路基路面工程-重力式挡土墙和沥青路面课程设计.doc

目录第一章 重力式挡土墙设计3一、设计资料3二、破裂棱体位置得确定41、破裂角得计算2、验算破裂面就是否交于荷载范围内三、荷载当量土柱高度计算5四、土压力计算5五、土压力作用点位置计算6六、土压力对墙趾力臂计算6七、稳定性验算6、墙体重量及其作用位置计算62、抗滑稳定性验算73、抗倾覆稳定性验算7八、基底应力及偏心距验算71、合力偏心距计算7、基地应力验算8九、截面内力计算8十、设计图纸及工程量8十一、 挡土墙得排水设施设计10第二章 沥青混凝土路面设计11一、设计资料11二、轴载换算11、以设计弯矩值为标准及验算沥青层层底拉应力中得累计当量轴次122、验算半刚性基层层底拉应力中得累计当量轴次三、沥青路面结构组合设计14、初拟路面结构组合42、计算设计弯沉值与机构强度系数153、计算确定容许弯拉应力74、计算路表弯沉与底层拉应力175、结构厚度计算结果16、验算防冻层厚度9附录19参考文献21第一章 重力式挡土墙设计一、设计资料某一级公路,在穿过一条深沟时,由于地形限制,无法按规定放坡修筑路堤，而采取仰斜式浆砌片石挡土墙。墙身构造:墙高m,=、8m，墙背仰斜坡度:0、25(),墙身分段长度20m,其余尺寸如下图所示。墙后填料为碎石土,容重,计算内摩擦角,填料与墙背间得摩擦角=20、5；地基为整体性较好得砾石土类,其容许承载力=50KPa，基地摩阻系数f=、5;墙体材料容重,其容许压应力=500P,容许剪应力0KP。二、破裂棱体位置得确定假设破裂面交于荷载范围内，则有:1、破裂角得计算因为00+0- 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角得计算公式:、7982、验算破裂面就是否交于荷载范围内破裂棱体长度:=(、64410、25)1、9车辆荷载分布宽度:L=N+(N)m+d=1、81、3+0、=5、5m所以,即破裂面交于荷载范围内，符合假设。三、荷载当量土柱高度计算墙高5，按墙高确定附加荷载强度惊醒计算。按照内插法,计算附加荷载强度:q=16kN/，则:=、42四、土压力计算根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部得土压力计算公式：五、土压力作用点位置计算表示土压力作用点到墙踵得垂直距离。六、土压力对墙趾力臂计算基底倾斜,土压力对墙趾得力臂:七、稳定性验算1、墙体重量及其作用位置计算挡土墙按单位长度计算,为方便计算,从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分,上部分为四边形,下部为三角形:2、抗滑稳定性验算倾斜基底0、2:1(）,验算公式：所以抗滑稳定性满足要求。 、抗倾覆稳定性验算所以倾覆稳定性满足要求。八、基底应力及偏心距验算1、合力偏心距计算、09-、490、6m0、4-0、49=、15m1、9+0、49、19=1、79、40、49=0、91m -0、12 所以基地合力偏心距满足规范得规定。 2、基地应力验算由于因此所以基地应力满足要求。九、截面内力计算墙面强背平行,截面最大应力出现在接近基底处,由基底应力验算可知,基底应力及偏心距验算满足地基承载力,墙身应力也满足，验算内力通过,强顶顶宽0、9m，墙高5。十、设计图纸及工程量、典型断面如图所示,立面布置如图所示,平面布置如图所示。2、挡土墙工程数量见表,工程数量表墙高断面尺寸(m)M浆砌片石（）5、0、15、04、810、980、984、84路肩墙墙体间隔m设置沉降缝一道,缝内用沥青麻絮嵌塞;泄水孔尺寸为1cm10c，每23布置一个,泄水孔应高出地面不小于30cm,强背均应设置50m厚得沙砾透水层，并做土工布封层。十一、 挡土墙得排水设施设计在墙身上沿墙高与墙长设置泄水孔,其为0m20c得方孔,具有向墙外倾斜得坡度，间距取为2、5m，泄水孔得进水侧设反滤层,厚度为、m,在最下排泄水孔得底部设置隔水层,由于处于自然区域处,泄水量较大,在排水层底部加设纵向渗沟,配合排水层把水排出墙外。第二章 沥青混凝土路面设计一、设计资料某地计划修建一条双向四车道得高速公路,拟采用沥青路面结构进行施工图设计,沿线土质为中液限黏性土。该地区多年最大道路冻深为165c，平均冻结指数为82,最大冻结指数为125d。该道路设计使用年限为年。在使用期内,预计未来十年,交通量年平均增长率为1、% ,并有石灰供给。路基中湿，50Pa。预计交通量如下：表1预测交通组成车型序号车型名称前轴重(N)后轴重(kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m)交通量(次/日)0成都CD131、27、11201530黄河QD359、095、8202700星牌660M23、02、0222265太脱拉111S3、578、22326003宇通ZK616H0、010、00142镇江ZJ66233、574、5120156204瓦房店WK3A29、7、22418北京B6670、090、022413东风CS38、70、0224121耶尔奇3165、083、024106二、轴载换算路面设计以双轮组单轴载100k为标准轴载。、以设计弯矩值为标准及验算沥青层层底拉应力中得累计当量轴次轴载换算 表二轴载换算表车型（kN)（次日）成都C13前轴3、616、41530(1、)后轴2、1105、黄河QD352前轴9、16、4365、0后轴9、811270105、8星牌6602前轴34、016、4295158、0后轴32、0、2269541、7太脱拉111前轴3、56、426028、后轴78、2、2132626、9宇通ZK6116HG前轴6、16、4140985、0后轴05、7镇江Z662前轴33、516、15645、2后轴74、1156512、5瓦房店WK173A前轴9、01、4158046、4后轴75、0115452、0北京BK661前轴7、1、453210、后轴、东风CS8前轴24、16、412(1、6）后轴0、11215、6耶尔奇316前轴2、16、4039、5后轴83、110647、1合计159、8注:轴载小于25KN得轴载作用不计，后面挂车得荷载不计。累计当量轴次根据设计规范，高速公路沥青路面得设计年限取5年,四车道得车道系数,0、40、5，取0、5。累计当量轴次：2、验算半刚性基层层底拉应力中得累计当量轴次轴载换算表三 轴载换算车型(N)（次/日)成都CD10前轴3、616、41530、0后轴、111530、0黄河QD32前轴49、016、41270(2、）0后轴95、8111270901、0星牌60M2前轴34、016、465（3、1)0后轴32、21695(0、6)太脱拉111S前轴38、51、4260(10、1)后轴8、236911、8宇通ZK16HG前轴60、016、414012、后轴10、镇江ZJ62前轴3、51、156(4、2)0后轴7、5116201、2瓦房店WK13A前轴29、016、4158(0、5)0后轴5、0158058、2北京K661前轴、16、459358、后轴0、111593685、东风CS938前轴2、16、4121、后轴70、111217、0耶尔奇3前轴52、01、463、6后轴83、01023、9合计730、7注:轴载小于KN得轴载作用不计,后面挂车得荷载不计。累计当量轴次三、沥青路面结构组合设计1、初拟路面结构组合根据交通状况，结构层得最小施工厚度等因素综合考虑，初拟各结构层厚度如下：方案一:细粒式沥青混凝土: 3cm中粒式沥青混凝土: 5cm粗粒式沥青混凝土: 7cm二灰碎石： 0cm二灰土: ?以二灰土为设计层方案二:细粒式沥青混凝土: 4cm中粒式沥青混凝土: 6cm水泥稳定碎石: ?级配碎石: 40以水泥稳定碎石为设计层2、计算设计弯沉值与机构强度系数K （用于沥青层) (用于二灰碎石与水泥碎石) (用于二灰土)取=、0,面层为沥青混凝土，=1、0,半刚性基层,底基层总厚度大于20cm,1、0计算结果如下：=mm(方案一)=(方案二)细粒式沥青混凝土=中粒式沥青混凝土=粗粒式沥青混凝土=水泥稳定碎石,二灰碎石:0、/12、54石灰土：=、1=3、27设计参数资料给出：50M 按试验规程得方法试验确定20得沥青混合料与其她结构层材料得抗压回弹模量。15得沥青混合料与其她结构层材材料得弯拉回弹模量,以及沥青混合料15弯拉强度与半刚性材料得弯拉强度值,见下表:表四 材料名称沥青针入度抗压模量劈裂强度备注细粒沥青混凝土140200、4中粒沥青混凝土1200181、0粗粒沥青混凝土1001400、水泥稳定碎石100、55%6%(配合比或规格要求）二灰土750、1:30：60(配合比或规格要求)二灰碎石100、7:3:80(配合比或规格要求)级配碎石5符合级配要求，做底基层用3、计算确定容许弯拉应力表五材料名称细粒沥青混凝土、4、70、29中粒沥青混凝土1、0、760、21粗粒沥青混凝土0、85、23、15水泥稳定碎石0、2、54、0二灰土、23、270、06二灰碎石、62、50、24、计算路表弯沉与底层拉应力通过计算,两个设计方案中得设计层厚度未定,先假设初始厚度,若计算不满足不等式，再调整厚度,直至满足为止。、结构厚度计算结果一方案假设设计层二灰土厚度：50cm,设计弯沉：路表计算弯沉:一方案计算表表六序号结构层材料材料模量材料模量材料厚度泊松比弯拉应力容许弯拉应力1细粒沥青混凝土200140030、35满足0、292中粒沥青混凝土010050、35满足、213粗粒沥青混凝土14010070、3满足、5二灰碎石150040、满足0、65二灰土750、5满足、246土基350、4二方案设计层二灰土厚度:80,设计弯沉:路表计算弯沉:二方案计算表表七序号结构层材料材料模量材料模量材料厚度泊松比弯拉应力容许弯拉应力细粒沥青混凝土2004004、35满足0、292中粒沥青混凝土10120060、35满足0、13水泥稳定碎石150080、5满足0、04级配碎石2000、255土基6、验算防冻层厚度根据查表所列得路面最小防冻厚度要求与该路状况做对比。方案一沥青层厚度5c,总厚度为cm。根据表8-1规定,最小防冻层厚度为4555。方案二沥青层厚度10m,总厚度为130m。根据表81规定,最小防冻层厚度为5060。以上路面结构厚度均满足最小防冻厚度要求。附录沥青路面结构示意图参考文献1公路路基设计规范（TG D30-2015)；人民交通出版社;公路沥青路面设计规范(T 5-20)；人民交通出版社;3公路挡土墙设计与施工技术细则(JT D0-200）；人民交通出版社;4公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-01）；人民交通出版社;5 黄晓明，等、路基路面工程、4版、北京:人民交通出版社股份有限公司，2014、8