路基路面工程課程設(shè)計

1、成績評定等級：路基路面工程課程設(shè)計計算書 1、重力式擋土墻設(shè)計2、邊坡穩(wěn)定性設(shè)計 3、瀝青混凝土路面設(shè)計 4、水泥混凝土路面設(shè)計學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號：指 導(dǎo) 教 師： 日 期：大學(xué)土木與建筑學(xué)院2018.01題目一: 重力式擋土墻設(shè)計設(shè)計資料：1漿砌片石重力式仰斜路堤墻，墻頂填土邊坡1:1.5；取汽車荷載邊緣距路肩邊緣=0.5m；道路車行道為雙向四車道；2墻后填料砂性土容重=19,內(nèi)摩擦角，粘聚力為；3.填料與擋土墻墻背的摩擦角；4.粘性土地基與漿砌片石基底的摩擦系數(shù)=0.30，地基容許承載力設(shè)計值=300；5墻身采用2.5號砂漿砌25號片石，圬工容重=21，抗壓強度，抗剪強度；墻后砂性土

2、填料內(nèi)摩擦角：32°墻面與墻背平行，墻背仰斜坡度： 1:0.25墻高H： 5m 墻頂填土高： 3.0m要求完成的主要任務(wù): 1. 計算墻后主動土壓力及其作用點位置；由,由墻頂填土邊坡1:1.5，b=4.5m墻高五米，按照線性插入法可得附加荷載強度q=16.25kN/假設(shè)破裂面交于荷載中部，則有： 所以符合規(guī)范要求。 E=Ecos()=19.38×cos(-14.03+21.33)=19.22KNE=Esin(=19.38×sin(-14.03+21.33)=2.46KN 2. 設(shè)計擋土墻截面，墻頂寬度和基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合規(guī)范要求。進行抗滑動穩(wěn)定性驗算及抗傾覆穩(wěn)定性

3、驗算；初擬擋土墻寬度 傾斜基底0.2：1， B=0.95（1）.墻體重量及作用點位置計算 （2）抗滑穩(wěn)定性驗算抗滑穩(wěn)定性滿足要求（3）抗傾覆穩(wěn)定性驗算3. 基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗算與地基承載力驗算；因為基地是傾斜的所以 所以滿足要求。4. 擋土墻正截面強度及抗剪強度驗算?？辜魪姸闰炈慵袅=Ex=67.708KN= 50.154 KPa =90 KPa題目二: 邊坡穩(wěn)定性設(shè)計設(shè)計資料：路線經(jīng)過區(qū)域路基填土為粘土，邊坡為梯形邊坡，分兩級，土力學(xué)的指標：天然容重19KN/m3，粘聚力22KPa，內(nèi)摩擦角24°，公路路基寬度為30m，為雙向四車道一級公路。H1取值分別為：.3m H2取值分別為：.8

4、m i1取值分別為： .1：2.0 i2取值分別為： .1：3.0 所以邊坡坡度為1：3，查規(guī)范可知，如圖所示，從A點向下作垂線AG，長度為 11.78m 自G點向右作水平線GE=4.5H=53.01m，如圖所示得出F點，連接EF點并延長，為圓心輔助線。 計算結(jié)果：ixlcWNTErXrPxPySxSyUQJ10.000.000.1122.024.00.000.000.020.020.000.000.000.000.000.000.000.0020.003.431.8522.024.033.6732.9323.4822.430.000.000.000.000.000.000.000.0033.

5、433.445.3422.024.094.0691.6430.3744.140.000.000.000.000.000.000.000.0046.863.478.8522.024.0140.68136.8135.7658.430.000.000.000.000.000.000.000.00510.293.5112.3922.024.0173.19168.6139.6861.000.000.000.000.000.000.000.000.00613.723.5715.9922.024.0191.10186.7342.1150.050.000.000.000.000.000.000.000.007

6、17.143.6419.6522.024.0193.69190.3342.9526.510.000.000.000.000.000.000.000.00820.573.7423.3922.024.0179.97177.8942.05-5.520.000.000.000.000.000.000.000.00924.002.8026.7122.024.093.2991.0426.61-22.680.000.000.000.000.000.000.000.00L=35.73m, 滑動安全系數(shù): 3.838ixlcWNTEr10.030.05-11.5122.024.00.010.100.410.42

7、20.083.67-9.1722.024.063.4470.8340.7151.9033.703.63-4.5722.024.0176.57181.8058.34124.5447.323.620.0022.024.0269.59269.5972.42196.97510.943.634.5722.024.0342.69337.1183.42253.25614.563.679.1722.024.0395.67386.0091.59282.14718.192.9913.3722.024.0342.54333.6277.71280.62821.093.0417.1722.024.0352.19343.

8、9679.81255.35924.002.6720.7722.024.0282.01276.5865.99218.98L=43.10m, 滑動安全系數(shù): 2.758ixlcWNTErPy10.006.46-21.6522.024.0249.77306.1194.17200.470.0026.006.15-12.2322.024.0687.68737.66156.78510.010.00312.006.02-3.1522.024.01008.671021.12198.49764.320.00418.006.045.8522.024.01220.431203.65226.14866.550.005

9、24.002.5612.2722.024.0528.50519.6997.28851.140.00626.506.3518.9322.024.01291.111282.50240.33662.480.00732.501.8825.0722.024.0368.80374.2670.34567.570.00834.205.1630.3322.024.0819.51851.97166.63281.160.00938.655.6838.4322.024.0560.55627.02136.67-1.4615.61L=52.89m, 滑動安全系數(shù): 2.957ixlcWNTErPy10.007.62-37

10、.0622.024.0381.25558.99107.59422.720.0026.076.73-25.3122.024.01044.881241.43180.971117.080.00312.146.28-14.6622.024.01535.661646.19225.001751.380.00418.225.81-4.7622.024.01793.791820.17242.312143.870.00524.002.502.0522.024.0830.41827.03109.312223.590.00626.506.089.0722.024.02104.262087.08274.552165.

11、560.00732.500.8914.7822.024.0317.67317.5741.592124.730.00833.365.1919.7622.024.01703.671728.31228.221755.090.00938.245.5628.5722.024.01499.221607.27216.421176.6215.89L=66.50m, 滑動安全系數(shù): 3.872ixlcWNTErPy10.009.12-48.7022.024.0503.26889.75111.84742.220.0026.007.35-35.1022.024.01360.831789.43179.611918.0

12、00.00312.006.56-23.6122.024.01978.622253.35215.073017.500.00418.006.17-13.0922.024.02435.662556.22238.743829.180.00524.002.51-5.9222.024.01101.661118.33103.694047.690.00626.506.011.1222.024.02823.092818.55259.974252.580.00732.506.4211.3922.024.03055.003059.60281.803924.630.00838.796.8122.3222.024.02

13、825.152979.70276.723048.9836.39945.087.6234.2422.024.02415.322820.01266.741682.7566.02L=80.13m, 滑動安全系數(shù): 5.336題目三: 瀝青混凝土路面設(shè)計設(shè)計資料：（第3套題）廣州市二級公路瀝青路面設(shè)計廣州郊區(qū)（IV區(qū)）某新建雙向2車道二級公路，擬采用瀝青混凝土路面，行車道中央劃雙線分隔。路基土為高液限粘土，地下水位為1.05m，路基填土高度0.5m，預(yù)計通車初年的交通量如下： C組車型黃河JN163桑塔納2000黃海DD680江淮AL6600東風EQ140東風SP9250北京BJ130交通量(輛/d)

14、6002500180900280250230 交通量年平均增長率6，沿線可開采碎石、砂礫，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供應(yīng)。(1)軸載換算序號 車 型 名 稱 前軸重(kN) 后軸重(kN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距(m) 交通量 1 黃河JN163 58.6 114 1 雙輪組 600 2 黃海DD680 49 91.5 1 雙輪組 180 3 江淮AL6600 17 26.5 1 雙輪組 900 4 東風EQ140 23.7 69.2 1 雙輪組 280 5 東風SP9250 50.7 113.3 3 雙輪組 >3 250 6 北京BJ130 13.55 27.2 1 雙輪組 23

15、0 7 紅旗CA630 19.3 27.9 1 雙輪組 2500 設(shè)計年限 15 車道系數(shù) .4 交通量平均年增長率 6 一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 524 ,屬輕交通等級當以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標時 :路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 3073 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當量軸次 : 1.044295E+07 屬中等交通等級當以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標時 :路面營運第一年雙向日平均當量軸次 : 4037 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當量軸次 : 1.37189E+07 屬重交通等級路面設(shè)計交通等級為重交通等級（2）三種方案方案一公路等級

16、二級公路公路等級系數(shù) 1 面層類型系數(shù) 1 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) 1 路面設(shè)計彎沉值 : 23.7 (0.01mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 1.4 .44 2 中粒式瀝青混凝土 1 .32 3 粗粒式瀝青混凝土 .8 .25 4 水泥穩(wěn)定碎石 .6 .28 5 石灰土 .25 .09 6 天然砂礫二、新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算 新建路面的層數(shù) : 6 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計彎沉值 : 23.7 (0.01mm) 路面設(shè)計層層位 : 4 設(shè)計層最小厚度 : 150 (mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度

17、 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 容許應(yīng)力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 .44 2 中粒式瀝青混凝土 60 1200 0 1600 0 .32 3 粗粒式瀝青混凝土 80 900 0 1200 0 .25 4 水泥穩(wěn)定碎石 ? 1500 0 1500 0 .28 5 石灰土 150 550 0 550 0 .09 6 天然砂礫 150 150 0 150 0 7 新建路基 36 按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 : LD= 23.7 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm L

18、S= 25.1 (0.01mm) H( 4 )= 300 mm LS= 22.5 (0.01mm) H( 4 )= 276 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力計算設(shè)計層厚度 : H( 4 )= 276 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 276 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 276 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 276 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 276 mm(第 5 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) 路面設(shè)計層厚度 : H( 4 )= 276 mm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 276 mm(

19、同時考慮彎沉和拉應(yīng)力) 通過對設(shè)計層厚度取整以及設(shè)計人員對路面厚度進一步的修改, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下: - 細粒式瀝青混凝土 40 mm - 中粒式瀝青混凝土 60 mm - 粗粒式瀝青混凝土 80 mm - 水泥穩(wěn)定碎石 180 mm - 石灰土 150 mm - 天然砂礫 150 mm - 新建路基三、交工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 綜合影響系數(shù) (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 1 2 中粒式瀝青混凝土 60

20、1200 0 1600 0 1 3 粗粒式瀝青混凝土 80 900 0 1200 0 1 4 水泥穩(wěn)定碎石 180 1500 0 1500 0 1 5 石灰土 150 550 0 550 0 1 6 天然砂礫 150 150 0 150 0 1 7 新建路基 36 1 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗收彎沉值 : 第 1 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 29.8 (0.01mm) 第 2 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 33.6 (0.01mm) 第 3 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 40.1 (0.01mm) 第 4 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 50 (0.01mm) 第

21、5 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 127.2 (0.01mm) 第 6 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 287.2 (0.01mm) 路基頂面交工驗收彎沉值 LS= 258.8 (0.01mm)( 根據(jù)“公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范”公式計算) LS= 322.9 (0.01mm)( 根據(jù)“公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范”公式計算) 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 :(未考慮綜合影響系數(shù)) 第 1 層底面最大拉應(yīng)力 ( 1 )=-.243 (MPa) 第 2 層底面最大拉應(yīng)力 ( 2 )=-.052 (MPa) 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 ( 3 )=-.021 (MPa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力

22、 ( 4 )= .156 (MPa) 第 5 層底面最大拉應(yīng)力 ( 5 )= .08 (MPa)方案二公路等級 二級公路公路等級系數(shù) 1 面層類型系數(shù) 1 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) 1 路面設(shè)計彎沉值 : 23.7 (0.01mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 1.4 .44 2 中粒式瀝青混凝土 1 .32 3 粗粒式瀝青混凝土 .8 .25 4 石灰粉煤灰碎石 .6 .28 5 石灰土 .25 .09 6 天然砂礫二、新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算 新建路面的層數(shù) : 6 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計彎沉值 : 23.7 (

23、0.01mm) 路面設(shè)計層層位 : 4 設(shè)計層最小厚度 : 150 (mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 容許應(yīng)力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 30 1400 0 2000 0 .44 2 中粒式瀝青混凝土 40 1200 0 1600 0 .32 3 粗粒式瀝青混凝土 60 900 0 1200 0 .25 4 石灰粉煤灰碎石 ? 1500 0 1500 0 .28 5 石灰土 250 550 0 550 0 .09 6 天然砂礫 150 150 0 150 0 7

24、新建路基 36 按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 : LD= 23.7 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 26.6 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm LS= 23.7 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力計算設(shè)計層厚度 : H( 4 )= 250 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 250 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 250 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 250 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 250 mm(第 5 層底面

25、拉應(yīng)力計算滿足要求) 路面設(shè)計層厚度 : H( 4 )= 250 mm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 250 mm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力) 通過對設(shè)計層厚度取整以及設(shè)計人員對路面厚度進一步的修改, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下: - 細粒式瀝青混凝土 30 mm - 中粒式瀝青混凝土 40 mm - 粗粒式瀝青混凝土 60 mm - 石灰粉煤灰碎石 250 mm - 石灰土 250 mm - 天然砂礫 150 mm - 新建路基三、交工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 綜合影響系數(shù) (mm) 模量(MPa) (MPa)

26、 模量(MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 30 1400 0 2000 0 1 2 中粒式瀝青混凝土 40 1200 0 1600 0 1 3 粗粒式瀝青混凝土 60 900 0 1200 0 1 4 石灰粉煤灰碎石 250 1500 0 1500 0 1 5 石灰土 250 550 0 550 0 1 6 天然砂礫 150 150 0 150 0 1 7 新建路基 36 1 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗收彎沉值 : 第 1 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 23.7 (0.01mm) 第 2 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 25.3 (0.01mm) 第 3 層路面頂面交

27、工驗收彎沉值 LS= 27.7 (0.01mm) 第 4 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 31.1 (0.01mm) 第 5 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 83.4 (0.01mm) 第 6 層路面頂面交工驗收彎沉值 LS= 287.2 (0.01mm) 路基頂面交工驗收彎沉值 LS= 258.8 (0.01mm)( 根據(jù)“公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范”公式計算) LS= 322.9 (0.01mm)( 根據(jù)“公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范”公式計算) 計算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 :(未考慮綜合影響系數(shù)) 第 1 層底面最大拉應(yīng)力 ( 1 )=-.246 (MPa) 第 2 層底面最大拉應(yīng)力

28、( 2 )=-.107 (MPa) 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 ( 3 )=-.057 (MPa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 ( 4 )= .115 (MPa) 第 5 層底面最大拉應(yīng)力 ( 5 )= .06 (MPa)方案三公路等級 二級公路公路等級系數(shù) 1 面層類型系數(shù) 1 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) 1路面設(shè)計彎沉值 : 23.7 (0.01mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 1.4 .44 2 中粒式瀝青混凝土 1 .32 3 密級配瀝青碎石 .8 .25 4 水泥穩(wěn)定砂礫 .6 .28 5 級配砂礫二、新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算 新建

29、路面的層數(shù) : 5 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計彎沉值 : 23.7 (0.01mm) 路面設(shè)計層層位 : 4 設(shè)計層最小厚度 : 150 (mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 容許應(yīng)力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 .44 2 中粒式瀝青混凝土 80 1200 0 1600 0 .32 3 密級配瀝青碎石 150 900 0 1200 0 .25 4 水泥穩(wěn)定砂礫 ? 1500 0 1500 0 .28 5 級配砂礫 1

30、80 550 0 550 0 6 新建路基 36 按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 : LD= 23.7 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 24.9 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm LS= 22.3 (0.01mm) H( 4 )= 223 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力計算設(shè)計層厚度 : H( 4 )= 223 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 223 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 223 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) H( 4 )= 223 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計算滿足要求) 路面設(shè)計層

31、厚度 : H( 4 )= 223 mm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 223 mm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力) 通過對設(shè)計層厚度取整以及設(shè)計人員對路面厚度進一步的修改, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下: - 細粒式瀝青混凝土 40 mm - 中粒式瀝青混凝土 80 mm - 密級配瀝青碎石 150 mm - 水泥穩(wěn)定砂礫 230 mm - 級配砂礫 180 mm - 新建路基三、交工驗收彎沉值和層底拉應(yīng)力計算層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標準差 15平均抗壓 標準差 綜合影響系數(shù) (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 1 2 中粒式瀝青混凝土 80 1200 0 1600 0 1 3 密級配瀝青碎石 150 900 0 1200 0 1 4 水泥穩(wěn)定砂礫 230 1500 0 1500 0 1 5 級配砂礫 180 5