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1、一、路基(挡土墙)设计1。1 设计资料某新建公路重力式路堤墙设计资料如下.(1) 墙身构造:墙高8m,墙背仰斜角度，墙身分段长度20m,其余初始拟采用尺寸 如图 1-1 所示。图 11 初始拟采用挡土墙尺寸图(2) 土质情况：墙背填土为砂性土，其重度，内摩擦角；填土与墙背间的摩擦角。 地基为整体性较好的石灰岩，其容许承载力，基底摩擦系数。(3) 墙身材料:采用 5号砂浆砌30号片石，砌体重度，砌体容许压应力,容许剪应 力，容许压应力。1。2 劈裂棱体位置确定1。2.1 荷载当量土柱高度的计算墙高6m,按墙高缺点附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强 度:，则：1。2。2 破裂角的
2、计算假设破裂面交于荷载范围内,则有：因为，则有根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：1。2.3 验算破裂面是否交于荷载范围内破裂棱体长度:车辆荷载分布宽度：所以，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。1.2。4 路基边坡稳定性验算可利用解析法进行边坡稳定性分析，则有其中,，。对于砂性土可取,即,则：所以，路基边坡稳定性满足要求.1。3 土压力计算根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算公式：1。3.1 土压力作用点位置计算表示土压力作用点到墙踵的垂直距离。1.3。2 土压力对墙趾力臂计算基底倾斜，土压力对墙趾的力臂：1.4 挡土墙稳定性验算1.4.1 墙体重量及其作用点位置计算挡
3、土墙按单位长度计算，为方便计算,从墙趾沿水平方向把挡土墙分为三部分，右侧为平行四边形，左侧为两个三角形（如图 12）：图 12 挡土墙横断面几何计算图式1。4.2 抗滑稳定性验算对于倾斜基底，验算公式：所以，抗滑稳定性满足要求。1.4。3 抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算公式：所以，抗倾覆稳定性满足要求。1。5 基地应力和合力偏心矩验算1.5。1 合力偏心矩计算上式中，弯矩为作用于基底形心的弯矩，所以计算式，需要先计算对形心的力臂 根据之前计算过的对墙趾的力臂，可计算对形心的力臂。所以，基底合力偏心距满足规范的要求。1.5.2 基底应力验算其中,所以基底应力满足要求.1。6 墙身截面强度验算1
4、.6.1 强度计算墙面墙背平行,截面最大应力出现在接近基底处，取截面 1 进行验算。图 13 计算截面式中：设计轴向力（kN）;-重要性系数；荷载组合系数；、分别为恒载（自重及襟边以上土重）引起的轴向力（kN）和相应的分项系数:主动土压力引起的轴向力（kN）；被动土压力、水浮力、静水压力、东水压力、地震力引起的轴向力（kN）;以上各项轴向力的分项系数；-抗力分项系数;-材料极限抗压强度;挡土墙构件的计算截面积（）；-轴向力偏心影响系数,按下式计算：按每延米墙长计算：, 其中，结构重要性系数取1。0，恒载的分项系数取1.2，动载的分项系数取1。4材料的抗力分项系数取 2。31，轴向力偏心影响系数
5、：则有： 所以，强度满足要求.1。6.2 稳定计算其中,弯曲平面内的纵向翘曲系数式中：墙的有效高度（m）,视下端固定、上端自由；墙的宽度，取1。5m。取 0。001,取 6m,贝V所以,墙体截面稳定满足要求。1。7 设计图纸及工程量（1）挡土墙典型断面图如图 14 所示,平面、立面、横断面另附图表示。表 14 典型断面图（2）挡土墙工程数量表见表 15。表 1-5 工程数量表墙高断面尺寸M5浆砌片石6.00.2564。951.51。59.48路堤墙墙体间隔 20m 设置沉降缝一道 ，缝内用沥青麻絮嵌塞 ;泄水孔尺 lOcmxlOcm,每 23m 布置一个，泄水孔应高出地面不小于 30cm; 墙
6、背均应设置 50cm 厚的砂砾透水 层，并做土工布封层.二、路面设计2.1 设计资料(1) 新建一级公路地处IV区，为双向四车道，设计速度为80km/h，拟采用沥青路 面结构或水泥混凝土路面进行施工图设计，沿线土质为粉质土，确定土基的稠度为 l.l， 回弹模量取36MPa，路基土属中湿状态.(2) 所在地区近期交通组成与交通量，见表2-1.预测交通量增长率前五年为8。 0%，之后五年为 7.0%，最后五年为 6.0，路面累计标准轴次按15 年计。表 2-1 近期交通组成及交通量型号前轴载(kN)后轴载(kN)后轴数轮组数后轴距(m)交通量(辆 / 日)北京BJ13013.427.412280解
7、放CA5028.768.212-460东风EQ14023.769。212650湘江HQP4023.173。2224520黄河JN15049.0101.612-680江淮HF15045。1101.512-460交通SH36160110.022330( 3)路面布置：行车道宽度，右侧硬路肩宽度为，土路肩宽度为左侧路缘带宽度 为，中央分隔带宽度为，中间带宽度为，路基宽度为.( 4)设计依据：交通部颁公路工程技术标准(JTG B01-2014);交通部颁公路沥青路面设计规范( JTG D502006)；交通部颁公路水泥混凝土路面设计规范 (JTG D402011)。2.2 计算设计年限内的标准轴载累计
8、当量轴次某一级公路路面设计以双轮组单轴载 100 为标准轴载，用表示，计算参数如表 2-2表 2-1 标准轴载计算参数标准轴载100轮胎当量直径21.3轮胎接地压强0。7两轮中心距1.5路面作用的其他各种不同类型按以下方法，换算为标准轴载.（1）以设计弯沉和沥青层层底拉应力为指标进行换算，利用以下公式进行计算:式中： -以弯沉为指标的标准轴载的当量轴次（次/日）;-被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）；-标准轴载（kN）;-轴数系数；轮组系数，单轮组 6。4,双轮组 1，四轮组 0.38。其中,当轴间距大于 3m 时应按单独的一个轴载进行计算，此时轴数;当轴间距小于3m 时,按双轴或多轴进行
9、计算，轴数系数为：以设计弯沉和沥青层层底拉应力为指标进行换算的结果见表 22。表 2-2 标准轴载换算结果 I型号(kN)（次/日）北京BJ130后轴27。4112801.00317解放CA50前轴28.716.446012.90399后轴68.21146087。 04020东风EQ140后轴69。211650131。 03125湘江HQP40后轴73。221520267。 70504黄河JN150前轴49.016.4680195。 45277后轴101。611680728.61237江淮HF150前轴45。116.446092.17343后轴101。511460490.77803交通SH36
10、1前轴6016.4330228。 90319后轴110。02.213301098.992683334.59612注：重量25kN以下轴载不计2）以半刚性材料层的层底拉应力为指标进行换算，计算公式如下式中： 以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/日）;-被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）；-标准轴载（kN）；被换算车型的各级轴载（ kN）；轴数系数；-轮组系数，单轮组 18.5，双轮组 1，四轮组0。09。当轴间距大于 3m 时应按单独的一个轴载进行计算,此时轴数；当轴间距小于 3m 时，按双轴或多轴进行计算，轴数系数为：以半刚性材料层的层底拉应力为指标进行换算的结果见表 23。表23标
11、准轴载换算结果II型号(kN)（次/日）解放CA50后轴68。21146021.52944东风EQ140后轴69。21165034。 17922湘江HQP40后轴73。22152085。 72786黄河JN150后轴101。611680772。 07338江淮HF150后轴101.511460518.18659交通SH361前轴60118。5330102。 54056后轴110。0213301414.768612949.00566注:重量 50kN 以下轴载不计（5）水泥混凝土路面的轴载换算水泥混凝土路面结构设计也以 100kN 的单轴双轮组荷载作为标准轴载.不同轴 的作用次数按下式换算为标准
12、轴载的作用次数. 式中：设计年限内一个车道上的累计标准轴载作用次数（次）；单轴，单轮、单轴双轮组、双轴双轮组荷载作为标准轴载型级 轴载的总重（kN）；轴型和轴载级位数：各类轴载型级轴载的作用次数。则水泥混凝土路面的轴载换算结果如表 2-4所示。表24标准轴载换算结果m型号(kN)（次/日）黄河JN150前轴49.06800。 00751后轴101。6680876。 61367江淮HF150前轴45。14600。 00135后轴101.5460583。 73335交通SH361前轴603300。 09310后轴110。03001378.491902838.94087注：小于40kN的单轴和80k
13、N的双轴不计（6）累计标准轴载作用次数计算设计使用年限内设计车道的累计标准轴载作用次数按以下公式计算其中，设计年限内的交通量（标准轴载作用次数）平均年增长率 ，沥青路面设计年限（年） ,水泥混凝土路面设计年限（年）。对于双向四车道道路，若采用沥青路面 则路面车道系数可取；若采用混凝土路面,路面车道系数可取。则按照以上三种指标进 行的标准轴载换算，累计标准轴载结果如表 3-5。表 2-5 累计标准轴载计算结果路面类型换算指标累计标准轴载（次）父通等级沥青路面设计弯沉和沥青层层底拉应力 1丿J丿重半刚性材料层的层底拉应力重水泥混凝土路面/重2.3 沥青路面设计2.3.1 确定土基回弹模量值设计路段处于 IV 区，土基为粉质土，确定土基的稠度为1。10，路基干湿状态为 中湿状态，回弹模量为36MPa.根据公路沥青路面设计规范（JTG D502006）规定, 须采取必要措施,保证路基的强度和稳定性，重交通、特种交通路基土回弹模量必须大 于40MPa,现采取换填砂砾、碎石渗水性材料处理地基，并设置土工合成材料，加强 路基排水，综合处治。最终路基土回弹模量取 45MPa。2.3.2 初拟路面结构组合根据之
