畢業(yè)設計說明書---高速公路設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在本設計中，主要是進行東深高速公路的設計。設計部分的公路全長2534m，設計車速120km/h，雙向四車道，設置中央分隔帶。</p><p>　　對交通量進行了分析，查找相應技術規(guī)范，確定公路的等級以及設計需要的各種參數。在平面圖中進行選線，然后又對道路路線進行了平面線形設計，本路線有兩段曲線設置緩和曲

2、線，并設置超高?？v斷面的設計中有三個豎曲線，并且也滿足了平縱面線形組合設計中的各種要求。在橫斷面的設計中，確定了橫斷面組成及各種要素后，繪制橫斷面圖。路基設計的基本內容，就是確定路基邊坡的形狀和坡度。在擋土墻設計中滿足了各種穩(wěn)定性的驗算。路面設計內容中包括路面類型與結構設計。最后的概算設計為計算機輔助計算，同時也給出了各部分內容相關的表格與圖紙。</p><p>　　通過這次設計不但了解建設公路的各個步驟，而且也

3、能熟練的運用AUTOCAD進行制圖。</p><p>　　關鍵詞 高速公路 線形設計 路面　路基 擋土墻</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In this design， is mainly the dongshen expressway design， the length of this road w

4、hich we design is2534m， the design of the speed is 120km/h　and set up the central of separation strip.</p><p>　　Has carried on the analysis to the volume of traffic， search corresponding technical specificat

5、ions， highway to determine the levels of need and the design of the parameters . Carries on the route selection in the horizontal plan， then carried on the plane geometric design to the path route. This route has two sec

6、tions of curves establishments transition curve and super elevation. There are three vertical curves in this Profile Design. And also meet various requirements of vertical surface linea</p><p>　　This design

7、not only to understand the various road-building steps， but also skilled in the use of AutoCAD</p><p>　　Keywords expressway alignment design road surface roadbed retaining wall </p><p><b>

8、　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1選題意義1</b></p><p>　

9、　1.2中國公路發(fā)展概況1</p><p>　　1.3本文研究主要內容1</p><p>　　第2章 總體設計2</p><p><b>　　2.1概述2</b></p><p>　　2.2設計要素確定2</p><p>　　2.2.1路線方案確定2</p><p&

10、gt;　　2.2.2主要技術指標確定2</p><p>　　第3章 路線設計4</p><p><b>　　3.1選線步驟4</b></p><p>　　3.2平面線形設計4</p><p><b>　　3.2.1線形4</b></p><p>　　3.2.2帶緩

11、和曲線的圓曲線計算4</p><p>　　3.3縱斷面設計8</p><p>　　3.3.1縱斷面設計原則9</p><p>　　3.3.2縱坡設計要求9</p><p>　　3.3.3豎曲線設計9</p><p>　　3.4超高設計11</p><p>　　3.4.1超高確定11

12、</p><p>　　3.5.1橫斷面設計原則11</p><p>　　3.5.2各項技術指標11</p><p>　　3.6土石方計算和調配11</p><p>　　3.6.1土石方計算11</p><p>　　3.6.2路基土石方調配及防護工程11</p><p>　　第4章 排水

13、設計13</p><p>　　4.1路基排水目的和要求13</p><p>　　4.2路基排水設計一般原則13</p><p><b>　　4.3邊溝13</b></p><p>　　4.3.1邊溝的作用13</p><p>　　4.3.2邊溝的縱坡13</p><

14、p>　　4.3.3邊溝流量13</p><p><b>　　4.4截水溝14</b></p><p>　　第5章 擋土墻設計16</p><p>　　5.1擋土墻作用16</p><p>　　5.2設計資料及斷面尺寸16</p><p>　　5.2.1 設計資料16</p&

15、gt;<p>　　5.2.2 斷面尺寸16</p><p>　　5.3上墻斷面強度驗算17</p><p>　　5.3.1土壓力和彎矩計算17</p><p>　　5.3.2截面應力驗算20</p><p>　　5.4基頂截面應力驗算21</p><p>　　5.4.1破裂角21</p&

16、gt;<p>　　5.4.2土壓力21</p><p>　　5.4.3土壓力對驗算截面的彎矩22</p><p>　　5.4.4墻身自重及對驗算截面產生的彎矩22</p><p>　　5.4.5衡重臺上填料重及彎矩計算22</p><p>　　5.4.6截面強度驗算23</p><p>　　5.

17、5基底截面強度及穩(wěn)定性驗算23</p><p>　　5.5.1破裂角23</p><p>　　5.5.2土壓力24</p><p>　　5.5.3土壓力對基底截面的彎矩計算:25</p><p>　　5.5.4墻身和基礎自重及對基底截面產生的彎矩25</p><p>　　5.5.5衡重臺上填料重及對基底截面產

18、生的彎矩25</p><p>　　5.5.6基底截面應力和穩(wěn)定驗算25</p><p>　　第6章 路面設計27</p><p>　　6.1 路面設計原則27</p><p>　　6.1.1路面類型與結構方案設計27</p><p>　　6.1.2路面建筑材料設計27</p><p>

19、;　　6.1.3 路面結構設計27</p><p>　　6.2 路面設計步驟27</p><p>　　6.3 路面設計28</p><p>　　6.3.1設計資料28</p><p>　　6.3.2軸載分析28</p><p>　　6.3.3計算石灰土層厚度31</p><p>　　

20、第7章 交通沿線防護設置設計34</p><p><b>　　7.1概述34</b></p><p>　　7.2交通安全設施設計34</p><p><b>　　結 論35</b></p><p><b>　　致　謝36</b></p><p&g

21、t;<b>　　參考文獻37</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1選題意義</b></p><p>　　公路交通是衡量一個國家經濟實力和現代化水平的重要標志，是國民經濟發(fā)展、社會發(fā)展和人民生活必不可少的公共基礎設施。公路建設的發(fā)展速度對于促進國

22、民經濟的發(fā)展，拉動其他產業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。</p><p>　　高速公路在中國內地的出現和發(fā)展僅僅走過了17年的歷程，在今天，3.4萬多公里的高速公路和總量達185.6萬公里的全國公路網正在為中國經濟和社會的發(fā)展提供著便捷、和高效率的運輸服務[1]。</p><p>　　1.2中國公路發(fā)展概況</p><p>　　50年來，我國公路建設已取得巨大成就。回顧

23、我國公路發(fā)展歷程，對比世界公路發(fā)展趨勢，可以認為，我國公路交通正處于擴大規(guī)模、提高質量的快速發(fā)展時期。但是，由于基礎十分薄弱，我國公路建設總體上還不能適應國民經濟和社會發(fā)展的需要，與發(fā)達國家的先進水平相比還有較大差距。從公路技術等級看，在全國公路總里程中還有近20萬公里等外公路，等外公路占公路總里程的比重達到14.4％，西部地區(qū)更高，達到21.8％，技術等級仍不理想。從行政區(qū)劃分布看，由于經濟發(fā)展和人口分布的不平衡，公路發(fā)展在各地區(qū)之間

24、存在著較大差距，總的來看，東部地區(qū)公路密度較大，高等級公路的比例也較高，明顯高于全國平均水平，更高于中、西部地區(qū)水平[2]。 因此，為逐步實現我國交通運輸現代化的總體戰(zhàn)略目標，按照道路的使用功能和交通需求，重點提高經濟相對發(fā)達地區(qū)的公路技術等級，根據國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略，大力扶持西部地區(qū)公路基礎設施建設，將是本世紀末以至下世紀初我國公路交通發(fā)展的戰(zhàn)略重點[3]。</p><p>　　1.3本文研究主要內容

25、</p><p>　　本畢業(yè)設計的任務就是在教師的指導下獨立完成東莞-深圳高速公路的設計工作，具體內容包括真理分析、平面設計、縱斷面設計、橫斷面設計、公路排水規(guī)劃設計及概算、設計文件的編制和圖紙繪制。</p><p><b>　　1.資料整理與分析</b></p><p>　　設計資料是設計的客觀依據，必須認真客觀地分析。首先要對設計任務書提供

26、的各種資料加以理解和必要的記憶，明確對設計的影響，在頭腦中對工程要求、自然條件、材料供應情況和施工條件等，構成一幅明晰的畫面；其次要對資料進行分析、概括和系統(tǒng)地整理，從中抽取、確定有關設計數據[4]。</p><p>　　2.路線平面、縱斷面及橫斷面設計。</p><p><b>　　3.排水設計</b></p><p><b>　　

27、4.設計文件</b></p><p>　　畢業(yè)設計文件包括設計說明書和計算書。說明書交代設計內容、設計意圖。計算書交代設計中的具體計算方法和過程。</p><p><b>　　5.設計圖紙</b></p><p>　　一般要求繪制路線平面圖、縱斷面圖、路基標準橫斷面圖、橫斷面設計圖、路面設計圖、路基排水設計圖等主要圖紙，編制直線、曲

28、線及轉角表、路基設計表、路基土石方數量計算表等表格，其中一部分圖紙需要計算機繪圖。</p><p><b>　　第2章 總體設計</b></p><p><b>　　2.1概述</b></p><p>　　高速公路是20時機30年代在西方發(fā)達國家開始出現的專門為汽車交通服務的基礎設施。高速公路在運輸能力、速度和安全性方面具

29、有突出優(yōu)勢，對實現國土均衡開發(fā)、建立統(tǒng)一的市場經濟體系、提高現代物流效率和公眾生活質量等具有重要作用[5]。</p><p>　　總體設計除了路線方案做出選擇外，還需要對公路設計中的一些重大原則問題做出確定[6]。</p><p><b>　　2.2設計要素確定</b></p><p>　　2.2.1路線方案確定</p><

30、p>　　在本設計中，地形復雜、地區(qū)范圍很廣，路線方案的選擇首先是在1:2000的航測地形圖上從較大面積范圍內選定一些細部控制點，連接這些控制點，形成路線布局，此時路線雛形已經明顯勾畫出來。</p><p>　　2.2.2主要技術指標確定</p><p><b>　　1.確定道路等級</b></p><p>　　已知交通量N=37538.4

31、5輛/日，查《公路工程技術標準》，擬定該公路為高速公路六車道，設計車速為100km/h。</p><p>　　2.高速公路主要技術指標</p><p>　　(1)計算行車速度:120km/h</p><p><b>　　(2)車道數4</b></p><p>　　(3)行車道寬度:2×7.5m</p>

32、;<p>　　(4)路基寬度:26m</p><p>　　(5)中間帶寬度:2m</p><p>　　高速公路整體式斷面必須設置中間帶，中間帶由兩條左側路緣帶和中央分隔帶組成，其各部分寬度應符合:</p><p>　　高速公路應在左（右）側硬路肩寬度內設左（右）側路緣帶，其寬度為0.75m。</p><p>　　(6)停車視距:

33、210m</p><p>　　(7)圓曲線最小半徑: 一般值:1000m 極限值650m </p><p>　　表2—1 中間帶寬度表</p><p><b>　　(8)路肩寬度:</b></p><p>　　表2—2 路肩寬度表</p><p>　　高速公路應在左（右）

34、側硬路肩寬度內設左（右）側路緣帶，其寬度為0.5m。</p><p>　　(9)圓曲線最小半徑:</p><p>　　一般值:1000m 極限值:650m </p><p>　　(11)不設超高最小半徑:</p><p>　　當路拱≤2.00%時為5500m；當路拱＞2%時為7500m。</p><p&

35、gt;　　(12)最大縱坡:3%</p><p>　　(13)最小坡長:300m</p><p>　　(14)最大坡長:如表2—3</p><p>　　表2—3 縱坡最大坡長表</p><p>　　連續(xù)上坡（或下坡）時，應在不大于上面所規(guī)定的縱坡長度范圍內設置緩和坡段。緩和坡段的縱坡應不大于3%，其長度應符合縱坡長度的規(guī)定。</p&g

36、t;<p>　　(15)豎曲線最小半徑和最小長度(如表2-4)</p><p>　　(16) 計算荷載:公路-Ⅰ級m</p><p>　　表2—4 豎曲線最小長度和最小半徑表</p><p><b>　　第3章 路線設計</b></p><p><b>　　3.1選線步驟</b>&

37、lt;/p><p>　　由于設計的是高速公路因此應采用紙上定線?？梢娐肪€平面設計圖L-1。</p><p>　　一條道路路線的選定是經過由淺入深、由輪廓到局部、由總體到具體、由面到帶進而到線的過程來實現的，一般要經過以下三個步驟:</p><p><b>　　(1) 全面布局</b></p><p><b>　　(

38、2) 逐段安排</b></p><p>　　(3) 具體定線[7]</p><p><b>　　3.2平面線形設計</b></p><p><b>　　3.2.1線形</b></p><p>　?。ㄈ鐖D3-1 所示）</p><p><b>　　圖3-1

39、 線形圖</b></p><p>　　由量角器在圖上量出:</p><p>　　3.2.2帶緩和曲線的圓曲線計算</p><p><b>　　1.ABC段</b></p><p>　　已知 取圓曲線半徑，如圖3-2</p><p>　　圖3-2 ABC段曲線圖</p>

40、<p>　　—路線轉角 L1—曲線長（m） T1—切線長（m）</p><p>　　E1—外矩（m） J1—校正數（m） R1—曲線半徑（m）</p><p>　　—緩和曲線（m） —圓曲線（m）</p><p>　　(1) 計算緩和曲線長度:</p><p><b>　　

41、設</b></p><p>　　則有公式 </p><p><b>　　取</b></p><p>　　為了滿足線形舒順和美觀的要求，回旋曲線參數A應滿足: </p><p><b>　　即 。</b></p><p><b>　　所以

42、 取滿足要求。</b></p><p>　　緩和曲線上離心加速度的變化率為:</p><p>　　(2) 曲線幾何元素的計算:</p><p>　　(3) 曲線主點樁號計算: </p><p>　　在地形圖上用直尺量得，即得</p><p>　　則 </p><p&g

43、t;<b>　　2.BCD段 </b></p><p>　　圖3-3 BCD段曲線圖</p><p>　　—路線轉角 L2—曲線長（m） ? T2—切線長（m）</p><p>　　E2—外矩（m） J2—校正數（m） R2—曲線半徑（m）</p><p>　　—緩和曲線（m

44、） —圓曲線（m）</p><p>　　(1) 計算緩和曲線長度:</p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　則有公式 </b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　為了滿足線形舒順和美觀的要

45、求，回旋曲線參數A應滿足: </p><p><b>　　，即 。</b></p><p><b>　　所以 取滿足要求。</b></p><p>　　緩和曲線上離心加速度的變化率為:</p><p>　　(2)曲線幾何元素的計算:</p><p>　　(3)曲線主點樁號計算

46、: </p><p><b>　　3.3縱斷面設計</b></p><p>　　根據道路的等級、沿線自然條件和構造物控制標高，確定路線合適的標高、各坡段的縱坡度和坡長，并設計豎曲線。具體路段設計可見縱斷面設計圖L－2。</p><p>　　3.3.1縱斷面設計原則</p><p>　　1.縱面線形應與地形相適應，線形設計

47、應平順、圓滑、視覺連續(xù)，保證行駛安全。</p><p>　　2.縱坡均勻平順、起伏和緩、坡長和豎曲線長短適當、以及填挖平衡。</p><p>　　3.平面與縱斷面組合設計應滿足:</p><p>　　4.視覺上自然地引導駕駛員的視線，并保持視覺的連續(xù)性。</p><p>　　3.3.2縱坡設計要求</p><p>　　

48、1.設計必須滿足《標準》的各項規(guī)范。</p><p>　　2.縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過大和過于頻繁。連續(xù)上坡或下坡路段，應避免反復設置反坡段。</p><p>　　3.沿線地形、地下管線、地質、水文、氣候和排水等綜合考慮。</p><p>　　4.應盡量做到填挖平衡，使挖方運作就近路段填方，以減少借方和廢方，降低造價和節(jié)省用地。</p>&l

49、t;p>　　3.3.3豎曲線設計</p><p>　　豎曲線是縱斷面上兩個坡段的轉折處，為了便于行車而設置的一段緩和曲線。設計時充分結合縱斷面設計原則和要求，并依據規(guī)范的規(guī)定合理的選擇了半徑。豎曲線元素可見圖3-4。《標準》規(guī)定:如表3—1和表3—2。</p><p>　　圖3-4　豎曲線幾何元素</p><p>　　表3—1　凸形豎曲線最小半徑和最小長度&l

50、t;/p><p><b>　　4.豎曲線計算</b></p><p>　　(1)根據設計得知: </p><p>　　擬定R1=17000m，凹形豎曲線。</p><p>　　表3—2　凹形豎曲線最小半徑和最小長度</p><p><b>　　①幾何要素計算:</b></p

51、><p>　　豎曲線的起終點樁號:</p><p>　　起點:K0+509.999 終點:K0+609.001</p><p>　　(2)根據設計得知: </p><p>　　擬定R2=17000 m，凸形豎曲線。</p><p><b>　?、賻缀我赜嬎?</b></p>

52、<p>　　豎曲線的起終點樁號:</p><p>　　起點:K0+927 終點:K1+233</p><p>　　(3)根據設計得知: </p><p>　　擬定R3=17000m，凸形豎曲線。</p><p><b>　　①幾何要素計算:</b></p><p>　　豎曲線

53、的起終點樁號:</p><p>　　起點:K1+460.907 終點:K1+919.093</p><p><b>　　3.4超高設計</b></p><p><b>　　3.4.1超高確定</b></p><p>　　設置超高是為了抵消車輛在曲線路段上行駛時所產生的離心力，而將路面做成外側

54、高于內側的單向橫坡的形式。</p><p>　　由于本設計的車道為有中央分隔帶，因此采用繞中央分隔帶邊緣旋轉的方式來設計。</p><p>　　超高值的計算公式: </p><p>　　3.5.1橫斷面設計原則</p><p>　　1.設計應根據公路等級、行車要求和當地自然條件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護和使用等方面的情況，進行精心設計，既要堅實

55、穩(wěn)定，又要經濟合理。</p><p>　　2.路基設計除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度外，還應設置完善的排水設施和必要的防護加固工程以及其他結構物，采用經濟有效的病害防治措施。</p><p>　　3.還應結合路線和路面進行設計。選線時，應盡量繞避一些難以處理的地質不良地段。</p><p>　　4.沿河及受到水浸水淹的路段，應注意路基不被洪水淹沒或沖毀。<

56、;/p><p>　　5.當路基設計標高受限制，路基處于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀況不良時，就應采用水穩(wěn)性好的材料填筑路堤或進行壓實，使路面具有一定防凍總厚度，設置隔離層及其他排水設施等。</p><p>　　6.路基設計還應兼顧當地農田基本建設及環(huán)境保護等的需要。</p><p>　　3.5.2各項技術指標</p><p>　　由橫斷面設計部分可知，

57、路基寬度為33.5m，其中路面跨度為22.5m，中間帶寬度為3.5m，其中中央分隔帶寬度為2.0m土路肩寬度為0.75×2=1.5m；路面橫坡為2%，土路肩橫坡為3%?？梢姍M斷面設計圖L-3。</p><p>　　圖3－5 橫斷面布置圖</p><p>　　3.6土石方計算和調配</p><p>　　3.6.1土石方計算</p><p&

58、gt;　　首先是根據橫斷面圖計算橫斷面面積然后計算體積，即獲得土石方數量，填入土石方計算表。</p><p>　　3.6.2路基土石方調配及防護工程</p><p>　　土石方調配的一般要求:</p><p>　　1.盡可能的少挖多填以減少廢方和棄方。</p><p>　　2.用合理的經濟運距，達到運距最短。</p><p

59、>　　3.廢方要妥善處理。一般不占或少占耕地。</p><p>　　4.路基填方如需借土，應結合地形、農田排灌情況選擇借土地點。</p><p>　　5.不同性質的土石應分別調運，以做到分層填筑。</p><p>　　6.土石方集中的路段，因開挖、運輸的施工方案與一般路段不同，可單獨調配[8]。</p><p>　　針對本設計填土一部分

60、為上游路段挖棄土，一部分為當地取土。</p><p><b>　　調配方法:</b></p><p>　　填方=本樁利用+填缺</p><p>　　挖方=本樁利用+挖余</p><p>　　借方=填缺-遠運利用</p><p>　　廢方=挖余-遠運利用</p><p>　　

61、全線總的調運量復核:</p><p>　　挖方+借方=填方+廢方</p><p>　　具體土石方調配見“土石方調配表”。</p><p><b>　　第4章 排水設計</b></p><p>　　4.1路基排水目的和要求</p><p>　　路基的強度和穩(wěn)定性與水的關系十分密切。路基的病害有多種，

62、形成病害的原因亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此，路基設計、施工和養(yǎng)護中，必須十分重視路基排水工程。</p><p>　　路基設計時，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。對影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當的地點。</p><p>　　4.2路基排水設計一般原則</p><p&g

63、t;　　1.排水設計要因地制宜、全面規(guī)劃、因勢利導、綜合整治、講究實效、注意經濟，充分利用有利地形和自然水系。</p><p>　　2.各種路基排水溝渠的設置，應注意與農田水利相配合，必要時可適當增設涵管或加大涵管孔徑，以防農業(yè)用水影響路基的穩(wěn)定性，并做到路基排水有利于農田灌溉。</p><p>　　3.設計前必須進行調查研究，查明水源與地質條件，重點路段要進行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮路基

64、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。</p><p>　　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，盡量選擇有利地質條件布設人工溝渠，減少排水溝渠的防護和加固工程。</p><p>　　5.路基排水要結合當地水文條件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，

65、既要穩(wěn)固適用，有必須講究經濟效益。</p><p><b>　　4.3邊溝</b></p><p>　　本設計中，在路塹和矮路堤處設置雙面邊溝，高路堤處設置單面邊溝（在迎水坡），邊溝形式采用梯形邊溝。邊溝的深度及底寬為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，邊溝水均應引離路基，排入原有水系中的河流、排水渠及

66、取土坑內。邊溝布置如表4—1。</p><p>　　4.3.1邊溝的作用</p><p>　　邊溝是沿路基兩側布置的縱向排水溝。設置于挖方和低填方路段，路面和邊坡水會集到邊溝內后，通過跌水井或急流槽引到橋涵進出口處通過排水溝引到路堤坡腳以外，排離路基。</p><p>　　4.3.2邊溝的縱坡</p><p>　　邊溝的縱坡一般與路線縱坡一致

67、，當路線縱坡為零時，邊溝應仍保持0.3%～0.5%的最小縱坡。出口附近的縱坡應根據地形高差和地質情況作特殊設計。</p><p><b>　　4.3.3邊溝流量</b></p><p>　　邊溝的流量一般不做計算，僅做概略估計，其他排水溝渠的水流一般應避免進入邊溝，但當個別的渠流量不大，擬利用一般邊溝匯入橋涵時，應計算該段邊溝的總流量，必要時應擴大邊溝的斷面尺寸。為防

68、止邊溝水流漫溢或產生沖刷，應盡可能利用當的有力條件，采取相應措施，將邊溝水流分段排除于路基范圍之外，或引入自然溝渠，以減少邊溝的集中流量[9]。</p><p>　　圖4－1 挖方路基邊溝橫斷面 單位:m</p><p>　　圖4－2 填方路基邊溝橫斷面 單位:m</p><p><b>　　4.4截水溝</b></p><

69、;p>　　截水溝一般是設在挖方路基邊坡坡頂以外，用來攔截并排除路基上方流向路基或地面的水，保證挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷。</p><p>　　截水溝斷面尺寸一般也設置為梯形，溝的底邊寬不小于0.5m，溝的深度按設計流量確定，不得小于0.5m。截水溝斷面圖見圖4—3。</p><p>　　按最佳斷面法計算水力要素，設計流量取為1.5/，溝底縱坡=0.005，溝渠土質為砂質粘土，設

70、排水溝邊坡坡率m=1.5，溝渠粗糙系數n=0.025。</p><p>　?。?）采用選擇法求溝渠的斷面尺寸和驗算水流速度。</p><p>　　1.按技術規(guī)范要求，設溝底寬度b＝0.45m</p><p>　　2.當m=1.5時故水流深度h=0.74m</p><p><b>　　3.計算濕周</b></p>

71、;<p>　　4.計算流水斷面面積，</p><p><b>　　5.計算水利半徑</b></p><p>　　6.計算流速，因R=0.41<m </p><p><b>　　流速系數</b></p><p><b>　　水流速度</b></p>

72、<p>　　對于極密實的砂質粘土，容許不沖刷流速為</p><p>　　取則不淤積的最小流速為</p><p><b>　　實際流速</b></p><p><b>　　7.計算通過流量:</b></p><p>　　8.由于通過流量與設計流量相差未超過5%水流速度在容許流速范圍內，故

73、上述計算結果滿足規(guī)定要求。</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　圖4—3 截水溝斷面圖</p><p><b>　　第5章 擋土墻設計</b></p><p><b>　　5.1擋土墻作用</b></p><p>　　把防止路基

74、或山體因重力作用而坍塌，主要起支撐作用的支擋結構物稱為加固工程。本設計中的加固工程主要采用重力式擋土墻的形式。</p><p>　　擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體的穩(wěn)定的建筑物。按照墻的設置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻和山坡墻等類型。</p><p>　　本設計為高速公路，路基寬26m，見路基橫斷面所示。根據該路段的原地面橫坡、地質及材料來源情況，擬在該路段左側設置擋

75、土墻以保證其路基穩(wěn)定。</p><p>　　5.2設計資料及斷面尺寸</p><p>　　5.2.1 設計資料</p><p>　?。?)墻后填土為粘土，容重，內摩擦角，。</p><p>　　（2）地基土容重，內摩擦角基底摩擦系數，，地基土摩擦系數，地基承載力。</p><p>　　（3）墻分段長度10m，砌體容重，

76、砌體容許壓應力為，容許拉應力為，容許剪應力為。</p><p>　?。?）荷載:公路-I級。</p><p>　　5.2.2 斷面尺寸</p><p><b>　　，，，+</b></p><p><b>　　，，，+</b></p><p>　　，，，，。（如圖5－1所示）

77、</p><p>　　圖5－1 計算圖示 單位:mm</p><p>　　5.3上墻斷面強度驗算</p><p>　　5.3.1土壓力和彎矩計算</p><p><b>　　1．破裂角</b></p><p>　　假設第一破裂面交于荷載內，如圖5-2所示</p><p>&

78、lt;b>　　時的破裂角:</b></p><p>　　已知粘土，用等效內摩阻角法，把粘土的內摩阻角增大，取等效內摩阻角，從而可按砂性土的庫侖土壓力來計算。</p><p>　　圖5-2 上墻端面強度驗算圖式</p><p><b>　　=1.52</b></p><p><b>　　=1.0

79、5</b></p><p>　　計算第一破裂面傾角:</p><p><b>　　==0.57</b></p><p>　　計算第二破裂面傾角:</p><p>　?。?；故出現第二破裂面</p><p>　　驗證假定條件是否成立:</p><p><b&g

80、t;　　所以假設條件成立</b></p><p><b>　　2．土壓力計算</b></p><p>　　用出現第二破裂面時的公式計算土壓力</p><p>　　根據求得的重新求第一、第二破裂面傾角</p><p><b>　　==0.95</b></p><p>

81、;<b>　　=-1.54</b></p><p><b>　　第一破裂面傾角:</b></p><p>　　=-0.95+=0.61</p><p><b>　　第二破裂面傾角:</b></p><p><b>　　土壓力系數:</b></p>

82、;<p><b>　　m</b></p><p><b>　　=1.55</b></p><p>　　作用于墻背上的土壓力:</p><p>　　土壓力對驗算截面的彎矩:</p><p><b>　　==1.67m</b></p><p>

83、　　3．上墻自重及彎矩計算</p><p>　　5.3.2截面應力驗算</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　直剪應力:</b></p><p><b>　?。?20kPa&

84、lt;/b></p><p>　　5.4基頂截面應力驗算</p><p><b>　　5.4.1破裂角</b></p><p>　　假設上墻第一破裂面交于荷載內，下墻破裂面亦交于荷載內（如圖5-3所示）</p><p>　　圖5-3 基頂截面應力驗算圖式</p><p><b>　

85、　下墻破裂角:</b></p><p>　　驗證假設條件是否成立</p><p><b>　　=4.64m</b></p><p><b>　　與假設相符合。</b></p><p><b>　　5.4.2土壓力</b></p><p>　　

86、換算荷載均布土層厚度:</p><p><b>　　土壓力系數:</b></p><p>　　5.4.3土壓力對驗算截面的彎矩</p><p>　　=3.8×0.05+1.6+2-0.82×0.27=3.57m</p><p>　　5.4.4墻身自重及對驗算截面產生的彎矩</p><

87、;p>　　5.4.5衡重臺上填料重及彎矩計算</p><p>　　， ，（如圖5-4所示）</p><p>　　圖5-4 衡重臺上填料及彎距計算圖式</p><p>　　5.4.6截面強度驗算</p><p><b>　　1．偏心矩計算:</b></p><p><b>　?。?l

88、t;/b></p><p><b>　　2．正應力驗算:</b></p><p>　　=632.67kPa＜750kPa(-179.5kPa＞-180kPa)</p><p><b>　　3．剪應力驗算:</b></p><p><b>　?。?20kPa</b><

89、/p><p>　　5.5基底截面強度及穩(wěn)定性驗算</p><p>　　上墻及墻身計算同前（如圖5-5所示）</p><p><b>　　5.5.1破裂角</b></p><p>　　假設上墻第一破裂面交于荷載內，下墻破裂面亦交于荷載內。</p><p><b>　　下墻破裂角:</b&

90、gt;</p><p>　　圖5-5 基底截面強度及穩(wěn)定性驗算圖式</p><p>　　驗證假定條件是否成立</p><p><b>　　=5.38m</b></p><p><b>　　假設條件成立。</b></p><p><b>　　5.5.2土壓力</

91、b></p><p>　　換算荷載均布土層厚度:</p><p><b>　　土壓力系數:</b></p><p>　　5.5.3土壓力對基底截面的彎矩計算:</p><p>　　5.5.4墻身和基礎自重及對基底截面產生的彎矩</p><p>　　5.5.5衡重臺上填料重及對基底截面產生的彎

92、矩</p><p>　　5.5.6基底截面應力和穩(wěn)定驗算</p><p><b>　　1．偏心矩計算:</b></p><p><b>　　＜</b></p><p><b>　　2．正應力驗算:</b></p><p>　　=287.32kPa＜300

93、kPa(170.6kPa＜300kPa)</p><p><b>　　3．穩(wěn)定驗算:</b></p><p><b>　　滑動穩(wěn)定驗算</b></p><p><b>　?。?.30</b></p><p><b>　?。?.3</b></p>

94、<p><b>　　傾覆穩(wěn)定驗算</b></p><p><b>　?。?.50</b></p><p>　　因此，該衡重式擋土墻各項驗算均滿足要求。</p><p><b>　　第6章 路面設計</b></p><p>　　6.1 路面設計原則</p>

95、;<p>　　路面結構是直接為行車服務的結構，不僅受各類汽車荷載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中，經受各種自然因素的作用。路面工程的工程造價占公路造價的很大部分，最大時可達50％以上。因此，做好路面設計是至關重要的。</p><p>　　6.1.1路面類型與結構方案設計</p><p>　　路面類型選擇應在充分調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、施工和養(yǎng)護工

96、藝等，并在路面類型選擇的基礎上考慮路基支承條件確定結構方案。由于路面工程量大，基墊層材料應盡可能采用當地材料，并注意使用各類廢棄物。必要時，應考慮采用新型路面結構形式、新材料、新施工工藝。同時，應注意路面的功能和結構承載力等是通過設計、施工、養(yǎng)護等共同保證的，可采用壽命周期費用分析技術合理確定路面類型和結構[10]。</p><p>　　6.1.2路面建筑材料設計</p><p>　　路面

97、建筑材料設計往往是路面設計中不受重視的一塊內容，原因在于設計僅僅依據設計規(guī)范或當地經驗確定路面結構層次，指定各層次材料的標準規(guī)范名稱。本次畢業(yè)設計運用了大學期間所學的工程技術與材料科學知識，合理考慮了道路所在地的自然環(huán)境、材料所在路面結構層次的功能等，論證合理地選擇了材料類型和建議配比。</p><p>　　6.1.3 路面結構設計</p><p>　　路面結構設計就是對擬訂的路面結構方案

98、和選定建筑材料，運用規(guī)范建議的設計理論和方法對結構進行力學驗算。</p><p>　　現階段公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，學生應綜合考慮當地的環(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進行設計。</p><p>　　6.2 路面設計步驟</p><p>　　本設計路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結構設計有以下四步:</

99、p><p>　　1. 根據設計任務書的要求:進行交通量分析，確定路面等級和面層類型，計算設計年限內一個車道的累計當量軸次和設計彎沉值。</p><p>　　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)模機械化施工，不宜小于lkm)，確定各路段土基回彈模量。</p><p>　　3. 可參考規(guī)范推薦結構:擬定幾種可能的路面

100、結組合與厚度方案，根據選用的材料進行配合比試驗及測定各結構層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結構層材料設計參數。</p><p>　　4. 根據設計彎沉值計算路面厚度:對高速公路、一級公路、二級公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應驗算拉應力是否滿足容許拉應力的要求。如不滿足要求，或調整路面結構層厚度，或變更路面結構組合，或調整材料配合比、提高極限抗拉強度，再重新計算。</p><

101、;p>　　設計時，應先擬定某一層作為設計層，擬定面層和其他各層的厚度。當采用半剛性基層、底基層結構時，可任選一層為設計層，當采用半剛性基層、粒料類材料為底基層時，應擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設計層才能得到合理的結構；當采用柔性基層、底基層的瀝青路面時，宜擬定面層、底基層的厚度，求算基層厚度，當求得基層厚度太厚時，可考慮選用瀝青碎石或乳化瀝青碎石做上基層，以減薄路面總厚度，增加結構強度和穩(wěn)定性[11]。</p>

102、<p><b>　　6.3 路面設計</b></p><p><b>　　6.3.1設計資料</b></p><p>　　本設計為四車道高速公路，路面設計年限為20年，預測該路竣工后第一年的交通組成如下表6—1所示，在使用期內交通量年平均增長率為5.4085%。本路段位于廣東南部沿海地區(qū)，屬于第III3自然區(qū)劃，為粉質土，沿線有大量

103、碎石集料，并有水泥、石灰等供應。</p><p><b>　　6.3.2軸載分析</b></p><p>　　路面設計以雙輪組單軸100kN為標準軸載。</p><p>　　1.以設計彎沉值為指標，計算路面厚度及驗算瀝青層層底拉應力的累積當量軸載。</p><p>　　(1)軸載換算（彎沉）（見表6—2）</p&g

104、t;<p><b>　　(2)累計當量軸次</b></p><p>　　根據設計規(guī)范，高速公路瀝青路面設計年限取20年，四車道的車道系數是0.4～0.5，取0.45。累計當量軸次：</p><p>　　=30759662.69（次）</p><p><b>　　表6-1交通資料表</b></p>

105、<p>　　表6—2 軸載換算結果表</p><p>　　注：軸載小于25KN的軸載作用不計算（紅星牌HX621、北京BJ1215均小于25KN）</p><p>　　2.驗算半剛性基層層底拉應力時，累計當量軸載。</p><p>　　(1)軸載換算（半剛性基層層底拉應力）（見表6—3）</p><p><b>　　(2

106、)累計當量軸次</b></p><p>　　根據設計規(guī)范，高速公路瀝青路面設計年限取20年，四車道的車道系數是0.4～0.5，取0.45。累計當量軸次：</p><p>　　=48851637.9（次）</p><p><b>　　。</b></p><p>　　表6—3 軸載換算結果表</p>

107、<p>　　3結構組合設計及各層資料的設計參數</p><p>　　路面面層采用瀝青混凝土，厚度為15cm，其中:上面層采用細粒式密級配瀝青混凝土（4cm），中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土（5cm），下面采用粗粒式密級配瀝青混凝土（6cm）?；鶎硬捎?5cm水泥碎石。底基層采用石灰土，厚度由計算確定。</p><p>　　以設計彎沉值計算路面厚度時，各層材料均采用20℃抗壓回

108、彈模量。驗算層底拉應力時，瀝青混合料采用15℃抗壓回彈模量、15℃劈裂強度。</p><p>　　結構組合設計及材料參數見表6—4。</p><p><b>　　4設計指標的確定</b></p><p><b>　　查規(guī)范可知:</b></p><p><b>　　設計彎沉值</b&

109、gt;</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=19..08（0.01mm）</p><p>　　各層材料的容許層底拉應力</p><p><b>　　細粒式瀝青混凝土:</b></p><p>　　表6—4 結構組合設計及材料參數匯總表</p&g

110、t;<p><b>　　中粒式瀝青混凝土:</b></p><p><b>　　粗粒式瀝青混凝土:</b></p><p><b>　　水泥碎石:</b></p><p>　　石灰土:（見表6—5）</p><p>　　6.3.3計算石灰土層厚度</p>

111、;<p>　　1.將六層路面結構換算為三層體系</p><p>　　由于路面厚度計算是以彎沉值作為控制指標，故按彎沉等效原理進行換算。</p><p>　　表6—5 三層體系換算表</p><p><b>　　2.綜合修正系數F</b></p><p><b>　　3.理論彎沉系數</b&g

112、t;</p><p><b>　　4.求H</b></p><p>　　由，。查三層體系表面彎沉系數諾謨圖，得:。又由，。查三層體系表面彎沉系數諾謨圖，得:</p><p><b>　　則。</b></p><p>　　查三層體系表面彎沉系數諾謨圖:，則</p><p>&l

113、t;b>　　5.計算石灰層厚度</b></p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　6.層底拉應力驗算</b></p><p>　　將六層路面結構換算為三層體系。按彎拉應力等效原理進行換算（見6—6表）</p><p>　　細粒式瀝青混凝土: </p

114、><p><b>　　由</b></p><p>　　查三層體系上層底面拉應力系數諾謨圖，為負值，結構層受壓。</p><p>　　同理，中粒式瀝青混凝土層、粗粒式瀝青混凝土層均受壓。</p><p><b>　　水泥碎石:</b></p><p><b>　　=40.

115、4cm</b></p><p><b>　　H=20cm</b></p><p><b>　　由</b></p><p>　　查三層體系上層底面拉應力系數諾謨圖，，。</p><p><b>　　故＜</b></p><p>　　石灰土:h=

116、40.4cm，H=20cm</p><p>　　由，，，，查三層體系中層底面拉應力系數諾謨圖，得:。</p><p><b>　　故:＜</b></p><p>　　上述計算結果滿足設計要求。</p><p>　　表6—6 三層體系換算表</p><p>　　第7章 交通沿線防護設置設計</

117、p><p><b>　　7.1概述</b></p><p>　　交通工程及沿線設施是為了適應高速公路快速、安全、經濟和舒適的通行特點與管理需要而設置的。他是高速公路的重要組成部分，是發(fā)揮高速公路經濟效益、保障形式安全、提升管理手段必不可少的配套設施，也是公路現代化、智能化的標志之一[12]。</p><p>　　7.2交通安全設施設計</p&

118、gt;<p>　　交通安全設施指在道路沿線，采用工程手段為道路使用者提供視線誘導、路側保護、防止眩光對駕駛員視覺性能的傷害等，排除各種交通干擾，減輕潛在事故的嚴重程度。</p><p>　　交通安全設施的設置應把潛在的事故率和事故嚴重度結合起來考慮，選擇合適設置地點和設置形式。</p><p>　　交通安全設施的設置應根據道路等級、車輛組成和路側特征，并應考慮事故發(fā)生概率和維

119、修及養(yǎng)護成本，進行成本效益分析后確定最佳設置方案。</p><p><b>　　1．隔離設施</b></p><p>　　隔離設施是阻止人、畜進入公路，防止非法占用公路用地的設施。隔離設施按材料不同，可分為金屬網、鋼板網、刺鐵絲和常青綠籬幾大類。</p><p><b>　　2．防眩設施</b></p>&l

120、t;p>　　防眩設施用于預防車輛夜間行駛時，對向車輛前照燈對駕駛員視線干擾而產生瞬間眩目，影響視距和引起心理上不舒適的交通安全設施。防眩設施按材料不同，可分為防眩板、防眩網和植樹。</p><p><b>　　3．防撞設施</b></p><p>　　防撞設施指通過吸收車輛碰撞能量使車輛安全停止，并使車輛改變行駛方向避免乘員受到嚴重傷害的安全措施。防撞設施結構形

121、式按基本原理可分為動能原理和能量守恒原理兩大類，常見Hi-Dro夾層系統(tǒng)防撞墊和填砂塑料防撞桶。防撞設施主要設置在道路障礙物前，或道路出口分叉端部或分隔帶端部。</p><p>　　Hi-Dro夾層系統(tǒng)防撞墊通過吸能材料的變形、破壞來抵消碰撞車輛的動能，其構造中吸能部件為15厘米的聚乙烯塑料管，管內裝有水體，這些塑料管里的水通過橫隔板分區(qū)排放。在防撞墊后部需要剛性支撐結構，并用鋼絲繩使防撞墊保持直立。</p

122、><p><b>　　4．防護設施</b></p><p>　　防護設施是指預防人為或自然因素對道路交通及周邊環(huán)境的危害的安全設施。</p><p><b>　　5．安全護欄</b></p><p>　　護欄按剛度的不同可分為柔性護欄、半剛性護欄和剛性護欄三類:</p><p>

123、　　剛性護欄指的是水泥混凝土式護欄，一種具有一定斷面形狀的水泥混凝土墻式結構，主要依靠汽車爬高，變形和摩擦來吸收車輛的碰撞能量。</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　畢業(yè)設計是大學本科教學計劃中最后一個重要的教學環(huán)節(jié)，是對自身綜合應用所學的道路橋梁基礎理論的培養(yǎng)，也是進行道路橋梁工程設計或科學研究的綜合訓練，是前面各個教學環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化

124、和拓寬，是培養(yǎng)自身綜合素質和工程實踐能力的重要階段。畢業(yè)設計的目的在于使我們受到道路橋梁工程師所必須的綜合訓練，有利于向工作崗位過渡。</p><p>　　本設計完全根據新規(guī)范進行設計的，采用了當今最前沿的設計方法。主要目的是以滿足生產的需要為主，具有較強的適用性。本畢業(yè)設計課題為《東深高速公路K23+500～K27＋000段施工圖設計》，要求對東深高速公路進行路線、路基路面工程施工圖設計。道路路線工程要求對所提

125、供地形圖，依據控制點進行平面設計、縱斷面設計、橫段面設計；路面工程根據工程當地的建材類型和產量進行選取，對路面的面層、基層和墊層的材料強度、剛度和穩(wěn)定性進行驗算。結構設計考慮了便于施工，安全，經濟合理等因素，具有較好的安全性，適用性及耐久性。從道路設計到結構設計都運用了科學設計方法，合理的設計理論。</p><p>　　本設計的內容全面地包含了交通土建專業(yè)所學知識，是一次全面的設計演練。同時，設計研究的內容具有相

126、當的深度和難度，是對設計人員的一次綜合考核。設計應達到的技術要求為滿足實際施工要求，即所設計的內容正確、可行。為此，設計過程中要以設計規(guī)范為準繩，嚴格控制各設計內容滿足規(guī)范和相關條例的要求。</p><p>　　限于時間和經驗等方面的原因，在設計中難免有不盡合理和完善之處，敬請指正。</p><p><b>　　致　謝</b></p><p>

127、　　本研究及學位論文是在***位老師的親切關懷和悉心指導下完成的。他們嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，耐心的回答我們每個問題，無論是否占用了他們的私人時間都能及時的給予解答，保證了我們能及時跟上進度。深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，*老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。兩年多來，景教授不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向*老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意

128、。</p><p>　　在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 揚少偉.道路勘測與設計.同濟大學出版社，2005:1</p><p>　　2 周

129、亦唐 張維全 李松青.道路勘測設計第二版.重慶大學出版社，2005:29-50</p><p>　　3 趙一飛 楊少偉.高速公路設計.人民交通出版社，2006.7:290-291</p><p>　　4 李嘉.公路設計百問.人民交通出版社，2003.9:172-175</p><p>　　5 張麗華.公路工程概預算編制指南.人民交通出版社，2001:66-67