12路基路面课程设计

设计说明书一路面厚度计算⒈根据已给定信息计算设计使用期末一个车道上得累计当量轴次和设计弯沉①以设计弯沉为指标kiiippnCCN135.421136511NNte②验算半刚性基层层底拉应力kiiippnCCN1821136511NNte⒉确定土基的回弹模量⒊拟定结构层类型及厚度⒋计算设计弯沉bscedAAANL2.0600⒌计算各层层底拉应力涉及公式sspRK/ceasANAK/09.022.0cesANK/35.011.0⒍设计资料总结⒎查图法计算石灰层厚度①求综合弯沉系数F36.0038.0)()2000(63.1PELFS②计算实际弯沉系数sapElss20001③计算理论弯沉系数LaFSCL④查三层体系表面弯沉系数诺谟图⑤计算石灰土层厚度涉及公式4.22132EEhhHknkk⒏验算沥青混凝土各面层及半刚性基层、底基层的层底弯拉应力⒐季节性冰冻地区沥青混凝土路面防冻厚度验算⒑绘制路面结构图二路基稳定性分析⒈确定路面荷载，将路面车辆荷载和路面结构荷载换算为当量厚度的路基荷载。涉及公式：车辆荷载换算BLNGh0路面结构换算iiAG⒉根据路基的几何形状和路基土的各项指标，拟定滑动面类型，进行稳定性验算，确定最可能的滑动位置。利用CAD制图，按4.5H法拟定滑动面位置，一条通过路基中线；一条通过路基的右边缘；一条通过距右边缘1/4路基宽处；一条通过距左边缘1/4路基宽处，并分别计算面积、角度，绘制圆弧法边坡稳定性分析表。稳定系数在1.25～1.5满足要求，所以最有可能的滑动面在K=1.25处，从而该路基不稳定需设挡土墙。三挡土墙设计由于上述路基的稳定性分析后，路基不稳定，需进一步进行挡土墙设计即重力式浆砌片石挡土墙设计。⑴拟定挡土墙形状及位置，根据设计规范查出设计要求。涉及公式：①)(21)(210220cchaHhhaHA②cos)(sincos)cos()sin(000chaHcABAD③D2)(sectantan⑵计算主动土压力①caEEE②)sin()cos()tan(00BAE③)sin(coscos)(cchaHcE④)cos(axEE⑤)sin(ayEE⑶确定土压力作用点①3HZx②tanxyZBZ⑷稳定性验算①抗滑稳定性验算xycEfEGK)(②抗倾覆稳定性验算xxyyGZEZEZGK0③基地应力与偏心距验算)sin(cos0EWNNZEZEWZZxxYyWNNZBe20BeBN6112综上，挡土墙尺寸：墙顶宽mb625.11，墙底宽mB55.3，墙趾加宽台阶高0.4m，宽0.3m.A沥青路面设计1计算设计使用期末一个车道的累计当量轴次及设计弯沉。1）轴载分析：路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载当以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力时轴载换算结果汇总表车型KNPi1C2C1/日次in)/(/135.4121日次PPnCCi三菱T653B前轴29.316.440012.3后轴481140016.4黄河JN163前轴58.616.4300187.8后轴11411300530.5江淮HF150前轴45.116,4500100.2后轴101．511500533.5解放SP9200前轴31.316.430012.3后轴7831300305.4湘江后轴73.221500257.4东风EQ155前轴26.516.44007.9后轴56.72.2140074.6累计2038.3各级轴载换算采用kiiippnCCN135.421计算（小于25的轴载不计），计算结果如上表所示。二级公路沥青路面的设计年限为15年，双车道的车道系数0.65则设计使用期累计当量轴次为：次1536474965.03.20381.036511.0136511151NNte2）确定设计弯沉二级公路，取1.1cA，面层为沥青混凝土，取0.1sA，半刚性基层、底基层总厚度大于20cm,取0.1bA。设计弯沉：mmAAANLbsced01.011.240.10.11.1153647496006002.02.02确定土基的回弹模量当土基处于中湿状态时，它的稠度介于0.95-1.1之间，而唐山则处于Ⅱ4区，根据二级自然区划各土组土基回弹模量参考值表，通过查表可知其相应的土基回弹模量值E=37.253拟定结构层类型及厚度1）拟定结构层计算得设计年限内一个行车道上得累计标准轴次约为1500万次，根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层上层采用中粒式密级配沥青混凝土（4cm），下层采用粗粒式密级配沥青混凝土(6cm)，基层采用水泥碎石（20cm）,底基层采用石灰土（厚度待定）2）各层材料设计参数当验算半刚性基层层底拉应力时：①各级轴载（轴载小于50KN的不计）计算结果如下表所示：轴载换算结果表车型KNPi1C2C1/日次in)/(/18121日次PPnCCi黄河JN163前轴58.6118.530077.2后轴11411300855.8江淮HF150后轴101.511500563.2解放SP9200后轴7831300123.3湘江HQP40后轴73.22150082.4东风EQ155后轴56.73140012.8累计1714.7②累计当量轴次次1292544565.07.17141.036511.0136511151NNte③计算各层材料的容许层底拉应力sspRK/中粒式密级配沥青混凝土：12.31.1/153647490.109.0/09.022.022.0ceasANAKMPa321.012.3/0.1/sspRK粗粒式密级配沥青混凝土：MPa43.31.1/153647491.109.0/09.022.022.0ceasANAKMPa233.043.3/8.0/sspRK水泥碎石：MPa93.11.1/1292544535.0/35.011.011.0cesANKMPa2591.093.1/5.0/sspRK石灰土：MPa48.21.1/1292544545.0/45.011.011.0cesANKMPa0907.048.2/225.0/sspRK3）设计资料总结设计弯沉值为24.11（0.01mm）,相关设计资料汇总如表设计资料汇总表材料名称厚度（cm）15℃模量（MPa）20℃模量（MPa）劈裂强度/(MPa)容许拉应力(MPa)中粒式沥青混凝土4120012001.00.321粗粒式沥青混凝土6140010000.80.2332水泥碎石20150015000.50.2591石灰土？5505500.2250.0907土基—37.2537.25—4确定路面厚度，并进行各项验算⑴查图法计算石灰层厚度①由上述计算可知，设计弯沉Ld=24.11(0.01mm)令Ls=Ld,求综合弯沉系数F.则36.0038.0)()2000(63.1PELFS=36.038.07.025.3765.10200011.2463.1=0.5176②计算实际弯沉系数sa94.165.107.02000120011.2420001pElss③计算理论弯沉系数La748.35176.094.1FSCL④查三层体系表面弯沉系数诺谟图对于细粒式密级配沥青混凝土因为38.065.104h83.01200100012EE037.0100025.3720EE由h、21EE查图得6.6由h、02EE查图得14.11K由h、02EE和5.014.16.6748.312KKL,查图得7.5H⑤由上式---计算中层厚度H=5.7×10.65=60.71cm⑥计算石灰土层厚度由公式4.22132EEhhHknkk得4.244.210005501000150020671.60h则解得cmh88.394则取cmh404⑵验算沥青混凝土各面层及半刚性基层、底基层的层底弯拉应力1）沥青面层层底拉应力验算（此时取15C抗压模量）①中粒式密级配沥青混凝土表层验算cmh4由9.0111iknikkEEhH即cmH6.41140055040140015002069.09.0由38.065.104h、91.365.106.41H、03.0140025.3720EE和8.01800140012EE查图图中没有所查的相应数据，即、1m、2m均小于零，因此可知层底不产生拉应力，产生压应力，即满足要求。②粗粒式密级配沥青混凝土表层验算则ikikkEEhh1426.106140018004412.33150055040209.09.0111iknikkEEhH由96.065.1026.10h、12.365.1012.33H、025.0150025.3720EE和07.11400150012EE查图图中没有所查的相应数据，即s、1m、2m均小于零，因此可知层底不产生拉应力，产生压应力，即满足要求。2）水泥碎石基层层底拉应力验算则ikikkEEhh14cm08.302015001400615001800444cmH40由82.265.1008.30h、76.365.1040H、07.055025.3720EE和37.0150055012EE查图得0.18、24.11m,72.02m，又有0.7p=则MPaMPannpR2591.01125.072.024.118.07.021即满足要求。3）石灰土基层层底拉应力验算则ikikkEEhh1408.302015001400615001800444cmH40由82.265.1008.30h、76.365.1040H、07.055025.3720EE和37.0150055012EE查图得25.0、07.11m,41.02m，又有0.7p=则MPaMPannpR0907.0077.041.007.125.07.021即满足要求。图示在最后。⑶季节性冰冻地区沥青混凝土路面防冻厚度验算因为该地区土基干湿类型为中湿土基，且设计任务书中要求“道路冻深”在40～45，而设计的远大于最大冻深45，所以路面防冻厚满足要求。B路基稳定分析1确定路面荷载汽车荷载当量厚度mBLNGh39.012131855020路面结构荷载mh72.01181211268.18.940121.28.92011237.28.961128.936.2441.07.0-72.039.0总h2路基稳定性验算1)按4.5H法确定滑动圆心辅助线。在此取45，由粘土边坡表可查的281，372。其中tanf302）绘出三条不同位置的滑动曲线：一条通过路基心中线；一条通过路基的右边缘；一条通过距右边缘1/4路基宽处。其稳定系数分别为1、2、33）用AutoCAD作图。4）用CAD算面积及角度。并分别做边坡稳定分析表，如下圆弧法边坡稳定性分析（中间处）分段isini°icos2/m