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1、道路课程设计计算书目录一、课程设计目的及要求2二、课程设计步骤与方法3三、课程设计背景资料4四、设计步骤51. 路线设计部分2. 水泥混凝土路面结构设计(1) .交通分析(2) .初拟路面结构(3) .路面材料参数确定(4) .荷载疲劳效应(5) .温度疲劳效应五、参考文献 12一、课程设计的目的和要求课程设计是高等学校学生在校学习专业课的一个重要环节，也是 学生综合运用所学的知识解决实际问题和独立钻研的良好机会课程 设计在教学上的要求：1、培养综合运用所学知识、解决实际问题的独立工作能力；2、系统巩固并提咼基础理论课与专业知识；3、掌握路线、路面结构的设计计算方法；4、了解道路整体设计与个体
2、设计的有机联系；5、加强与提高设计、计算、绘图及编制说明书的基本技能；6、对本专业某些理论性或技术性问题进行比较深入的探讨二、课程设计的步骤与方法1、认真分析设计任务书所提供的设计依据2、查阅有关规范和设计算例3、路线设计(1) 在纵断面图上点绘地面高程(2) 根据平曲线位置和大小，确定竖曲线的大小和位置(3) 根据控制点高程和填挖平衡等确定纵坡的大小(4) 计算设计高程和填挖值(5) 绘出纵断面线形4、刚性路面结构设计(1)交通参数分析根据公路等级，确定设计基准期、安全等级，选定设计年限及轮迹横 向分布系数，计算使用年限内累计当量轴次，确定道路的交通分级。(2) 初拟路面结构根据安全等级所确
3、定的变异水平，初拟结构层次、类型和材料组成, 各层的厚度、面层板平面尺寸和接缝构造。(3) 确定材料参数根据交通等级，确定混凝土的弯拉强度标准值、弯拉弹性模量标准值, 基层、垫层和路基的回弹模量，计算基层顶面的当量回弹模量和混凝 土面层的相对刚度半径。(4) 计算疲劳应力a) 计算临界荷位处产生的荷载应力；b) 定接缝传荷能力的应力折减系数，疲劳应力系数，综合系数；c) 计算荷载疲劳应力。d) 计算温度疲劳应力由自然区划选最大温度梯度；按路面结构和板的平面尺寸计算最 大温度梯度时的翘曲温度应力，最后计算温度疲劳应力。(5) 检验初拟路面结构按安全等级、变异水平、目标可靠度，按规范公式检验，如不
4、满 足，重拟路面结构，重复(2)(4)步，直到满足要求。计算厚度取整 至厘米。(6) 完成接缝设计和补强钢筋设计图。(7) 画出最后选定的路面结构图。三、课程设计背景资料（一）、路线设计某地拟修一条高速公路，设计时速100Km/h平面设计已完成， 平面设计资料另附，今需对K95+000K96+400段进行纵断面设计， 要求设置不少于1个竖曲线。控制点标高：K95+000处（94, 95, 96, 97, 98, 99, 100，101 ）， K96+400处（83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90）。每 10人选一组控制点标高设计（二）、路面结构设计依据IV5区平原微丘区
5、某地新建高速公路,路基宽28m,双向4车道。 预计2006年末建设完毕并通车。2010年调查的交通量及车轴组成如 表1（为双向调查的结果）（每人选择与学号尾数相对应的一组交通量 进行计算）。2010年后平均交通量增长率为6%,路基平均填土高度为1.5m, 土质为中液限粘土，平均地下水位为0.8m,平均冻深0.3m。试设计 混凝土路面结构，并画出路面结构图（注该地盛产石灰、粉煤灰、 并有砾石）。表1交通量及车轴组成车型交通量（辆/昼夜）1234567890小客车1760220026403300352037403410319029702750中客车SH1301430121099077066C550
6、660770880990大客车CA5055066C77088099088C770660550440小货车BJ1303300264019802200176015401650176018701980中货车CA50660825770990110099880770660550中货车EQ140110012101650198088077C825880935990大货车JN150440550660880770825880770935715特大车日野KB222176015401320110099077C880990660550拖挂车五十铃456510013011090951008075四、设计步骤1、路线设计
7、部分(1) 点绘地面高程见图表(一)、(二)(2) 设计竖曲线竖曲线要素：变坡点A:R=16000mT=240mE=2.8变坡点 B:R=10000mT=133.5m E=0.89m(3) 计算设计高程竖曲线上任意点纵距y的计算:y=x*2/(2R)计算切线高程:Hl=H0-(T-x)*i计算设计高程：H=H1土y(凹形竖曲线为+,图形竖曲线为-)(4) 根据计算数据绘出纵断面图2、水泥混凝土路面结构设计A交通分析1）水泥标准荷载的作用次数水泥混凝土路面结构设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。不同轴轮型和轴载的作用次数，按下式换算为标准轴载的作用次数。5 Nii/ P ) 16iI
8、 100 丿式 2)(公式 1)；5 = 2.22 x 10 3 P - 0.43 (公ii=1.07 x 105 P - 0.22i(公式3)； 5 =2.24 x10-8P-0.22(公式4)iiNs100KN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数;Pi单轴-单轮、单轴-双轮组或三轴-双轮组轴型i级轴载的总KN）；轴型和轴载级位数；N各类轴型i级轴载的作用次数；5i轴-轮型系数，单轴双轮组时，5i =1；单轴单轮时，按式2）计算；双轴-双轮组时，按式（3）计算；三轴-双轮组时,按式4）计算。车型车轴轴轮型P (KN ) i轴载系数交通量Pi5 N ( = )16ii10 0小客车前轴1-1137
9、36.813090317608.62906E-09后轴1-225.6117605.98897E-07中客车前轴1-119.7616.215328414304.53449E-06表2 水泥SH130后轴1-259.2114300.325449302大客车前轴1-128.7524.15985895500.000610853CA50后轴1-268.215501.204793689小货车前轴1-121.3595.867563633003.5297E-05BJ130后轴1-261.4133001.346504714中货车前轴1-128.7524.15985896600.000733024CA50后轴1-
10、268.216601.445752427中货车前轴1-123.7569.129615911006.20265E-05EQ140后轴1-269.2111003.041516638大货车前轴1-149416.45555564402.023758179JN150后轴1-2101.61440567.2206114特大车前轴1-150.2412.1453232176011.79838376日野后轴1-2104.3117603451.926998KB222拖挂车前轴1-151.4407.9799621450.435773936五十铃后轴3-21008.71387E-08453.92124E-06合计404
11、0.770993注：轴载小于25KN的轴载作用不计。课本P283查公路水泥砼路面设计规范(JTGD40-2002)，高速 公路一级，设计使用年限为30 年。 P297 由公路水泥砼路面设计规 范(JTG D40-2002)取轮迹横向分布系数为0.22，可计算得到设计年限内标准轴载累计作用次数N为：eN k + 丫 h 11 365N = s耳ey（公式 5）4040 771 X （1 + 6%） 30 -小 365 x 0.22 = 25652309.4 次6%此路面属特重交通。B初拟路面结构由表 知,相应于安全等级一级的变异水平等级为低级。根 据高速公路重交通等级和低级变异水平等级查表4.4
12、.6,初拟普通混凝 土面层厚度h=0.26m水泥稳定粒料基层0.18m。垫层为h2=0.15m砾 石。基层与底层之间采用防水土工布隔开。普通混凝土板的水平尺寸 为宽6m，长4m。纵缝采用拉杆平缝，横缝设传立杆的假缝。碾压 混凝土不设纵缝，横缝设假缝，间距（板长）4m。C材料参数的确定混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量查表和附表F.3, 取普通混凝土面层的弯拉强度标准值5.0MPa,相应弯拉弹性模量标 准值为31GPa。水泥稳定粒料弯拉强度标准值为4.0Mpa,相应的弯 拉弹性模量标准值为 27Gpa。查附表F.1，路床顶面的回弹性模量取30MPa。查附表F.2砾 石垫层回弹模量取200Mpa。
13、水泥稳定粒料基层回弹模量取1300MPN计算基层顶面当量回弹模量如下：h2 E + h2 E11 22h2 + h2120.18 2 x 1300 + 0.15 2 x 200=849 .18 MPa（公式 6）0.182 + 0.152Eh3 Eh3(h + h )2111 L + 2_A + 12 (+) -112124 E h E h1 1 2 2（公式7）1300 x 0.18 3200 x 0.15 3(o.18 + 0.15)2+ x1212+(1300 x 0.18200 x 0.15 丿-1=0.82 MNm（公式 8） 12 D:互庞=0.108 m849 .18（公式 9）-0.45=6.221 - 1 .51=6.22 x1 - 1 .51 x(849 .18 0454.133 (公式(3010)-0.55b = 1 1.4
