路基路面工程課程設(shè)計.docx

1、1、 自然地理條件新建高速公路地處2，沿線土質(zhì)為中液限黏土，地下水位距路床表面2.7米，屬中濕狀態(tài)，挖方路塹深0.5米，地下水位距路床地表面1.6m，屬于潮濕狀態(tài)。 2、預(yù)計交通驗算預(yù)計交通量增長率前5年為8%，之后五年7%，最后5年為%5，瀝青路面累計標準軸次數(shù)按15年計。 3、軸載分析路面設(shè)計以雙輪組單軸載100KN為標準軸載。(1)以設(shè)計彎矩值為指標及驗算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計當量軸次 軸載換算采用如下計算公式：軸載換算結(jié)果表累計當量軸次：根據(jù)設(shè)計規(guī)范,二級公路瀝青路面設(shè)計年限取15年,四車道的車道系數(shù)是0.5 累計當量軸次t(1+r)-1´365Ne=N1ré1.

2、085-11.07´(1.075-1)1.055-1)ù445(=ê+1.08´+1.08´1.07ú´365´0.5´6684.26=302041660.070.05ûë0.08t(1+r)-1´365Ne=N1r次2）當進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時，按下式換算成標準軸載的作用次數(shù)：KN=CP11C2n（1）8i=1PC1軸數(shù)系數(shù)；C2輪組系數(shù)；2）累計當量軸次參數(shù)取值同上，設(shè)計年限12年，車道系數(shù)取0.6累計當量軸次t(1+r)-1´365Ne=N1r5

3、33;1.085-11.07´1.075-14451.05-1=ê+1.08´+1.08´1.070.080.070.05ë()()ù´365´0.5´8898.35=40208975úû次4、結(jié)構(gòu)組合與材料選取由上面計算，根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，初擬采用兩種路面結(jié)構(gòu)：（1） 半剛性基層瀝青路面（2） 組合式基層瀝青路面根據(jù)交通狀況，結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度等因素綜合考慮，初擬各結(jié)構(gòu)層厚度如下：A方案：半剛性基層瀝青路面細粒式瀝青混凝土 4cm中粒式瀝青混凝土 6cm水泥穩(wěn)定碎石 25cm二灰土

4、以二灰土為設(shè)計層。B方案：組合式基層瀝青路面細粒式瀝青混凝土 4cm中粒式瀝青混凝土 6cm二灰穩(wěn)定砂礫 ？級配碎石 20cm以二灰穩(wěn)定砂粒為設(shè)計層。5、各層材料的抗壓模量與劈裂強度抗壓模量取15°C、20°C時的模量，各值取規(guī)范給定范圍中值20 15細粒式密級配瀝青混凝土： 1400Mpa 2000 Mpa中粒式密級配瀝青混凝土： 1200Mpa 1800 Mpa水泥穩(wěn)定碎石： 1600Mpa二灰土： 700 MPa二灰穩(wěn)定砂礫： 1300 MPa級配碎石： 250 MPa集料粉煤灰等綜合穩(wěn)定集料：200MPa各層材料劈裂強度細粒式密級配瀝青混凝土： 1.4MPa中粒式密

5、級配瀝青混凝土： 1.0MPa水泥穩(wěn)定碎石： 0.5MPa二灰土： 0.3MPa二灰穩(wěn)定砂礫： 0.5 MPa5土基回彈模量的確定該路段，土基模量為35MPa，因此處于2區(qū)。 6設(shè)計指標確定1） 規(guī)范要求以設(shè)計彎層作為設(shè)計指標，并進行結(jié)構(gòu)基地拉應(yīng)力驗算ld=600Ne-0.2AcAsAblR路面設(shè)計彎沉值；Ne設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次；Ac公路等級系數(shù)，因為二級公路， Ac =1.1。As面層類型系數(shù)，因為面層為瀝青混凝土， As =1.0.Ab基層類型系數(shù)，半剛性基層，底基層厚度大于20cm，Ab=1.0. 組合式基層，Ab=1.3. 因此對于A方案：.2Ld=600Ne-0。AcA

6、sAb=600´30204166-0.2´1.0´1.0´1.0=19.15(0.01mm)對于B方案：.2Ld=600Ne-0。AcAsAb=600´40208975-0.2´1.0´1.0´1.35=24.41(0.01mm)0.22細，中粒式瀝青混凝土 K1=0.09´30204165粗粒式瀝青混凝土 K1=0.09´30204165´1.0=3.98(0.01mm)（用于瀝青層） ´1.1=4.38(0.01mm)（用于瀝青層）0.22K2=0.35´402

7、08975K3=0.45´402089750.11=2.40(0.01mm)（二灰砂礫）0.11=3.09(0.01mm)（用于二灰土）計算確定容許彎拉應(yīng)力sRsR=sspK7、計資料總結(jié)A方案：設(shè)計彎層值19.15（0.01mm），相關(guān)設(shè)計資料匯總?cè)缦卤?）、確定二灰土厚度單軸雙輪組 P=0.7MPa =10.65cm E1=1400MPa h1=4cmE2=1200MPa E0=35MPa彎沉修正系數(shù)F=1.63(Ls2000´d)0.38(E0P)0.36=1.63´(19.152000´10.65)0.38´(350.7)0.36=0.

8、464E2E1=12001400=0.857 h=h1=410.65=0.376查表得，=6.30又E0E2=351200=0.0292 得K1=1.40FE1Ls=1000×2P×K1K2 LS=Ld19.15´14001000´2´0.7´10.65´6.3´1.4´0.464K2=LdE11000´2P´K1F=0.445由K2及E0E2，h查表得H=5.3H=5.3=5.3´10.65=56.445cmH=h2+hk2k=34EKE2=6+h42.47001200+2

9、5´2.416001200=6+0.799h4+28.184=56.445cm得h4=28cm故二灰土厚度為28cm2） 結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗算(1)細粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力h=h1=4cm ， E1=E1=2000MPa，E2=E2=1800MPaH=hK=24k0.EKE21600700=6´0.9+25´0.9+28´0.9=37.734cm 180018001800E0E2E2E1=0.900 ，=0.019 ，h=0.376 ，H=37.73410.65=3.543 查表得，<0即瀝青上面層層底受壓應(yīng)力(2)中粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力h=h

10、K=142EKK2000=4´+6´=10.22cm 18001800E2EKE3700=25´0.+28´0=25+11.174=36.174cm 16001600E0E2351600H=hK=3k0E2E1=16001800=0.889,=0.022,h=10.2210.56=0.960,H=36.17410.65=3.397 查表得，<0，即瀝青下面層層底受壓應(yīng)力(3)水泥穩(wěn)定碎石層層底拉應(yīng)力h=hK=13EKKE3=4´20001600+6´1600+25´16001600=4.472+6.364+25=35.

11、836cmE1=E3=1600MPa,E2=E4=700MPa,H=28cmE2E1=7001600=0.438,E0E2=35700=0.05,H=2810.65=2.629,h=35.83610.65=3.365 查圖得，=0.15,m1=1.4,m2=0.54 =pm1m2=0.7´0.15´1.4´0.54=0.0794MPa<R=0.1MPa 即水泥穩(wěn)定碎石層層底受壓應(yīng)力（4）二灰土底基層無需驗算底拉應(yīng)力故各層層底均滿足要求。B方案：設(shè)計彎層值24.41（0.01mm），相關(guān)設(shè)計資料匯總?cè)缦卤?）、確定二灰穩(wěn)定砂粒厚度單軸雙輪組 P=0.7MPa

12、=10.65cm E1=1400MPa h1=4cmE2=1200MPa E0=35MPa彎沉修正系數(shù)F=1.63(Ls2000d)0.38(E0P)0.36=1.63´(24.412000´10.65)0.38´(350.7)0.36=0.509E2E1=12001400=0.857 h=h1=410.65=0.376查表得，=6.30又E0E2=351200=0.0292 得K1=1.40FE1Ls=1000×2P×K1K2 LS=Ld24.41´14001000´2´0.7´10.65´6

13、.3´1.4´0.509K2=LdE11000´2P´K1F=0.511由K2及E0E2，h查表得H=4.58H=4.58=3.7´10.65=48.777cm得H=h2+hk2k=34EKE2=6+h32.13001200+20´22501200=6+1.034h3+10.404=48.777cmh3=32cm故二灰穩(wěn)定砂粒厚度為32cm 2） 結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗算(1)細粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力h=h1=4cm ， E1=E1=2000MPa，E2=E2=1800MPaH=hK=24k0EKE218001300250=6´

14、0+32´0+20´0=30.521cm 180018001800E0E2E2E1=0.900 ，=0.0195 ，h=0.376 ，H=30.52110.65=2.866查表得，<0即瀝青上面層層底受壓應(yīng)力(2)中粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力h=hK=142EKK2000=4´+6´=10.214cm 18001800E2EKE3250=32´0.+20´0.=32+3.203=35.203cm 13001300E0E2351300H=hK=3k0.E2E1=13001200=1.083,=0.027,h=10.21410.56=

15、0.959,H=35.20310.65=3.305查表得，<0，即瀝青下面層層底受壓應(yīng)力 (3)二灰穩(wěn)定砂礫層層底拉應(yīng)力h=hKK=13EKE3=4´20001300+6´18001300+32´13001300=4.961+7.061+32=44.022cmE1=E3=1300MPa,E2=E4=250MPa,H=20cmE2E1=2501300=0.192,E0E2=35250=0.14,H=2010.65=1.878,h=44.02210.65=4.134查圖得 =0.21,m1=1.11,m2=1.0=pm1m2=0.7´0.21´

16、;1.11´1=0.163MPa<R=0.21MPa即二灰穩(wěn)定砂礫層層底受壓應(yīng)力（4）級配碎石層無需驗算底拉應(yīng)力，故各層層底均滿足要求。8驗算防凍層厚度根據(jù)圖表所列的路面最小防凍厚度（cm）要求與該路狀況對比。沿線土質(zhì)為中液限黏性土，一般路基處于中濕狀態(tài)，路面采用半剛性基層和組合式基層，查表得路面最小防凍厚度為50cm，該路路面結(jié)構(gòu)A方案總厚度為63cm，方案B總厚度為62cm，均大于最小防凍厚度，以滿足防凍要求。9處于潮濕狀態(tài)A方案：設(shè)計彎層值19.15（0.01mm），相關(guān)設(shè)計資料匯總?cè)缦卤?）、確定二灰土厚度單軸雙輪組 P=0.7MPa =10.65cm E1=1400M

17、Pa h1=4cmE2=1200MPa E0=25MPa彎沉修正系數(shù)F=1.63(Ls2000´d)0.38(E0P)0.36=1.63´(19.152000´10.65)0.38´(250.7)0.36=0.411E2E1=12001400=0.857 h=h1=410.65=0.376查表得，=6.30又E0E2=251200=0.021 得K1=1.79Ls=1000×2P×K1K2E1FE1 LS=Ld 19.15´14001000´2´0.7´10.65´6.3´1

18、.79´0.411K2=Ld1000´2P´K1F=0.388由K2及E0E2，h查表得H=6.4H=5.3=6.4´10.65=68.16cm H=h2+hk2.k=34EKE2=6+h427001200+25´216001200=6+0.799h4+28.184=68.16cm得h4=43cm故二灰土厚度為43cm2） 結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗算(1)細粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力h=h1=4cm ， E1=E1=2000MPa，E2=E2=1800MPaH=hK=24k0EKE21800700=6´0.+25´0.+43´

19、;0.=66.646cm 180018001800E0E2E2E1=0.900 ，=0.014 ，h=0.376 ，H=66.64610.65=6.278 查表得，<0即瀝青上面層層底受壓應(yīng)力(2)中粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力 h=hK=142EKK2000=4´+6´=10.22cm 18001800E2EK700=25´0+43´0=25+17.161=43.161cm 16001600E3E0E2=251600=0.022,H=hK=3k0E2E1=16001800=0.889,h=10.2210.56=0.960,H=43.16110.65=

20、4.053查表得，<0，即瀝青下面層層底受壓應(yīng)力 (3)水泥穩(wěn)定碎石層層底拉應(yīng)力h=hKK=13EKE3=4´20001600+6´1600+25´16001600=4.472+6.364+25=35.836cmE1=E3=1600MPa,E2=E4=700MPa,H=43cmE2E1=7001600=0.438,E0E2=25700=0.036,H=4310.65=4.038,h=35.83610.65=3.365查圖得，=0.15,m1=1.5,m2=0.41=pm1m2=0.7´0.15´1.5´0.41=0.0646MP

21、a<R=0.1MPa即水泥穩(wěn)定碎石層層底受壓應(yīng)力（4）二灰土底基層無需驗算底拉應(yīng)力故各層層底均滿足要求。B方案：設(shè)計彎層值24.41（0.01mm），相關(guān)設(shè)計資料匯總?cè)缦卤?）、確定二灰穩(wěn)定砂粒厚度單軸雙輪組 P=0.7MPa =10.65cm E1=1400MPa h1=4cmE2=1200MPa E0=25MPa彎沉修正系數(shù)F=1.63(Ls2000d)0.38(E0P)0.36=1.63´(24.412000´10.65)0.38´(250.7)0.36=0.453E2E1=12001400=0.857 h=h1=410.65=0.376查表得，=6.

22、30 又E0E2=251200=0.021 得K1=1.71 Ls=1000×2P×K1K2E1FE1 LS=Ld 24.41´14001000´2´0.7´10.65´6.3´1.71´0.453K2=Ld1000´2P´K1F=0.470由K2及E0E2，h查表得H=5.35H=5.35=3.7´10.65=56.98cm 得H=h2+hk2k=34EKE2=6+h32.13001200+20´2.2501200=6+1.034h3+10.404=56.98cmh3=40cm故二灰穩(wěn)定砂粒厚度為40cm2） 結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗算(1)細粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力h=h1=4cm ， E1=E1=2000MPa，E2=E2=1800MPaH=hK=24k0EKE218001300250=6´0+40´0+20´0=36.09cm 180018001800E0E2E2E1=0.900 ，=0.0139 ，h=0.376 ，H=36.0910.65=3.389 查表得，<0即瀝青上面層層底受壓應(yīng)力(2)中粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力