道路工程课程设计Word文档格式.docx

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设计步骤：

a.准备工作，b.标注控制点，c.试坡，d.调坡，e.核对，f.定坡，j.设计竖曲线，h.高程计算

根据地面高程可以初步拟定出路线段的纵断面，且满足桥下净空要求。

（1）点绘地面高程见图表

（一）、

（二）

（2）设计竖曲线

竖曲线要素：

变坡点A:

R=16000m变坡点B：

R=10000m

L=480mL=267m

T=240mT=133.5m

E=1.8mE=0.89m

（3）计算设计高程

竖曲线上任意点纵距y的计算:

y=x*2/（2R）

计算切线高程:

H1=H0-（T-x）*i

计算设计高程:

H=H1±

y（凹形竖曲线为+,图形竖曲线为-）

（4）根据计算数据绘出纵断面图

2评价标准;

参照优秀的标准：

①能够熟练综合运用所学知识，全面独立完成设计任务，设计过程中能够提出自己的见解；

②设计方案合理，设计计算正确，数据可靠；

③图面质量整洁，能很好地表达设计意图；

④计算书表达清楚，文字通顺。

四、水泥混凝土路面结构设计设计步骤

1.选定高速公路路面设计资料

IV5区平原微丘区某地新建高速公路，路基宽28m，双向4车道。

预计2006年末建设完毕并通车。

2010年调查的交通量及车轴组成如表1（为双向调查的结果）

2010年后平均交通量增长率为6%，路基平均填土高度为1.5m，土质为中液限粘土，平均地下水位为0.8m，平均冻深0.3m。

试设计混凝土路面结构，并画出路面结构图（注:

该地盛产石灰、粉煤灰、并有砾石）。

（每人选择与学号尾数相对应的一组交通量进行计算）。

我的交通量及车轴组成数据如下所示：

车型

交通量（辆/昼夜）

4

小客车

3300

中客车SH130

770

大客车CA50

880

小货车BJ130

2200

中货车CA50

990

中货车EQ140

1980

大货车JN150

特大车日野KB222

1100

拖挂车五十铃

130

2.轴载换算

（1）水泥标准荷载的作用次数

水泥混凝土路面结构设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。

不同轴轮型和轴载的作用次数，按下式换算为标准轴载的作用次数。

（（公式1）；

（公式2）

（（公式3）；

（（公式4）

Ns——100KN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；

Pi——单轴-单轮、单轴-双轮组或三轴-双轮组轴型

级轴载的总重（KN）；

——轴型和轴载级位数；

——各类轴型

级轴载的作用次数；

——轴-轮型系数，单轴-双轮组时，

=1；

单轴-单轮时，按式

（2）计算；

双轴-双轮组时，按式（3）计算；

三轴-双轮组时,按式（4）计算。

表2水泥

车轴

轴轮型

轴载系数

交通量Pi

前轴

1-1

13

736.8130903

1.618E-08

后轴

1-2

25.6

1

1.123E-06

19.7

616.2153284

2.442E-06

59.2

0.175

28.7

524.1598589

9.774E-04

68.2

1.928

21.3

595.8675636

2.353E-05

61.4

0.898

0.100E-03

2.169

23.7

569.1296159

1.117E-04

69.2

5.475

49

416.4555556

4.048

101.6

1134.441

50.2

412.1453232

7.374

104.3

2157.45

51.4

407.9799621

1.259

3-2

100

8.71387E-08

1.057E-06

合计

3314.72

轴载换算结果表

注：

轴载小于25KN的轴载作用不计。

课本P283查《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》，高速公路一级，设计使用年限为30年。

P297由《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》取轮迹横向分布系数为0.22，可计算得到设计年限内标准轴载累计作用次数Ne为：

……………….

3.路面板厚度计算

路基的强度和稳定性同路基的干湿状态有密切关系，并在很大程度上影响路面结构的设计，路基按干湿状态不同，分为四类：

干燥、中湿、潮湿和过湿。

为了保证路基路面结构的稳定性一般要求路基处于干燥或中湿状态，当处于过湿状态时，路基不稳定，冰冻区春融翻浆，非冰冻区弹簧，路基经处理后方可铺筑路面。

下面对潮湿、中湿、干燥3种状态分别讨论。

①

、初拟路面结构

查《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》表4.4.6

依据参照《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》:

初拟普通水泥混泥土路面层厚度为h=0.26m,基层选用水泥稳定碎石（水泥用量为5％），厚为h1=0.20m。

底基层为h1=0.20m的多孔隙稳定碎石，垫层厚度为h2=0.16m的级配砾石。

普通水泥混凝土板的平面尺寸宽为4m,长为5.0m。

纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆假缝。

②、材料参数的确定

（1）混凝土的设计弯拉强度与弹性模量

按《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》表3.0.6，

取普通混泥土面层的弯拉强度标准值

课本P298表10-19相应弯拉弹性模量标准值为

。

（2）土基的回弹模量

参照《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》附录F，设计要求路基回弹模量取

查附录F.2,水泥稳定粒料基层回弹模量取

，级配碎石回弹模量取

计算基层顶面当量回弹模量如下：

（公式6）

（公式7）

（公式8）

（公式9）

（公式10）

（公式11）

（公式12）

普通混凝土面层的相对刚度半径计算为

（公式13）

③、荷载疲劳应力计算

标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为

（公式14）

因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数

考虑设计基准期内荷载应力累计疲0劳作用的疲劳应力系数

（公式15）根据公路等级，由《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》附录B，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数

荷载疲劳应力计算为

（公式16）

④、温度疲劳应力

由《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》表3.0.8，

该路段属Ⅳ区最大温度梯度区86-92℃/

，取值为86℃/

板长

，

（公式17）

可查普通混凝土板厚

按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为

（公式18）

温度疲劳应力系数K1，计算为

（公式19）

计算温度疲劳应力为

（公式20）

⑤、可靠度计算

由《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》表3.0.1，高速公路的安全等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为95%，再根据查的目标可靠度变异水平等级，查

《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》表3.0.3，

确定可靠度系数

（公式21）

因而所选的普通混凝土面层厚度

=26cm，可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。

4.确定结构层设计参数

根据《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）》的建议值取定路面各结构层适宜厚度，设计水泥混凝土路面方案如下，并按照上面方法进行验算符合要求。

水泥混凝土路面各种设计方案列表如下

路基状态

结构层

层厚（cm）

干燥

水泥混凝土面层

26

水泥稳定碎石基层

22

级配碎石底基层

20

板的平面尺寸

水泥混凝土路面设计采用矩形水泥混凝土板，纵向和横向接缝垂直相交，其纵向两侧的横缝不得互相错位。

（1）纵缝间距过宽容易产生纵向断裂，因而规范规定板宽不超过4.5m，由于单侧行车道路面宽11.0m，故设计板宽取为4.0m。

（2）横缝间距取为5.0m，使混凝土板尽可能接近正方形，以改善受力状态。

（3）为使混凝土路面使用寿命较长，设计水泥混凝土板厚为20cm。

5.设计路面结构图绘制（如附表图所示）

五、参考资料

１、用过的资料

①．《路基路面工程》课本教材；

东南大学出版社2006年10月第一版

②．水泥路面设计人民交通出版社2003年6月第一版黄晓明主编

③．《公路水泥砼路面设计规范（JTGD40-2002）