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路基工程课程设计题目：设上海地区新建一条高速公路，双向四车道，初定路基上口宽度在28米左右，路基横坡为1.5%。地下水位在地表下0.5米，地质条件和各土层参数如下表所示。路基顶面以上荷载考虑路面结构的恒载和运营车辆的活载。路面结构为20cm砾石砂垫层、40cm二灰碎石基层、15cm沥青混凝土面层。按照路基工程的整体稳定和变形小（工后沉降小于0.1米）的要求设计公路路基，确定路堤最小高度（减少土方量角度）和最大高度（桥头段可缩短桥梁跨径）等。设计项目2：其中路基施工周期为2年，路堤最低高度按中湿状态控制，两侧考虑设置路肩挡墙，必要的话采取地基加固措施。设计内容包括：路基横断面设计图、路堤高度的确定、路堤填料、边坡设计、边坡防护、挡墙设计、地基处理设计、沉降计算（加固前后的沉降值变化）、造价估算/公里、设计总结等。核心内容为最高路堤段的挡墙设计（外部支挡、内部稳定）、软基加固（加速工前沉降、复合地基减小总沉降、轻质路堤）第一部分4m高路堤设计1.路堤填土最大高度的确定：估算公式：其中，软土层的直剪块剪试验的粘性力指标，为路堤填土重度，为硬壳层厚度。代入各项数值：，γ=19kN/m3,=3m得，极限填土高度为5.8m。2．路堤设计1)路堤横断面设计2)路面结构设计20cm砾石砂垫层，40cm二灰碎石基层，15cm沥青混凝土面层。3)路堤边坡设计和防护4）地基处理措施粉喷桩复合地基5）路基排水设计6）回弹变形控制采用与回弹当量30MPa对应的变形作比较，使其回弹变形小于30MPa对应的变形。3.永久变形控制3.1荷载情况：路堤填土重度为19kN/m3,梯形分布，梯形上底28m，下底40m，高4m。（二）、汽车荷载当量高度计算路基除承受自重作用外，同时承受行车荷载的作用，在边坡稳定性验算时，需要按车辆最不利情况排列，采用与设计标准相应的加重车进行布置，将车辆的设计荷载换算成相当于土层的厚度h0，此厚度h0称为车辆荷载的当量高度或换算高度；验算时，将当量高度的土体连同滑动土体一并进行力的计算。汽车荷载布置如图2-2-2所示。当量高度h0的计算式为：3.2沉降控制指标：工后沉降控制年限以使用年限15年考虑，要求Sr0.1m。3.3验算方法：分别验算不采取任何地软基处理措施和采取处理措施后路堤顶面的沉降量。采用道路中心线以下附加应力进行分层总和法计算总沉降量，并计算施工完毕各层土的固结度，根据固结度验算工后沉降。所采用的计算公式为：1)附加应力：其中，Iγ——与a/z，b/z有关的系数；a——路堤一侧边坡等效三角形荷载作用的宽度，值为9m；b——路堤等效均布荷载宽度的一半，值为14m。2)总沉降量计算：其中，a1-2——各层土在压力由100MP到200MP时的压缩系数，这里只能用于粗略地估算土的压缩变形；e0——各层土天然状态下的孔隙比；Hi——人为的分层厚度。附加应力采用土层上下表面附加应力的算术平均值。计算深度取至附加应力等于原自重应力20%处。3)固结度计算:T=Ct/H^2其中，T——时间因数，C——固结系数，如果是纵向排水则取纵向固结系数，砂井排水则采用横向固结系数;t——固结时间；H——孔隙水的最大渗透半径，纵向排水时，由于只能从表面排水，故取土层厚度；采用砂井排水则为砂井的影响半径，其值为D=1.05L/2(m)。3.4.不做任何地基处理时路基的沉降计算计算简图如下图所示：1)采用分层总和法计算总沉降量：计算表如下所示：层号层厚（m）深度（m）自重应力kPa自重应力平均值a/zb/zKs附加应力kPa附加应力平均值总应力平均值受压前孔隙比受压后孔隙比分层压缩量最终沉降量为S=Σ△Si=2)工后沉降计算：土层固结系数Ch(Cv)(10-3cm2/sec)排水距离H(m)时间因数T固结度U工后沉降(m)工后沉降S=0.1m,不满足要求。3.5.复合地基（粉喷桩）沉降计算置换率复合地基沉降包括加固区沉降和下卧层沉降两部分，加固区沉降可以忽略不计.分层总和法计算总沉降层层号层厚深度附加应力附加应力分层号（m）（m）（m）a/zb/zKskPa平均值Esp压缩量最终沉降量为工后沉降计算只需要计算未打桩部分工后沉降量为S≤0.1m4．BISAR软件计算路基顶面回弹变形控制（配以软件计算截图）1)承载板计算2)经BISAR软件计算得道路表面的回弹当量值为30MPa时的变形值为未经过处理的路堤路表面回弹变形为，不满足要求。3)满足路基顶面当量回弹模量的措施加厚，回弹变形为,满足要求。第二部分低路堤设计1.路堤设计1.1路堤基本设计1)路堤横断面设计2)路面结构设计20cm砾石砂垫层，40cm二灰碎石基层，15cm沥青混凝土面层。3)路堤边坡设计1.2路堤横断面设计图按照路堤设计中横断面尺寸进行设计，可得路堤横断面设计图如下图所示：2.路基沉降计算最终沉降∑S=0.4m土层固结系数Ch(Cv)(10-3cm2/sec)排水距离H(m)时间因数T固结度U工后沉降(m)工后沉降是否满足要求。不满足考虑加固措施加固后再次用分层总和法计算沉降：点号层号层厚（m）深度（m）自重应力kPa自重应力平均值a/zb/zKs附加应力kPa附加应力平均值总应力平均值受压前孔隙比受压后孔隙比分层压缩量点号层号层厚（m）深度（m）自重应力kPa自重应力平均值a/zb/zKs附加应力kPa附加应力平均值总应力平均值受压前孔隙比受压后孔隙比分层压缩量总沉降m土层固结系数Ch(Cv)(10-3cm2/sec)排水距离H(m)时间因数T固结度U工后沉降(m)工后沉降为0.1m,满足要求3.重复荷载作用下软土层应力控制验算3.1荷载状况：分别用BISAR软件计算填土2米的路堤下淤泥质土层的车辆荷载附加应力情况，低路堤情况下淤泥质土层的车辆荷载附加应力情况，3.2控制应力：采取加固措施后低路堤情况下淤泥质土层的车辆荷载附加应力情况（应不大于填土2米的路堤下淤泥质土层的车辆荷载附加应力情况）4.该种路堤(低)设计分析评价4.1低路堤优缺点分析优点:缺点：4.2薄弱环节和补救措施补救措施即第三部分成果汇总1.高路堤设计1）路堤最大高度的确定2）沉降控制未经任何处理的高路堤总沉降?，固结度?在?的固结周期下工后沉降?采取？措施（具体参数？），总沉降？，固结度?，在?的固结周期下工后沉降?3）回弹变形控制：原地面顶面当量回弹模量？，加固措施？满足30MPa路基顶面当量回弹模量要求2低路堤设计1）路堤最低高度的确定2)工后变形的控制总沉降?，固结度?在?的固结周期下工后沉降?采取？措施（具体参数？），总沉降？，固结度?，在?的固结周期下工后沉降?3）回弹变形控制：原地面顶面当量回弹模量？，加固措施？满足30MPa路基顶面当量回弹模量要求4）重复荷载作用下淤泥土层应力控制验算2米填土的路堤下淤泥土层应力大小；未采取加固措施下的淤泥土层应力大小；采取加固措施下的淤泥土层应力大小