道路工程 课程设计

山东交通学院道路工程课程设计院(系)别土木工程系专业土木工程班级学号姓名指导教师胡朋成绩二○○九年六月1目录一、新建沥青混凝土路面设计····························21.交通分析及设计弯沉值的确定·····························21.1轴载分析·········································21.2路面设计弯沉值的计算·······························72.土基回弹模量的确定························83.结构组合与材料的初选定······························84.各层材料抗压模量与劈裂强度的确定····················85.设计指标的确定································96.设计资料总结·········································107.确定石灰煤渣矿渣层厚度································11二、旧路面（沥青混凝土路面）补强设计····························15三、新建水泥混凝土路面设计····························191.交通分析·····································192.初拟路面结构··························223.路面材料参数确定·····························234.荷载疲劳应力计算·····························245.温度疲劳应力计算·····························246.应力复合······································25四、相关图纸····················································26五、心得体会····················································30六、主要参考资料·················································312一、新建沥青混凝土路面设计1、交通分析及设计弯沉值的确定。1.1轴载分析设计年限内一个车道的累计当量轴次数计算（确定路面等级）。车型总重（KN）后轴重（KN）后轴数辆/日解放CA10B19.460.851900黄河JN15049101.61360日野KB22250.2104.31123太脱拉13851.4802（轴距≤3）74东风KM34024.667.811030黄河JN36263127121日野FC16423.97113501.1.1当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，各级轴载Pi的作用次数ni，匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。根据《公路沥青路面设计规范》公式3.1.2-1kiiiiippnCCN135.4,2,1)(①解放CA10BkiiiiippnCCN135.4,2,1)(30.10870.10360.4)10085.60(90011)1004.19(9004.6135.435.4（次）②黄河JN150kiiiiippnCCN135.4,2,1)(21.48974.38547.103)1006.101(36011)10049(3604.6135.435.4（次）③日野KB2223kiiiiippnCCN135.4,2,1)(00.18772.14728.39)1003.104(12311)1002.50(1234.6135.435.4（次）④太脱拉138由于后轴距≤3，故iC,1=1+1.2（m-1）=2.2kiiiiippnCCN135.4,2,1)(86.8767.6119.26)10080(1742.2)1004.51(744.6135.435.4（次）⑤东风KM340kiiiiippnCCN135.4,2,1)(75.20497.18978.14)1008.67(103011)1006.24(10304.6135.435.4（次）⑥黄河JN362kiiiiippnCCN135.4,2,1)(41.7740.5901.18)100127(2111)10063(214.6135.435.4（次）⑦日野FC164kiiiiippnCCN135.4,2,1)(32.8389.7843.4)10071(35011)1009.23(3504.6135.4（次）N总=108.30+489.21+187.00+87.86+204.75+77.41+83.32=1237.85（次）1.1.2当进行半刚性基层层底拉应力验算时，各级轴载Pi的作用次数ni，匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N‘。按《道路公程》2.3.7得8',21',1)(PpnCCNiiikii①解放CA10B4kiiiiippnCCN18,2,1)('95.1692.1603.0)10085.60(90011)1004.19(9005.18188（次）②黄河JN1508',21',1)(PpnCCNiiikii88.43075.40813.22)1006.101(36011)10049(3605.18188（次）③日野KB2228',21',1)(PpnCCNiiikii44.18126.17218.9)1003.104(12311)1002.50(1235.18188（次）④太脱拉138由于后轴距≤3，故',1iC=1+2（m-1）=38',21',1)(PpnCCNiiikii92.4325.3767.6)10080(17431)1004.51(745.18188（次）⑤东风KM3408',21',1)(PpnCCNiiikii25.4699.4526.0)1008.67(103011)1006.24(10305.18188（次）⑥黄河JN3628',21',1)(PpnCCNiiikii76.15112.14264.9)100127(2111)10063(215.18188（次）⑦日野FC1648',21',1)(PpnCCNiiikii567.2260.2207.0)10071(35011)1009.23(3505.18188（次）N总=16.95+430.88+181.44+43.92+46.25+151.76+22.67=893.87（次）1.1.3N和N'汇总得下表：车型Pi(kn)ni(辆/日)N（次）N'e（次）C1C2kiiiiippnCCN135.4,2,1)(C'1C'28',21',1)(PpnCCNiiikii解放CA10B前轴19.490016.44.60118.50.03后轴60.8590011103.701116.92黄河JN150前轴4936016.4103.47118，522.13后轴101.636011385.7411408.75日野KB222前轴50.212316.439.28118.59.18后轴104.312311147.7211172.26太脱拉138前轴51.47416.426.19118.56.67后轴80742.2161.673137.25东风KM340前轴24.6103016.414.78118.50.26后轴67.8103011189.971145.99东风KM340前轴632116.418.01118.59.64后轴127211159.4011142.12日野FC164前轴23.935016.44.43118.50.07后轴713501178.891122.60合计----------------1237.85----------893.8761.1.4计算设计年限内一个车道上的累计当量轴次数拟建二级公路，路面的设计年限为12年，车道系数η，见徐家钰和程家驹编著的《道路工程》第329页表2-3-1,取η=0.5。因为在设计年限内交通量年增长率不一样，2017年前是9%，之后是3%。所以计算设计年限内一个车道上的累计当量轴次数是要分开计算。1.1.4.1计算路面设计弯沉及验算沥青层层底拉应力时用的设计年限内一个车道上的累计当量轴次数。年增长率为9%时的计算起算年05.1603)09.01(85.1237)1(331NNs（次）所以：2010-2016年的轴载次数是年增长率为3%时的计算设计年限起算年2017年的轴载次数13.2769)03.01()09.01(85.123729Ns（次）92.26830575.013.2769%3]1%)31[(3651)1(36551NrrNetNs总=2691648.12+2683057.92=5374706.04次4000000（次）故应属于高级路面。1.1.4.2计算半刚性基层层底拉应力验算时用到的设计年限内一个车道上的累计当量轴次数。年增长率为9%时的计算起算年59.1157)09.01(87.893)1(331NNs（次）所以：2010-2016年的轴载次数是12.26916485.005.1603%9]1%)91[(3651)1(36571NrrNet7年增长率为3%时的计算设计年限起算年2017年的轴载次数63.1999)03.01()09.01(85.123729Ns（次）07.19374765.063.1999%3]1%)31[(3651)1(36551NrrN'etNs总=1943685.44+1937476.07=3881164.51次1.2路面设计弯沉值的计算按徐家钰和程家驹编著的《道路工程》第329页的公式进行计算AC：公路等级系数二级公路取1.10;AS：面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0:沥青表面处治为1.2；中、低级路面为1.3；Ab基层类型系数，对于半刚性基层为1.0;Ne：设计年限内一个车道上的累计当量轴次数=5374706.04次。)01.0(75.29111.15374306.046006002.02.0mmAAANlbsced44.19436855.059.1157%9]1%)91[(3651)1(36571NrrN'etbscedAAANl2.060082、土基回弹模量的确定按路基土类与干湿类型，确定该路段土基弹性模量。2.1由原始材料可知：路床表面至地下水位的高度H=2.1m，土质为粉质轻压粘土，地区所在的自然区为Ⅱ2。查徐家钰和程家驹编著的《道路工程》第308页表2-2-3得2.7m〉H〉2.0m得5+000—6+300段：土基的干湿类型属中湿类型。2.2由土基的干湿类型，查徐家钰和程家驹编著的《道路工程》第306表2-2-1得其分界稠度：1.10〉ωC》0.95,内插算出土基的平均稠度ωC=0.972.3由路基土的平均稠度，查徐家钰和程家驹编著的《道路工程》第313页2-2-5表得平均稠度为0.90对应的土基回弹模量E0为25.0Mpa。3、结构组合与材料的初选定因为设计年限内一个车道上的累计当量轴次数大于400410按徐家钰和程家驹编著的《道路工程》第337页表2