路基路面工程课程设计说明书

汽车与交通学院课程设计说明书课程名称:路基路面工程课程设计课程代码:题目:年级/专业/班:学生姓名:学号:开始时间:年5月16日完成时间:年5月27日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量（45）总分（100）指导教师签名：年月日目录金堂大道路面设计-1-摘要....................................................................................................................................-2-1.基本设计资料分析...............................................................................................................-3-2.沥青路面设计.......................................................................................................................-4-2.1轴载分析.........................................................................................................................-4-2.2沥青路面结构.................................................................................................................-8-2.3各层材料的抗压模量和劈裂强度.................................................................................-8-2.4设计指标的确定.............................................................................................................-8-2.5路面结构层厚度的计算...............................................................................................-10-2.6沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算.......................................-11-3.水泥混凝土路面设计.........................................................................................................-14-3.1轴载分析.......................................................................................................................-14-3.2初拟路面结构...............................................................................................................-16-3.3路面材料确定...............................................................................................................-16-3.4载荷疲劳应力...............................................................................................................-17-3.5温度应力计算...............................................................................................................-18-3.6防冻厚度检验和接缝设计...........................................................................................-21-4.沥青和水泥路面设计示意图.............................................................................................-22-结论....................................................................................................................................-23-致谢....................................................................................................................................-24-参考文献................................................................................................................................-25-金堂大道路面设计-2-摘要本设计首先对所给资料进行交通分析，并利用轴载换算公式分别计算出沥青和水泥路面的累计当量轴次，然后根据所选材料的性能以及查阅规范先对沥青路面的设计弯沉值以及容许弯拉应力进行求解，并进一步得出沥青层的厚度并算出实际弯沉值与实际弯拉应力从而与规范所定值相比较，从而判定设计是否符合要求。最后，验算冰冻层厚度。收费站采用水泥路面设计，设计步骤同上，最终需要验算综合疲劳应力和最大综合应力是否小于混凝土弯拉应力。关键词：沥青路面混泥土路面设计金堂大道路面设计-3-1.基本设计资料分析道路按一级公路进行设计，年交通量增长率按6.5%，车道系数η=0.5，公路自然区划II2区，路面宽度为B=24.5m，行车道为四车道2×7.5m，路基处于中湿路段，采用水泥混凝土路面和沥青混凝土路面两种设计方案。路基土为粉质中液限土，潮湿路段E0=19Mpa，中湿路段E0=29Mpa，干燥路段E0=30Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应。表1-1：交通组成及交通量表车型名称日交通量奔驰LPK709354五十铃NPR595G538切贝尔D350533太脱拉138S390长征CZ361693延安SX161508会客HK6670308贵州GZ661A624宇通ZK6820G518解放SP9134B189湘江HQP4078从设计资料可以看得出，本设计路段的交通体，车型多样，且交通量各有不同。路面设计时需要将车辆作用在路面上的车轮荷载换算为标准的当量轴次，从而计算出沥青路面和水泥路面设计时的累计当量轴次，进而判断出此路段处于何种交通状态，以便进一步进行合理的厚度设计，使路面的设计弯沉值、弯拉应力等指标符合规范要求。本次设计资料设计路段为一级公路，年交通量增长率按6.5%，II2东北中部山前平原中冻区。金堂大道路面设计-4-2.沥青路面设计2.1轴载分析我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表2确定。表2-1：标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮当量圆直径d（mm）21.30轮胎接地压强P（Mpa）0.70两轮中心距（cm）1．5d﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，各级轴载（包括车轮的前、后轴）𝑃𝑖的作用次数𝑛𝑖应按下式换算成标准轴载作用次数。𝑁𝑠=∑𝐶1∗𝐶2∗𝑛𝑖𝐾𝑖=1∗(𝑃𝑖𝑃)4.35式中：𝑁𝑠—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；𝑛𝑖—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；P—标准轴载（kN）；iP—各种被换算车型的轴载（kN）；C2—轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38；C1—轴数系数。K—被换算车型的轴载级别。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，按双轴或多轴进行计算按下面公式计算：111.21Cm式中：m—轴数。表2-2：轴载换算结果车型iP（kN）1C2Cin（次/𝐶1𝐶2𝑛𝑖(𝑃𝑖𝑃)4.35金堂大道路面设计-5-日）奔驰LPK709前轴22.00113540.49后轴44.00113549.95五十铃NPR595G前轴23.50115380.99后轴44.001153815.13切贝尔D350前轴24.00114330.87后轴48.001143317.78太脱拉138S前轴45.401139012.57后轴2×90.002.2139011064.27长征CZ361前轴47.601169327.44后轴2×90.702.2169320334.25延安SX161前轴54.641150836.65后轴2×91.252.2150815303.12会客HK6670前轴19.00113080.22后轴39.00113085.12贵州GZ661A前轴41.401162413.46后轴45.201162419.73宇通ZK6820G前轴30.00115182.75后轴55.001151838.45解放SP9134B前轴24.80111890.44后轴72.601118946.94湘江HQP40前轴23.1011780.13后轴73.20117820.08∑𝑁𝑠46970.82则其设计年限内一个车道上的累计量轴次𝑁𝑒：𝑁𝑒=[(1+𝛾)𝑡−1]∗365𝛾∗𝑁1∗η式中𝑁𝑒—设计年限内一个车道的累计当量次数；t—设计年限，由材料知，沥青材料为t=15年；金堂大道路面设计-6-𝑁1—设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；𝛾—设计年限内的交通量平均增长率，由材料知γ=0.065—车道系数，由材料知=0.5。则：𝑁𝑒=[(1+𝛾)𝑡−1]∗365𝛾∗𝑁1∗η=[(1+0.065)15−1]∗3650.065∗46970.82∗0.5=2.07∗108次利用公路路面设计程序系统可对上述计算的一个车道上的累计量轴次𝑁𝑒进行验算，实际计算和软件计算一致，检验通过。﹙2﹚以半刚性材料层的层底拉应力为指标的轴载换算方法为：各级轴载（包括车轮的前、后轴）𝑃𝑖的作用次数𝑛𝑖应按下式换算成标准轴载作用次数。𝑁𝑠，=∑𝐶1,𝐶2,𝑛𝑖(𝑃𝑖𝑃)8𝑘𝑖=1式中：𝑁𝑠，—以弯拉应力为指标的标准轴载的当量轴次（次/日）；𝑛𝑖—被换算车型的各级轴载换算次数（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,—轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算此时轴数为m=1；当轴间距离小于3m时，按双轴或