（道路工程方向）
一、毕业设计目的与要求
目的：毕业设计是实现工科学生培养目标的重要的实践性、综合性教学环节。它是对学生所学知识的综合训练，也是对知识转化为能力的实际测试；对培养学生综合应用所学知识和技能去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，全面提高毕业生的素质，使之能较快地适应工程实践的需要起着极其重要的作用。
要求：在老师的指导下，在毕业设计时间内，要求每个学生独立完成设计任务。
二、毕业设计题目：公路设计
设计者按指导教师指定的路线起终点，起点桩号自拟路名，根据地形、地质等条件选择一条符合技术标准及要求的路线进行相关内容的设计和计算，设计里程不小于3km。
三、开题报告
开题报告的要求:
1) 课题设计现状和发展趋势；
2) 本设计的目的和指导思想；
3) 本设计的目标和基本内容；
4) 本设计的重点与难点，拟采用的途径；
5) 设计规划与进度安排；
6) 字数不少于3000；
7) 要求手写。
四、技术标准
本设计一律执行：
1) 《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）
2) 《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)
3) 《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)
4) 《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2005)
5) 《公路沥青混凝土路面设计规范》(JTG D50-2007)
6) 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
7) 《公路工程预算定额》（JTG/T B06-02-2007）
五、相关资料
1) 路线所经地区1：2000航测地形图（详见电子地形图附件1）；
2) 路线为益阳市桃江至马迹塘之间的某段公路；
3) 路基土壤为中液限粘土，地下水位距挖方后地面的最低水位为3.45米，最高水位为0.8米，多年最大道路冻深为180cm；
4) 有关当地的地质、水文、气象查阅相关文献资料；
5) 沿线地方材料有碎石、砾石、砂、石灰、粉煤灰等，其他沥青、水泥、矿粉等需外购；
6) 土基回弹模量和路面材料回弹模量及材料强度试验资料如下：
土基回弹模量：
用D=30cm刚性承载板测得弯沉值（已考虑影响量）：
P(Mpa) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
（0.01mm）
28 72 95 120 165
沥青路面材料抗压回弹模量：
材料名称 20℃抗压回弹模量(Mpa) 15℃抗压回弹模量(Mpa) 15℃劈裂强度(Mpa)
EP σ EP σ
细粒式沥青混凝土 18“班级数”“学号尾数” 180 27“班级数”“学号尾数” 320 1.2
中粒式沥青混凝土 14“班级数”“学号尾数” 90 21“班级数”“学号尾数” 170 1.0
粗粒式沥青混凝土 9“班级数”“学号尾数” 60 14“班级数”“学号尾数” 70 0.8
基（垫）层材料抗压回弹模量：
材料名称 抗压回弹模量(Mpa) 劈裂强度(Mpa)
EP σ
水泥稳定砂砾 25“班级数”“学号尾数” 220 0.5
水泥稳定碎石 30“班级数”“学号尾数” 760 0.6
水泥石灰砂砾土 15“班级数”“学号尾数” 240 0.4
二灰稳定砂砾 26“班级数”“学号尾数” 700 0.7
二灰稳定碎石 27“班级数”“学号尾数” 600 0.6
水泥混凝土抗折强度：
水泥混凝土标准试件抗折强度实验最大破坏压力（KN）分别为：
39. 80; 41.20; 40.65; 41.78; 42.05; 41.87
7) 材料预算单价及机械台班费用查相应定额。
8) 交通组成：
本路建成初期每日双向混合交通量组成及交通量
汽车车型 日交通量（辆/d）
东风EQ140 14“班级数”“学号尾数”
黄河JN150 124
黄河JN253 2“班级数”“学号尾数”
东风SP9250 350
北京BJ130 10“班级数”“学号尾数”
日野KB222 569
桑塔那2000 17“班级数”“学号尾数”
预计年平均交通量增长率为5％；

六、设计内容
主要设计内容如下表：
序号 设计项目 要求 备注
1 技术等级及标准的确定 按照《公路工程技术标准》选定，要求对技术指标分析论证。
2 纸上定线 在地形图上选择路线至少2个方案并简述理由；进行路线方案比较并提出推荐方案。 交手稿
3 路线平面设计
（选定路线） 进行交点坐标和导线方位角设计；平曲线设计；里程桩号的详细推算；路线平面图的绘制。
4 路线纵断面设计
（选定路线） 转坡点位置的确定；坡度和坡长设计；竖曲线设计；纵断面图的绘制。
5 排水设施设计 排水沟、截水沟、盲沟等沟渠设计 选典型沟渠进行水力计算
6 路基横断面设计 路幅设计（宽度和路拱横坡）；超高和加宽设计；边坡设计；路基设计表；视距检查，路基土石方计算及调配；路基横断面图的绘制。 每20m
取一断面
7 路基稳定性验算 高路堤、深路堑需进行边坡稳定性验算及软土地基稳定性验算并提出加固措施
8 典型挡土墙设计和计算 完成某段挡土墙设计和计算及全线挡土墙设计一览表及其工程数量
9 典型涵洞设计和计算 选择某典型断面的涵洞进行设计和计算及全线涵洞设置一览表
10 交叉口设计 如有路线交叉，需绘交叉口平、纵、横断面图
11 路面结构设计及计算 设计沥青路面和水泥混凝土路面 两者比选
12 选定路线工程预算 计算工程量和材料用量并完成工程预算
注.沥青路面设计内容包括：1）进行轴载换算，确定路面设计弯沉值；2）拟定路面结构组合方案，进行方案比较；3）确定路基路面结构层设计参数；4）按三层体系简化法或设计程序确定路面结构层尺寸；5）按三层体系简化法或设计程序验算结构层底面拉应力和表面剪应力；6）各结构层材料组成设计；7）提出各结构层的施工技术要求及质量标准；8）计算工程量和材料用量。
水泥混凝土路面设计内容包括：1）进行轴载换算，推算设计年限内标准轴载累计作用次数；2）进行路面结构组合设计；3）确定路面结构层设计参数；4）确定混凝土板的平面尺寸和厚度；5）进行接缝构造、配筋设计；6）各结构层材料组成设计；7）提出各结构层的施工技术要求及质量标准；8）计算工程量和材料用量。
七、应提交的设计文件
1、开题报告
2、设计说明书
设计说明书中应包括如下内容：
中英文摘要
第1章 设计任务和沿线自然条件
第2章 纸上选（定）线
第3章 线路设计
1）平曲线设计（第一个曲线完整列出计算过程，其它以表格体现）
2）竖曲线设计（第一个曲线完整列出计算过程，其它以表格体现）
3）横断面设计（第一个曲线完整列出计算过程：超高、加宽、视距检查）
4）路基设计（路基设计表）
5）路基土石方计算与调配
第4章 路基工程设计
1）排水设计
2）路基稳定性验算
3）挡土墙设计
4）涵洞设计
第5章 路线交叉设计（若有）
第6章 路面设计
第7章 工程预算
第8章 设计总结（包括展望与致谢）
参考文献
3、图纸
内容 比例要求 补充说明
路线平面设计图 1：2000 A3机绘图分段打印
需提交纸上选（定）线手绘图
路线纵断面设计图 1：200～300（纵）
1：2000（横） A3机绘图分段打印
路基标准横断面图、1km逐桩横断面图（典型地段） 1：200 A3机绘图
路基排水沟渠大样图设计 1：10～50 A3机绘图
挡土墙设计详图 1：100 A3机绘图
涵洞设计详图 1：100 A3机绘图
沥青路面结构设计图 1：100
1：10～50（详图） A3机绘图，对于水泥混凝土路面需绘接缝构造图
水泥混凝土路面结构设计图

八、毕业设计进度安排
阶 段 内 容 备 注
第一阶段
毕业实习 2010年3月1日——
3月5日 毕业实习及撰写开题报告（1周） 毕业实习动员
（时间3月1日）
第二阶段
毕业设计成果撰写过程 2010年3月8日——
3月21日 纸上定线及公路平面设计
（2周） ★ 集中辅导1次
（指导老师4月5日
提交线路设计部分成绩）
2010年3月22日——
3月26日 公路纵断面设计
（1周）
2010年3月29日——
4月2日 公路横断面设计
（1周）
2010年4月5日——
4月9日 路基排水设计
（1周） ★ 集中辅导3次
（指导老师5月6日
提交路基路面设计部分成绩）
2010年4月12日——
4月23日 挡土墙及涵洞设计
（2周）
2010年4月26日——
5月7日 路面设计
（2周）
2010年5月10日——
5月21日 工程预算
（2周） （指导老师5月24日
提交工程预算部分成绩）
第三阶段
毕业设计
答辩 2010年5月24日——
5月28日 修改、完善所有毕业设计成果，准备毕业设计答辩 指导老师5月28日提交参加第一次答辩学生名单。
不参加第一次答辩者需提交书面申请。
2010年5月31日——
6月2日 第一次毕业设计答辩 指导老师审查合格并同意参加答辩者方可参加答辩。
2010年6月9日——
6月10日 第二次毕业设计答辩 第二次答辩通过者，成绩一律评为“及格”并在毕业设计鉴定表上注明：
“该生第二次答辩合格”。
九、毕业设计的管理与成绩评定要求
1、在学校规定的上课时间应在规定的教室做设计，外出者必须事先向指导老师说明情况并按学校规定办理请假手续。点名缺勤达到30%者（含请假、迟到、早退），取消毕业设计答辩资格。
2、本毕业设计分为三个阶段：毕业实习、毕业设计成果撰写、毕业设计答辩。毕业设计成果撰写阶段分为四个过程：路线设计、路基部分设计、路面部分设计、工程预算，在这四个过程中，需提交四次阶段性成果。
3、学生毕业设计最终总成绩由毕业设计成果撰写过程中的阶段性成绩和毕业设计答辩成绩综合评定。
4、上述四个阶段性成绩，有两次以上（含两次）成绩评为不及格者，该学生的毕业设计最终总成绩评为不及格。

湘 潭 大 学
毕业论文（设计）评阅表
学号 2006800220 姓名 蒋元勇 专业 土木工程（交通土建）
毕业论文（设计）题目：益阳桃江至马迹塘二级公路K42+000～K45+500段设计
评价项目 评 价 内 容
选题 1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；
2.难度、份量是否适当；
3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。

能力 1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；
2.是否有综合运用知识的能力；
3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；
4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；
5.工科是否有经济分析能力。
论文
（设计）质量 1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；
2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；
3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。

综
合
评
价 该毕业设计选题符合培养目标，能较好地体现土木工程学科、专业特点和教学计划的基本要求，能达到综合训练的目的，难度适中。体现了该生具有较好的查阅文献、搜集资料、综合运用知识的能力；具备较高的设计、计算、分析与计算机应用能力。图纸清洁、美观，计算书文字通顺，计算书、图纸深度达到规定要求且工作量饱满。

评阅人：
2010年 月 日

湘 潭 大 学
毕业论文（设计）鉴定意见

学号：2006800220 姓名： 蒋元勇 专业： 土木工程（交通土建）
毕业论文（设计说明书） 73 页 图 表 53 张
论文（设计）题目：益阳市桃江至马迹塘二级公路K42+000～K45+500段设计
内容提要：
本设计主要是针对益阳市桃江至马迹塘二级公路K42+000～K42+500的设计，主
要完成了平面选线，平面布线，纵坡确定，横断面设计，并结路基边坡稳定性进行验
算，挡土墙的设计与验算，小桥涵及路基路面的排水布置，路面结构的设计。
在平面选线时，初拟了三个可行方案，严格按照规范要求，结合地形及社会经济
情况，，以少经居民区少占耕地为原则，以及二级公路的技术要求，满足线形顺畅，最
定方案二为设计方案，根据平面线形所经过的地点找出控制点，再依据规范技术要求
进行纵向拉坡，本设计共设置了4段平面曲线并按照规范控制要求及线形组合原则设
置了4段纵曲线，并对曲线要素进行计算。确定横断面为12m宽路基，其中7.5m单向
双车道，1.5m路基加固部分，0.75m土路肩。并对两边横净距进行检查，保证视距要
要求，在跨越洣水时设置425m的斜弯桥，在挖方与低填方处设置梯开排水沟，在深挖
路方路段设置有平台截水沟或山坡截水沟，并且在适当位置设置了排水沟。为了节约
用地与减少挖，在高填、长坡脚及深挖路段设置挡土墙，并进行验算。进行沥青路面
与水水泥路面进行方案比选，通过经济和各方面的综合比较，最后确定水泥路面更为
经济合理。
由于受地形的影响，设置了一座弯桥，使工程造价大大增加，但线形顺畅
有利于行车安全与舒适。做到了少占耕地与环保的要求，严格以规范为准绳，以安全
经济环保为理念，完整地完成了本设计。

指导教师评语
该生能按照毕业设计任务书的要求，独立完成毕业设计任务，体现了较好的设计、计算与绘图能力。路线选线方案合理，路基路面、挡土墙、涵洞结构设计完整，计算过程正确，图面整洁、美观，设计成果达到规定的要求与深度，工作量饱满。
该生设计态度端正、认真，能按照设计进度如期完成各阶段的设计任务，设计中遵守纪律，勤学好问。但计算中和图纸上存在少量错误，制图有个别不规范的地方。
同意其参加答辩，建议成绩评定为良。

指导教师：
2010年 月 日
答辩简要情况及评语
方案设计、结构布置合理，计算步骤正确，图面质量较高，设计成果达到规定的要求。
答辩汇报清楚，表达能力较强，回答问题较准确，同意通过毕业设计答辩。
答辩成绩评定为良。

答辩小组组长：
2010年 月 日
答辩委员会意见


答辩委员会主任：
2010年 月 日

目 录
毕业设计任务书 - 1 -
毕业论文（设计）评阅表 i
毕业论文（设计）鉴定意见 II
摘要 I
Abstract II
第1章 设计任务和沿线自然条 1
1.1设计任务 1
1.2 沿线自然条件 3
1.3 设计依据 3
1.4 主要技术指标 3
第2章 线路设计 7
2.1 公路平面设计 7
2.2公路纵断面设计 10
2.3 横断面设计 13
2.4 公路路基设计 17
2.5 土石方调配 18
第3章 边坡稳定性分析 20
3.1 概述 20
3.2边坡稳定性分析 21
3.3 边坡防护与加固 22
第4章 挡土墙设计 23
4.1 概述 23
4.2 路堤挡土墙计算及验算 25
3土压力对验算截面的弯矩 31
4.3 挡土墙的排水设施和沉降缝、伸缩缝的设置 35
第5章 桥梁、涵洞与交叉设计 37
5.1 涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点 37
5.2 涵洞的选用原则 38
5.3涵洞计算 39
5.4 路线交叉设计 45
第6章 公路排水设计 46
6.1 概述 46
6.2 路基排水 47
第7章 路面结构设计 50
7.1 概述 50
7.2水泥混凝土路面设计 50
7.3沥青混凝土路面设计 58
7.4水泥混凝土路面与沥青路混凝土路面比选 64
第8章 工程概算 65
8.1 概预算的作用及文件组成 65
8.2 概预算项目的主要内容 66
8.3概预算文件的编制步骤 66
8.4 工程概算 67
第9章 设计总结 70
总 结 70
致　谢 71
参考文献 72

益阳市桃江至马迹塘二级公路
K42+000～K45+500段设计
摘要：在本设计中，主要是进行益阳市桃江至马迹塘公路设计。设计部分的公路全长3500m，设计车速80km/h，双向两车道，不设置中央分隔带，行车道宽3.75m，设置1.5m的加固部分，0.75m的土路肩。
对交通量进行了分析，查找相应技术规范，确定公路的等级以及设计需要的各种参数。在平面图中进行选线，然后又对道路路线进行了平面线形设计，本路线有三段曲线设置缓和曲线，并设置超高。纵断面的设计中有四个竖曲线，并且也满足了平纵面线形组合设计中的各种要求。在横断面的设计中，确定了横断面组成及各种要素后，绘制横断面图。路基设计的基本内容，就是确定路基边坡的形状和坡度。在挡土墙设计中满足了各种稳定性的验算。路面设计内容中包括路面类型与结构设计。最后的概算设计为计算机辅助计算，同时也给出了各部分内容相关的表格与图纸。
通过这次设计不但了解建设公路的各个步骤，而且也能熟练的运用纬地进行辅助设计及运用AUTOCAD进行制图。
关键词：二级公路 线形设计 路面 路基 挡土墙

The Design of The B Road K42+000～K45+500 Section
From Taojiang to Majitang in Yiyang City
Abstract：In this design， is mainly the yiyang taojiang tomajitang road design， the length of this road which we design is3500m， the design of the speed is 80km/h。　
Has carried on the analysis to the volume of traffic， searchcorresponding technical specifications， highway to determine thelevels of need and the design of the parameters . Carries on theroute selection in the horizontal plan， then carried on the planegeometric design to the path route. This route has three sectionsof curves establishments transition curve and super elevation.There are four vertical curves in this Profile Design. And alsomeet various requirements of vertical surface linear combinationdesign.Has determined the cross section composition and variouselements in Cross section design and draws up the cross sectionchart. The roadbed design of basic content is determining roadbedside slope form and slope. In the design of retaining walls is tomeet a variety of recalculations Stability. Pavement Designelements include road type and structure design. Final budgetary isestimate design for computer assistance computation， also discussedsome of the content of the forms and drawings.
This design not only to understand the various road-building steps，but also skilled in the use of AutoCAD and Hint.
Key word：highway alignment design pavement roadbed retainingwall

第1章 设计任务和沿线自然条
1.1设计任务
本毕业设计的任务就是在教师的指导下独立完成公路的设计工作，具体内容包括原理分析、平面设计、纵断面设计、横断面设计、公路排水规划设计及概算、设计文件的编制和图纸绘制。
1.资料整理与分析
设计资料是设计的客观依据，必须认真客观地分析。首先要对设计任务书提供的各种资料加以理解和必要的记忆，明确对设计的影响，在头脑中对工程要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等，构成一幅明晰的画面；再查找各种规范数据，对资料进行分析、概括和系统地整理，从中抽取、确定有关设计数据。
2.设计内容
设计内容要求见表1.1；
表1.1 主要毕业设计内容
技术等级及标准的确定 按照《公路工程技术标准》选定，要求对技术指标分析论证。
纸上定线 在地形图上选择路线至少2个方案并简述理由；进行路线方案比较并提出推荐方案。
路线平面设计
（选定路线） 进行交点坐标和导线方位角设计；平曲线设计；里程桩号的详细推算；路线平面图的绘制。
路线纵断面设计
（选定路线） 转坡点位置的确定；坡度和坡长设计；竖曲线设计；纵断面图的绘制。
排水设施设计 排水沟、截水沟、盲沟等沟渠设计
路基横断面设计 路幅设计（宽度和路拱横坡）；超高和加宽设计；边坡设计；路基设计表；视距检查，路基土石方计算及调配；路基横断面图的绘制。
路基稳定性验算 高路堤、深路堑需进行边坡稳定性验算及软土地基稳定性验算并提出加固措施
典型挡土墙设计和计算 完成某段挡土墙设计和计算及全线挡土墙设计一览表及其工程数量
典型涵洞设计和计算 选择某典型断面的涵洞进行设计和计算及全线涵洞设置一览表
交叉口设计 如有路线交叉，需绘交叉口平、纵、横断面图
路面结构设计及计算 设计沥青路面和水泥混凝土路面
选定路线工程预算 计算工程量和材料用量并完成工程预算
3.路面设计
沥青路面设计内容包括：1）进行轴载换算，确定路面设计弯沉值；2）拟定路面结构组合方案，进行方案比较；3）确定路基路面结构层设计参数；4）按三层体系简化法或设计程序确定路面结构层尺寸；5）按三层体系简化法或设计程序验算结构层底面拉应力和表面剪应力；6）各结构层材料组成设计；7）提出各结构层的施工技术要求及质量标准；8）计算工程量和材料用量。
水泥混凝土路面设计内容包括：1）进行轴载换算，推算设计年限内标准轴载累计作用次数；2）进行路面结构组合设计；3）确定路面结构层设计参数；4）确定混凝土板的平面尺寸和厚度；5）进行接缝构造、配筋设计；6）各结构层材料组成设计；7）提出各结构层的施工技术要求及质量标准；8）计算工程量和材料用量。
4.设计文件
毕业设计文件包括设计说明书和计算书。说明书交代设计内容、设计意图。计算书交代设计中的具体计算方法和过程。
设计图纸
表1.2 设计图纸要求
内容 比例要求 补充说明
路线平面设计图 1：2000 A3机绘图分段打印
需提交纸上选（定）线手绘图
路线纵断面设计图 1：200～300（纵）
1：2000（横） A3机绘图分段打印
路基标准横断面图、1km逐桩横断面图（典型地段） 1：200 A3机绘图
路基排水沟渠大样图设计 1：10～50 A3机绘图
挡土墙设计详图 1：100 A3机绘图
涵洞设计详图 1：100 A3机绘图
沥青路面结构设计图 1：100
1：10～50（详图） A3机绘图，对于水泥混凝土路面需绘接缝构造图
水泥混凝土路面结构设计图

1.2 沿线自然条件
该线路位于湘中偏北,资江下游,属山、岗、丘、平原并有的丘陵地。西南、西北多山,东北地势平坦,平均海拔200米。是雪峰山余脉向洞庭湖平原过渡的环湖丘岗地带，属亚热带季风性湿润气候，全年日照1579.6小时，降水量1400-2000毫米，平均气温16.6℃。路基土壤为中液性粘土，地下水位距挖方后地面的最低水位为3.45米,最高水位为0.8米多年最大道路冻深为180厘米。
1.3 设计依据
1. 任务依据
根据所给的参数及任务书的要求，由规范查得此路设计车速为80Km/h，整个路段的最大纵坡不大于5%，同时为满足纵向排水的需要，纵向坡度不低于0.3%～0.5%。路面宽度12.0m，双车道，停车视距110m，最大设计洪水频率为1/100。设计年限15年。
2 公路的功能
桃江至马迹塘公路位于平原微丘区，属于二级公路；是连接两个重要县城的一条通道，它的建成将缩短城际间和沿线地区的运输时空距离，促进各城市之间的经贸往来，为全县经济的发展提供了重要的保障。
3 总体设计的原则
设计中对公路的平、纵、横进行综合设计，做到了合理利用地形，正确运用标准，达到平面顺适、纵面均衡、横面合理，处理好了本公路与其他公路的配合与协调，结合本项目沿线的地形、地物、地质、水文、筑路材料等自然条件，合理使用了各项技术标准。
线形设计时在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，尽量做到少拆迁民房、少占良田、减少工程数量，以降低工程造价。在工程数量增加不大的情况下，尽量地使用了较高的技术指标，提高公路的使用质量。
路基路面设计以就地取材、保证质量、节约投资为设计原则，根据具体的地形，做好路基防护工程设计和路基、路面排水等综合设计。
涵洞设计遵循安全、适用、经济的设计原则，因地制宜，就地取材，便于施工的原则选择涵洞，以满足通行要求，综合考虑确定尺寸。
1.4 主要技术指标
确定道路等级
1) 交通组成：
表1.3 本路建成初期每日双向混合交通量组成及交通量
汽车车型 日交通量（辆/d）
东风EQ140 1420
黄河JN150 124
黄河JN253 220
东风SP9250 350
北京BJ130 1020
日野KB222 569
桑塔那2000 1720
预计年平均交通量增长率为5％；
2）交通量的计算
各种车辆折算系数如表1.4。
表1.4 各种车辆折算系数表
汽车代表类型 车辆折算系数 说 明
小客车 1.0 ≤19座的客车和载质量≤2t的货车
中型车 1.5 ＞19座的客车和载质量＞2t~≤14t的货车
大型车 2.0 ＞19座的客车和载质量＞2t~≤14t的货车
拖挂车 3.0 ＞19座的客车和载质量＞2t~≤14t的货车
通过上表得各车辆的折算系数，计算得换算交通量如表1.5。
表1.5 建成初期每日双向交通量换算
汽车车型 日交通量（辆/d） 折算系数 换算交通量(辆/d)
东风EQ140 1420 1.5 2130
黄河JN150 124 2.0 248
黄河JN253 220 2.0 440
东风SP9250 350 2.0 700
北京BJ130 1020 1.0 1020
日野KB222 569 2.0 1138
桑塔那2000 1720 1.0 1720
换算日交通量N0合计 7396


确定公路等级：
(1-1)
—远景设计年平均日交通量（辆/日）；
—起始年平均日交通量（辆/日），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量；
r—设计交通量年平均增长率（%）；
n—设计交通量预测年限
交通量年平均增长率为5.0%
=7396×（1+5.0%）=14644辆/d，平均日交通量在5000～15000之间，所以所选路段为二级公路。
2.主要技术指标
本设计路段在公路网中有着重要经济作用，交通量也较大，采用较高设计速度，拟定为80km/h，主要的技术指标如下
(1)计算行车速度:80km/h
(2)车道数：双向2车道
(3)行车道宽度:2×3.75m
(4)路基宽度:12m
路幅组成;2×（0.75m+1.50m+3.75m）
(5)停车视距:110m
(6)计算荷载:公路-Ⅱ级
(7)平曲线技术指标：
表1.6 平曲线技术指标
平曲线最小半径（m） 一般值 400
极限值 250
不设超高的最小半径（m） 路拱 2%
2500
路拱>2% 3350
平曲线最小长度（m） 一般值 700
最小值 140
缓和曲线最小长度（m） 一般值 80
最小值 70
可不设缓和曲线的临界半径（m） 900

(8)竖曲线技术指标：
表1.7 竖曲线技术指标
凸形竖曲线最小半径（m） 一般值 4500
极限值 3000
凹形竖曲线最小半径（m） 一般值 3000
极限值 2000
竖曲线最小长度（m） 一般值 170
极限值 70
最大纵坡 5%
纵坡最小坡长 200
不同坡度的最大坡长 3% 1100
4% 900
5% 500
缓和冲击最小曲线长度 凸形曲线
凹形曲线
视距要求最小曲线长度 凸形曲线
凹形曲线 夜间行车照明
桥下视距
停车视距 凸形曲线 110
凹形曲线

第2章 线路设计
2.1 公路平面设计
1 设计方案比选
根据公路线路设计方案的特点，公路路线方案比较的综合评价指标要遵守以下几条基本原则：全面性原则、科学性原则、可比性原则、可操作性原则、定量与定性分析相结合原则。
根据以上原则，在本路段起终点内选择以下三条路线方案，如图2.1：

图2.1 比选方案
三种方案主要技术指标比较如表2.1：
表2.1 平面选线方案比选
比较项目 方案一 方案二 方案三
路线长度 3.57km 3.50km 3.48km
线型 平均圆曲线半径比较小，线型没有方案二、三顺畅 平均圆曲线半径比较大，路线顺适 平均圆曲线半径比较大，路线顺适
交点数目 5个 4个 4个
占用农田情况 最少 中 最多
平曲线最小半径 260m 480m 480m
安全评价 安全不太理想 安全性好 安全性好
路基土石方 高填深挖不多，土石方总量少。 高填深挖不多，土石方总量比方案一多，比方案三少。 高填深挖不多，土石方量较多
征地拆迁 多 少 少
方案优点 1.所经地段填挖较少；
2.工程土石方数量比较少。
3.占用耕地少 1.路线线型顺适，所经地段填挖较少；
2.占用耕地较少
3.房屋拆迁少 1.路线线型顺适
2.房屋拆迁少
方案缺点 1.线型不顺适
2.房屋拆迁多
3.经过居民区多 1.土石方工程数量稍多，占用耕地较方案一多较方案三少 1.土石方工程量多
2.占用耕地多
方案比较 参考方案 推荐方案 参考方案
所以，综合以上各种因素，考虑平面线型顺畅、行车安全舒适、减少占用农田降低工程成本，本设计选择方案二为主方案，方案一、方案三为参考方案。
平面线型设计，在满足第1.4.2节里的主要技术指标的前提下，综合地形条件、考虑行车安全舒适及综合经济因素，共设置了四个平曲线，在JD3处因为转角比较小，半径R=1500m，为了保证有足够的曲线长度消除半径很小的视觉误差，在此处设置300m的缓和曲线。
2、平曲线计算
以第一个平面曲线为例计算：已知 = 取圆曲线半径R=480m，如图 2.2

图2.2 JD1平曲线
—路线转角 L—曲线长（m） T—切线长（m）
E—外矩（m） J—校正数（m） R—曲线半径（m）
—缓和曲线（m） —圆曲线（m）
(1) 计算缓和曲线长度:
设
则有公式

m
取
为了满足线形舒顺和美观的要求，回旋曲线参数A应满足:
即
所以 取 满足要求。
缓和曲线上离心加速度的变化率为: =0.113
(2) 曲线几何元素的计算:
=99.86m
P= =3.47m
=
m
=627.71m
227.71m
m

曲线主点桩号计算:
在地形图上测得AB间距离533.13m，即得 K42+533.13
则





其它各桩号坐标见附表一《逐桩坐标表》
2.2公路纵断面设计
道路的等级为二级公路，各技术要求见表1.6，在沿线构造物控制标高（见表2.2）以及沿线自然条件，确定路线合适的标高、各坡段的纵坡度和坡长，并设计竖曲线。具体路段设计可见纵断面设计图。
表2.2 构造物控制标高
桩号 构造物 处理方法 控制标高
K42+676 原有公路 与原有公路平交 与原有路面齐平
K42+987 原有公路 与原有公路平交 与原有路面齐平
K43+660 原有公路 立交 高出原有路面5m以上
K44+485 原有公路 立交 高出原有路面5m以上
K45+385 原有公路 立交 高出原有路面5m以上
（1）纵断面设计原则
1.纵面线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证行驶安全。
2.纵坡均匀平顺、起伏和缓、坡长和竖曲线长短适当、以及填挖平衡。
3.平面与纵断面组合设计应满足:
4.视觉上自然地引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。
（2）纵坡设计要求
1.设计必须满足《标准》的各项规范。
2.纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。连续上坡或下坡路段，应避免反复设置反坡段。
3.沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑。
4.应尽量做到填挖平衡，使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。
（3）竖曲线设计
竖曲线是纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车而设置的一段缓和曲线。根据1.4.2节中第（8）点纵曲线技术要求充分结合纵断面设计原则和要求，先找出了控制点然后依据规范的规定综合平曲线与纵曲线线形组合的原则及经济要求尽量保证填挖方合理。详细设计见纵断面图。
竖曲线计算以第一个竖曲线为例计算，如图2.3

图2.3 第一个竖曲线图
（4）根据设计得知
变坡点桩号为K42+610.00，高程为187.04m，坡度 =+1.753%，
=－1.936％，竖曲线半径R＝10200ｍ。
（5）计算竖曲线要素
　　　　　 （为负说明是凸形曲线）
曲线视距要求，

>111.59m
切线长：
外距：
（6）计算设计高程
竖曲线起点桩号＝
竖曲线起点高程=187.04-188.14×1.753%=183.74m
竖曲线上纵距y的计算:
（此处是凸形曲线，设计高程为切线1的高程减去标高改进差
切线高程=曲线起点高程+ ）
在桩号K42+440处的高程计算
横距x=(K42+440)-(K42+421.86)=18.14m
竖距h=
切线高程=183.74+18.14×1.753%=184.06m
设计高程=184.06-0.02=184.04m
同理可计算其它各桩号的高程
各桩号设计高程计算见表2.3
表2.3 竖曲线纵距计算表
桩号 X（m） 标高改进y=
切线1高程（m） 设计高程（m）
K42+421.86 0.00 0.00 183.74 183.74
K42+440 18.14 0.02 184.06 184.04
K42+460 38.14 0.07 184.41 184.34
K42+480 58.14 0.17 184.76 184.59
K42+500 78.14 0.30 185.11 184.81
K42+520 98.14 0.47 185.46 184.99
K42+540 118.14 0.68 185.81 185.13
K42+560 138.14 0.94 186.16 185.23
K42+580 158.14 1.23 186.51 185.29
K42+600 178.14 1.56 186.86 185.31
K42+610 188.14 1.74 187.04 185.31
K42+620 198.14 1.92 187.21 185.29
K42+640 218.14 2.33 187.56 185.23
K42+660 238.14 2.78 187.91 185.13
K42+680 258.14 3.27 188.27 185.00
K42+700 278.14 3.79 188.62 184.82
K42+720 298.14 4.36 188.97 184.61
K42+740 318.14 4.96 189.32 184.36
K42+760 338.14 5.60 189.67 184.06
K42+780 358.14 6.29 190.02 183.73
K42+798.14 376.28 6.94 190.34 183.40
竖曲线详细见SI-5《纵坡、竖曲线表》与SII-2《路基设计表》
2.3 横断面设计
1、横断面组成及其设计
根据规划交通量Ne=14644辆/d，拟定为二级公路，设计时速采用80Km/h，在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大的经济效益与社会效益。
横面设计为路基总宽为12m，土路肩0.75m，行车道为3.75m×2，断面图如图2.4

图2.4 横断面结构
为了便于排水土路肩部分的横坡设置为 ，路拱横坡为 的双向横坡。
2、加宽设计
当半径小于等于250m时为了保证行车安全，曲线段上的正常宽度应作适当的加宽，半径大于250m时不加宽。本设计的最小半径为480m，所以不需要做加宽设计。
3、超高设计
（1）超高确定
设置超高是为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，而将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式。
由于本设计的车道为没中央分隔带，本设计采用绕中央分隔带边缘旋转的方式来设计，内侧土路肩不随之旋转，外侧土路肩旋转，为了方便计算，先按全路面都参加超高，最后内侧土路肩超高=内侧硬路肩边线高程--土路肩宽×土路肩横坡。
超高值的计算公式: ，得各曲线的超高值如表2.4
表2.4 各平曲线超高设置
曲线交点 曲线半径 超高坡度 曲线交点 曲线半径 超高坡度
JD1 480m 5.00% JD3 1500m 3.00%
JD2 1000m 3.00% JD4 920m 3.00%
（2）超高计算
以JD1曲线K42+202.396～K42+830.103为例计算
1.计算要素
缓和曲线Ls=200m，设计速度V=80km/h，曲线半径R=480m，超高坡度 ，
路面宽度B=（1.50+3.75）×2=10.5m
绕中线旋转的超高渐变率
超高坡度与路拱坡度的代数差
超高过渡段长度

取Lc=Ls=200m
2.超高计算
绕中线旋转超高值计算
， （不设加宽）
（1）圆曲线上全超高断


（2）旋转过渡段

当

由以上的计算和公式得超高计算结果
表2.5 超高计算
桩号 x（m） 内侧土路肩w3 内侧硬路面w2 中线w1 外侧路面w2 外侧硬路肩w3 备注
K42+202.396 0.00 0.00 0.13 0.023 0.00
K42+220 17.604 0.000 0.023 0.128 0.055 0.032
K42+240 37.604 0.000 0.023 0.128 0.092 0.069
K42+260 57.604 0.000 0.023 0.128 0.128 0.106
K42+280 77.604 0.000 0.023 0.128 0.165 0.143
K42+300 97.604 0.000 0.023 0.128 0.202 0.179
K42+316.688 114.292 0.000 0.023 0.128 0.233 0.210 临界断面
K42+320 117.604 -0.111 -0.089 0.128 0.239 0.216
K42+340 137.604 -0.148 -0.125 0.128 0.275 0.253
K42+360 157.604 -0.185 -0.162 0.128 0.312 0.290
K42+380 177.604 -0.221 -0.199 0.128 0.349 0.326
K42+400 197.604 -0.258 -0.236 0.128 0.386 0.363
K42+402.396～K42+630.103 - -0.158 -0.135 0.128 0.390 0.368 圆曲线
起点
K42+640 190.103 -0.244 -0.222 0.128 0.372 0.349
K42+660 170.103 -0.208 -0.185 0.128 0.335 0.313
K42+680 150.103 -0.171 -0.148 0.128 0.298 0.276
K42+700 130.103 -0.134 -0.112 0.128 0.262 0.239
K42+715.817 114.286 0.000 0.023 0.128 0.233 0.210 临界断面
K42+720 110.103 0.000 0.023 0.128 0.225 0.202
K42+740 90.103 0.000 0.023 0.128 0.188 0.166
K42+760 70.103 0.000 0.023 0.128 0.151 0.129
K42+780 50.103 0.000 0.023 0.128 0.115 0.092
K42+800 30.103 0.000 0.023 0.128 0.078 0.055
K42+820 10.103 0.000 0.023 0.128 0.041 0.019
K42+830.103 0.000 0.000 0.020 0.128 0.023 0.000
超高详细情况见SII-2《路基设计表》与SII-3《加宽、超高表》
4、视距检查
①纵曲线在设计时曲线长度都符合视距要求
②对于二级公路按《标准》规定视距不得小于停车视距的两倍
最大横净距的计算
二级公路设计速度为80Km/h的停车视距为110m，即取视距长度
取曲线半径最小的第一个平曲线为例计算R=480m
圆曲线长 ，缓和曲线长
曲线内侧行驶轨迹
因为圆曲线长度大于视距，所以由公式

得：
由平面设计图上得到第一曲线所在位置都为填方路段，视野空阔，在12.64m的横净距内没有障碍物，所以视距满足要求。
同理可很JD2处最大横净距h2=6.05m，JD3处最大横净距h3=3.48m，JD4处最大横净距为h4=6.59m，经过检查，全线在各曲线的横净距都满足要求，没有要清除的障碍物。
2.4 公路路基设计
1、路基设计的基本要求
具有足够的强度、稳定性和耐久性； 符合环保、地质、水文等要求； 地质条件、地址参数明确；避免高路堤与深路堑，提倡采用成熟的新技术、新材料和新结构；符合经济性的要求。
本设计是在丘陵山区公路，主要采用填挖结合的路基横断面设计。
2、路基设计
1）一般路堤边坡坡度：
表2.6 路基边坡坡度表
填料类别 边坡坡率
上部（H 8m）
下部（H 12m）
细粒土 1:1.50 1:1.75
粗粒土 1:1.50 1:1.75
巨粒土 1:1.30 1:1.50
本设计中土壤为中液限粘土，所以上部边坡采用1：1.50，下部边坡1：1.75，中间不设台阶。
2）沿河浸水路堤：
在K44+780～K44+920与K45+020～K45+080处为沿河岸的路线，设置浸水护坡挡土墙以保护路堤免受河水的冲刷。
3）路堑边坡坡度
路堑边坡设计时应考虑地貌、地质构造上的整体稳定性，不良情况时应使路线避绕，稳定的地质也应考虑开挖后能否造成坡面减少支承而引起失稳；根据本设计的地形地质情况，路堑边坡采用1：0.5，1：0.75，1：1.00三级边坡，每8m设置一级台阶，台阶宽1.5m。
4）路基的压实
（1）压实的意义:分层压实致密的路基能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用产生的压密变形，从而确保路面的使用品质和使用寿命。
（2）路堑的压实:路堑虽然其路基顶面工作区内土体存在超固结情况，但一般天然土体的密实程度都不能满足路基设计要求，特别是在纵横向存在不均匀，因此，有必要挖开后再分层填筑压实，使其达到一定的均匀密实要求。
5）压实度标准

表2.7路基土最小强度和压实度要求项目
分类 路面以下深度（m） 路床土最小强度（CBR)(%） 压实度（%）
高速一级 二级 三四级 高速一级 二级 三四级
填方
路基 0～0.3 8 6 5 ≥96 ≥95 ≥94
0.3～0.8 5 4 3 ≥96 ≥95 ≥94
零填及
挖方路基 0～0.3 8 6 5 ≥96 ≥95 ≥94
0.3～0.8 5 4 3 ≥96 ≥95 ／
表2.8 路堤压实度及路堤填土最小强度要求
类别 路床顶以下深度（m） 压实度（%） 填土最小强度(CBR)(%)
高速公路
一级公路 二级公路 三、四级公路 高速公路
一级公路 二级公路 三、四级公路
上路堤 0.80～1.50 ≥94 ≥94 ≥93 4 3 3
下路堤 1.50以下 ≥93 ≥92 ≥90 3 2 2
根据以上要求，本设计按二级公路压实度标准要求设计
2.5 土石方调配
1土石方计算
土石方计算当相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则采用公式2-1
（2-1）
式中：V——体积，即土石方数量（m3）
F1、F2——分别为相邻断面的面积（m2）
L——相邻两断面之间的距离（m）
若面积相差甚大，且与棱台更为接近，则采用公式2-2
（2-2）
式中： 。
首先是根据横断面图计算横断面面积然后计算体积，即获得土石方数量，填入土石方计算表。本设计直接由纬地系统自动生成土石方表格。
2路基土石方调配
A、 土石方调配的原则:
（1）就近利用，以减少运量
（2）不跨沟调运
（3）高向低调运
（4）经济合理性
（5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。
（6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。
B、调配方法:
采用土石方计算表调配法，具体调配步骤是：
（1）土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的，调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁，供调配时参考。
（2）弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡，明确利用、填缺与挖余数量。
（3）在作纵向调配前，应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距，供土石方调配时参考。
（4）根据填缺挖余分布情况，结合路线纵坡和自然条件，本着技术经济和支农的原则，具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。
（5）经过纵向调配，如果仍有填缺或挖余，则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点，然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。
（6）土石方调配后，应按下式进行复核检查：
横向调运十纵向调运十借方=填方
横向调运十纵向调运十弃方=挖方
挖方十借方=填方十弃方
经济运距
B是指借土单价，T远运运费单价
在本路段，K42+620以前的路优因为受大河阻隔，所需填土无法从从挖方段取得，采取就近借土的方法。
具体土石方调配见SII-5《路基土石方数量调配表》

第3章 边坡稳定性分析
3.1 概述
路基边坡的稳定涉及岩土性质与结构、边坡高度与坡度、要程质量与经济等多种因素。一般情况下，对边坡不高的路基，例如不超过8.0m的土质边坡、不超过12.0m的石质边坡可按一般路基设计，采用规定的坡度值，不作稳定性分析计算。地质与水文条件复杂、高填深挖或特殊需求的路基，应进行边坡稳定性的分析计算，，据此选定合理的边坡坡度及相应的工程技术措施。
路基边坡稳定有力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取两者之比值为稳定系数K，即
K=R/T （3-1）
K=1时，表示下滑力与抗滑力相等，边坡处于极限平衡状态；K<1时，边坡不稳定；K>1时，边坡稳定。考虑到一些意外因素，这安全可靠起见，工程上一般规定采用K1.20～1.30，作为路基边坡稳定性分析的界限值。
行车荷载是边坡稳定性分析的主要作用力之一，计算时将车载换算成相当于路基岩土厚度，计入滑动体重力中去。换算时可按荷载的最不利布置条件，取单位长度路段，计算式如下
（3-2）
式中：h0——行车荷载换算高度（m）
N——横向分布的车辆数，双车道N=2，单车道N=1;
Q——一辆车的重力（标准车辆荷载为550KN）；
L——前后轮轴最大轴距，按《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）规定 对于标准车辆荷载为12.8m；
——路基填料的重度（KN/m3）；
B——荷载横向分布宽度；

式中：b——后轮轮距,取1.8m；
m——相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m；
d——轮胎着地宽度，取0.6m。
行车道荷载对较高路基边坡的稳定性影响较小，换算高度可以近似分布于路基全宽上，以简化滑动体的重力计算。采用近似方法计算时，亦可以不计算荷载。
3.2边坡稳定性分析
桩号K45+300处路堤坡高为9.74m，为本段路最大路堤高度；桩号K44+280处的路堑右边坡高23.49米，为本路段的较大挖方路段；对这两处边坡进行稳定性分析。
1、K45+300处路堤稳定性
为了简化计算，本设计只粗略估算，采用表解法，不计行车荷载。
查有关资料有粘性土内摩擦角 = ，粘聚力c=20kPa（回填土），土的重度取 =17kN/m3，边坡高度H=9.74m
本设计分为二级边坡，8m以上部分坡度1：1.5，8m以下部分1：1.75
取1:1.5进行分析，由1:m=1：1.5，查表3.1得五个圆心的A与B值，
表3.1 边坡稳定性验算的A与B值表
边坡坡度（1：m） 滑动圆弧的圆心
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5
A B A B A B A B A B
1：1 2.34 5.79 1.87 6.00 1.57 6.57 1.40 7.50 1.24 8.80
1：1.25 2.64 6.05 2.16 6.35 1.82 7.03 1.66 8.02 1.48 9.65
1：1.5 3.06 6.25 2.54 6.50 2.15 7.15 1.90 8.33 1.71 10.10
1：1.75 3.44 6.35 2.87 6.58 2.50 7.22 2.18 8.50 1.96 10.41
1：2 3.84 6.50 3.23 6.70 2.80 7.26 2.45 8.45 2.21 10.10
1：2.25 4.25 6.64 3.58 6.80 3.19 7.27 2.84 8.30 2.53 9.80
1：2.5 4.67 6.65 3.98 6.78 3.53 7.30 3.21 8.15 2.85 9.50
1：2.75 4.99 6.64 4.33 6.78 3.86 7.24 3.59 8.02 3.20 9.21
1：3 5.32 6.60 4.69 6.75 4.24 7.23 3.97 7.87 3.59 8.81
表3.2 表解法计算结果表
项目
圆心 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5
A 3.06 2.54 2.15 1.90 1.71
B 6.25 6.50 7.15 8.33 10.10
K 2.38 2.14 2.01 2.02 2.13
，
由公式 计算得结果见表3.2
基中最低的稳定系数为2.01大于K=1.20～1.30，所以该边坡是稳定的，设计中的边坡下部面部分边坡还大于1：1.5所以该边坡是稳定的
2、K44+280处路堑边坡稳定性分析
此处为路堑边坡，此处土为中液限粘土，为了方便计算，采用直线滑动面的解析法计算分析。
先将多级边坡简化为一级边坡进很粗略估算，得坡度 =490，坡高23.49m，内摩擦角 ，重度取，黏结力c=20kPa(自然土)。
所以得
，
由此可得路堑边坡的最小稳定系数为


=1.302>1.25
所以该处路堑边坡稳定
3.3 边坡防护与加固
根据当地气候、水文、地形、地质条件及筑路材料分布情况，本设计主要采取植物防护与护面墙相结合，防治路基病害，保证路基稳定，并与周围环境景观相协调。
本路段在K42+800～K42+940，K44+260～K44+360处存在深挖边坡，对一、二级边坡采用护面墙防护，边坡高度为8m，护面墙顶宽0.40m，底宽为0.8m，对三级边坡采用采用拉伸网草皮做防护，在土工网垫上铺设3～5cm的种植土层，经过撒种、养护后形成人工草皮。本路段主要采用的是粘性土，对于路堤边坡的防护主要采用种植植被进行坡面防护。

第4章 挡土墙设计
4.1 概述
路堑挡土墙大多设在边沟旁。山坡挡土墙应设在基础可靠处，墙的高度应保证墙后墙顶以上边坡的稳定。
当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近，基础情况相似时，应优先选用路肩墙，按路基宽布置挡土墙位置，因为路肩挡土墙可充分收缩坡脚，大量减少填方和占地。若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙，并作经济比较后确定墙的位置。
沿河堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。
a. 挡土墙的纵向布置
挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图。
布置的内容有：
Ⅰ.确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。
路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接，与桥台连接时，为了防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。
路堑挡土墙在隧道洞口应结合隧道洞门，翼墙的设置做到平顺衔接；与路堑边坡衔接时，一般将墙高逐渐降低至2m以下，使边坡坡脚不致伸入边沟内，有时也可以横向端墙连接。
Ⅱ.按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。
Ⅲ.布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶，台阶尺寸视纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1：2。
Ⅳ.布置泻水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。
b.挡土墙的横向布置
横向布置，选择在墙高最大处，墙身断面或基础形式有变异处以及其它必须桩号处的横断面图上进行。根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙设计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横断面图。
c.平面布置
对于个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河曲线挡土墙，应作平面布置，绘制平面图，标明挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。
挡土墙的基础埋置深度
对于土质地区，基础埋置深度应符合下列要求：
无冲刷时，应在天然地面以下至少1m；有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m；受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采用1.25m，但基底应夯实一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。
对于岩石地基，应清除表面风化层。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。墙趾前地面横坡较大时，应留出足够的襟边宽度，以防止地基剪切破坏。
当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下或采用其它措施，以防止挡土墙滑动。
在K42+820～K42+940与K44+260～K44+330处右侧挖方过大，为了减少挖方量，缩短边坡高度，设置加加筋挡土墙
本设计路段的最大冻深为180cm，所以挡土墙的埋置深度设置为2.05m。
挡土墙基本情况如下表4.1所示
表4.1挡土墙情况汇总
桩号范围 墙高(m) 类型 备注
左侧 K42+640～K42+680 自动变化 重力式仰斜式路肩墙
K43+940～K44+000 6.5 重力式路堑墙
K44+520～K44+600 自动变化 重力式衡重式路堤墙 填土高度2m
K44+780～K44+920 自动变化 浸水路堤墙
K45+020～K45+080 自动变化
右侧 K42+820～K42+840 14 加筋土挡土墙 中间设2m的错台
K42+840～K42+920 18
K42+920～K42+940 16
K44+260～K44+330 15
K44+420～K44+450 8 仰斜式路堑挡土墙
K44+980～K45+010 8 仰斜式路堑挡土墙
桥头 K42+190、K42+620、K43+660、K43+720、K44+480、K44+520 — 桥头挡墙
4.2 路堤挡土墙计算及验算
取桩号K44+540处衡重式重力路堤挡墙为例计算

图4.2 计算图示 单位:m
1 设计资料
（1)墙后填土为粘土，容重 ，内摩擦角 ， 。
（2）地基土容重 ，内摩擦角 基底摩擦系数， ，地基土摩擦系数 ，地基承载力 。
（3）墙分段长度10m，砌体容重 ，砌体容许压应力为 ，容许拉应力为 ，容许剪应力为 。
（4）荷载:公路-Ⅱ级。
2 断面尺寸
，
， ， + ，
， ，
+

=2.53m
=2.77m，
， ，
。（如图4.2所示）
2、上墙断面强度验算
1）土压力和弯矩计算
1．破裂角
假设第一破裂面交于荷载内，如图4.3所示

，

时的破裂角:
已知粘土 ，用等效内摩阻角法，把粘土的内摩阻角增大 ，取等效内摩阻角 ，从而可按砂性土的库仑土压力来计算。

图4.3 上墙端面强度验算图式
×

= -1.037

=1.045
计算第一破裂面倾角:
= =0.414

计算第二破裂面倾角:



＞ ；故出现第二破裂面
验证假定条件是否成立:

所以假设条件成立
5．土压力计算
用出现第二破裂面时的公式计算土压力
q=20+(10-20) =12.5(墙高在2—10m间的附加荷载按线性内插计算)

根据求得的 重新求第一、第二破裂面倾角


= =1.045

　　
=-0.94
第一破裂面倾角:
= =0.38

第二破裂面倾角:


土压力系数:









=1.28





作用于墙背上的土压力:

土压力对验算截面的弯矩:

= =1.84m


3．上墙自重及弯矩计算




6.截面应力验算



＞
＞
直剪应力:
＜ =120kPa
7、基顶截面应力验算
1）破裂角
假设上墙第一破裂面交于荷载内，下墙破裂面亦交于荷载内（如图4.4所示）

图4.4 基顶截面应力验算图式


下墙破裂角:


验证假设条件是否成立
=5.24m
与假设相符合。
2）土压力
换算荷载均布土层厚度:

土压力系数:






3土压力对验算截面的弯矩


=5.28×0.05+2.1+1.33-0.82×0.27=3.43m




4墙身自重及对验算截面产生的弯矩







5衡重台上填料重及弯矩计算
， ， （如图4.5所示）







图4.5 衡重台上填料及弯距计算图式
6截面强度验算
1．偏心矩计算:



＜
2．正应力验算:

=500.31kPa＜750kPa(-61.56kPa＞-180kPa)
3．剪应力验算:
＜120kPa
7基底截面强度及稳定性验算
上墙及墙身计算同前（如图4.6所示）
1破裂角
假设上墙第一破裂面交于荷载内，下墙破裂面亦交于荷载内。


下墙破裂角:


图4.6 基底截面强度及稳定性验算图式

验证假定条件是否成立

=5.56×2/3+5.52×0.414+5.56×（-0.25）+1.33+3.52×（-0.25）-1.75
=4.32m
假设条件成立。
2土压力

换算荷载均布土层厚度:

土压力系数:

3土压力对基底截面的弯矩计算:

4墙身和基础自重及对基底截面产生的弯矩

5衡重台上填料重及对基底截面产生的弯矩


6基底截面应力和稳定验算
1．偏心矩计算:

＜
2．正应力验算:

=481.74kPa＜750kPa(41.51kPa>-180kPa)
3．稳定验算:
滑动稳定验算
＞1.30

＞1.30
倾覆稳定验算
＞1.50
因此，该衡重式挡土墙各项验算均满足要求。
4.3 挡土墙的排水设施和沉降缝、伸缩缝的设置
1、挡土墙的排水设施
挡土墙应设置排水措施，主要包括地面排水与墙身排水，以疏干墙后土体和防止地面水下渗，防止墙后积水形成静水压力，减少寒冷地区回填土的冻胀压力，消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。
排水措施主要包括：
1）、设置地面排水沟，引排地面水；夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水及地面水下渗，不要时可加设铺砌；对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固，一防止边沟水渗入基础；
2）、设置墙身泄水孔，在非干砌的挡土墙身适当高度处设置一排或数排泄水孔，泄水孔尺寸可视泄水量大小分别采用5cm×10cm、10cm×10cm、15cm×20cm的方孔，或者直径为5～10cm的圆孔。对于重力式、悬臂式、扶壁式、等整体式墙身的挡土墙，应沿墙高和墙长设置泄水孔，泄水孔应具有向墙外的倾斜的坡度，其间距一般为2.0～3.0m，浸水挡土墙为1.0～1.5m,上下交错设置，排除墙后水。
浆砌片石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔。墙高时，可在墙上部加设一排汇水孔。排水孔的出口应高出墙前地面0.3m；若为路堑墙，应高出边沟水位0.3m；若为浸水挡土墙，应高出常水位0.3m。为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料及滤层，以免孔道阻塞。
2、沉降缝与伸缩缝
为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，需根据地质条件的变异和墙高，墙身断面的变化情况设置沉降缝。为了防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，以内感设置伸缩缝。
设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔10～15m设置一道，兼器两者的作用，缝宽0.02～0.03m，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m。

第5章 桥梁、涵洞与交叉设计
5.1 涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点
1、涵洞的分类
涵洞按结构形式主要分为以下五种类型
（1） 圆管涵：圆管涵主要由管身、基础、接缝及防水层构成
（2） 盖板涵：盖板涵主要由盖板、涵台、洞身铺底、伸缩缝、防水层等构成。
（3）拱涵：拱涵主要由拱圈、护拱、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施组成
（4） 箱涵：&