底至衡阳高速公路某路段_综合设计计算说明书(编辑修改稿)

底至衡阳高速公路某路段_综合设计计算说明书(编辑修改稿)内容摘要：

软土路基处理 在软 土层顶面铺设排水 砂砾 层，以增加排水面，使软土地 基在填土荷载的作用下 加速排水固结，提高其强度满足稳定性的需要。 这种 砂砾 垫层对于基底应力的分布和沉降量的大小无显著的影响，但可加速沉降的发展，缩短固结的过程。 砂砾 垫层，施工简单，占地少，但需砂料，且填土时间较长，施工中需严格控制填土速度。 砂砾 垫层的设计标准对于前述各地质单元模型中砂垫层的设计标准是： 砂砾湖南工程学院 20xx 届毕业设计（论文） 15 垫层的材料为中砂及粗砂，含泥量不大干 3％， 砂砾 垫层的宽度要适当大干路堤底宽，以防止在施工过程中由于施工机械的破坏影响垫层的有效作用（两侧各宽出 米左右）； 砂砾 垫层厚度 米，同时，为了增加地基土的抗剪 强度，提高路堤的整体稳定性，达到排水及隔离的作用，通常尚需在砂垫层中铺设土工格栅。 当路堤高度小于极限高度的 2倍，软土层较薄，填筑材料比较困难，或雨季施工时，采用砂砾 (砂 )垫层，在填土与基底之间设一排水面，从而使地基在受到填土荷载后，迅速地将地基土中的孔隙水排出，加快固结速度，提高地基的承载力，减少沉降，防止地基局部剪切变形。 要注意控制填土速度，所用的材料为含泥量不大于 5%的洁净中粗砂，或最大粒径小于 5cm 的天然级配砂砾。 ，软土表面无透水性的地壳。 ，但具有双排水的条件。 垫层的厚度一般为 米，视堤高度，软土层的厚度及压缩性而定。 砂砾 垫层时，路堤填筑的速度应合理安排，使加荷的速率与地基承载增加（即排水固结的速率相适应，以保证地基在路堤填筑过程中不发生破坏，通常可利用埋设在路堤中线的地面沉降板，以及布置在路堤坡脚外的位移边桩进行施工观测，随时掌握地基在路堤填筑过程中的变化情况和发展趋势，借以判断地基是否稳定 ，控制填土的速度。 根据经验，在一般情况下水平位移量控制在每天不超过 ，垂直位移每天不超过 时，地基便可保持稳定。 垫层材料宜采用中 砂 及粗砂，不许掺有细砂及粉砂，含泥量不得过多。 路基防护设计说明 根据路线所经区域的地形、地貌、气象及水文等特点，对路基防护采取了以生态防护为主的边坡防护形式。 为确保路基的稳定，防护与加固必不可少。 路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、路基的支挡工程。 湖南工程学院 20xx 届毕业设计（论文） 16 根据 填 方边坡的坡率和高度，分别采用了以 下的边坡防护形式。 1） 植草 护坡：当边坡高度小于 或等于 ，采用植草防护。 2） 浆砌片石方格形骨架防护：当 边坡高度大于 时，采用浆砌片石方格形骨架衬砌防护。 骨架内采用客土喷播植草。 客土喷播是使用专门的设备，将植物种子、保水材料、稳定材料、疏松材料及适合植物生长的富含有机质的客土和缓释长效、速效肥料按配比充分混合，再通过压缩空气，将材料喷射到骨架内形成一定的厚度，淋水养护成坪。 草种应选用适用当地土质和气候条件、成活率高的优良品种。 3） 浆砌片石护坡：一般用于水塘、水库及冲刷较轻地段。 防护 根据挖方边坡的地质条件、地层岩性及挖方边坡坡率和高度，分别采用了以下的边坡防护形式。 1） 挖方植草防护：适用于挖方高度小于或等于 稳定土质挖方边坡防护。 2） 平面网植草：适用于挖方高度 ＜ H《 稳定土质挖方边坡防护。 3） 浆砌片石拱形骨架：适用于挖方高度 ＜ H《 稳定土质挖方边坡防护。 骨架采用浆砌片石砌筑，并采用 25 号水泥混凝土预制块镶边，镶边石高出骨架面 10cm，以汇导水流，使坡面水在边坡上顺镶边石形成的凹槽集中排除。 骨架内采用客土喷播植草绿化，以美化路容。 草种应选 用适用当地土质和气候条件、成活率高的优良品种。 路基 支挡工程 路基支挡工程主要采用挡土墙，挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。 为防止路堤边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积。 本路段主要采用重力式挡土墙。 采用 号浆砌 MU30 片石砌筑，并采用M10 号水泥砂浆勾缝。 挡土墙基础埋置在天然地面以下不小于 1米的持力层中，对于岩石地基，其埋置深度不小于 米。 以本设计 路 段中 K25+350桩号的横断面为例，填方高度为 ，其 右 侧 的边坡若正常放坡后， 路基右侧 用地范围将达到 20来 米， 而且在路基右侧离路中线 14米处便湖南工程学院 20xx 届毕业设计（论文） 17 是水库。 设置挡土墙后，将会大幅度收缩坡脚，同时减少损害。 拟在 该处 设置挡土墙 以保证其路基稳定。 本线路挡土墙具体布置位置见下表。 表 挡土墙分布 表 布置位置 类型 挡土墙墙高度（ cm） K25+330 K25+350 右幅 重力式挡土墙 450 K25+350 K25+370 右幅 重力式挡土墙 620 路基排水设计说明 路基 排水设计 路基排水设计主要根据本道路的等级和排水的通畅程度，并综合考虑工程的造价和路面的结构类型来确定的。 挖方路段及填方路堤边坡高度小于边沟深度的填方路段，应在挖方边坡或填方边坡坡脚外设置边沟，以汇集和排泄降落在坡面和路面上的表面水。 路基排水设计的一般原则为： 、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。 ，应注意与农田水利相配合，必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有利于农田灌 溉。 ，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，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地面排水与地下排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到综合整治，分期修建。 ，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，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和加固工程。 ，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，有必须讲究经济效益。 排水设施 水沟 湖南工程学院 20xx 届毕业设计（论文） 18 排水沟截面型式为梯形，尺寸为上口宽 180cm，下口宽 60cm，高 60cm，排水沟外边坡坡率为 1:1。 排水沟与原地面自然沟渠、河塘相衔接，当落差较大时采用急流槽、消力池进行过渡、消力。 为保持路基填方边坡坡脚的稳定，排水沟的位置应离路基尽可能远一些，据路基坡脚不宜小于 2m，连续长度不超过 500m。 边沟为浆砌片石边沟，截面为矩形，底宽为 60cm，深度为 60cm, 边沟沟底纵坡一般同路线纵坡，排水困难段纵坡作适当调整，最小纵坡不小于 % ,以 30cm 厚的浆砌片石铺筑，坡长不小于 300m，边沟 水均应引离路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑内。 截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外 5米处，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。 截水沟的横断面形式为矩形，沟的边坡坡度因岩土条件而定，沟底宽度和沟深为。 截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。 涵洞的设计说明 涵洞设计的原则 ，注意与农田排灌相结合，适应路线平、纵 要求，并与路基排水系统相协调，宜尽量使工程数量小，工程造价降低。 ，根据涵洞涵底纵坡及地基情况， 涵洞洞身沿整个长度进行分节，分节每段长为 2— 6m，节间用沉降缝分开，并将基础也分开，涵洞洞身分节后可一防止由于荷载分布不均匀及地基不均匀沉降而使涵洞洞身产生裂缝。 沉降缝间设置浸沥青的木板或填塞浸以沥青的麻絮，缝宽 2— 3cm。 ，并视地形、地质、水文情况，设置一定的坡度。 斜坡上的涵洞涵底纵坡不宜大于 5%，当涵洞涵底纵坡大于 5%时，涵底宜采用齿状基础。 当涵底纵坡大 于 10%时，洞身及基础应分段做成阶梯，前后两节涵洞盖板的搭接高度不应小于其厚度的 1/4。 涵洞洞口建筑及毗连洞口建筑端节的基础，其砌筑深度应在冰冻线以下至少。 ，保证洞口周围的路湖南工程学院 20xx 届毕业设计（论文） 19 基稳定，并具有调节水流状态，保持水流顺畅通过洞身的作用。 涵洞出入口应设端墙或翼墙，端墙或翼墙与洞身应设缝隔开，缝内填以不透水材料。 ，并且出水口引起的问题较进水口多。 因此，必须做好涵洞进出口沟床的加固处理与防护，以保证涵洞的安全。 本路段仅设有 1处涵洞，均选用无压力式钢筋混凝土盖板涵。 表 涵洞布置表 桩号 涵洞类型 孔径（ m） K26+010 盖板涵 180。 路面设计说明 路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分，通常都根据车辆行驶的需要，选用优质材料建成。 路面设计基本原则 ，表面应满足平整、抗滑和排水要求； 、基层的结构类 型及厚度应与公路等级、交通等级组成相适应； ； ； ，各结构层既要满足最小厚度要求，又应考虑施工可行性； 、水文、地质状况相适应，并充分利用当地筑路材料。 设计方法 沥青路面采用双圆垂直均布荷载作用下弹性层状体系理论为基础，以路表设计弯沉作为路面整体强度的控制指标，对各结构层进行层底的容许弯拉应力验算。 水泥混凝土路面采用弹性半无限地基模型，以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状 态。 湖南工程学院 20xx 届毕业设计（论文） 20 路面结构比选 对于土基，水泥砼路面对土基条件不太敏感，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。 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。 由于沥青路面结构与水泥混凝土路面结构相比具有上述优点，并结合当地的实际情况， 本人认为采用沥青路面结构，更适应于当地的需要，并将更有利于当地的发展，因此，最终推荐采用沥青路面结构。 ： 沥青混凝土面层： 4cm AC13 细粒式沥青混凝土 5cm AC20 中粒式沥青混凝土 7cm AC25粗粒式沥青混凝土 基层： 28cm 水泥稳定碎石 底基层： 25cm 石 灰土 为方便施工，硬路肩、中央分隔带开口均采用与行车道相同的路面结构及厚度。 湖南工程学院 20xx 届毕业设计（论文） 21 第 2章 计算书 路基边坡稳定性分析 由于本设计路段的填方高度均比较低，故不进行路堤边坡稳定验算，只对路堑边坡进行边坡稳定分析。 已知 K25+440 处（如图）路堑边坡坡率从下至上一次为 1： ， 1： ,1:。 路堑高度为 , 土的 f =20 ， c=100kpa， g =18KN/ 3m。 平均边坡为 :=1： 按 法确定滑动圆心辅助线。 换算土柱高度： 0 NGh BLg= 横向分布车辆轮胎最外缘间总距： ( 1)B Nb N d= + ho=,H=,在此取 q =arctan （ ） =176。 ,查表 得1 = , 2 = 绘制三条不同位置的滑动曲线，第一条通过路堑边坡最边缘（如图），第二条通过距边缘 10m 处，第三条通过距边缘 15m 处。 .（如下图） 将圆弧范围的土体分成 8段，先由每段 3m。 算出滑动曲线每一分段中点与圆心竖线之间的偏角 ia 为 sin ii XRa = （ 21） 式中 iX —— 分段中心距圆心竖线的水平距离，圆心竖线左侧为正，右侧为负 R—— 滑动曲线半径 以路堤纵向长度 1m 计算出各分段的重力 iG 将每一分段的重力 iG 分解成两个分力： 在滑动曲线法线方向分力 cosi i iNG a= （ 22） 在滑动曲线切线方向分力 sini i iTGa= （ 23） 分别求出此两者之和： iiNG邋 和 ，算出曲线长度 L。