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长安大学路基路面工程课程设计

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2020年4月19日
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《路基路面工程》课程设计
任务书
一、挡土墙设计
（一）设计资料
某新建公路K2+345~K2+379路段采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料列于下：
1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽8.5m，路面宽7.0m。
2．车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车—100。
3．横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示。
表1
左侧
桩号
右侧
中桩标高（m）
路基设计标高（m）
8(-2.6) 4(-3)
K2+345
4(2) 6(4.5)
631.45
630.57
6(-2.4) 6(-3.6)
K2+350
4(2.1) 6(2.4)
631.08
630.62
7(-3) 6(-3)
K2+356
4(2.2) 6(2.8)
629.62
630.68
6(-3) 6(-1)
K2+361
4(1.2) 6(2.4)
628.51
630.73
6(-2) 6(-2.6)
K2+367
5(2) 5(1.5)
630.30
630.79
5(-1.6) 7(-3)
K2+373
4(2) 6(2)
629.08
630.85
6(-1.2) 6(-1.8)
K2+379
2(1) 8(1)
629.03
630.91
4．K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式如图1所示（注：参考尺寸：m,=0.40m,=0.60m）。
5．填料为砂性土，其密度18KN/m3，计算内摩擦角=35，填料与墙背间的摩擦角=。
6．地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力=450Kpa，基地摩擦系数为f=0.45。
7．墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体=22KN/m3，砌体容许压应力为Kpa，容许剪应力[]=100Kpa，容许拉应力[]=60 Kpa。
（二）具体要求
挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，其中挡土墙横断面设计以K2+361横断面设计为例。大致步骤如下：
1．挡土墙平面、立面布置
2．挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸（图1供参考）；
3．计算主动土压力；
4．验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性；
5．验算基底应力及偏心距；
6．验算墙身截面强度；
7．挡土墙的伸缩缝与沉降缝，以及排水设施设计；
8．绘制挡土墙平面、立面、横断面图；
9．编写设计说明书。
（三）设计完成后应提交的文件
1．挡土墙的平面、立面与横断面图；
2．设计计算说明书。

图1

二、沥青路面结构设计
(一)设计资料
某平原微丘地区新建二级公路，设计年限为 ，双向双车道。城市按班级选择任选（ 一、五班，济南； 二班:西安；三班：合肥； 四班：郑州）。沿线土质为粘土，地下水位为1m，路基填土高度为1.2m。公路沿线有可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰供应。
根据工程可行性报告得知，近期交通组成与交通量、不同车型的交通参数见表1，交通量年平均增长率为6％。
近期交通组成与交通量、车辆交通参数 表1
车型编号
前轴重
（kN）
后轴重（kN）
说明
车型
交通量
（辆/日）
2类

2轴6轮客车
12型客车
750
3类

2轴6轮货车
12型货车
880
4类

3轴整体货车
15型
140
5类

4辆整体货车
17型
360
7类

4轴半挂货车
125型
210
注：基本要求：车道系数、车辆类型分布系数、当量设计轴载换算系数等均按照新建沥青路面，可采用水平三选取计算。
(二)设计任务
该公路拟采用沥青路面结构，沥青面层要求采用沥青混凝土，基层两种类型，分别计算：水泥稳定碎石基层和沥青稳定碎石基或级配碎石基层，试设计沥青路面结构和厚度。

三、水泥混凝土路面结构设计
(一)设计资料
某地区新建双向四车道高速公路，路面宽度2×10m，设计基准期为30年。公路所在地区为Ⅱ区。交通调查和预测得出，设计车道在使用初期的标准轴载作用次数为2800次/日，交通量年平均增长率为5.5%。公路路基采用砂性土，路基保持中湿状态。公路沿线有可开采碎石、砂砾，并有水泥、石灰供应。
(二)设计任务
该公路拟采用水泥混凝土路面结构,试设计路面结构与路面板厚度。

《路基路面工程》课程设计指导书
1.课程设计的目的和要求
课程设计是高等学校学生在校学习专业课的一个重要环节，也是学生综合运用所学知识解决实际问题和独立钻研的好时机。
课程设计的教学要求为：
（1）系统巩固并提高基础理论课与专业知识；
（2）培养综合运用所学知识、解决实际问题的独立工作能力；
（3）掌握路面结构的设计计算方法；
（4）了解路基路面整体设计与个体设计的有机联系；
（5）提高与加强设计、计算、绘图及编制说明书的基本技能。
2.课程设计步骤
1）沥青路面结构设计
（1）研读路面结构设计与计算的基础知识与例题；
（2）认真分析设计任务书所提供的设计资料与依据；
（3）初拟路面结构组合；
（4）计算标准轴载累计作用次数；
（5）按照不同结构层路面选择沥青路面结构设计指标；
（6）设计标准：沥青混合料层和无机结合料稳定层的疲劳开裂寿命小于设计轴载累计作用次数；沥青混合料层永久变形量和路基顶面的竖向压应变；季节性冰冻地区沥青面层低温开裂指数；
（7）确定路面各结构层材料参数；
（8）计算机程序(BISAR 3.0)计算确定路面结构层厚度；
（9）验算不同路面结构层四点位置的最大力学响应；
（10）必要时验算路面防冻层厚度；
（11）方案技术经济比较，确定设计方案。
2）普通水泥混凝土路面结构设计
（1）研读路面结构设计与计算的基础知识与例题；
（2）认真分析设计任务书所提供的设计资料与依据；
（3）交通分析；
（4）路面可靠度水平确定；
（5）初拟路面结构；
（6）路面材料参数确定；
（7）计算荷载疲劳应力；
（8）计算温度疲劳应力；
（9）确定路面板厚度。
3.课程设计成果
（1）设计任务书；
（2）设计指导书；
（3）设计计算说明书（含所有计算过程与结果）；
（4）路面结构设计图；
（5）所有资料装订成册。
4.课程设计参考资料
（1）《路基路面工程》教材；
（2）《公路路基设计规范》（JTG D30- ）；
（3）《公路沥青路面设计规范》（JTG D50- ）；
（4）《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTJ D40- ）；
（5）《公路设计手册——路面》，人民交通出版社，1999。

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