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1、学 号路基路面课程设计设计说明书公路挡土墙与高级路面设计起止日期： 年 月 日 至 年 月 日学 生 姓 名班 级成 绩指 导 教 师土木工程学院年 月 日天津城建大学课程设计任务书20 20 学年第 学期学院 专业课程名称： 路基路面工程设计题目： 公路挡土墙与高级路面设计完成期限：自 年 月 日至 年 月 日设计依据、要求及主要内容（可另加附页） ：依据设计任务书与公路工程设计相关规范，进行公路路基挡土墙设计、新建沥青路面设计、改建沥青路面设计和新建水泥混凝土路面设计。学生应在课程设计教室独立完成设计，保证出勤，学会查阅和使用规范、文献，掌握挡土墙、路面设计的基本方法以及设计说明书和工程图
2、纸的基本格式。设计结束后，提交设计说明书一份，挡土墙设计图、路面设计图各一张（ A3号图） ，并在规定时间参加答辩。设计资料见附页。指导教师：教研室主任：批准日期： 年月日道路工程课程设计任务书（附页）一、挡土墙设计：设计资料：1.浆砌片石重力式路堤墙， 墙身高 4 6 米， 墙上填土高 2 3 米， 填土边坡 1:1.5， 墙背仰斜或俯斜，墙身分段长度 15 米。2.公路等级二级，车辆荷载等级为公路 II 级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合 I、II 。3.墙背填土容重 17kN m3，计算内摩擦角 35 , 填土与墙背间的内摩擦角 /2。4.地基为砂类土，容许承载力 f 350kPa，基底
3、摩擦系数 0.40。5.墙身材料 2.5 号砂浆砌 25 号片石， 砌体容重 23kN m3， 砌体容许压应力 a=600kPa，容许剪应力 50kPa，容许弯拉应力 wl 80 kPa。根据设计资料进行挡土墙设计。二、路面设计：某国道天津段按一级公路标准修建， 并将于 2014 年底通车，设计道路横断面为双向四车道。根据可行性研究报告提供的 2012 年的交通组成情况如下表：车型 黄河JN-l50 解放CA10B 东风EQ140 日野KB222 太脱拉l38S 交通SH361 辆 /日 866 754 712 498 362 845 经论证分析，该公路自 2012 年至通车后 2018 年交
4、通量增长率 10.28，其后将以6.0增长。旧路改建路段现有路面结构为 2.5cm 沥青表面处治， 25cm 石灰土，在不利季节由BZZ 60 实测弯沉值 (1 100mm)如下：61.8 68.3 69.1 65.7 58.8 66.6 77.8 44.3 31.3 38.9 45.3 29.1 27.5 30.7 31.9 54.3 79.6 77.2 68.9 92.3 83.4 91.6 89.7 83.6 路基土回弹模量为 E0 35 MPa。根据以上资料完成：1. 新建与改建沥青路面结构设计计算；结构方案及结构设计图。2. 新建水泥混凝土路面结构设计计算；结构设计及结构构造图绘制。
5、三、设计成果：设计结束后，提交设计说明书一份，挡土墙设计图、路面设计图各一张（ 3 号图）第一部分 重力式挡土墙设计一、设计资料：1.浆砌片石重力式路堤墙， 墙身高 4 6 米， 墙上填土高 2 3 米， 填土边坡 1:1.5， 墙背仰斜或俯斜，墙身分段长度 15 米。2.公路等级二级，车辆荷载等级为公路 II 级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合 I、II 。3.墙背填土容重 17kN m3，计算内摩擦角 35 , 填土与墙背间的内摩擦角 /2。4.地基为砂类土，容许承载力 f 350kPa，基底摩擦系数 0.40。5.墙身材料 2.5 号砂浆砌 25 号片石， 砌体容重 23kN m3， 砌
6、体容许压应力 a=600kPa，容许剪应力 50kPa，容许弯拉应力 wl 80 kPa。二、确定计算参数设计挡墙高度 H=5m， 墙上填土高度 a=2m， 填土边坡坡度为 1:1.5, 墙背仰斜 , 坡度 1:0.25 。墙背填土计算内摩擦角 035 ， 填土与墙背间的摩擦角 5.172/ ; 墙背与竖直平面的夹角 036.1425.0arctan 。墙背填土容重 17kN m3。查看资料知公路工程技术标准（ 2003） 中公路 - 级设计荷载为公路工程技术标准（ 97） 中的汽车 -20 级荷载且验算荷载为：挂车 -100 。三、车辆荷载换算1试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度 B；(1)
7、 假定破裂面交于荷载内不计车辆荷载作用 mh 00 ；计算棱体参数 A0 、 B0：5.24)52(21)(21)(2(21 2200 HaHahHaA62.8)036.14tan()225(5213221tan)2(21)(21 000 haHHhdbabB352.0)25()25( )036.14tan()225(532)2)( tan)22()(2000haHaHhaHHdbhabA46.38 ；80.0)352.0464.38(tan)464.38tan35(cot46.38tan)(tantan(cottantan A则： 66.3880.0arctan不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度
8、值 B：mbHaHB35.13)036.14tan(58802.0)25(tantan)(由于路肩宽度 d=0.5mB=1.35m ，所以可以确定破裂面交与荷载内侧。坡顶破裂面至墙踵： maH 60.58.07tan)(荷载内边缘距墙踵： 75.45.0325.05tan dbH m 荷载外缘距墙踵： 75.11775.4tan 0bdbH m 由上有： 4.755.6011.75; 易知破裂面交于荷载内。2布载，换算土层厚度查阅公路工程技术标准 (JTG+B01-2003) 可知：公路 -II 级基本相当于汽车 -20 级车辆荷载。车辆荷载布置图可知道：汽车 -20 级时： mL 8.124
9、.174.130 . 则挡土墙的计算长 mmaHLL 1500.1830tan)225(8.1230tan)2(0挡土墙的计算长度取值 15.00m。车辆荷载布置图 (公路 -II 级 )：由于在不加荷载时破裂棱体宽度 1.35m，路肩宽 m5.0 ，所以取车辆荷载： Q= KN27555021 . 车辆荷载布置图换算土层厚度： mBLQh 79.01536.1182750四、考虑车辆荷载时作用时的土压力计算1计入 0h 求算破裂棱体的宽度(1)计算棱体参数 A0 、 B0 ：03.30)52()79.0252(21)(2(21 00 HahHaA89.11)036.14tan()79.022
10、25(52179.0)5.03(3221tan)2(21)(21 000 haHHhdbabB464.3884.0)41.0464.38(tan)464.38tan35(cot464.38tan)(tantan(cottantan A则 40考虑车辆荷载后的破裂棱体宽度值为：63.13)036.14tan(584.0)25(tantan)( bHaHB易知破裂面位于荷载中。(2)计算主动土压力及其作用位置主动土压力系数：16.0)25.084.0()464.3840sin( )3540cos()tan(tan)sin( )cos(Kmdh 85.025.084.0 5.0tantan1mabh
11、 24.225.084.0 84.023tantan tan3mhhHh 91.131474.15 91.179.02)52 24.21(5 2212)21(21 22 4031 H hhHhHaK主动土压力： 1221 KKHE21 KPa16.5974.116.0517 241.0)79.0225()25( )036.14tan()79.02225(5)5.03(79.0232)2)(tan)22()(2000haHaHhaHHdbhabAKPaEEx 05.59)5.17036.14cos(16.59)cos( KPaEEy 58.3)5.17036.14sin(16.59)sin( .
12、作用位置：97.174.153 )5291.13(91.179.0)24.25(2353)23()(3221244023KHHhhhhHaHZy12.2)037.14tan(97.163.1tanYx ZBZ五、设计挡土墙截面 （取一延米计算）1、初拟墙顶面宽度 b 1 =1.5m；通过计算检验强顶宽 b1 是否满足使用要求KgG 245.145235.1)29.05.05(1KgG 70.20238.15.02KgG 003.62329.08.1213KgGGGG 948.1713210各部分墙重对墙趾 M 的力臂：mZ 70.125.125.02 )29.05.05(25.05.03.01
13、mZ 96.028.12 25.05.02mZ 08.13 43.18.13mGGZGZGZZ 59.1948.171003.608.170.2096.0245.14570.1033221102、抗滑动稳定性验算3.113.331.11sin948.17177.14cos16.59 4.0)77.14sin16.5931.11cos948.171()cos()sin(costantan)(00000cXPPXckEEGNEEEENk（其中： 77.140 ）3、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定系数：5.185.268.105.59 52.258.359.1948.171 0000 kZE ZEZEZ
14、GkyXppXy（ mZZ yy 68.129.0 ； 52.23.031.11sin5.0 xx ZZ ）4、地基承载力验算KNEWEGN XQyQG46.22331.11sin05.594.131.11cos)58.34.12.1948.171(sincos)( 01011mEG ZEZEGZZyyXXyN 04.158.3948.17168.105.5952.258.359.1948.1710225.004.1263.122 NBe ； 27.0663.16e lB有则 350KPafKPa55.2363.250)63.1225.061(63.124.151)61(1minmax ；KP
15、aBeANP即符合地基承载力5、墙身截面强度验算（ 1） 抗压强度验算841.0)(121)(25612080BeBek25.115.1 mA查表得，片石 fr =2.31 KNARr faK 14.31731.26005.1814.0KNEGN yQGj 78.200)58.34.1948.1712.1(95.0( 10fakjARN , 满足要求。（ 2） 正截面抗剪强度验算KNEQ xQj 67.8205.594.11KNNfRA mkjj 63.26346.2234.031.25005.811NfRAQmkjjj由验算结果知挡土墙的设计尺寸偏于安全第二部分 高级路面设计设计资料某国道天
16、津段按一级公路标准修建， 并将于 2014 年底通车， 设计道路横断面为双向四车道。根据可行性研究报告提供的 2012 年的交通组成情况如下表：车型 黄河JN-l50 解放CA10B 东风EQ140 日野KB222 太脱拉l38S 交通SH361 辆 /日 866 754 712 498 362 845 经论证分析，该公路自 2012 年至通车后 2018 年交通量增长率 10.28，其后将以6.0增长。旧路改建路段现有路面结构为 2.5cm 沥青表面处治， 25cm 石灰土，在不利季节由BZZ 60 实测弯沉值 (1 100mm)如下：61.8 68.3 69.1 65.7 58.8 66.6 77.8 44.3 31.3 38
