道路--某新建二级公路设计(编辑修改稿)

道路--某新建二级公路设计(编辑修改稿)内容摘要：

城市面貌等要求，横断面设计应第 6 页 共 32 页 满足以下一些要求： （ 1）设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路工 程技术标准》规定的具体要求。 （ 2）设计时应兼顾当地农田基本建设的需要，尽可能与之相配合，不得任意减、并农田排灌沟渠。 （ 3）路基穿过耕种地区，为了节约用地，如当地石料方便，可修建石砌边坡。 （ 4）沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。 路基宽度的确定 路基宽度是指公路路幅顶面的宽度，即两路肩外缘之间的宽度，公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。 根据规范，二级公路采用单幅路形式，行车道宽 2 ，硬路肩宽度： 2 ，土路肩宽度： 2。 路基宽： 7++=10m，路拱坡度 2%。 布置如下图 41所示： 硬路肩行车道行车道硬路肩土路肩土路肩 图 41 路基设计简图 路堤和路堑边坡坡度的确定 由《公路路基设计规范》，结合实际的工程地质条件综合考虑：路堤边坡坡度取为 1：～ 1： ；路堑边坡取为 1： ～ 1：。 超高与加宽 第 7 页 共 32 页 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。 一般路基设计 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： 和 1： ，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： 和 1：。 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。 设计依据 《公路路基设设计规范》 《公路工程技术标准》 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： 第 8 页 共 32 页 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 0～ 30 6 10 下路床 30～ 80 4 10 上路堤 80～ 150 3 15 下路堤 150 以下 2 15 零填及路堑 路床 0～ 30 6 10 （ 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 0—30 ≥95 下路床 30—80 ≥95 上路堤 80—150 ≥94 下路堤 150 以下 ≥92 零填及路堑路床 0—30 ≥95 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，但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因，使地基失稳，第 9 页 共 32 页 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。 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。 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，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 人字 形骨架植草 护坡。 支挡结构设计 （ 1） 挡土墙的用途 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。 在公路工程中广泛应用于支挡路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。 （ 2） 挡土墙的类型及适用范围 挡土墙类型分类方法较多，一般以挡土墙的结构形式分类为主，常见的挡土墙形 式有：重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。 按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。 第 10 页 共 32 页 路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基底 滑动，确保路基稳定，同时可以收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路已有的重要建筑物。 路堑挡土墙设置在堑坡底部，主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡，同时可 减少挖方数量，降低边坡高度。 （ 3） 本路段 挡土墙设置 在路段 K0+960～ K1+100 右侧，为收缩坡脚、加强路基的稳定性，设置挡土墙 长 140m，高 2～ 4m，具体布置及构造见《挡土墙布置图》和《挡土墙构造图》。 （ 4） 挡土墙排水设施 挡土墙的排水处理是否得当，对岩石或土坡的稳定性影响很大，直接影响到挡土墙的安全与使用效果。 挡土墙的排水设施通常由地面排水和墙身排水组成。 地面排水，主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。 因此，可设置地面排水沟以截留地表水。 夯实回填土顶面和地表松土，以减少雨水和地面水下渗，必要时应加设铺砌，采取封闭处理。 为防止地表水渗入地基，可夯实墙前回填土及加固边沟等。 墙身排水，主要是为了迅速排除墙后积水。 通常是在非干砌的挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。 设计中采用 10 10cm的 方形 孔，间距为 2m。 最下一排泄水孔的底部距地面 30cm。 沉降缝和伸缩缝 ： 为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基地质 条件及墙高、墙身断面的变化情况，设置沉降缝。 为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝，须设置伸缩缝。 通常，把沉降缝和伸缩缝结合在一起，统称为变形缝。 设计中，沿墙身 10m设置一道变形缝，缝宽 20mm，缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋，塞入深度不应小于 15cm。 （ 5） 挡土墙施工注意事项 ① 施工前应做好地面排水工作，保持基坑干燥； ② 基坑开挖后，若发现地基与设计情况有出入，应按实际情况调整设计； ③ 墙趾部分的基坑，在基础施工完后应及时回填夯实，并做成不小于 4%外倾斜坡，以免积水下渗，影响墙身的稳定 ； ④ 浆砌挡土墙的砂浆水灰比必须符合要求，灰浆应填塞饱满，浆砌挡土墙应错缝砌筑，填缝必须紧密，不得做成水平通缝，墙趾台阶转折处，不得做成竖直通缝； ⑤ 墙体应达设计强度的 75%以上，方可回填墙后填料； ⑥ 回填前，应确定填料的最佳含水量和最大干密度，根据碾压机具和填料性质，分层第 11 页 共 32 页 填筑压实，压实度应满足设计要求； ⑦ 墙后回填必须均匀摊铺平整，并设不小于 3%的横坡，利于排水。 墙背 ，不得有大型机械行驶或作业，防止碰坏墙体，并用小型压实机碾压，分层厚度不得超过。 ⑧ 墙后地面坡度陡于 1： 5 时，应先处理 填方基底（如铲除草皮，开挖台阶等）再填土，以免顺原地面滑动。 路面结构设计 . 路面结构组成 ⑴面层 面层是直接承受车辆荷载作用及大气降水和温度变化影响的路面结构层次，并为车辆提供行驶表面，直接影响行车的安全性、舒适性和经济性。 因此，面层应具有足够的结构强度，抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应当耐磨，不透水；其表面还有良好的抗滑性和平整度。 面层可由一层或多层组成；其上层可为磨耗层，其下层可为承重层、连接层或整平层。 修筑面层所用的材料主要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料 等。 ⑵基层 基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去。 它应具有足够的强度和刚度，具有良好的扩散应力的能力及足够的水稳定性。 基层厚度大时，可设为两层，分别称为上基层和底基层，并选用不同强度或质量要求的材料。 修筑基层所用的材料主要有：各种结合稳定土、天然砂砾，各种碎石和砾石、片石，各种工业废渣等。 ⑶垫层 垫层介于土基与基层之间，将基层传下来的车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形，阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。 修筑垫层的材料强度不一定要高，但水稳定性和隔温 性能要好，常用的材料有：砂、砾石、炉渣、水泥或石灰稳定土等。 路面类型 按面层所用的材料来分，有水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等。 高等级公路路面的特点是强度高、刚度大、稳定好、使用寿命长，能适应较繁重的交通量，一般采用水泥混凝土路面或沥青路面。 第 12 页 共 32 页 沥青路面 设计 设计资料 ⑴交通量年平均增长率按 r=7%计， 路段 属平原微丘， 西南潮暖 区（ V2区） ⑵初始年 交通量 如下表： 交通量组成表 车 型 解放 CA10B 黄河 JN150 跃进 NJ130 小汽车 Ni(次 /日 ) 1600 250 300 800 其中，小汽车的前后轴都小于两吨，在路面设计中因其轴载太小无需考虑。 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= () H( 4 )= 15 cm LS= ()； H( 4 )= 20 cm LS= ()； H( 4 )= cm(仅考虑弯沉 ) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求 ) H( 4 )= cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求 ) H( 4 )= cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求 ) H( 4 )= cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求 ) 路面设计层厚度 : H( 4 )= cm(仅考虑弯沉 )； H( 4 )= cm(同时考虑弯沉和拉应力 )。 根据上述结果，干燥状态下取二灰土厚度 H( 4 )=18cm。 ② 中湿状态 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= () H( 4 )= 15 cm LS= ()； H( 4 )= 20 cm LS= ()； H( 4 )= cm(仅考虑弯沉 ) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求 )。