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1、 湖南省怀化市某高速公路Kxxx+xxxKxxx+xxx长沙理工大学继续教育学院2013届自考本科毕业设计任务书题 目： 湖南省怀化市某高速公路施工图设计 桩 号： 任务起止日期: 2013年3月10日至2013年4月12日 专 业： 交通土建工程 助 学 站： 姓 名： 潘 登 考 籍 号： 指 导 教 师： 袁明、陈永雄等 时 间： 2013年2月20日 目 录摘要4关键词4前言6 1 线形设计81.1 线形设计一般原则81.2 平面线形要素的组合类型81.3 路线平面设计81.4 纵断面设计9 2 路基路面设计102.1 一般路基设计102.1.1 路基的类型和构造102.1.2 设计依
2、据102.1.3 路基填土与压实102.2 软基处理112.3 路基防护112.4 路基土石方数量计算及调配122.4.1 横断面面积计算122.4.2 土石方数量计算132.4.3 路基土石方调配133 挡土墙设计与验算163.1设计资料163.1.1 墙身构造163.1.2 车辆荷载163.1.3 土壤地质情况163.1.4 墙身材料164 排水设计164.1 排水设计的目的与要求164.1.1设计的目的164.1.2 设计的要求164.2 路基路面排水设计的一般原则174.3 路基排水综合设计方案184.3.1路基排水设计184.3.2路面排水设计185 沥青路面设计195.1 沥青路面
3、设计理论195.2 沥青路面设计资料195.3 确定累计标准轴次、设计弯沉及抗拉强度结构系数205.3.1交通量的组成205.3.2累计标准轴次计算结果205.3.3路面材料配合比设计与设计参数的确定225.3.4确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数235.4 路面结构设计235.5 方案比选及结果276桥涵设计 296.1 概述296.2 涵洞设计的原则296.3 洞口的加固与防护296.4 洞口设计形式306.5涵洞设计306.5.1管涵选择307结论32参考文献32致谢35 摘要 本次设计对湖南省怀化市某高速公路K+K+段进行了路基路面的综合设计。设计内容包括：路线设计、路基设计、路面设
4、计、桥涵设计，英文翻译，专题研究，计算机程序编制。利用设计标准和其他参考文献进行了：纵断面设计、横断面设计、边坡稳定性分析、挡土墙设计计算、排水设计、防护工程设计和路面结构设计。在本设计中挡土墙形式：衡重式路堤挡土墙。边坡防护根据地质条件采用两种防护形式进行分别为：铺草皮、网格骨架防护。边坡稳定性验算利用简化BISHOP 法进行验算；路面设计进行了沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的设计，通过方案比选分别选取沥青路面方案二、水泥路面方案一作为路面设计结构。关键词：路基；路面；综合设计；ABSTRACTIn this graduation project, subgrade and pavement
5、 of Hunan province huaihua city expressway from Kxxx+xxx to Kxxx+xxx was comprehensively designed.Our prime contents of the design project includes designing freeway vertical alignment, designing pavement, designing the bridges and culverts, translating an English article into Chinese, special study
6、ing and designing a simple computer programme. With the technical standards and specifications, The design is as follows that designing the vertical section and the cross section , designing draining water, block designing wall of soil calculate and designing protect engineering which used two kinds
7、 of forms to carry on the side slope protection. Make use of BSHOP to follow the checking stability calculation. Do the design which has carried on the pitch concrete road surface and design of the cement concrete road surface according to design when assigns the condition and the design principl of
8、 the road surface structure, select for different road surface structure layers of thickness and material then carry on structural design checking computations.Key word: subgrade; pavement; comprehensive design;前言本课题设计（研究）的目的：1. 综合应用有关基础课、技术基础课及专业课所学的知识，依照部颁有关设计规范，独立完成本毕业设计中的各项设计任务。2. 掌握公路勘测设计各设计阶段的
9、设计内容，掌握设计过程中原始资料的采集方法与内容；掌握路面设计参数的测定、选用及计算；基本掌握公路勘测设计的程序与方法，达到熟练从事公路专业工作的能力。3. 能严格遵守设计原则，考虑设计问题的条件与原因，掌握材料规格、施工技术、施工方法、程序、要求、质量控制标准等。4. 能够独立的、认真的完成毕业设计的内容，树立正确、合理的设计思想，正确、清晰的表达图纸，对设计中有些问题有独特的见解。5. 掌握设计图表的编写，内容包括：目录、设计说明书（总说明书、各篇说明书）、设计图表。对于所提交的设计文件，应充分考虑施工的可行性，并注重经济性，选择最佳的设计方案。必要时可进行论证。掌握文件的编制，要根据编制
10、办法的内容进行编排（包括各章的划分、设计内容、必要的设计计算说明、图、表等）。本课题设计（研究）的选题背景：高等级公路的建设，特别是高等级公路发展前沿的一级公路的建设，改善了我国公路的技术等级结构，改变了我国公路事业的落后面貌，缩短了我国同发达国家之间的差距，有效地拉动内需，刺激了高等级公路附近地区的经济繁荣和发展。我国的高速公路发展比西方发达国家晚近半个世纪的时间，从80年代末起步，经历了80年代末至1997年的起步建设阶段和1998年至今快速发展阶段。到2010年底，中国高速公路的通车总里程达7.4万公里。各个省高速公路建设蓬勃发展。在公路路线设计方面，相应的公路设计软件大大地减轻了设计人
11、员的劳动强度，如HintCAD、 EICAD、 海地公路优化设计系统等。在公路勘测方面，3S技术（遥感Remote Sensing、地理信息系统Geographical Information System、全球定位系统Global Position System）已经应用到了许多项目的实际勘测中间，不再是纸上谈兵。在路基方面，近些年，我国高速公路建设迅猛发展，目前，全国高速公路通车总里程已突破7.4万公里。高速公路建设的主要特点之一就是路基高填深挖路段多。要确保路基、路面的稳定性，安全性，增长道路使用寿命，必须加强路基边坡防护的综合研究。公路边坡防护从设计到施工，应紧紧抓住设计对象的地质、水
12、文、气候等自然条件特点，采用灵活有效的防护方式，并结合环境保护，在保证边坡安全稳定的前提下，加大植被面积，建造生态公路，人文公路。在路面方面，在现在高度发展的经济条件和科技条件下，高速公路高速发展。以前的路面结构已经不能满足现在的情况，所以相对以前的路面结构又出现了几种新型结构如连续配筋混凝土路面、透水路面、组合式路面结构。这些路面结构能有效的解决以前刚性路面和半刚性路面得一些缺点，有效的填补了路用性质的缺点。本课题设计（研究）的主要内容： 本次设计内容主要包括：路线设计、路基设计、路面设计、桥涵设计，英文翻译，计算机程序编制。利用设计标准和其他参考文献进行了：纵断面设计、横断面设计、边坡稳定
13、性分析、挡土墙设计计算、排水设计、路面结构设计。要完成这些任务必须要借助相应的辅助软件，在此软件里输入道路的基本信息，然后处理得出的成果。最后，把这整个过程整理好以论文的形式表现出来。 1 线形设计1.1 线形设计一般原则 1）平面线形应与地形、地物相适应，与周围环境相协调 在地势平坦的平原微丘区，路线以方向为主导，平面线形三要素中以直线为主；在地势起伏很大的山岭重丘区，路线以高程为主导，为适应地形，曲线所占比例较大。直线、圆曲线、缓和曲线的选用与合理组合取决于地形地物等具体条件，不要片面强调路线以直线为主或曲线为主。2）保持平面线形的均衡与连贯（1） 长直线尽头不能接以小半径曲线。（2） 高
14、、低标准之间要有过渡。3）平曲线应有足够的长度 汽车在曲线路段上行驶，如果曲线过短，司机就必须很快的转动方向盘，这样在高速行驶的情况下是非常危险的。同时，如不设置足够长度的缓和曲线，使离心加速度变化率小于一定数值，从乘客的心理和生理感受来看也是不好的。当道路转角很小时，曲线长度就显得比实际短，容易引起曲线很小的错觉。因此，平曲线具有一定的长度是必要的。为了解决上述问题，最小平曲线长度一般应考率下述条件确定：（1） 汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难一般按6 s的通过时间来设置最小平曲线长度，当设计车速为100km/h时，平曲线一般值取850m，最小值取170m。（2） 小偏角的平曲线长度 当路
15、线转角7时称为小偏角。设计计算时，当转角等于7时，平曲线按6 s行程考虑；当转角小于7时，曲线长度与成反比增加；当转角小于2时，按2计。1.2 平面线形要素的组合类型平面线形的几何要素为直线、圆曲线和缓和曲线，这三种基本线形要素可以组合得到很多种平面线形的形式。就公路平面线形设计而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和复合型六种。1.3 路线平面设计根据设计任务书，设计指导书和给定的路线平面图，本任务段的平面设计已经给定。本段（桩号K109+600K111+000）为圆曲线段。平曲线中缓和曲线几何要素计算方法： (本章中的所有公式均来于公路路线设计规范) (1-1) (1-2) (1-3)
16、 (1-4)式中：p为内移距，;q为切垂距，;为缓和曲线角，。 超高加宽设计：本路段在R=8000的圆曲线上，充分满足不设超高的最小半径（100Km/h 路拱横坡度2%）所以无需设计超高与加宽。1.4 纵断面设计 本段的路线方案已经确定，路线全长1.4公里。起终点的设计标高分别为38.64m及35.50m。根据起、终点设计标高设计时应按照规范的要求，最小纵坡不小于0.3，最大纵坡不大于4，最小坡长不小于350m，最大坡长不大于1000m，并且竖曲线应选用较大的半径。在确定纵坡及竖曲线的同时，还应当考虑填挖要尽量平衡的问题，争取让工程的成本尽量控制在最低。纵坡设有2个竖曲线，凹曲线的半径R=30
17、000m，凸曲线的半径R=50000m，起讫点桩号分别为K109+647.500和K110+152.5、K110+710.53和K110.969.47。2 路基路面设计公路路基是路面的基础，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。2.1 一般路基设计2.1.1 路基的类型和构造（1）路堤路基设计标高高于天然地面标高时，需要进行填筑，这种路基形式称为路堤。按填土高度的不同，划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取1：1.5和1：1.75，在路基的两侧设置边沟。高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面济济合理，可以在适
18、当位置设置挡土墙。为防止水流侵蚀和坡面冲刷，高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。（2）路堑路基设计标高低于天然地面标高时，需要进行挖掘，这种路基形式称为路堑。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线，一般坡度取1：0.5和1：0.75。挖方边坡的坡脚设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流，路堑的上方设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。（3）半挖半填路基 半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点，上述对路堤和路堑的要求均应满足。2.1.2 设计依据公路路基设设计规范公路工程技术标准2.1.3 路基填土与压实（1）填土的选择 路基的强度与稳定性，取决于土的性质和当地的自然因素。并与填
19、土的高度和施工技术有关。在填土时应综合考虑，据路基设计规范可知，二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表： 路基压实度及填料要求表项 目 分 类路面底面以下深度（cm）填料最小强度（CBR）（%）填料最大粒径 （cm）填方路基上路床030610下路床3080410上路堤80150315下路堤150以下215零填及路堑路床030610（2）不同土质填筑路堤如透水性较小的土层，位于透水性较大的土层下面，则透水性较小的土层表面应自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面，则透水性较大的土层表面应做成平台。为了防止雨水冲刷，可覆盖透水性较小的土层。允许使用取土场
20、内上述各种土的天然混合物。水的土与不透水的土，不能非成层使用，以免在填方内形成水囊。（3）路基压实与压实度路堤填土需分层压实，使之具有一定的密实度。土的压实效果同压实时的含水量有关。对于路基的不同层位应提出不同的压实要求，上层和下层的压实度应高些，中间层可低些。据路基设计规范，高速公路路基压实度应满足下表： 路基压实度（重型）要求表填挖类型路面底面以下深度（cm）压实度（%）填方路基上路床03095下路床308095上路堤8015094下路堤150以下92零填及路堑路床030952.2 软基处理软土地基，通常情况下地基承载力达不到其上面构造物要求的承载力，或虽在建筑物施工时能达到要求，但在后期
21、使用过程中由于地基本身的原因或水的原因，使地基失稳，造成路面严重破坏，处理好路基，是设计的重大环节。公路是一条带状的承受动静两种荷载的特殊人工建筑物，由于它分布较广，使用要求较高，因而对地基提出了较高的要求。本设计所经过的路段除田间地段有淤泥的不良地段外，其它地段的地基承载力很好，地质也良好。对于有淤泥层的地段，由于深度都在3m以内，一般通过清淤泥换填法进行处理。填料采用碎石土，石渣等，其上铺0.5m的砂砾垫层土工隔栅。对于地质条件差，且在路基范围内有少量地下水渗出的土质地段，边坡采用护面墙进行防护。2.3 路基防护路基防护是确保道路全天候使用，使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施
22、，是路基设计的主要项目之一。路基的防护的方法，一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护主要有植物防护和工程防护两类。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。冲刷防护有间接和直接防护两类。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。（1）路堤边坡防护路堤高度小于3米边坡均直接撒草种防护；路堤高度大于3米均采用方格网植草护坡，具体尺寸见图纸路堤方格网植草防护图。（2）路堑边坡防护路堑高度小于3米边坡均直接撒草种防护；路堑高度大于3米均采用
23、人字形骨架植草护坡。2.4 路基土石方数量计算及调配路基土石方是公路工程的一项主要工程量，在公路设计和路线方案比较中，路基土石方数量的多少是评价公路侧设质量的主要技术经济指标之一。在编制公路施工组织计划和工程概预算时，还需要确定分段和全线的路基上石方数量。 地面形状是很复杂的，填挖方不是简单的几何体，所以其计算只能是近似的，计算的精确度取决于中桩间距、测绘横断面时于点的密度和计算公式与实际情况的接近程度等。计算时一般应按工程的要求，在保证使用的前提下力求简化。2.4.1 横断面面积计算路基填挖的断面积，是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线者为填，低于地面线者为挖，两者应分别
24、计算，下面介绍几种常用的面积计算方法。积距法：适用于不规则图形面积计算把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。将断面按单位横宽划分为若干个梯形与三角形条块，每个小条块的近似面积为： Fi=bhi则横断面面积： 当b=1m时，则F在数值上就等于各小小条块平均高度之和hi。 要求得hi的值，可以用卡规逐一量取各条块高度的累积值。当面积较大卡规张度不够用时，也可用米厘方格纸折成窄条代替卡规量取积距，用积距法计算面积简单、迅速。若地面线较顺直，也可以增大b的数值，若要进一步提高精度，可增加测量次数最后取其平均值。 坐标法已知断面图上各转折点坐标（xi，y
25、i），则断面面积为：A = （xi yi+1-xi+1yi ) 1/2坐标法的精度较高，适宜于用计算机计算。 计算横断面面积还有几何图形法、数方格法、求积仪法等。2.4.2 土石方数量计算 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：V=（A1+A2） 式中：V体积，即土石方数量（m3）； F1、F2分别为相邻两断面的面积（m2）； L相邻断面之间的距离（m）。 此法计算简易，较为常用，一般称之为“平均断面法”。 土石方数量计算应注意的问题： （1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）； （2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）； （
26、3）换土、挖淤泥或挖台阶等部分应计算挖方工程量，同时还应计算填方工程量； （4）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖方增加）； （5）路基土石方数量中应扣除大中桥所占的体积，小桥及涵洞可不予考虑。2.4.3 路基土石方调配（一）土石方调配原则 （1）就近利用，以减少运量：在半填半挖断面中，应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量。 （2）不跨沟调运：土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响，一般大沟不作跨越调运。（3）高向低调运：应注意施工的可能与方便，尽可能避免和减少上坡运土；位于山坡上的回头曲线段优先考虑上线向下线的土方竖向调运。（4）
27、经济合理性： 应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。 远运利用的费用：运输费用、装卸费等 借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费为使调配合理，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，用以分析工程用土是调运还是外借。 土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方或借方占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时移挖作填虽然运距超出一些：运输费用可能稍高一些，但如能少占地，少影响农业生产，这样，对整体来说也未必是不经济的。 （5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构
28、造物的材料供应。 （6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点，并综合考虑借土还田，整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地，在可能条件下宜将弃土平整为可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损坏农田。（二）土石方调配方法 土石方调配方法有多种，如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等，目前生产上多采用土石方计算表调配法，该法不需绘制累积曲线图与调配图，直接可在土石方表上进行调配，其优点是方法简捷，调配清晰，精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是： （1）土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配
29、的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。 （2）弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用、填缺与挖余数量。 （3）在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，供土石方调配时参考。 （4）根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。 （5）经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。 （6）土石方调配后，应按下式进
30、行复核检查： 横向调运十纵向调运十借方=填方 横向调运十纵向调运十弃方=挖方 挖方十借方=填方十弃方 以上检查一般是逐页进行复核的，如有跨页调配，须将其数量考虑在内，通过复核可以发现调配与计算过程有无错误，经核证无误后，即可分别计算计价上石方数量、运量和运距等，为编制施工预算提供上石方工程数量。 （三）关于调配计算的几个问题 （1）经济运距 填方用土来源，一是路上纵向调运，二是就近路外借土。一般情况调运路堑挖方来填筑距离较近的路堤还是比较经济的。但如调运的距离过长，以致运价超过了在填方附近借土所需的费用时，移挖作填就不如在路堤附近就地借土经济。因此，采取“调”还是“借”有个限度距离问题，这个限
31、度距离即所谓“经济运距”，其值按下式计算：经济运距 L经 = + L免式中：B借土单价（元m3）； T远运运费单价（元m3km）； L兔免费运距（km）。 由上可知，经济运距是确定借土或调运的限界，当调运距离小于经济运距时，采取纵向调运是经济的，反之，则可考虑就近借土。 （2）运量 土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位：m3km 在生产中，工程定额是将平均运距每10m划为一个运输单位，称之为“级”，20m为两个运输单位，称为二级，余类推，在土方计算表内可用符号、表示，不足10m时，仍按一级计算或四舍五人。于是： 总运量=调配（土石方）方数n式中：n平均运距单位（级），其值为：n =
32、 （L - L免）/ A其中：L 平均运距； L免免费运距。 在土石方调配中，所有挖方无论是“弃”或“调”，都应予以计价。但对于填方则不然，要根据用土来源来决定是否计价。如果是路外借土，那当然要计价，倘若是移挖作填调配利用，则不应再计价，否则形成双重计价。因此计价土石方必须通过土石方调配表来确定其数量为：计价土石方数量=挖方数量十借方数量 一般工程上所说的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量，一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。3 挡土墙设计与验算3.1 设计资料 3.1.1 墙身构造本
33、设计任务段中K109+600K111+000的横断面左侧坡度较陡，为了减少填方量，收缩边坡，增强路基的稳定性，拟在本段设置一段重力式路堤挡土墙，其尺寸见挡土墙设计图。拟采用浆砌片石仰斜式路堤挡土墙，墙高H=8.425m，墙顶填土高度为a=3.2，顶宽2.5m，底宽4.511，墙背仰斜,坡度为=13.5，基底倾斜，坡度为=11，墙身分段长度为10m。3.1.2 车辆荷载 根据路基设计规范(JTG 2004)，车辆荷载为计算的方便，可简化换算为路基填土的均布土层，并采用全断面布载。 换算土层厚 其中: 根据规范和查表 为墙后填土容重3.1.3 土壤地质情况填土为粘土，土的粘聚力，内摩擦角，墙背与填
34、土间的摩擦角,容重为 粘性土地基，容许承载力为，基底摩擦系数取0.38。3.1.4 墙身材料采用7.5号砂浆，25号片石,砌体容重为3；按规范:砌体容许压应力为，容许剪应力为，容许拉应力为。4 排水设计4.1排水的目的与要求 4.1.1目的将路基范围内的土基温度降低到一定的限度范围内，保护路基常年处于干燥状态，确保路基及其路面具有足够的强度与稳定性。把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排除出路界，同时把路界处于可能流入的地表水拦截在路基范围外，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。4.1.2要求各项设施应具有足够的泄水能力，排除渗入路面结构内的自由水，自由水在路面结构内的渗
35、流时间不能太长，渗透路径不能太长。排水设施要有较好的耐久性。4.2路基路面排水设计的一般原则（1）排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠宜短不宜长，以使水流不过于集中，作到及时疏散，就近分流。（2）各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道，两者必需合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。（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
36、排水与桥涵布置相配合，地下排水与地面排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，作到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应于路段防护加固相配合，并进行特殊设计。（4）路基排水要注意防止附近的山坡的水土流失，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与加固工程，对于重点路段的主要排水设施，以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠应注意必要的防护和加固。（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，又必须讲究经济效益。（6）为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面
37、结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。4.3 设计方案：4.3.1路基排水设计路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跌水和急流槽，各类地段排水沟应高出设计水位0.2m以上。边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1:1，边沟的深度为0.6m，边沟纵坡宜与路线纵坡一致，边沟采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护，截水沟横断面采用梯形，边坡采用1:1，深度及宽度为0.6m。边沟采用梯形状的边沟，示意图见图4-1：4.3.2 路面排水设计本公路的路面排水主要是采用路肩排水措施，主要由拦水带、和路肩排水沟组成以及中央分隔带排水设施组成。路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，当路面
38、纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方边坡应进行防护。路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置排水带，并通过急流槽将水排出路基。拦水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成，拦水带高出路肩12cm,顶宽810cm。急流槽的设置距按路肩排水的容许容量计算确定以20m50m为宜，急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近，并考虑到地形、边坡状态及其它排水设施的联接。5 沥青路面设计5.1 设计理论路面结构采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行计算，路面荷载及计算点如图6-1所示。图 5-1 路面荷载及计算点图示路面结
39、构层厚度的确定应满足结构整体刚度（即承载力）与沥青层或半刚性基层、底基层抗疲劳开裂的要求。（1）轮隙中心处（A点）路表计算弯沉值Ls应小于或等于设计弯沉值Ld即：(2)轮廓中心（C点）或当圆荷载中心处（B点）的层底拉应力应小于等于容许拉应力，即： 5.2 设计资料5.2.1 自然地理条件湖南省怀化市某高速公路K116+600K118+000段位，在自然区划上属于区，地形属于东南湿热区，气候温和，雨量充沛，是我国南北气候过渡地带。现在拟新建一条高速公路，双向四车道，交通量年平均增长率为9%，路基填土为粘性土。5.2.2 土基回弹模量的确定设计路段分干燥、中湿两种状态，根据路基土的不同状态，土基回
40、弹模量分别取48MPa、42MPa。.5-2 设计流程图5.2.3 确定累计标准轴次、设计弯沉及抗拉强度结构系数 5.2.3.1 累计标准轴次计算结果累计轴次计算结果见表5-1，属于重交通等级。5.3确定累计标准轴次、设计弯沉及抗拉强度结构系数 5.3.1 交通量的组成5.3.2 累计标准轴次计算结果序号汽 车 名 称交通量次/日汽 车总 重 (kN)汽车前后轴计算参数弯沉及沥青面层拉应力换算交通量(轴次/日)基层拉应力换算交通量(轴次/日)轴位轴重(kN)轮组(个)轴数(根)轴距(m)1小客车290039.5前轴16.511后轴23112中客车SH13070070.65前轴25.5511后轴
41、45.1213大客车CA5065096.90前轴28.711后轴68.2214小货车BJ130160040.75前轴13.5511后轴27.2215中货车CA5072092.90前轴28.711后轴64.2216中货车EQ14080092.90前轴23.711后轴69.2217大货车JN150700150.60前轴4911后轴101.6218特大车日野KB222900154.50前轴50.211后轴104.3219拖挂车五十铃88360.00前轴6011后轴100233m表5-1 交通量组成、汽车计算参数及轴载换算计算结果表以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时：Ne = 1.352777
42、E+07 轴次进行半刚性基层层底拉应力验算时： Ne = 1.027789E+07 轴次5.3.3 路面材料配合比设计与设计参数的确定1. 试验材料的确定半刚性基层所用集料取自沿线料场，结合料沥青选用A级70号，上面采用SBS改性沥青，技术指标均符合公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）相关规定。2. 路面材料配合比，按公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)进行。3. 路面材料抗压回弹模量的确定(1)根据设计配合比，选取工程用各种原材料制件，测定设计参数。按照公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ 05794）中规定的项目顶面法测定半刚性材料的抗压回弹模量。(2)对于高速公路和一级公路，所有的设计参数必须通过实验室，按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ 0522000）中规定的方法测定，但由于条件限制，本课程设计参照规范取值。沥青混合料 20、15的抗压回弹模量，各种材料的设计参数见表5-2、表5-3和表5-