路基路面工程课程设计模板Word格式.docx
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图2路基标准横断面图(半幅,单位:
cm)
图3道路纵断面图
图4地质剖面图图5挡土墙参考剖面图(单位:
3、房子附近地质情况见地质剖面图,砖厂附近地面较大范围(包括路基范围)内为平地。
4、挡土墙墙身、基础材料:
M7.5浆砌片石,M10砂浆抹墙顶面(2cm),M10砂浆勾外墙凸缝。
砌体重度γ1=22kN/m3。
墙后填土为天然三合土重度γ2=20kN/m3,换算内摩擦角φ=35°
。
M10浆砌块石与天然三合土的摩擦角为20°
砌体极限抗压强度为700kPa,弯曲抗拉极限强度为70kPa,砌体截面的抗剪极限强度为150kPa。
二、计算过程:
1、道路纵断面计算:
由已知R=13500m,i1=1.0%,i2=-0.75%
得:
ω=i2-i1=-0.75%-1.0%=-1.75%
L=Rω=13500×
1.75%=236.25m
T=L/2=236.25/2=118.125m
E=Tω/4=118.125×
1.75%/4=0.517m
由已知条件可知:
k2+782处路肩边缘高程与地面高程高差最大
∴取该处的挡土墙进行设计
求k2+782设计高;
竖曲线起点桩号:
k2+900-118.125=k2+781.875
竖曲线起点高程:
117.85-1.0%×
118.125=116.67m
竖曲线终点桩号:
k2+900+118.125=k3+018.125
竖曲线终点高程:
117.85-0.75%×
118.125=116.96m
∵k2+781.875<
k2+782<
k2+900
∴该桩点位于前半个竖曲线上
该点投影在直线上的高程H1=112.85+1.0%×
(k2+782-k2+400)=116.67m
y=x-2/(2R)=(k2+782-k2+781.875)2/(2×
13500)=0.000000578m
路肩边缘设计高H=116.67-1.5%×
(30-5)+0.2+3.5×
1.5%=116.55m
∴路肩边缘与地面的高差h=116.55-106.50=10.05m
2、挡土墙与房子、路中线的平面位置关系如下图所示:
其中挡土墙墙脚边距离房子的距离都为4m,房子墙角距八字墙的距离为4.17m
挡土墙在水平平面上与路中线平行,在竖直平面上与路线纵坡平行
取k2+782处的挡土墙进行设计
3、通过试算,初步拟定的挡土墙墙身断面尺寸如下:
由上图可知:
a=10.05-4.22=5.83m
b=15-1.2-4.22×
0.25-4=8.745m
H=4.22+0.78+2.5=7.5m
4、作用在挡土墙上的主动土压力计算:
由设计资料已知:
填土的内摩擦角为φ=35o,墙背与填土的摩擦角为δ=20o
由挡土墙墙身断面简图已知:
墙背倾斜角为α=arctan0.4/1=21.8o
基底倾角为α=arctan1/5=11.3o
利用库仑理论求主动土压力:
假设破裂面交于路肩内:
1求破裂角
∵Ψ=φ+α+δ=35o+21.8o+20o=76.8o
∴Ao=(a+H)2/2=(5.83+7.5)2/2=88.844,
Bo=a*b/2-H(H+2a)tanα/2=5.83×
8.745/2-7.5×
(7.5+2×
5.83)tan21.8o/2=-3.246
∴
·
5、挡土墙的验算:
①抗滑稳定性验算:
荷载组合为Ⅰ,则γQ1=1.4,根据已知条件,查表取基底摩擦系数μ=0.3,
Tanα0=
6、墙身截面强度验算
7、挡土墙的布置
挡土墙通常是在路基横断面图和墙趾纵断面上布设,个别复杂的挡土墙还应作平面布置。
⑴、挡土墙的横向布置
横向布置主要是在路基横断面图上进行,其内容为确定断面形式,选择挡土墙的位置。
⑵、挡土墙的纵向布置
挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上布设,布置后绘成挡土墙正面图。
⑶、平面布置
在平面图上应标示挡土墙与路线平面位置的关系,与挡土墙有关的地物、地貌等情况。
8、挡土墙的排水设施
挡土墙应设置完善的排水设施,以疏干墙后填料中的水分,防止地表水下渗造成墙后积水,使墙身承受额外的静水压力;
消除粘性土填料因含水率增加而产生的膨胀压力;
减小季节性冰冻地区填料的冻胀压力。
挡土墙排水设施有地面排水和墙身排水。
地面排水可设置地面排水沟,以截留地表水,防止地表水渗入墙背填料或地基。
墙身排水是为了迅速排除墙后积水。
该处设计的挡土墙墙身为浆砌块石,属于非干砌挡土墙,所以在该挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。
该处取8cm直径的圆孔作为泄水孔,该挡土墙为重力式挡土墙。
所以应沿墙高和墙长设置泄水孔,且泄水孔应具有向墙外倾斜的坡度,其间距为3.0m,最下排泄水孔的底部应高出地面0.3m。
为了使八字墙的张角为30o,且使得房子墙角距离八字墙大于等于4m,则挡土墙在K2+766和K2+782两处要向外各延伸2.5m才能满足上述要求。
此时,房子墙角距离八字墙距离为4.17m。
所以该路段挡土墙总墙长为21m。
由于该路段墙长为21m,地面以上最大墙身高为4.24m(位于K2+784.5处),由计算得出K2+763.5处的地面以上墙身高为4.22-1.0%×
(K2+782-K2+763.5)=4.035m。
所以该路段挡土墙设两排泄水孔,总共13个泄水孔。
9、挡土墙变形缝
为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况,设置沉降缝。
为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝,须设置伸缩缝。
重力式挡土墙一般沿墙长10~15m或与其他建筑物连接处应设置伸缩缝,在该路段可将伸缩缝和沉降缝设为一处。
由于该路段墙长21m,所以在挡土墙中段全高设置变形缝,其宽度取0.03m,缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋或沥青木板,塞入深度不应小于0.15m。
[参考资料]
《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)
《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)
《公路挡土墙设计与施工技术细则》
《路基》设计手册
《路基路面工程》(第三版)(邓学钧主编)