN，轮压p=0.7MP，轮迹圆直径d=21.30cm）。根据本次设计的具体的交通车辆资料和具体的车辆车型可以确定不同车型的交通参数如表8—2；表8-2不同车型的交通参数表39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计序号车型名称前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组数后轴距交通量1黄河JN15049101.61双轮组——3002黄海DD690561042双轮组＞31503东风CS93824702双轮组＞3204平板车1001003四轮组＜3505其他车50501单轮组——150表8-3交通量年增长率序号分段时间（年）交通量年增长率（%）156245334表8-4车道系数车道特征车道系数车道特征车道系数单车道1.0四车道0.4～0.5双车道0.50.3～0.439 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计有分隔六车道无分隔0.6～0.7根据设计规范，大董湾至槐店乡二级公路沥青路面的设计年限取12年，双车道无中央分隔带的车道系数为0.6～0.7，取0.6。按上述公式计算累计当量轴次。8.2.1以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时（1）轴载换算根据我国公路沥青路面设计规范中提出的轴载换算公式，当以设计弯沉值为指标及沥青层底拉应力验算时，规定要求凡轴载大于25KN、小于130kN的各级轴载（包括车辆的前、后轴）的作用次数，均按以下公式换算成标准轴载轴载换算采用如下的计算公式：（8-1）式中：N—以设计弯沉值和沥青层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数（次/日）—被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）—标准轴载（KN）—被换算车型的各级轴载（KN）—被换算车型的轴数系数，当轴间距大于3m时,按单独的一个轴载计算，当轴间距小于3m时，轴数系数=1+1.2(m-1)，m是轴数;—被换算车型的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38K—被换算车型的轴载级别计算结果见表8-3轴载换算结果表。表8-5轴载换算结果表（弯沉）39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计车型(KN)（次/日）黄河JN150前轴4916.430086.2292后轴101.611321.4466黄海DD690前轴5616.415077.0707后轴10411355.8085东风CS938前轴2416.4200.2577后轴70118.4769平板车前轴10016.450320后轴1003.40.3864.6其他车前轴5016.415047.075后轴5016.447.075总计1328.0396(2)累计当量轴次计算在设计年限内，一个车道的累计当量轴次按下式计算39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计（8-2）式中：—设计年限内一个车道上的累计当量轴次（次）；—设计使用年限，由设计资料可知t=12年；—路面竣工后第一年双向日平均当量轴次（次/日）；，见表8-3—与车道数有关的车辆横向分布系数，本设计中取0.6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:1328设计年限内一个车道上累计当量轴次:47500018.2.2以半刚性基层层底拉应力作为设计指标把各级轴载的作用次数按照公式换算成标准轴载的当量作用次数(8-3)—以半刚性材料层的拉应力为设计指标时的标准轴载的当量轴次（次/日）—被换算车型的轴数系数，当轴间距离大于3m时,按单独的一个轴载计算，C1=1+2(m-1)，m是轴数，当轴间距离小于3m时，应该考虑轴数系数。—轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09按照公式8-3，将设计资料中所给的交通量都换算成标准轴载的作用次数。计算结果如表8-6；表8-6标准轴载的作用次数（半刚性基层层底拉应力验算）车型(KN)（次/日）黄河JN150前轴49118.530018.4442后轴101.611340.620639 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计黄海DD690前轴56118.515026.8391后轴10411410.5707东风CS938前轴24118.5200.0041后轴70112.3059平板车前轴100118.550925后轴10050.0922.5其他车前轴50118.515010.8398后轴50118.510.8398总计1767.9642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:1768设计年限内一个车道上累计当量轴次:63237978.3设计指标的确定8.3.1拟定路面结构根据本地区的路用材料，结合已有工程经验与典型结构，拟定以下路面结构组合方案。根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能等因素，初步确定路面结构组合与各层厚度如下；3cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土为+25cm水泥稳定砂砾39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计+？石灰土，以石灰土为设计层。8.3.2确定土基回弹模量⑴、此路为新建路面，根据资料可知路基干湿状态为润湿状态。⑵、据设计资料，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTJ014—97》，该路段处于Ⅳ1区，土质属于红粘性土及砖红性土，属高液限粘性土，呈中密状态，确定土基的稠度为1.10，无防冻要求。⑶、查《路基路面工程》课本表14-11“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值”表得土基回弹模量为35MPa。8.3.4设计弯沉值和结构强度系数公路等级：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新建沥青路面受力计算方法按以下进行计算。路面设计弯沉值(8-4)(8-5)式中：—设计弯沉值（0.01mm）；—设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数；—公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2；—路面结构类型系数，刚性基层、半刚性基层、沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6。—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1；—结构强度系数。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计经计算得出所设计的路面的路面设计弯沉值：30.5(0.01mm)（1）结构层的容许弯拉应力：（8-6）式中：—路面结构材料的极限抗拉强度（MPa）,由实验室按标准试验方法测得；—路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载的疲劳弯拉应力（MPa）;—抗拉强度结构系数。根据结构层材料不同，按以下公式计算值。沥青面层抗拉强度结构系数：（8-7）无机结合料稳定集料抗拉强度结构系数：（8-8）无机结合料稳定细粒土抗拉强度结构系数：（8-9）按上式计算确定容许弯拉应力细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土水泥稳定砂砾石灰土39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计其余的计算同上，具体结果见表8-7路面结构层容许弯拉应力。表8-7路面结构层容许弯拉应力层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）1细粒式沥青混凝土1.30.542中粒式沥青混凝土0.80.333水泥稳定砂砾0.50.284石灰土0.20.09(2)按容许弯沉值计算路面厚度公路等级:二级公路新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:30.5(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:20(cm)利用容许应力设计弯沉值，对方案的厚度进行计算具体的结果见下表8—8方案一计算表，并进行防冻厚度验算；表8-8计算表层位层位材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）(20℃)抗压模量（MPa）(15℃)容许应力（MPa）39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计1细粒式沥青混凝土3140020000.542中粒式沥青混凝土5120016000.333水泥稳定砂砾25110011000.284石灰土？5005000.095土基——35————按设计弯沉值计算设计层厚度：按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=30.5(0.01mm)H(4)=25cmLS=31.8(0.01mm)H(4)=30cmLS=29.1(0.01mm)H(4)=27.4cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(4)=27.4cm(第1层底面拉应力验算满足要求)H(4)=27.4cm(第2层底面拉应力验算满足要求)H(4)=27.4cm(第3层底面拉应力验算满足要求)H(4)=27.4cm(第4层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度:H(4)=27.4cm(仅考虑弯沉)H(4)=27.4cm(同时考虑弯沉和拉应力)由于该公路所经地区，属于全国道路气候分区巨日区，不冰冻，因此不需要验算路面防冻厚度。最后得到路面结构设计结果如下：39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计----------------------------------------------细粒式沥青混凝土3cm----------------------------------------------中粒式沥青混凝土4cm----------------------------------------------水泥石灰稳定砂砾25cm----------------------------------------------石灰土27.4cm----------------------------------------------土基8.5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:4标准轴载:BZZ-100路面结构弯沉值和层底拉应力验收计算见表8-9。表8-19验收计算表层位层位材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）(20℃)抗压模量（MPa）(15℃)计算信息1细粒式沥青混凝土314002000计算信息2中粒式沥青混凝土512001600计算39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章纵断面设计信息3水泥稳定砂砾2511001100计算信息4石灰土？500500计算信息5土基——35——计算信息计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值：第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=30.4(0.01mm)第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=33.2(0.01mm)第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=38.4(0.01mm)第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=106.1(0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS=331.5(0.01mm)LS=266.2(0.01mm)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)=-0.296(MPa)第2层底面最大拉应力σ(2)=-0.071(MPa)第3层底面最大拉应力σ(3)=0.105(MPa)第4层底面最大拉应力σ(4)=0.086(MPa)39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计通过上述计算可知，该段公路路面结构方案为：3cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土为+25cm水泥稳定砂砾+27.4石灰土第九章排水设计9.1路基排水路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基路面的病害有多种，形成病害的因素亦很多，但水的作用是主要因素之—，因此路基路面设什、施工和养护中，必须十分重视路基路面排水工程。路基排水设计应遵循的一般原则：(1)排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。(2)各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有利于农田灌溉。(3)设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地面排水与地下排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到综合整治，分期修建。(4)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护和加固工程。(5)路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，有必须讲究经济效益。公路路基排水设计包括地表排水和地下排水两大部分。设计时应根据公路等级，结合沿线地形、地质、水文、气象等条件以及桥涵设置情况进行综合考虑，各类排水设施应相互衔接配合，使水迅速排出路基范围。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计地表排水主要是排出路基范围内的地表径流、地表积水、边坡雨水及公路邻近地带影响路基稳定的地表水。地下排水主要是排出流向路基的地下水或降低地下水位。排水设计应防、排、疏结合，保证路床处于干燥、中湿状态。我国幅员辽阔，各地均有特殊的气候、地质条件，路基排水设施通常与路面排水、路基防护、地基处理工程是不可分开的，地表排水与地下排水也是密不可分的，应系统设计、综合考虑。水是危害公路的主要自然因素，路基沉陷、冲刷、坍塌等都不同程度地与地表水和地下水的侵蚀有关。稳固的路基对保证公路的使用性能和使用寿命具有十分重要的意义。公路路基排水设计，应对排水困难地段更予高度重视。水对路面的危害可以表现为：降低路面材料的强度，在水泥混凝土路面的接缝和路肩处造成唧泥；移动荷载作用下引起的唧泥和高压水冲刷，造成路面基层承载能力下降；在冻胀地区，融冻季节水会引起路面承载能力的普遍下降。路基排水的任务，就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水漫流、滞积或下渗。对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干和降低，并引导至路基范围以外的适当地点。路基施工中，首先应校核全线路基排水系统的设计是否完备和妥善，必要时应予以补充或修改，应重视排水工程的质量和使用效果。此外，应根据实际情况与需要，设置施工现场的临时性排水措施，以保证路基土石方及附属结构物在正常条件下进行施工作业，消除路基基底和土体内与水有关的隐患，保证路基工程质量，提高施工效率。路基养护中，对排水设施应定期检查与维修，以保证排水设施正常使用，水流畅通，并根据实际情况不断改善路基排水条件。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计路界地表排水的目的是把降落在路界范围内表面水有效地汇集并迅速排除出路界，同时把路界外可能流人的地表水拦截在路界范围外，以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。通常地表排水可以划分为路面表面排水、中央分隔带排水和坡面排水三部分。中央分隔带排水，视其宽度和表面横向坡度倾向，可以包括中央分隔带和左侧路缘带，或者仅为中央分隔带，而在设超高路段，它还包括上侧半幅路面的表面水。坡面排水包括路堤坡面，路堑坡面和倾向路界的自然坡面的排水。常用的路基地面排水设施，包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等，必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。这些排水设备，分别设在路基的不同部位，各自的排水功能、布置要求或构造形式，均有所不同。9.1.1边沟边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使之起到边沟的排水作用。边沟分为路堑边沟和路堤边沟，位于土路肩或护坡道外侧，用于汇集和排除路面、路肩及边坡的水。选择边沟断面形式既要考虑地形地质条件、边坡高度、汇水面积及排水功能，也要注意边沟形式对行车安全和环境景观的影响，因地制宜选用梯形、矩形、U形（或带盖板矩形、U形）、三角形、碟形横断面，以及暗埋式边沟等，挖方路段宜优先选用三角形、浅碟形、盖板矩形、暗埋式边沟。各部位尺寸应根据地形、地貌、汇水面积、暴雨强度、路基填挖情况等，经过水文、水力计算，并结合当地的经验确定。边沟的排水量不大，一般不需要进行水文和水力计算，依据沿线具体条件，选用标准横断面形式。边沟紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水流引人，亦不能与其他人工沟渠合并使用。边沟不宜过长，尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带，必要时设置涵洞，将边沟水横穿路基从另一侧排出。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计边沟的纵坡(出水口附近除外）一般与路线纵坡一致。平坡路段，边沟宜保持不小于0.5％的纵坡。特殊情况容许采用0.3％，但边沟出口间距宜减短。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。边沟的横断面形式，有梯形、矩形、三角形及流线形等。边沟横断面一般采用梯形，梯形边沟内侧边坡为1：1.0~1：1.5，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。边沟可采用浆砌片石，栽砌卵石和水泥混凝土预制块防护。综合各项指标和查阅相关规范之后，本设计采用矩形横断面形式的边沟，在挖方路段，其沟宽为0.8m，深为0.8m，在填方路段，其沟宽为0.6m,深为0.6m,。采用浆砌片石作为边沟的防护。9.2路面排水设施路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表而的降水排走，以免造成路面积水而影响行车安全。路面表面排水设施应遵循以下原则：（1）降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排走，避免行车道路路面范围内出现积水。（2）在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，应采用在路堤边坡上横向漫坡的方式排除路面表面水。（3）在路堤较高，边坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷，或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩外例边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤。（4）设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面内的水面，在高速公路及一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，在二级及二级以下公路上不得漫过右侧车道中心线。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计当路基横断面为路堑时，横向排流的表面水汇集于边沟内。当路基横断面为路堤时，可采用两种方式排除路面表面水：一种是让路面表面水以横向漫流形式向路堤坡面分散排放；另一种方式是在路肩外侧边缘放置拦水带，将路面表面水汇集在拦水带同路肩铺面(或者路肩和部分路面铺而)组成的浅三角形过水断面内，然后通过相隔一定间距设置的泄水口和急流槽集中排放至路堤坡脚外。两种排水方式的选择，主要依据表面水是否对路堤坡面造成冲刷危害。在汇水量不大、路堤不高、路线纵坡平缓、坡面耐冲刷能力强的情况下，应优先采用横向漫流分散排放的方式。而在表面水有可能冲刷路堤坡面的情况下，则采用将路面表面水汇集在拦水带内，通过泄水口和急流槽集中排放的方式。由于修筑拦水带和急流槽需增加工程投资，因而，须对投资的经济性进行分析和比较：是采用在效的坡面防护措施，而不设拦水带相急流槽经济，还是修筑拦水带和急流槽而降低对坡面防护工程的要求合算。第十章工程概算10.1公路工程定额(1)定额的概念定额是一个综合概念，是工程建设中各类定额的总称。在我国，建筑安装行业是国民经济的支柱，有关建筑安装活动范畴内的各种定额，都必须经国家建设部门或其授权部门统一制定、执行和管理。在定额规定适用范围内，任何与使用定额有关的单位，包括设计单位、施工单位、建设单位都必须遵守，不经有关部门的批淮或同意，不能任意编制或改动。定额可表述为：在正常的生产(施工)技术和组织条件下为完成单位合格产品所规定的人力、机械、材料、资金等消耗量的标准。(2)定额的分类：公路工程定额一般可分为两类，即按实物消耗内容分类和按使用要求分类。其中，按实物消耗内容分类可分为：劳动消耗定额、材料消耗定额、机械台班消耗定额及机械台班费用定额；按使用要求可分为施工定额、预算定额、概算定额及估算指标。预算定额是在施工定额的基础上综合而成的，计算单位比施工定额要大，其定额水平比施工定额水平低。根据使用上的需要，在预算定额中还编有“39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计基本定额”。预算定额是编制施工图预算的依据，是编制施丁组织设计、确定劳动力、材料、机械需要坦的依据，是工程结算、施工企业进行经济核算的依据，同时也是编制概算定额的基础。概算定额是在预算定额的基础上综合而成的大单位人工、材料、机械消耗量标准，因而定额中的工程项目单位都比较大，如小桥涵以“座(道)”、桥梁上部构造以“10m标准跨径”计算等。概算定额的定额水平比预算定额低，是编制初步设计概算、修正设计概算的依据。10.2概、预算的编制概算是指初步设计或技术设计阶段，设计单位根据设计图纸、概算定额、各类费用定额、建设地区的自然条件和技术经济条件等资料，预先计算和确定建设项日从筹建至竣工验收的全部建设费用的文件。施工图预算是施工图设计文件的织成部分，是按国家颁布的预算定额和《公路基本建设工程概算、预算编制办法》，控制在概算(或修正概算)范围之内的计算工程项目全部建设费用的文件，是在施工图设计阶段、设计部门根据施工图设计文件、施工组织设计、现行预算定额、有关取费标难及人工、材料、机械台班预算单价等资料编制的工程造价文件。公路工程项目全部建设费用以其基本造价表示，而公路工程基本造价则由概预算总金额和回收金额所构成。其中，概预算总金额是由各种概预算费用所组成。概预算总金额主要包括建筑安装工程费，设备、工具、器具及家具购置费，工程建设其他费用及预留费。其中，建筑安装工程费包括直接工程费、间接费、施工技术装备费、计划利润及税金；设备、工具、器具及家具购置费包括办公及生活用家具购置费和设备、工具、器具购置费；工程建设其他费用包括土地、青苗等补偿费和安置补偿费，建设单位管理费，研究实验费，勘察设计费，施工机构迁移费，供电费，大型专用机械设备购置费，固定资产投资方向调节税及建设期贷款利息；而预留费用则有工程造价增涨预留费和预备费组成。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计10.2.1编制依据编制预算定额主要依据下列资料：(1)现行全国统一劳动定额、机械台班使用定额和材料消耗定额；(2)现行设计规范、施工及验收规范、质量评定标准和安全操作规程；(3)通用标准图集和定型设计图纸和有代表性的典型设计图纸和图；(4)新技术、新工艺、新结构、新材料和先进施工经验的资料；(5)有关科学试验、技术测定、统计资料和经验数据；(6)国家和地区以往颁发的顶算定额及其基础资料；(7)现行的工资标准和材料预算价格相机械台阶预算价格。10.2.2编制步骤编制预算定额一般分为三个阶段。(1)准备阶段准备阶段的任务是成立编制机构，拟定编制方案，确定定额项目，全面收集各项依据资料。预算定额的编制工作不但工作量大，而且政策性强，组织工作复杂，应做好编制准备阶段。(2)工程量计算预算定额是指：劳动定额的基础编制的一种综合性定额．—个分项工程包含了所必须完成的全部工作内容，例如砖预算定额中包括了砌砖、调制砂浆、材料运输等全部工作内容，而劳动定额中，砌砖、调制砂浆，以及各种材料的运输等是分别列为单独的定额项目。若要利用劳动定额编制预算定额，必须根据选定的典型设计图纸，先计算出符合预算定额项目的施工过程的工程量，再分别计算出符合劳动定额项目的施工过程的工程量，才能综合出每一预算定额项目的数量单位的结构构件或分项工程的人工、材料和机械消耗指标。(3)人工消耗指标的确定39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计预算定额人工消耗指标应包括为完成该分项：工程或结构构件定额单位所必需的用工数量，即应包括基本用工．辅助用工、超运距用工、人工幅度差、人工消耗指标可以以现行的《建筑安装工程统一劳动定额》为基础进行计算。(4)材料消耗指标的确定预算定额的材料消耗量指标是指由材料的净用星和损耗量构成。(5)机械台班消耗指标的确定预算定额中的机械台班消耗量指标，一般按《全国建筑安装工程统一劳动定额》中的机械台班产量，并考虑一定的机械幅度斧进行计算：机械幅度差是指在合理的施工组织条件下机械的停歇时间。10.３概算的计算该公路概算的计算见附表。第十一章专题：边坡防护与加固11.1边坡破坏形式分类见表11-1表11-1边坡破坏形式分类类型特征滑坡斜坡在一定的自然条件下，部分岩（土）体在重力作用下，沿着一定的软弱面（带），缓慢地，整体地向下移动。滑坡一般具有蠕动变形，滑动破坏和渐趋稳定三个阶段。有时也具有高速急剧移动现象。因下伏岩层压缩，斜坡沿岩（土）体内较陡的结构面发生整体下坐（错）位移，成为坐（错）落。组成斜坡的岩（土），常不发展连续的滑动面，而顺斜坡方向发生塑性变形称为倾倒崩塌整体岩（土）块脱落母体，突然从较陡的斜坡上崩落下来，并顺斜坡猛烈翻转，跳跃，最后堆落在坡脚，规模巨大时称为山崩，小时称为塌方悬崖陡坡上的个别岩块突然下落，称为坠落的岩块（或危石）剥落斜坡表层岩（土），长期遭受风化，在冲刷和重力作用下，岩（土）屑（块）不断沿斜坡滚落，堆积在坡脚11.2边坡稳定性的概念39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计边坡一般是指具有倾斜坡面的土体或岩体，由于坡表面倾斜，在坡体本身重力及其他外力作用下，整个坡体有从高出向低处滑动的趋势，同时，由于坡体土（岩）自身具有一定的强度和人为的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土（岩）体内部某一个面上的滑动力超过了土（岩）体抵抗滑动的能力，边坡将产生滑动，既失去稳定；如果滑动力小于抵抗力，则认为边坡是稳定的。在工程设计中，判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。1955年毕肖普明确了土坡稳定安全系数的定义：（11-1）式中：——沿整个滑裂面上的平均抗剪强度——沿整个滑裂面上的平均剪应力——边坡稳定安全系数对于此公式，当>1时，土坡稳定；当<1时，土坡失稳；当=1时，边坡处于临界状态。毕肖普所给出的概念的关键是如何寻求滑裂面，如何寻求滑裂面上的平均抗剪强度和平均剪应力11.3公路边坡稳定的重要性在评价边坡稳定性时，首先要考察边坡的地质条件，水文地质条件，地形地貌和新构造运动等，因为这些因素是边坡稳定性的决定因素，一般来说，这些因素比人类的工程活动对边坡稳定性的影响更大。以前，由于公路等级低，线形差，路基不宽，开挖不深，边坡稳定性对公路的影响不显著，人们对边坡稳定性没有引起足够的重视。但是随着国民经济建设的发展，公路交通事业日新月异，公路等级越来越高，高填深挖已经不可避免。目前，公路边坡失稳的事例很多，边坡失稳不仅影响行车安全，甚至掩埋公路，中断交通，迫使放弃已成公路的使用，造成不可估量的经济损失。因此，研究公路边坡的稳定性和边坡防护方法是非常必要的。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计11.4边坡的稳定性分析（条分法）一般情况下，边坡的滑动失稳主要是由于以下两个原因造成：（1）外界的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。如路堑或基坑的开挖，引起了土自身的重力发生变化，从而改变了土体原来的应力平衡状态；此外，路堤的填筑或土坡面上作用外荷载时，以及土体内的渗透力、地震力的作用，也都会破坏土体内原有的应力平衡，导致边坡滑坡的产生。（2）土的抗剪强度由于受到外界气候等自然条件的变化，使边坡的土体时干时湿、收缩膨胀、冻结、融化等，从而使土变松强度降低；边坡由于雨水的侵入使土湿化，强度降低；边坡附近因施工引起的震动，如打桩、爆破等，以及地震力的作用，引起土的液化或触变，使土的强度降低。通常边坡的稳定分析一般是采用圆弧滑动面来进行研究的（见图11-1），以下3种圆弧滑动面的产生是与边坡的坡角β大小、土的强度指标，以及中硬层的位置等因素有关。图11-11）坡角圆2）坡面圆3）中心圆条分法是土坡稳定分析的常用方法之一。条分法的基本原理是将如图11-2所示的坡体，取单位长度土坡按平面问题计算。设可能滑动面是一圆弧AD，圆心为O，半径为R，将滑动土体ABCDA分成许多竖向土条。图11-2任一土条的作用力包括：——土条的自重；——滑动面i上的切向反力；——滑动面i上的法向反力；，——竖向剪切力；——土条I滑动面的法线（即半径）与竖直线的夹角；39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计——土条I滑动面的弧长；，——滑动面上土的粘聚力及内摩擦角。费伦纽斯的条分法是不考虑土条的两侧的法向力的；根据平衡条件可得：(12-2)(12-3)滑动面上的抗剪强度为：(12-4)土条上的作用力对圆心O产生的滑动力矩及稳定力矩分别为：(12-5)(12-6)整个土坡相应于滑动面AD的稳定安全系数为：=(12-7)对于均质土坡，，则得：（12-8）式中的：——滑动面AD的弧长；n——土条分条数。在经验计算中，坡体的中外侧的土条对安全系数K的影响较大。11.5稳定计算分析39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计设计计算时，滑裂面是任意给定的。因此，需要对各种可能的滑动面均进行计算，从中找出安全系数最小的滑裂面，即认为是存在潜在滑动最危险的（或最有可能的）滑裂面。这种计算工作量是相当大的，特别是当边坡外形和土层分布都比较复杂时，寻找最危险断裂面位置相当困难。在今天，由于计算机的普遍采用，这些问题已经变得不那么重要了，即使对复杂边坡和复杂土层情况，以前担心多个Fs极小值的问题现在也比较容易解决了。用计算机编程计算边坡稳定时，先在坡顶上方根据边坡特点或工程经验，先设定一个各种可能产生的圆弧滑裂面的圆心范围，画成正交网格，网格长可根据精度要求而定，网格交点即为可能的圆弧滑裂面的圆心，如图12-3所示。对每个网结点，分别取不同的半径进行计算，得到该圆心点的最危险滑裂面（Fs最小对应的滑裂面）。比较全部网结点（不同的圆心位置）的Fs值，最小的Fs值对应的圆心和圆弧即为所求的边坡最危险滑裂面。为了更精确的计算，可将该圆心为圆点，再细分小区域网络，按前述方法再进行计算，类似可找出该小区域网络中最小的Fs。图12-3最危险滑裂面的搜索11.6边坡综合防护设计原则与注意事项(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则；(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护遗留繁重的工作量；(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择，应密切结合路面排水作综合考虑；(4)护坡方法应优先考虑采用植物防护，当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时，要考虑经济性、施工及效果，采用圬工防护或相应的辅助设施；(5)在防护方案设计时，应参照上述设计原则，初步选出护坡方法。在施工阶段，要对每个边坡的排水、土质等调查，根据调查结果变更原设计；39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计(6)在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护；(7)对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实；(8)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡，应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素，慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙，落石防治等方案；(9)混凝土网格中空植草护坡的目的，是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽，及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡，使用时须充分分析[9]；(10)对于水流、波浪、风力、降水以及其它因素可能引起起路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，可综合考虑河道整治，使防护工程收到更好的效果；(11)对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等，以抵抗水流的冲刷和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处的粗糙率，以降低流速、减缓冲刷作用时，可修筑坝类构造物。对于冲刷严重地段(急流区、顶冲地区)，可采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用砌石、石笼或混凝土预制板等护底护脚。砌石基础应置于冲刷线以下0.5～1.0m，水上部分采用轻型防护即可；(12)综合防护应遵循"实用、经济、美观"的指导思想，明确"为行车服务"的目的，在实用、经济的前提下，力求边坡绿化三季有花。11.7边坡防护与加固的方法和措施39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计边坡防护可以分为坡面防护和冲刷防护两类：11.7.1坡面防护由公路所处自然区划及当地的自然条件及植被及作物等情况，可以确定大董湾至槐店乡二级公路的坡面防护采用植草防护最为妥当，其方案如下：（a）种草（1）使用条件种草防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且易于草类生长的土质路堤与路堑边坡，用以防止表面水土流失，固结表土，增强路基的稳定性。（2）注意事项①选用草种应注意当地的土壤和气候条件，通常以容易生长，根部发达，叶茎低矮，枝叶茂密或有匍匐茎的多年生草种为宜，常用的有白茅草，毛鸭嘴，鱼肩草等，最好采用几种混合播种，使之生成一个良好的覆盖层。②种植时草籽宜掺沙或与土粒拌和，使之播种均匀，播种时间以气候温暖，温度较大的季节为宜。（b）铺草皮（1）使用条件路基坡面上铺草皮防护，其作用与种草防护相同，前者使用时要求当地有足够的供挖取使用的草皮地段，但在边坡较高陡和坡面冲刷较严重的地方，铺草皮比种草防护收效快。（2）草皮的种类可以分为：平铺草皮，平铺叠置草皮，方格式草皮，卵（片）石方格草皮。（3）注意事项:①．草皮应选用根系发达，茎矮叶茂的耐旱草种，干枯腐朽及喜水草种不宜采用，泥沼地区的草皮禁用。②．铺草前应将边坡表面挖松整平，如有地下水露头，应做好排水设施③39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计．铺草皮应在春季或初夏，干燥地区在雨季进行，不宜在冻冻或解冻时期施工④．路堑边坡铺草皮时，应铺过路堑顶部1m或铺至截水沟边。11.7.1冲刷防护由于设计公路所处地区，年降水量多，年降水量在1000mm至1400mm之间，常年为1200mm左右，为避免边坡被水流冲刷，因此公路边坡要做防冲刷防护。本设计中，边坡采用的防冲刷措施是采用浆砌片石防护浆砌片石防护（1）使用条件①．路基边坡缓于1：1的土质或岩边坡的坡面防护采用干砌片不适宜或效果不好时，可用浆砌片石防护。②.浆砌片石防护与浸水挡墙或护面墙综合使用，以防护不同岩层和不同位置的边坡，可收到较好的效果。③．对于严重潮湿或严重冻害的土质边坡，在为采取排水措施以前，不宜采用浆砌护坡。（2）注意事项①．浆砌片石坡的厚度一般为0.2m—0.5m，本设计中根据实际情况取厚度为0.25m.。②．浆砌片石护坡每长10—15m，应留一道伸缩缝，缝宽约2cm，缝内填塞沥青麻筋或沥青木板等材料。③.护坡的中下部应设泄水孔，以排泄护坡背面的积水及减少渗透压力。④.路堤边坡上采用浆砌片石护坡，应在路堤沉实或实后施工，以免因路堤的沉落而引起边坡的破坏。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计结语在本次设计中，我对丘陵区公路进行了平面设计，纵断面设计，横断面设计，路基设计，路面设计和土石方计算等，通过这些设计使我对公路设计的一般流程和步骤有了一个全面的了解。总体的设计体会是，路线设计应在所选定的路线走向与主要控制点的基础上，做出全线总体布局设计方案，然后按总体设计要求，结合主要技术指标的运用，进行路线方案比选、论证，确定合理的设计方案。当采用不同设计速度、技术指标或设计方案对工程造价、自然环境、社会经济效益等有明显影响时，应作同等深度的多方案技术经济比较。路线设计应结合地形、地物条件，并在充分进行工程地质、水文地质、山地自然灾害、地震、断裂带、筑路材料等调查的基础上，综合考虑沿线小区域气候(如暴雨中心、雾区、风口)等自然条件，进行方案研究，以选定路线线位及主要平、纵面技术指标。同时，在做设计的过程中，运用到了大量专业知识，得到了一次非常难得的锻炼。虽然在设计过程中并不是一帆风顺的，遇到了很多问题，但是通过向老师和同学请教，翻阅大量相关资料，我不仅复习了所学知识并且获得了很多新的体会。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计致谢通过这两个多月的毕业设计我着实收获很多。这是一次理论与实际的结合，让我对我自己大学四年所学的基本理论知识有了进一步的认识和理解，提高了自身的理论知识水平，同时也培养了我在解决实际问题和独立工作在此次毕业设计中，我要衷心的感谢徐海宾老师对我的辅导和严格要求，若没有老师的严格要求，谆谆教导，我不可能顺利的完成这个设计。。做一个设计其实不光是做完它，做设计的过程中我们温故了学过的知识，学到了新的知识，发现了问题，并且锻炼了很多其他方面的能力，这我受益匪浅，大学的四年结束了。这四年我学到了很多，不仅仅是学习上的，各方面都是我人生中的一个进步。即将毕业，以后我将面对社会，会面对的更多，以后要学的也会更多。这将是我人生的又一个转折，不知道以后会怎么样。不过我相信，我以后会更加努力，不辜负身边每一个人对我的支持与厚望。也希望每一位同窗，能够在事业上一帆风顺。39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计参考文献[1]中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准［S］.北京：人民交通出版社2004；[2]中华人民共和国交通部.公路路线设计规范［S］.北京：人民交通出版社.2006.；[3]中华人民共和国行业标准公路勘测规范［S］.北京：人民交通出版社.1999；[4]中华人民共和国交通部.公路沥青路面设计规范［S］.北京：人民交通出版社.2004[5]中华人民共和国交通部.公路水泥混凝土路面设计规范［S］.北京：人民交通出版社.2004[6]中华人民共和国交通部公路路基设计规范［S］.北京：人民交通出版社.2004[7]中华人民共和国交通部.公路桥涵设计通用规范［S］.北京：人民交通出版社.2004[8]杨少伟道路路勘测设计［M］.北京：人民交通出版社2004.5；[9]邓学骏路基路面工程［M］.北京：人民交通出版社2005.8；[10]孙家驷公路小桥涵勘测设计［M］北京：人民交通出版社2004.9；[11]刘建飞建筑CAD［M］.武汉理工大学出版社；[12]张起森公路施工组织及概预算［M］人民交通出版社1999.4[13]张雪华道路工程设计导论［M］中国建筑工业出版社2008.5[14]尤晓伟等著。现代道路勘测设计［M］清华大学出版社2004.11[15]道路工程制图标准（GB50162-92）39 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章排水设计[16]雷书华，陈志君公路工程概预算与工程量清单计价［M］人民交通出版社2008.8；[17]道路设计资料集1基本资料［M］人民交通出版社[18]道路设计资料集2路线设计［M］人民交通出版社[19]道路设计资料集3路基设计［M］人民交通出版社39'