路基路面课程设计

1路基路面工程课程设计指导教师：付小红专业班级：土木工程1204姓名学号：戴春华123008010404二Ｏ一五年六月成绩评定2目录课程设计任务书…………………………（2）重力式挡土墙设计说明书…………………………（6）沥青路面结构设计说明书…………………………（12）水泥混泥土路面结构设计说明书…………………………（18）3《路基路面工程》课程设计任务书2014～2015学年第二学期一、课程设计题目路基支挡工程及路面结构工程设计二、课程设计内容1．重力式挡土墙设计某二级公路重力式路肩墙设计资料如下：（1）墙身构造：墙高5m，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m，其余初始拟采用尺寸如图1示；（2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa，基地摩擦系数f=0.5；（3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m3，砌体容许压应力[σ]＝500kPa，容许剪应力[τ]＝80kPa。11H＝5.0h=0.190h10.2：11：0.251：0.25H=4.81b=0.98xy0图1初始拟采用挡土墙尺寸图说明：（1）可以参考教材181页例题来做，但是例题当中有些错误，需要改正后正确地计算出来；（2）如需要第一次重新拟定b1，则按下列原则拟定：按学号最后一位数重新拟定，如学号最后一位数为1的，就取b1=1.01；如学号最后一位数为2的，就取b1=1.02；如学号最后一位数为3的，就取b1=1.03；如学号最后一位数为4的，就取b1=1.04；如学号最后一位数为5的，就取b1=1.05；4如学号最后一位数为6的，就取b1=1.06；如学号最后一位数为7的，就取b1=1.07；如学号最后一位数为8的，就取b1=1.08；如学号最后一位数为9的，就取b1=1.09；如学号最后一位数为0的，就取b1=1.10；（3）如需要第二次重新拟定b1，则按下列原则拟定：按学号最后一位数重新拟定，如学号最后一位数为1的，就取b1=1.11；如学号最后一位数为2的，就取b1=1.12；如学号最后一位数为3的，就取b1=1.13；如学号最后一位数为4的，就取b1=1.14；如学号最后一位数为5的，就取b1=1.15；如学号最后一位数为6的，就取b1=1.16；如学号最后一位数为7的，就取b1=1.17；如学号最后一位数为8的，就取b1=1.18；如学号最后一位数为9的，就取b1=1.19；如学号最后一位数为0的，就取b1=1.20；（4）依此类推。2．沥青路面结构设计东南某地（Ⅳ4）拟建全长40km(K0+000～K40+000)，双向6车道的一级公路，采用沥青类路面。经调查交通量为4500辆/日，交通组成如表1所示，交通量年平均增长率γ=4.2%。沿线有大量碎石集料，并有水泥、石灰和粉煤灰等供应。路基土质为粘性土，干湿状态为中湿，道路冻深为100cm。拟定两套路面结构方案，确定材料参数，应用软件计算或验算路面结构层厚度。表1交通组成车型Pi/KN交通组成黄河JN150前轴49.020%后轴101.6解放CA10B前轴19.420%后轴60.85东风EQ140前轴23.725%后轴69.20太脱拉138前轴51.45%后轴2*80小汽车-30%(每人用交通量加本人学号最后两位进行计算)53．水泥混凝土路面结构设计Ⅴ3区某地拟建二级公路，路面宽度9m，拟修建水泥混凝土路面。路基平均填土高度为1.2m，土质为中液限粘土，平均地下水位为0.8m，平均冻深1.2m。沿河可开采砂砾，碎石，并有石灰、水泥、沥青、粉煤灰供应。据预测该路竣工初年的交通组成如表2所示。使用年限内交通量的年平均增长率为4％，试进行该路面结构设计，要求手工进行计算。表2交通组成车型黄河JN150解放CA10B太脱拉138东风EQ-140辆/d350100075500(每人用交通量加本人学号最后两位进行计算)三、进度安排时间进度安排指导教师指导地点第17周周一收集资料，明确任务，绘制横断面图；确定挡土墙类型、基本尺寸；方案比较，完成土压力计算。付小红S4-611周二进行挡土墙稳定性验算；调整数据直至符合设计要求。周三分析资料，确定沥青路面设计各项参数；使用路面设计软件进行计算、验算。周四分析资料，确定水泥路面设计各项参数；确定设计方案，验算方案是否满足设计要求。周五检查整理设计成果，写编制说明，填写封面，上交成果。四、基本要求1．设计说明书内容与要求（1）重力式挡土墙设计说明书（2）沥青路面结构设计说明书（3）水泥混凝土路面结构设计说明书。注意：设计说明书的原理清楚，说明简要、公式运用准确、设计步骤清晰、流畅，书写工整，图文并茂。2．图纸内容与要求（1）绘制挡土墙的典型断面如图；（2）绘制挡土墙的立面布置图；（3）绘制挡土墙的平面布置图；（4）绘制沥青路面结构图；（5）绘制水泥混凝土路面结构图。3．装订顺序（1）封面；（2）目录；（3）课程设计任务书；（4）重力式挡土墙设计说明书；（5）沥青路面结构设计说明书；（6）水泥混泥土路面结构设计说明书；（7）设计图纸。6重力式挡土墙设计说明书某二级公路重力式路肩墙设计资料如下：（1）墙身构造：墙高5m，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m，其余初始拟采用尺寸如图4－41示；（2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa，基地摩擦系数f=0.5；（3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m3，砌体容许压应力[σ]＝500kPa，容许剪应力[τ]＝80kPa。11H＝5.0h=0.190h10.2：11：0.251：0.25H=4.81b=0.98xy0图4－41初始拟采用挡土墙尺寸图破裂棱体位置确定：（1）破裂角（）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：14021730353828＝＝＝90因为00000111()(22)tan0(00)(2)tan222BabbdhHHahhHHh01(2)tan2HHh700011(2)()(2)22AaHhaHHHh根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：00BtgtgctgtgtgAtgctgtgtgtg382835382838281402tgctgtgtgtg0.79451.4280.79450.79450.250.729136544（2）验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度：050.72910.252.4LHtgtgm车辆荷载分布宽度：121.81.30.63.5LNbNmdm所以0LL，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。荷载当量土柱高度计算：墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q＝16.25kN/m2，016.250.918qhm＝土压力计算011205.0205.01722AaHaH0＝h0.9011122tan5.0502tan1424.25222BabbdHHa00＝hh＝0+0-0.9根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式：a003654435tan18170.72914.2549.25sinsin365443828EABKNcoscosXa49.25142173049.14EEKNcoscosyasin49.25sin14217302.97EEKN8土压力作用点位置计算：51.36H10K＝1+2h1+20.9Y101/3/35/30.9/31.361.89ZHhKmY1Z－土压力作用点到墙踵的垂直距离土压力对墙趾力臂计算基地倾斜，土压力对墙趾力臂：Y111.890.191.7YZZhm10.981.70.251.41XYZbZtgm稳定性验算（1）墙体重量及其作用点位置计算：挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形：1110.984.484.71VbHm114.712094.28GVKN＝G11111.09ZHtgbm/221110.50.980.190.093Vbhm/22211.86GVKNG20.6510.6510.980.64Zbm（2）抗滑稳定性验算：00.21111836倾斜基地：（＝），验算公式：Q1yx0Q2P0Q1y0Q1xQ2P1.1tantan1.1tan0GEEEGEEE1.196.141.42.9749.140.19800.51.196.141.42.970.1981.449.140105.751.42.979.730.5105.754.160.19868.8014.730所以抗滑稳定性满足。（3）抗倾覆稳定性验算：GQ1yxxyQ1pp0.80GZEZEZEZ0.894.281.091.860.641.42.971.4149.141.7027.009所以倾覆稳定性不足，应采取改进措施以增强抗倾覆稳定性。重新拟定b1＝1.04斜基地，土压力对墙址力臂：1.7YZm1-1.041.70.251.465XYZbZtgm1111.044.815.0VbHm15.020100.0KNGG1110.50.54.8114021.041.12ZHtgbtgm2110.50.51.040.190.0988VbHm20.0988201.976GKNG210.6510.68ZbmGQ1yxxyQ1pp0.80GZEZEZEZ0.81001.121.9760.681.42.971.46549.141.70200所以倾覆稳定性不足，应采取改进措施以增强抗倾覆稳定性。重新拟定b1＝1.24m倾斜基地，土压力对墙址力臂：1.7YZm1-1.241.70.251.665XYZbZtgm1111.244.815.96VbHm16.060620121.21KNGG1110.50.54.8114021.261.22ZHtgbtgm2110.50.51.240.190.1178VbHm20.1178202.356GKNG210.6510.80724ZbmGQ1yxxyQ1pp0.80GZEZEZEZ0.8121.211.222.3560.807241.42.971.66549.141.709.790所以倾覆稳定性满足。基地应力和合力偏心矩验算1）合力偏心矩计算10EG1Q10Q101.41.2cossinGyxMMMeNGEWE上式中弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。G1G11.230.550.682BZZmG2G20.820.550.272BZZmXX0tan1.6650.550.1981.7742BZZm