路基路面设计.docx
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路基路面设计
1挡土墙设计计算书
1.1计算资料
1）墙身构造：
拟采用浆砌片石重力式路肩墙，如下图所示，墙高H=7.0m,墙背俯斜,倾角墙
身分段长度10m,初拟
墙底宽
.
挡土墙断面图
2）车载荷载:
计算荷载,汽车-20级;验算荷载,挂车-100
3）填料湿密度
内摩擦角
填料与墙背的摩擦角
4）地基情况:
中密砾石土地基,容许承载力
基底摩擦系数
.
5）墙身材料:
2.5号水泥砂浆砌25号片石,砌体容重
容许
应力
容许切应力
.，容许拉应力[
]=60kpa。
1）计算荷载
①求破裂棱体宽度L0
假设破裂面交于荷载外，
=35
+
+17
30
=70056，
求不计车辆荷载作用的破裂棱体宽L0：
A=
=
=-0.24
tan
=
=
=arctan0.493=26
L0=（H+a）tan
+Htana-b=（7+2）×0.489+7×0.33-3=3.71m
②求纵向分布长度B:
一辆重车的扩散长度为:
L0=5.6+（H+2a）*tan30
=5.6+（7+2×2）
=11.95m
小于挡土墙的分段长度,取B=10m,纵向布置一辆重车,总重力为300KN。
③计算等代均布土层厚度.
车轮中心距路基边缘
重车在破裂棱体内能布置一辆车.G=300KN。
h
=
=
m
2）验算荷载
挂车-100，
=0.61，布置在路基全宽。
B=L0+（H+2a）*tan30。
=6.6+（7+2*2）*tan30。
=12.95m
h0=∑G/（BL0
）=1000/（12.95*18*7）=0.61m
1.2.2主动土压力计算
1）设计荷载
A=
=
=-0.21
tan
=
=
=0.512
=
0.512=27°7′
L
=（H+a）tan
+Htan
-b
=（7+2）×0.512+7×0.33=3.92m
荷载外缘至路基内侧边缘的距离为5.5+0.5=6
小于破裂棱体宽度
裂棱体仍在荷载外,与原假定相符.
K=
=
=0.397
=
h
=
=
=
-
=7-2.35-0.594=4.056m
=
E=
=
KN
E
=Ecos（
）=272.05
KN
E
=Esin（
=272.05
KN
土压力作用点：
Z
=
=
Z
=B-ZXtan
=3.81-2.51×0.33=2.98m
挂车
布置在路基全宽.
A=
=
=-0.20
tan
=
=
=0.52
=
0.52=27°28.5′
L
=（H+a）tan
+Htan
-b
=（7+2）×0.52+7×0.33-3=3.99m破裂面交于荷载内。
K=
=
=0.397
=
h
=
=
=
-
=7-2.31-0=4.69m
=
E=
=
KN
E
=Ecos（
）=279.07
KN
E
=Esin（
=279.07
KN
土压力作用点：
Z
=
=
Z
=B-ZXtan
=3.81-2.52×0.33=2.98m
比较设计荷载与验算荷载可知,应该由验算荷载来控制墙身断面。
1.3挡土墙稳定性的验算
1）计算墙身重W及力臂
（取墙长度1
W=
=
KN
W
=[A
+A
（
+b
）-A
]
=
375.34
=[1
7
-
]
22∴
=1.42m
=
=
=
满足要求。
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
抗滑稳定性的措施。
基底倾斜的断面图
倾覆稳定系数K0计算公式：
=
满足要求。
当计算的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。
N=
=
=571.93KN
=
=
=1.09m
=
不满足要求.。
将墙趾加宽成宽0.5m,高0.6m台阶再进行验算.
=
=
=1.58m
=
满足要求。
=
=
1.4墙身应力验算
由于墙背为直线,最大应力接近基底处,从基底应力验算知,其基底应力与偏心距均能满路要求.故墙身材料法向应力也能满足要求，故可不作验算。
通过上述验算，决定采用的断面尺寸为:
墙顶宽b1=1.5m，墙底宽
墙趾加宽台阶高
宽
。
1.5挡土墙纵断面设计
1）确定挡土墙的起讫点（k2+340~k2+408），选择挡土墙与路基或其他结构物
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
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。
2、柔性路面设计
2.1 计算累计标准轴载作用次数Ne
，凡轴载大于25KN的各级轴载的作用次数，按下式换算成标准轴载的作用次数：
换算公式为：
，凡轴载大于50KN的各级轴载的作用次数，按下式换算成标准轴载的作用次数：
累计当量轴次的计算：
2.2设计弯沉值计算
2.3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。
假定本设计的路面结构组合形式为：
面层：
上面层：
细粒式沥青混凝土3cm
中面层：
中粒式沥青混凝土5cm
下面层：
粗粒式沥青混凝土7cm
基层：
石灰粉煤灰25cm
垫层：
石灰稳定土（厚度待定）
2.4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；确定土基的回弹模量。
2.5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：
2.6计算过程：
路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载。
1）以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。
①轴载换算。
轴载换算采用如下的计算公式：
2004的轴载换算计算数据如下表:
轴载换算结果表（弯沉）
车型
小客车CA50
前轴
16.5
1
6.4
2890
7.3
后轴
23.0
1
1
2890
4.8
中客车SH130
前轴
25.55
1
6.4
1140
19.3
后轴
45.10
1
1
1140
35.7
大客车CA50
前轴
28.7
1
6.4
894
25.1
后轴
68.20
1
1
894
169.2
小货车BJ130
前轴
13.40
1
6.4
2182
2.2
后轴
27.40
1
1
2182
7.8
中货车CA50
前轴
28.70
1
6.4
914
25.6
后轴
68.20
1
1
914
172.9
中货车EQ140
前轴
23.70
1
6.4
1303
15.9
后轴
69.20
1
1
1303
262.7
大货车JN150
前轴
49.00
1
6.4
993
285.4
后轴
101.60
1
1
993
1064
特大车KB222
前轴
50.20
1
6.4
1161
370.7
后轴
104.30
1
1
1161
1394.3
累计
4061.4
根据公式：
=
由2004年的轴载换算数据，可计算2007年的轴载换算累计轴次为：
=
=4061.4
=4701.6次
②累计当量轴次。
根据设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是0.4～0.5，取0.45。
=
=次
2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次。
①轴载换算。
验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：
2004的轴载换算计算数据如下：
轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）
车型
P
/kN
C
C
n
N
大客车CA50
后轴
68.20
1
1
894
41.8
中货车CA50
后轴
68.20
1
1
914
42.8
中货车EQ140
后轴
69.20
1
1
1303
68.5
大货车JN150
后轴
101.60
1
1
993
1127.4
特大车KB222
前轴
50.20
1
18.5
1161
86.6
后轴
104.30
1
1
1161
1625.9
累计
2993
根据公式：
=
由2004年的轴载换算数据，可计算2007年的轴载换算累计轴次为：
=
=2993
=3464.8次
②累计当量轴次。
=
=次
根据表查得：
A
=1.0，A
=1.0，A
=1.0由式：
=
2.6.3基回弹模量E0值
根据表，对中液限粘土，W
=1.1，对该地区（Ⅳ5区中湿路段），取E
=45.5Mpa。
2.6.4计算设计层厚度
土基及路面材料的回弹模量及各强度值列于表
材料名称
抗压回弹模量Ey（MPa）
劈裂强度15
C
20
C
15
C
细粒式沥青混凝土
1400
1800
1.4
中粒式沥青混凝土
1200
1600
1.0
粗粒式沥青混凝土
1000
1200
0.8
石灰粉煤灰
1400
0.5
石灰稳定土
550
0.225
土基
45.5
-
1根据l
=l
利用公式,求理论弯沉系数
：
l
=
F=1.63（
（
对于BZZ-100,p=0.7MP,
因为：
l
=l
=20.6（0.01mm）
所以：
20.6=1000*
得：
=3.69
2计算设计层厚度。
将该多层体系换算成当量三层体系如图,其中中层厚度H由h
、h
和h
组合而成,其计算方法如下：
细粒式沥青混凝土h1=3cm（连续）E1=1400MPah1=3cm
中粒式沥青混凝土h2=5cm
粗粒式沥青混凝土h2=7cm（连续）E2=1200MPaH=61.8cm
石灰粉
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