高速公路路基路面綜合設(shè)計方案(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 252525252525 用迭代法試算假定計算結(jié)果Fs 與假定接近，得土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，F(xiàn)s4=。 （5）確定第五個過坡腳滑動面，在輔助線上做圓5，半徑R=，將結(jié)果列入表中，驗算其穩(wěn)定性：圖27 圓心為O5的滑動面示意圖表25 土坡穩(wěn)定性計算表土條號li面積Wisinαcosαwi*sinαWi*tanφci*li*cosα123456789101112mi(=cosα+sinα*tanφ/K)(Wi*tanφ+c*li*cosα)/miRφtanφK1=1K2=K3=K=1K2=K3=252525252525252525252525mi(=cosα+sinα*tanφ/K)(Wi*tanφ+c*li*cosα)/miRφtanφK1=K2=K3=K=K2=K3=252525252525252525252525 用迭代法試算假定計算結(jié)果Fs 與假定接近，得土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，F(xiàn)s4=。 繪制K值曲線：我們得到Kmix=結(jié)論：由《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTG D302004）。 以上可知K=，故邊坡穩(wěn)定性符合要求。 第三章 擋土墻設(shè)計與驗算說明書 本設(shè)計段中的K79+480到K79+580許多處橫斷面路基高度太高，為了收縮邊坡，增強路基的穩(wěn)定性，在本路段按需求設(shè)計路堤擋土墻，其尺寸與分布見平面圖與橫斷面圖。擬采用漿砌片石俯斜式路堤擋土墻，墻高H=，， (α=12176。26＇)，(α=10176。58＇ ), δ= φ/2=15176。填土為粘性土,土的粘聚力C=20kpa,采用等效內(nèi)摩擦角 =arctan(tan +c/rH)計算得φ=30176。,容重為，粘性土地基,容許承載力為350Kpa,基底摩擦系數(shù)f=。,砌體容重為k=24KN/m3。按規(guī)范:砌體容許壓應力為600KPa,容許剪應力為100KPa,容許拉應力為＝60KPa。根據(jù)路基設(shè)計規(guī)范(JTGD302004)，車輛荷載為計算方便,可簡化換算為路基填土的均布土層,并采用全斷面布載。 換算土層厚: h０＝q/r=h0:換算土層高度q:車輛荷載附加荷載強度，墻高小于2米，20KN/m2。墻高大于10米，取10KN/m2；墻高在2~10米之間，附加荷載強度用直線內(nèi)插法計算。γ為墻后填土容重γ=18 KN/m對于墻趾前土體的被動土壓力Ep，在擋土墻基礎(chǔ)一般埋深的情況下，考慮到各種自然力和人畜活動的作用，以偏于安全，一般均不計被動土壓力,只計算主動土壓力。本設(shè)計任務段的路堤擋土墻，采用一級臺階,分析方法采用“力多邊形法”，按粘性土的公式來計算土壓力；邊坡坡度為1：,（）.其計算如下：圖31墻截面尺寸圖假設(shè)破裂面交于荷載中部,則: =（++2*）*（+）/2 = =*+（+）***（+2*+2*）*=其中：破裂角：θ=arctgθ=176。 ：破裂面至墻踵(H+a)tgθ=(+)176。=荷載內(nèi)緣至墻踵H tgα+b+d=++=荷載外緣至墻踵b+d +boH tgα=++*=,破裂面交于陸基面的中部。假設(shè)滿足要求。主動土壓力系數(shù)K的計算 h1==m h4=H h1 h3== 主動土壓力E的計算 = = ： = =運用CAD計算得到截面積As=:運用CAD量得X=∴ 墻身重力:G=k ΣAi=24=： 抗滑穩(wěn)定性系數(shù)在計算中我們不考慮墻前被動土壓力的影響，所以＝0 N為基底豎向應力＝G+ =+= 所以抗滑穩(wěn)定性符合要求。 所以抗傾覆穩(wěn)定性符合要求。由于B= 因為e== 由于=350Kpa故基底應力符合要求。方案優(yōu)化： 設(shè)計的尺寸能夠滿足驗算要求，并且比較經(jīng)濟，所以不需要優(yōu)化。第四章 排水設(shè)計 路基排水設(shè)計規(guī)定 路基排水是關(guān)系到路基穩(wěn)定性的關(guān)鍵，是把路基工作區(qū)內(nèi)的土基含水量降低到許可范圍內(nèi)。排水設(shè)計的原則： （1）各種排水設(shè)施的設(shè)置和聯(lián)結(jié)應盡量不占農(nóng)田，并與農(nóng)田水利相接合；必要時可增大涵管孔徑或數(shù)量； （2）排水設(shè)計要因地制宜，經(jīng)濟實用； （3）排水溝渠的出入口不應直接流入農(nóng)田，盡量與天然邊溝聯(lián)結(jié)減少橋涵工程量； （4）排水構(gòu)造物的設(shè)計要貫徹就地取材的原則，要能迅速的排除路基有害水，以免對地基的強度和穩(wěn)定性。 排水設(shè)施的設(shè)置 本設(shè)計區(qū)內(nèi)的地形狀況和對匯水的計算：設(shè)置了邊溝、排水溝、急流槽等，具體結(jié)構(gòu)見圖紙。 邊溝 在 K80+280—K80+380 之間的左側(cè)挖方段為挖方最大匯水面積段，本次設(shè)計以瀝青混凝土路面為例。膨脹土路塹（坡度為1：），路基寬度26m,取單側(cè)路面和路肩橫向排水寬度為12m,路拱橫坡為2%在縱斷面方面，邊溝坡腳和路肩邊緣間設(shè)置矩形邊溝。 排水溝排水溝是用來引出路基附近低洼處積水的溝渠，在本區(qū)內(nèi)設(shè)置排水溝是因為原地面溝渠彎曲且影響路基穩(wěn)定，用以改善溝渠路線，邊溝、截水溝、取土坑或路基附近的積水可用排水溝排至橋涵或天然河流。排水溝一般為直線，溝底縱坡不小于 %，路基邊坡應 設(shè)急流槽，排水溝距路基坡角大于 2m, 邊坡平臺應做成 2～5% 的向內(nèi)側(cè)傾斜的排水坡度。設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適當處，用以截引路基上方流向路基的路面徑流，防止沖刷和侵蝕挖方邊坡和路堤坡腳，并減輕邊溝和路堤坡腳，并減輕便夠的泄水負擔。本設(shè)計路段內(nèi)截水溝的溝底設(shè)置在基巖上，以截除覆蓋層與基巖面間的地下水，保證溝身穩(wěn)定。 截水溝 設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適當處，用以截引路基上方流向路基的路面徑流，防止沖刷和侵蝕挖方邊坡和路堤坡腳，并減輕邊溝和路堤坡腳，并減輕便夠的泄水負擔。本設(shè)計路段內(nèi)截水溝的溝底設(shè)置在基巖上，以截除覆蓋層與基巖面間的地下水，保證溝身穩(wěn)定。 （1）截水溝的斷面形式 ①截水溝的斷面形式一般采用梯形，；邊坡坡度按照土質(zhì)而定。 ②截水溝溝底最低邊緣開挖深度不能滿足斷面設(shè)計要求時，可在溝壁較低一側(cè)培筑土埂，土埂頂寬1～2m，背水面坡1：1～1：，迎水面坡則按設(shè)計水流速度、漫水高度確定。 （2）截水溝的設(shè)置 截水溝的設(shè)置應該離開挖方路基坡頂大于5m，對于軟弱層地段（如破碎或松散土層、淤泥層等）其距離與挖方高度H有關(guān)，d大于H+5m，但不小于10m，截水溝挖出的土可以在截水溝下側(cè)做成土臺，臺頂應做成2%傾向截水溝的橫坡。土臺坡腳離路基邊坡頂應有一定的距離。 （3） 截水溝的出水口 ①截水溝內(nèi)的水流一般應避免排入邊溝。 ②通常應盡量利用地形，將截水溝中的水流排入截水溝所在山坡一側(cè)的自然溝中，或直接引到橋涵的進口處，以免在山坡上任其自流，造成沖刷。 ③截水溝的出水口應與其它的排水設(shè)備平順地銜接，必要時要設(shè)跌水或急流槽。 路基排水綜合設(shè)計 在綜合設(shè)計中對路基的排水系統(tǒng)應進行整體規(guī)劃，要照顧農(nóng)田水利，對地面水的排除可利用邊溝、排水溝等排水設(shè)備，將流向路基的山坡水和表面水分段截留，引入自然溝中排出路基范圍之外。本段所設(shè)的涵洞與周圍的溝渠相適應，使匯集的水能及時迅速的流出，避免了對路基的沖刷，又不能形成淤積而危害路基。 路塹邊溝驗算 基本資料本項目位于湖南，屬大陸性中亞熱帶季風濕潤氣候。省境東南亞邊境距海400公里，受東亞季風環(huán)流的影響密切相關(guān)。氣候具有三個特點：第一、光、熱、水資源豐富，三者的高值又基本同步。湖南410月，總輻射量占全年總輻射量的7076%，降水量則占全年總降水量的6884%。第二，氣候年內(nèi)與年際的變化較大。冬寒冷而夏酷熱，春溫多變，秋溫陡降，春夏多雨，秋冬干旱。氣候的年際變化也較大，雨量最多年份與最少年份相差1460毫米，最多年幾乎為最少年的3倍。第三，氣候垂直變化最明顯的地帶為三面環(huán)山的山地。尤以湘西與湘南山地更為顯著。湖南年日照時數(shù)為13001800小時，以洞庭湖為最多，岳陽可達1840小時。湖南熱量豐富。年氣溫高，年平均溫度在1618℃之間。湖南冬季處在冬季風控制下，而東南西三面環(huán)山，向北敞開的地貌特性，有利于冷空氣的長驅(qū)直入，故一月平均溫度多在47℃之間，湖南無霜期長達260310天，大部分地區(qū)都在280300天之間。年平均降水量在12001700毫米之間，雨量充沛，為我國雨水較多的省區(qū)之一。湖南位于我國東南腹地，長江中游，是連接東部沿海省與西部內(nèi)陸省的橋梁地帶。施工圖階段，對全線的過水結(jié)構(gòu)物均進行了水文調(diào)查，調(diào)查收集了各路段歷史最高洪水位，測量形態(tài)斷面，并進行匯水面積統(tǒng)計，確定設(shè)計水位和流量，最終明確各結(jié)構(gòu)物孔徑。 計算匯水面積和徑流系數(shù) 計算匯水區(qū)域在路塹一側(cè)（由平臺溝到邊坡平臺）的面積A1=100m=1230m2。由于坡面上采用植草防護，則由《公路排水設(shè)計規(guī)范》得坡面徑流系數(shù)取C1=。匯水區(qū)域在邊溝平臺上的面積A2=100m=150m2,取坡面徑流系數(shù)(漿砌片石護面)C2=，匯水區(qū)域在路面一側(cè)(取單側(cè)路面和路肩橫向排水寬度為12m）的面積為A3=100m12m=1200m2,由表查得瀝青路面徑流系數(shù)為C3=。由此，總的匯水面積為F=1230m+150m+1200m=2580m2，匯水區(qū)的徑流系數(shù)為C= 圖1 邊溝計算示意圖 匯水歷時假設(shè)匯水歷時10min. 計算匯流歷時由克畢公式計算坡面匯流歷時，其中：L為坡面流長度； i為坡面流坡度； m地表粗糙系數(shù)；=，且路塹坡度為1：。由表查得邊溝平臺（漿砌片石護面）的粗度系數(shù)m=,橫向坡度為2%，則查表得瀝青混凝土路面粗糙系數(shù)為m=，橫坡2%，所以歷時時間為。因此取坡面匯流歷時t=(取最大值)。，兩邊坡度為0，以漿砌片石砌筑，溝壁粗糙系數(shù)n=。求得過水斷面段面積為水力半徑： R ==m其中： 漿砌片石邊溝粗糙系數(shù)n=，按照曼寧公式,可計算溝內(nèi)平均流速：，因此溝內(nèi)匯流歷時為 。由上可得匯流歷時為：。 計算降雨強度據(jù)設(shè)計手冊，高速公路路界內(nèi)坡面排水設(shè)計降雨重現(xiàn)期為15年。求設(shè)計重現(xiàn)期和降雨歷時內(nèi)的降雨強度（mm/min）,由于公路在廣東西南部，據(jù)《公路排水設(shè)計手冊》，可取公式。 計算設(shè)計徑流量可按降雨強度由推理公式確定：，式中Q設(shè)計徑流量；C徑流系數(shù)；F匯水面積（Km）。所以。 檢驗徑流 設(shè)定邊溝的截面形式為矩形，,，,則泄水能力Qc==。 因為設(shè)計徑流量Q=泄水能力Qc=，所以假定的邊溝