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1、 膨胀土地区公路路基路面综合设计第1章 线形设计1.1 平曲线的计算平曲线包括直线、圆曲线和缓和曲线。 直线设计要求：直线的运用应注意同地形与环境相协调，规范规定:当设计速度60/h时,同向曲线间的直线最小长度以不小于设计速度(以/h计)的6倍为宜,反向曲线间直线最小长度以不小于设计速度的两倍为宜，圆曲线的最小长度一般要有3s行程。圆曲线设计要求：在选用圆曲线半径时，最大半径值一般不应超过10000米，在地形条件许可时，就力求使半径尽可能接近不设超高最小半径，在一般情况下或地形有所限制时，应尽量采用大于一般最小半径，只有在地形特别困难不得已时，方可采用极限最小半径。设计速度为100km/h时，
2、一般最小半径为700m，极限最小半径为400m。 缓和曲线设计要求：缓和曲线是设置在直线与圆同线之间或半径相差较大的两个转向相同的园曲线之间的一种曲率连续变化的曲线，其作用是使曲率连续变化，离心加速度、超高横坡度及加宽逐渐变化，便于行车平稳。设计速度为100km/h时，缓和曲线长度一般值为120m，最小值85m。1.1.1 平曲线要素的计算已知： 圆曲线半径R=1500m, 缓和曲线长度 转角=462437.3(右)；计算：曲线总长；外距；切线长；切曲差。1.1.2 各主点桩号的计算已知: JD桩号为:K164+500.859；计算：直缓点桩号为ZH=JD-T=K163+757.336；缓圆点
3、桩号为HY=ZH+Ls=K163+957.336;曲中点桩号为QZ=ZH+=K164+464.846；圆缓点桩号为YH=QZ+=K164+972.356;缓直点桩号为HZ=YH+Ls=K165+172.356。551.1.3 逐桩坐标表表 11 逐桩坐标表桩 号坐 标桩 号坐 标桩 号坐 标N (X)E (Y)N (X)E (Y)N (X)E (Y)K164+000646375.225 517594.738 K164+500645976.859 517893.064 K164+980645706.454 518287.173 K164+020646357.511 517604.023 K164
4、+520645963.158 517907.634 K165+000645698.021 518305.308 K164+040646339.923 517613.543 K164+540645949.652 517922.385 K165+020645689.797 518323.539 K164+060646322.463 517623.297 K164+560645936.345 517937.315 K165+040645681.759 518341.852 K164+080646305.134 517633.283 K164+580645923.237 517952.421 K165
5、+060645673.882 518360.236 K164+100646287.940 517643.499 K164+600645910.332 517967.700 K165+080645666.144 518378.678 K164+120646270.884 517653.943 K164+620645897.632 517983.150 K165+100645658.519 518397.167 K164+140646253.969 517664.614 K164+640645885.139 517998.768 K165+120645650.983 518415.693 K164
6、+160646237.197 517675.509 K164+660645872.856 518014.551 K165+140645643.513 518434.246 K164+180646220.572 517686.627 K164+680645860.784 518030.497 K165+160645636.082 518452.814 K164+200646204.097 517697.966 K164+700645848.926 518046.602 K165+172.356645631.500 518464.289 K164+220646187.775 517709.523
7、K164+720645837.283 518062.864 K165+180645628.667 518471.389 K164+240646171.608 517721.297 K164+740645825.859 518079.279 K165+200645621.252 518489.964 K164+260646155.599 517733.285 K164+760645814.654 518095.846 K164+280646139.752 517745.486 K164+780645803.671 518112.560 K164+300646124.069 517757.897
8、K164+800645792.912 518129.419 K164+320646108.552 517770.516 K164+820645782.378 518146.420 K164+340646093.206 517783.340 K164+840645772.073 518163.561 K164+360646078.031 517796.369 K164+860645761.996 518180.837 K164+380646063.032 517809.598 K164+880645752.151 518198.245 K164+400646048.210 517823.026
9、K164+900645742.539 518215.784 K164+420646033.569 517836.651 K164+920645733.162 518233.449 K164+440646019.111 517850.469 K164+940645724.021 518251.238 K164+460646004.838 517864.479 K164+960645715.117 518269.147 K164+480645990.754 517878.679 K164+972.3561.2 竖曲线的计算纵坡设计要求：设计速度为100km/h时，最大纵坡为4%。最小纵坡应不小于0
10、.3%（一般情况下以采取不小于0.5%为宜）。设计速度为100km/h时，纵坡坡长一般最小值350m，坡长最小值为250m。 表 12 竖曲线的纵坡要求设计速度纵坡坡度最大坡长100km/h3%1000m4%800m5%600m表 13 竖曲线半径要求设计速度线形半径一般值半径极限值曲线最小长度100km/h凸形10000m6500m85m凹形4500m3000m85m1.2.1 竖曲线要素的计算已知：第1变坡点：K164+170，高程：214.870m, 竖曲线半径R=17000m，i=3.826%, i=0.370%,为凸形曲线；第2变坡点：K165+170，高程：218.572m,竖曲线
11、半径R=12000m，i=0.370%, i=2.902%,为凹形曲线；计算得：竖曲线一：,为凸形曲线，曲线长；切线长；外距。竖曲线二：同理求得：曲线长切线长L=303.84；T=151.92m,外距E= 0.962m。1.2.2 竖曲线要点桩号及高程的计算竖曲线一：起点桩号= K164+170T=K163+876.232；终点桩号= K164+170T=K164+463.768；变坡点对应桩号设计高程=214.870E=212.332；竖曲线一起点设计高程=214.870Ti=203.630m；竖曲线一终点设计高程=214.870Ti=213.783m。竖曲线二：起点桩号=K165+170T
12、=K165+094.052；终点桩号=K165+170+T=K165+245.948；变坡点二对应桩号设计高程=218.572+E=219.053m；竖曲线二起点设计高程=218.572+Ti=218.853m。第2章 路堤边坡稳定性分析桩号K165+060处的路堤高13.79米，顶宽26米，为本路段的最大填方路段，且填土为膨胀土,有必要进行边坡稳定性验算。本次稳定性验算分为三个部分：（1）计算参数的的选用；（2）确定最危险滑动面；（3）路堤稳定性验算。2.1 计算参数的选用：对本段路堤所填的包边土为砂粘土(取值见路基设计手册)，潮湿程度为半干硬状态，土的容重,粘聚力，内摩擦角.路堤土为中等膨
13、胀土,土的容重,粘聚力，内摩擦角重。2.2 危险滑动面的确定：2.2.1 路堤计算模型如图2.2-1：图 2.21 路堤设计计算模型荷载当量高度计算：根据公路路基设计规范，按以下公式换算土柱高度为=0.765m。公式中： N为车辆数4 Q为550KNB为横向分布车辆最外轮中心之间的宽度加轮胎着地宽度，B=Nb+(N-1)m+,其中b为每一车辆的轮距,1.8米。m为左右两车辆相邻车轮之间的距离,1.3米。 为轮胎着地宽度,0.6米.故B=11.7米。L为纵向分布长度，L=12.8m为填土的容重19.2kN/m3由此可得H=14.235+0.765=15m。2.2.2 最危险滑弧圆心位置的确定：采用4.5法：如图2.2-2，首先确定圆心O与半径OA，一般情况下，圆心的位置是在圆心辅助线EF的延长线上移动，E点和F点的位置可用以下的4.5H法确定。 由A点作垂直线，取深度为H确定G点，由G点作水平线，取距离为4.5H确定E点，F点位置由角度1与2的边线相交而定，其中由边坡角为31查路基设计手册取1=26，2=35交点为F，圆心在辅助线上向左上方移动，计算K值最小时的圆心即为最危险滑动面的圆心，滑动面通过坡角A，作出的圆弧线如图2.2-2所式。图 2.22滑动圆心的确定：
