海启高速公路排水与防护综合设计

论文总字数：27871字

摘 要

海启高速公路是江苏省南通市大市内的一条高速公路，它连接了如东市以及启东市，具体一点，高速公路起点位于如皋市雪岸镇西北侧的万鱼村，终点位于启东南阳镇西南、启东市城区北侧设置启东北枢纽互通，与崇启高速公路对接。从路线上来看，海启高速公路通过通州海晏镇进入正余镇，跨过S335线、通吕运河、包临线、黄家港河以及临东线，一直向东通行至海门港新区和启东市的交界点。

本论文主要对于海启高速公路路线设计完成之后、路基路面的设计以及排水与防护工程的设计进行介绍。本毕业设计在江苏省交通规范设计院给出的原始数据以及规范下进行设计。结合当地实际情况，并在省院导师的指导之下，论文按照规范要求对路基路面、排水设施、防护工程进行了综合设计，并且对于路面强度和排水进行了验算。结果表明，设计所有内容均符合规范要求，所有验算也均合格。

关键词：高速公路，路基路面，排水

Abstract

Haiqi Freeway is one of highways in Nantong, Jiangsu. It connects Rudong to Qidong. In detail, The freeway starts in Wanyu village, which locates in north-west Xuean town in Rugao. And it ends in south-west Nanyang in Qidong, which connects Chongqi Freeway in north hub in Qidong. According to the route, Haiqi Freeway passes Haiyan town in Tongzhou into Zhengyu town. Then, the highway crosses over Line S335, Tonglv Canal, Line Baolin, Huangjiagang River and Line Lindong, and goes east straight to the edge of Haimengang District and Rudong.

This Graduation Thesis mainly introduces the design of subgrade and pavement, drainage facilities and protection engineering. The thesis depends on the original data and standard according to Jiangsu Provincial Transportation Design Institute. United in the local situation, the thesis talks about the integrated design of subgrade and pavement, drainage facilities and protection engineering under the help of tutor in institute. In addition, it checks the calculation of pavement strength and the drainage. As a result, all the design and calculation meet the requirement of standard.

Keywords: Freeway, Subgrade and Pavement, Drainage

目录

第一章 序论 6

1.1 本工程的设计背景 6

1.2 本工程的主要工作 6

第二章 设计资料 8

2.1 主要技术标准 8

2.2 主要设计规范 8

2.3 主要材料 9

2.3.1 土 9

2.3.2 碎石 9

2.3.3 土工布和钢塑土工格栅 10

2.3.4 水泥及添加剂 10

2.3.5 沥青玛蹄脂碎石混合料 10

2.3.6 Superpave沥青混合料 11

2.3.7 AC沥青混合料 11

2.3.8 沥青下封层 11

2.3.9 抗裂水泥稳定碎石基层和低剂量水泥稳定碎石底基层 11

2.3.10 水泥混凝土预制块 11

第三章 路基路面的设计和计算 12

3.1 路基 12

3.1.1 路基横断面 12

3.1.2 一般路基设计 12

3.1.3 特殊路基设计以及处理原则 13

3.2 路面 15

3.2.1 交通量的分析取用 15

3.2.2 车种比例构成和代表车型 15

3.2.3 路面结构设计 16

3.3 路面强度验算 16

3.3.1 主线路面 16

3.3.2 匝道路面 20

第四章 路基、路面排水设计 25

4.1 路基、路面排水设计经验与资料 25

4.1.1国外高速公路排水与水资源保护 25

4.1.2排水设计优化方案 27

4.2 排水创新设计理念 28

4.3 排水创新设计原则 29

4.3.1 外形美观——“宽、浅、隐、绿” 29

4.3.2 边沟设计——明暗结合、宜明则明、宜暗则暗 29

4.3.3 主线排水——实用顺畅、造型美观、经济适用、雨水利用 29

4.3.4 互通区——排水、绿化、用水、蓄水相结合，营造“湿地”效果 29

4.4 路基、路面排水系统设计 30

4.4.1 路面排水 30

4.4.2 中央分隔带排水 30

4.4.3 路基排水 30

4.4.4 互通排水 31

4.5 路基、路面排水施工要点 31

4.6 路基、路面排水设计图 31

第五章 路基、路面排水设计计算 37

5.1 水文水利计算 37

5.1.1设计净流量 37

5.1.2 降雨的重现期 37

5.1.3 坡面汇流历时 37

5.1.4管内汇流历时 38

5.1.5 沟、管内的泄水能力计算 38

5.1.6 沟、管内的平均流速 39

5.2 路基、路面排水计算 39

5.2.1 设计重现期 39

5.2.2 降雨强度 39

5.2.3 径流系数 40

5.2.4 设计径流量以及水力计算 40

5.2.5 汇流历时检验 41

第六章 路基防护设计 43

6.1 创新设计理念 43

6.1.1 生态防护的设计理念 43

6.1.2 自然美观的设计理念 43

6.2 创新设计原则 43

6.2.1 尊重自然的原则 44

6.2.2 整体优先原则 44

6.2.3 经济性原则 44

6.2.4 乡土化原则 44

6.2.5 安全性原则 44

6.2.6 满足生态性原则 44

6.3 路基的防护设计 45

致谢： 46

参考文献： 47

第一章 序论

1.1 本工程的设计背景

两个直线距离只有70公里的江苏苏北城市如东市和启东市，路面交通上，市民们只能通过221省道和335省道往来。一条能够快速连通南通的东部沿海这两个城市的高速公路的建设，必须早日被提上日程。终于，海启高高速公路的建设，完美地完善了沿海高速路网功能的历史使命，推动了南通陆海共同发展的重要战略。海启高速公路是江苏省当代高速公路建设计划中的重要组成部分，高速公路的起点位于江海高速与沿海高速交叉处的雪岸枢纽，终点位于通启高速，全长约131公里，主线按照双向四车道高速公路的标准建设，设计速度为120公里/小时，是南通高速公路单体投资中工程状况最大的。

南通位于江苏省南部，地处长江中下游地区，属于冲积平原区。因此，砂土液化、软土情况比较严重。建设高速公路时，对于不良地段的处理，在海启高速公路建设的过程中，显得尤为重要，它将直接关乎到道路行车的安全性问题，并且决定了高速公路的寿命。

路线选择完毕之后，高速公路路基路面、排水与防护的工作就应当积极展开。路基、路面的设计将直接影响到高速公路的强度和安全性，它必须能够满足高速公路上行车荷载。南通地处亚热带季风性气候，雨季降雨频繁，为了不让地表积水并且下渗到路基内部，造成路基路面结构损坏，排水系统的设计也显得尤为重要。此外，防护工程不仅仅使得高速公路寿命延长，更能够和周边环境相协调一致，是当代建设高速公路时的重点问题。

本论文将会对于海启高速公路的路基路面以及排水与防护进行设计，并进行验算，以保证设计成果可以投入工程中使用。

1.2 本工程的主要工作

本工程的主要工作包括：

（1）一般路基的设计；

（2）特殊路基的设计；

（3）路面结构的设计；

（4）路面结构的验算；

（5）路基路面排水设计；

（6）排水设计的计算；

（7）路基防护的设计。

第二章 设计资料

2.1 主要技术标准

（1）公路等级：高速公路

（2）行车道数：双向四车道

（3）路基路面设计原则：（a）根据“经济适用”的总体设计原则，充分吸收省内，特别是南通地区高速公路的建设经验，采用成熟的设计方案，保证工程质量的同时，有效节约造价。（b）针对本项目路基填料特点，结合土工试验结果和区域成功经验，对掺加石灰和水泥进行综合分析，确定路基填料处理和填筑方案。（c）结合地质条件特点及南通地区已取得的成功经验，加强软土等不良地段和特殊性土的处理，同时做好不同地基处理过渡段的处理。（d）对路基横断面、防护排水、绿化景观进行综合设计，做好土路肩明沟和边沟的衔接，防止边坡冲刷。（e）路面设计根据交通量、交通组成、区域工程条件及沿线筑路材料情况选用成熟的路面结构方案。

（4）交通量：根据工可报告交通量预测交通量，采用南阳互通-启东北枢纽间交通量作为主线四车道路面设计交通量。

（5）路基路面排水降雨重现期：路面和路肩表面排水设计按降雨重现期5年，路界内坡面排水设计按降雨重现期15年，取规范中10min降雨历时的降雨强度进行计算确定。

2.2 主要设计规范

（1） 国颁《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）（2002）

（2） 部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）

（3） 部颁《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）

（4） 部颁《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）

（5） 部颁《公路环境保护设计规范》（JTG B06-2010）

（6） 部颁《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）

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