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1、1 緒論 1.1 地理位置圖 （略，詳細(xì)情況見路線設(shè)計(jì)圖） 1.2 路線及工程概況 本路線是山嶺重丘區(qū)的一條三級(jí)公路，路線設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)為：路基寬度為7.5米，雙向車道，無中央分隔帶，土路肩為2 0.5米，行車道為2 3.250米。設(shè)計(jì)速度為30Km/h，路線總長1981.451米,起點(diǎn)樁號(hào)K0+000.00，終點(diǎn)樁號(hào)為K1+1981.451。設(shè)計(jì)路線共設(shè)置了6個(gè)平曲線，半徑分別為350m 210m 250m 337m 75m 58.460m，彎道處均設(shè)置緩和曲線，本次縱斷面設(shè)計(jì)設(shè)置了8個(gè)變坡點(diǎn)，5個(gè)凸形豎曲線， 3個(gè)凹形豎曲線，半徑依次為1800、4700、18000、2500

2、、2500 3000、1400、1000米。 1.3 線自然地理特征 吉林市地處東北腹地長白山脈，向松嫩平原過渡地帶的松花江畔，三面臨水、四周環(huán)山。東經(jīng)125〃40′～127〃56′，北緯42〃31′～44〃40′。東接延邊朝鮮族自治州，西臨長春市、四平市，北與黑龍江省接壤，南與渾江市、通化市毗鄰。總面積27120平方公里。其中，市區(qū)3636平方公里。 吉林市的氣候類型屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。春季少雨干燥,夏季溫?zé)岫嘤?，秋季涼爽多晴，冬季漫長而寒冷。全區(qū)年平均氣溫3℃-5℃，氣溫受地形影響，由西、西北向東、東南氣溫逐漸降低。一月份平均氣溫最低，一般在零下18℃-2

3、0℃，七月平均氣溫最高，一般在21℃-23℃，極端最高氣溫36.6℃。山區(qū)無霜期120天，平原區(qū)可達(dá)130-140天。全年降雨量約700毫米左右。全區(qū)日照時(shí)數(shù)2400-2600小時(shí)，全年總輻射量為1150千卡/平方毫米。 1.4 研究主要內(nèi)容 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成吉林白河—露水河三級(jí)公路的設(shè)計(jì)工作，具體內(nèi)容包括整理分析、平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、公路排水規(guī)劃設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)文件的編制和圖紙繪制。 1.4.1資料整理與分析 設(shè)計(jì)資料是設(shè)計(jì)的客觀依據(jù)，必須認(rèn)真客觀地分析。首先要對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的各種資料加以理解和必要的記憶，明確對(duì)設(shè)計(jì)的影響，在頭腦中對(duì)工程要求、

4、自然條件、材料供應(yīng)情況和施工條件等，構(gòu)成一幅明晰的畫面；其次要對(duì)資料進(jìn)行分析、概括和系統(tǒng)地整理，從中抽取、確定有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。 1.4.2路線平面、縱斷面及橫斷面設(shè)計(jì) 1.4.3排水設(shè)計(jì) 1.4.4設(shè)計(jì)文件 畢業(yè)設(shè)計(jì)文件包括設(shè)計(jì)說明書和計(jì)算書。說明書交代設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)意圖。計(jì)算書交代設(shè)計(jì)中的具體計(jì)算方法和過程。 1.4.5設(shè)計(jì)圖紙 一般要求繪制路線平面圖、縱斷面圖、路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖、橫斷面設(shè)計(jì)圖、路面設(shè)計(jì)圖、路基排水設(shè)計(jì)圖等主要圖紙，編制直線、曲線及轉(zhuǎn)角表、路基設(shè)計(jì)表、路基土石方數(shù)量計(jì)算表等表格，其中一部分圖紙需要計(jì)算機(jī)繪圖。 2 路線設(shè)計(jì) 2.1 公路等級(jí)的確定 2.1.1

5、 已知資料 表2-1路段初始年交通量（輛/日，交通量年平均增長率6%） 車型 解放 CA-10B 東風(fēng) EQ-140 日野 KB222 黃河 JN-150 小汽車 輛/日 860 820 33 35 1689 2.1.2 查《標(biāo)準(zhǔn)》 由《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：交通量換算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型。 表2-2各汽車代表車型與換算系數(shù) 汽車代表車型 車輛折算系數(shù) 說 明 小客車 1.0 ≤19座的客車和載質(zhì)量≤2t的貨車 中型車 1.5 ＞19座的客車和載質(zhì)量＞2t的貨車 大型車 2.0 載質(zhì)量＞7t~≤14t的貨車 拖

6、掛車 3.0 載質(zhì)量＞14t的貨車 2.1.3 交通量計(jì)算 初始年交通量： N=8601.5＋8201.5＋332.0＋352.0＋16891.0=4345輛/日 2.1.4 確定公路等級(jí) 假設(shè)該公路遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限為20年，則遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限交通量N: 輛/日 根據(jù)《規(guī)范》： 高速公路：一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的年平均晝夜交通量25000輛以上。 一級(jí)公路：一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的年平均晝夜交通量15000~30000輛。 二級(jí)公路：一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的年平均晝夜交通量5000~15000輛。 由遠(yuǎn)景交通量可知本次設(shè)計(jì)道路等級(jí)為二級(jí)公路。

7、所以根據(jù)給定的條件，要按二級(jí)要求設(shè)計(jì)一條三級(jí)公路。 2.2 選線設(shè)計(jì) 2.2.1 選線的基本原則： （1）路線的走向基本走向必須與道路的主客觀條件相適應(yīng) （2）在對(duì)多方案深入、細(xì)致的研究、論證、比選的基礎(chǔ)上，選定最優(yōu)路線方案。 （3）路線設(shè)計(jì)應(yīng)盡量做到工程量少、造價(jià)低、營運(yùn)費(fèi)用省，效益好，并有利于施工和養(yǎng)護(hù)。在工程量增加不大時(shí)，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 （4）選線應(yīng)注意同農(nóng)田基本建設(shè)的配合，做到少占田地，并應(yīng)盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟(jì)作物田或穿過經(jīng)濟(jì)林園。 （5）要注意保持原有自然狀態(tài)，并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。 （6）選線時(shí)注意對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行深入勘測調(diào)查，弄清其對(duì)道路的影響

8、。 2.2.2 選線的步驟和方法： 道路選線的目的就是根據(jù)道路的性質(zhì)、任務(wù)、等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合地質(zhì)、地表、地物及其沿線條件，結(jié)合平、縱、橫三方面因素。在紙上選定道路中線的位置，而道路選線的主要任務(wù)是確定道路的具體走向和總體布局，具體定出道路的交點(diǎn)位置和選定道路曲線的要素，通過紙上選線把路線的平面布置下來。 a 全面布局 全面布局是解決路線基本走向的全局性工作。就是在起終點(diǎn)以及中間必須通過的據(jù)點(diǎn)間尋找可能通過的路線帶。 路線的基本走向與道路的主觀和客觀條件相適應(yīng)，限制和影響道路的走向的因素很多，大門歸納起來主要有主觀和客觀兩類。主觀條件是指設(shè)計(jì)任務(wù)書或其他的文件規(guī)定的路線總方向、等級(jí)及其

9、在道路網(wǎng)中的任務(wù)和作用，我們的起終點(diǎn)就是由老師規(guī)定的。而客觀條件就是指道路所經(jīng)過的地區(qū)原有交通的布局，城鎮(zhèn)以及地形、地質(zhì)，水文、氣象等自然條件。上述主觀條件是道路選線的主要依據(jù)，而客觀條件是道路選線必須考慮的因素。 b 逐段安排 在路線基本走向已經(jīng)確定的基礎(chǔ)上，根據(jù)地形平坦與復(fù)雜程度不同，可分別采取現(xiàn)場直接插點(diǎn)定線和放坡定點(diǎn)的方法，插出一系列的控制點(diǎn)，然后從這些控制點(diǎn)中穿出通過多數(shù)點(diǎn)(特別是那些控制較嚴(yán)的點(diǎn)位)的直線段，延伸相鄰直線的交點(diǎn)，即為路線的轉(zhuǎn)角點(diǎn)。 c 具體定線 在逐點(diǎn)安排的小控制點(diǎn)間，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合，自然條件，綜合考慮平、縱、橫三方面的因素。隨后擬定出曲線的半徑，至此定

10、線工作才算基本完成。 做好上述工作的關(guān)鍵在于摸清地形的情況，全面考慮前后線形銜接與平、縱、橫綜合關(guān)系，恰當(dāng)?shù)剡x用合適的技術(shù)指標(biāo)，使整個(gè)線形得以連貫順直協(xié)調(diào)。 2.3 選線分析 2.3.1 選線方法 （l）選線可采用紙上定線或現(xiàn)場定線。 高速公路、一級(jí)公路應(yīng)采用紙上定線并現(xiàn)場核定的方法。 二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路可采用現(xiàn)場定線，有條件或地形條件受限制時(shí)，可采用紙上定線或紙上移線并現(xiàn)場核定的方法。 （2）選線應(yīng)在廣泛搜集與路線方案有關(guān)的規(guī)劃、計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)資料，相關(guān)部門的各種地形圖、地質(zhì)、氣象等資料的基礎(chǔ)上，深入調(diào)查、勘察，并運(yùn)用遙感、航測、GPS、數(shù)字技術(shù)等新技術(shù)，確保其勘察工

11、作的廣度、深度和質(zhì)量，以免遺漏有價(jià)值的比較方案。 2.3.2 本設(shè)計(jì)選線分析 本設(shè)計(jì)起點(diǎn)高程為864.85m，終點(diǎn)高程為782.00m。大致有兩個(gè)方向可供選擇：上線、下線。我選擇的是上線，下線路線雖短，但是路面起伏較大。 山嶺地區(qū)路線彎多坡陡、標(biāo)準(zhǔn)低、工程量大，由于受山嶺區(qū)地形、水文、地質(zhì)、氣候等因素的影響，道路平、縱、橫都受限制。 2.4 方案選定 2.4.1 選擇路線方案的因素 選擇路線方案一般應(yīng)綜合考慮以下主要因素： （1）路線在政治、經(jīng)濟(jì)、國防上的意義，國家或地方建設(shè)單位對(duì)路線使用任務(wù)、性質(zhì)的要求，戰(zhàn)備、支農(nóng)、綜合利用等重要方針的體現(xiàn)。 （2）路線在鐵路、公路、航

12、道、空運(yùn)等交通網(wǎng)中的作用，與沿線地區(qū)工礦、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)等規(guī)劃的關(guān)系，以及與沿線農(nóng)田水利等建設(shè)的配合及用地情況。 （3）沿線地形、地質(zhì)、水文、氣象、地震等自然條件的影響，要求的路線技術(shù)等級(jí)與實(shí)際可能達(dá)到的指標(biāo)（包括對(duì)低限指標(biāo)的采用）及對(duì)路線使用任務(wù)、性質(zhì)的影響，路線增長系數(shù)（兩控制點(diǎn)問路線實(shí)際長度與空間直線距離的比值）、筑路材料來源、施工條件以及工程量、四材（鋼材、水泥、木材、瀝青）用量、造價(jià)、工期、勞動(dòng)力等情況及其對(duì)運(yùn)營、施工、養(yǎng)護(hù)等方面的影響。 （4）其他如與沿線革命史跡、歷史文物、風(fēng)景區(qū)的聯(lián)系等。 2.4.2 本設(shè)計(jì)路線方案選定 本方案路線總長1981.451m7個(gè)JD，直線段所占

13、比重較平曲線大，選定線基本合理，滿足《規(guī)范》要求，減少對(duì)耕地的破壞。但也有不足之處：填挖方較大。但是填挖基本平衡；在較填方多的路段需設(shè)置擋土墻，以保證道路安全，這勢必使得筑路成本的增加。 2.5 平曲線要素值的確定 2.5.1 平面設(shè)計(jì)原則： (1) 平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順舒，并與地形、地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。 (2) 除滿足汽車行駛力學(xué)上的基本要求外，還應(yīng)滿足駕駛員和乘客在視覺和心理上的要求。 (3) 保持平面線形的均衡與連貫。為使一條公路上的車輛盡量以均勻的速度行駛，應(yīng)注意使線形要素保持連續(xù)性而不出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的突變。 (4) 應(yīng)避免連續(xù)急彎的線形。這種線形給駕駛者造

14、成不便，給乘客的舒適也帶來不良影響。設(shè)計(jì)時(shí)可在曲線間插入足夠長的直線或緩和曲線。 (5) 平曲線應(yīng)有足夠的長度。如平曲線太短，汽車在曲線上行駛時(shí)間過短會(huì)使駕駛操縱來不及調(diào)整，一般都應(yīng)控制平曲線（包括圓曲線及其兩端的緩和曲線）的最小長度 2.5.2 平曲線要素值的確定： 平面線形主要由直線、圓曲線、緩和曲線三種線形組合而成的。當(dāng)然三個(gè)也可以組合成不同的線形。在做這次設(shè)計(jì)中主要用到的組合有以下幾種： (1) 基本型 按直線—緩和曲線—圓曲線—緩和曲線—直線的順序組合，基本型中的緩和曲線參數(shù)、圓曲線最小長度都應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。從線形的協(xié)調(diào)性看，宜將緩和曲線、圓曲線、緩和曲線之長度比設(shè)計(jì)

15、成1:1:1。 　　 圖2.4 基本型 圖2.5 S型 (2) S型 兩個(gè)反向圓曲線用回旋線連接的組合，S型相鄰兩個(gè)緩和曲線參數(shù)宜相等。當(dāng)采用不同的參數(shù)時(shí)，A1與A2之比應(yīng)小1.5為宜。 　 圖2.8 復(fù)合型 圖2.9 C型 (3) C型 同向曲線的兩回旋線在曲率為零處徑相銜接的形式，其連接處的曲率為零，相當(dāng)于兩基本型的同向曲線中間直線長度為零，這種線形對(duì)行車也會(huì)產(chǎn)生不利影響。因此，C型曲線只有在特殊地形條件下方可采用。 a 平曲

16、線主要參數(shù)的規(guī)定 表2-3三級(jí)公路主要技術(shù)指標(biāo)表 設(shè)計(jì)車速 30km/h 平曲線 一般最小半徑 65m 極限最小半徑 30m 緩和曲線最小長度 30m 不設(shè)超高的圓曲線最小半徑 路拱≤2.0% 350m >2.0% 450m 最大縱坡 8% 凸曲線 一般最小半徑 400m 極限最小半徑 250m 凹曲線 一般最小半徑 400m 極限最小半徑 250m 2.6 路線曲線要素計(jì)算 2.6.1 有緩和曲線的圓曲線要素計(jì)算公式 在簡單的圓曲線和直線連接的兩端，分別插入一段回旋曲線，即構(gòu)成帶有緩和曲線的平曲線。其要素計(jì)算公式如下：

17、 圖2-1按回旋曲線敷設(shè)緩和曲線 （2-3） （2-4） （2-5） （2-6） （2-7） （2-8） （2-9） 式中: ——總切線長，（）； ——總曲線長，（）； ——外距，（

18、）； ——切曲差，（）； ——主曲線半徑,（）； ——路線轉(zhuǎn)角，（）； ——緩和曲線終點(diǎn)處的緩和曲線角，（）； ——緩和曲線切線增值，（）； ——設(shè)緩和曲線后，主圓曲線的內(nèi)移值，（）； ——緩和曲線長度，（）； 主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算 （1-1-15） （1-1-16） （1-1-17） （1-1-18） （1-1-19）

19、 （1-1-20） 2.6.2 基本型曲線 JD1：K0+286.000 設(shè)=350m，=70m ， =31。則曲線要素計(jì)算如下： B: 主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算： ZH =JD - T= （K0+286.000）- 132.22 5= K0+153.775 HY = ZH += （K0+153.775）+70=K0+223.775 2.6.3 S型曲線 JD2與JD3構(gòu)成S型曲線，故先計(jì)算出JD2的曲線要素，然后根據(jù)JD2的曲線要素反推JD3半徑，確定JD3的曲線要素。 計(jì)算曲線要素 JD2=(

20、K0+413.047)+318-132.225=K0+598.822 R=210m LS=70m交點(diǎn)樁號(hào)為 B: 主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算： 由于JD3反算后（已知LS=50）半徑R為小數(shù)，故需取整R=250m JD3: JD3=(K0+709.771)+206-120.238=K0+795.533 A.曲線要素計(jì)算如下： B: 主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算： 2.6.4 C型曲線 JD4與JD5構(gòu)成C型曲線，先計(jì)算JD4的曲線要素，然后根據(jù)J

21、D4的曲線要素反推JD5的半徑（已知LS），確定JD5的曲線要素。 A.曲線要素計(jì)算如下： 主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算： B:JD5利用前交點(diǎn)JD4，及體T長，取LS=55,反算R,最后得R=75 JD5=(K1+190.629)+232-93.626=K1+392.003 A.JD5曲線要素計(jì)算如下： 主點(diǎn)里程樁號(hào)計(jì)算： 2.6.5 回頭曲線 JD6和JD7之間轉(zhuǎn)交都太大，接近了180度并且交點(diǎn)間直線段長度過短，不滿足一般平曲線設(shè)計(jì)，故在此

22、設(shè)置回頭曲線。選定LS=40, JD6:JD7主點(diǎn)樁號(hào)計(jì)算 JD6=(K1+390.614)+294-137.829=K1+546.785 計(jì)算結(jié)果匯總見“直線、曲線及轉(zhuǎn)角表”。 2.7 各點(diǎn)樁號(hào)的確定 在整個(gè)的設(shè)計(jì)過程中就主要用到了以上的四種線形，在二公里的路長中，充分考慮了當(dāng)?shù)氐牡匦危匚锖偷孛?，相?duì)各種相比較而得出的。 在地形平面圖上初步確定出路線的輪廓，再根據(jù)地形的平坦與復(fù)雜程度，具體在紙上放坡定點(diǎn)，插出一系列控制點(diǎn)，然后從這些控制點(diǎn)中穿出通過多數(shù)點(diǎn)的直線段，延伸相鄰直線的交點(diǎn)，既為路線的各個(gè)轉(zhuǎn)角點(diǎn)（既樁號(hào)），并

23、且測量出各個(gè)轉(zhuǎn)角點(diǎn)的度數(shù)，再根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01—2003》的規(guī)定，初擬出曲線半徑值和緩和曲線長度，代入平曲線幾何元素中試算，最終結(jié)合平、縱、橫三者的協(xié)調(diào)制約關(guān)系，確定出使整個(gè)線形連貫順直協(xié)調(diào)且符合技術(shù)指標(biāo)的各個(gè)樁號(hào)及幾何元素。 3 縱斷面設(shè)計(jì) 沿著道路中線豎直剖切然后展開既為路線縱斷面。 3.1 準(zhǔn)備工作 （1）． 確定縱斷面地面高程 在路線平面圖上一次截取個(gè)中點(diǎn)樁樁號(hào)點(diǎn)，并內(nèi)插地形圖得到對(duì)應(yīng)的地面標(biāo)高，縱斷面地面高程見（縱斷面設(shè)計(jì)圖） （2）． 點(diǎn)繪縱斷面地面線 ①按A3號(hào)圖紙尺寸，在圖紙下方，自下而上繪出超高、直線與曲線、里程樁號(hào)、坡度與坡長、地面高程、

24、填挖高度和地質(zhì)狀況； ②填繪直線與平曲線欄、里程樁號(hào)欄； ③在圖紙左側(cè)繪制相應(yīng)高程標(biāo)尺； ④接高程1：200，水平1：2000的比例，點(diǎn)繪地面線。 （3）．標(biāo)出控制點(diǎn) 本設(shè)計(jì)中路線起、終點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高的高程不變，為控制標(biāo)高點(diǎn)。 3.2 縱坡設(shè)計(jì)的指標(biāo) 1．最大坡長限制（30KM/h） 坡度（%） 3 4 5 6 7 8 9 最大坡長（m） —— 1100 900 700 500 300 200 2.緩和坡度 各級(jí)公路為連續(xù)上坡下坡時(shí)，應(yīng)不大于規(guī)定的縱坡長度，之間設(shè)置緩和坡段。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定緩和坡段的縱坡應(yīng)不大于3%，且坡長應(yīng)不小于最小坡長。 3.最

25、小坡長《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定汽車以設(shè)計(jì)速度9-15s的行程為宜。 設(shè)計(jì)速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 最小坡長（m） 一般值 400 350 250 200 160 130 80 最小值 300 250 200 150 120 100 60 4.最小縱坡 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定最小縱坡以不小于0.5%為宜。 5.平均縱坡： 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：二級(jí)、三級(jí)四級(jí)公路越嶺線連續(xù)上坡（下坡）路段相對(duì)高差為200-500m時(shí)，平均縱坡不應(yīng)大于5.5%。 6.合成坡度: 《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：在設(shè)有超高的平曲線上，三級(jí)公路超高與縱坡的合成坡度不

26、得超過10%。 3.3 豎曲線設(shè)計(jì) 豎曲線是縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車而設(shè)置的一段緩和曲線。設(shè)計(jì)時(shí)充分結(jié)合縱斷面設(shè)計(jì)原則和要求，并依據(jù)規(guī)范的規(guī)定合理的選擇了半徑?！稑?biāo)準(zhǔn)》規(guī)定： 表3-1豎曲線指標(biāo) 設(shè)計(jì)車速（km/h） 30 最大縱坡（％） 8.0% 最小縱坡（％） 0.5% 凸形豎曲線半徑（m） 一般值 400 極限值 250 凹形豎曲線半徑（m） 一般值 400 極限值 250 豎曲線最小長度（m） 25 豎曲線基本要素計(jì)算公式： (3-1)

27、 L = (3-2) T = （3-3) E = (3-4) 式中： ————坡度差， L ————曲線長， （m） T ————切線長， （m） E ————外距 （m） 路線縱斷面圖大致如下圖： A. 變坡點(diǎn)1： (1) 豎曲線要素計(jì)算： 里程和樁號(hào)K0+100

28、.000,，R=1800m,高程867.22m (凸型) (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=(K0+100.000)﹣47.7=K0+052.300 豎曲線起點(diǎn)高程=867.22-47.72.3%=866.12m 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=( K0+100.000) +47.7= K0+147.700 豎曲線終點(diǎn)高程=867.22-47.73%=865.79m B 變坡點(diǎn)2： (1) 豎曲線要素計(jì)算： 里程和樁號(hào)K0+280.000 ,，R=4700m,高程861.82m (凸型) (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=(K0

29、+280)-70.5= K0+209.50 豎曲線起點(diǎn)高程=861.82+70.53%=863.94m 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=(K0+280)+ 70.5= K0+350.50 豎曲線終點(diǎn)高程=861.82-70.56%=857.59m C 變坡點(diǎn)3： (1) 豎曲線要素計(jì)算 里程和樁號(hào)K0+590.000 ,，R=18000m,高程843.22m (凸型) (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=( K0+590.000)-90= K1+500.000 豎曲線起點(diǎn)高程=843.22+906.0%=848.62m 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=( K0+590.000)+

30、90=K1+680.000 豎曲線終點(diǎn)高程=843.22-907.0%=836.92m D 變坡點(diǎn)4： (1) 豎曲線要素計(jì)算 里程和樁號(hào)K0+800.000 ,，R=2500m,高程828.52m (凹型) (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=( K0+800.000)-50= K1+750.000 豎曲線起點(diǎn)高程=828.52+507.0%=832.02m 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=( K0+800.000)+50=K1+850.000 豎曲線終點(diǎn)高程=828.52-503.0%=827.02m E 變坡點(diǎn)5： (1) 豎曲線要素計(jì)算 里程和樁號(hào)

31、K0+940.000 ,，R=2500m,高程824.32m (凸型) (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=( K0+940.000)-56.25= K1+883.730 豎曲線起點(diǎn)高程=824.32+56.253.0%=826.01m 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=( K0+940.000)+56.25=K1+996.250 豎曲線終點(diǎn)高程=824.32-56.257.5%=820.11m F 變坡點(diǎn)6： (1) 豎曲線要素計(jì)算 里程和樁號(hào)K1+290.000 ,，R=3000m,高程798.07m (凹型) (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲

32、線起點(diǎn)樁號(hào)=( K1+290.000)-67.5= K1+222.50 豎曲線起點(diǎn)高程=798.07+67.57.5%=803.13m 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=( K1+290.000)+56.25=K1+996.250 豎曲線終點(diǎn)高程=798.07+67.53.0%=820.11m G 變坡點(diǎn)7： (1) 豎曲線要素計(jì)算 里程和樁號(hào)K1+720.000 ,，R=1400m,高程785.17m (凹型) (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=( K1+720.000)-42= K1+678.000 豎曲線起點(diǎn)高程=785.17+423%=786.43m 豎曲

33、線終點(diǎn)樁號(hào)=( K1+720.000)+42=K1+762.000 豎曲線終點(diǎn)高程=785.17+423.0%=786.43m H 變坡點(diǎn)8： (1) 豎曲線要素計(jì)算 里程和樁號(hào)K1+850.000 ,，R=1000m,高程789.07m (凹型) (2) 設(shè)計(jì)高程計(jì)算： 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào)=( K1+850.000)-42= K1+678.000 豎曲線起點(diǎn)高程=789.07-353%=788.02m 豎曲線終點(diǎn)樁號(hào)=( K1+850.000)+42=K1+762.000 豎曲線終點(diǎn)高程=789.07-354.0%=787.67m 豎曲設(shè)計(jì)匯總表線計(jì)算表

34、見附表： 4 橫斷面設(shè)計(jì) 4.1 平曲線加寬及其過渡 1.加寬值 汽車行駛在曲線上，各輪軌跡半徑不同，以其中后內(nèi)輪軌跡半徑最小，且偏向曲線內(nèi)側(cè)，故曲線的內(nèi)側(cè)應(yīng)增加路面寬度，以確保曲線上行車的順適與安全。 我國現(xiàn)行的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)各地的實(shí)際情況及車輛狀況確定了不同的平曲線的加寬值。二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路的圓曲線半徑小于或等于250m時(shí)，應(yīng)設(shè)置加寬。雙車道公路路面加寬值規(guī)定如下表所示。 圓曲線加寬類別應(yīng)根據(jù)該公路的交通組成確定。 四級(jí)公路和設(shè)計(jì)速度為30km/h的三級(jí)公路可采用第1類加寬值。 2.加寬的過渡 為了便路面由直線上的正常寬度過渡到曲線上設(shè)置

35、了加寬的寬度，需設(shè)置加寬緩和段。在加寬過渡段上，路面的寬度逐漸變化。加寬過渡的設(shè)置根據(jù)道路性質(zhì)和等級(jí)可采用不同的加寬過渡方式。 （1）按比例過渡： 在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例逐漸加寬，加寬緩和段內(nèi)任意點(diǎn)的加寬值： 式中：—任意點(diǎn)距緩和段起點(diǎn)的距離（m）； L—加寬緩和段長（m）； 　 b—圓曲線上的全加寬值（m）。 這種方法一般適用于二、三、四級(jí)公路。 4.2 路拱及超高 4.2.1 路拱坡度 路拱坡度應(yīng)根據(jù)路面類型和當(dāng)?shù)刈匀粭l件確定，但不應(yīng)小于1.5%。取2%。 4.2.2 土路肩的橫坡

36、 土路肩的橫坡：位于直線路段或曲線路段內(nèi)側(cè)，且車道或硬路肩的橫坡值大于或等于3%時(shí)，土路肩的橫坡應(yīng)與車道或硬路肩橫坡值相同；小于3%時(shí)，土路肩的橫坡應(yīng)比車道或硬路肩的橫坡值大1%或2%。位于曲線路段外側(cè)的土路肩橫坡，應(yīng)采用3%或4%的反向橫坡值。本設(shè)計(jì)為三級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為30km/h，無硬路肩，土路肩0.5m。 4.3 超高 4.3.1 超高緩和段長度的確定 （1）超高 《規(guī)范》規(guī)定：二級(jí)公路的最大超高值為8％。 （2）超高緩和段 超高緩和段長度 （4.9） 式中：——旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶為路緣帶）外側(cè)邊緣的

37、寬度，（m）； ——超高坡度與路拱坡度代數(shù)差，（%）； ——超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸與行車道（設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶）外側(cè)邊緣線之間相對(duì)升降的比率。 4.3.2 無中間帶道路的超高過渡方式 無中間帶的道路，無論是雙車道還是單車道，在直線段的橫斷面均為以中線為脊向兩側(cè)傾斜的路拱。路面要由雙向傾斜的路拱形式過渡到具單向傾斜的超高形式，外側(cè)須逐漸抬高，在抬高過程中，行車道外側(cè)是繞中線旋轉(zhuǎn)的，若超高橫坡度等于路拱坡度，則直至與內(nèi)側(cè)橫坡相等為止。 若超高坡度大于路拱坡度時(shí)，可分別采用以下三種過渡方式。 （b）繞內(nèi)側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn);（b）繞中線旋轉(zhuǎn);（c）繞外側(cè)邊緣旋轉(zhuǎn) 圖為

38、無中間帶道路的超高過渡方式 本設(shè)計(jì)為新建道路且無中間帶，采用繞中線旋轉(zhuǎn)的無中間帶道路的超高過渡。 由直線段的雙向路拱橫斷面逐漸過渡到圓曲線段的全超高單向橫斷面，其間必須設(shè)置超高過渡段。超高漸變率按旋轉(zhuǎn)軸位置規(guī)定如下表所示。 前面講到緩和曲線，已經(jīng)考慮到超高緩和段所需的最短長度。所以一股情況下，超高緩和段與緩和曲線長度相等。但有時(shí)因照顧到線形的協(xié)調(diào)性，在平曲線中配置了較長的緩和曲線，則超高的過渡可僅在緩和曲線某一區(qū)段內(nèi)進(jìn)行。因?yàn)檫^小的漸變率對(duì)路面排水不利。從利于排除路面降水考慮，橫坡度由2％（或1.5％）過渡到0％路段的超高漸變率不得小于1/330。 取-1,超高漸變率不變,

39、 則將超高緩和曲線向直線段延長來滿足超高漸變率的要求, 處理辦法有兩種: ①將(-1)的長度值并入緩和曲線,即將展延,但要同時(shí)滿足超高漸變率不得小于1/330的下限要求。 ②保證緩和超高曲線長度和超高漸變率不變,將剩余的的長度并入圓曲線.本設(shè)計(jì)為三級(jí)柔性路面,路肩采用的是0.5m的路肩,考慮排水,保證路基的穩(wěn)定采取保證緩和超高曲線長度和超高漸變率不變的方式. 根據(jù)上式計(jì)算的超高緩和段長度，應(yīng)湊成5m的整倍數(shù)，并不小于10m的長度。 4.3.3 圓曲線和緩和超高段超高值計(jì)算 繞中線旋轉(zhuǎn)超高值計(jì)算公式 超高位置 計(jì)算公式 注 圓曲線上 外緣 1.

40、計(jì)算結(jié)果均為與設(shè)計(jì)高之高差 2．臨界斷面距緩和段起點(diǎn)：3．距離處的加寬值： 中線 內(nèi)緣 過渡段上 外緣 中線 內(nèi)緣 已知本路段為三級(jí)公路，設(shè)計(jì)車速為30Km/h，行車道寬度為B=6.5m，路肩寬度0.5m（無硬路肩，土路肩寬0.5m），路拱坡度為，路肩坡度為。 確定超高加寬值如下表 交點(diǎn) JD1 JD2 JD3 JD4 JD5 JD6-JD7 曲線半徑 350 210 250 337 75 58.460 超高 —— 3% 2% 2% 6% 6% 加寬值（m） —— 0.4 0.4 —— 1.0 2

41、.5 4.3.1 各個(gè)特殊點(diǎn)的超高值計(jì)算 JD2處平曲線： A. 確定超高緩和段長度 根據(jù)同路等級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)速和平曲線半徑查表得，超高加寬值，如上表：新建公路采用繞道路中線旋轉(zhuǎn)，超高漸變率最大為P=1/125，最小為1/330，則超高緩和段長度區(qū)間： m B． 計(jì)算各樁號(hào)處的超高值 處，樁號(hào)K0+498.735=HY－=K0+548.735-50 處，樁號(hào)K0+498.73+=K0+538.735 處，樁號(hào)HY=K0+548.735 處，樁號(hào)YH=K0+640.004 處，樁號(hào)K0+650.004=(K0+640.004)+10 處，樁號(hào)K0+690.004=H

42、Y－=(K0+640.004)+50 橫斷面各點(diǎn)與設(shè)計(jì)高高差： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： 處 ： 外緣: 中線： 內(nèi)緣： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： JD3處平曲線： 計(jì)算各樁號(hào)處的超高值 處，樁號(hào)K0+720.687=HY－=K0+760.687-40 處，樁號(hào)HY=K0+760.687 處，樁號(hào)HY=K0+760.687 處，樁號(hào)YH=K0+828.497 處，樁號(hào)828.497=YH 處，樁號(hào)K0+868.497=YH＋=(K0+828.497)+40 橫斷面各點(diǎn)與設(shè)計(jì)高高差： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： 處

43、 外緣: 中線： 內(nèi)緣： JD4處平曲線： 計(jì)算各樁號(hào)處的超高值 處，樁號(hào)K1+015.764=HY－=K1+055.764-40 處，樁號(hào)HY=K1+055.764 處，樁號(hào)HY=K1+055.764 處，樁號(hào)YH=K1+141.044 處，樁號(hào)K1+141.044=YH 處，樁號(hào) K1+181.044=YH＋=( K1+141.044)+40 橫斷面各點(diǎn)與設(shè)計(jì)高高差： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： JD5處平曲線： 計(jì)算各樁號(hào)處的超高值 處，樁號(hào)ZH=K1+191.178=HY－ 處，

44、樁號(hào)K1+218.678=ZH+=K1+191.178+27.5 處，樁號(hào)HY=K1+246.178 處，樁號(hào)YH=K1+336.041 處，樁號(hào)K1+363.541=YH+- 處，樁號(hào) K1+391.041=HZ 橫斷面各點(diǎn)與設(shè)計(jì)高高差： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： JD6—JD7處平曲線： 計(jì)算各樁號(hào)處的超高值 處，樁號(hào)ZH=K1+470.961 處，樁號(hào)K1+490.961=ZH+=K1+470.961+20 處，樁號(hào)HY=K1+510.961 處，樁號(hào)

45、YH=K1+632.681 處，樁號(hào)K1+652.681=YH+- 處，樁號(hào) K1+672.681=HZ 橫斷面各點(diǎn)與設(shè)計(jì)高高差： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： 處 外緣: 中線： 內(nèi)緣： 4.4 橫斷面圖繪制 道路橫斷面的布置及幾何尺寸,應(yīng)能滿足交通\環(huán)境\用地經(jīng)濟(jì)\城市面貌等要求,并應(yīng)保證路基的穩(wěn)定性.本次橫斷面設(shè)計(jì)選擇了全路線來繪制。其路基土石方數(shù)量見土石方數(shù)量計(jì)算表，路基設(shè)計(jì)的主要計(jì)算值見路基設(shè)計(jì)表。 5 排水設(shè)計(jì) 5.1 路基排水目的和要求 路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性與水的關(guān)系十分密切。路基的病害有多種，

46、形成病害的原因亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須十分重視路基排水工程。 路基設(shè)計(jì)時(shí)，必須將影響路基穩(wěn)定性的地面水排除和攔截在路基用地范圍以外，并防止地面漫流、滯積或下滲。對(duì)影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應(yīng)予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)。 5.2 路基排水設(shè)計(jì)一般原則 1.排水設(shè)計(jì)要因地制宜、全面規(guī)劃、因勢利導(dǎo)、綜合整治、講究實(shí)效、注意經(jīng)濟(jì)，充分利用有利地形和自然水系。 2.各種路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合，必要時(shí)可適當(dāng)增設(shè)涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基的穩(wěn)定性，并做到路基排水有利于農(nóng)田灌溉。 3.設(shè)計(jì)前必須進(jìn)

47、行調(diào)查研究，查明水源與地質(zhì)條件，重點(diǎn)路段要進(jìn)行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合，地面排水與地下排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合，做到綜合整治，分期修建。 4.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠，減少排水溝渠的防護(hù)和加固工程。 5.路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，有必須講究經(jīng)濟(jì)效益。 5.3 邊溝 本設(shè)計(jì)中，在路塹和矮路堤處設(shè)置雙面邊溝，高路堤處設(shè)置單面邊溝（在迎水坡），邊溝形式采用矩形邊溝。邊溝的深度及底寬為

48、0.6m。邊溝縱坡與路線縱坡一致，以25cm厚的漿砌片石鋪筑，邊溝縱坡為0.3%，坡長不小于300m，邊溝水均應(yīng)引離路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑內(nèi)。 5.3.1 邊溝的作用 邊溝是沿路基兩側(cè)布置的縱向排水溝。設(shè)置于挖方和低填方路段，路面和邊坡水會(huì)集到邊溝內(nèi)后，通過跌水井或急流槽引到橋涵進(jìn)出口處通過排水溝引到路堤坡腳以外，排離路基。 5.3.2 邊溝的縱坡 邊溝的縱坡一般與路線縱坡一致，當(dāng)路線縱坡為零時(shí)，邊溝應(yīng)仍保持0.3%～0.5%的最小縱坡。 6 路面設(shè)計(jì) 6.1 路面設(shè)計(jì)原則 路面結(jié)構(gòu)是直接為行車服務(wù)的結(jié)構(gòu)，不僅受各類汽車荷載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中

49、，經(jīng)受各種自然因素的作用。路面工程的工程造價(jià)占公路造價(jià)的很大部分，最大時(shí)可達(dá)50％以上。因此，做好路面設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。 6.1.1路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 路面類型選擇應(yīng)在充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、材料供應(yīng)、施工和養(yǎng)護(hù)工藝等，并在路面類型選擇的基礎(chǔ)上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。由于路面工程量大，基墊層材料應(yīng)盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧?，并注意使用各類廢棄物。必要時(shí)，應(yīng)考慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、新材料、新施工工藝。同時(shí)，應(yīng)注意路面的功能和結(jié)構(gòu)承載力等是通過設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等共同保證的，可采用壽命周期費(fèi)用分析技術(shù)合理確定路面類型和結(jié)構(gòu)。 6.2 路面設(shè)計(jì)步驟 瀝青路面結(jié)構(gòu)

50、設(shè)計(jì)有以下四步: 1. 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求:進(jìn)行交通量分析，確定路面等級(jí)和面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值。 2. 按路基土類與干濕類型:將路基劃分為若干路段(在一般情況下路段長不宜小于500m，若為大規(guī)模機(jī)械化施工，不宜小于lkm)，確定各路段土基回彈模量。 3. 根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度:本設(shè)計(jì)為三級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為30km/h無須驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求。 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，擬定面層和其他各層的厚度。采用半剛性基層、底基層結(jié)構(gòu)時(shí)，可任選一層為設(shè)計(jì)層，當(dāng)采用半剛性基層、粒料類材料為底基層時(shí)，應(yīng)擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層

51、為設(shè)計(jì)層才能得到合理的結(jié)構(gòu)。 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 搜集并分析資料，根據(jù)規(guī)范進(jìn)行交通分析，選擇路面結(jié)構(gòu)的面層，基層和墊層。確定各層路面材料的參數(shù)，進(jìn)行荷載疲勞應(yīng)力驗(yàn)算和溫度疲勞應(yīng)力驗(yàn)算，最后電算驗(yàn)算水泥混凝土路面。 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括下述內(nèi)容：1.路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)，選擇安排混凝土路面的結(jié)構(gòu)層層次，它包括土基，墊層，基層和面層的結(jié)構(gòu)層位，各層的路面結(jié)構(gòu)類型，彈性模量和厚度。2.混凝土面板厚度設(shè)計(jì)3.混凝土面板的平面尺寸與接縫設(shè)計(jì)4.路肩設(shè)計(jì)5.混凝土路面的鋼筋配筋率設(shè)計(jì)。 目前世界各國的混凝土路面設(shè)計(jì)方法都是以彈性地基板的荷載應(yīng)力，溫度應(yīng)力分析方法為基本理論，以混凝土路面板

52、的彎拉應(yīng)力作為極限狀態(tài)和設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。 6.3設(shè)計(jì)資料 公路自然區(qū)劃II2擬建一雙車道三級(jí)公路,設(shè)計(jì)速度為30km/h,該地區(qū)為粘性土,稠度為1.0,山嶺重丘區(qū).沿線的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)良好。山體附近有多處采石廠，砂石材料豐富,其他材料均需外購。擬設(shè)計(jì)道路路基寬度7.5米，路面寬度6.5米，土路肩寬度0.5米。所經(jīng)地區(qū)多處為粘性土。在使用期內(nèi)交通量前5年平均增長率為7.0%,剩余年限的交通量平均增長率為7.3%。 預(yù)測該路竣工后第一年的交通組成見下表: 表一 預(yù)測竣工后第一年的交通組成 車型 解放 CA-10B 東風(fēng) EQ-140 日野 KB222 黃河 JN-1

53、50 小汽車 輛/日 841 625 41 29 1542 6.4混凝土路面設(shè)計(jì) 6.4.1交通分析 查規(guī)范，三級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20年，安全等級(jí)為四級(jí)。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不同軸-輪型和軸載的作用次數(shù)，按下式算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。 式中： ——100KN的單軸一雙輪組軸載的通行次數(shù) ——各類軸一輪型i級(jí)軸載的總重 n——軸型和軸載級(jí)位數(shù) ——各類軸—輪型i級(jí)軸載通行次數(shù)； ——軸-輪型系數(shù)； 單軸—雙輪組：=1 單軸—單輪組：=2.22103P -0.43 雙軸—雙輪組：=

54、1.0710-5P -0.22 三軸—雙輪組：=2.4410-8P -0.22 由已知交通組成資料計(jì)算的各軸載當(dāng)量次數(shù)如下表： 車型 軸重 （KN） 軸—輪型 系數(shù) 交通組成 （輛/日） 當(dāng)量軸次 解放 CA-10B 前軸 19.40 620.29 860 0.00 后軸 60.85 1 860 0.30 東風(fēng) EQ-140 前軸 23.70 569.13 820 0.00 后軸 69.2 1 820 2.27 日野 KB222 前軸 50.20 412.15 33 0.22 后軸 104.

55、 3 1 33 64.72 黃河 JN-150 前軸 49.00 416.46 35 0.16 后軸 101.60 1 35 45.12 合計(jì) 112.79 由表二可知，三級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20年，安全等級(jí)為四級(jí)。由表三可 知,臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取0.58。使用期內(nèi)交通量平均增長率6%。 按下式計(jì)算得到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)荷載累計(jì)作用次數(shù)為： 屬于中等交通等級(jí)。 式中： Ne——標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)； T ——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期； gr ——交通量年平均增長率； η——臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，按表三選用

56、 由表四查得，屬重交通等級(jí)。 6.4.2路面結(jié)構(gòu) 由表二可知，相應(yīng)于安全等級(jí)四級(jí)的變異水平等級(jí)為中～高級(jí)。根據(jù)三級(jí)公路、中等交通等級(jí)和中～高級(jí)變異水平等級(jí)，查表五初擬普通混凝土面層厚度為O.22m?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料(水泥用量5％)，厚0.20m。墊層為0.18m石灰粉煤灰土。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.25m，長4m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿假縫。 1) 縱向接縫的布設(shè)應(yīng)路面寬度和施工鋪筑寬度而定： 一次鋪筑寬度小于路面寬度時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向施工縫；2) 每日施工結(jié)束或因臨時(shí)原因

57、中斷施工時(shí)，必須設(shè)置橫向施工縫，其位置應(yīng)盡可能選在縮縫或脹縫處； 3) 橫向縮縫可等間距或變間距布置，采用假縫形式,因本設(shè)計(jì)為重等級(jí)交通公路，所以采用設(shè)傳力桿的假縫，具體構(gòu)造如下圖所示。 6.4.3路面材料參數(shù)確定 按表六，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fr為4.50MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值Ec為29GPa。 表六 混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fr 交通等級(jí) 特重 重 中等 輕 水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa） 5.0 5.0 4.5 4.0 鋼纖維混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa） 6.0 6.0 5.5 5.0 表七

58、 中濕路基路床頂面回彈模量經(jīng)驗(yàn)參考值范圍(MPa) 土 組 公路自然區(qū)劃 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 土質(zhì)砂 26～42 40～50 39～50 35～60 50～60 粘質(zhì)土 25～45 30～40 25～45 30～45 30～45 粉質(zhì)土 22～46 32～54 30～50 27～43 30～45 查表七，路基回彈模量E0取35MPa。查表八，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量E1取1600MPa,石灰粉煤灰土墊層回彈模量E2取800MPa。 按下式計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下： 式中：Et ——基層頂面的當(dāng)量回彈模

59、量(MPa)； E0——路床頂面的回彈模量(MPa)； Ex——基層和底基層或墊層當(dāng)量回彈模量(MPa)； E1、E2——基層和底基層或墊層的回彈模量(MPa)； hx——基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度(m)； Dx——基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度(MNm)； h1、h2——基層和底基層或墊層的厚度(m)； a、b——與Ex／E0有關(guān)的回歸系數(shù)。 普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按下式計(jì)算如下： 式中： r ——混凝土板的相對(duì)剛度半徑(m)； H ——混凝土板的厚度

60、(m)； E c——水泥混凝土的彎拉彈性模量(MPa)； Et ——基層頂面當(dāng)量回彈模量(MPa) 6.4.4荷載疲勞應(yīng)力 按下式，標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為 式中： σps——標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力(MPa)； r ——混凝土板的相對(duì)剛度半徑(m)； h ——混凝土板的厚度(m)； 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)kr=O.87。考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù) 根據(jù)公路等級(jí)，由表九，考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)kc=1.10。 由下式，荷載疲勞

61、應(yīng)力計(jì)算為 式中： σpr——標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力(MPa)； σps——標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力(MPa)； k r——考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)拉桿的平縫時(shí)，kr =O.87～O.92(剛性和半剛性基層取低值，柔性基層取高值)；縱縫為不設(shè)拉桿的平縫或自由邊時(shí)，kr =1.O；縱縫為設(shè)拉桿的企口縫時(shí)，kr=0.76～O.84； kf ——考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)； kc——考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)，按公路等級(jí)查表九確定。 6.4.5溫度疲勞應(yīng)

62、力 由表十，Ⅱ區(qū)最大溫度梯度取88(℃／m)。板長4m， =4／0.598=6.689，由圖B2.2.可查普通混凝土板厚h=0.22m，Bx=O.70（溫度應(yīng)力系數(shù)Bx） 表十 最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg 公路自然區(qū)劃 Ⅱ、Ⅴ Ⅲ Ⅳ、Ⅵ Ⅶ 最大溫度梯度(℃/m) 83～88 90～95 86～92 93～98 注：海拔高時(shí)，取高值；濕度大時(shí)，取低值。 最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為 式中： σtm——最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力(MPa)； αc ——混凝土的線膨脹系數(shù)(1／℃)，通常可取為110-5／℃； Tg ——最大溫度

63、梯度，查表九取用； Bx ——綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度應(yīng)力系數(shù)，可按／r和h查用圖B.2.2確定； ——板長，即橫縫間距(m)。 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)kt，由下式計(jì)算 式中：a、b和c——回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表十一確定。 再由下式計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為 式中：σtr ——臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力(MPa)； σtm——最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力(MPa)； ——考慮溫度應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)。

64、 查表二，三級(jí)公路的安全等級(jí)為四級(jí)，相應(yīng)安全等級(jí)的變異水平為中～高級(jí)，目標(biāo)可靠度為80％。再據(jù)目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，查表十二，確定可靠度系數(shù)=1.07。 表十二 可靠度系數(shù) 變異水平等級(jí) 目標(biāo)可靠度（％） 95 90 85 80 低 1.20～1.33 1.09～1.16 1.04～1.08 — 中 1.33～1.50 1.16～1.23 1.08～1.13 1.04～1.07 高 — 1.23～1.33 1.13～1.18 1.07～1.11 注：變異系數(shù)在表16-21范圍的下限時(shí)，可靠度

65、系數(shù)取低值；上限 時(shí)取高值。引自鄧學(xué)鈞.路基路面工程（第二版） 按下式驗(yàn)算： 因而，所選普通混凝土面層厚度(O.22m)可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。 6.4.6電算驗(yàn)算水泥混凝土 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 : 新建單層水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 公 路 等 級(jí) : 三級(jí)公路 變異水平的等級(jí) : 中 級(jí) 可 靠 度 系 數(shù) : 1.07 面 層 類 型 : 普通混凝土面層 序號(hào) 路

66、 面 行 駛車 輛 名 稱 單軸單輪組的個(gè)數(shù) 軸載總重(kN) 單軸雙輪組的個(gè)數(shù) 軸載總重(kN) 雙軸雙輪組的個(gè)數(shù) 軸載總重(kN) 三軸雙輪組的個(gè)數(shù) 軸載總重(kN) 交通量 1 解放CB-10B 1 19.4 1 60.85 0 0 0 0 860 2 東風(fēng)EQ-140 1 23.7 1 69.2 0 0 0 0 840 3 日野KB222 1 50.2 1 104.3 0 0 0 0 33 4 黃河JN-150 1 49 1 101.6 0 0 0 0 45 5 小汽車 1 20 1 20 0 0 0 0 1689 行駛方向分配系數(shù) 1 車道分配系數(shù) 1 輪跡橫向分布系數(shù) .58 交通量年平均增長率 6 ％ 混凝土彎拉強(qiáng)度 4.5 MPa 混凝土