路基路面课程设计

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1、学 校 ： 宁 夏 理 工 学 院班 级 ： 土 木 08101姓 名 ： 谷 家 传学 号 ： 081012151119指 导 教 师 ： 冯 阳 飞时 间 ： 2012-3-1路 基 路 面 课 程 设 计 指 导 书1 课 程 设 计 的 目 的路 基 路 面 课 程 设 计 是 对 路 基 路 面 工 程 一 个 教 学 环 节 ， 通 过 路 基 路 面 课 程 设 计使 同 学 们 能 更 加 牢 固 地 掌 握 本 课 程 的 基 本 理 论 、 基 本 概 念 及 计 算 方 法 ， 并 通 过设 计 环 节 把 本 课 程 相 关 的 知 识 较 完 整 地 结 合 起 来

2、进 行 初 步 的 应 用 ， 培 养 同 学 的分 析 、 解 决 工 程 实 际 问 题 的 能 力 。 同 时 ， 通 过 课 程 设 计 ， 使 同 学 对 相 关 设 计规 范 有 所 了 解 并 初 步 应 用 。2. 课 程 设 计 的 内 容（ 1） 重 力 式 挡 土 墙 设 计 ： 挡 土 墙 土 压 力 计 算 ； 挡 土 墙 断 面 尺 寸 的 确 定 ；挡 土 墙 稳 定 性 验 算 ； 挡 土 墙 排 水 设 计 ； 绘 制 挡 土 墙 平 面 、 立 面 、 断 面 图 。（ 2） 沥 青 混 凝 土 路 面 设 计 ： 横 断 面 尺 寸 的 确 定 ； 路 面

3、 结 构 层 材 料 的 选 择 ；路 面 结 构 层 厚 度 的 拟 定 及 计 算 ； 路 面 结 构 层 厚 度 的 验 算 ； 分 析 各 结 构层 厚 度 变 化 时 对 层 底 弯 拉 应 力 的 影 响 ； 绘 制 路 面 结 构 图 。 要 求 至 少 拟 定2个 方 案 进 行 计 算 。（ 3） 水 泥 混 凝 土 路 面 设 计 ： 横 断 面 尺 寸 的 确 定 ； 水 泥 混 凝 土 路 面 结 构 层 材 料的 选 择 ； 路 面 结 构 层 厚 度 的 拟 定 及 层 底 拉 应 力 的 验 算 ； 确 定 水 泥 混 凝 土路 面 板 尺 寸 及 板 间 连 接

4、 形 式 ； 绘 制 水 泥 混 凝 土 纵 、 横 缝 平 面 布 置 图 和水 泥 混 凝 土 路 面 结 构 组 合 设 计 图 。3. 课 程 设 计 原 始 资 料（ 1） 挡 土 墙 设 计 资 料丹 通 高 速 公 路 （ 双 向 4车 道 ） K28+156K28+260 段 拟 修 建 重 力 式 挡 土 墙 ，墙 体 采 用 浆 砌 片 石 ， 重 度 为 22kN/m3。 墙 背 填 土 为 砂 性 土 ， 重 度 为 18kN/m3。 地基 为 岩 石 地 基 ， 基 底 摩 擦 系 数 为 0.5。 结 合 地 形 确 定 挡 土 墙 墙 高 （ H） 8m（ K28

5、+180） ， 墙 后 填 土 高 度 （ a） 4m， 边 坡 坡 度 1： 1.5， 墙 后 填 土 的 内 摩 擦 角 为=32o， 墙 背 与 填 土 摩 擦 角 =/2。(2) 新 建 沥 青 路 面 设 计 资 料1） 交 通 量 资 料 ： 据 调 查 ， 起 始 年 交 通 组 成 及 数 量 见 表 ； 公 路 等 级 为 一 级 公路 ， 双 向 4车 道 ； 预 计 交 通 量 增 长 率 前 6年 为 8%， 之 后 5年 为 为 7%， 最后 4年 为 5%；2） 自 然 地 理 条 件 ： 高 速 公 路 地 处 II3区 ， 设 计 段 土 质 为 粘 质 土 ，

6、 填 方 路 基高 1.7m， 地 下 水 位 距 路 床 2.2m， 多 年 最 大 冻 深 为 200mm。 沿 线 有 小 型 石灰 长 和 小 型 发 电 厂 。润 交 通 组 成 及 其 他 资 料车 型 分 类 代 表 车 型 数 量 （ 辆 /天 ）小 客 车 桑 塔 娜 2000 2660中 客 车 江 淮 AL6600 290大 客 车 黄 海 DD680 500轻 型 货 车 北 京 BJ130 400中 型 货 车 东 风 EQ140 800重 型 货 车 太 脱 拉 111 690铰 接 挂 车 东 风 SP9250 4404.设 计 参 考 资 料（ 1） 公 路 沥

7、 青 路 面 设 计 规 范 （ 2） 水 泥 混 凝 土 路 面 设 计 规 范 （ 3） 公 路 路 基 设 计 规 范 （ 4） 教 材 及 其 它 参 考 书 。5.提 交 成 果（ 1） 设 计 及 计 算 说 明 书 ；（ 2） 相 关 的 设 计 图 。重 力 式 挡 土 墙 设 计1.设 计 目 的在 掌 握 挡 土 墙 设 计 的 基 本 原 理 前 提 下 ， 进 行 挡 土 墙 设 计 ， 进 而 掌 握 挡 土 墙 尤其 是 重 力 式 挡 土 墙 的 设 计 方 法 。2.题 目 描 述 和 要 求挡 土 墙 设 计 初 始 条 件 ：1） 浆 砌 片 石 重 力 式

8、 仰 斜 路 堤 墙 ， 墙 顶 填 土 边 坡 1： 1.5， 墙 身 纵 向 分 段 长 度为 10m， 路 基 宽 度 26m,路 肩 宽 度 3.0m；2） 取 汽 车 荷 载 边 缘 距 路 肩 边 缘 md 5.0 ；3） 设 计 车 辆 荷 载 标 准 值 按 公 路 级 汽 车 荷 载 采 用 ， 即 相 当 于 汽 车 超 20级 、 挂 车 120（ 验 算 荷 载 ） ；4） 粘 性 土 地 基 与 浆 砌 片 石 基 底 的 摩 擦 系 数 0.50 ， 地 基 容 许 承 载 力 KPa2500 ；5） 其 他 参 数 具 体 见 以 下 3.1中 所 述 设 计 参

9、 数 。3.挡 土 墙 设 计 计 算 书3.1 设 计 参 数图 3-1-1 挡 土 墙 参 数 图如 图 3-1-1， 挡 土 墙 墙 体 高 为 H=7m， 基 础 埋 置 深 度 D=1.5m,墙 身 纵 向 分 段 长度 为 L=10m；墙 面 与 墙 背 平 行 ， 墙 背 仰 斜 ， 仰 斜 坡 度 1： 0.25， 14 ， 墙 底 倾 斜 度tan 0 =0.190, 倾 斜 角 0 =10.76 ；墙 顶 的 填 土 高 度 为 a=3.0m,填 土 边 坡 坡 1： 1.5， 69.335.1arctan 1 ，汽 车 荷 载 边 缘 距 路 肩 边 缘 d=0.5m；墙

10、 后 的 填 土 为 砂 性 土 内 摩 擦 角 =35 ， 填 土 与 墙 背 外 摩 擦 角 =/2=17.5 ， 填 土 容 重 =18KN/m3；墙 身 采 用 2.5号 砂 浆 砌 25号 片 石 ， 墙 身 砌 体 容 重 k =22KN/m3,砌 体 容 许压 应 力 a =600KPa,砌 体 容 许 剪 应 力 =100KPa,砌 体 容 许 拉 应 力 wl =60KPa；地 基 容 许 承 载 力 0 =250KPa 。3.2 车 辆 荷 载 换 算经 常 表 可 得 q=13.75， h0=q = mKNKPa/1875.13 =0.764m3.3 主 动 土 压 力

11、计 算3.3.1 计 算 破 裂 角经 试 算 ， 按 破 裂 面 交 于 荷 载 中 部 进 行 计 算 ： 4.010)764.0273( 25.0)764.0213(75764.025.43 H)(a2hH(a )tan2h2aH(H-d)(b2ab 0 00 hA 5.171435 38.5 100MPa普 通 混 凝 土 面 层 的 相 对 刚 度 半 径 为 ：r=0.537h 31 tcEE =0.5370.25 3121030000 =0.702m4、 荷 载 疲 劳 应 力标 准 轴 载 在 临 界 荷 位 处 产 生 的 荷 载 应 力 计 算 为 ：077.0077.0

12、26.0 hrps 26.0 25.0702.0 =0996MPa因 纵 缝 为 设 拉 杆 平 缝 ， 接 缝 传 荷 载 的 应 力 折 减 系 数 kr=0.87.考 虑 设 计 基 准 期内 荷 载 应 力 累 计 疲 劳 作 用 的 疲 劳 应 力 系 数 057.06n 109.13 ef Nk =2.553。 根 据公 路 等 级 ， 由 下 表 所 示 ， 考 虑 偏 载 和 动 载 等 因 素 对 路 面 疲 劳 损 坏 影 响 的 综 合 系 数Kc=1.35。交 通 条 件 特 重 重 中 等 轻综 合 影 响 系 数 Kc当 量 回 弹 模 量 Et /MPa 1.45

13、120 1.35100 1.2080 1.1060荷 载 疲 劳 应 力 计 算 为 MPakkk pscfrpr 99.2996.035.1553.287.0 5、 温 度 疲 劳 应 力II 区 最 大 温 度 梯 度 取 88（ /m） 。 板 长 5m, rl/ 5/0.702=7.12,由 图 可 查 普通 混 凝 土 板 厚 h=0.25m， Bx=0.63。 最 大 温 度 梯 度 时 混 凝 土 板 的 温 度 翘 曲 应 力 计算 为Xgcctm BhTE2 = 63.02 8825.030000101 5 =2.079MPa温 度 疲 劳 应 力 系 数 kt 525.00

14、41.00.5079.2828.0079.2 0.5 323.1 bfafk crtmtmrt 计 算 温 度 疲 劳 应 力 为 MPak tmttr 091.1079.2525.0 应 力 验 算高 速 公 路 的 安 全 等 级 为 一 级 ， 相 应 于 一 级 安 全 等 级 的 变 异 水 平 等 级 为 低 级 ，目 标 可 靠 度 为 95%。 再 据 查 得 的 目 标 可 靠 度 和 变 异 水 平 等 级 ， 查 表 确 定 可 靠 度 系数 21.1r 。 trprr =1.21*（ 2.99+1.091） =4.94MPa rf =5.MPa因 而 ， 所 选 普 通

15、 混 凝 土 面 层 厚 度 （ 为 0.25m） 可 以 承 受 设 计 基 准 期 内 荷 载 应力 和 温 度 应 力 的 综 合 疲 劳 作 用 。23003% 2% 2% 3%350土 路 肩 800 行 车 道 800行 车 道 350土 路 肩设 计 高 程50 5050 50505050501:1.5 沥 青 路 面 结 构 设 计 图水 泥 混 凝 土 路 面 结 构 设 计 图路 面结 构层 标准 图 指 导 老 师设 计 名 称 2012.3.1路 基 路 面19土 木 08101 日 期学 号姓 名班 级 宁 夏 理 工 学 院 3班 级姓 名 学 号日 期 19路 基 路 面2005.9.23设 计 名 称指 导 老 师混 凝 土路 面 缩缝 设 计及 钢 筋补 强胀 缝 的 构 造 形 式纵 缝 (设 拉 杆 )横 缝 1(不 设 传 力 杆 ) 横 缝 2(设 传 力 杆 )混 凝 土 路 面 边 缘 钢 筋 补 强 尺 寸 单 位 mm胀 缝 横 向 缩 缝 纵 向 缩 缝 纵 向 施 工 缝横 向 施 工 缝图 7 水