路基路面课程设计.

西华大学交通与汽车工程学院《路基路面工程》课程设计第1页共24页摘要本设计为南京新建的一条公路,.其中某段经调查地基为粉质中液限粘土，地下水位1.2m，路基填土高度0.8m。当地沿河可开采砂砾、碎石并有石灰、水泥、沥青和粉煤灰供应。路基设计中主要以矮路堤形式进行设计,路堤平均高度为2.5m。主要进行了路基横断面设计、道路横断面排水设计、路基稳定性验算和路面结构厚度设计关键词矮路堤、排水、施工、沥青路面西华大学交通与汽车工程学院《路基路面工程》课程设计第2页共24页目录摘要................................................................................................................................................1目录.............................................................................................................................................21路基设计.......................................................................................................................................41.1路基横断面设计...........................................................................41.1.1轴载换算.....................................................................................41.1.2计算设计年限内一个车道上累计当量轴次..........................................................61.1.3设计弯沉值..............................................................................................................61.1.4确定自然区划和路基干湿类型..............................................................................71.1.5土基回弹模量..........................................................................................................81.2道路横断面排水设计...................................................................81.2.1确定边沟布置、断面形式及尺寸.........................................................................91.2.2确定截水沟布置、断面形式和尺寸.....................................................................91.2.3其他排水设施.......................................................................................................111.3路基稳定性验算..........................................................................121.3.1设计参数................................................................................................................121.3.2稳定性验算............................................................................................................121.4拟定可能的路面结构组合与厚度方案...................................................................142路面材料配合比设计和设计参数的确定2.1材料的确定......................................152.2路面材料抗压回弹模量的确定..................................................162.2.1沥青材料抗压回弹模量的确定............................................................................162.2.2半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定............................................................162.3材料劈裂强度的测定..................................................................17西华大学交通与汽车工程学院《路基路面工程》课程设计第3页共24页3验算拟定方案..................................................................................................................173.1计算各方案的弯沉值..................................................................173.2抗拉强度结构系数Ks及容许拉应力σR计...........................183.3设计方案验算..............................................................................18西华大学交通与汽车工程学院《路基路面工程》课程设计第4页共24页1路基设计路基根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工方案进行设计，既有足够的强度和稳定性，又要经济合理。影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必须采取拦截或排出路基以外的措施，并结合路面排水，综合排水设计，形成完整的排水系统。修筑路基取土和弃土时，应符合环保要求，以适当处理，减少弃土侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。本路基设计主要依据《公路路基设计规范》(JTGD30—2004)、《公路工程技术标准》(JTJB01—2003)、《公路自然区划标准》及《土的工程分类》(GBT_50145-2007)和《路基路面工程》教材进行设计。1.1路基横断面设计1.1.1轴载换算轴载换算以弯沉值和沥青层的层底拉力和半刚性材料的层底拉力为设计标准（1）.当轴载换算以弯沉值和沥青层的沉底拉力为设计指标时，35.4211PPnCCiiKiN式中：N—标准轴载的当量轴次（次/日）ni—各种被换算车辆的作用次（次/日）P—标准轴载（kN）Pi—各种被换算车型的轴载（kN）C1—轴数系数C2—论组系数，双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，此时轴系数为1，当轴间距小于3m时，双轴或多轴按C1=1+1.2（m-1）计算，m为轴数。西华大学交通与汽车工程学院《路基路面工程》课程设计第5页共24页前轴后轴N1=49.184+651.604=700.788（2）当进行以半刚性层底拉应力为设计指标8'21'1PPnCCiiKiNC1—轴数系数C2—轮组系数，双轮组为1.0，单轮组18.5，四轮组0.09对于轴间距小于3m的双轴或多轴的轴数系数按)1(11mC计算，m为轴数前轴后轴西华大学交通与汽车工程学院《路基路面工程》课程设计第6页共24页N2=9.577+2440.664=2450.2411.1.11.1.2计算设计年限内一个车道上累计当量轴次Ne=N1×5798.48=4.06×106Ne’=N2×5798.48=1.4×107换算方法沥青层的层底拉力验算时半刚性材料的层底拉力验算时累计交通轴次4.06×1061.4×107可知，为重交通等级。1.1.21.1.3设计弯沉值我国《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）规定路面设计弯沉值ld由下式确定:ld=600Ne-0.2AsAB式中：ld——设计弯沉值（0.01mm）NE——设计年限内一个累积当量标准轴载通行次数AC——公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三四级公路为1.2AS——面层类型系数。沥青混泥土面层为1.0，热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1西华大学交通与汽车工程学院《路基路面工程》课程设计第7页共24页AB——路面结构类型系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6.若基层由半刚性材料层与组合而成，则AB介于两者之间通过线性内插决定。所以设计弯沉值：ld=600*（1.4×107）-0.2*1.0*1.1*1=22.33由设计任务书所给条件，路基横断面可采用路堤、路堑和半填半挖三种形式，以及公路曲线的超高、加宽时的路基横断面。本设计主要才用矮路堤形式，按照标准横断面形式进行设计。1.1.31.1.4确定自然区划和路基干湿类型由《公路自然区划标准》可知：南京大部分位于Ⅳ1a华东地区河北河南山东一带。属于温带季风气候/亚热带季风气候,年降水量900-1000mm，属于东南湿热区。路基土质厚深疏松，气候雨热同期。由《公路自然区划标准》得公路二级区划的特征和指标：表1.1二级区划的特征和指标二级区名(包括副区)水热状态潮湿系数(K)年降水量(mm)雨型最高月K值最大月雨期长度最高月平均地温(℃)Ⅳ1a东南湿热区0.5~1.0900~1000梅雨伏旱1.0~2.03.0~3.523.0~33.5由表1.1可知Ⅳ1a东南湿热区的潮湿系数K值较低。由《路基路面工程》可得路基临界高度：表1.2路基临界高度参考值粘性土地下水H1H2H3Ⅳ1a1.7~1.91.2~1.30.8~0.9该公路为高速公路双向四车道,要求标准较高,故取路基干湿类型为干燥,则土组路槽底至水位临界高度自然区划西华大学交通与汽车工程学院《路基路面工程》课程设计第8页共24页由表1.2可得路基最小高度H0.8m。1.1.41.1.5土基回弹模量由当地经验或路基临界高度判断各路段的干湿类型，由下表可论证各路段路基土的平均稠度WC的值可知：WC=1.1由二级自然区划各土组土基回弹模量参考值可得:土基回弹模量=37.51.2道路横断面排水设计公路位于Ⅳ1a华东地区东南湿热区，主要自然病害以冻胀与翻浆为主，其次崩塌、土流。自然条件对公路工程的影响主要表现在冻土多，公路的不利季节西华大学交通与汽车工程学院《路基路面工程》课程设计第9页共24页为7、8月，公路由宽广的平原地通过条件不太困难。1.2.1确定边沟布置、断面形式及尺寸边沟的排水量不大，一般不需进行水文和水力计算。依据沿线情况，选用标准横断面形式。边沟的纵坡一般与