路基路面工程-重力式挡土墙和沥青路面教学规划

1、路基路ifii丄程课程设讣附录19目录第一章重力式挡上墙设计一、设计资料二、破裂棱体位置的确定1、破裂角0的计算2、验算破裂面是否交于荷载范围内三、荷载当量土柱高度计算四、土压力讣算五、土压力作用点位置讣算六、土压力对墙趾力臂讣算七、稳定性验算1、墙体重量及其作用位置计算2、抗滑稳定性验算3、抗倾覆稳定性验算八、基底应力及偏心距验算1、合力偏心距计算2、基地应力验算九、截面内力计算十、设计图纸及工程量十一、挡土墙的排水设施设计第二章沥青混凝上路面设讣一、设计资料二、轴载换算1、以设计弯矩值为标准及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次.2、验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次三、沥青路面结构

2、组合设计1、初拟路面结构组合计算设计弯沉值Id和机构强度系数K2、3、计算确定容许弯拉应力OR4、il算路表弯沉k和底层拉应力0 m5、结构厚度计算结果6、验算防冻层厚度44455557.7.8.910101111121414141617171821参考文献第一章重力式挡土墙设计一、设计资料某一级公路，在穿过一条深沟时，由于地形限制，无法按规定放 坡修筑路堤，而采取仰斜式浆砌片石挡土墙。墙身构造:墙M5m,ho=l. 80ni,墙背仰斜坡度1:0. 25(= 14.2),墙身分段长度20m,其余尺寸如下图所示。ixO2g*1=0,98 h*图441初始拟采用掛土 尺寸图墙后填料为碎石土，容重计

3、算内靡擦角卩= 41。，填料与墙背间的摩擦角6=20. 5；地基为整体性较好的砾石土类，其容许承载力o=500KPa,基 地摩阻系数f=0.5;墙体材料容重匕=20kN/肿，其容许压应力6=5OOKP,容许剪 应力r=80KPo假设破裂而交于荷载范围内，则有:+ 41 = 47.3訴+ 2曲0 = a + 5 + w = -142 +205因为3 0=1.1 X 96.14 + 1.4 X (3.86 + 34.98 X 0.2) X 0.5+ (1.1 X 96.14 + 1.4 X 3.86) X 0.2 - 1.4 X 34.98 + 1.4 X 3.86 0所以抗滑稳定性满足要求。3、

4、抗倾覆稳定性验算0.8GZg + YQi(yx EjvZy) + Yqipp 00.8 X (94.28 X 1.09 + 1.86 X 0.64) + 1.4 X (1.69 X 2.97 - 34.98 X 1.4) + 0=21.63 0所以倾覆稳定性满足要求。八、基底应力及偏心距验算14Me + 12Mg1合力偏心距计算M e =1 (G/g + YQiy 一 W)cosao + YQEsinaQZgi = Zgi =1. 09-0. 49=0. 6raZg2Zg2 - =0. 64-0. 49=0. 15mD= Zy-|=1.4-0. 49=0.91111=Z% + - tanaQ

5、=1. 69+0. 49X0. 198=1. 79ra14Me + 12Mg5_ M _Nj (Gfg + YQiy - W)cosaQ + YQisinaQ1.4 EyZy -ERx +1.2 G&g-G2Zg2(GFg + YQiEy - W)cosaQ + YQiEsinaQ1.4(3.86 X 0.91 - 34.98 X 1.79) + 1.2(94.28 X 0.6 - 1.86 X 0.15) -(96.14 X 1.2 + 14 X 3.86 - 0) X 0.98 + 1.4 X 34.98 X 0.19 =-0. 12m V 冬=0.248m4所以基地合力偏心距满足规范的规

6、定。2基地应力验算N = (96.14 X 1.2 + 1.4 X 3.86 - 0) x 0.98 + 1.4 x 34.98 x 0.19=127.7kN6x0,12,1 + = 226.04k Pa0,98 /6 X 0.121 = 34.57k Pa由于Ie|因此呢严警a+訴需(Pmz A B/ 0.98 V 0.98 )Pma尤=226.04/cPa a = 500/cPa 所以基地应力满足要求。九. 截面内力计算墙而强背平行，截而最大应力岀现在接近基底处，由基底应力验算可知，基底应力及偏心距验算满足地基承载力，墙身应力也满足,验算内力通过，强顶顶宽0. 98m,墙高5in。十、设计

7、图纸及工程量Is典型断面如图所示，立面布置如图所示，平而布置如图所示。980水肯上Tft“ *。 %53%OOOSqL980 刃O620000-IM20000r ,； _，Z V/立面布置图平面布置图2、挡土墙工程数量见表,工程数量表墙高断而尺寸(m)M浆砌片石hlHHlBbl(m/m)5.00. 195.04.810. 980, 984.84路肩墙墙体间隔20m设置沉降缝一道，缝内用沥青麻絮嵌塞;泄水孔尺寸为lOcmXlOcm,每23m布置一个，泄水孔应高出地而不小于30cm,强背均应设置50cm厚的沙砾透水层，并做土工布封层。挡土墙的排水设施设计在墙身上沿墙高和墙长设H泄水孔，其为10cm

8、x20cin的方孔，具有向墙外倾斜的坡度，间距取为25nb泄水孔的进水侧设反滤层,厚度为04nb在最下排泄水孔的底部设置隔水层，由于处于自然区域处，泄水量较大，在排水层底部加设纵向渗沟，配合排水层把水排出墙外。第二章沥青混凝土路面设计某地计划修建一条双向四车道的高速公路，拟采用沥青路面结构进行施工图设计，沿线土质为中液限黏性土。该地区多年最大道路冻深为165cm,平均冻结指数为882C d,最大冻结指数为1225C d。该道路设计使用年限为15年。在使用期内，预计未来十年，交通量年平均增长率为1L 1% ,并有石灰供给。路基中湿，Eo=50MPa。预计交通量如下:表1预测交通组成车型序号车型名

9、称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴 数后轴 轮组数后轴 距(m)交通量(次/0)01成都CD13013.627.11201530黄河QD35249.095.8120127002星牌660M234.032.02222695太脱拉Ills38.578.2222326003宇通 ZK6116HG60.0105.01201420镇江2J66233.574.5120156204瓦房店WK173A29.075.02241580北京BK66170.090.0224159305东风CS93824.070.0224121耶尔奇31652.083.0224106路而设计以双轮组单轴载lOOkX为标准轴载。1、以设

10、计弯矩值为标准及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算Ns=GM G)1=1表二轴载换算表车型R (kN)C15叫（次/日）Ns = L CCn 圖i=l成都CD130前轴13.616.41530(1.7) 0后轴27. 11115305.2黄河QD352前轴49.016.41270365.0后轴95.81112701053. 8星牌660M2前轴34.016.42695158.0后轴32.02.21269541.7太脱拉Ills前轴38.516.43260328.2后轴7& 22.2132602460. 9宇通ZK6116HG前轴60.016.41420985.0后轴105.01114

11、201755. 7镇江ZJ662前轴33.516.41562145.2后轴74.5111562512.5瓦房店WK173A前轴29.016.4158046.4后轴75.0111580452.0北京BK661前轴70.016.415932160. 6后轴90.01115931007. 3东风CS938前轴24.016.4121(1.6) 0后轴70.01112125.6耶尔奇316前轴52.016.410639.5后轴83.01110647.1合计Ns =CiCm (今厂i=l11589.8注：轴载小于25KN的轴载作用不计，后面挂车的荷载不计。累计当量轴次根据设计规范，高速公路沥青路而的设计年

12、限取15年，四车道的车道系数,0.40.5,取0.45。累计当量轴次:(W%严 7X365 5589.8X 0.4511.1%=68020712 次2、验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算k8N；i=l表三轴载换算车型R (kN)ClC2叫（次/日）k81=1成都CD130前轴13.616.415300.0后轴27. 11115300.0黄河QD352前轴49.016.41270(27.0)0后轴95.811127090L0星牌660M2前轴34.016.42695(3. 1) 0后轴32.0212695(0.6) 0太脱拉前轴3& 516.43260(10. 1) 0Ills后轴

13、7& 2213260911, 8宇通前轴60.016.41420152.6ZK6116HG后轴105.01114202098. 0镇江ZJ662前轴33.516.41562(4.2) 0后轴74.511156220L2瓦房店前轴29.016.41580(0.5) 0WK173A后轴75.0111580158.2北京BK661前轴70.016.41593587.7后轴90.0111593685.7东风CS938前轴24.016.41210.0后轴70.0111217.0耶尔奇316前轴52.016.41063.6后轴83.01110623.9合计kNs =Z1=1g 叫（7）5730. 7注：轴

14、载小于25KN的轴载作用不计，后面挂车的荷载不计。累计当量轴次11.1%(1 + 11.1%严一 1 X 365 X 5730.7 X 0.45=32644644 次三、沥青路面结构组合设计1、初拟路面结构组合根据交通状况，结构层的最小施工厚度等因素综合考虑，初拟各结构层厚度如下:方案一：细粒式沥青混凝土：3 cm中粒式沥青混凝土：5 cm粗粒式沥青混凝土：7 cm二灰碎石：40cm二灰土：?以二灰土为设计层方案二：细粒式沥青混凝土：4 cm中粒式沥青混凝土：6 cm水泥稳定碎石：?级配碎石：40cm以水泥稳定碎石为设计层2、计算设计弯沉值2边和机构强度系数KId = 600轄024/K =

15、O.O9N严2/4c（用于沥青层）K2 = 035曾1他（用于二灰碎石和水泥碎石）心=045211/很（用于二灰土）取4产10,面层为沥青混凝土,久=10,半刚性基层，底基层总厚度大于20cra, 4b=l0计算结果如下:Id = 600N24c4s4b=600 X 68020712- xlXlXl = 16.28mm （方案一）细粒式沥青混凝土/f = 0.0974川严/人二0.09 X 1.0 X 68020；2622 = 4 7668020712-22Id = 600Nj24c4s4b=600 X 32644644-2 x 1 X lx 1 = 18.85mni （方案二）中粒式沥青混凝

16、土 Ki = 0094sN聘2/4c=009 X 1.0 X“=4.76粗粒式沥青混凝土= 0.09久砒22/人二0.09 X 1.1 X 68020：2622 = 5 23水泥稳定碎石，二灰碎石:心=035冊/很=0 35X 3264464411/1=2 54石灰土:& = 045N2ii/4c=0 45X 32644644ii/l=3 27设计参数Eo,石，Osp资料给出:Eo =50MPa按试验规程的方法试验确定2（rc的沥青混合料和其他结构层材 料的抗压回弹模量Ei15C的沥青混合料和其他结构层材材料的弯拉 回弹模量E1，以及沥青混合料15C弯拉强度和半刚性材料的弯拉强 度值G见下表:

17、表四材料名称沥青针入度抗床模量Ei（MPa）劈裂强度15 C(MPa)20 C15 C细粒沥青混 凝土 90140020001.4中粒沥青混 凝土 90120018001.0粗粒沥青混 凝土 90100014000.8水泥稳定碎 石15000.55%6% （配合 比或规格要 求）二灰土7500.210:30:60（配 合比或规格 耍求）二灰碎石15000.67： 13： 80（配 合比或规格 要求）级配碎石250符合级配要 求，做底基层 用3.计算确定容许弯拉应力ctrsp表五材料名称ap(MPa)Kq(MPa)细粒沥青混凝土1. 44. 760. 29中粒沥青混凝土1. 04. 760. 2

18、1粗粒沥青混凝土0.85.230. 15水泥稳定碎石0.52. 540. 20二灰土0.23.270. 06二灰碎石0.62. 540. 244、计算路表弯沉A和底层拉应力通过计算，两个设计方案中的设计层厚度未定，先假设初始厚度,若计算不满足不等式，再调整厚度，直至满足为止。lrla R5、结构厚度计算结果一方案假设设计层二灰土厚度：Hs = 50cm,设计弯沉：ld =16.28(0.01mm)路表计算弯沉：Ir = 1280(001mm)一方案计算表表六序号结构层材料15 C材料模量 (MPa)20 C材料模量 (MPa)材料厚 度(cm)泊松比弯拉应 力(MPa)容许弯 拉应力 (MPa

19、)1细粒沥 青混凝 土2000140030. 35满足0. 292中粒沥 青混凝 土1800120050. 35满足0.213粗粒沥 靑混凝 土1400100070. 35满足0. 154二灰碎 石1500400. 25满足0. 065二灰土750500. 35满足0. 246土基350.4二方案设计层二灰土厚度；Hs =80cm,设计弯沉：Id = 18.85(0.01mm)路表计算弯沉：Is = 14.51(0.01mm)二方案计算表表七序号结构层材料15 C材料模量 (MPa)20 C材料模量 (MPa)材料厚 度(cm)泊松比弯拉应 力(MPa)容许弯 拉应力 (MPa)1细粒沥 青混凝 土2000140040. 35满足0. 292中粒沥 青混凝