二級公路畢業設計計算書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。(1)基礎底面的壓應力①軸心荷載作用時 ()式中：──基底平均壓應力(kPa)； ──基礎底面每延米的面積，即基礎寬度，()； ──每延米作用于基底的總豎向力設計值(kN)； ()其中：──墻背主動土壓力（含附加荷載引起）的垂直分力(kN)； ──墻背主動土壓力（含附加荷載引起）的水平分力(kN)； ──低水位浮力(kN)（指常年淹沒水位）。②偏心荷載作用時作用于基底的合力偏心距e為 ()式中：──作用于基底形心的彎矩，可按下表采用。作用于基底的合力偏心距e為： ()其中：B=1+=C=GZG+EyZxExZyG+Ey=++=則pmax=G+EyB1+6eB=++6=σ=810kPa所以基礎底面的壓應力滿足要求。(2)基底合力偏心距基底合力偏心距應滿足表的要求 各地基條件下的合力偏心距地基條件合力偏心距地基條件合力偏心距非巖石地基e0 ≤B/6軟土、松砂、一般黏土e0 ≤B/6較差的巖石地基e0 ≤B/5緊密細砂、黏土e0 ≤B/5堅密的巖石地基e0 ≤B/4中密砂、礫石、中砂e0 ≤B/4由以上計算可知，基底合力偏心距滿足要求。(3)地基承載力抗力值①當軸向荷載作用時 ()式中：──基底平均壓應力；──地基承載力抗力值(kpa)。②當偏心荷載作用時 ()p=NA=GγG+γQ1EyWcosα0+γQ1Exsinα0B=++=≤=810=972kPa所以滿足地基承載力要求。 墻身截面強度驗算為了保證墻身具有足夠的強度，應根據經驗選擇1~2個控制斷面進行驗算，如墻身底部、1∕2墻高處、上下墻（凸形及衡重式墻）交界處。此處選擇二分之一墻高處進行驗算(1)強度計算 ()按每延米墻長計算： ()式中：──設計軸向力(kN)； ──重要性系數，； 、──恒載（自重及襟邊以上土重）引起的軸向力(kN)和相應的分項系數； ──主動土壓力引起的軸向力(kN)；──主動土壓力引起的軸向力的分項系數；NG=1422=88kNNQ1=Nj=88+=──抗力分項系數，；──材料極限抗壓強度(kpa), RK=1275kPa；──擋土墻構件的計算截面積 (m2)，A=1； ──軸向力偏心影響系數。αK=1256e0B81+12e0B2=+=Nj=≤αKARKγK=1=故強度滿足要求。(2)穩定計算 ()式中：、 、意義同式()；──彎曲平面內的縱向翹曲系數，按下式計算： ()──2H/B，H為墻有效高度，B為墻的寬度(m)；一般情況下擋土墻尺寸不受穩定控制，但應判斷是細高墻或是矮墻。當H/B小于10時為矮墻，其余則為細高墻。對于矮墻可取=1，即不考慮縱向穩定。此處H/B=4/1=410,故=1Nj=≤ψKαKARKγK=11=故穩定滿足要求。同理，選擇墻身底部進行驗算，經驗算強度與穩定均滿足要求。故所設計的擋土墻滿足要求。 擋土墻的伸縮縫與沉降縫設計伸縮縫與沉降縫結合在一起，統稱為變形縫。沿墻長每10米設置變形縫，變形縫全高設置。 擋土墻的排水設施設計在墻身上沿墻高和墻長設置排水孔，其為10cm20cm的方孔，具有向墻外傾斜的坡度，泄水孔的進水側設反濾層，在最下排泄水孔的底部設置隔水層。 路基防護與加固合理的路基設計，應在路基位置、橫斷面尺寸、巖土組成等方面綜合考慮。為確保路基的強度與穩定性，路基的防護與加固，也是不可缺少的工程技術措施。隨著公路等級的提高，為維護正常的交通運輸，減少公路病害，確保行車安全，保持公路與自然環境協調，路基的防護與加固更具有重要意義。路基防護與加固設施，主要有邊坡坡面防護、沿河路堤防護與加固以及濕軟地基的加固處治。 坡面防護邊坡防護主要是保護路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及溫度變化的影響，防止和延緩軟弱巖土表面的風化、破碎、剝蝕演變過程，從而保護路基邊坡的整體穩定性，在一定程度還可兼顧路基美觀和協調自然環境。坡面防護設施不承受外力作用，要求坡面巖土整體穩定牢固。簡易防護的邊坡高度與坡度不宜過大，土質邊坡坡度一般不陡與1:1~1:。，水亦不宜集中匯流。雨水集中或匯水面積較大時，應有排水設施相配合。常用的坡面防護設施有植物防護和工程防護。 植物防護植物防護可以美化路容、協調環境，調節邊坡的濕度，起到固結和穩定邊坡的作用。它對于坡高不大，邊坡比較平緩的土質坡面是一種簡易有效的防護措施。主要有種草、鋪草皮和植樹。種草適用于沖刷輕微，邊坡高度較小，坡度緩于1：1的邊坡防護。選用的草籽應注意當地的土壤和氣候條件，通常應以容易成長、根部發達、葉莖較矮、枝葉茂密的多年生草種為宜。不宜種草的坡面，可以鋪5~10cm厚的種植土層，土層與原坡面結合穩固。當坡面沖刷比較嚴重，邊坡較陡，應根據具體情況來鋪草皮。植樹主要用在堤岸邊的河灘上，用來降低流速，促使泥沙淤積，防止直接沖刷路堤。樹木的品種和種植位置及寬度，應根據防護要求，流水速度等因素，參見有關手冊、結合當地經驗而定。 工程防護當不宜植物防護或考慮就地取材，采用沙石、水泥、石灰等礦質材料時，坡面防護是常用的防護形式。它主要有砂漿抹面、勾縫噴刷以及石砌防護或護面墻。這些防護形式各自適合一定得條件。抹面防護適用于石質挖方坡面，巖石表面風化，但比較完善，尚未剝落，如頁巖、泥沙巖、千枚巖的新坡面。對此應及時給以封面，以預防風化成害。操作前，應清理坡面風化層、浮土和松動碎塊，填坑補洞，灑水潤濕。抹面后，應拍漿、抹平和養生。噴漿施工簡單，效果較好，適應于易風化而坡面不平整的巖石挖方邊坡，厚度一般為510cm，噴漿的水泥用量很大，比較重大的工程選用。噴漿前后的處治與抹面相同。對于比較堅硬的巖石坡面，為防止水滲入縫隙成害，視縫隙深淺與大小，分別予以灌漿、勾縫或嵌補登。這些方法可以局部處治、綜合使用，并與放緩邊坡登方法予以比較，力求實用和經濟。 沖刷防護沖刷防護主要對沿河濱海路堤、河灘路堤及水澤區路堤，亦包括橋頭引道，以及路基邊旁路堤等的防護。此類堤岸常年或季節性浸水，受流水沖刷、拍擊和淘洗，造成路基浸濕、坡腳淘空，或水位驟降時路基內細料流失，致使路基失穩，邊坡崩塌。所以，堤岸的沖刷防護與加固，主要針對水流的破壞作用而設，起防水盒加固堤岸雙重功效。堤岸防護與加固措施有直接和間接兩種。堤岸防護直接措施，包括植物防護、石砌防護和拋石與石籠防護，以及必要時設置的支檔結構物。其中植物防護與石砌，與坡面防護所述基本類同，當水流速度達到或超過5m/s時，則改用石籠防護，也可就地取材。拋石防護，類似在坡腳處設置護腳，不受氣候條件限制，路基沉實以前均可施工，季節性浸水或長期浸水均可用。間接防護措施主要是建造結構物，如丁壩、攔水壩等。必要時進行疏浚河床、改變河道，目的是改變流水方向，避免或緩和水流對路基的直接破環作用。 軟土地基加固在軟土地基上填筑路堤有可能出現失穩，或者沉降量和沉降速度不能滿足要求等情況時需要對軟土地基進行適當的加固處理，以增強其穩定性、減少沉降量或加速沉降。軟土地基的處理方法有很多，各種方法具有不同的特點，可得到不同的效果，因此適應于不同的目的。軟土地基處理的目的可分為兩大類，沉降處理和失穩處理。沉降處理包括加速固結沉降和縮小總沉降兩個方面，前者可采用加載預壓、豎向排水和擠實砂樁等方法，后者則可采用擠實砂樁、石灰樁、換填好土等方法。穩定處理可以采用換填土、反壓護道、擠實砂樁、石灰樁等措施增加抗滑阻力。處理方法有時單獨使用，而一般情況下是幾種方法組合使用，以發揮各種方法的特長，取得良好的處理效果。4 路面設計 水泥混凝土路面設計（方案一） 路面交通等級公路混凝土路面設計基準期參考值見下表 設計基準期參考值公路技術等級設計基準期（年）公路技術等級設計基準期（年）高速公路30二級公路20一級公路30三、四級公路20本路段設計基準期是20年。 標準軸載及軸載當量換算水泥混凝土路面結構設計以100kN單軸雙輪組荷載為標準軸載。不同軸輪型和軸載的作用次數，應按式()換算為標準軸載的作用次數。 ()式中: Ns——100KN的單軸雙輪組標準軸載的作用次數；Pi——單軸單輪、單軸雙輪組、雙軸雙輪組或三軸雙輪組軸型級軸載的總重(kN)；n——軸型和軸載級位數；——各類軸型級軸載的作用次數；——軸輪型系數。單軸雙輪組： = ()單軸單輪組： = ()雙軸雙輪組： = ()三軸雙輪組： = ()軸載當量換算見下表： 軸載當量換算軸數總重Pi(kN)各級作用次數軸輪型系數標準軸載的作用次數Ns躍進NJ131后軸190010^4解放CA390后軸1490黃河JN162前軸1640后軸1640東風XQD5170TGC后軸2230010^6解放CA15后軸1400總計注：前軸重小于40kN不計。 交通調查與軸載分析設計基準期內混凝土面板臨界荷位處所承受的標準軸載累計當量作用次數Ne，可以通過下式計算確定Ne=Ns[1+grt1]gr365η ()式中：Ne——標準軸載累計當量作用次數； t——設計基準期（年）； gr——交通量年平均增長率； η——臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數。 混凝土路面臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數公路等級縱縫邊緣處高速公路、一級公路、收費站~二級及二級以下公路行車道寬7m~~行車道寬≤7m二級公路的設計基準期為t=20年，交通量年平均增長率為6%。設計基準期內設計車道標準荷載累計作用次數為：Ne=1+6%2016%365=4345104由下表可知此段交通等級為特重交通 公路混凝土路面交通分級交通等級特重重中等輕設計車道標準軸載累計作用次數Ne (104)2000100~20003~1003 路面結構組合設計我國水泥混凝土路面安可靠度方法進行設計，不同等級公路的路面結構設計安全等級及相應的設計基準期、 可靠度設計標準公路技術等級安全等級設計基準期（年）目標可靠度(%)目標可靠指標變異水平等級二級公路三級2085中混凝土面層板的厚度決定于公路和交通等級，普通混凝土、鋼筋混凝土、 水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通等級特重公路等級高速一級二級變異水平等級低中低中面層厚度(mm)≥260≥250≥240初步確定水泥混凝土路面面層厚度為240mm，碾壓混凝土基層160mm，底基層采用水泥穩定粒料（水泥用量5%），厚180mm，墊層為150mm低劑量無機結合料穩定土。水泥混凝土面層板的平面尺寸長為4m。縱縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力桿的假縫。碾壓混凝土不設縱縫，橫縫設假縫，間距（板長）4m。 路面材料參數確定根據規范查表可得路面材料的參數，彎拉強度標準值(Mpa)相應彎拉彈性模量標準值(Gpa)回彈模量(Mpa)普通混凝土面層31——碾壓混凝土基層27 ——水泥穩定粒料基層————1300低劑量無機結合料穩定土墊層————600路基土————40 路面材料參數新建