路基路面课程设计Word文件下载.docx

路基路面课程设计Word文件下载.docx

《路基路面课程设计Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路基路面课程设计Word文件下载.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

ψ=ϕ+α+δ=30°

+15°

+21°

=66°

q=20kN，γ=18kN/m3

车辆荷载换算：

h0=qr=2018=1.11m

A0=12a+H+2h0a+H=120+2+2×

1.110+2=4.22

B0=12ab+b+dh0-12HH+2a+2h0tanα

=0+0-12×

2×

2+0+2×

1.11×

80200=-1.688

tanθ=-tanψ±

cotϕ+tanψB0A0+tanψ

解得tanθ=0.47或-5.13（舍），则θ=acrtan0.47=25°

10'

Ea=γ（A0tanθ-B0）cos⁡（θ+ϕ）sin⁡（θ+ψ）

=18×

4.22×

0.47+1.688cos⁡（25°

+30°

）sin⁡（25°

+66°

）=37.77kN

Ex=Eacosα+δ=37.77×

cos21°

=30.24kN，

Ey=Easinα+δ=37.77×

sin21°

=22.63kN

③墙体抗滑及抗倾覆稳定性验算

（1）抗滑稳定性验算

需满足：

其中α0为基底倾斜角，α0=5°

43'

取单位长度,则可得

G=（0.6+1.52×

2.0+0.31+0.52×

1.9）×

1×

22=63.13kN

（0.9G+γQ1Ey）μ+0.9Gtanα0

=0.9×

63.13+1.4×

22.63×

0.6+0.9×

63.13×

tan5°

=58.79kN≥γQ1Ex=1.4×

30.24=42.34kN

故满足抗滑稳定性的要求。

（2）抗倾稳定性验算

G1=2×

0.1×

12×

（0.1+0.1×

23）+0.6×

0.2+0.3+0.8×

0.2+0.6+0.8×

13=1.47

G2=0.31×

1.9×

12+1.9×

0.19×

23=0.79

ZG=1.47+0.790.6+1.5×

12+（0.31+0.5）×

12=0.79m

k=1+2h0H=2.11

0.9GZG+γQ1（EyZx-ExZy）

58.79×

0.79+1.4×

1.563-30.24×

0.842

=55.67kN∙m>

故满足抗倾稳定性的要求。

④基底应力及合力偏心距验算

N1=GγG+γQ1Ey-Wcosα0+γQ1Exsinα0

=63.13×

1.2+1.4×

22.63-0×

0.995+1.4×

30.24×

0.1=111.13kN

MG=G×

B2-ZG=63.13×

1.92-0.79=10.1kN∙m

ME=ExZy-EyZx-0.9=30.24×

0.842-22.63×

1.563-0.9=10.46kN∙m

M=1.4ME+1.2MG=26.76kN∙m

e=MN1=0.24m<

B6=0.32m

pmax=N1A1+6eB=111.131.91+6×

0.241.9=102.82kPa

pmin=N1A1-6eB=111.131.91-6×

0.241.9=14.16kPa

基底合力偏心距要求：

e≤B4=1.94=0.48m,符合偏心距要求。

pmax（=102.82kPa）<

1.2f（=1.2×

490=588kPa）

满足地基承载力的要求。

⑤墙身断面强度验算

（1）强度计算

取1/2高处的水平断面进行验算：

A0'

=1.61B0'

=-0.644

tanθ=0.47

Ea'

1.61×

0.47+0.644cos55°

sin91°

58'

=14.41kN

Ex'

=11.54kNEy'

=8.63kNk1'

=1+2h0H'

=3.22

故Zy0'

=Zy=0.45mZx'

=1.07mG'

=20.35kN/m

由以上数据计算可知

ZG'

=1×

0.05×

（0.2+0.05×

0.55+0.4×

（0.4×

13+0.85）（0.6+1.25）×

12=0.58m

M'

=20.35×

0.6-0.58+11.54×

0.45-8.63×

1.07-0.6=1.54kN

得e0=M'

N'

=0.05<

B6=0.32

因为此路肩墙,为矮墙，可以不考虑纵向稳定问题。

（2）正截面直接受剪时验算

设计的改进措施：

经验算可知，截面的设计偏于安全，经济性相对较差。

可以在设置倾斜基底、展宽墙趾的基础上适当减小截面尺寸。

同时，可以适当调整上下宽度以控制，以优化截面的形式和尺寸，提高经济性。

⑥画出纵断面布置图、平面图及挡墙横断面图

纵断面布置图

平面图

横断面图

二、沥青路面设计

南京地区某高速公路，其中某段经调查路基为粉质中液限粘土，地下水位1.1m，路基填土高度0.5m。

近期混合交通量为25350辆/日，交通组成和代表车型的技术参数分别如表1、表2所示，交通量年平均增长率8%。

该路沿线可开采砂砾、碎石，并有石灰、水泥、粉煤灰、沥青供应。

请设计合适的半刚性沥青路面结构。

2、设计依据：

《公路沥青路面设计规范（JTGD50—2006）》

邓学钧主编《路基路面工程（第三版）》

3、设计内容：

①土基回弹模量的确定

南京属于东南湿热区（IV1区），雨量充沛集中，雨型季节性强，台风暴雨多，水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害，路面结构应结合排水系统进行设计。

根据查表法，设计路段路基处于中湿状态，路基土为粉质中液限粘土，0.90≤ωc<

1.05。

预估土基回弹模量设计值为30.0MPa。

②设计年限内一个车道的累积当量轴次和设计弯沉值

已知标准轴载P=100kN；

同时该高速公路为双向四车道，车道系数取0.4。

（1）以弯沉值和沥青的层底拉应力为设计指标时的轴载当量换算：

轴载小于40KN的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当量换算。

由表可知，桑塔纳和五十铃两种车型可忽略不计。

解放CA10B，N=22.04%×

25350×

（60.85100）4.35=643.76

黄河JN150，N=9.01%×

6.4×

（49100）4.35+（101.6100）4.35=3103.82

黄河JN162，N=1.89%×

（59.5100）4.35+（115100）4.35=1200.44

交通SH361，c1=1+1.2m-1=2.2

N=0.18%×

（60100）4.35+1101004.35×

2.2=183.61

N1=N=643.76+3103.82+1200.44+183.61=5131.63

设计年限累计当量轴载次数

Ne=1+rt-1×

365r×

N1×

η

Ne=（1+8%）15-1）×

3658%×

5131.63×

0.4=20342852

设计弯沉值

ld=600Ne-0.2AcAsAB=20.72（0.01mm）

（2）以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时的轴载当量换算：

（60.85100）8=105.02

18.5×

（49100）8+（101.6100）8=2733.72

（59.5100）8+（115100）8=1604.86

交通SH361，c1'

=1+2m-1=2.2

3=307.61

N1=N=105.01+2733.72+1604.86+307.61=4751.21

4751.21×

0.4=18834788

ld=600Ne-0.2AcAsAB=21.04（0.01mm）

③根据设计资料，确定合适的面层类型

高速公路一般选用三层沥青面层结构。

通常认为密实型中粒式或细粒式沥青混凝土混合料（如AC-13、AC-16）最宜用于表面层，可以防止水害及冻害。

密实型级配沥青混合料的抗裂性、疲劳强度和耐久性较优越。

对于重交通和特重交通等级，普通热拌和沥青混凝土混合料不能满足使用要求时，可以采用SMA-10、SMA-13沥青混合料，必要时可以采用改性沥青混合料。

沥青中面层和下面层经受着与沥青上面层相同的不利工作环境，通常选用密实型中粒式和粗粒式混合料（如DAC-20，DAC-25），有时对于特重交通等级也有采用SMA-20沥青混合修筑中面层并采用改性沥青混合料。

初步使用：

上面层：

密实型细粒式沥青混凝土混合料

中面层：

密实型中粒式沥青混凝土混合料

下面层：

密实型粗粒式沥青混凝土混合料

④拟定2种可能的路面结构组合与厚度方案，确定各结构层材料的计算参数

根据附录给出的南京地区材料价格以及示例，初步拟定以下两种结构层组合：

（1）4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+？

水泥稳定碎石基层+20cm水泥石灰沙砾土层，以水泥稳定碎石基层为设计层。

15℃20℃方差劈裂强度（单位MPa）

--------------------------------------------------------------------

细粒式沥青混凝土4cm200014002001.4

中粒式沥青混凝土6cm180012001001.0

-----------------------------------------