1、某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计1目 录第一章 绪论 1第二章 路线 22.1 基本设计资料 22.2 选线22.3 设计原则及设计指标 22.4 设计计算说明 42.4.1 平面设计复核 52.4.2 纵断面设计 82.4.3 横断面设某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计2计11第三章 路基设计133.1 设计资料133.2 设计原则及设计指标133.3 设计计算说明143.3.1 一般路基设计143.4 路基防护设计173.5 挡土墙设计计算设计18第四章 路面设计54某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计34.1 设计资料544.2
2、 设计原则及相应设计指标544.3 路面结构设计计算554.3.1 水泥混凝土路面554.3.2 沥青混凝土路面674.4 路面结构方案比选72第五章 排水设计745.1 路基排水设计74第六章 涵洞81某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计46.1 设计资料816.2 设计原则及设计指标816.3 设计计算说明81附：参考文献82总结83全套 CAD 图纸加 153893706某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计5第一章 绪论本课题是国道 207 经湖南省境内的一部分，起于 K10+920，止于 K12+660，全长 1.74 公里，按平原微丘区一级公路设计
3、，本地区气候多雨湿润，沿线土质以低液限粘土为主，路基宽 25.5 米，设计行车速度 100km/h。本设计主要进行路基路面综合设计。在设计的每一步骤中均严格按照相关规范并参考有关设计资料，贯彻“以人为本，结合安全、经济、耐久、环保”的设计思想，进行了路线纵面线型设计、路基一般设计、路基软基处理、防护设计及路基综合排水设计、路面结构及排水设计、路段沿线涵洞、通道设计以及加筋土挡土墙施工工艺流程设计。设计时长 4 周，参照指导老师的预期进度，本人一直积极努力，力争按时按量完成设计任务。本设计，参照了相关经验和前人设计成果，结合本路段的实际情况，对设计难点予以了充分考虑与分析，具体体现于路基防护中的
4、加筋土浸水挡墙的设计、综合排水设计以及路面结构中的沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）路面及复合式路面（RCC-AC）结构的设计。并运用了路面设计软件 HPDS2003、公路综合某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计6设计软件 Hard2004 等辅助设计 完成了在工程上可行，在结构上可靠，在经济上合理的设计方案。在此过程中，理论结合实际，实际工程问题结合所学采用相应较优的处理方案。这一过程也是对本人大学三年所学专业知识予以了整体的过滤和强化，学在其中，乐在其中。同时，介于本人是初次单独完成有关公路的综合设计，在整个设计过程中，不可避免地会存在或多或少不足之处，诚请各位领导、老师及评
5、委，热心予以批评和指正！为谢！第二章 路线2.1 基本设计资料（一）地形，地貌：铜岭煤矿西部有龙潭镇下陈村，东部到适中镇，南北系山岭重丘区，中部为一小段穿河平原。总体地貌形态有山地，丘陵，冲积平原，河流。（二）地质：本路段地质状况良好，主要有下元古界龙潭镇组，中元古界龙潭镇下陈村组，中生界白垩系铜联煤矿组及新生界第四系适中镇平原组等，项目所经地区不同时期岩浆岩也有多种，主要有大别期酸性岩类，燕山期早期酸性岩类，扬子期基性岩类，片麻混合岩为主，中游以千枚岩，片麻岩，变质泥灰岩为主。土壤主要有白沙土，黄沙土，泥沙和少量第四季粘土。（三）地震根据中国地震烈度规划图 （1990） ，本地区的地震烈度六
6、度，根据公路工程抗震设计规范 （JTJ004-89） ，大中桥考虑地震按六度设防。（四）气候本地区属北亚热带季风气候，气候温和，四季分明，光照充足，雨量充沛。年平均气温 14.3 度，年日照时数为 2038.6 小时，平均降水良约为 800-1200mm，无霜期 230-250 天左右。（五）水文线路范围内主要河流为游河和漂水。游河全长 65 公里，游河河谷深坡陡，某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计7水流湍急，河床为石英沙砾结构，潭水分为东西两支。票水长 25 公里，总的汇水面积 1090 平方公里，设计洪水频率为 1/50。根据含水介质的空隙性质和赋存条件，该地区地下水可
7、分为三大类：上层滞水，孔隙承压水。基岩裂隙水，根据水分析报告，地下水对混凝土无腐蚀性。2.2 选线（一）选线原则1：沿河线沿河线应处理好河岸的选择，线位高低和跨河换岸地点三者间的关系。河岸选择：路线应选择在地形宽坦，有阶地可利用，支沟较少，沟长较短，水文及地质条件良好的一样。积雪和冰冻地区，应该选在阳坡的迎风的一岸。除汽车专用路以外，一般公路可选在村镇较多，人口较密的一岸，以方便群众。跨河换岸地点：应慎重选择跨河桥位，处理好桥位与桥头路线的关系。线位高低：路线一般以低线位为主，但必须做好洪水位的调查，一保证路基稳定和安全。以下列局部地段应注意：临河陡崖地段的突出山嘴，可考虑采用深路堑或短隧道方
8、岸：对迂回河弯地段，可考虑改河方案，以提高路线技术指标。通过水库地区时，应考虑水库坍塌，基岸沉陷的影响，以确保路基的稳定。2：越岭线越岭路线选线时，应结合水文地质情况处理好垭口的选择，过岭标高和垭口两侧路线展线方案三者间的关系。垭口选择：垭口是越岭线方案的重要控制点，在符合路线基本走向的情况先，应综合地质，气候，地形等条件，从可能通过的垭口中，选择标高较低和两侧利于展线的垭口。对于垭口虽高，但是山体薄窄的分水岭，采用过岭隧道方案有可能成为更合适的越岭位置时，应予以比较选择。过岭标高：过岭标高是越岭线布局的重要的控制因素，不同的标高会出现某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计8不
9、同的展线方案。除工程地质不良和宽而厚的垭口外，一般可用深挖方式过山岭，当挖深在 25-30 以上的时候，应与隧道方案做比较。垭口两侧展现方案：首先应考虑自然展线，不得已时方可采用回头展线。回头展线应尽量利用山谷，支脉和平缓的山坡等有利地形，并应尽量避免在一个山坡上布设较多的相距很近的回头展线。越岭路线的纵坡应立求均匀，平均纵坡及纵坡长度应严格遵守公路工程技术标准 （JTJ01-88）的规定。一般不应设置反坡。特殊情况下设置反坡，应予以比较论证。3 山脊线当路线走向与分水岭方向一致，且分水岭平面不迂回曲折，各垭口间的高差也不悬殊的时候，可采用山脊线。选线的时应处理好控制垭口，侧坡以及控制垭口间的
10、平均坡度三者的关系。控制垭口的选择：分水岭方向顺直，起伏不大时，每个垭口均可暂定为控制点；地形复杂，起伏较大且较频繁，各个垭口高低悬殊时，宜以低垭口为控制点，突出的高垭口可以舍去；在支脉横隔时，对相距不远，并排的几个垭口，应选择其中一个与前后联系条件较好的垭口作为控制垭口。侧坡的选择：当分水岭宽阔，起伏不大时，路线以设在分水岭顶部为宜。如需要将路线设在两侧山坡时，应选择坡面较整齐，横坡较缓，地质，水文情况良好，积雪，冰冻和支脉分布较少的一侧。控制垭口间的平均坡度：两控制垭口之间应力求距离短捷，坡度平缓。若控制垭口间平均坡度超过规定，则应视具体地形，地质条件，采用深挖，旱桥，隧道等工程措施，也可
11、利用侧坡，山脊有利地形展线。（二）路线选定设计的道路为二级道路，从适中镇到龙潭镇下陈村，的第 4 段。有 2 种选择，一种是沿河线，一种是越岭线。由于上山路段高差很大，坡非常的陡峭，选择越岭线的话，挖深超过 50 米。在挖深在 25-30 米以上时就要考虑修隧道，在经济方面的考虑是不合算的，也可以不进行高填挖，但是必须设置回头展现。两种方法都不是很好。最后选定走上边的沿河线，一直沿河走，上边的河流不是很宽，最宽的地方为 12 米，地质情况良好沿河，主要以板岩，片麻岩，变质某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计9灰岩为主。土壤大部分为沙性土，沉积土，和第 4 季黏土。没有恶劣的地
12、质情况。选择沿河线。2.3 设计原则和设计指标（一）平面线型设计平面线型的设计必须于地形，地物，环境，景观等相协调，同时应注意线形的连续与均衡性，并同纵面线性相互配合。直线，圆曲线， 回旋线要灵活的应用，曲线线形应特别注意技术指标的均衡与连续性，转角处尽量选用较大的圆曲线半径。以确保行车的通畅。相关的二级公路的设计指标如下：山岭重丘区二级道路的一般最小半径为 100m，极限最小半径为 60m。采用圆曲线最小半径时，应采用大于等于一般最小半径值。圆曲线最大半径=竖曲线起点桩号（K4+871.91 ）-114.38=(K4+757.53) ；竖曲线起点高程405.588-114.381.6447%
13、4.3.707m ；竖曲线终点桩号：（K4+871.91 ）+114.38=(K4+986.29) ；曲中点高程405.588-0.61404.978m。再确定竖曲线上其它各点，以最终确定竖曲线形状与位置。以 20m 为一桩进某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计15行加密： K4+791.91 处：坡段高程： 403.920.16470.2Hm=+=标高改正： 2.8(7.)y竖曲线高程： 40140.253=-=其它各点计算同，计算结果列于下表：K4+871.91 竖曲线计算表 表 2-5桩号 坡段高程（m）标高改正 2()xymR=竖曲线高程（ ）mK4+771.91 4
14、03.943 0 403.943+791.91 404.272 -0.0187 404.2533+811.91 404.601 -0.0746 404.5264+831.91 404.93 -0.1679 404.7621+851.91 405.259 -0.2984 404.9606+871.91 405.588 -0.4663 405.1217+891.91 405.49 -0.2984 405.1916+911.91 405.392 -0.1679 405.2241+931.91 405.294 -0.0746 405.2194+951.91 405.196 -0.0187 405.17
15、73K11+971.91 405.098 0 405.0982.4.3 横断面设计：(1) 横断面组成参见设计资料说明部分。(2) 考虑本路段地处江南丘陵过湿区，年降雨量较大，为有利于路面排水，选取路拱坡度为：路面采用 2%的横坡。某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计16土路肩部分采用 3%的横坡。(3)因本路段圆曲线半径（ ）均大于不设超高的圆曲线5630,5Rm=最小半径（ ） ，所以，本路段沿线均设超高。min63703705%1:.228横断面图式第三章 路基设计3.1 基本设计资料：（一）地形，地貌：铜岭煤矿西部有龙潭镇下陈村，东部到适中镇，南北系山岭重丘区，中部为
16、一小段穿河平原。总体地貌形态有山地，丘陵，冲积平原，河流。（二）地质：本路段地质状况良好，主要有下元古界龙潭镇组，中元古界龙潭镇下陈村组，中生界白垩系铜联煤矿组及新生界第四系适中镇平原组等，项目所经地区不同时期岩浆岩也有多种，主要有大别期酸性岩类，燕山期早期酸性岩类，扬子期基性岩类，片麻混合岩为主，中游以千枚岩，片麻岩，变质泥灰岩为主。土壤主要有白沙土，黄沙土，泥沙和少量第四季粘土。（三）地震根据中国地震烈度规划图 （1990） ，本地区的地震烈度六度，根据公路工程抗震设计规范 （JTJ004-89） ，大中桥考虑地震按六度设防。某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计17（四）
17、气候本地区属北亚热带季风气候，气候温和，四季分明，光照充足，雨量充沛。年平均气温 14.3 度，年日照时数为 2038.6 小时，平均降水良约为 800-1200mm，无霜期 230-250 天左右。（五）水文线路范围内主要河流为游河和漂水。游河全长 65 公里，游河河谷深坡陡，水流湍急，河床为石英沙砾结构，潭水分为东西两支。票水长 25 公里，总的汇水面积 1090 平方公里，设计洪水频率为 1/50。根据含水介质的空隙性质和赋存条件，该地区地下水可分为三大类：上层滞水，孔隙承压水。基岩裂隙水，根据水分析报告，地下水对混凝土无腐蚀性。3.2 设计原则及设计指标：（一）路基设计：设计原则：(1
18、) 路基设计宜避免高路堤与深路堑。(2) 受水浸淹路段的路基边缘标高，应不低于路基设计洪水频率的水位加壅水高、波浪侵袭高，以及 0.5m 的安全高。(3) 水文及水文地质条件不良地段的路基设计最小填土高度应小于路床处于中湿状态的临界高度。(4) 路基设计应根据当地自然条件和工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。(5) 路基坡面防护工程应在稳定的边坡上设置，防护类型的选择应综合考虑工程定性不足和存在不良地质因素的路段，应注意路基边坡防护与支挡加固的综合和耐久。(6) 膨胀土地区路基设计，应避免大填、大挖，以浅路堑、低路堤通过为宜，路基设计应以防水、保湿、防风化为主，结合坡面防护，降低
19、边坡高度，连续施工，及时封闭路床和坡面。(7) 在稻田、湖塘等地段，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、加筋、外掺无机结合料等处理措施。相应设计指标：(1)路床填料应均匀实心密实，二级公路路床最小强度和压实度如下表： 某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计18项目分类 路面底面以下深度（m） 填料最小强度（CBR） (%) 压实度（）00.3 6 95填方路基0.30.8 4 9500.3 6 95零填及挖方路基 0.30.8 4 95(2)当采用细粒土时，二级公路路堤填料最小强度和压实度见下表： 项目分类 路面底面以下深度（m）填料最小强度（CBR） (%)压实度（）上路
20、堤 0.81.5 3 93下路堤 1.5 以下 2 903.3 设计计算说明：（一）一般路基设计：分析：本路段路堤才用填石路堤稳定性好；且最大挖深（14.85m） ，最大填（6.985m ）均小于 20m，边坡开挖或填筑后，只需及时防护，稳定性能满足要求；路基临界高度：依据本路段地处湖南，属江南丘陵过湿区（ ） ，土质5为沉积土，查表 114 得：该路段在不利季节当路基分别处于干燥、中湿状态时:0路槽底面距地下水位的最小高度：123H =.7-9m;4 0路槽底面距地表长期积水水位的最小高度：123 -;=.67H 4.其中： 路基干燥状态临界高度；1H路基中温状态临界高度；2路基潮湿状态临界
21、高度。3而该路段沿线挖方地段地下水位普遍较低，大部分地段据推测地下水位对路堑影响不大；填方地段地下水埋深不大，离地面一般 2.08.0m 左右，地下水位对路堤影响不大，能够保证路基处于干燥与中湿状态，满足设计要(1) 为利于排水路基最小填土高度（路肩边缘距离地面的 高度）规定为：粘某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计19性土：0.40.7m。(2) 路基工作区（右路基某一深度 处，当车轮荷载引起的垂直应力 与azz路基土自重引起的垂直应力 相比所占比例很小，仅为 1/11/5 时，该深度 范围内Ba的路基）按式（212） 计算：20az3knp式中： 路基工作区深度，m ；a
22、P侧轮重荷载，KN； 土的容重，KN/ ；3n系数，n=510。据此： 2.19maz30.581/29A路基工作区内，土基的强度和稳定性时保证路面结构的强度和稳定性极为重要，对工作区深度范围内的土质选择，路基的压实度应提出较高的要求。设计：(1) 路堤：采用填时路堤稳定性较好，边坡坡度上边坡取 1：1.5，下边坡 1：1.75，上边坡坡高取 8m，中部不设边坡平台（考虑最高填方为 6.895m） ，下边坡高度较小。边坡坡脚与路基排水沟之间设 b=2m 的护坡道，以确保变坡的稳定性。(2) 路堑：路堑边坡坡脚与边沟之间设 1m 落台、从而保证边沟不至阻塞；最大挖深 14.85m，设两边边坡，下
23、一级坡度采用 1：1，中部设 b=2m 的边坡平台，从而保证上一级边坡的稳定；下一级坡高取 8m；上一级边坡坡度采用 1：1.25。(3) 地基表层处理：1) 地面横坡缓于 1：5 时，在清除地表革皮、腐植土后，直接在天然地面上填筑； 2) 地面横坡为 1：51：2.5 时，厚地面挖台阶，台阶宽度不小于 2m； 3) 应将地基表层碾压密实。在一般土质地段，一级公路基底压实度（重型）不小于 93；路基填土高度小于路面和路床总厚时，应将地基表层土进行超挖并分层回填压实，其处理深度不小于重型汽车荷载作用的工作区深度（ =2.19m） 。az(4) 本路段填方路堤全部为填石路堤稳定性好，若胀缩总率不超
24、过 0.7，直接填筑。某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计- 20 -3.4 路基防护设计：分析：本路段沿线挖方边坡为石质的边坡，与填方路堤为填石路堤，以挖方边坡挖的石料为主要填料。填方地段最大填高 10.985m，其中有几处路基临河；挖方地段，最大切深 14.85m。一般应采取“即时防护，即时支挡 ”的程序原则，以防挖方岩石边坡暴露后产生风化破坏；挖方边坡防护工程应能防止硬质边坡风化现象形为主要目的，而不遭受破坏。因此，挖方边坡为喷浆防护为主要的防护工程。挖方路堤边坡，路堤为填石路堤，稳定性好，不临河的一边以植草防护为主。采用方案：(1) 路堑边坡：当路堑边坡高度为 03
25、米时采用植草防护。边坡高度大于 3 米时，岩石边坡部分用喷浆防护，上部 03 米的土质边坡用植草防护。(2) 路堤边坡：一般路堤：当路堤坡面高度为 3 米以下时，直接喷播草籽或者植草防护；当路提高度 3mA假定条件符合 cos()()(1)“in)atgtgtgi ihjjbjba-+-+3535.69351.02)0.si(.69ct t= 0.28(172)4.,107.iibaa-=-（二）土压力 ()2.64.64,00ctgmhLi=-=A土压力系数： os()in()Ktgiijbaba+c45.903(45.901.3)si(782)0.1tt=+ 3.6910.67.13317
26、5tghitba+=+A某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计- 25 -20.613.8752.1.03.57()32 .831()(3.462.6110.34758(.ahbctgi mtahkKkEg=-=-=+=-=-)cos()258cos(9).91in.in.16()s()s(753.1.52()i2.8i.9)081 KNaxyEHai KNVjj+=+=二：墙身截面强度验算墙身截面强度验算图式(-) 土压力及弯矩计算1 破裂角假设破裂角交于路基宽度内 3514.07.538.4620.Atgyjad=+-+=-某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合
27、设计- 26 -()()238.46358.463.0.25)0791.2tgtctgtAgyjyb=-+验证假定条件是否成立： 024.791.034(.5)132698HtgattgcbLimb=+-=假定条件成立。2 土压力1)汽车-20 级换算成等代均布土层厚 0h1.98.75(.03)1.()6420mlBtgB=-=+取在 B 的范围内布载半辆车重。0L30/15()0.42.98GKNhBrL=cos()2()in(36.105)36.10.25).16si8.4Ktgttjba+=-=424.1 .2mhahkH+=+/1/80.16.51.24k kNEg=cos()5.4
28、cos(7)22 Kxd-+inin3.09a+=1）挂-100换算成等代均布土层 0h某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计- 27 -1.980.75.23()6(4)1.01.2mlBtgB=-=+=取在 B 的范围内布载半辆车重。0L250/.35()10.36.102.89.2GKNhBrLb=同 前cos()()in2Ktgtjba+(36.105)(36.10.25).16sit=-=2424.31 ./1/80.165498mhahkHk kNEg+=+=cos()49.5cos(7.).622 Kxb-+inin.301a+=3 土压力对验算截面轴线产生的弯矩
29、。1）：墙顶填土1/3/0.6134.0652HhZxBtgjtghByia=+-0.75.4.79()m2）汽-20 级 22(3)043114.42.06970.51.60.251.74()2xyHHahZKBtgmZxa-=+-=-+=对验算截面轴线的弯矩。某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计- 28 -21212.9843.6.86.348.6(/)EYyYXXMZEZkNm=+-=3）挂车-100 ()02114.3423.5.5HHahZxK-=+1.0.6902.7120.75.21.7()Btg mZyxa=-+=+对验算截面轴线的弯矩。 122.9843.5
30、84.15.8(/)MEZEZYyYXXkNm=-+-=4）墙顶填土重，墙身重及弯矩计算。10.6.20.53.57.49WctghBHtjZmb+=+-=112kKNB20.5.3920.567.4.tgjtjZ KNmWMZw=+=+=5）：截面强度验算1 汽-20偏心距： 0.967451.83641 0.392()(7.)irseN-= =-+强度验算： 0.5.3按 照 下 试 验 算 截 面 抗 拉 强 度某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计- 29 -1).2(501.4(763.09)157.26.157309157.3().(167.40.91)2.3.42
31、4NejjjrRMWAKNbhmKpa-=+=-（ 满 足 要 求 。由于按抗拉进行验算后达到要求，所以不需要再进行受压杆的稳定验算。剪应力验算： )31.4(57.8)4.265,0.737201.QfNrmjjjRAfj KN-=+=-（2 挂-100偏心距： 0.967451.931 0.212()(6.)irMs meN-= =-+强度验算：因为 0.3 =0.45m 按承压强度公式进行验算1eB.2(510).(7462.9)15.763,jjmjRaAKNNr=+=某二级公路（K4+500K6+000）路基路面综合设计- 30 -21()1.5207.39().92160.750.741.3.35.81600.741jeyBymrwNmkkpaAraga-=+=-=+=稳定验算 jjRa12()1(3).0.25.9010.942.113()3()576257.60.941.j aerwaNmkkpArjbja=+-= =-+=按照中心受压验算：，2.5 号沙浆砌片石，查表得 =0.9605.93lhw=j15.762.3149.816009jNmkkpaAra=剪应力验算： )3QfrjjjR-（1.(94.07)56.3KNj+
