路基路面工程课程设计.doc

路基路面课程设计目录1 挡土墙设计11.1设计资料11.2挡土墙截形式选定21.3基础埋置深度及宽度选定21.4挡土墙土压力计算21.5挡土墙稳定性验算41.6挡土墙基底应力及合力偏心距验算61.7挡土墙截面强度验算72 沥青路面设计12.1轴载分析12.2结构组合与材料选取42.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度42.4 设计指标的确定52.5 路面结构层厚度的计算62.6 高等级公路沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算72.7 防冻层厚度检验83 水泥混凝土路面设计83.1 交通量分析93.2 初拟路面结构103.3 确定材料参数103.4 计算荷载疲劳应力113.5 计算温度疲劳应力113.6 防冻厚度检验和接缝设计124 参考文献139路基路面课程设计 二、沥青路面设计1、设计资料该路段设计年限12年，交通量年平均增长7%，车道系数=0.7，该路段处于中国公路自然区划IV2区。路基土为粘性土，地下水位1.10m路基填土高度1.2m沿线可开采碎石、砂砾并有粉煤灰、石灰供应，是设计路面结构及厚度。表1-1交通组成及交通量表车型轴位轴重（KN）轴数轮组交通量（辆/日）黄河JN150前轴49.001单轮组720后轴101.61双轮组东风EQ140前轴22.701单轮组1080后轴69.301双轮组太脱拉138前轴51.401单轮组240后轴160.002双轮组上汽SH130前轴16.501单轮组120后轴23.001双轮组2、沥青路面设计 2.1轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算：表1-1交通组成及交通量表车型轴位轴重（KN）轴数轮组交通量（辆/日）黄河JN150前轴49.001单轮组720后轴101.61双轮组东风EQ140前轴22.701单轮组1080后轴69.301双轮组太脱拉138前轴51.401单轮组240后轴160.002双轮组上汽SH130前轴16.501单轮组120后轴23.001双轮组设计年限 ： 12 年 车道系数 ：0.7 交通量平均年增长率 : 7 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1428 ,属中等交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 1496 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 6832897属中等交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 1061 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 4849300 属中等交通等级路面设计交通等级:中等交通等级公路等级: 二级公路公路等级系数 : 1.1 面层类型系数: 1.0 路面结构类型系数 : 1.0 路面设计弯沉值 : 28.4 (0.01mm)设计结果汇总表：层位结构材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土1.40.542中粒式沥青混凝土10.383石灰粉煤灰砂砾 0.70.44天然砂砾002.2新建路面结构厚度计算： 公 路 等 级 : 二级公路 新建路面的层数 : 4 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 28.4 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (mm)结构层各主要指标汇总表：层位结构材料名称厚度(mm)20平均抗压模量(MPa)标准差 15平均抗压模量(MPa)标准差 容许应力(MPa)1细粒式沥青混凝土8014000200000.542中粒式沥青混凝土10012000180000.383石灰粉煤灰砂砾15013000360000.44天然砂砾？1750175005新建路基35 按设计弯沉值计算设计层厚度 : 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(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 581 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 581 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 631 mm ( 3 )= .404 MPa H( 4 )= 681 mm ( 3 )= .399 MPa H( 4 )= 675 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 581 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 675 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 。 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 80 mm - 中粒式沥青混凝土 100 mm - 石灰粉煤灰砂砾 150 mm - 天然砂砾 200 mm - 新建路基 三、刚性路面设计1、设计资料东北某地区（属II2区）拟建一条二级公路，双车道，路面宽9m，车辆混合行驶，根据调查，路上交通组成和轴载分配如下表，交通量年平均增长率为6%，土基模量E=31MPa,根据当地材料来源混凝土路面板基础采用如下结构及厚度：石灰土基层h1=18cm E1=320MPa,天然砂砾垫层h2=15cm E2=110MPa，土基E0=31MPa。路基最小抗冻厚度为50cm,试设计混凝土路面并进行板平面尺寸和接缝设计。 在接缝设计中，本题规定：纵缝构造采用平缝加拉杆型，拉杆选用16mm的螺纹钢筋，长80cm,最长间距80cm.横向缩缝采用假缝，横向胀缝设计传力杆，传力杆采用25mm的圆钢筋，长45cm,间距30cm。表2-1交通组成和轴载分配表轴载等级轴载（KN）轴数作用次数（次/日）50-6060120060-7070130070-8080140080-9090150090-1001001105100-110110116110-120120232、水泥混凝土路面设计 设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计 公 路 等 级 : 二级公路 变异水平的等级 : 中 级 可 靠 度 系 数 : 1.13 面 层 类 型 : 普通混凝土面层交通组成和轴载分配表:轴载等级轴载（KN）轴数作用次数（次/日）50-6060120060-7070130070-8080140080-9090150090-1001001105100-110110116110-12012023行驶方向分配系数 : 1.0 车道分配系数: 1.0轮迹横向分布系数 : 0.39 交通量年平均增长率: 6 混凝土弯拉强度 : 5 MPa 混凝土弯拉模量: 31000 MPa混凝土面层板长度:5m 地区公路自然区划: 面层最大温度梯度:88 /m 接缝应力折减系数 :0 .87基(垫)层类型-新建公路路基上修筑的基(垫)层:层位 基（垫）层材料名称 厚度(mm) 回弹模量(MPa)1 石灰土 1803202天然砂砾1501103 新建路基 31基层顶面当量回弹模量:ET= 78.4 MPa中间计算结果 : ( 下列符号的意义请参看“程序使用说明” )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 %设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 394 路面的设计基准期 : 20 年设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 2.849508E+12 路面承受的交通等级 :重交通等级基层顶面当量回弹模量 : 78.4 MPa混凝土面层设计厚度 : 340 mm验算路面防冻厚度: 路面最小防冻厚度 500 mm新建基(垫)层总厚度 330 mm验算结果表明， 路面总厚度满足路面防冻要求 。 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: - 普通混凝土面层 340 mm - 石灰土 180 mm - 天然砂砾 150 mm - 新建路基3、接缝设计1接缝设计 为避免由温度产生的应力破坏，所以，在混凝土板中设置横缝与纵缝，缝中设拉杆，拉杆长0.8m，直径16mm，每隔40cm设置一个。 横向胀缝缝隙宽20mm，缝隙上部5cm深度内浇填缝料传力杆的半段固定在混凝土内，另一半涂以沥青，套上长约10cm的塑料套筒，筒底与杆端之间留有3cm空隙，用木屑与弹性材料填充。传力杆选用25mm的圆钢筋，长45cm,间距30cm 横向缩缝缩缝采用假缝，缝隙宽5mm，深度为5cm. 施工缝施工缝采用平头缝或企口缝的构造形式，缝上深5cm，宽为5mm的沟槽，内浇填缝料。 横缝的布置缩缝间距一般为5m，混凝土路面设置胀缝。 纵缝的设置在平行于混凝土路面行车方向设置纵缝，缝间距3.75cm，设置为假缝带拉杆形式，缝的上部留有5cm的缝隙，内浇注填缝料，缝与横缝一般做成垂直正交，使混凝土具有90的角隅。四、参考文献1、 邓学钧 路基路面工程(第三版).人民交通出版社，20082、 中华人民共和国行业标准：公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006).北京：人民交通出版社20063、 中华人民共和国行业标准：公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002).北京：人民交通出版社20024、 中华人民共和国行业标准：(JTGB012003)5、 小结 经过为期一周的路基路面课程设计，是我进一步加深了对书本知识的理解，提高了理论联系实际的能力，又学会了如何运用HPDS软件来进行路面结构设计。通过本次课程设计我真正懂得了在以后的工作中我们可能需要处理哪些专业问题，初步培养了自己对以后毕业后从事设计工作的兴趣。我自己也深刻体会到自己需要学习的知识还有很多，自己要想在专业方面有所成就，就必须多多钻研牢固掌握自己所学的知识。路基路面这门专业基础课通过课程设计我深深体会到它在我们所学课程中的重要性，在我们以后工作中，可以说所从事的工作肯定是与这门课程是息息相关的。最后衷心感谢侯老师一学期以来对我的教导！通过这次课程设计让我对课本上学到的知识进一步得到了巩固，提高了我自主学习的能力，“兴趣是最好的老师”这次课设也让我感觉本以为枯燥乏味的计算公式、沥青混凝土