公路毕业设计全套附图(5)

西藏农牧学院本科毕业设计（论文）

7排水设计

7.1路基路面排水设计一般原则

1.排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。

2.各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有利于农田灌溉。

3.设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地面排水与地下排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到综合整治，分期修建。

4.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护和加固工程。

5.路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，有必须讲究经济效益。

6．为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承荷载和雨水共同作用的路面结构。

7.2排水系统设计

7.2.1路面排水

路面积水由2%路拱横坡排出，经坡面汇入全线贯通的边沟，边沟水排至原有的排水沟渠。中央分隔带采用凸形，坡面双向外倾，坡度4%；表面无铺面，为防表面水下渗，设置纵向碎石盲沟，并隔一定间距通过横向塑料排水管将中央分隔带渗水排出路界。 7.2.2路基排水

边沟的纵坡度应取0.5％，边沟出水口的间距，不超过500m，边沟出口水的排放应结合地形、地质条件以及桥涵水道位置，排引到路基范围外、使之不冲刷路堤坡脚。

截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外，截水沟长度控制在200m-500m内；超过500m时，在中间适宜位置处增设泄水口，由急流槽或急流管分流排引。

排水沟的横断面采用梯形，用于边沟、截水沟及取土坑出水口的排水沟，横断面尺寸根据设计流量确定，底宽与深度不宜小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1:1～1:1.5。排

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水沟的位置，可根据需要并结合当地地形条件，离路基尽可能远些，距路基坡脚不宜小于2m，平面上应力求直捷，需要转弯时亦尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小于10-20m，连续长度宜短，一般不超过500m。排水沟应具有合适的纵坡，一般情况下，可取0.5%-1.0%，不小于0.3%，亦不大于3%。

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8路面结构设计

目前，我国等级较高的公路一般采用沥青混凝土路面或水泥混凝土路面，两种路面 型各有优缺点，比较见表8-1：

表8-1 路面类型比较表

比较项目 类型 接缝 噪音 机械化施工 施工速度 稳定性 养护维修 开放交通 晴天反光情况 强度 行车舒适性

沥青混凝土路面 柔性 无 小 容易 快 易老化 方便 快 无 高 好

水泥混凝土 刚性 有 大 较困难 慢

水稳、热稳均较好

困难 慢 稍大 很高 较好

由后面的交通量计算得知本道路为中交通，则路面要选择高等级路面。通过对两种不同类型路面的比较，另外结合当地材料来源及路面设计原则等各方面综合考虑，选用沥青混凝土路面类型。

沥青路面通常由沥青面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。路面结构组合设计根据道路的交通等级与气象、水文等自然因素，合理选择和安排路面结构各个层次，确保在设计使用期内，承受行车荷载与自然因素的共同作用，充分发挥各结构层的最大效能，使整个路面结构满足技术经济合理的要求。

8.1沥青路面组合设计原则

进行沥青路面组合设计时，一般应遵循以下基本原则：

1.保证路面表层使用品质长期稳定。在整个设计使用期内，表面抗滑安全性能、平整性、抗车辙性能等各项功能指标均稳定在允许范围之内。

2.路面各结构层的强度、抗变形能力与各层次的力学响应相匹配。由于车轮荷载与温

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度、湿度变化产生的各项应力与变形均集中在路面结构上部，逐渐向下扩散、消失。因此通常要求面层、基层具有较高的强度、模量和抗变形能力。

3.直接经受温度、湿度等自然因素变化而造成强度、稳定性下降的结构层次应提高其抵御能力。

4.充分利用当地材料，节约外运材料，做好优化选择，降低建设费用。

8.2路面结构及层次划分

8.2.1沥青面层结构

沥青面层直接经受车轮荷载反复作用和各种自然因素影响，并将荷载传递到基层以下的结构层。因此，沥青面层应满足功能性和结构性的使用性能要求。

本路段沥青面层结构为三层结构：表面层、中面层、下面层。

表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久的服务功能，同时应具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗老化等品质。中下面层应具有一定的密水性、抗剥离性，高温或重载条件下，沥青混合料具有较高的抗剪强度；下面层应具有良好的抗疲劳裂缝的性能和兼顾其他性能要求。

8.2.2沥青路面基层结构

沥青路面的基层承担着沥青面层向下传递的全部负荷，支承着面层，确保面层发挥各项重要的路面性能。

基层分为两层：面层下面的基层和底基层。基层主要是承受由面层传递的车辆荷载垂直力，并将它分布到底基层或垫层上，基层主要材料是各种结合料稳定土或碎石，本路段采用的是水泥稳定碎石，底基层选用的是二灰稳定土。 8.2.3沥青路面垫层结构

沥青路面垫层结构位于基层以下，主要用于路基状况不良的路段，以确保路面结构不受路基中滞留的自由水的侵蚀以及冻融的危害。

垫层主要是为了隔水，排水，防冻或改善基层和土基的工作条件。本路段垫层采用砂石材料。

8.3设计方法及设计过程

该公路处于 II 5 区，属于温暖带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。年气温平均在 14℃～14.5℃，一月份气温最低，月平均气温为 -0.2℃～0.4℃，七月份气温 27℃ 左右，历史最高气温为40.5℃，历史最低气温为-17℃。年平均降雨量为525.4 mm～658.4mm，雨水多集中在6～9月份，约占全年降雨量50％以上。平均初霜日在11月上旬，终霜日在

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次年3月中下旬，年均无霜日为220天～266天。地面最大冻土深度为20cm。夏季多东南风，冬季多西北风，年平均风速在3.0米/秒。

路线位于平原微丘区，调查及勘探中发现，该地区属于第四系上更新统 (Q3al+pl)， 岩性为黄土状粘土，主要分布于低山丘陵区，坡地前和山前冲积、倾斜平原表层，具有大空隙，垂直裂隙发育，厚度变化大，承载能力低，该层具轻微湿陷性 。应注意发生不均匀沉陷的可能。其它未发现有影响工程稳定的不良工程地质现象。当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好，可考虑用水泥稳定石屑作基层，路段所处的土基强弱悬殊，其计算回弹模量E0。有两个代表值分别为30Mpa和60Mpa，沿线有多个石灰厂，产量大质量好。另外，附近发电厂粉煤灰储量极为丰富，可用于本项目建设，本项目所在地域较缺乏砂砾 8.3.1设计方法

我国沥青路面设计方法采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论，以路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性材料层弯拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计。设计完成后，路面结构的路表弯沉与各结构的弯拉应力均应满足设计指标的极限标准。 8.3.2设计过程

8.3.2.1 标准轴载及轴载换算

设计采用现行路面设计规范中规定的标准轴载BZZ-100KN，p=0.7MPa ,δ=10.65cm，设计使用年限为15年。公路行驶车辆的型号多种多样，而路面设计采用统一的标准轴载表示，各种车型应按规定的法则作当量换算，得到当量的标准轴载次数。轴载小于40KN的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当量换算。本一级公路轴载当量换算以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标。

轴载当量换算公式为：

pi

N= C1C2ni()4.35

pi=1K

式中：N—标准轴载的当量轴次，次/日；

ni—被换算车型的各级轴载作用次数，次/日； P—标准轴载，P=100kN；

pi—被换算车型各级（单根）轴载，KN；

C1—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。

C2—轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数为1；当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C2=1+1.2(m-1)；m为轴数。

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