路基路面工程课程设计

1、路基路面课程设计华北水利水电学院路面路面课程设计系 （部）： 土木与交通学院 学 号 ： 学生姓名 ： 指导老师 ： 2021年12月30号目录1 基本设计资料32 沥青路面设计32.1轴载分析32.2结构组合与材料选取62.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度62.4 设计指标的确定62.5 路面结构层厚度的计算72.6 沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算82.7 防冻层厚度检验10 2.8 剪应力检验103 水泥混凝土路面设计123.1 交通量分析123.2 初拟路面结构133.3 确定材料参数133.4 计算荷载疲劳应力143.5 计算温度疲劳应力143.6 防冻厚度检验和接缝

2、设计16参考文献161 基本设计资料拟设计道路路线位于微丘区，公路自然区划为1区。地震烈度为六级。设计标高243.50m，地下水位1.5m。平均稠度为1.08，季节性冰冻地区，冻结深度为1.2m，所经地区多处为粉性土。表1-1交通组成及交通量表车型交通量（辆/昼夜）小客车2700风潮HDF650800三菱PV413530黄河JN162A1700江淮HFF3150C07610雷诺JN75850山西SX341850东风YCY-900600尤尼克2766582 沥青路面设计 2.1轴载分析我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表3-1确定。表3

3、-1 标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮当量圆直径d（mm）21.30轮胎接地压强P（Mpa）0.70两轮中心距（cm）15d1当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于40kN的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。式中： 以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数； 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； 标准轴载（）； 各种被换算车型的轴载（）； 轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38； 轴数系数。 被换算车型的轴载级别。当轴间距离大于3m时，按单独的

4、一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：式中：m轴数。表2-2 轴载换算结果车型（）（次/日）小客车前轴11.516.42700后轴2311风潮HDF650前轴13.516.4800后轴27.011三菱PV413前轴49.716.4530162.03后轴101.02.211217.58黄河JN162A前轴62.2816.417001386.88后轴116.22113269.04江淮HFF3150C07前轴49.2016.4610178.50后轴96.311517.73雷诺JN75前轴30.5016.4850后轴58.501182.52山西SX341前轴23.70

5、16.4850后轴68.7011166.03东风YCY-900前轴25.0016.4600后轴78.2021411.75尤尼克2766前轴67.0016.45865.02后轴102.504.61297.05N7754.3则其设计年限内一个车道上的累计量轴次： 式中 设计年限内一个车道的累计当量次数； t 设计年限，由材料知，t=15年； 设计端竣工后一年双向日平均当量轴次； 设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，=0.089； 车道系数，由材料知=0.45。2验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于50KN的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。式中： 以设计弯

6、沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数； 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； 标准轴载（）； 各种被换算车型的轴载（）； 轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。 轴数系数；表2-3 轴载换算结果车型（）（次/日）小客车前轴11.5118.52700后轴23.011风潮HDF650前轴13.5118.5800后轴27.0011三菱PV413前轴49.70118.553036.50后轴101.00311721.74黄河JN162A前轴62.28118.51700711.88后轴116.22115658.43江淮HFF3150C07前轴49.20118.56

7、1038.75后轴96.311451.17雷诺JN75前轴30.50118.5850后轴58.501111.66山西SX341前轴23.70118.5850后轴68.701142.18东风YCY-900前轴25.00118.5600后轴78.2021167.85尤尼克2766前轴67.00118.55843.57后轴102.5071494.67N9378.4则其设计年限内一个车道上的累计量轴次为：2.2 结构组合与材料选取根据公路沥青路面设计规范，路面结构层采用沥青混凝土（190），基层采用水泥稳定碎石（厚度待定），底层采用二灰土（400），采用三层式沥青混凝土面层，表层采用细粒式密级配沥青混

8、凝土（40），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（60），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（90）。2.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度 土基回弹模量的确定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂强度已 参照规范给出的推荐值确定。见表2-4。表2-4 结构组合参数层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量细粒式沥青混凝土42021 14001.4中粒式沥青混凝土6180012001.0粗粒式沥青混凝土9120010000.8 水泥稳定碎石待定150015000.5二灰土407507500.25土基35352.4 设计指标的确定1设计弯沉

9、值公路为一级，则公路等级系数取1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数取1.0；路面结构为半刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数取1.0。式中： 设计弯沉值 设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数 公路等级系数，一级公路为1.0 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0 基层类型系数，半刚性基层为1.0 2各层材料按容许层底拉应力，按下列公式计算： 式中 ： 路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）； 路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载疲劳 弯拉应力（Mpa）； 抗拉强度结构系数。 对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数: 对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数： 对无机结合料稳定

10、细土类的抗拉强度结构系数：表2-5 结构层容许弯拉应力材料名称（Mpa）（Mpa）细粒沥青混凝土1.44.160.34中粒沥青混凝土1.04.160.24粗粒沥青混凝土0.84.160.19水泥稳定碎石0.52.430.21二灰土0.253.130.082.5 路面结构层厚度的计算1理论弯沉系数的确定式中： 当量圆半径；F 弯沉综合修正系数， 。因此： F=1.63×17.69/2021 /10.650.38(30/0.70) 0.36=0.43 =17.69×1400/(2021 ×10.65×0.7×0.43)=3.862确定设计层厚度采用

11、三层体系表面弯沉系数，由诺莫图算设计层厚度。h/=4/10.65=0.376 E2/E1=1200/1400=0.857；由三层体系弯沉系数诺莫图查得：=6.22。h/=4/10.65=0.376 =35/1200=0.029；由三层体系弯沉系数诺莫图查得K1=1.440。又因为K2= /(K1）=3.86/（6.22×1.44）=0.431，由上查表得：H/=6.7，H= 10.65×6.7=71.36。由可知：，因为H=71.36cm，可知h4=21.95cm，故取h4=22cm。2.6 沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算1沥青混凝土面层层底拉应力验算 _

12、 _ h1=4cm E1=2021 MPa h=21.5cm E1=1200Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1200MPa H=47.63cm E2=3600MPah4=22cm E4=3600MPa h5=40cm E5=2400MPa E0 =35 MPa E0=35MPa ；，。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。2水泥稳定碎石层层底拉应力验算 _ _ h1=4cm E1=2021 MPa h=39.58cm E1=3600Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1200MPa H=40cm E2=2400MPa

13、h4=22cm E4=3600MPa h5=40cm E5=2400MPa E0 =35 MPa E0=35MPa ，查表得:因此，满足要求。3二灰土土层层底拉应力验算_ _h1=4cm E1=2021 MPa h=37.33cm E1=3600Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1200MPa H=40cm E2=2400MPah4=22cm E4=3600MPa h5=40cm E5=2400MPa E0 =35 MPa E0=35MPa =37.33cm, H=40cm 查表得:，故满足要求。2.7 防冻层厚度检验根据规范知：在季节性冰冻地区的中湿路段，路面设

14、计应进行防冻厚度的检验，如小于规范定的最小防冻厚度时，应增设或加垫层使路面总厚度达到要求。路面结构层总厚度h=4+6+9+22+40=81cm，大于最大冰冻深度50cm，所以不考虑冻层深度。2.8 剪应力验算（取C=0.2，=370）_ _h1=4cm E1=1400MPa h=4cm E1=1400Mpa h2=6cm E2=1200MPa h3=9cm E3=1000MPa H=71.42cm E2=1200MPah4=22cm E4=1500MPa h5=40cm E5=750MPa E0 =35 MPa E0=35MPa h=h1=4cm计算剪应力和正应力 缓慢制动时：紧急制动时：确定

15、容许剪应力：缓慢制动：紧急制动：验算剪切条件:缓慢制动：紧急制动：由上可得，剪应力不满足要求。3 水泥混凝土路面设计3.1 交通量分析1标准轴载与轴载换算 我国公路水泥混凝土路面设计规范以汽车轴重为100kN的单轴荷载作为设计标准轴载，表示为BZZ100。凡前、后轴载大于40KN（单轴）的轴数均应换算成标准轴数，换算公式为： 式中： 100KN的单轴双轮组标准轴数的通行次数； 各类轴轮型；级轴载的总重（KN）； 轴型和轴载级位数； 各类轴轮型i级轴载的通行次数； 轴轮型系数。 表3-1 轴载换算结果车型（kN）（次/日）小客车前轴11.52700后轴23.0北京BJ130前轴13.55800后

16、轴27.20切贝尔D420前轴28.20530后轴54.9010.036解放CA10B前轴19.401700后轴60.85160.6黄河JN253前轴55.0039661016.94后轴66.00黄河JN360前轴50.004138505.36后轴110.00.015黄海DJ690前轴56.0039385031.24后轴104.00.006华龙SK171A前轴35.3600后轴76.6罗曼SQ9251前轴50413580.37后轴111.3N54.567则设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数:式中： 标准轴载累计当量作用次数； t 设计基准年限； 交通量年平均增长率，由材料知，=0.089

17、； 临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，如下表3-2。表3-2 混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分布系数公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.170.22二级及二级以下公路行车道宽>7m0.340.390.540.62行车道宽7m =次。3.2 初拟路面结构 因为交通量3×10438.3×104100×104次，故可知交通属于中等交通。由以上可知相应于安全等级为三级的变异水平等级为中级，根据二级公路、中等交通等级和中级变异水平等级。查规范知：初拟普通混凝土面层厚为220mm；基层选用石灰粉煤灰稳定粒料，厚为180mm；垫层为150mm的低剂量无机结合稳

18、定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m；长为5.0m。3.3 确定材料参数取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为4.5Mpa，相应弯拉弹性模量标准值为29Gpa；路基回弹模量为35Mpa；低剂量无机结合稳定土垫层回弹模量为600Mpa；石灰粉煤灰稳定粒料基层回弹模量取1300Mpa。基层顶面当量的回弹模量值计算如下： = = =0.312m =4.167 = =普通混凝土面层的相对刚度半径为：3.4 计算荷载疲劳应力根据一级公路、重交通，由路基路面工程查得初拟普通混凝土面层厚度为0.25m。由下列公式求得： 式中 混凝土板的相对刚度半径（m）； H 混凝土板的厚度（m）； Ec 水泥混凝土的弯沉

19、弹性模量（Mpa）； p 标准轴载Ps在临界荷位处产生的荷载疲劳应力（Mpa）； kr 考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设杆拉的平缝，kr=0.87 0.92，纵缝为不设杆拉的平缝或自由边界kr=1.0，纵缝为设杆拉的企口缝，kr=0.76 0.84，； kc 考虑偏载和动载因素对路面疲劳损坏影响综合系数，按公路等级查下表3-3；表3-3 综合系数kc 公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc1.301.251.201.10ps 标准轴载Ps在四边自由板的临界荷载处产生的荷载应力（Mpa）。 = ，=2.081根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综和系数,则荷载

20、疲劳应力为：=0.87×2.081×1.20×1.220=2.65MPa 3.5 计算温度疲劳应力由路基路面工程知，II区最大温度梯度取88/m。板长5m，L/r=5/0.643=7.78；已知混凝土板厚0.22m，Bx=0.72。 则可知最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力： 式中： c 混凝土的温度线膨胀系数 ； Tg 最大温度梯度，Tg=88°c/m； Bx 综合温度翘区应力和内应力的温度应力系数； tm 最大温度梯度时土板的温度翘取应力（Mpa）。 = 温度疲劳系数 ，式中a，b和c为回归系数，按所在地区公路自然区划查下表 3-4。表3-4 回归

21、系数a，b和c系数公路自然区a0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270 =则温度疲劳应力： 综合，二级公路的安全等级为三级，相应于三级的安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85。再根据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数。，故满足要求。 3.6防冻厚度检验和接缝设计1防冻厚度检验由公路水泥混凝土路面设计规范知，路面防冻厚度为0.5m，而设计路面总厚度为0.55m，由于0.5<0.55，故满足设计要求。2接缝设计 为避免由温度产生的

22、应力破坏，所以，在混凝土板中设置横缝与纵缝，这段路为中等交通，缝中设拉杆，拉杆长0.5m，直径22mm，每隔30cm设置一个。 横向胀缝缝隙宽20mm，缝隙上部4cm深度内浇填缝料拉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。 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4m，设置为假缝带拉杆形式，缝的上部留有5mm的缝隙

23、，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。参考文献1、 邓学钧 路基路面工程(第二版).人民交通出版社，2021 2、 中华人民共和国行业标准：公路沥青路面设计规范(JTG D50-2021 ).北京：人民交通出版社2021 3、 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 D40-2021 ).北京：人民交通出版社2021 4. 中华人民共和国行业标准：<<公路工程技术标准>>(JTGB012021 )5. <<公路路基设计手册>> 教师见习报告总结期待已久的见习已经结束了，在龙岩三中高中部见

24、习听课，虽然只是短短的两个星期，但感触还是蛮深的，以前作为一名学生坐在课室听课，和现在作为一名准教师坐在课室听课是完全不同的感受，感觉自己学到了一些在平时课堂上学不到的东西。在这里，我获得的不仅是经验上的收获，更多是教学管理，课堂教学等的理念，以及他们带给我的种种思考。教育见习实践过程：听课。教育见习的主要目的是让学生在指导教师的引导下，观摩教师上课方法、技巧等。听课是教育见习的主要内容。我院规定在一周的见习中需完成至少6课的见习任务。我在教师的安排指导下，分别对高一、高二物理专业课型为主，其他课型齐头的方式，积极主动的完成了听课任务，收到良好的效果。我听的第一节课是高二（8）班，这是一个平衡

25、班，水平不如实验班高。在上课前。科任老师已经跟我说了这个班的纪律是比较差的，而且成绩也不是很好。在我听课期间，确实有几个学生在课堂上说话，但是我发现了一个有趣的现象，这个现象我在往后的几个班都发现了，就是绝大部分的学生的学习热情都好高涨，积极举手发言，积极参与课堂活动。我跟老师们提起这个现象的时候，科任老师就跟我说，一个班里不可能所有的学生都能全神贯注地听完一节课，所以作为一名教师，应该想办法吸引学生的注意力，调动的积极性，比如可以以小组为单位，以抢答计分的形式调动学生的积极性，这样课堂气氛就会活跃起来了。在为期两周的见习工作中，我真的有很大的感触，我第一次感受到自己已经从一名学生向一名教师靠

26、近，走在校园里，每当有学生叫我一声老师，我在感到无比自豪的同时，还感受到了自己的责任。见习工作结束了，我要回到学校继续我的学习了，但是我会好好记住我从*中学学到的一切，并应用于我的专业学习中去。一、教学管理理念 在龙岩三中，从领导阶层到一位普通的科任老师，都秉承以学生为主体的宗旨进行学校的管理，进行教学工作的开展。作为一个课程改革的示范学校，一个教育实验基地。这所学校鼓励着老师做各种研究，各种改革。每个班主任都有着自己的管理经验与管理宗旨。有了这种思想的自由，自然这里也就充满着探索与尝试，从而有所创造与进步。在我见习的班集体中，班主任对他的学生说：“我要让你们成为学习型的管理者，也是

27、管理型的学习者。”这样一句简单的话，让我感到这里老师进行班级管理的良苦用心。他们关心的不只是学生的学习，更多的是从一个完整的人的概念出发，去培养学生多方面的素质。二、教学理念 在见习期间，借着录课的机会，我听了很多的市级，校级的公开棵，还有理科实验班的课。在这些课堂上，让我看到教学改革正在悄然进行，有意识的老师正在努力体会“以学生为主体”的课堂模式。学生的创造也逐步成为教师追求的教学效果。其次，这里的老师也都在适应着多媒体教学，信息化教学，使得课堂更加生动，资源更加丰富，学生获取学习资源的渠道也就更多。尽管，这种教学理念、教学模式的推广仍然有很长的路，但似乎也并不遥远，相信，这股改革的浪潮会给教育领域带来很大的冲击。 三、实际工作经验 在上面，是我在这所学校感受最深刻，也是认为最有意义的收获。实际工作经验上，由于在指导老师的指导下，也获取了许多。 在班主任工作上，我认识到了一个老师的表率作用是很大的，学生