路基路面课程设计任务书Word格式文档下载.docx
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55.1
长征CZ361
47.6
90.7
132
150
延安SX161
54.64
91.25
135
100
江淮HF150
45.1
101.5
190
2、挡土墙设计资料
拟在薛家湾的某条二级公路K0+480~K0+792.365段修建挡土墙，路面宽7.5m，路肩宽15m，路堤边坡1:
1.5，根据调查，墙背填土的容重γ＝18kN／m3，计算内摩擦角Φ=35，填土与墙背间的摩擦角δ＝Φ／2＝1730΄，地基土为泥岩，容许承载力[σ0]＝200kPa，基底摩擦系数f=0.3，设计荷载：
汽车-20级，验算荷载：
挂车-100。
路基的横断面样图如下：
（注意：
3、道路右侧设挡墙，距离路肩布置挡墙的横向水平距离最多15米。
）
如果在上述沿线设置普通重力式挡土墙，挡墙尺寸选择时可以参考标准图集。
墙身及基础可以建议采用浆砌块石或者C30、C40混凝土。
参考图形可见上图。
如果挡墙地基承载力不够，可以采用扩大基础，即挡墙基底下可采用砂砾石材料（基础埋深为地面以下1m），墙体容重为砌体=2.2t/m3=22KN/m3，填料容重填=18KN/m3。
圬工砌体的极限抗压强度为700KN/m3、极限抗弯拉强度为110KN/m3、极限抗剪切强度为80KN/m3。
铺筑砂垫层后地基承载应力标准值可以取为：
fk=45t/m3=450KN/m3。
设计内容：
1）根据具体情况选择确定你认为较合理的墙身断面构造与尺寸。
2）进行土压力计算；
3）进行墙体抗滑和抗倾覆稳定性验算；
4）进行基底应力和合力偏心距验算；
5）进行墙身断面强度验算；
6）画出纵断面布置图、平面布置图及挡墙横断面图；
7）进行工程量计算（可选做）。
四、材料
沿线可采集砂、石料、附近有矿渣可以利用，同时可供应石油沥青、水泥、石灰等材料。
另外，可采用Ⅱ级沥青混凝土。
五、路面设计应完成下列内容
1、沥青路面设计，应验算其弯沉、各层层底弯拉应力，以及抗剪强度指标，验算防冻层厚度，以及有关参数的确定。
（抗拉强度取劈裂强度）（可以手算也可以用程序计算）
2、沥青路面补强设计，绘制弯沉调查图，并且据图分段补强，并绘制补强结构图。
3、水泥混凝土路面设计，包括厚度、平面尺寸等，验算一系列参数。
4、挡土墙结构设计包括：
车辆荷载换算、主动土压力计算（包括大小、方向及作用点）、设计挡土墙截面，先拟定尺寸然后验算：
抗滑、抗倾覆、基底应力、截面应力、截面尺寸的调整与选取、画出挡土墙横断面图，整理计算书等。
说明书或计算书中应注明：
路面各结构层材料组成、要求、配合比设计原理、施工工艺、质量检测内容。
六、参考书目
1、交通部行业标准《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006，人民交通出版社。
2、邓学钧著。
《路基路面工程》（第三版）。
4、交通部行业标准，《公路工程技术标准》JTGB01-2003，人民交通出版社，2004。
5、交通部行业标准，《公路路基设计规范》JTGD30-2004，人民交通出版社，2005。
6、严家彶，《道路建筑材料》，人民交通出版社，2003。
7、相关教材和其他参考文献。
七、考核方式及成绩评定
1、课程设计结束时，要求学生上交课程设计说明书和相应的设计图纸。
2、设计成绩按出勤、设计说明计算书质量、设计图纸质量分别占30%、50%、20%比例。
3、成绩考核的具体方式：
在上交课程设计资料时，采取简易的面试问答形式。
八、备注
1、说明以及计算书统一用A4纸，并装订成册。
绘制图纸一律用A4（或A3）纸，如用米格纸，一律采用25*35cm格式的。
（给出路拱横坡，标明路面结构层次类型及各层厚度）。
图纸应严格按照道路工程制图要求绘制，文字说明简洁扼要，设计说明书书写工整。
最后将全部设计成果按顺序装订在一起，并在封面上注明班级、姓名、学号、课程设计名称以及内容、指导老师姓名、提交日期等。
要求图面干净，比例合适，图纸采用手绘。
2、装订顺序（按照学校教务处规定：
一律采用左装订，顺序如下：
1）封面（样例附前）；
2）任务书；
3）中文摘要；
4）目录；
5）正文；
6）参考资料。
上述各项字体大小详细可见学校教务处下发的相关文件。
3、绘制的路面结构图右下角要有图标：
课设名称
班级
姓名
学号
指导老师
提交日期
2011年7月日
课程设计指导书2（部分设计所用公式和设计过程）
一、沥青路面设计
1、计算累计标准轴载作用次数Ne（将不同轴载的交通量换算为标准轴载）；
换算公式为：
1）当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，按下式换算成标准轴载的作用次数：
C1——轴数系数；
C2——轮组系数；
P1——被换算车型的各级轴载；
n1——被换算车型的各级轴载的作用次数；
P——标准轴载；
2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时，按下式换算成标准轴载的作用次数：
累计当量轴次的计算：
Ne—设计年限内一个车道上累计当量轴次；
—车道系数；
—交通量的年平均增长率；
t—设计年限。
凡轴载小于130KN的各级轴载的作用次数都可以按上述公式计算。
2、设计弯沉值计算：
ld——路面设计弯沉值；
Ne——设计年限内一个车道上累计当量轴次；
Ac——公路等级系数；
Ab——面层类型系数；
As——基层类型系数。
3、拟定路面结构组合形式
沥青路面在进行路面结构组合时，应考虑以下几点因素：
（1）适应行车荷载作用的要求；
（2）在各种自然因素作用下稳定性好；
（3）考虑结构层的特点。
4、确定设计层厚度
设计层的确定：
当采用半刚性基层、底基层结构时，可选用任一层为设计层；
当采用半刚性基层、粒料类为底基层时，应拟定面层、底基层厚度，以半刚性基层为设计层。
当采用柔性基层、底基层的沥青路面时，宜拟定面层、底基层厚度，以基层为设计层。
根据拟定的路面结构，确定各结构层材料的设计参数：
面层、基层、底基层材料的抗压模量与劈裂强度；
土基回弹模量的确定。
结合已知资料，并参照下列表格进行路面结构的组合设计和材料性能的选择。
各类结构层的最小压实和适宜厚度
结构层类型
最大粒径（mm）
公称最大粒径（mm）
压实最小厚度（mm）
适宜厚度（mm）
密级配沥青混合料（AC）
砂粒式
AC-5
9.5
4.75
15
15~30
细粒式
AC-10
13.2
20
25~40
AC-13
16
35
40~60
中粒式
AC-16
19
40
50~80
AC-20
26.5
50
60~100
粗粒式
AC-25
31.5
70
80~120
密级配沥青碎石（ATB）
ATB-25
ATB-30
37.5
90
90~150
特粗式
ATB-40
53
120
120~150
开级配沥青碎石（ATPB）
ATPB-25
80
ATPB-30
ATPB-40
半开级配沥青碎石（AM）
AM-13
AM-16
50~70
AM-20
60~80
AM-25
AM-40
沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）
SMA-10
25
SMA-13
30
35~60
SMA-16
40~70
SMA-20
开级配沥青磨耗层（OGFC）
OGFC-10
20~30
OGFC-13
30~40
沥青石屑
-
15~25
沥青砂
10
10~15
沥青上拌下贯式
60
沥青贯入式
40~80
沥青表面处治
10（150）
10~30
水泥稳定类
150（120）
180~200
石灰稳定类
石灰粉煤灰稳定类
贫混凝土
级配碎石
100~200
级配砾石
泥结碎石
100~150
填隙碎石
100~120
备注：
括号内数值适用于城市道路。
沥青混合料设计参数参考值
材料名称
抗压强度E（MPa）
劈裂强度（MPa）15C
备注
20C（弯沉-厚度）
15C（弯拉）
细粒式沥青混凝土
密级配
1200~1600
1800~2200
1.2~1.6
AC-10,AC-13
开级配
700~1000
1000~1400
0.6~1.0
OGFC
沥青玛蹄脂碎石
1200~1500
1.4~1.9
SMA
中粒式沥青混凝土
1600~2000
0.8~1.2
AC-16,AC-20
粗粒式密级配沥青混凝土
800~1200
大粒式沥青碎石基层
LSM-25~LSM-35
600~800
—
AM-25~AM-35
400~600
基层、底基层材料设计参数
配合比或规格要求
抗压模量（弯沉计算）E（MPa）
抗压模量（弯拉应力计算）E（MPa）
劈裂强度（MPa）
8~10%水泥
弯拉模量15000~25000MPa；
弯拉强度1.5~2.5MPa
二灰砂砾
7:
13:
1100~1500
3000~4200
0.6~0.8
二灰碎石
8:
17:
75
1300~1700
0.5~0.8
水泥砂砾
4%~6%
0.4~0.6
水泥碎石
石灰水泥粉煤灰砂砾
6:
3:
16:
2700~3700
0.4~0.55
水泥粉煤灰砂砾
4:
2400~3000
石灰土砂砾
粒料大于60%
700~1100
1600~2400
0.3~0.4
碎石灰土
粒料大于40~50%
600~900
1200~1800
0.25~0.35
水泥石灰砂砾土
25:
68
1500~2200
二灰土
10:
30:
2000~2800
0.2~0.3
石灰土
8%~12%
400~700
0.2~0.25
石灰土路基处理
4%~7%
200~350
上基层级配
300~350
300~800
底基层、垫层
200~250
底基层
200~280
未筛分碎石
作底基层用
180~220
级配砂砾、天然砂砾
150~200
中、粗砂
垫层
80~100
5、弯拉应力验算
对高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层应进行拉应力的验算，采用公式如下：
σsp〈σR（沥青面层底拉应力验算，半刚性基层拉应力验算）
Ks——抗拉强度结构系数；
σsp——沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度。
σR——路面结构层材料的容许拉应力。
不同材料的抗拉强度结构系数的计算公式不同，见下式：
对沥青混凝土面层：
对无机结合料稳定集料类：
对无机结合料稳定细粒土类：
沥青路面材料代码与材料名称对照表
（“路面材料代码”由两部分组成，第一部分为“材料大类编码”，第二部分为“材料名称编码”，以“中粒式沥青混凝土”材料为例，其材料代码为0102）。
一、材料大类编码:
０１沥青混凝土与沥青碎石类０７石灰粉煤灰类
０２其它沥青混合料类０８水泥粉煤灰类
０３石灰稳定类０９石灰水泥粉煤灰类
０４水泥稳定类１０粒料类
０５水泥石灰稳定类
０６石灰煤渣类
二、材料名称编码:
１、第一大类（０１）
０１粗粒式沥青混凝土０９特粗式乳化沥青碎石
０２中粒式沥青混凝土１０粗粒式乳化沥青碎石
０３细粒式沥青混凝土 １１中粒式乳化沥青碎石
０４砂粒式沥青混凝土１２细粒式乳化沥青碎石
０５特粗式沥青碎石１３粗粒式沥青玛蹄脂碎石
０６粗粒式沥青碎石１４中粒式沥青玛蹄脂碎石
０７中粒式沥青碎石１５细粒式沥青玛蹄脂碎石
０８细粒式沥青碎石 １６密级配沥青碎石
２、第二大类（０２）
０１沥青贯入式
０２沥青上拌下贯
０３沥青表面处治
３、第三大类（０３）
０１石灰土１１石灰土稳定砂砾
０２碎石灰土１２石灰土稳定碎石
０３砾石灰土１３石灰土稳定矿渣
０４煤渣灰土１４石灰土稳定钢渣
０５石灰碎石土１５石灰土稳定砾石
０６石灰砂砾土１６石灰土稳定碎砾石
４、第四大类（０４）
０１水泥土１１水泥稳定砂砾
０２水泥碎石土１２水泥稳定碎石
０３水泥稳定石屑１３水泥稳定矿渣
０４水泥砂砾土１４水泥稳定石渣
１５水泥稳定钢渣
１６水泥稳定砾石
１７水泥稳定碎砾石
５、第五大类（０５）
０１水泥石灰稳定土１１水泥石灰稳定砂砾
０２水泥石灰碎石土１２水泥石灰稳定矿渣
０３水泥石灰砂砾土１３水泥石灰稳定碎石
１４水泥石灰稳定钢渣
１５水泥石灰稳定砾石
１６水泥石灰稳定碎砾石
６、第六大类（０６）
０１石灰煤渣土１１石灰煤渣砂砾
０２石灰煤渣碎石土１２石灰煤渣碎石
０３石灰煤渣１３石灰煤渣钢渣
０４石灰煤渣砂砾土１４石灰煤渣矿渣
０５石灰煤渣砂１５石灰煤渣砾石
１６石灰煤渣碎砾石
７、第七大类（０７）
０１石灰粉煤灰土１１石灰粉煤灰砂砾
０２石灰粉煤灰碎石土１２石灰粉煤灰碎石
０３石灰粉煤灰１３石灰粉煤灰砾石
０４石灰粉煤灰砂砾土１４石灰粉煤灰矿渣
０５石灰粉煤灰砂１５石灰粉煤灰钢渣
１６石灰粉煤灰碎砾石
８、第八大类（０８）
０１水泥粉煤灰土１１水泥粉煤灰砂砾
０２水泥粉煤灰碎石土１２水泥粉煤灰碎石
０３水泥粉煤灰１３水泥粉煤灰砾石
０４水泥粉煤灰砂砾土１４水泥粉煤灰矿渣
０５水泥粉煤灰砂１５水泥粉煤灰钢渣
１６水泥粉煤灰碎砾石
９、第九大类（０９）
０１石灰水泥粉煤灰土１１石灰水泥粉煤灰砂砾
０２石灰水泥粉煤灰碎石土１２石灰水泥粉煤灰碎石
０３石灰水泥粉煤灰１３石灰水泥粉煤灰砾石
０４石灰水泥粉煤灰砂砾土１４石灰水泥粉煤灰矿渣
０５石灰水泥粉煤灰砂１５石灰水泥粉煤灰钢渣
１６石灰水泥粉煤灰碎砾石
１０、第十大类（１０）
０１泥结碎石１５填隙碎石
０２级配碎石１６未筛分碎石
０３泥结砾石１７粒料改善土
０４级配砾石１８碎石土
０５泥结碎砾石１９砾石土
０６级配碎砾石２０风化砂
０７级配砂砾２１风化砂土
０８天然砂砾２２粗砂
０９泥灰结碎石２３中砂
１０泥灰结砾石２４煤渣
１１泥灰结碎砾石２５矿渣
１２级配碎石掺灰２６钢渣
１３级配砾石掺灰２７石渣
１４级配碎砾石掺灰２８山皮土
路基在下列情况下可考虑修建挡土墙：
1、路基位于陡坡地段或岩石风化的路堑边缘地段；
2、为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段；
3、可能产生塌方、滑坡的不良地质地段；
4、水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段；
5、为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段；
6、为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段。
四、挡土墙设计
1、根据地表横断面资料绘制每个桩号处（共6个）的地面线；
2、根据路基、路面的基本条件绘制每个桩号处（共6个）的路基横断面图；
3、在每个桩号的路基横断面上确定挡土墙（共6个）的类型与位置；
挡土墙的类型可以选用路堤墙或路肩墙；
4、每个挡土墙（共6个）尺寸的拟定（自定）
1）墙背：
挡土墙的墙背形式可采用仰斜式、垂直式或俯斜式。
2）墙面：
地面横坡较陡时，墙面采用1:
0.05~1:
0.2；
地面横坡平缓时，墙面可以缓一些，但一般不缓于1:
0.3。
3）墙顶：
墙顶的最小宽度，浆砌片石不应小于0.5m，干砌时不应小于0.6m。
4）基础形式：
挡土墙的基础形式可采用倾斜式或扩大基础。
5）基础埋置深度
在地面线下以下不应小于1m。
如有冲刷，则在冲刷线以下不应小于1m。
5、挡土墙的主动土压力计算
根据拟定的挡土墙类型和尺寸，选择相应的计算公式，计算挡土墙的主动土压力（选择挡土墙高度最大时的断面进行计算）；
假定拟定的为路堤墙，其计算图式如下：
可采用的公式如下：
，
6、挡土墙稳定性的验算；
1）抗滑稳定性验算
滑动稳定系数Kc计算公式：
W——挡土墙重力；
Ey和Ex——主动土压力的水平和垂直分力；
f——基底摩檫力系数，当计算的Kc大于[Kc]=1.3时，表示挡土墙的抗滑性满足要求，否则要采取增加抗滑稳定性的措施；
（1）设置倾斜基底；
（2）采用凸榫基础；
2）抗倾覆稳定性验算
倾覆稳定系数K0计算公式：
Zw、Zx和Zy—分别为W、Ex和Ey对墙趾的力臂。
当计算K0大于[K0]=1.5时，表示挡土墙的抗倾覆性满足要求，否则要采取增加抗倾覆稳定性的措施；
（1）展宽墙趾；
（2）改变墙面及墙背坡度；
（3）改变墙身断面类型；
3）基底应力及合力偏心距验算
基底合力偏心距e计算公式：
当e≤B/6时，基底应力的计算公式为：
当B>
b/6时，基底应力的计算公式为
B——基底宽；
ZN——作用在基底的合力的法向分力N对墙趾的力臂。
——地基容许承载力。
当基底应力大于地基容许承载力时，可采用下列的措施：
（1）采用扩大基础；
（2）换填地基土。
7、挡土墙纵断面设计
1）确定挡土墙的起讫点（k2+217.8~k2+311.6），选择挡土墙与路基或其他结构物的衔接方式；
2）按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置，每隔10m~15m设置一道，伸缩缝与沉降缝可以设在一起；
3）布置各段挡土墙的基础，包括基础的形式和相应的埋置深度；
墙地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。
但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶。
4）确定泄水孔的位置，包括数量、间距、尺寸等；
8、参考书：
1）陈忠达,公路挡土墙设计。
人民交通出版社,1999（学校图书馆借阅）
2）顾慰慈，：
《挡土墙土压力计算》。
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