遵毕高速公路路基路面综合设计毕业论文第一章 路线设计1.1 平面线形设计原则道路平面线形设计，是根据汽车行驶的力学性质和行驶的轨迹要求，合理地确定各线形的几何参数，保持线形的连续性和均衡性，避免采用长直线，并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。

在设计中注意直线的长度符合规范要求，对于同反向曲线间的直线要满足直线最小长度要求。

规范规定当设计速度≥60km/h 时，同向直线最小长度以不小于设计速度的六倍为宜。

对于反向曲线间的直线不应小于设计速度的两倍为宜。

对于圆曲线半径的选择应遵循如下原则：在地形条件许可的情况，应力求半径尽可能接近不设超高最小半径；选取半径时，最大半径值一般不应超过10000m 。

1.2 平面线形要素计算已知:1JD 桩号：K 50+125.372，偏角：右'"123701.6o , 1R =1000 m ，缓和曲线长度1Ls =50m ；计算：=-=2131112402R Ls Ls q 24.999m =-=31411211238424R Ls R Ls p 0.104m ==11016479.28R Ls β 1.432 曲线总长： 11011112180)2(2Ls R Ls L L ⨯+︒⨯-=+=πβα圆总=50m 切线长：11111()t a n 185.6422T Rp q α=++= 外距：11112sec )(R p R E -⨯+=α=7.0354m切曲差：1112总L T D -==1.073m 1.3 各主点桩号的计算已知：1JD 的桩号为：K 50+125.372计算：直缓点桩号为ZH=1JD --T 1= K49+937.730缓圆点桩号为HY=ZH+Ls 1= K50+089.730曲中点桩号为QZ=HY+21L 1圆= K50+124.835 圆缓点桩号为YH=HY+L 1圆= K50+124.835缓直点桩号为HZ=YH+Ls 1= K50+309.9401.4 纵断面线形设计纵断面设计首先要注意坡度的选择符合各级道路规定的最大坡度。

本次设计速度为100km/h ，根据规定允许最大坡度为3%。

其次为了保证排水，防止水渗入路基影响稳定性，应设置不小于0.3%的纵坡。

对于坡长也是有限制的，主要是对较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。

纵断面设计里面最重要的设计就是竖曲线的设计。

纵断面上两个坡段的转折处，为了行车安全，舒适以及视距的需要用一段曲线缓和称为竖曲线。

竖曲线的线形有圆曲线，也有用抛物线形的，本次设计中有一个竖曲线，采用二次抛物线形。

1.4.1 竖曲线要素的计算纵向拉坡图包括两个变坡点：起点：K49+400，设计高程：87.3615m变坡点：K50+130，设计高程：80.9303m, 形竖曲线半径120001=R m 竖曲线起点桩号：()14940050017.605K T K +-=+ 竖曲线终点桩号：()15013050242.395K L K ++=+ 12121.873%0ii ω=-=> ,为凹形曲线长2223370.354L R ω==m切线长22/2185.642T L ==m 外距2222/27.0354E T R ==m 1.5 平纵线形组合设计此次设计的路段属于平原微丘区，平纵线形设计均是按照标准进行设计，若平纵线形组合不是太好，会限制其优点的发挥，而且会加剧两方面的缺点，造成行车上的危险，也就不能获得最优的立体线形、平纵线形的合理设计。

因此平纵组合设计要注意以下几点要求：(1)当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，切平曲线应稍长与竖曲线。

这种布置的优点是：当车辆驶入凸行曲线的顶点之前，即能清楚的看到平曲线的始端，辩明转弯的走向，不致因判断错误而发设计要求；(2)要保持平曲线和竖曲线大小的均衡，这样有利于驾驶员视觉上的均衡；(3)要选择适当的合成坡度。

第二章路堤边坡稳定性分析取K50+720 处的横断面做路堤边坡稳定性验算。

路基左侧填土高度ϕ=，一级边坡h=13.6m。

路堤填土为粘土，土的粘聚力C=24KPa，内摩擦角35o坡度采用 1:1.5，二级边坡采用1:1.75。

由于填方边坡要受到路基顶部车辆荷载的影响，在进行稳定性验算时要先化为换算土柱高度。

容重为γ=17KN/m3，荷载为公路I级。

其中，我们假设路基填土与路基下天然土的容重及固结度是相同的2.1 汽车荷载当量换算将车辆荷载换算成土柱高（当量高度）。

按以下公式换算土柱高度为：=NQ/γBL.h公式中:Q——一辆重车的重力（标准车辆荷载为550KN）L——前后轮最大轴距，按《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）规定对于标准车辆荷载为L=12.8mB——荷载横向分布宽度,表示如下:B=Nb+（N-1）m+d其中:N ——为并列车辆数，取N=4；d ——轮胎着地宽度，取0.6m ；b —— 为后轮轮距，取1.8m ；m ——为相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m 。

则:B=Nb+（N-1）m+dB = 4×1.8 + (4-1)×1.3 + 0.6 = 11.7mh 0=(4×550)/ (17×11.7×12.8)=0.86m ；H = h+h 0=13.6+0.86 =14.46m 。

其中: h 0为荷载的换算高度，H 为荷载均匀分布于路基时路堤坡脚至荷载顶面的高度。

2.2 简化Bishop 法求稳定系数Fs2.2.1 最危险滑动面圆弧圆心位置的确定通过计算选中的五个圆心点对应的安全系数FS,得到最小值FS 和对应的圆心点，再进行验算。

计算FS 时，采用简化bishop 法，并假设滑动面通过坡脚。

简化bishop 法需要迭代，先假设一个FS 值进行反复带入计算（具体迭代过程见表）。

简化毕肖普法的计算公式如下： ∑∑+=i i i i s Q W K F αsin )(aidi i ti di di i di i m tg Q W U tg W b c K ϕϕ)(+++= aiti i ti i ti i m tg Q W b c K ϕ)(++= i α----第i 土条底滑面的倾角；i Q ----第i 土条垂直方向外力；ai m ----系数，按si i i ai F tg m /sin cos ϕαα+=计算； di di c ,ϕ----第i 土条滑弧面所在地基土层的内磨檫角和粘结力； L ----滑动圆弧全长；b ----第i 土条宽度；ti W ----第i 土条路堤部分的重力；di W ----第i 条土地基部分的重力；U----地基平均固结度，根据地基情况，此处取U=1。

2.2.2用Bishop 法求各滑动面的稳定系数Fsi(1)在圆心辅助线上取圆心点O1，作半径为R1=25.96m 圆弧滑动面，对滑动面范围内的土体按断面形式将滑动面分为10个土条，如图1 验算其稳定性，计算结果见表2-1——表2-5。

图1 圆心为O1的滑动面示意图第一滑动面计算Fs 迭代过程：表2-1 第一滑动面 R=25.96 C=24Kpa φ=35.0°r=17.0kN/m3表2-2表2-3表2-4表2-5用迭代法试算假定计算结果Fs 与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs1=2.31(2)在滑动圆弧圆心辅助线上取同一圆心点O2，作半径为R2=26.67m的圆弧滑动面，按断面形式将滑动面分为10条，如图2验算其稳定性，计算结果见表2-6——表2-10。

图2 圆心为O2的滑动面示意图第二滑动面计算Fs迭代过程：表2-6第二滑动面 R=26.67 C=24Kpa φ=35.0°r=17.0kN/m3土条号土条宽b 面积s 重力W a iXi Fs mai Kai1 3.5400 5.8600 99.6200 0.3510 9.1700 5.0000 0.9872 142.36082 3.5400 16.6500 283.0500 0.2123 5.6200 5.0000 1.0070 267.05313 3.5400 25.6300 435.7100 0.0766 2.0400 5.0000 1.0078 372.89624 3.5400 32.0500 544.8500 0.0566 1.5100 5.0000 1.0063 449.35405 3.5400 36.6200 622.5400 0.1909 5.0600 5.0000 1.0084 502.35886 3.5400 40.8600 694.6200 0.3287 8.6100 5.0000 0.9917 561.72317 3.5400 42.9600 730.3200 0.0811 2.1600 5.0000 1.0081 577.37418 3.5400 38.0200 646.3400 0.6341 15.8000 5.0000 0.8886 588.85769 3.5400 27.3200 464.4400 0.8134 19.3800 5.0000 0.7887 501.956010 3.5400 10.4400 177.4800 1.0355 22.9400 5.0000 0.6305 309.3483表2-7表2-8表2-9表2-10用迭代法试算假定计算结果Fs 与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs2=2.86。

（3）圆弧圆心辅助线上取同一圆心点O2，作半径为R2=27.6圆弧滑动面，按断面形式将滑动面分为10条，如图2验算其稳定性，计算结果见表2-11—表2-15。

图3 圆心为O3 的滑动面示意图第三滑动面计算Fs迭代过程：表2-11第三滑动面 R=27.6 C=24Kpa φ=35.0°r=17.0kN/m3土条号土条宽b 面积s 重力W a iXi Fs mai Kai1 3.1500 3.8600 65.6200 0.2054 5.6300 5.0000 1.0075 108.11972 3.1500 11.0300 187.5100 0.0896 2.4700 5.0000 1.0085 192.61663 3.1500 19.0400 323.6800 0.0250 0.6900 5.0000 1.0032 288.65594 3.1500 21.9100 372.4700 0.1399 3.8500 5.0000 1.0098 320.60255 3.1500 24.1600 410.7200 0.2568 7.0100 5.0000 1.0028 349.53726 3.1500 26.0500 442.8500 0.3774 10.1700 5.0000 0.9812 380.13267 3.1500 27.9900 475.8300 0.5045 13.3400 5.0000 0.9431 419.97648 3.1500 27.4900 467.3300 0.6412 16.5100 5.0000 0.8851 440.77539 3.1500 19.9000 338.3000 0.7938 19.6800 5.0000 0.8009 374.319910 3.1500 7.5100 127.6700 0.9805 22.9300 5.0000 0.6729 226.44073101.1767Fs 2.5534表2-12第三滑动面 R=27.6 C=24Kpa φ=35.0°r=17.0kN/m3土条号土条宽b 面积s 重力W a iXi Fs mai Kai表2-13表2-14表2-15用迭代法试算假定计算结果Fs 与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs3=2.39.（4）在滑动圆弧圆心辅助线上取圆心点O4作半径为R4=29.33m的圆弧滑动面，用迭代法试算假定计算结果Fs 与假定接近，得土坡的稳定安全系数，Fs4=2.05。