路基路面工程課程設(shè)計.doc

路基路面課程設(shè)計目錄1 擋土墻設(shè)計11.1設(shè)計資料11.2擋土墻截形式選定21.3基礎(chǔ)埋置深度及寬度選定21.4擋土墻土壓力計算21.5擋土墻穩(wěn)定性驗算41.6擋土墻基底應(yīng)力及合力偏心距驗算61.7擋土墻截面強度驗算72 瀝青路面設(shè)計12.1軸載分析12.2結(jié)構(gòu)組合與材料選取42.3 各層材料的抗壓模量和劈裂強度42.4 設(shè)計指標的確定52.5 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計算62.6 高等級公路瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力驗算72.7 防凍層厚度檢驗83 水泥混凝土路面設(shè)計83.1 交通量分析93.2 初擬路面結(jié)構(gòu)103.3 確定材料參數(shù)103.4 計算荷載疲勞應(yīng)力113.5 計算溫度疲勞應(yīng)力113.6 防凍厚度檢驗和接縫設(shè)計124 參考文獻139路基路面課程設(shè)計 二、瀝青路面設(shè)計1、設(shè)計資料該路段設(shè)計年限12年，交通量年平均增長7%，車道系數(shù)=0.7，該路段處于中國公路自然區(qū)劃IV2區(qū)。路基土為粘性土，地下水位1.10m路基填土高度1.2m沿線可開采碎石、砂礫并有粉煤灰、石灰供應(yīng)，是設(shè)計路面結(jié)構(gòu)及厚度。表1-1交通組成及交通量表車型軸位軸重（KN）軸數(shù)輪組交通量（輛/日）黃河JN150前軸49.001單輪組720后軸101.61雙輪組東風(fēng)EQ140前軸22.701單輪組1080后軸69.301雙輪組太脫拉138前軸51.401單輪組240后軸160.002雙輪組上汽SH130前軸16.501單輪組120后軸23.001雙輪組2、瀝青路面設(shè)計 2.1軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算：表1-1交通組成及交通量表車型軸位軸重（KN）軸數(shù)輪組交通量（輛/日）黃河JN150前軸49.001單輪組720后軸101.61雙輪組東風(fēng)EQ140前軸22.701單輪組1080后軸69.301雙輪組太脫拉138前軸51.401單輪組240后軸160.002雙輪組上汽SH130前軸16.501單輪組120后軸23.001雙輪組設(shè)計年限 ： 12 年 車道系數(shù) ：0.7 交通量平均年增長率 : 7 一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 1428 ,屬中等交通等級當(dāng)以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標時 :路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 1496 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 : 6832897屬中等交通等級當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標時 :路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 1061 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次 : 4849300 屬中等交通等級路面設(shè)計交通等級:中等交通等級公路等級: 二級公路公路等級系數(shù) : 1.1 面層類型系數(shù): 1.0 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) : 1.0 路面設(shè)計彎沉值 : 28.4 (0.01mm)設(shè)計結(jié)果匯總表：層位結(jié)構(gòu)材料名稱劈裂強度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細粒式瀝青混凝土1.40.542中粒式瀝青混凝土10.383石灰粉煤灰砂礫 0.70.44天然砂礫002.2新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算： 公 路 等 級 : 二級公路 新建路面的層數(shù) : 4 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計彎沉值 : 28.4 (0.01mm) 路面設(shè)計層層位 : 4 設(shè)計層最小厚度 : 150 (mm)結(jié)構(gòu)層各主要指標匯總表：層位結(jié)構(gòu)材料名稱厚度(mm)20平均抗壓模量(MPa)標準差 15平均抗壓模量(MPa)標準差 容許應(yīng)力(MPa)1細粒式瀝青混凝土8014000200000.542中粒式瀝青混凝土10012000180000.383石灰粉煤灰砂礫15013000360000.44天然砂礫？1750175005新建路基35 按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 : LD= 28.4 (0.01mm) H( 4 )= 550 mm LS= 29.1 (0.01mm) H(4 )= 600 mm LS= 28 (0.01mm) H( 4 )= 581 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力計算設(shè)計層厚度 : H( 4 )= 581 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 581 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 631 mm ( 3 )= .404 MPa H( 4 )= 681 mm ( 3 )= .399 MPa H( 4 )= 675 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) 路面設(shè)計層厚度 : H( 4 )= 581 mm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 675 mm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力) 驗算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 500 mm 驗算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 。 通過對設(shè)計層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下: - 細粒式瀝青混凝土 80 mm - 中粒式瀝青混凝土 100 mm - 石灰粉煤灰砂礫 150 mm - 天然砂礫 200 mm - 新建路基 三、剛性路面設(shè)計1、設(shè)計資料東北某地區(qū)（屬II2區(qū)）擬建一條二級公路，雙車道，路面寬9m，車輛混合行駛，根據(jù)調(diào)查，路上交通組成和軸載分配如下表，交通量年平均增長率為6%，土基模量E=31MPa,根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧蟻碓椿炷谅访姘寤A(chǔ)采用如下結(jié)構(gòu)及厚度：石灰土基層h1=18cm E1=320MPa,天然砂礫墊層h2=15cm E2=110MPa，土基E0=31MPa。路基最小抗凍厚度為50cm,試設(shè)計混凝土路面并進行板平面尺寸和接縫設(shè)計。 在接縫設(shè)計中，本題規(guī)定：縱縫構(gòu)造采用平縫加拉桿型，拉桿選用16mm的螺紋鋼筋，長80cm,最長間距80cm.橫向縮縫采用假縫，橫向脹縫設(shè)計傳力桿，傳力桿采用25mm的圓鋼筋，長45cm,間距30cm。表2-1交通組成和軸載分配表軸載等級軸載（KN）軸數(shù)作用次數(shù)（次/日）50-6060120060-7070130070-8080140080-9090150090-1001001105100-110110116110-120120232、水泥混凝土路面設(shè)計 設(shè) 計 內(nèi) 容 : 新建單層水泥混凝土路面設(shè)計 公 路 等 級 : 二級公路 變異水平的等級 : 中 級 可 靠 度 系 數(shù) : 1.13 面 層 類 型 : 普通混凝土面層交通組成和軸載分配表:軸載等級軸載（KN）軸數(shù)作用次數(shù)（次/日）50-6060120060-7070130070-8080140080-9090150090-1001001105100-110110116110-12012023行駛方向分配系數(shù) : 1.0 車道分配系數(shù): 1.0輪跡橫向分布系數(shù) : 0.39 交通量年平均增長率: 6 混凝土彎拉強度 : 5 MPa 混凝土彎拉模量: 31000 MPa混凝土面層板長度:5m 地區(qū)公路自然區(qū)劃: 面層最大溫度梯度:88 /m 接縫應(yīng)力折減系數(shù) :0 .87基(墊)層類型-新建公路路基上修筑的基(墊)層:層位 基（墊）層材料名稱 厚度(mm) 回彈模量(MPa)1 石灰土 1803202天然砂礫1501103 新建路基 31基層頂面當(dāng)量回彈模量:ET= 78.4 MPa中間計算結(jié)果 : ( 下列符號的意義請參看“程序使用說明” )HB= 220 r= .868 SPS= 1.46 SPR= 7.82 BX= .69 STM= 2.07 KT= .52 STR= 1.08 SCR= 8.900001 GSCR= 10.06 RE= 101.2 %HB= 358 r= 1.413 SPS= .74 SPR= 3.96 BX= .18 STM= .86 KT= .23 STR= .2 SCR= 4.16 GSCR= 4.7 RE=-6 %設(shè)計車道使用初期標準軸載日作用次數(shù) : 394 路面的設(shè)計基準期 : 20 年設(shè)計基準期內(nèi)標準軸載累計作用次數(shù) : 2.849508E+12 路面承受的交通等級 :重交通等級基層頂面當(dāng)量回彈模量 : 78.4 MPa混凝土面層設(shè)計厚度 : 340 mm驗算路面防凍厚度: 路面最小防凍厚度 500 mm新建基(墊)層總厚度 330 mm驗算結(jié)果表明， 路面總厚度滿足路面防凍要求 。 通過對設(shè)計層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下: - 普通混凝土面層 340 mm - 石灰土 180 mm - 天然砂礫 150 mm - 新建路基3、接縫設(shè)計1接縫設(shè)計 為避免由溫度產(chǎn)生的應(yīng)力破壞，所以，在混凝土板中設(shè)置橫縫與縱縫，縫中設(shè)拉桿，拉桿長0.8m，直徑16mm，每隔40cm設(shè)置一個。 橫向脹縫縫隙寬20mm，縫隙上部5cm深度內(nèi)澆填縫料傳力桿的半段固定在混凝土內(nèi)，另一半涂以瀝青，套上長約10cm的塑料套筒，筒底與桿端之間留有3cm空隙，用木屑與彈性材料填充。傳力桿選用25mm的圓鋼筋，長45cm,間距30cm 橫向縮縫縮縫采用假縫，縫隙寬5mm，深度為5cm. 施工縫施工縫采用平頭縫或企口縫的構(gòu)造形式，縫上深5cm，寬為5mm的溝槽，內(nèi)澆填縫料。 橫縫的布置縮縫間距一般為5m，混凝土路面設(shè)置脹縫。 縱縫的設(shè)置在平行于混凝土路面行車方向設(shè)置縱縫，縫間距3.75cm，設(shè)置為假縫帶拉桿形式，縫的上部留有5cm的縫隙，內(nèi)澆注填縫料，縫與橫縫一般做成垂直正交，使混凝土具有90的角隅。四、參考文獻1、 鄧學(xué)鈞 路基路面工程(第三版).人民交通出版社，20082、 中華人民共和國行業(yè)標準：公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(JTG D50-2006).北京：人民交通出版社20063、 中華人民共和國行業(yè)標準：公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范(JTG D40-2002).北京：人民交通出版社20024、 中華人民共和國行業(yè)標準：(JTGB012003)5、 小結(jié) 經(jīng)過為期一周的路基路面課程設(shè)計，是我進一步加深了對書本知識的理解，提高了理論聯(lián)系實際的能力，又學(xué)會了如何運用HPDS軟件來進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過本次課程設(shè)計我真正懂得了在以后的工作中我們可能需要處理哪些專業(yè)問題，初步培養(yǎng)了自己對以后畢業(yè)后從事設(shè)計工作的興趣。我自己也深刻體會到自己需要學(xué)習(xí)的知識還有很多，自己要想在專業(yè)方面有所成就，就必須多多鉆研牢固掌握自己所學(xué)的知識。路基路面這門專業(yè)基礎(chǔ)課通過課程設(shè)計我深深體會到它在我們所學(xué)課程中的重要性，在我們以后工作中，可以說所從事的工作肯定是與這門課程是息息相關(guān)的。最后衷心感謝侯老師一學(xué)期以來對我的教導(dǎo)！通過這次課程設(shè)計讓我對課本上學(xué)到的知識進一步得到了鞏固，提高了我自主學(xué)習(xí)的能力，“興趣是最好的老師”這次課設(shè)也讓我感覺本以為枯燥乏味的計算公式、瀝青混凝土