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1、南华大学城市建设学院路基路面工程课程设计指导书及任务书姓 名：班 级：专 业：指导教师：南华大学道路桥梁系摘要本设计为辽宁省某地新建的一条双向四车道高速公路,设计速度为 120km/h. 起止桩号为K280+030-K400+235.分为路基设计和路面设计两部分.路基设计中主要以一般路堤形式进行设计，路堤平均高度为2.5m，土质为粉 性土，平均地下水位1.0m，平均冻深0.3米。主要进行了路基横断面设计、道路 横断面排水设计、路基稳定性验算和施工设计.其中,路基稳定性验算取 8m 高一 般路堤进行设计.路面设计中对任务书所给的一些不合理的条件根据规范做出了相应的修改， 主要是初拟路面结构的不同
2、.设计路面为水泥混凝土刚性路面，主要包括路面结构 组合设计、混凝土路面板尺寸设计、接缝设计以及施工设计.并对水泥混凝土路 面面层的配合比进行了设计.关键词一般路堤、排水、施工、水泥路面、配合比目录摘 要11 路基设计51.1 路基横断面设计 51.1.1 确定路基横断面形式51.1.2 确定自然区划和路基干湿类型51.1.3 拟定路基断面尺寸61.2 道路横断面排水设计 71.2.1 确定边沟布置、断面形式及尺寸71.2.2 确定截水沟布置、断面形式和尺寸81.2.3 其他排水设施101.3 路基稳定性验算 101.3.1 设计参数111.3.2 稳定性验算111.3.3 路基坡面防护131.
3、4 路基施工设计 141.4.1 施工要点141.4.2 路基压实152 水泥混凝土路面设计162.1 行车荷载 162.1.1 车辆的类型和轴型162.1.2 轴载换算172.1.3 交通分析182.2 路面结构组合设计 202.2.1 垫层设计202.2.2 基层设计202.2.3 面层设计212.2.4 路肩设计222.2.5 路面排水设计222.3 路面结构层设计 232.3.1. 初拟路面结构232.3.2. 路面材料参数的确定232.3.3. 基层顶面回弹模量252.3.4. 荷载疲劳应力262.3.5. 温度疲劳应力282.4 接缝设计 302.4.1 纵向接缝302.4.2 横
4、向接缝312.5 水混凝土面层混合料设计 322.5.1 基本要求322.5.2 配合比设计332.6 路面用钢筋量计算 352.7 水泥混凝土路面机械摊铺施工 36参考文献381 路基设计路基根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工方案进行设计，既有足 够的强度和稳定性，又要经济合理。影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必 须采取拦截或排出路基以外的措施，并结合路面排水，综合排水设计，形成完整 的排水系统。修筑路基取土和弃土时，应符合环保要求，以适当处理，减少弃土 侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。本路基设计主要依据公路路基设计规范 (JTG D302004)、公路工程技术标准(JTJ B0
5、12003)、公路自然区划标准 及土的工程分类(GBT_50145-2007)和路基路面工程教材进行设计。1.1 路基横断面设计1.1.1 确定路基横断面形式由设计任务书所给条件，路基横断面可采用路堤、路堑和半填半挖三种形 式，以及公路曲线的超高、加宽时的路基横断面。本设计主要才用一般路堤形式， 按照标准横断面形式进行设计。1.1.2 确定自然区划和路基干湿类型由公路自然区划标准可知：辽宁大部分位于II2a辽河平原冻融交替副 区，属于东部温润季冻区。路基土质为粉质土。由公路自然区划标准得公路二级区划的特征和指标：表 1.1 二级区划的特征和指标水热状态二级区名(包括副区)潮湿系数(K)年降水量
6、(mm)雨型最高月K值最大月雨期长度最高月平均地温(C)II2a辽河平原冻融交替副区0.51.59001500梅雨秋雨伏旱1.02.03.03.53.03.5由表1.1可知II2a辽河平原冻融交替副区的潮湿系数K值较低。 由路基路面工程可得路基临界高度：该公路为高速公路双向四车道 ,要求标准较高,故取路基干湿类型为干燥,则由表1.2可得路基最小高度H3.4m。1.1.3 拟定路基断面尺寸辽宁地区地形以平原为主，属于平原微丘区，本公路为高速公路双向四车道，并考虑该地区经济较发达，取计算行车速度为 120Km/h。(1) 路基宽度：由公路工程技术标准(JTJ B012003)可归纳得：行车道宽度中
7、央分隔带左侧路缘带硬路肩土路肩(m)(m)(m)(m)(m)2x7.530.753.250.75表 1.3 路基宽度参数高速公路四车道120 Km/h行车道宽度：2x7.5=15m 中央分隔带：3m 路缘带：0.75mx2=1.5m硬路肩宽度：3.25mx2=6.5m 土路肩宽度：0.75mx2=1.5m则，路基宽度： 15+3+1.5+6.5+1.5=27.5m得路基横断面图如图1 . 1所示：275075 325 ”2X375瓦3闻;52X37551 1 1图 1.1 路基横断面图（2） 路基高度：由公路路基设计规范（JTG D302004）,设有中央分隔带的高速公路， 路基设计标高为中央
8、分隔带的外侧边缘高程。由于该公路位处 II2a 辽河平原冻 融交替副区，主要自然病害以冻胀与翻浆为主，且公路等级要求高，设计需求路 基干湿类型为干燥，由表1.2知，路基高度H3.4m，设计资料中路基平均高度 为2.5m。综合考虑路线纵坡要求，路基稳定性和工程经济等因素，本设计取路 基高度 H=6m。3） 路基边坡坡率：路堤填土高度为6m,路基填料为细粒土，由表1.4可得，取路基边坡坡率 为 1:1.5，则边坡宽度 b=1.5H=9m。表1.4路堤边坡坡率填料类别边坡坡率上部高度（HW8m）卜部咼度（HW12m）细粒土1：1.51：1.75粗粒土1：1.51：1.75巨粒土1：1.31：1.75
9、1.2 道路横断面排水设计公路位于 II2a 辽河平原冻融交替副区，主要自然病害以冻胀与翻浆为主， 其次崩塌、土流。自然条件对公路工程的影响主要表现在冻土多，公路的不利季 节为11月-次年3月，公路由宽广的平原地通过条件不太困难。1.2.1 确定边沟布置、断面形式及尺寸边沟的排水量不大，一般不需进行水文和水力计算。依据沿线情况，选用标准横断面形式。边沟的纵坡一般与路线纵坡一致。边沟横断面采用梯形，内测边坡坡率为1:1.5，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。由于该公路位于东南潮热区，降雨量较大，梯形边沟的底宽和深度都采用0.6m。由于水量较大，边沟采用浆砌片石铺砌，砌筑用砂浆 M7.5 号。20c
10、m厚浆砌片石边沟断面如图 1.2 所示：60cm60cm1 Ocmff碎石或砾石垫层图 1.2 边沟构造图1.2.2 确定截水沟布置、断面形式和尺寸截水沟的位置应尽量与绝大多数的地面水流方向垂直，以提高截水沟的效 能和缩短截水沟的长度。沟底采用 0.5%的纵坡。截水沟截面采用对称梯形，沟 的边坡坡度采用 1 1.5，沟底采用干砌片石铺筑。对截水沟断面尺寸采用试算法 进行水力计算，以获得最佳断面。(1)设计参数：纵坡i=0.005，坡率m=1.5，粗糙系数n=0.025,设计流量QS =1.10m3/s。(2)假定沟底宽度b=0.4m；由表1.5可得b/h=0.61,取h=0.66m；边坡率m0
11、0.250.50.751.001.251.502.00b/h21.561.241.000.830.700.610.47表 1.5 水力最佳断面宽深比3.000.32(3)水流断面积：w = bh + mh2(1-1)由 w = bh + mh2 得，=0.92m2；断面系数K : K = 2迅(1-2)由 K = 2 + m2 得，K =3.6；湿周 x : x = b + Kh(1-3)由 x = b + Kh 得，x =2.78m；水力半径R : R = x(1-4)由 R = X 得，R =0.33m；(4) 指数 y : y = 2.5万-0.13-0.75RCn -0.10)由 y
12、= 2.5$n-0.13-0.75RCf -0.10)得，y =0.24；(1-5)流速系数C : C = - Ryn由 c = - Ry 得，C =32.05；n水流断面流速v : v = CpRi(1-6)(1-7)由 v = CPRi 得 v =1.3m/s；断面流量Q : Q =w v(1-8)由 Q = v 得，Q =1.2 m3/s；（ 5） 验算 沟底铺砌采用干砌片石。则由表1.6可得最大容许设计流速为Vmax=2.0m/s；表1.6容许流速表沟渠类型最大容许设计流速（m/s）沟渠类型最大容许设计流速（m/s）粗砂0.8草皮护面1.6黏土质砂1.0干砌片石2.0咼限黏土1.2浆砌
13、片石3.0石灰岩4.0混凝土4.0假设水中主要含土类为中细沙，取0=0.5；最小容许流速V min : V min = aR、(1-9)由 V min = a R 得 V min =0.26 m/s ；因为设计结果V =1.3 m/s，介于Vmax与Vmin值之间，所以流速符合要求。又因为计算流量Q =1.2 m3/s，与Q =1.10m3/s相差为超过10%, 般可认S为符合设计要求。综上可知：因为流量和流速均符合要求，本截水沟可采用底宽0.4m，而沟 深H,应为水深h加安全高度Ah=0.100.20m，本设计取Ah=0.14m，所以沟深 H=h+Ah=0.66+0.14=0.8m。截水沟断面如图 1.3 所示：20cm厚砌片石图 1.3 截水沟构造图1.2.3 其他排水设施道路的排水设施主要包括路基排水和路面排水。常用的路基地面排水设施，除了已经进行设计的边沟和截水沟外，还包括 排水沟、跌水与急流槽。这些排水设备，分别设在路基的不同部位，各自的排水 功能、布置要求和构造形式均有所差异。各类地表水沟沟顶应高出设计水位 0.2m 以上。当地下水影响路基路面的强度或边坡稳定时，应设置暗沟、渗沟和检查井 等地下排水设施。路面表面排水主要是迅速把降落
