路基路面課程設(shè)計示例

1、.路基路面工程課程設(shè)計集路基路面工程課程設(shè)計示例一、 設(shè)計條件1. 氣象資料該路所處自然區(qū)劃為3區(qū)，項目區(qū)內(nèi)氣候?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū),氣候干燥炎熱,冬無嚴(yán)寒,少云多日照,年平均氣溫15.319.6, 年月平均最高氣溫26.90，月平均最低氣溫5.70。雨水充沛,雨季主要集中在410月，雨量多集中在11001300mm之間,年平均降雨量為1179.90mm。災(zāi)害性氣候主要為干旱和暴雨。全線皆可常年組織施工。2. 地質(zhì)資料該區(qū)土質(zhì)表層為素填土層，厚度0.42.0m，其下層為碎石土及粘土層，厚1.015m。路基填土高度約為2.5m。地下水埋深為2.05.0m。公路沿線有豐富的砂礫，附近有小型采石場

2、和石灰廠，筑路材料豐富。路面所用水泥和瀝青均需外購。3. 地震基本烈度本項目沿線地震烈度相當(dāng)于度區(qū)，屬基本穩(wěn)定至穩(wěn)定區(qū)。4. 交通資料根據(jù)最新路網(wǎng)規(guī)劃，近期交通組成與交通量見下表1-1，交通量年平均增長率見表1-2：近期交通組成與交通量 【表1-1】車型交通量（輛/日）解放CA10B210尼桑CK20L150東風(fēng)EQ-140300菲亞特650E180太脫拉138130日野KB-222150吉爾130210依發(fā)H6130斯柯達(dá)706R100小轎車700交通量年增長率 （表1-2）期限增長率（%）期限增長率（%）30年的前5年6.630年內(nèi)的5-15年6.230年的前15-25年5.930年的后5

3、年5.0二、 設(shè)計要求1. 設(shè)計中學(xué)生學(xué)生應(yīng)在獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上有方向、有目的的查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料。2. 學(xué)生應(yīng)根據(jù)設(shè)計進(jìn)度要求，提交設(shè)計成果。3. 設(shè)計結(jié)束時，應(yīng)提交完整的設(shè)計說明書（包括計算書）和設(shè)計圖紙。設(shè)計說明書主要介紹設(shè)計任務(wù)概況、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計思路、設(shè)計原則、設(shè)計方案的比較和說明、設(shè)計工作概況、工作的特點和難點、主要技術(shù)問題與解決辦法，以及主要技術(shù)資料。要求用A4白紙，使用鋼筆書寫，做到工整、準(zhǔn)確、清晰、精煉。設(shè)計圖紙應(yīng)根據(jù)工程制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，做到正確、豐滿、美觀、整潔。 設(shè)計內(nèi)容1. 根據(jù)交通資料確定道路和交通等級。2. 進(jìn)行路基路面結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，至少包括1個比較方案。3. 路基設(shè)計部

4、分包括對原地面的處理，路基填料的選擇，路基干濕類型的確定及土基的回彈模量的確定過程。4. 對確定的路基路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，包括路面類型的選定，路面結(jié)構(gòu)層材料參數(shù)的選取，進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)的厚度計算。5. 對所選定路線的路基路面結(jié)構(gòu)方案繪制路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖，結(jié)構(gòu)層設(shè)計圖。6. 進(jìn)行附屬工程設(shè)計，主要包括綠化、排水等設(shè)計。7. 根據(jù)設(shè)計情況可能做的其他工作。三、 交通資料根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書 【表1-1】， 查書表2-1得：近期交通組成、交通量，及不同車型的交通參數(shù) 【表4-1】車型前軸重后軸重后軸數(shù)后抽輪組數(shù)后軸距日交通量1解放CA10B19.460.8512-2102尼桑CK20L49.85100.

5、0012-1503東風(fēng)EQ-14023.7069.2012-3004菲亞特650E33.0072.0012-1805太脫拉13851.4080.00221.321306日野KB-22250.20104.3012-1507吉爾13025.7559.5012-2108依發(fā)H645.5086.5012-1309斯柯達(dá)706R50.0090.0012-10010小轎車-700四、 換算交通量1. 計算各車型載重量：1) 19.40 + 60.85 = 80.25kN = 8.025t2) 49.85 + 100.00 = 149.85kN = 14.985t3) 23.70 + 69.20 = 92.

6、90kN = 9.290t4) 33.00 + 72.00 = 105.00kN = 10.500t5) 51.40 + 280.00 = 211.40kN = 21.140t6) 50.20 + 104.30 = 154.50kN = 15.450t7) 25.75 + 59.50 = 85.25kN = 8.525t8) 45.50 + 86.50 = 132.00kN = 13.200t9) 50.00 + 90.00 = 140.00kN = 14.000t2. 折算交通量折算交通量 【表5-1】載重量 （t）日交通量折算系數(shù)折算交通量18.0252102.0420214.985150

7、3.045039.2903002.0600410.5001802.0360521.1401303.0390615.4501503.045078.5252102.0420813.2001302.0260914.0001003.030010-7001.0700合計-4350 （輛/日）合計交通量 = 4350 （輛/日）3. 計算年均增長率，確定道路等級根據(jù)設(shè)計任務(wù)書 表2，規(guī)定設(shè)計年限T = 20年，計算式為：計算得：20年遠(yuǎn)景設(shè)計交通量為：由道路勘測設(shè)計查得道路等級為：二級公路，雙向四車道五、 路基設(shè)計1. 原地面的處理采用換填土層法，將基底下一定深度范圍的是軟土層挖去，換以強(qiáng)度較大的碎石，并

8、予以壓實。2. 路基填料的選擇 由題知，此地區(qū)土質(zhì)是素填土層，下層粘性土，公路沿線有小型采石場和石灰廠，并查書表6-10，可選用粒徑1015cm的碎石和適量石灰拌合作為路基填料路基干濕類型的確定由設(shè)計任務(wù)書知，該區(qū)為區(qū)，粘性土，路基填土高度約為H=2.5m，地下水埋深為2.05.0m。查書表3-3得該區(qū)域，可畫出路基臨界高度與干濕類型示意圖。由示意圖可知路基屬于干燥類型。3. 土基回彈模量的確定查書表3-4，知V區(qū)干燥狀態(tài)的粘質(zhì)土的，取。查書表11-16，確定區(qū)粘質(zhì)土?xí)r的土基回彈模量為39.5MPa，采用重型擊實標(biāo)準(zhǔn)，提高20%，因此取土基回彈模量。4. 路基壓實查書表15-36，初壓采用鋼筒

9、式壓路機(jī)以3km/h的速度勻速壓實，復(fù)壓采用鋼筒式壓路機(jī)以4km/h的速度勻速壓實，終壓采用鋼筒式壓路機(jī)以5km/h的速度勻速壓實。六、 初擬路面結(jié)構(gòu)組合1. 初擬采用三種路面結(jié)構(gòu)A方案：半剛性基層瀝青路面；B方案：混合式基層瀝青路面；C方案：水泥混凝土路面。2. 根據(jù)交通狀況，結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度等因素綜合考慮，初擬各結(jié)構(gòu)層厚度如下：A方案： 細(xì)粒式瀝青混凝土3cm + 中粒式瀝青混凝土5cm + 粗粒式瀝青混凝土8cm + 水泥穩(wěn)定碎石基層25cm + 二灰土底基層，以二灰土為設(shè)計層。B方案： 細(xì)粒式瀝青混凝土3cm + 中粒式瀝青混凝土4cm + 大粒徑瀝青碎石7cm + 二灰穩(wěn)定砂礫基

10、層 + 天然砂礫墊層16cm，以二灰穩(wěn)定砂礫為設(shè)計層。C方案：水泥混凝土面層板 + 水泥穩(wěn)定粒料基層 + 石灰粉煤灰穩(wěn)定土墊層3. 確定設(shè)計參數(shù)按照規(guī)定，查書表11-18、11-19，得20的瀝青混合料和其他結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量，15瀝青混合料和其他結(jié)構(gòu)層材料的彎拉回彈模量值，以及瀝青混合料15彎拉強(qiáng)度和半剛性材料的彎拉強(qiáng)度值。列于下表：路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù) 【表7-1】材料名稱20抗壓回彈模量E（MPa）15彎拉模量（MPa）15彎拉強(qiáng)度（MPa）細(xì)粒式瀝青混凝土150021001.5中粒式瀝青混凝土130019001.1粗粒式瀝青混凝土100013000.9大粒徑瀝青碎石13001500

11、0.9水泥穩(wěn)定碎石基層160038000.6二灰土80026000.3二灰穩(wěn)定砂礫140038000.7天然砂礫180-七、 計算標(biāo)準(zhǔn)軸載累計交通量，確定交通等級1. 用于彎沉驗算和瀝青層彎拉應(yīng)力驗算的根據(jù)【表4-1】并計算得：計算表 【表8-1】前 軸后 軸16.41.021019.401.0721.01.021060.8524.19726.41.015049.8546.4641.01.0150100.00150.036.41.030023.703.6601.01.030069.2060.47646.41.018033.009.2681.01.018072.0043.11956.41.013

12、051.4046.0061.02.213080.00108.3566.41.015050.2047.901.01.0150104.30180.1576.41.021025.753.6751.01.021059.5021.94786.41.013045.5027.0691.01.013086.5069.17796.41.010050.0031.3831.01.010090.0063.235根據(jù)公式計算：查書表11-10，取 ，又知 ，計算得：2. 用于半剛性基層彎拉應(yīng)力驗算的根據(jù)【表4-1】并計算得：計算表 【表8-2】前 軸后 軸118.51.021019.407.7951.01.021060

13、.853.947218.51.015049.8510.5821.01.0150100.00150.0318.51.030023.700.0551.01.030069.2015.775418.51.018033.000.4681.01.018072.0013.0518.51.013051.4011.7171.03.013080.0090.597618.51.015050.2011.1921.01.0150104.30210.07718.51.021025.750.0751.01.021059.503.299818.51.013045.504.4181.01.013086.5040.745918.

14、51.010050.007.2271.01.010090.0043.047根據(jù)公式計算：計算得：3. 根據(jù)計算結(jié)果，查書表11-11，確定交通等級為 中等交通。八、 路面結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計 A方案A方案： 細(xì)粒式瀝青混凝土3cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土8cm水泥穩(wěn)定碎石基層15cm二灰土底基層（設(shè)計層）A方案 路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù) 【表9-1】材料名稱20抗壓回彈模量E（MPa）15彎拉模量（MPa）15彎拉強(qiáng)度（MPa）細(xì)粒式瀝青混凝土150021001.5中粒式瀝青混凝土130019001.1粗粒式瀝青混凝土100013000.9水泥穩(wěn)定碎石基層160038000.6二灰土80026

15、000.3A方案 路面結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計1. 計算確定設(shè)計彎沉根據(jù)公式 ，并查得二級公路，1.0，得：2. 計算確定容許彎拉應(yīng)力根據(jù)公式 ，其中： （用于瀝青層）= （水泥碎石，二灰砂礫） （用于二灰土）A方案 計算結(jié)果列于下表：A方案 結(jié)構(gòu)層容許彎拉應(yīng)力 【表9-2】材料名稱極限彎拉強(qiáng)度（MPa）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)容許彎拉應(yīng)力（MPa）細(xì)粒式瀝青混凝土1.51.970.76中粒式瀝青混凝土1.11.970.56粗粒式瀝青混凝土0.91.970.46水泥穩(wěn)定碎石基層0.61.830.33二灰土0.32.350.133. 計算路表彎沉和層底拉應(yīng)力由書表11-9知：；由規(guī)范知：；取 ，計算修正系數(shù)：由公式

16、知：；由題知：；查諾謨圖得：；計算得：；查諾謨圖得：；計算得：；4. 計算上層底面彎拉應(yīng)力根據(jù)換算公式：i. 將最上面1層換算為一層，下面4層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。ii. 將最上面2層換算為一層，下面3層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。iii. 將上面3層換算為一層，下面2層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。iv. 將上面4層換算為一層，下面1層換算為一層：此時 ，查諾謨圖， A方案 計算表 【表9-3】序號材料名稱抗壓模量（MPa）彎拉模量（MPa）彎拉強(qiáng)度（MPa）厚度（cm）基底層壓力容許彎拉應(yīng)力（MPa）1細(xì)粒式瀝青混凝土1500

17、21001.53-0.762中粒式瀝青混凝土130019001.15-0.563粗粒式瀝青混凝土100013000.98-0.464水泥穩(wěn)定碎石基層160038000.6150.10.335二灰土80026000.323.8-0.136土基45-5. 驗算防凍層厚度因本地區(qū)最低氣溫高于零攝氏度，因此不需要防凍驗算。九、 路面結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計 B方案B方案： 細(xì)粒式瀝青混凝土3cm 中粒式瀝青混凝土4cm大粒徑瀝青碎石7cm 二灰穩(wěn)定砂礫基層(設(shè)計層)天然砂礫墊層16cm B方案 路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù) 【表10-1】材料名稱20抗壓回彈模量E（MPa）15彎拉模量（MPa）15彎拉強(qiáng)度（MPa）細(xì)粒式

18、瀝青混凝土150021001.5中粒式瀝青混凝土130019001.1大粒徑瀝青碎石130015000.9二灰穩(wěn)定砂礫140038000.7天然砂礫180-B方案 路面結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計1. 計算確定設(shè)計彎沉根據(jù)公式 ，并查得二級公路，1.0，得：2. 計算確定容許彎拉應(yīng)力根據(jù)公式 ，其中： （用于瀝青層）= （水泥碎石，二灰砂礫） （用于二灰土）B方案 計算結(jié)果列于下表：B方案 結(jié)構(gòu)層容許彎拉應(yīng)力 【表10-2】材料名稱極限彎拉強(qiáng)度（MPa）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)容許彎拉應(yīng)力（MPa）細(xì)粒式瀝青混凝土1.51.970.76中粒式瀝青混凝土1.11.970.56大粒徑瀝青碎石0.91.970.46二灰穩(wěn)定砂

19、礫0.71.830.38天然砂礫-3. 計算路表彎沉和層底拉應(yīng)力由書表11-9知：；由規(guī)范知：；取 ，計算修正系數(shù)：由公式 知：；由題知：；查諾謨圖得：；計算得：；查諾謨圖得：；計算得：；4. 計算上層底面彎拉應(yīng)力（墊層不計算）根據(jù)換算公式：i. 將上面1層換算為一層，下面3層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。ii. 將上面2層換算為一層，下面2層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。iii. 將上面3層換算為一層，下面1層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。B方案 計算表 【表10-3】序號材料名稱抗壓模量（MPa）彎拉模量（MPa）彎拉強(qiáng)度（MPa）厚度

20、（cm）基底層壓力容許彎拉應(yīng)力（MPa）1細(xì)粒式瀝青混凝土150021001.53-0.762中粒式瀝青混凝土130019001.14-0.563大粒徑瀝青碎石130015000.97-0.464二灰穩(wěn)定砂礫140038000.726.2-0.385天然砂礫180-16-6土基45-5. 驗算防凍層厚度因本地區(qū)最低氣溫高于零攝氏度，因此不需要防凍驗算。十、 路面結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計 C方案C方案 水泥混凝土面層板1. 交通分析由書表12-9查得，二級公路的設(shè)計基準(zhǔn)期為20年，安全等級為三級。由書表12-13查得，二級公路臨界荷載位處的車輪輪跡橫向分布系數(shù)為0.340.39，此處取0.34。交通量年均增

21、長率為6.2%，交通等級為 中等交通。2. 標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算其中： 單軸單輪 單軸雙輪 雙軸雙輪根據(jù)【表4-1】并計算得：計算表 【表11-1】前 軸后 軸1620.29521019.40121060.850.0742413.39715049.850.91150100.001503569.13030023.701.7130069.200.834493.61918033.001.76118072.000.945407.98013051.401.2613080.006412.14515050.201.01150104.30294.27549.18521025.754.3121059.500.05

22、28429.94013045.500.2113086.5012.779412.85310050.000.63110090.0018.53根據(jù)公式計算：由書公式（12-7）， ， ，計算得：查書表12-12，確定交通等級為 重交通3. 初擬路面結(jié)構(gòu)查書表12-9得，相應(yīng)于安全等級三級的變異水平等級為中級，查書表12-2得，水泥混凝土面層板厚度范圍250230（mm），初擬普通混凝土面層板厚度為230mm = 0.23m，基層選用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚0.18m。墊層為石灰粉煤灰穩(wěn)定土，石灰劑量8%，厚0.15m。普通混凝土板的平面尺寸為：寬3.75m，長。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力

23、桿的假縫。4. 路面材料參數(shù)確定查書表12-16和12-17，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.5MPa，相應(yīng)的彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為29000MPa。查書表12-14，路基回彈模量為3045MPa，此處取45MPa。查書表12-15，低劑量無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土墊層回彈模量取800MPa，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1600MPa。按書式（12-9）計算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下：按書式（12-11）計算為：按書式（12-10）計算為：按書式（12-12）計算為：按書式（12-13）計算為：按書式（12-18）計算為：普通混凝土面層得相對剛度半徑按式（12-17）計算為：5. 荷載疲勞應(yīng)力按書式（1

24、2-16）,標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計算如下：因為縱縫為設(shè)拉桿平縫，查書公式（12-18），接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)取?？紤]設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累積疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)按書公式（12-19）計算：根據(jù)公路等級，查書表12-19，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)取。按書式（12-18）計算為：6. 溫度疲勞應(yīng)力查書表12-20，V區(qū)最大溫度梯度取88（/m）。板長5m，由書圖12-12可查普通混凝土板厚時，。按書式（12-22），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計算為：溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)，按書式（12-23）計算為：按書式（12-21）計算溫度疲勞應(yīng)力：查書表12

25、-9，二級公路的安全等級為三級，相應(yīng)于三級安全等級的變異水平等級為中級，目標(biāo)可靠度為85%。再根據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級，查書表12-11確定可靠度系數(shù)。按書式（12-2）計算：因此，所選普通混凝土面層厚度（0.23m）可以承受設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。十一、 方案技術(shù)工程比較1、經(jīng)濟(jì)性：A方案采用細(xì)粒式瀝青混凝土3cm + 中粒式瀝青混凝土5cm + 粗粒式瀝青混凝土8cm + 水泥穩(wěn)定碎石基層25cm + 二灰土底基層，以二灰土為設(shè)計層；而B方案采用細(xì)粒式瀝青混凝土3cm + 中粒式瀝青混凝土4cm + 大粒徑瀝青碎石7cm + 二灰穩(wěn)定砂礫基層 + 天然砂礫墊

26、層16cm，以二灰穩(wěn)定砂礫為設(shè)計層。相比而言瀝青路面造價要高于水泥路面。2、使用性能：該地區(qū)氣候干燥炎熱,冬無嚴(yán)寒,少云多日照,年平均氣溫15.319.6, 年月平均最高氣溫26.90，月平均最低氣溫5.70，雨水充沛，養(yǎng)護(hù)較為方便。綜上，選用B方案水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。十二、 附屬工程設(shè)計1. 綠化設(shè)計根據(jù)氣象資料，可知本地區(qū)雨量較大，為了防止路基遭到雨水沖刷，可以采用植樹或者在邊坡上鋪設(shè)草皮、砌石等方法保護(hù)邊坡。2. 排水設(shè)計該地區(qū)雨量較大，必須設(shè)置排水溝、截水溝、攔水帶、涵洞等設(shè)施，保證雨水快速、安全的排到路外。3. 沿線照明設(shè)計在道路兩側(cè)或者中央分隔帶處每隔一定距離設(shè)置高度適當(dāng)?shù)穆窡?，?/p>

27、證夜間行車安全。.;production and non-production areas and non-production areas and water sources are on a chicken farm in the wind, net road and dirt road separating uncrossed, dung farm is located in the field is downwind, brood care and adult care homes apart, brood care in chicken farms of the upper hand

28、 to the 6. Understand the poultry epidemic situation on the ground, trying to avoid the endemic or outbreaks have occurred in area 7. Avoid contaminated areas of the city, take appropriate environmental measures to minimize pollution to the environment, building the second design 1. chicken coop construction General requirements (1) to meet the needs of the broiler (2) left room for technological trans