路基路面工程课程设计书样本.doc

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路基路面工程课程设计书

课程名称: 路基路面工程
课程题目: 沥青路面设计、 水泥混凝土路面设计
学校院系: 华东交通大学软件学院
专 业: 软件工程+桥梁工程
班 级: -4
指导老师: 陈宇亮
学 期: - 上年

小组成员:
姓名 学号 电话
熊景飞( 组长) :
夏颖
喻燕
袁政
张新强
黄烽轩
郭中模
彭旺
杨曦

设计依据及标准
[1] 《公路路基设计规范》( JTGD30- )
[2] 《公路沥青路面设计规范》( JTG D50- )
[3] 《公路水泥混凝土路面设计规范》( JTG D40- )
[4] 《公路水泥混凝土路面施工技术规范》( JTG F30- )

1、 工程概况
拟设计道路路线位于平原微丘区, 公路自然区划为II1区。地震烈度为六级。设计标高243.50m, 地下水位1.5m。

2、 设计资料
2.1 土质
所经地区多处为粉性土。
2.2 交通
根据最新路网规划, 预测使用初期 年平均日交通量见下表, 年平均增长率为6.5%。
车型
解放
CA10B
0123
黄河JN150
0181
日野KF300D
0216
斯柯达706R
0160
依士兹TD50
0158
交通SH141
0501
长征XD980
0210
小汽车
辆/d
560
810
460
390
450
380
270
2600

3、 设计任务与内容

回弹模量的确定: 公路自然区划为II1区, 设计标高243.50m, 地下水位1.5m。参考《路基路面工程》邓学钧 著
1. .经过查表1—8、 表1—9、 表14-9、 表14-10得该地区的土基干湿类型为: 干燥
2. 经过查表14-11得E0=29.5Mpa
3. 因为是采用重型击实标准, 路基回弹模量要在表14-11中的回弹模量值提高20% —35%。因此E0取39Mpa

新建沥青路面设计成果

轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算

序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量
1 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组 560
2 黄河JN150 49 101.6 1 双轮组 810
3 日野KF300D 40.75 79 2 双轮组 <3 460
4 斯柯达706R 50 90 1 双轮组 390
5 依士兹TD50 42.2 80 1 双轮组 450
6 交通SH141 25.55 55.1 1 双轮组 380
7 长征XD980 37.1 72.65 2 双轮组 <3 270

设计年限 15 车道系数 0.45 交通量平均年增长率 6.5 ％

当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :

路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2403
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 9544527

当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :

路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1544
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 6132647

公路等级 高速公路

公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1

方案一:

路面设计弯沉值 : 24.1 (0.01mm)

层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa)
1 细粒式沥青混凝土 1.4 0.45
2 中粒式沥青混凝土 1 0.32
3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.24
4 石灰煤渣碎石 0.4 0.2
5 石灰土 0.25 0.1
6 山皮土

新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 : 高速公路
新建路面的层数 : 6
标 准 轴 载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 24.1 (0.01mm)
路面设计层层位 : 6
设计层最小厚度 : 15 (cm)

层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa)
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 0.45
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 0.32
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 0.24
4 石灰煤渣碎石 20 1000 1000 0.2
5 石灰土 25 550 550 0.1
6 山皮土 ? 150 150
7 土基 39

按设计弯沉值计算设计层厚度 :

LD= 24.1 (0.01mm)
H( 6 )= 30 cm LS= 24.9 (0.01mm)
H( 6 )= 35 cm LS= 24.1 (0.01mm)

H( 6 )= 35 cm(仅考虑弯沉)

按容许拉应力验算设计层厚度 :

H( 6 )= 35 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 35 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 35 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 35 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 35 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)

路面设计层厚度 :
H( 6 )= 35 cm(仅考虑弯沉)
H( 6 )= 35 cm(同时考虑弯沉和拉应力)
验算路面防冻厚度 :

路面最小防冻厚度 90 cm

验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .

竣工验收弯沉值和层底拉应力计算

公 路 等 级 : 高速公路
新建路面的层数 : 6
标 准 轴 载 : BZZ-100

层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力
4 石灰煤渣碎石 20 1000 1000 计算应力
5 石灰土 25 550 550 计算应力
6 山皮土 35 150 150 不算应力
7 土基 39

计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :

第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 24.1 (0.01mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 26 (0.01mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 28.6 (0.01mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 32.7 (0.01mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 61.1 (0.01mm)
第 6 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 148 (0.01mm)

土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 299.5 (0.01mm)(根据”基层施工规范”第88页公式)
LS= 238.9 (0.01mm)(根据”测试规程”第56页公式)

计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :

第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-0.268 (MPa)
第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-0.093 (MPa)
第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )=-0.001 (MPa)
第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= 0.07 (MPa)
第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= 0.058 (MPa)

经过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:

---------------------------------------
细粒式沥青混凝土 3 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 4 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 6 cm
---------------------------------------
石灰煤渣碎石 20 cm
---------------------------------------
石灰土 25 cm
---------------------------------------
山皮土 35 cm
---------------------------------------
土基

方案二:
路面设计弯沉值 : 24.1 (0.01mm)

层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa)
1 细粒式沥青混凝土 1.4 0.45
2 中粒式沥青混凝土 1 0.32
3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.24
4 石灰煤渣碎石 0.4 0.2
5 石灰土 0.25 0.1
6 山皮土

新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 : 高速公路
新建路面的层数 : 6
标 准 轴 载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 24.1 (0.01mm)
路面设计层层位 : 6
设计层最小厚度 : 15 (cm)

层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa)
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 0.45
2 中粒式沥青混凝土 4.5 1200 1600 0.32
3 粗粒式沥青混凝土 7 900 1200 0.24
4 石灰煤渣碎石 20 1000 1000 0.2
5 石灰土 25 550 550 0.1
6 山皮土 ? 150 150
7 土基 39

按设计弯沉值计算设计层厚度 :

LD= 24.1 (0.01mm)
H( 6 )= 30 cm LS= 24.2 (0.01mm)
H( 6 )= 35 cm LS= 23.5 (0.01mm)

H( 6 )= 30.7 cm(仅考虑弯沉)

按容许拉应力验算设计层厚度 :

H( 6 )= 30.7 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 30.7 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 30.7 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 30.7 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 30.7 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)

路面设计层厚度 :
H( 6 )= 30.7 cm(仅考虑弯沉)
H( 6 )= 30.7 cm(同时考虑弯沉和拉应力)
验算路面防冻厚度 :

路面最小防冻厚度 90 cm

验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .

竣工验收弯沉值和层底拉应力计算

公 路 等 级 : 高速公路
新建路面的层数 : 6
标 准 轴 载 : BZZ-100

层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 4.5 1200 1600 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 7 900 1200 计算应力
4 石灰煤渣碎石 20 1000 1000 计算应力
5 石灰土 25 550 550 计算应力
6 山皮土 30.7 150 150 不算应力
7 土基 39

计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :

第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 24.1 (0.01mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 25.9 (0.01mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 28.9 (0.01mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 33.8 (0.01mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 64.2 (0.01mm)
第 6 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 163.3 (0.01mm)

土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 299.5 (0.01mm)(根据”基层施工规范”第88页公式)
LS= 238.9 (0.01mm)(根据”测试规程”第56页公式)

计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :

第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-0.266 (MPa)
第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-0.082 (MPa)
第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )= 0.007 (MPa)
第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= 0.069 (MPa)
第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= 0.058 (MPa)

经过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:

---------------------------------------
细粒式沥青混凝土 3 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 4.5 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 7 cm
---------------------------------------
石灰煤渣碎石 20 cm
---------------------------------------
石灰土 25 cm
---------------------------------------
山皮土 30.7 cm
---------------------------------------
土基

方案三:
路面设计弯沉值 : 24.1 (0.01mm)

层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa)
1 细粒式沥青混凝土 1.4 0.45
2 中粒式沥青混凝土 1 0.32
3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.24
4 石灰煤渣碎石土 0.4 0.16
5 石灰土 0.25 0.1
6 天然砂砾

新建路面结构厚度计算
公 路 等 级 : 高速公路
新建路面的层数 : 6
标 准 轴 载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 24.1 (0.01mm)
路面设计层层位 : 6
设计层最小厚度 : 15 (cm)

层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa)
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 0.45
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 0.32
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 0.24
4 石灰煤渣碎石土 20 1000 1000 0.16
5 石灰土 25 550 550 0.1
6 天然砂砾 ? 150 150
7 土基 39

按设计弯沉值计算设计层厚度 :

LD= 24.1 (0.01mm)
H( 6 )= 30 cm LS= 24.9 (0.01mm)
H( 6 )= 35 cm LS= 24.1 (0.01mm)

H( 6 )= 35 cm(仅考虑弯沉)

按容许拉应力验算设计层厚度 :

H( 6 )= 35 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 35 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 35 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 35 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)

H( 6 )= 35 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)

路面设计层厚度 :
H( 6 )= 35 cm(仅考虑弯沉)
H( 6 )= 35 cm(同时考虑弯沉和拉应力)
验算路面防冻厚度 :

路面最小防冻厚度 90 cm

验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .

竣工验收弯沉值和层底拉应力计算

公 路 等 级 : 高速公路
新建路面的层数 : 6
标 准 轴 载 : BZZ-100

层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 计算应力
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 计算应力
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力
4 石灰煤渣碎石土 20 1000 1000 计算应力
5 石灰土 25 550 550 计算应力
6 天然砂砾 35 150 150 不算应力
7 土基 39

计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 :

第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 24.1 (0.01mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 26 (0.01mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 28.6 (0.01mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 32.7 (0.01mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 61.1 (0.01mm)
第 6 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 148 (0.01mm)

土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 299.5 (0.01mm)(根据”基层施工规范”第88页公式)
LS= 238.9 (0.01mm)(根据”测试规程”第56页公式)

计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :

第 1 层底面最大拉应力 σ( 1 )=-0.268 (MPa)
第 2 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-0.093 (MPa)
第 3 层底面最大拉应力 σ( 3 )=-0.001 (MPa)
第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= 0.07 (MPa)
第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= 0.058 (MPa)

经过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:

---------------------------------------
细粒式沥青混凝土 3 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 4 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 6 cm
---------------------------------------
石灰煤渣碎石 20 cm
---------------------------------------
石灰土 25 cm
---------------------------------------
天然砂砾 35 cm
---------------------------------------
土基

沥青路面设计三种方案选比:
方案一是最合理的方案
本路段属于2区——东部温润季冻区
该地区路面结构突出的问题是防止翻浆和冻胀, 该区缺乏沙石材料, 且采用稳定土基层已取得一定的经验。

三方案的特点:

方案一: 面层: 沥青层厚度13cm,
基层和垫层: 石灰煤渣碎石、 石灰土、 山皮土
总厚度: 93cm

方案二: 面层: 沥青层厚度14.5cm,
基层和垫层: 石灰煤渣碎石、 石灰土 、 山皮土
总厚度: 90.2cm

方案三: 面层: 沥青层厚度13cm,
基层和垫层: 石灰煤渣碎石土、 石灰土、 天然砂砾
总厚度: 93cm

1. 在防冻胀和排水性能上, 三方案都考虑到, 都符合要求。
2 方案一和方案二对比, 方案二的沥青层比喻案一的要厚, 因此方案二更不经济。
3. 方案一和方案二对比, 方案一垫层用的是山坡土, 而方案二用的是天然砂砾, 由于该地区缺乏沙石材料, 因此方案三更不经济。

水泥混凝土路面设计

水泥混凝土路面设计
设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计
公 路 等 级 : 二级公路
变异水平的等级 : 中 级
可 靠 度 系 数 : 1.1
面 层 类 型 : 普通混凝土面层

序 路 面 行 驶 单轴单轮 轴载 单轴双轮 轴载 双轴双轮 轴载 三轴双轮 轴载 交通量
号 车 辆 名 称 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重 组的个数 总重
(kN) (kN) (kN) (kN)
1 单后轴货车 1 19.4 1 60.85 0 0 0 0 560
2 单后轴货车 1 49 1 101.6 0 0 0 0 810
3 双后轴货车 1 40.75 0 0 1 79 0 0 460
4 单后轴客车 1 50 1 90 0 0 0 0 390
5 单后轴客车 1 42.2 1 90 0 0 0 0 450
6 拖 挂 车 1 25.55 1 55.1 0 0 0 0 380
7 双后轴货车 1 37.1 0 0 1 72.65 0 0 270

行驶方向分配系数 1