道路工程路基路面設(shè)計計算書

一設(shè)計資料：設(shè)計路段XXXX~XXXX為傍山路段，設(shè)計高程1654.5m,山坡為礫石土地層，附近有開挖石方路塹的石炭紀(jì)片石，可供作擋土墻材料。1．設(shè)計路線為直線段，橫斷面資料如下：表1-1設(shè)計路段橫斷面高差里程樁號高差水平距離高程水平距離-3.2-3.21.8-1.0-0.3XXXX+1.5+2.0+3.8+3.5+2.85.06.04.03.02.01654.83.03.04.05.03.0-3.2-3.0-0.8-2.7-1.5XXXX+3.0+3.0+2.5+2.1+3.0+2.65.03.55.05.01.51654.94.04.04.03.04.03.0-5.2-5.7-1.1-0.9-1.2-1.8XXXX+3.2+2.8+2.1+3.0+2.68.04.21.52.02.02.51652.9554.04.03.04.03.0-3.2-5.4-3.35-1.95-1.2-2.2XXXX+2.8+1.1+1.9+3.5+3.55.06.04.01.02.02.01651.6553.02.02.03.05.0-5.1-4.5-1.8-0.8-1.3-1.9XXXX+3.0+3.2+2.2+3.1+2.06.04.02.02.02.02.51652.7884.04.03.04.03.0-3.2-6.4-1.1-1.2-1.3XXXX+2.9+2.6+2.2+3.1+4.15.05.02.03.01.51650.84.04.03.04.05.0-3.2-3.1-1.9-0.9-0.3XXXX+1.7+1.9+3.8+3.6+3.65.06.04.03.02.01654.93.03.04.04.05.01．1．山坡基礎(chǔ)為中密礫石土，摩擦系數(shù)f=0.4，基礎(chǔ)承載力=500kPa；1．2．填土邊坡1:m=1:1.5；1．3．墻背填料為就地開挖礫石土，容重=18.6kN/m3，計算內(nèi)摩擦角=35°；1．4．墻體：用50號砂漿砌片石，容重=18.6kN/m3，容許壓應(yīng)力=2450kPa，容許剪應(yīng)力1．5．=862.4kPa,土體與墻背的摩擦角；1．6．設(shè)計荷載用汽車-15級，驗算荷載用掛車-80；1．7．路基寬度為7.0m；1．8．穩(wěn)定系數(shù)：滑動穩(wěn)定系數(shù)=1.3，傾覆穩(wěn)定系數(shù)=1.5；二設(shè)計要求:根據(jù)公路設(shè)計手冊《路基》，進(jìn)行下述內(nèi)容的研究：1．按橫斷面資料繪制1:1000等高線地形圖，1:200路線橫斷面圖以及1:200路基側(cè)邊線縱斷面圖。2．分析確定擋土墻設(shè)計方案，選擇擋土墻型式。3．擋土墻基礎(chǔ)與橫斷設(shè)計3．1．基礎(chǔ)型式及埋置深度3．2．?dāng)M定墻身尺寸3．3．荷載換算土層厚度3．4．土壓力計算3．5．穩(wěn)定性計算3．6．工程量計算第一部分：重力擋土墻設(shè)計一．如圖分別為等高線地形圖，路線橫斷面圖，路基側(cè)邊線縱斷面。二．分析確定擋土墻設(shè)計方案，選擇擋土墻型式：選擇最不利位置進(jìn)行計算與驗算，即斷面XXXX，因在此斷面的坡度較陡，故選用衡重式擋土墻。三．擋土墻基礎(chǔ)與斷面設(shè)計：3．1．基礎(chǔ)型式為漿砌片石重力式路肩墻，埋置深度為1米。3．2．墻身尺寸：如圖四．將車輛荷載換算為土柱高h(yuǎn)0這重?fù)Q算方法不同于驗算路基穩(wěn)定性的車輛荷載換算，主要考慮擋土墻的分段長度問題，具體換算方法見公路設(shè)計手冊《路基》，人民交通出版社。按照車帶寬均攤的方法進(jìn)行車輛荷載換算汽車-15級時：五．上墻土壓力計算1．求破裂角θ首先假定：破裂面交于荷載內(nèi)；選用：相應(yīng)的計算圖式和驗算公式，求出θ亦可從CAD繪出的圖形標(biāo)注知：假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)，驗核破裂角的位置：第一破裂角距墻頂內(nèi)緣(對于計算荷載b0=5.5m，驗算荷載b0=7m),破裂面交于荷載內(nèi),與假設(shè)相符。而且也不可能出現(xiàn)其它情況，故采用此類公式。，故出現(xiàn)第二破裂面。2．計算第二破裂面上的主動土壓力對上墻的力臂3．上墻實際墻背上土壓力對上墻01的力臂六．下墻土壓力計算1．求破裂角假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)，則，查附表9-2-1-3時，，驗核破裂面位置：堤頂破裂面距墻頂內(nèi)緣破裂面交于荷載外，與假設(shè)不相符。重設(shè)破裂面交于荷載外則：查附表9-2-1-3，，則驗算破裂面位置：堤頂破裂面距墻頂內(nèi)緣故破裂面交于荷載外，與假設(shè)相符，采用此類公式。2．計算土壓力查附表9-2-1-3時，；時，，則，主動土壓力為：七．墻身截面計算先根據(jù)其它工程程的設(shè)計經(jīng)經(jīng)驗選定墻墻寬b1=0.554m，d1=0.995m,則上墻墻底寬為b2=2.35m，下墻底底寬度B=2.5m。1．計算墻身重及力力臂1．1上墻墻身重W11對墻趾的力臂1．2第二破裂面與墻墻背之間的的土楔重力臂1．3土楔上的荷載重重對墻趾的力臂1．4下墻墻身重W22對墻趾的力臂2．滑動穩(wěn)定性驗算算滿足抗滑穩(wěn)穩(wěn)定3．傾覆穩(wěn)定性驗算算抗傾覆驗算滿足足4．基底應(yīng)力驗算故地基承載力滿足足要求5．截面應(yīng)力驗算選上墻墻底截面面驗算：作用于該截面上上的合力偏偏心矩e1為：用要求。6．工程量計算根據(jù)擋土墻規(guī)范范計算可得得，擋土墻墻圬工總體體積為6779.355。根據(jù)《公路路工程概預(yù)預(yù)算定額》1－18－4進(jìn)行計算算：水泥：0..935××67.9935＝63.552（t）水：133.00××67.9935＝883..16（）中（粗）紗：：4..230××67.9935＝287..37（）沙礫：5..20×667.9335＝353..26（）片石：111.50××67.9935＝781..25（）其他材料費：：111.50××67.9935＝781..25（元）材料總重量：：344.50××67.9935＝23433.76（t）第二部分：柔性性路面設(shè)計計一軸載分析路面設(shè)計以雙輪輪組單軸載載為標(biāo)準(zhǔn)軸軸載，設(shè)計計初期的日日交通量如如下表：設(shè)計初期的日交交通量車型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距交通量解放CA-10B19.4060.85120275黃河JN-15148.30100.30120151躍進(jìn)NJ-13120.2038.20120142日野KB-22250.20104.30120641.以設(shè)計彎彎沉值為指指標(biāo)及驗算算瀝青層層層底拉應(yīng)力力中的累計計當(dāng)量軸次次1.1.軸載載換算軸載換算采用如如下的計算算公式：計算結(jié)果列于下下表：軸載換算結(jié)果（彎彎沉）車型解放CA-10B前軸19.40112750后軸60.851127531.69黃河JN-151前軸48.30111516.37后軸100.3011151152.98躍進(jìn)NJ-131前軸20.20111420后軸38.20111422.16日野KB-222前軸50.2011643.19后軸104.30116476.86273.25注：軸載小于的的軸載作用用不計。2.計算累計計當(dāng)量軸次次公路設(shè)計年限為為8年，設(shè)計計為雙車道道，雙車道道系數(shù)，交交通平均年年增長率為為累計當(dāng)量軸次為為：2.1.軸軸載換算驗算半剛性基層層層底拉應(yīng)應(yīng)力的軸載載換算公式式為：計算結(jié)果列于下下表：軸載換算結(jié)果（半半剛性基層層層底拉應(yīng)應(yīng)力）車型解放CA-10B后軸60.85112755.17黃河JN-151后軸100.3011151154.66躍進(jìn)NJ-131后軸38.20111420日野KB-222后軸104.30116489.63249.46注：軸載小于的的軸載作用用不計。2.2.計算算累計當(dāng)量量軸次公路設(shè)計年限為為8年，雙車車道系數(shù)，交交通量平均均年增長率率為累計當(dāng)量軸次為為：二.結(jié)構(gòu)組合與材料料選取由上面的計算得得到設(shè)計年年限內(nèi)一個個行車道上上的累計標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸次約約600萬次左右右，根據(jù)規(guī)規(guī)范推薦結(jié)結(jié)構(gòu)，路面面結(jié)構(gòu)采用用瀝青混凝凝土（?。?，基基層采用水水泥碎石（取20cm），底基層采用石灰土（厚度待定）進(jìn)行設(shè)計。查規(guī)范知：采用用二層式瀝瀝青面層，表表面層采用用細(xì)粒式密密級配瀝青青混凝土（厚厚度），下下面層采用用中粒式密密級配瀝青青混凝土（厚厚度）三.各層材料的抗壓壓模量與劈劈裂強(qiáng)度查表得各層材料料得抗壓模模量和劈裂裂強(qiáng)度?？箍箟耗Ａ咳∪〉哪Ａ?，各各值均取規(guī)規(guī)范的中值值，因此得得到的抗壓壓模量為：：細(xì)粒式密級配瀝瀝青混凝土土：中粒式密級配瀝瀝青混凝土土：水泥碎石：石灰土：各層材料的劈裂裂強(qiáng)度為：：細(xì)粒式密級配瀝瀝青混凝土土：中粒式密級配瀝瀝青混凝土土：水泥碎石：石灰土：四土基回彈模量的的確定該路段處于區(qū)，為為粘性土，稠稠度為1.20查表得土土基回彈模模量為：五設(shè)計指標(biāo)的確定定對于二級公路，規(guī)規(guī)范要求以以設(shè)計彎沉沉值作為設(shè)設(shè)計指標(biāo)，并并進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)底層拉應(yīng)應(yīng)力驗算1.計算設(shè)計彎彎沉值；；∴設(shè)計彎沉值為；；2.計算各層層材料的容容許層底拉拉應(yīng)力細(xì)粒式密級配瀝瀝青混凝土土：中粒式密級配瀝瀝青混凝土土：水泥碎石：石灰土：六.設(shè)計資料總總結(jié)設(shè)計彎沉值為444.866（0.011mm）相關(guān)設(shè)設(shè)計資料匯匯總?cè)缦卤肀?設(shè)計資料匯總表表材料名稱容許拉應(yīng)力細(xì)粒式密級配瀝瀝青混凝土土3.515000.8861中粒式密級配瀝瀝青混凝土土512000.6329水泥碎石2015000.7石灰土？5500.1257土基—44.5—七.石灰土底基基層厚度的的確定通過計算機(jī)設(shè)計計計算得到到：按設(shè)計彎沉值計計算設(shè)計層層厚度:LD=44.886(00.01mmm)H(44)=15ccmLLS=336.2(0.001mm))由于設(shè)計計層厚度H(4)==Hminn時LS<<=LD,,故彎沉計計算已滿足足要求.H(44)=15ccm(僅考慮彎彎沉)按容許拉拉應(yīng)力驗算算設(shè)計層厚厚度:H(44)=15ccm(第1層底面拉拉應(yīng)力驗算算滿足要求求)H(44)=15ccm(第2層底面拉拉應(yīng)力驗算算滿足要求求)H(44)=15ccm(第3層底面拉拉應(yīng)力驗算算滿足要求求)H(44)=15ccmσ(4))=.1131MMPaH(44)=20ccmσ(4))=.1114MMPaH(44)=16.66cm((第4層底面拉拉應(yīng)力驗算算滿足要求求)路面設(shè)計計層厚度:H((4))=155cm((僅考慮彎彎沉)H((4))=166.6ccm(同時考慮慮彎沉和拉拉應(yīng)力)驗算路面面防凍厚度度:路面最小小防凍厚度度50cm驗算結(jié)果果表明,路面總厚厚度比路面面最小防凍凍厚度小4.9cm,,程序?qū)⒆宰詣釉谏鲜鍪鰟傇O(shè)計的的路面最下下層厚度中中予以補(bǔ)足足.取石灰土得厚度度為17cm，實際路路面結(jié)構(gòu)得得路表測彎彎沉值為36.2（0.011mm）,計算新建建路面各結(jié)結(jié)構(gòu)層底面面最大拉應(yīng)應(yīng)力:第1層底面最最大拉應(yīng)力力σ(1))=-.2293((MPa))第2層底面最最大拉應(yīng)力力σ(2))=-.1113((MPa))第3層底面最最大拉應(yīng)力力σ(3))=.1179((MPa))第4層底面最最大拉應(yīng)力力σ(4))=.1114((MPa))上述設(shè)計計結(jié)果滿足足設(shè)計要求求。八.路面橫斷面面設(shè)計路面橫斷面設(shè)計計如圖1所示：圖1.路面橫斷斷面圖（單單位：cm）九.路面結(jié)構(gòu)層層的施工質(zhì)質(zhì)量控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)1.基層施工工質(zhì)量控制制標(biāo)準(zhǔn)瀝青路面簽層的的材料要求求、施工工工藝應(yīng)符合合現(xiàn)行的路路面設(shè)計規(guī)規(guī)范和基層層施工技術(shù)術(shù)規(guī)范的規(guī)規(guī)定。瀝青青面層施工工前應(yīng)對基基層進(jìn)行檢查，當(dāng)基層的質(zhì)量檢查符符合要求后后方可修筑筑瀝青面層層。瀝青路路面的基層應(yīng)符合合下列要求求：（1）強(qiáng)度、剛度、干干燥收縮和和溫度收縮變變形、高程程符合要求求。（2）具有穩(wěn)定性。（3）表面應(yīng)平整、密密實.荃層的拱拱度與面層層的拱度應(yīng)應(yīng)一致。新建的瀝青路面面的基層可按設(shè)設(shè)計要求選用水水泥、石灰灰、粉煤灰灰等無機(jī)結(jié)結(jié)合料穩(wěn)定定土或粒料的半剛剛性基層及泥(灰)結(jié)碎石、級級配碎石、級級配砂礫基基層。也可可采用瀝青青貫入式、瀝瀝青碎石或或碾壓式水水泥混凝土土基層。對高高速公路、一一級公路和城市快快速路，主主干路宜采采用高強(qiáng)少少裂、整體體性能好的的無機(jī)結(jié)合合料或穩(wěn)定定粒料的半半剛性羞層層，穩(wěn)定細(xì)細(xì)粒土只可可作底基層層。新建半剛性基層層鋪筑后應(yīng)應(yīng)及時進(jìn)行行養(yǎng)生及保保護(hù)，澆灑灑透層或鋪鋪筑下封層層，并盡快快鋪筑瀝青面面層。2.瀝青面層施工質(zhì)質(zhì)量控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)瀝青面層施工質(zhì)質(zhì)量控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)項目檢查頻度質(zhì)量要求或允許許偏差（單單點檢驗）試驗方法外觀隨時表面平整密實，不不得有輪跡跡、裂縫、推推擠、油丁丁、油包、離離析、花白白料現(xiàn)象目測接縫隨時緊密平整、順直直、無跳車車目測、用3m直直尺測量施工溫度出廠溫度攤鋪溫度碾壓溫度不小于