路基路面课程设计

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1、路基路面工程课程设计计算书 1、重力式挡土墙设计 2、边坡稳定性设计 3、沥青混凝土路面设计 4、水泥混凝土路面设计 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 日 期 ：2015年 12 月 日1重力式挡土墙设计1.1 初始条件 (a) 浆砌片石重力式仰斜路堤墙，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3m；(b) 基底仰斜角0：tan0=0.190，取汽车荷载边缘距路肩边缘d=0.5m;；(c) 设计车辆荷载标准值按公路1级汽车荷载采用，即相当于汽车超20级、挂车120（验算荷载）：(d) 墙后填料砂性土容重=18KNm3,填料与墙背的外摩擦角=0

2、.5；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数=0.30，地基容许承载力0=250KPa;；(e) 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，圬工容量k=22KNm3,容许压应力a=600KPa,砌体容许拉应力L=60KPa;(f) 墙后砂性土填料内摩擦角=35；墙面与墙背平行，墙背 仰斜坡度为1:0.25；墙高H=5m；墙顶填土高a=3m 。1.2设计任务（1）车辆荷载换算；（2）计算墙后主动土压力Ea及其作用点位置；（3）设计挡土墙截面，墙顶面宽度和基础埋深应符合规范要求，进行抗滑力稳定性验算及抗倾覆稳定性验算； (4)基础稳定性验算与地基承载力验算；(5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。1.3设计参数

3、1.3.1 几何参数墙高H=5m，取基础埋深,墙身纵向分段长度；墙背仰斜坡度1:0.25，墙底倾斜度，倾斜角；墙顶填土高度a=3m，填土边坡坡度1:1.5，=tan-11.5=33.69，汽车荷载边缘距路肩边缘.1.3.2力学参数墙后砂性土填料内摩擦角=35填料与墙背外摩擦角=0.5=17.5，填土容重；墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重=18KNm3,砌体容许压应力,砌体容许拉应力；地基容许承载力.1.4车辆荷载换算 按墙高确定的附加荷载强度进行计算，查表6-5得q=16.25KNh0=q=16.2518=0.90281.5 主动土压力计算1.5.1 计算破裂角直线型仰斜墙背，且

4、墙背倾角较小，不会出现第二破裂面先假定破裂面位置通过荷载中心，按此进行计算并验算。A=3m,d=0.5m,H=5m,h0=0.9028m,b=4.5m,=17.5,=35,=-14.04,=+=38.5,tan=0.795A0=12a+H+2h0a+H=39.22B0=12ab+2h0b+d-Htan(H+2a+2h0)=19.25令A=B0A0=0.49，则tan=-tancot+tanA+tan=0.895或-2.485=tan-10.895=41.83堤顶破裂面至墙踵：（H+a）tan=7.166m荷载内侧至墙踵：b+Htan-+d=6.25m荷载外侧至墙踵：b+Htan-+d+L0=8

5、.52m因6.257.1660 , 满足要求抗滑稳定系数，满足抗滑要求。1.6.3抗倾覆稳定性验算 ，很安全，满足要求。1.6.4基底应力及合力偏心距验算 墙底斜宽： 基底合力偏心距：，1.6.5 地基承载力验算 ，满足要求。1.6.6 墙身强度验算墙面、墙背相互平行，截面最大应力出现在接近基底处。偏心距和基底应力满足要求，墙身截面剪应力拉应力也能满足要求，可不检验。2边坡稳定性设计2.1 初始条件：路线经过区域路基填土为粘土，边坡为梯形边坡，分两级，土力学的指标：塑限14%，液限27%，含水量19%，天然容重18KN/m3，粘聚力19KPa，内摩擦角28，公路按一级公路标准，双向四车道，设计

6、车速为80Km/h，路基宽度为24.5m，荷载为车辆重力标准值550KN，中间护坡道取2m，车道宽度3.75m，硬路肩2.5m，土路肩0.75m，进行最不利布载时对左右各布3辆车。H1=7m，H2=8m，I1=1:1.25，I2=1:1.52.2汽车荷载当量换算 按荷载最不利布置条件，取单位长度路段，将车辆荷载换算成相当于路基沿途层厚度，以h0表示，计入滑动体的重力总去。 h0= 式中：ho行车荷载转换高度 L前后轮最大轴距，对于标准车辆荷载为12.8m。 N并列车辆数，取6。 Q辆车的重量（标准车辆荷载为550KN）。 路基填料的重度（KN/m3）。 B荷载横向分布宽度，表示如下： B=Nb

7、+(N1)m+d 式中： b后轮轮距，取1.8m。 M相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m。 D 轮胎着地宽度，取0.6m。计算： B=61.8+51.3+0.6=17.9m h0=0.8m 计算高度：H=h0+H1+H2=15.8m2.3 圆弧滑动面条分法分析 2.3.1 按4.5H线法确定圆心位置。 平均坡度I=0.8+7+8：8.75+2+12=1:1.44 查表4-1得1=26，,2=35 式中-各土条的法向分力，。 -各土条的切向分力有正负之分，。 -各土条的重心与圆心连线对竖轴y的夹角，用CAD确定。 L-滑动面圆弧全长，用CAD确定。2.3.2 滑动曲线过距路基3/4处稳定系数K

8、1 K1=fi=1nNi+cLi=1nTi=tan285702.047+19471675.041=2.3431.20，稳定2.3.3 滑动曲线过距路基1/4处稳定系数K2K2=fi=1nNi+cLi=1nTi=tan281687.706+1932.24916.696=1.651.20，稳定2.3.4 滑动曲线过距路基中心处稳定系数K3K3=fi=1nNi+cLi=1nTi=tan283490.278+1939.711383.051=1.891.20，稳定2.3.5 滑动曲线过距路基1/8处稳定系数K4K4=fi=1nNi+cLi=1nTi=tan281051.323+1930.75530.64

9、5=2.1541.20，稳定2.3.6 滑动曲线过距路基1/16处稳定系数K5K5=fi=1nNi+cLi=1nTi=tan281386.802+1932.08678.2688=1.9861.20，稳定画出关于K值的折线图K1=2.343；K2=1.650；K3=1.890；K4=2.154；K5=1.986 易知： Kmin=1.6501.20,满足要求 因此该边坡稳定性符合要求。3 沥青混凝土路面设计3.1 设计资料第二部分第五套设计资料题：海南省东部二级公路沥青路面设计海南省东部（IV区）某新建双向2车道二级公路，拟采用沥青混凝土路面，行车道中央划双线分隔。路基土为粘性土，地下水位为0.

10、8m，路基填土高度0.5m，预计通车初年的交通量如下：车型黄河JN163江淮AL6600东风EQ140东风SP9250北京BJ130交通量(辆/d)390440240250460交通量年平均增长率7.3，沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供应。3.2 轴载换算3.2.1 代表轴载：汽车车型前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）日交通量（辆/d)黄河JN16358.6114120390江淮AL66001726.5120440东风EQ14023.669.3120240东风SP925050.7113.3324250北京BJ13013.427.41204603.2.2

11、 换算公式轴载换算以弯沉值和沥青层的层底拉力和半刚性材料的层底拉力为设计标准。（1）当以设计弯沉值为指标和沥青层的层底拉力验算 式中 ：N标准轴载的当量轴次（次/日） ni各种被换算车辆的作用次数（次/日） P标准轴载（KN） Pi各种被换算车型的轴载（KN） C1轴数系数 C2轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1四轮组为0.38。 当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，此时轴数系数为 1，当轴间距小于3m时，双轴或多轴按C1=1+1.2（m-1）计算。 （2）当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，按下式完成轴载当量换算 轴数系数 轮组系数，双轮组为1.0，单轮组18.5，四轮组0.09 对于轴间距小于3m的双轴或多轴的轴数系数按C1=1+2(m-1)计算。 轴载换算结果表（弯沉）车型（）（次/日）黄河JN163前轴58.616.4390244.1后轴11411390689.6江淮AL6600前轴1716.4440