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1、长沙理工大学二00八届毕业设计题目：京珠高速公路湖南省耒阳至宜章段路基路面综合设计(桩号：YK287+400YK288+500)全套图纸，加153893706专 业：道路与桥梁考 籍 号：姓 名： 指导老师： 老师时 间：2008年4月15日总说明书一、设计的主要技术指标本次设计为京珠高速湖南省耒阳至宜章段的一部份，里程桩号为K287+400至K288+500，共1100。技术等级为重丘区高速公路，设计车速为100公里每小时，分离式路基的单宽为13.5米，（本次设计只考虑右侧路线），设计标准轴载为BZZ-100，设计车辆标准为汽车-超20，验算荷载标准为挂车-120级，设计洪水频率为1/100
2、，设计地震基本裂度为VI级。路线所经地域自然区划为江南丘陵IV5区，雨水丰富，气温变化大，年极端最高气温41.2，年极端最低气温-5.2。沿线岩层以砂岩、粉砂岩、石灰岩为主，地质情况复杂，地下水丰富，土质主要为粘性土，厚薄不等，变化较大，低洼处为稻田土，含水量较大。 设计路线坡度较缓，最小平曲线半径为700米，最大平曲线半径为2240米，最小、最大竖曲线分别为10000和15000米。设计路段需弃方21049方。二、设计内容主要包括：1）公路路线平、纵、横设计。 2）路基工程设计。3）路面工程设计。 4）桥型、涵洞设计。5）施工组织设计。参考文献：1 公路工程技术标准 (JTJ001-97).
3、人民交通出版社 2 公路路线设计规范（JTJ011-94）.人民交通出版社3 公路路基设计规范（JTJ013-95）.人民交通出版社 4 公路水泥混凝土路面设计规范（JTJ40-2002）人民交通出版社5 公路沥青路面设计规范（JTJ014-97）.人民交通出版社 6 公路路基施工技术规范（JTJ033-95）.人民交通出版社7 公路排水设计规范 （JTJ018-97）.人民交通出版社 8 张雨化.道路勘测设计.人民交通出版社，1997.99 邓学均.路基路面工程.人民交通出版社，2000.2 10 路基设计手册.人民交通出版社，1996.511 路面设计手册.人民交通出版社，姚祖康，1998
4、 12 任玉峰，建筑安装工程原理与概预算，黑龙江科技出版社13 杨子敏，公路工程造价指南，人民交通出版社2000年2月 14 公路工程预算定额北京：人民交通出版社，1998总 目 录第一章、公路路线平、纵、横设计第二章、路基工程设计第三章、路面工程设计第四章、桥型、涵洞设计第五章、施工组织设计长沙理工大学继续教育学院二00八届毕业设计文字部分题目：京珠高速公路湖南省耒阳至宜章段路基路面综合设计(桩号：YK287+400YK288+500)二00八年四月长沙理工大学继续教育学院二00八届毕业设计图纸部分题目：京珠高速公路湖南省耒阳至宜章段路基路面综合设计(桩号：YK287+400YK288+50
5、0)二00八年四月目 录1、公路路线纵断面图(图号:毕业设计-纵断面图-0103)3张2、公路路线横断面图(图号:毕业设计-横断面图-0411)张3、公路标准横断面图(图号:毕业设计-标准横断面图-1114)3张4、公路中央隔离带排水图(图号:毕业设计-中央隔离带排水图-15)1张5、公路排水沟设计图(图号:毕业设计-排水沟图-16)1张6、公路距形边沟设计图(图号:毕业设计-距形边沟-17)1张7、公路急流槽设计图(图号:毕业设计-急流槽-18)1张8、公路护坡设计图(图号:毕业设计-护坡-19)1张9、公路挡土墙设计图(图号:毕业设计-挡土墙-20)1张10、公路普通草皮护坡设计图(图号:
6、毕业设计-草皮护坡-21)1张11、公路方格骨架草皮护坡设计图(图号:毕业设计-草皮护坡-22)1张12、公路拱形骨架草皮护坡设计图(图号:毕业设计-草皮护坡-23)1张13、公路沥青混凝土路面结构设计图(图号:毕业设计-沥青混凝土路面-24)1张14、公路水泥混凝土路面结构设计图(图号:毕业设计-水泥混凝土路面-25)1张15、公路水泥混凝土路面接缝钢筋设计图(图号:毕业设计-水泥混凝土路面-26)1张16、公路水泥混凝土路面接缝设计图(图号:毕业设计-水泥混凝土路面-27)1张17、公路钢筋混凝土盖板涵设计图(图号:毕业设计-钢筋混凝土盖板涵-28)1张18、公路钢筋混凝土圆管涵设计图(图
7、号:毕业设计-钢筋混凝土圆管涵-29)1张第一章、公路路线平、纵、横设计目 录1、公路路线平、纵、横设计11.1、公路路线平面设计11.2、公路纵断面设计11.3、公路横断面设计21.4、路基土石方计算与调配2第二章、路基工程设计目 录2、路基工程设计12.1、路基设计的原则12.2、公路路基排水设计12.3、公路路基防护工程设计22.3.1、路基防护的目的及分类22.3.1.1、路基防护的目的22.3.1.2、在本路段中所采用的种类有以下几种22.3.2、路基防护的要及所遵循的原则22.3.2.1、 路基防护的要求22.3.2.2、路基防护的原则32.3.3、边坡防护措施32.3.3.1、坡
8、面防护32.3.3.2、冲刷防护32.3.3.3、本设计段路基防护的具体措施4第二章、路面工程设计目 录2、路面工程设计12.1、路面设计的原则12.2、公路路面排水设计12.3、水泥混凝土路面与沥青混凝土路面比选12.3.1、技术适应性比较12.3.2、使用性能比较22.3.3、两类路面的经济比较32.3.4、两类路面的环保评价42.4、沥青路面设计(干燥状态)42.4.1、 确定累计标准轴次42.4.2、 确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数62.4.3、 确定土基回弹模量72.4.4、 确定结构设计参数72.4.5、确定结构设计参数82.4.6、确定结构设计参数82.4.7、验算结果92
9、.4.8、路面结构图9第四章、桥型、涵洞设计目 录4、桥型、涵洞设计14.1、桥梁设计14.1.1、采用标准、规范及主要技术指标14.1.2、本段桥梁基本情况14.2、涵洞设计14.2.1、采用标准、规范及主要技术指标14.2.2、本段涵洞基本情况14.2.3、设计说明1第五章、施工组织设计目 录5、施工组织设计15.1、工程概况15.1.1、设计情况说明15.1.2、主要技术标准15.1.3、地形地貌、气象条件及地质特征15.2、编制依据及原则25.2.1、编制依据25.2.2、编制原则25.3、施工部署35.3.1、组织机构的建立及部署35.3.2、施工工期计划55.4、设备、人员动员周期
10、和设备、人员、材料运到施工现场的方法65.4.1、设备、人员动员周期65.4.2、设备、人员、材料运到施工现场的方法75.5、主要工程项目的施工方案、施工方法75.5.1、路基工程75.5.2、桥涵工程171、公路路线平、纵、横设计1.1、公路路线平面设计平面线型设计有两个最基本的要求和五点原则：基本要求：汽车行驶轨迹和平面线型要素。五点原则：A、平面线型应直捷、连续、顺适，并殖民地地形、地物相适应，与周围不幸相协调；B 、行驶国学上的要求是基本的，视觉和心理上的要求对高速路应尽量满足；C、保持平面线形的均衡与连贯；D、应避免连续急弯的线形；E、平曲线应有足够的长度。本路段公路平面设计已经完成
11、，本段平面线型设计满足了平面线型设计的两个基本要求和五点基本原则。1.2、公路纵断面设计本设计的路基的起点设计高程为236.5米，终点设计高程为235.94米，设置两个变坡点，纵坡变坡点桩号为YK287+972.81、高程为234.78米，在该处设置一半径为12000米的凹型曲线。在该条件下，纵坡变坡点前后的纵坡分别为：= -3 %和= 0 %，主点要素曲线长L、切线长T、外距E计算公式如下： 曲线长 切线长 外距 桩号及高程可根据下式计算：起点=交点桩号-切线长（T）竖曲线起点高程变坡点高程-外矩（E）具体计算结果如下：竖曲线起点桩号=YK287+954.82竖曲线终点桩号=YK287+99
12、0.81第二个变坡点的桩号为YK288+114.92，高程为234.78，竖曲线半径为12000米，纵坡变坡点前后的纵坡分别为：= 0 %和=3 %同理可计算得：竖曲线起点桩号=YK288+096.93竖曲线终点桩号=YK288+132.911.3、公路横断面设计本设计公路总长1100米，每50米设计一个断面图。公路横断面设计中,边坡开挖坡度设计为1:0.6，高于3米设一米宽平台再变坡为1:1；回填边坡设计回填边坡为1:1，高于3米处设挡土墙。路基土石方调配采用土石方计算表调配法，调配时遵循以下原则： 1）不跨合同段或跨新建大桥调运； 2）在经济合理的前提下，移挖作填，就近调运，尽量减少弃方和
13、借方； 3）根据土质和运距远近采用不同的施工机械和施工方法。1.4、路基土石方计算与调配 本段土石方调配工程量较少，一共调1.71万米立米土石方，详细方量和调配见(表一)。2、路基工程设计2.1、路基设计的原则1.路基设计根据沿线地形、地质、气候、水文等自然条件及环境保护的要求，因地制宜，采取必要的排水防护工程措施，防止各种不利的自然因素对路基造成的危害，以保证路基有足够的强度和稳定性。2.本公路路基宽度为27m，四车道，其路幅划分为2.0m（中央分隔带）+27.5m(路面)+23.5（硬路肩）+20.75（土路肩）+20.75（路缘带）。3.当圆曲线半径R2500m时，按规定设置超高，超高方
14、式按中轴旋转；采用路面中线作为设计高程。4.公路用地界为：路堤两侧排水沟边缘（无排水沟时为公路或护坡道护脚）以外2m，路堑坡顶截水沟外边缘2m（无截水沟时为坡顶以外2m）的范围。 5.路基土石方数量计算挖方按天然密实体积计，填方按压实后体积计，移挖做填时，按预算定额考虑修正系数（松土1.23、普土1.16、硬土1.09、石方0.92）。路基土石方数量表中的土石方数量是指扣除了路面厚度，并已计入边沟、排水沟、截水沟、部分改沟的土石方数量及表土、淤泥开挖后的回填数量。 2.2、公路路基排水设计本次公路路基排水设计以三个典型断面进行设计。路基挖方地段一般采用梯形断面边沟,并用浆砌片石加固。路基填方地
15、段设置梯形断面排水沟。整个路线利用边沟、排水沟、涵洞等以及原有的沟渠等构成一个完整的排水系统，以保持路基干燥和稳定。路面排水系统采用分散排水方式，一般路段均不设置拦水带和急流槽，让路面水漫流于路基之外。但综合考虑公路所在地平均降雨强度、降雨历时等自然因素，在桥梁桥头两侧、位于凹形竖曲线底部的路堤边坡两侧、路基填挖交界边沟和排水沟过渡处等特殊路段设置了急流槽集中排水。2.3、公路路基防护工程设计2.3.1、路基防护的目的及分类2.3.1.1、路基防护的目的确保道路全天候的安全使用，使路基不致因地表水流和气候变化而产生失稳。我们从高速公路建设的投资用于路基防护资金的比例越来越大可以看出路基防护在高
16、速公路建设中占有相当重要的地位。2.3.1.2、在本路段中所采用的种类有以下几种1.坡面防护有植物防护（即植草、铺草皮）灰浆防护（即抹面）； 2.冲刷防护有直接防护（护面墙、挡土墙、切石护坡、混凝土预制块、拱型骨架护坡）由于本路段没有大河所以无间接防护。2.3.2、路基防护的要及所遵循的原则2.3.2.1、 路基防护的要求 1.路基防护应当结合当地的具体情况：如水文、地质、条件、气候。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，避免给以后造成不必要的麻烦；2.对于本路的土路堤坡面铺砌防护工程是在填土压实后进行施工的。坡面的防护预先整平；3.对于本路段的冲刷防护，由于本路段受水流破坏的影响较弱我在有水
17、路堤设置切石护坡。2.3.2.2、路基防护的原则以16个字来概括“因地制宜，就地取材，以防为主，防治结合”。2.3.3、边坡防护措施2.3.3.1、坡面防护 1). 种草 (1) 使用场合：用于边坡稳定，坡面冲刷稳定且易于草类生长的土质路堤与路堑主要作用是防止表面水土流失，固结表土，增强路基的稳定性。(2) 注意事项：（1）草质要好，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均匀。播种时温度与湿度都应比较大2). 铺草皮 (1) 使用场合：与种草不同的地方在于种草适合与当地有足够工挖取使用的草皮地段路基防护而铺草皮则用在边坡较高、较陡的路段。 (2) 注意事项：（1）草皮
18、根系发达；（2）做好相应的排水设施，以免冲坏草皮；（3）应选在雨水比较充足的季节如春季、或初夏。避免在冰冻或解冻时期施工。 3). 抹面 使用场合：适用于易风化而未严重风化的岩石边坡及软硬岩层路堑坡面防护。2.3.3.2、冲刷防护1). 护面墙本路段所采用的护面墙的形式有：实体式护面墙、人字型骨架式护面墙、窗孔式护面墙等。主要用于易风化软质岩层的路堑边坡。2). 浆砌片石防护本路段所采用浆砌片石防护时设置了必要的泄水孔。3).混凝土预制块护坡的使用场合：(1)当有些地区缺乏片石材料时，常采用混凝土预制块护坡。它比浆砌片石护坡能抵抗较大的流速和波浪的冲击，只是造价相对较高。(2)必须设置砂砾垫层
19、或碎石垫层。2.3.3.3、本设计段路基防护的具体措施 1). 对于边坡面积较小，而且较矮时，为了减少施工程序及施工时间，同时也为了与周围环境相协调，采用了种植草皮的防护形式。2). 对于其它土质路堤及路堑边坡的防护，由于边坡较稳定，坡面冲刷轻微，且土质宜于草类生长，多采用骨架内草皮护坡。考虑到美化效果，采用了多种骨架形式，其中有拱型式、方格式、人字型等。3). 对于少数风化花岗岩岩石边坡，为了防止其中风化以及水流冲刷，相应地采用了骨架内草皮护坡。2、路面工程设计2.1、路面设计的原则根据交通量、公路的使用任务、性质、结合项目所在区域的气候、水文、地质、材料、实践经验及施工和养护条件等情况综合
20、进行路面设计。吸取最近几年省内外在高等级公路上修筑沥青路面的经验和教训，在有效控制投资的前提下充分考虑采用机械化施工方法，重视新技术、新工艺、新材料的应用。沥青砼路面设计以双轮组单轴载100KN（轮胎接地压强P为0.7Mpa，单轮传压面直径d为21.3cm，两轮中心距为1.5d）为标准轴载。2.2、公路路面排水设计本次公路路基排水设计以三个典型断面进行设计。路面结构层中底基层采用级配碎石，并沿路基宽度方向满铺，以利路面内部排水。挖方段路面边缘及土路肩采用PE防渗布、碎石层、泄水孔进行排水。2.3、水泥混凝土路面与沥青混凝土路面比选2.3.1、技术适应性比较对于土基，水泥砼路面对土基条件不太敏感
21、，而沥青砼路面的整体强度很大程度上取决于土基强度。对于路面所使用的集料，水泥砼路面可以容纳各种类型的集料和砂，只要这些材料满足一定的标准(如级配、砂率、洁净等)。而沥青砼路面对集料的要求较高，除应满足规范规定的强度、耐磨耗(磨耗率、压碎值)及粗糙度(磨光值)指标要求外，还应考虑沥青与石料的粘结力。对于气候条件，对路面的影响主要表现为当地气温、降水以及地下水位。水泥砼路面对温度的敏感性较小，在炎热的夏季，水泥砼路面不会出现象沥青砼路面因温度而产生的车辙、推移、泛油等病害。水对任何一种路面均会产生破坏，水不仅对路面结构本身有影响，对土基的影响尤甚，但沥青砼路面的水稳性相对较差。在施工方面，沥青路面
22、可进行大面积机械化施工，现场操作简便，施工进度快，施工工期大大缩短，且完工后无需养生即可开放交通，影响交通时间短。但施工受气候影响，气温较低时铺筑沥青面层，施工质量得不到保证。水泥路面也可进行机械化施工，且施工受气温影响较少，但施工程序较多，施工工期长，完工后要经过1520天的湿治养生，才能开放交通，如需提前开放交通，需采取在拌合料中添加早强剂、减水剂等特殊措施，增加成本。2.3.2、使用性能比较沥青路面表面平整度好，无各种接缝，行车过程振动小，噪音低，行车平稳、舒适，养护维修简便，既可对局部损坏路面进行翻挖修补，又可直接加铺面层，恢复旧沥青面层的质量。但沥青路面由于行车作用，经过一段时间使用
23、后，面层矿料逐渐磨光，沥青路面面层中多余的沥青在行车荷载重复作用下易产生泛油，形成表面滑溜，抗滑能力差；沥青路面水稳性、热稳性差，易产生老化、裂缝等病害，与水泥路面比，使用寿命较短，一般设计使用年限为1215年。 水泥路面水泥路面具有较高的抗压强度抗弯拉强度和抗磨耗能力，能通行包括履带式车辆等各种重交通运输工具，水稳性、热稳性均较好，它的强度随着时间的延长而逐渐提高，不存在沥青路面的老化现象，经久耐用，一般设计使用年限为2030年。在设计合适、正常施工情况下，设计使用年限内水泥路面出现病害的比例较低，养护工作量相对较少，养护费用较低，综合经济效益高。但水泥路面平整度较沥青路面差，一般都要设置胀
24、缝、缩缝、施工缝等各种接缝，行车中振动大，舒适性差；汽车行驶过程中噪音大，影响人的生理和心理状况；出现局部损坏或抗滑坡能力降低时，维修工作量大，实施时间长，养护困难，影响交通。2.3.3、两类路面的经济比较路面结构的经济评价主要考虑的因素有路面结构的寿命周期总费用现值、建筑及养护费用，还要考虑采用的方案对当地经济的影响，如使用当地材料、劳动力资源的利用等。根据江苏省交通科研所和东南大学联合研究的结果表明，普通公路上两类路面的初期投资非常接近，水泥砼路面的初期投资仅比沥青砼路面高4%10%，而水泥砼路面的费用现值要比沥青砼路面费用现值低2%10%。由此可见，仅从经济的角度出发，水泥砼路面和沥青砼
25、路面具有相同的竞争力。2.3.4、两类路面的环保评价水泥路面施工中对水和水泥的需要量大。据计算，修筑22cm厚、7m宽的水泥路面，每1km要消耗水泥约638t和水约1848t，给缺水地区带来较大困难。消耗大量水泥要开采大量石料，势必破坏植被和山体稳定，造成水土流失；随处开采石料，也破坏自然景观；水泥生产过程中产生的大量粉尘污染空气，影响周围环境。沥青路面在加热拌和生产过程中也会产生有毒危害气体，但排放量较小。从环境保护角度，应选择沥青路面。但是结合当地地形，考虑到K74000K74500这段路紧挨石料场，池塘，对水泥路面施工有利，因此此段采用水泥混泥土路面，而前段采用沥青混泥土路面，综合分析，
26、本次毕业设计主要选择沥青混凝土路面。2.4、沥青路面设计(干燥状态)2.4.1、 确定累计标准轴次 计算设置： 根据交通量计算根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)3.0.3条与3.0.4条的规定计算累计标准轴次 Ne1) 交通参数 公路等级： 高速公路 路面等级： 高级路面 设计年限： 15 年 建设期限： 3 年 年平均增长率： 6.0 % 车道特征： 四车道 车道系数： 0.42) 交通量组成交通量组成、汽车计算参数及轴载换算计算结果表序号汽车名称交通量 次/日 Ni汽车总重 （KN）轴位轴重（KN）轮组 (个)轴数(根)轴距（m）弯沉及沥青面层换算交通（轴次/日）基层拉应力换算
27、交通量（轴次/日）1南京NJ-130 180039.50前轴16.501100后轴23.0021002解放CA10B 160096.90前轴28.701119.640后轴68.2021132.45 32.763东风EQ140 200040.8前轴13.41100后轴27.4216.4504依士兹TD5030092.90前轴23.701100后轴69.2021302.3878.885黄河JN162A50150.60前轴23.7011383.2089.53后轴69.20211441.181680.576齐齐哈尔QQ56015180.70前轴23.7011383.2089.53后轴69.202114
28、41.181680.577解放CA30A120150.60前轴49.0011172.460后轴101.6021642.89681.248交通SH361 35154.50前轴50.2011383.2089.53后轴104.30211441.181680.579太脱拉11151300214.0前轴51.41162.439.91后轴80.00223270.0055.36合计7220 2628.253) 累计标准轴次计算结果以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时： Ne = 13318188 轴次进行半刚性基层层底拉应力验算时： Ne = 10795103 轴次2.4.2、 确定路面设计弯沉值与抗
29、拉强度结构系数根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标1) 设计指标各系数 公路等级： 高速公路 公路等级系数： 1.0 面层类型： 沥青混凝土面层 面层类型系数： 1.0 基层类型： 半刚性基层、底基层总厚度20cm 基层类型系数： 1.0 沥青混凝土级配类型： 中粒式沥青混凝土 级配类型系数： 1.02) 设计指标a. 设计弯沉值： ld = 22.15 (0.01mm) b. 抗拉强度结构系数 对沥青混凝土面层： Ks = 3.3915 对无机结合料稳定集料类： Ks = 2.0995 对无机结合料稳定细粒土类： Ks = 2.69932
30、.4.3、 确定土基回弹模量 计算设置： 按规范计算1) 根据公路沥青路面设计规范中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值” 土 组 类 型 ： 粘质土 路基干湿状态： 干燥状态 土基土质稠度： Wc = 1.0912) 根据公路沥青路面设计规范中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值 (MPa)” 公路自然区划： IV-5 区 土 组 类 型 ： 粘质土 土基回弹模量提高系数： 无 土基回弹模量： E0 = 45.0 MPa2.4.4、 确定结构设计参数1) 基本参数路基路面结构总层数： 6 结构设计层位： 42) 根据公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的建议值确定各结构
31、层设计参数路面结构层设计参数表层位材料名称材料类型厚度（cm）抗拉模量劈裂强度容许拉应力20151细粒式沥青混凝土沥青混凝土4.01400.02000.01.40.4132中粒式沥青混凝土沥青混凝土5.01000.01400.00.80.2363粗粒式沥青混凝土沥青混凝土6.01000.01400.00.800.2364二灰碎石稳定集料设计层1500.0非沥青砼0.650.3105级配碎石 非整体性15.0250.0非沥青砼松散材料无6中液限粘土45.0 2.4.5、确定结构设计参数 确定最小防冻厚度 计算设置： 不进行验算2.4.6、确定结构设计参数设计结果按设计弯沉设计, h4 = 36.
32、6 cm。已满足第 1 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 2 层容许拉应力验算指标要求已满足第 3 层容许拉应力验算指标要求 已满足第 4 层容许拉应力验算指标要求2.4.7、验算结果1) 选定厚度为： h4 = 36.6 cm2) 验算结果计算弯沉值为： ls = 22.12 (0.01mm)设计弯沉值为： ld = 22.15 (0.01mm), 满足路面整体刚度指标要求第 1 层计算拉应力值为： 1 = -0.204 MPa 容许拉应力值为：R1 = 0.413 MPa 满足第 1 层路面验算指标要求第 2 层计算拉应力值为： 2 = -0.083 MPa 容许拉应力值为：R2 = 0.236 MPa 满足第 2 层路面验算指标要求第 3 层计算拉应力值为： 3 = -0.041 MPa 容许拉应力值为：R3 = 0.236 MPa 满足第 3 层路面验算指标要求第 4 层计算拉应力值为： 4 = 0.146 MPa 容许拉应力值为：R4 = 0.310 MPa 满足第 4 层路面验算指标要求2.4.8、路面结构图 层号 材 料 名 称 厚度(cm) 1 细粒式沥青混凝土 4.0 2 中粒式沥青混凝土 5.0 3 粗粒式沥青混凝土 6.0 4 二 灰 碎 石 36.6