路基路面工程课程设计

福建农林大学交通学院课程设计课程名称路基路面工程设计题目A、重力式挡土墙设计B、沥青混凝土路面设计姓名专业年级学号指导教师郑小燕成绩日期福建农林大学交通学院目录《路基路面工程》课程设计教学大纲........................2《路基路面工程》课程设计任务书..........................3《路基路面工程》课程设计指导书..........................5《路基路面工程》课程设计计算书..........................61.重力式挡土墙设计......................................6主动土压力计算......................................8抗滑动稳定性验算...................................10抗倾覆稳定性验算...................................10基底应力与偏心距验算...............................102.沥青混凝土路面设计...................................12初拟各结构层厚度...................................13路基厚度验算结果...................................143.参考书目.............................................15路基路面工程课程设计教学大纲1．课程设计名称：路基路面工程课程设计2．总周数：1周学分：1.0学分3．目的及任务、要求⑴目的课程的教学目的是通过课程设计，使学生将所学的专业基础和专业课（土质学与土力学、道路勘测设计、道路建筑材料、路基路面工程）知识在课程设计过程中有机的联系在一起，熟悉相关的设计规范和施工规范；使学生熟练掌握路面及路基挡土墙的选型、受力分析与计算，以及结构验算的全过程；巩固和加深所学的专业知识，掌握实际工程结构设计的全过程。⑵任务重力式挡土墙设计、沥青混凝土路面结构设计⑶要求①深入领会挡土墙设计的基本理论，掌握挡土墙基本的设计思路；②熟练掌握其设计方法和设计的基本程序；③通过挡土墙的结构验算，进一步掌握调整挡土墙稳定性的措施和方法；④对比了解其他类型挡土墙的设计方法，明确设计的差异；⑤深入领会路面设计的基本理论，掌握基本设计思路；⑥熟练掌握其设计方法和设计的基本程序；⑦能运用有关的资料综合解决沥青混凝土路面结构设计中的实际问题；⑧学会使用相关的规范，取用数据应有充分的根据；⑨独立完成设计任务，设计计算条理清楚，计算正确（手算或编程求解均可）；⑩设计计算书的编制应结构完整、思路清析，按任务书的要求逐项完成。4．成绩评定设计资料的完整性25%设计文件质量75%封面目录挡土墙结构验算沥青混凝土路面结构设计挡土墙结构图路面结构图挡土墙结构尺寸拟定挡土墙结构验算沥青混凝土路面结构设计沥青混凝土路面结构验算挡土墙结构图路面结构图555555178151515《路基路面工程》课程设计任务书⒈课程设计任务①重力式挡土墙设计②沥青混凝土路面设计⒉课程设计内容（1）重力式挡墙设计1）设计资料双向四车道高速公路某横断面，为了收缩边坡，增强路基的稳定性，拟设一段仰斜式路提挡土墙，拟采用浆砌片石仰斜式路提墙，墙高H米，顶宽1.2米，填土坡度采用1:1.5,墙背仰斜,坡度为1:0.25，基底摩擦系f=0.5，地基容许承载力400KPa，墙身分段长度为10m。设计荷载公路－I级。填土性质见表1。墙身材料采用7.5号砂浆,25号片石,砌体容重为23kN/m3；按规范：砌体容许压应力为600KPa,容许剪应力为100KPa,容许拉应力为＝60KPa。表1挡墙设计资料提交设计计算书（包含土压力计算、设计挡土墙截面尺寸、挡土墙强度与稳定性验算等）。绘制与设计挡土墙一致的挡土墙设计图一张，含挡土墙横断面、立面布置、锥坡布置、单位长度工程量清单等（至少一张A3图纸）。挡土墙设计资料根据学生班级及学号尾数按照表1采用，若学号尾数超过34，则35号选用1号的资料，36号选用2号的资料，依此类推。（学生也可自拟，但原则上要求自拟数值不和其他同学相似）。（2）沥青混凝土路面设计（双向4车道高速公路）①路面结构设计图（一张A3图纸）②沥青混凝土路面结构组合设计计算书③交通量根据学生班级及学号尾数按照表2采用填土性质填土为砂性土，内摩擦角φ=34°，墙背与填土间的摩擦角17°,容重为γ=18kN/m3。学生学号48墙高H=8.8m填土高a=4m表2沥青混凝土路面设计交通量与土基资料注：上表为双车道双向交通量调查结果，学生采用相应的交通量与路基资料。表3沥青混凝土路面设计轴载换算系数⒊设计要求⑴要求综合应用有关基础课、技术基础课及专业课所学的知识，依照部颁有关设计规范，独立完成本设计中的各项设计任务。⑵掌握路面设计参数的选用及计算。⑶说明设计原则，考虑设计问题的条件与原因，说明材料规格、施工技术、施工方法、程序、要求、质量控制标准等。设计图表中要有说明。⑷要求能独立的、认真的完成设计的内容，设计思想正确、合理，图纸清晰、正确，设计计算无误，文理通顺，字迹端正。⑸设计文件要求设计部分：设计计算与说明书，内容包括：目录、设计内容简介、指导书、设计计算书等。提交设计要求的相关图纸。所提交的设计文件，应充分考虑施工的可行性，并注重经济性，选择最佳的设计方案。必要时可进行论证。学号48交通量（辆/昼夜）路基中湿，E＝35MPa路基干燥，E＝50MPa黄河JN1503100太脱拉1381720交通SH141600上海SH1301500交通量年平均增长率（%）10.2车型前轴（单轮）后轴总换算系数前轴重（KG）轴数系数轮组系数换算系数后轴重（KG）轴数系数轮组系数换算系数黄河JN15049.016.40.287101.6111.0711.358交通SH14125.616.40.01755.1110.0750.092太脱拉13851.416.40.3542*802.210.8331.187上海SH13016.5///23.0////《路基路面工程》课程设计指导书（一）重力式挡土墙课程设计的步骤与方法：1.研读挡土墙设计算例及路面结构设计与计算的有关例题；2.认真分析设计任务书所提供的设计依据；3.进行挡土墙设计计算；4.进行车辆荷载换算；5.利用所学知识中的相应公式，计算主动土压力，求出土压力的大小、方向及作用点；6.设计挡土墙截面先拟定墙身尺寸，然后进行：1)抗滑稳定性验算；2)抗倾覆稳定性验算；3)基底应力验算；4)截面应力验算；7.挡土墙截面尺寸的调整与选取8.画出选用的挡土墙横断面图，整理计算书等有关设计文件。（二）沥青混凝土路面课程设计的步骤与方法：1.计算标准轴载的作用次数；2.确定道路的交通分级，选定设计年限及车道系数；3.计算使用年限内累计当量轴次；4.确定容许回弹弯沉值LR；5.确定各路段干湿类型和路基与各层的回弹模量值；6.进行路面结构组合设计；7.按三层体系理论计算路面厚度，确定采用方案，并验算防冻厚度。8.绘制路面结构图。《路基路面工程》课程设计计算书1.课程设计：重力式挡土墙设计一、计算资料双向四车道高速公路设计速度120km/h，路基宽度25m，增强路基的稳定性，拟设一段仰斜式路堤挡土墙，进行稳定性验算。一、计算资料1.墙身构造：拟采用浆砌片石重力式路堤墙，见下图。墙高H=8.8m，填土高a=4m，填土边坡1：1.5（4133），墙背仰斜，倾角0214（1:0.25），墙身分段长度10m，初拟墙顶宽b1=5m，墙底宽B=6.16m。2．车辆荷载：I级荷载3．填料：砂性土，容重γ=18kN/m3，计算内摩擦角φ=34°，填料与墙背的摩擦角174．地基情况：中密砺石土，地基容许承载力f=400KPa，，基底摩擦系数5.0u。5．墙身材料：7.5号砂浆，25号浆砌片石，砌体容重3/23mKNa，容许压应力[a]aKP600，容许剪应力[]aKP100，容许拉应力[]为＝60KPa。二、计算公式采用路堤墙，破裂面交于荷载内的主动土压力计算公式,))((Atgtgctgtgtg)2)(()22()(2000haHaHtghaHHdbhabA1221KKHE，)cos(EEx，)sin(EEy)()sin()cos(tgtgK，230112)21(21HhhHhHaK21321,,hhHhtgtgdhtgtgatgbhtgZBZKHHhhhhHaHZyxy,3)23()(31233021三、计算与验算1．车辆荷载换算当m2时，aKPq0.20；当mH10时，aKPq10由直线内插法得：H=8.8m时，aKPq5.111010202108.810换算均布土层厚度：mrqh639.0185.1102．主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部）（1）破裂角由17340214，，b=6md=0.75ma=4mH=8.8m得：　　583617021434402.0198.180390.72639.0248.8)(48.8()0214(639.02428.88.875.06639.02642222000））（）（）（）（tghaHaHtghaHHdbhabA854.0607.1753.0402.0753.0)(753.0483.1(753.0402.05836)(583634(5836)((）））tgtgctgtgAtgtgctgtgtg3040验核破裂面位置：路堤破裂面距路基内侧水平距离：()(8.84)0.8458.80.2562.731HatgHtgbm荷载外边缘距路基内侧水平距离：7.5+0.75=8.25因为：2.731m〈8.25m，所以破裂面交于荷载内，假设成立（2）主动土压力系数K和1278.40214854.0854.0461tgtgtgatgbh242.10214854.075.02tgtgtgdh3128.84.2781.2423.280hHhh165.00214854.0()58363040sin()343040cos(()sin()cos(））tgtgtgK742.1054.0688.01)8.8(280.3639.02)6.17278.41(8.8812)21(21223011HhhHhHaK（3）求主动土压力a及土压力的作用点KNKKa327.200742.1165.08.8182121212KNEax059.200)170214cos(327.200)cos(KNEay368.10)170214sin(327.200)sin(mKHHhhhhHaHZy095.3162.0933.2742.18.83)8.82280.33(280.3639.0)278.48.8(438.83)23()(3221233021mtgtgZBZyx934.6)0214(095.316.63．稳定性验算一般情况下，挡土墙的抗倾覆稳定性较容易满足，墙身断面尺寸主要由抗滑稳定性和基底承载力来控制，故选择基底倾斜80（1）计算墙身重G及力臂（取墙