第一章 引言 ........................................................... 4
1.1我国公路现状 ................................................... 4 1.2我国公路发展规划及其发展趋
势 ................................... 5 第二章 路基设计 ....................................................... 5
2.1 路基设计要求及内容 ............................................ 5
2.1.1 路基设计要求 ............................................ 5 2.1.2 路基设计的内
容 .......................................... 5 2.2 路基横断面设计 ................................................ 5
2.2.1路基宽度 ................................................. 6 2.2.2路基高度 ................................................. 6 2.2.3路基边坡 ................................................. 6 2.3 路基填
料及压实标准 ........................................... 7
2.3.1路基填料的要求 ........................................... 7 2.3.2压实标准的的要求 ......................................... 8 2.3.3填方路基的设计 ........................................... 8 2.3.4挖方路
基的设计 ........................................... 8 2.4边沟及截水沟的设置 ............................................. 8
2.4.1边沟的设置 ............................................... 8 2.4.2截水沟的设置 ............................................. 9 2.5 路基防护 ...................................................... 9 2.6 路基排水
设计 .................................................. 9
2.6.1路基排水目的： ........................................... 9 2.6.2路基排水的一般要
求： ..................................... 9
第三章 路面设计 ...................................................... 10
3.1 路面设计原则及方法 ........................................... 10
3.1.1 路面设计的原则 ......................................... 10 3.1.2 路面设计的方
法 ......................................... 10 3.2交通量的计算 .................................................. 11
3.2.1以设计弯沉为指标时累计轴载计算 .......................... 11 3.2.2半刚性材料层拉应力为设计指标时累计轴载计算 .............. 13 3.2.3交通等级的确定 .......................................... 15 3.3 各结
构层的原材料选择 ......................................... 15
3.3.1 路面材料的技术要求 .................................... 15 3.3.2初拟路面结构 ............................................ 15 3.4 各层材料的抗压模量与霹裂强度的确定 .......................... 16 3.5 土基回弹模量 ................................................. 16 3.6 设计指标的汇
总 .............................................. 17
3.6.1 设计弯沉值 ............................................. 17 3.6.2 各层材料容许底层拉应 ................................... 17 3.6.3 设计资料汇总 ........................................... 19 3.7 路面结构层
厚度的计算 ........................................ 20
3.7.1 弯沉计算 ............................................... 20 3.7.2 石灰土厚度的确定 ...................................... 21 3.8 应力验算 .................................................... 22 参考文
献 ............................................................. 23 致谢 ................................................................. 24
本设计为某山区重岭区二级公路常规设计。该公路段设计的主要内容有:道路路 线方案的拟定与比较、道路等级的确定、道路平纵横断面线形设计、路基路面
设计、道路排水设计、小桥涵和挡土墙设计、工程数量计算、施工组织设计等。该设计先选择多种道路路线方案，根据地形线形、路线长度、工程数量、工程造价、农田占用等主要经济指标和技术指标，既要考虑规范、标准，又要考虑自然、道路总体规划、社会经济发展等因素，从而确定合理的路线方案。然后严格依据道路规范、标准对道路平、纵、横断面各要素进行设计。接着进行路基路面的设计与验算，最后进行涵洞、挡土墙、排水系统等相关构筑物设计。
关键词：
路基 路面
第一章 引言
1.1 我国公路现状
改革开放以来，国家把交通作为国民经济发展的战略重点之一，为公路交通事业快速发展提供了机遇。1978年以来，我国公路事业发展快，建设规模大，也是最具活力的时期，这段时期我国公路建设实现了跨越式的发展，取得了举世瞩目的成就。道路发展的突出成就是高炉公路的飞速崛起，高速公路是交通运输现代化的重要标志之一。高速公路的建设带动了沿线经济的发展，快速运输日益显示出巨大的经济效益和社会效益，形成了快速发展的高速公路带产业。高速公路不仅技术标准高、线形顺畅、路面平整、沿线设施齐全，而且无混合交通干扰，为公路交通运输的快速、安全、高效、便捷和舒适提供了技术保证。
我国公路建设发展迅速，取得了巨大成就，但是也存在一些问题:公路交通基础薄，各地发展不平衡；数量少，密度低；质量差、标准低，通车里程中，大部分为等级较低的三四级公路；公路设施不全，抗灾能力差；道路建设对环境破坏大；交通运输业的能耗高、污染严重，不符合可持续发展的要求等问题突出。
1.2 我国公路发展规划及其发展趋势
1.2.1 发展规划
根据我国国民经济和社会发展的长远规划，我国公路在未来几十年，讲通过以下发展阶段:
第一阶段：近期达到的交通运输紧张状况有明显缓解，对国民经济的制约状况有明显改善。
第二阶段：在2010年左右达到公路交通基本适应国民经济和社会发展的需要。 第三阶段:在本世纪中叶基本实现公路交通运输现代化，达到中等发展国家水平。
1.2.2 发展趋势
随着社会的进步和科学技术的发展，公路运输的发展呈如下趋势：
(1) 随着高速公路由单线向跨区域和全国网络的发展，开展公路快速客、货运业务；
(2) 公路货运业将纳入物流服务业发展的系统中，更强调在专业化原则上的合作，包括不同运输方式之间的合作，与服务对象的合作；
(3) 在经营管理方面，现在许多运输企业都建立并运用了运输信息管理系统；
(4) 逐步加强运输规划，使公路建设及运输站场设施的配置与客货流规律更好地协调起来，
同时还根据效率与效益原则，把运输服务向纵深推进。
第二章 路基设计
路基是在原地面按照道路路线位置和一定技术要求开挖或堆填的岩土结构物，是路面结构的基础。它是公路最基本的组成部分之一，起着保证路面结构稳定和承受本身岩土自重、路面重量、由路面传递而来的行车荷载的作用。 2.1 路基设计要求及内容
2.1.1 路基设计要求
A、路基设计应根据公路的功能、道路等级、交通量，结合沿线地形、地质等自然条件进行综合设计，保证其具有足够的强度及稳定性。
B、路基设计中应重视排水设施与防护、加固设施的设计，对取土、弃土也应做专门设计，防治水土流失、赛堵河道及诱发路基病害。
C、路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免深挖、高填造成的不良影响。 D、路基设计应于线路设计相配合，尽量避免通过特殊地质和水文条件的路段，增强公路防灾抗灾的能力。
E、路基设计应从地基处理、路基填料选择、路基强度与稳定性、防护工程、排水系统、以及关键部位路基施工技术等方面进行综合设计。
2.1.2 路基设计的内容
A.选择路面断面形式，确定路基宽度和路基高度； B.选择路基填料和压实标准； C.确定边坡形状和坡度；
D.路基排水系统布置和排水结构设计； E.坡面防护和加固设计； F.特殊地基处理； G.附属设施设计。
2.2 路基横断面设计
2.2.1 路基宽度
路基宽度按照《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中的规定设计
《标准》规定设计速度为60km/h时，二级公路的车道宽度为3.5米，硬路肩宽度取0.75米（一般值）或0.25米（最小值），土路肩宽度取0.75米（一般值）或0.5米（最小值）。公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。该设计路基宽度为0.75+0.75+3.5+3.5+0.75+0.75=10m。路基标准横断面图见附图T26、T27。
2.2.2 路基高度
路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。路基设计标高为道路中线标高。路基设计见附表B10-B14。
2.2.3 路基边坡
A、路堤边坡坡度
超过以上范围需要进行边坡稳定分析，本次设计符合以上的要求，故不须进行边坡稳定性分析。路基填方边坡坡率采用1:1.5，挖方边坡坡率采用1:2。
B、 路堑边坡坡度
路堑边坡坡度，应根据当地自然条件、土石种类及其结构、边坡高度和施工方法确定。当地质条件良好且土质均匀时,可参照规范所列数值范围
2.3 路基填料及压实标准 2.3.1 路基填料的要求
根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中的规定：
A. 填方路基应优先选用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料，填料最大粒径应小于150㎜；
B. 泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机土及易溶盐超过允许含量的土等，不得直接用于填筑路基。冰冻地区的路床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑；
C. 当采用细粒土填筑时，路堤填料最小强度应符合表3.3.1的规定。
注：1）当路基填料CBR值达不到表列要求时，可掺石灰或其它稳定材料处理。
2)当三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，应采用二级公路的规定
D. 液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土，不得直接作为路堤填料； E. 浸水路堤应选用渗水性良好的材料填筑。当采用细砂、粉砂作填料时，应考虑振动液化的影响； F. 桥涵台背和挡土墙墙背应优先选用渗水性良好的填料。在渗水材料缺乏的地区，采用细粒土填筑时，宜用石灰、水泥、粉煤灰等无机结合料进行处治。
2.3.2 压实标准的的要求
根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中的规定，路堤应分层铺筑，均匀压实，压实度应符合《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）规定
注:1）表列压实度系按《公路土工试验规程》重型击实试验法求得的最大干密度的压实度;
2）当三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，应采用二级公路的规定值;
2.3.3 填方路基的设计
根据根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中的规定，可以采用挖方中的土拌合石灰成石灰土采用分层压压实的办法压实的办法。
2.3.4 挖方路基的设计
根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中的规定：土质挖方边坡高度超过20m、岩石挖方边坡高度超过30m、以及不良地质、特殊岩土地段的挖方边坡，应进行个别勘察设计。
2.4 边沟及截水沟的设置
2.4.1 边沟的设置
2.4.1.1 边沟设置的目和要求
边沟设置在挖方路基的路肩的外侧或底路堤的坡脚外侧，多与路基中线平行，因此，边沟主要是汇集和排除路基范围内和流向路基的少量的地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，综合设计，使之起到排水作用。
边沟的排水量不大，一般不需要进行水文、水力计算，依据沿线具体条件，选用标准横断面形式。边沟不宜设置过长，尽量使边沟内水流就近排至路旁的自然水沟或低洼地带，必要时设置涵洞，将边沟水横穿路基从另一侧排出，边沟的纵坡一般与路线纵坡一致。 边沟的纵坡一般与路线纵坡一致。
2.4.1.2 确定边沟的横断面形式
边沟横断面采用梯形，底宽0.6m，梯形边坡内外侧边坡均取1:1.5。 2.4.2 截水沟的设置 截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方适当的地点，用以拦截并排除路基上方流向路基地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡很填方坡脚不受流水的冲刷。
山坡填方路段可能遭受上方水流的破坏作用，此时必须设截水沟，以拦截山坡水流保护路堤。截水沟与坡脚之间要有不小于2.0m的间距，并作成2%的向沟倾斜横向坡，确保路堤不受水害。
截水沟的横断面形式，一般为梯形，沟的边坡坡度，因岩土条件而定， 一般采用1：1.0～1：1.5，沟底宽度不小于0.5m,沟深也不小于0.5m 。具体布置如下图：
2.5 路基防护
该路段坡高不大、边坡比较平缓，故可采用植物防护。 2.6 路基排水设计
2.6.1 路基排水目的：
路基的各种病害和变形的产生，大都与地面水和地下水的浸湿和冲刷破坏作用有关。要保证路基的稳定性，提高路基的强度和抗变形能力，防治地面水浸入从而提高路面结构的强度和耐久性，延长路面使用寿命，就必须做好道路的排水设计。路基排水分为地表排水和地下排水。
2.6.2 路基排水的一般要求：
A. 公路路基排水设计应防、排、疏结合，并与路面排水、路基防护、地基处理以及特殊路基地区（段）的其它处治措施等相互协调，形成完善的排水系统；
B. 路基排水设计应遵循总体规划，合理布局，少占农田，环境保护的原则，并与当地排灌系统协调；
C. 排水困难地段，可采取降低地下水位、设置隔离层等措施，使路基处于干燥、中湿状态；
D. 施工场地的临时性排水设施，应尽可能与永久性排水设施相结合。各类排水设施的设计应满足使用功能要求，结构安全可靠，便于施工、检查和养护维修。
第三章 路面设计
路面是路基顶面的层状构筑物，它直接承受行车荷载等作用，并将荷载传递给路基，同时也起着使路基免受各种不利因素直接影响的屏障作用。路面影响着行车舒适和安全，是设计的重要部分。
根据《路工程技术标准》4.0.7路面面层的选用，二级公路可选用沥青混凝土路面。沥青路面设计的主要内容有交通量计算、路面结构层次的选择和组合、各结构层厚度的确定，以及各结构层的材料组合设计。
3.1 路面设计原则及方法
3.1.1 路面设计的原则
在环境和行车荷载的反复作用下，路面结构会产生破坏而失去原有的使用能力。路面设计就是要确保其在设计年限内，不发生影响正常使用的损坏。根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-2004）总则的规定：
A. 路面设计应认真做好现场资料收集、掌握沿线路基特点，查明路基干湿类型，在对不良地质路段处理的基础上，进行路基路面综合设计；
B. 在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、节约投资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案；
C. 应结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广；
D. 设计方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施工中废弃料的处理，积极推动旧面层和基层的再生利用，应保护施工人员的健康和安全。
3.1.2 路面设计的方法
损坏模式和设计标准
A.为了控制路基路面的结构的总变形，防止沉陷、车辙等整体强度不足采用弯沉设计指标——路基路面结构实际回弹弯沉值应小于路面容许回弹弯沉值， 即：
sRll
B.为了防止沥青混凝土和整体材料基层疲劳开裂，采用弯拉指标——沥青混凝土面层和整体性材料基层底面弯拉应力
m R
mR
荷载图式、计算模型和计算理论
路面设计时采用双圆垂直均布荷载下的弹性层状体系理论，一般把路面结构看成面层、基层和土基组成的三层结构体系，对于四层和四层以上的多层路面结构体系，采用当量厚度转换方法换算成三层结构体系。 3.2 交通量的计算
路面设计以双轮组单轴载P=100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。
标准轴载的计算参数如下表确定。
3.2.1以设计弯沉为指标
3.2.1.1 轴载换算的计算公式
当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时, 各种车辆的前、后轴均应按公式换算成标准轴载P的当量作用次数Ni。
式中：N ── 标准轴载的当量轴次（次/日）；
n1── 被换算车辆的各级轴载作用次数，（次/d）；
P ── 标准轴载（KN）；
Pi ── 各种被换算车型的轴载（KN）；
C1 ── 轮组系数, 双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38；
C2── 轴数系数；当轴间距大于3米时, 应按一个单独的轴载计算；当轴间距小于3米时,双轴或多轴的轴数系数按公式(3.1.2-2)计算。
式中：m ── 轴数。
3.2.1.2 累次当量轴次的计算
根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-2004）中的规定：若公路无分隔时，路面窄宜选高值，路面宽宜选低值。
=0.6 =6% 设计年限t=15年
设计交通量是根据不同公路等级的设计年限、第一年双向日平均当量轴次(N1)、年平均交通量增长率、车道系数及该公路交通特点，计算的设计年限内一个方向一个车道的累计当量轴次，按公式（3.1.7）计算：
式中：Ne ── 设计年限内一个方向上一个车道的累计当量轴次（次）；
t ── 设计年限（年）；
N1 ── 路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）； r ── 设计年限内交通量的平均年增长率(%)。
3.2.2 半刚性材料层的拉应力为设计指标时
各种车辆的前、后轴均应按公式(3.1.2-3)换算成标准轴载P的当量作用次数N。
式中：C1' ──轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09；
C´2──轴数系数。
以拉应力为设计指标时，双轴或多轴的轴数系数按式（3.1.2-4）计算。
C´
2=1+2(m-1)
3.2.2.2 累次当量轴次的计算
根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-2004）中的规定：
车道系数宜按照表3.1.6选定，若公路无分隔时，路面窄宜选高值，路面宽宜选低值。 =0.6 =6% 设计年限t=15年
设计交通量是根据不同公路等级的设计年限、第一年双向日平均当量轴次(N1)、年平均交通量增长率、车道系数及该公路交通特点，计算的设计年限内一个方向一个车道的累计当量轴次，按公式计算：
式中：Ne ── 设计年限内一个方向上一个车道的累计当量轴次（次）；
t ── 设计年限（年）；
N1 ── 路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）
r ── 设计年限内交通量年平均增长率
3.2.3 交通等级的确定
根据规范中的交通等级表来确定交通等级，选择一个较高的等级来作为设计参数。计算的累计标准轴次为659万次/车道，中型以上货车及大客车的交通量为30辆/日，故确定为中交通等级。
表3.6 交通等级
3.3 各结构层的原材料选择 3.3.1 路面材料的技术要求 路面材料要求：
A、沥青在混合料中起胶结作用，其标号要根据公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及结构层中的层位和受力特点，结合当地的使用经验来确定。
B.、集料是构成沥青混合料的骨架也是强度的基本组成部分。有粗集料和细集料两种。高等级公路必须采用碎石或破碎砾石。 沥青混合料中的细集料，宜用机制砂和天然砂，或石屑与天然砂配制。细集料应具有一定棱角性，洁净、干燥、无风化、无杂质，并保证具有足够的强度； 沥青路面的粗集料应选用碎石，也可选用经轧制的碎砾石。对三级、四级公路的沥青层可用经筛选的小砾石。粗集料应用无风化、微风化的石料轧制而成，不含土和杂质，石料坚硬、表面粗糙、洁净，轧成碎石形状方正；
C. 半刚性基层所用集料与结合料取自沿线料场，沥青选用重交通90#石油沥青，上面层采用SBS改性沥青，技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》相关规定。
3.3.2 初拟路面结构
根据公路等级、交通量和交通组成、气候条件以及所选路面结构类型等因素拟定路面结构：当采用半刚性基层沥青路面时，高速公路、一级公路的沥青层厚度可为120~180mm；二级公路的沥青层厚度宜为60~120mm。二级、三级公路一般采用双层式沥青面层。
根据规范的规定
根据规范的推荐结构，路面结构面层采用：6cm中粒式沥青混凝土（DAC-16） + 8cm粗粒式沥青混凝土（DAC-25）+ 30cm水泥碎石 基层+ 二灰土底基层，以二灰土为设计层。
3.4 各层材料的抗压模量与霹裂强度的确定
查表得到各层材料的抗压模量和霹裂强度，抗压模量取20℃的模量，各值均规范中给定范围的中值，因此，得到20℃的抗压强度模量如下表：
3.5土基回弹模量
本段属于浙闽沿海山地区，按二级自然区划，属于Ⅳ4中湿区，土质为粘性土，稠度为0.95。由此，查表得：土基回弹模量为32Mpa。
3.6 设计指标的汇总
我国现行的公路沥青路面规范规定，以设计弯沉值计算路面高度，对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求，各层材料的计算模量采用抗压回弹模量，沥青混凝土和半刚性材料的抗拉强度采用劈裂实验测得的劈裂强度。
3.6.1 设计弯沉值
根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-2004）中的规定
式中：dl—— 设计弯沉值（0.01mm）；
eN—— 设计年限内一个车道累计当量轴次；
cA—— 公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2； sA—— 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌和冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1；中、低级路面为1.2。
A—— 基层类型系数，对半刚性基层bA=1.0；柔性基层bA=1.6；对于混合式基层采用线性内插确定基层类型系数：
3.6.2 各层材料容许底层拉应
材料的容许拉应力
R
式中：R—— 路面结构层材料的容许拉应力(MPa); S —— 沥青混凝土或半刚性材料的极限抗拉强度(MPa)，由试验确定。我
国沥青路面设计规范采用极限劈裂轻度；
SK—— 抗拉强度结构系数。 对沥青混凝土的极限抗拉强度，系指15℃时的极限抗拉强度；对水泥稳定类材料龄期为90d的极限抗拉强度(MPa)；对二灰稳定类、石灰稳定类的材料龄期为180d的极限抗拉强度(MPa)。
对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数，宜按式(8.0.6-2)计算：
查规范的沥青混合材料的设计参数如下表
表3.9 基层、底基层材料设计参数
3.6.3 设计资料汇总
设计弯沉值25.57（0.01mm），相关设计资料汇总如下表：
表3.10 各层材料资料汇总表
3.7 路面结构层厚度的计算
3.7.1 弯沉计算
设计路基为中湿型的路基 计算弯沉综合修正系
3.7.2 石灰土厚度的确定
3.8 应力验算
3.8.1 验算结构层底面拉应力：采用15℃的回弹模量 3.8.1.1 验算中粒式密级配沥青混凝土底面弯拉应力
验算中粒式密级配沥青混凝土底面弯拉应力
3.8.1.2 验算粗粒式密级配沥青混凝土底面弯拉应力
查诺漠图可得：
0.463Mpa0.38MpaR
力满足要求。
3.8.1.3 验算水泥碎石底面弯拉应力
参考文献
[1] 杨少伟.道路勘测设计（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2008.355 [2] 叶见曙.结构设计原理（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2005.505 [3] 龚晓南.土力学[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.224 [4] 朱林.路基路面[M].合肥：合肥工业大学出版社，2008.342
[5] 王首绪.公路施工组织及概预算[M].北京：人民交通出版社，2007.340 [6] 中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准（JTG B01-2003）.北京：人民交通出版社，2004
[7] 中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTG D30-2004）.北京：人民交通出版社，2005
[8] 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006).北京：人民交通出版社，2006
[9] 中华人民共和国行业标准.公路路基施工技术规范(JTG F10-2006).北京：人民交通出版社，2006
[10] 中华人民共和国行业标准.公路公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004).北京：人民交通出版社，2004
[11] 中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTG D20-2006).北京：人民交通出版社，2006
[12] 中华人民共和国行业标准.挡土墙设计规范(SL379-2007).北京：人民交通出版社，2007
[13] 中华人民共和国行业标准.公路工程施工定额(JTG/T B06-02-2007).北京：人民交通出版社，2007
致 谢
此次毕业设计的工作是在合肥工业大学土木建筑工程学院臧德胜老师的指导下顺利完成的。在设计过程中老是的帮助是我们顺利完成设计任务不可或缺的，他严谨的治学态度、宽广的知识面、对科学持之以恒的浓厚的兴对科学的研究和发展的深刻认识和领悟以及他平易近人的工作作风给我们留下了深刻的印象，同时也是我们学习的楷模。这几个月来，他对我们学习、工作和生活也给予充分的关心，让我们在即将毕业的时候使我们的大学生活得到了升华，让我们对这个专业又有了更深刻的认识，也帮助我们把之前在课本学到的知识很好的 运用到了 设计的过程中，让我们更好的为今后的工作打下了坚实的基础，在此由衷的表示感谢！
在完成本设计期间，土建学院的其他老师也给我们很大的帮助，他们为我们提
宝贵的意见，再次感谢他们对我们完成的设计关心和支持。借此机会对所有帮助我们的老师和同学表示衷心的感谢！
2011年6月
第一章 引言 ........................................................... 4
1.1我国公路现状 ................................................... 4 1.2我国公路发展规划及其发展趋
势 ................................... 5 第二章 路基设计 ....................................................... 5
2.1 路基设计要求及内容 ............................................ 5
2.1.1 路基设计要求 ............................................ 5 2.1.2 路基设计的内
容 .......................................... 5 2.2 路基横断面设计 ................................................ 5
2.2.1路基宽度 ................................................. 6 2.2.2路基高度 ................................................. 6 2.2.3路基边坡 ................................................. 6 2.3 路基填
料及压实标准 ........................................... 7
2.3.1路基填料的要求 ........................................... 7 2.3.2压实标准的的要求 ......................................... 8 2.3.3填方路基的设计 ........................................... 8 2.3.4挖方路
基的设计 ........................................... 8 2.4边沟及截水沟的设置 ............................................. 8
2.4.1边沟的设置 ............................................... 8 2.4.2截水沟的设置 ............................................. 9 2.5 路基防护 ...................................................... 9 2.6 路基排水
设计 .................................................. 9
2.6.1路基排水目的： ........................................... 9 2.6.2路基排水的一般要
求： ..................................... 9
第三章 路面设计 ...................................................... 10
3.1 路面设计原则及方法 ........................................... 10
3.1.1 路面设计的原则 ......................................... 10 3.1.2 路面设计的方
法 ......................................... 10 3.2交通量的计算 .................................................. 11
3.2.1以设计弯沉为指标时累计轴载计算 .......................... 11 3.2.2半刚性材料层拉应力为设计指标时累计轴载计算 .............. 13 3.2.3交通等级的确定 .......................................... 15 3.3 各结
构层的原材料选择 ......................................... 15
3.3.1 路面材料的技术要求 .................................... 15 3.3.2初拟路面结构 ............................................ 15 3.4 各层材料的抗压模量与霹裂强度的确定 .......................... 16 3.5 土基回弹模量 ................................................. 16 3.6 设计指标的汇
总 .............................................. 17
3.6.1 设计弯沉值 ............................................. 17 3.6.2 各层材料容许底层拉应 ................................... 17 3.6.3 设计资料汇总 ........................................... 19 3.7 路面结构层
厚度的计算 ........................................ 20
3.7.1 弯沉计算 ............................................... 20 3.7.2 石灰土厚度的确定 ...................................... 21 3.8 应力验算 .................................................... 22 参考文
献 ............................................................. 23 致谢 ................................................................. 24
本设计为某山区重岭区二级公路常规设计。该公路段设计的主要内容有:道路路 线方案的拟定与比较、道路等级的确定、道路平纵横断面线形设计、路基路面
设计、道路排水设计、小桥涵和挡土墙设计、工程数量计算、施工组织设计等。该设计先选择多种道路路线方案，根据地形线形、路线长度、工程数量、工程造价、农田占用等主要经济指标和技术指标，既要考虑规范、标准，又要考虑自然、道路总体规划、社会经济发展等因素，从而确定合理的路线方案。然后严格依据道路规范、标准对道路平、纵、横断面各要素进行设计。接着进行路基路面的设计与验算，最后进行涵洞、挡土墙、排水系统等相关构筑物设计。
关键词：
路基 路面
第一章 引言
1.1 我国公路现状
改革开放以来，国家把交通作为国民经济发展的战略重点之一，为公路交通事业快速发展提供了机遇。1978年以来，我国公路事业发展快，建设规模大，也是最具活力的时期，这段时期我国公路建设实现了跨越式的发展，取得了举世瞩目的成就。道路发展的突出成就是高炉公路的飞速崛起，高速公路是交通运输现代化的重要标志之一。高速公路的建设带动了沿线经济的发展，快速运输日益显示出巨大的经济效益和社会效益，形成了快速发展的高速公路带产业。高速公路不仅技术标准高、线形顺畅、路面平整、沿线设施齐全，而且无混合交通干扰，为公路交通运输的快速、安全、高效、便捷和舒适提供了技术保证。
我国公路建设发展迅速，取得了巨大成就，但是也存在一些问题:公路交通基础薄，各地发展不平衡；数量少，密度低；质量差、标准低，通车里程中，大部分为等级较低的三四级公路；公路设施不全，抗灾能力差；道路建设对环境破坏大；交通运输业的能耗高、污染严重，不符合可持续发展的要求等问题突出。
1.2 我国公路发展规划及其发展趋势
1.2.1 发展规划
根据我国国民经济和社会发展的长远规划，我国公路在未来几十年，讲通过以下发展阶段:
第一阶段：近期达到的交通运输紧张状况有明显缓解，对国民经济的制约状况有明显改善。
第二阶段：在2010年左右达到公路交通基本适应国民经济和社会发展的需要。 第三阶段:在本世纪中叶基本实现公路交通运输现代化，达到中等发展国家水平。
1.2.2 发展趋势
随着社会的进步和科学技术的发展，公路运输的发展呈如下趋势：
(1) 随着高速公路由单线向跨区域和全国网络的发展，开展公路快速客、货运业务；
(2) 公路货运业将纳入物流服务业发展的系统中，更强调在专业化原则上的合作，包括不同运输方式之间的合作，与服务对象的合作；
(3) 在经营管理方面，现在许多运输企业都建立并运用了运输信息管理系统；
(4) 逐步加强运输规划，使公路建设及运输站场设施的配置与客货流规律更好地协调起来，
同时还根据效率与效益原则，把运输服务向纵深推进。
第二章 路基设计
路基是在原地面按照道路路线位置和一定技术要求开挖或堆填的岩土结构物，是路面结构的基础。它是公路最基本的组成部分之一，起着保证路面结构稳定和承受本身岩土自重、路面重量、由路面传递而来的行车荷载的作用。 2.1 路基设计要求及内容
2.1.1 路基设计要求
A、路基设计应根据公路的功能、道路等级、交通量，结合沿线地形、地质等自然条件进行综合设计，保证其具有足够的强度及稳定性。
B、路基设计中应重视排水设施与防护、加固设施的设计，对取土、弃土也应做专门设计，防治水土流失、赛堵河道及诱发路基病害。
C、路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免深挖、高填造成的不良影响。 D、路基设计应于线路设计相配合，尽量避免通过特殊地质和水文条件的路段，增强公路防灾抗灾的能力。
E、路基设计应从地基处理、路基填料选择、路基强度与稳定性、防护工程、排水系统、以及关键部位路基施工技术等方面进行综合设计。
2.1.2 路基设计的内容
A.选择路面断面形式，确定路基宽度和路基高度； B.选择路基填料和压实标准； C.确定边坡形状和坡度；
D.路基排水系统布置和排水结构设计； E.坡面防护和加固设计； F.特殊地基处理； G.附属设施设计。
2.2 路基横断面设计
2.2.1 路基宽度
路基宽度按照《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中的规定设计
《标准》规定设计速度为60km/h时，二级公路的车道宽度为3.5米，硬路肩宽度取0.75米（一般值）或0.25米（最小值），土路肩宽度取0.75米（一般值）或0.5米（最小值）。公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。该设计路基宽度为0.75+0.75+3.5+3.5+0.75+0.75=10m。路基标准横断面图见附图T26、T27。
2.2.2 路基高度
路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。路基设计标高为道路中线标高。路基设计见附表B10-B14。
2.2.3 路基边坡
A、路堤边坡坡度
超过以上范围需要进行边坡稳定分析，本次设计符合以上的要求，故不须进行边坡稳定性分析。路基填方边坡坡率采用1:1.5，挖方边坡坡率采用1:2。
B、 路堑边坡坡度
路堑边坡坡度，应根据当地自然条件、土石种类及其结构、边坡高度和施工方法确定。当地质条件良好且土质均匀时,可参照规范所列数值范围
2.3 路基填料及压实标准 2.3.1 路基填料的要求
根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中的规定：
A. 填方路基应优先选用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料，填料最大粒径应小于150㎜；
B. 泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机土及易溶盐超过允许含量的土等，不得直接用于填筑路基。冰冻地区的路床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑；
C. 当采用细粒土填筑时，路堤填料最小强度应符合表3.3.1的规定。
注：1）当路基填料CBR值达不到表列要求时，可掺石灰或其它稳定材料处理。
2)当三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，应采用二级公路的规定
D. 液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土，不得直接作为路堤填料； E. 浸水路堤应选用渗水性良好的材料填筑。当采用细砂、粉砂作填料时，应考虑振动液化的影响； F. 桥涵台背和挡土墙墙背应优先选用渗水性良好的填料。在渗水材料缺乏的地区，采用细粒土填筑时，宜用石灰、水泥、粉煤灰等无机结合料进行处治。
2.3.2 压实标准的的要求
根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中的规定，路堤应分层铺筑，均匀压实，压实度应符合《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）规定
注:1）表列压实度系按《公路土工试验规程》重型击实试验法求得的最大干密度的压实度;
2）当三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，应采用二级公路的规定值;
2.3.3 填方路基的设计
根据根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中的规定，可以采用挖方中的土拌合石灰成石灰土采用分层压压实的办法压实的办法。
2.3.4 挖方路基的设计
根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中的规定：土质挖方边坡高度超过20m、岩石挖方边坡高度超过30m、以及不良地质、特殊岩土地段的挖方边坡，应进行个别勘察设计。
2.4 边沟及截水沟的设置
2.4.1 边沟的设置
2.4.1.1 边沟设置的目和要求
边沟设置在挖方路基的路肩的外侧或底路堤的坡脚外侧，多与路基中线平行，因此，边沟主要是汇集和排除路基范围内和流向路基的少量的地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，综合设计，使之起到排水作用。
边沟的排水量不大，一般不需要进行水文、水力计算，依据沿线具体条件，选用标准横断面形式。边沟不宜设置过长，尽量使边沟内水流就近排至路旁的自然水沟或低洼地带，必要时设置涵洞，将边沟水横穿路基从另一侧排出，边沟的纵坡一般与路线纵坡一致。 边沟的纵坡一般与路线纵坡一致。
2.4.1.2 确定边沟的横断面形式
边沟横断面采用梯形，底宽0.6m，梯形边坡内外侧边坡均取1:1.5。 2.4.2 截水沟的设置 截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方适当的地点，用以拦截并排除路基上方流向路基地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡很填方坡脚不受流水的冲刷。
山坡填方路段可能遭受上方水流的破坏作用，此时必须设截水沟，以拦截山坡水流保护路堤。截水沟与坡脚之间要有不小于2.0m的间距，并作成2%的向沟倾斜横向坡，确保路堤不受水害。
截水沟的横断面形式，一般为梯形，沟的边坡坡度，因岩土条件而定， 一般采用1：1.0～1：1.5，沟底宽度不小于0.5m,沟深也不小于0.5m 。具体布置如下图：
2.5 路基防护
该路段坡高不大、边坡比较平缓，故可采用植物防护。 2.6 路基排水设计
2.6.1 路基排水目的：
路基的各种病害和变形的产生，大都与地面水和地下水的浸湿和冲刷破坏作用有关。要保证路基的稳定性，提高路基的强度和抗变形能力，防治地面水浸入从而提高路面结构的强度和耐久性，延长路面使用寿命，就必须做好道路的排水设计。路基排水分为地表排水和地下排水。
2.6.2 路基排水的一般要求：
A. 公路路基排水设计应防、排、疏结合，并与路面排水、路基防护、地基处理以及特殊路基地区（段）的其它处治措施等相互协调，形成完善的排水系统；
B. 路基排水设计应遵循总体规划，合理布局，少占农田，环境保护的原则，并与当地排灌系统协调；
C. 排水困难地段，可采取降低地下水位、设置隔离层等措施，使路基处于干燥、中湿状态；
D. 施工场地的临时性排水设施，应尽可能与永久性排水设施相结合。各类排水设施的设计应满足使用功能要求，结构安全可靠，便于施工、检查和养护维修。
第三章 路面设计
路面是路基顶面的层状构筑物，它直接承受行车荷载等作用，并将荷载传递给路基，同时也起着使路基免受各种不利因素直接影响的屏障作用。路面影响着行车舒适和安全，是设计的重要部分。
根据《路工程技术标准》4.0.7路面面层的选用，二级公路可选用沥青混凝土路面。沥青路面设计的主要内容有交通量计算、路面结构层次的选择和组合、各结构层厚度的确定，以及各结构层的材料组合设计。
3.1 路面设计原则及方法
3.1.1 路面设计的原则
在环境和行车荷载的反复作用下，路面结构会产生破坏而失去原有的使用能力。路面设计就是要确保其在设计年限内，不发生影响正常使用的损坏。根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-2004）总则的规定：
A. 路面设计应认真做好现场资料收集、掌握沿线路基特点，查明路基干湿类型，在对不良地质路段处理的基础上，进行路基路面综合设计；
B. 在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、节约投资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案；
C. 应结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广；
D. 设计方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施工中废弃料的处理，积极推动旧面层和基层的再生利用，应保护施工人员的健康和安全。
3.1.2 路面设计的方法
损坏模式和设计标准
A.为了控制路基路面的结构的总变形，防止沉陷、车辙等整体强度不足采用弯沉设计指标——路基路面结构实际回弹弯沉值应小于路面容许回弹弯沉值， 即：
sRll
B.为了防止沥青混凝土和整体材料基层疲劳开裂，采用弯拉指标——沥青混凝土面层和整体性材料基层底面弯拉应力
m R
mR
荷载图式、计算模型和计算理论
路面设计时采用双圆垂直均布荷载下的弹性层状体系理论，一般把路面结构看成面层、基层和土基组成的三层结构体系，对于四层和四层以上的多层路面结构体系，采用当量厚度转换方法换算成三层结构体系。 3.2 交通量的计算
路面设计以双轮组单轴载P=100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。
标准轴载的计算参数如下表确定。
3.2.1以设计弯沉为指标
3.2.1.1 轴载换算的计算公式
当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时, 各种车辆的前、后轴均应按公式换算成标准轴载P的当量作用次数Ni。
式中：N ── 标准轴载的当量轴次（次/日）；
n1── 被换算车辆的各级轴载作用次数，（次/d）；
P ── 标准轴载（KN）；
Pi ── 各种被换算车型的轴载（KN）；
C1 ── 轮组系数, 双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38；
C2── 轴数系数；当轴间距大于3米时, 应按一个单独的轴载计算；当轴间距小于3米时,双轴或多轴的轴数系数按公式(3.1.2-2)计算。
式中：m ── 轴数。
3.2.1.2 累次当量轴次的计算
根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-2004）中的规定：若公路无分隔时，路面窄宜选高值，路面宽宜选低值。
=0.6 =6% 设计年限t=15年
设计交通量是根据不同公路等级的设计年限、第一年双向日平均当量轴次(N1)、年平均交通量增长率、车道系数及该公路交通特点，计算的设计年限内一个方向一个车道的累计当量轴次，按公式（3.1.7）计算：
式中：Ne ── 设计年限内一个方向上一个车道的累计当量轴次（次）；
t ── 设计年限（年）；
N1 ── 路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）； r ── 设计年限内交通量的平均年增长率(%)。
3.2.2 半刚性材料层的拉应力为设计指标时
各种车辆的前、后轴均应按公式(3.1.2-3)换算成标准轴载P的当量作用次数N。
式中：C1' ──轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09；
C´2──轴数系数。
以拉应力为设计指标时，双轴或多轴的轴数系数按式（3.1.2-4）计算。
C´
2=1+2(m-1)
3.2.2.2 累次当量轴次的计算
根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-2004）中的规定：
车道系数宜按照表3.1.6选定，若公路无分隔时，路面窄宜选高值，路面宽宜选低值。 =0.6 =6% 设计年限t=15年
设计交通量是根据不同公路等级的设计年限、第一年双向日平均当量轴次(N1)、年平均交通量增长率、车道系数及该公路交通特点，计算的设计年限内一个方向一个车道的累计当量轴次，按公式计算：
式中：Ne ── 设计年限内一个方向上一个车道的累计当量轴次（次）；
t ── 设计年限（年）；
N1 ── 路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）
r ── 设计年限内交通量年平均增长率
3.2.3 交通等级的确定
根据规范中的交通等级表来确定交通等级，选择一个较高的等级来作为设计参数。计算的累计标准轴次为659万次/车道，中型以上货车及大客车的交通量为30辆/日，故确定为中交通等级。
表3.6 交通等级
3.3 各结构层的原材料选择 3.3.1 路面材料的技术要求 路面材料要求：
A、沥青在混合料中起胶结作用，其标号要根据公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及结构层中的层位和受力特点，结合当地的使用经验来确定。
B.、集料是构成沥青混合料的骨架也是强度的基本组成部分。有粗集料和细集料两种。高等级公路必须采用碎石或破碎砾石。 沥青混合料中的细集料，宜用机制砂和天然砂，或石屑与天然砂配制。细集料应具有一定棱角性，洁净、干燥、无风化、无杂质，并保证具有足够的强度； 沥青路面的粗集料应选用碎石，也可选用经轧制的碎砾石。对三级、四级公路的沥青层可用经筛选的小砾石。粗集料应用无风化、微风化的石料轧制而成，不含土和杂质，石料坚硬、表面粗糙、洁净，轧成碎石形状方正；
C. 半刚性基层所用集料与结合料取自沿线料场，沥青选用重交通90#石油沥青，上面层采用SBS改性沥青，技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》相关规定。
3.3.2 初拟路面结构
根据公路等级、交通量和交通组成、气候条件以及所选路面结构类型等因素拟定路面结构：当采用半刚性基层沥青路面时，高速公路、一级公路的沥青层厚度可为120~180mm；二级公路的沥青层厚度宜为60~120mm。二级、三级公路一般采用双层式沥青面层。
根据规范的规定
根据规范的推荐结构，路面结构面层采用：6cm中粒式沥青混凝土（DAC-16） + 8cm粗粒式沥青混凝土（DAC-25）+ 30cm水泥碎石 基层+ 二灰土底基层，以二灰土为设计层。
3.4 各层材料的抗压模量与霹裂强度的确定
查表得到各层材料的抗压模量和霹裂强度，抗压模量取20℃的模量，各值均规范中给定范围的中值，因此，得到20℃的抗压强度模量如下表：
3.5土基回弹模量
本段属于浙闽沿海山地区，按二级自然区划，属于Ⅳ4中湿区，土质为粘性土，稠度为0.95。由此，查表得：土基回弹模量为32Mpa。
3.6 设计指标的汇总
我国现行的公路沥青路面规范规定，以设计弯沉值计算路面高度，对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求，各层材料的计算模量采用抗压回弹模量，沥青混凝土和半刚性材料的抗拉强度采用劈裂实验测得的劈裂强度。
3.6.1 设计弯沉值
根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-2004）中的规定
式中：dl—— 设计弯沉值（0.01mm）；
eN—— 设计年限内一个车道累计当量轴次；
cA—— 公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2； sA—— 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌和冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1；中、低级路面为1.2。
A—— 基层类型系数，对半刚性基层bA=1.0；柔性基层bA=1.6；对于混合式基层采用线性内插确定基层类型系数：
3.6.2 各层材料容许底层拉应
材料的容许拉应力
R
式中：R—— 路面结构层材料的容许拉应力(MPa); S —— 沥青混凝土或半刚性材料的极限抗拉强度(MPa)，由试验确定。我
国沥青路面设计规范采用极限劈裂轻度；
SK—— 抗拉强度结构系数。 对沥青混凝土的极限抗拉强度，系指15℃时的极限抗拉强度；对水泥稳定类材料龄期为90d的极限抗拉强度(MPa)；对二灰稳定类、石灰稳定类的材料龄期为180d的极限抗拉强度(MPa)。
对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数，宜按式(8.0.6-2)计算：
查规范的沥青混合材料的设计参数如下表
表3.9 基层、底基层材料设计参数
3.6.3 设计资料汇总
设计弯沉值25.57（0.01mm），相关设计资料汇总如下表：
表3.10 各层材料资料汇总表
3.7 路面结构层厚度的计算
3.7.1 弯沉计算
设计路基为中湿型的路基 计算弯沉综合修正系
3.7.2 石灰土厚度的确定
3.8 应力验算
3.8.1 验算结构层底面拉应力：采用15℃的回弹模量 3.8.1.1 验算中粒式密级配沥青混凝土底面弯拉应力
验算中粒式密级配沥青混凝土底面弯拉应力
3.8.1.2 验算粗粒式密级配沥青混凝土底面弯拉应力
查诺漠图可得：
0.463Mpa0.38MpaR
力满足要求。
3.8.1.3 验算水泥碎石底面弯拉应力
参考文献
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[13] 中华人民共和国行业标准.公路工程施工定额(JTG/T B06-02-2007).北京：人民交通出版社，2007
致 谢
此次毕业设计的工作是在合肥工业大学土木建筑工程学院臧德胜老师的指导下顺利完成的。在设计过程中老是的帮助是我们顺利完成设计任务不可或缺的，他严谨的治学态度、宽广的知识面、对科学持之以恒的浓厚的兴对科学的研究和发展的深刻认识和领悟以及他平易近人的工作作风给我们留下了深刻的印象，同时也是我们学习的楷模。这几个月来，他对我们学习、工作和生活也给予充分的关心，让我们在即将毕业的时候使我们的大学生活得到了升华，让我们对这个专业又有了更深刻的认识，也帮助我们把之前在课本学到的知识很好的 运用到了 设计的过程中，让我们更好的为今后的工作打下了坚实的基础，在此由衷的表示感谢！
在完成本设计期间，土建学院的其他老师也给我们很大的帮助，他们为我们提
宝贵的意见，再次感谢他们对我们完成的设计关心和支持。借此机会对所有帮助我们的老师和同学表示衷心的感谢！
2011年6月