《路基路面工程》课程设计指导书

《路基路面工程》课程设计指导书东北大学资源与土木工程学院2009年05月20日1课程设计的思想、效果及课程目标路基路面的课程设计是对路基路面工程课堂教学的必要补充和深化，通过设计让学生可以更加切合实际地和灵活地掌握路基路面的基本理论，设计理论体系，加深对路基路面设计方法和设计内容的理解，进而提高和培养学生分析、解决工程实际问题的能力。课程设计分路基设计和路面设计两部分内容。以教师提供的设计资料为主，学生在查阅相关文献资料的基础上，结合当地的气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件，拟定路基路面的设计方案，对路基的稳定性、路面结构厚度的计算和验算。课程设计要求设计计算条理清晰，计算的方法和结果能符合我国现阶段路基路面设计规范的要求。课程设计方式是在教学周内安排2周独立进行课程设计，安排指导老师专门指导。本课程设计分路基工程课程设计和路面工程课程设计。2路基工程课程内容路基课程设计是，以挡土墙设计为主的设计内容，以浸水高填路堤、基坑开挖与支护、加筋墙路堤和浸水挡土墙路堤设计为主的稳定分析内容。2.1设计资料某新建公路K2+345~K2+379路段采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料如下：1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽8.5m，路面宽7.0m。2．车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100。3．横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所列。4．K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式如图1所示（注：参考尺寸：11.4bm,dl=0.40m,dh=0.60m）。5．填料为砂性土，其密度18KN/m3，计算内摩擦角=35，填料与墙背间的摩擦角=2/。6．地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力0=450KPa，基地摩擦系数为f=0.45。7．墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a=22KN/m3，砌体容许压应力为600aKPa，容许剪应力[]=100KPa，容许拉应力[wl]=60KPa。横断面原地面实测值及路基设计标高表1左侧桩号右侧中桩标高（m）路基设计标高（m）8(-2.6)4(-3)K2+3454(2)6(4.5)631.45630.576(-2.4)6(-3.6)K2+3504(2.1)6(2.4)631.08630.627(-3)6(-3)K2+3564(2.2)6(2.8)629.62630.686(-3)6(-1)K2+3614(1.2)6(2.4)628.51630.736(-2)6(-2.6)K2+3675(2)5(1.5)630.30630.795(-1.6)7(-3)K2+3734(2)6(2)629.08630.856(-1.2)6(-1.8)K2+3792(1)8(1)629.03630.911:51:0.251:1.5B=8.5mb=3mb1H=8mhdlda=2m1:0.25图1K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式示意图2.2设计要求挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，其中挡土墙横断面设计以K2+361横断面设计为例。大致步骤如下：1．挡土墙平面、立面布置2．挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸（图1供参考）3．计算主动土压力4．验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性5．验算基底应力及偏心距6．验算墙身截面强度7．挡土墙的伸缩缝与沉降缝，以及排水设施设计8．绘制挡土墙平面、立面、横断面图9．编写设计说明书2.3稳定性分析要求浸水高填路堤、基坑开挖与支护、加筋墙路堤和浸水挡土墙路堤边坡稳定性分析，详见PPT。2.4设计完成后应提交的文件①浸水高填路堤、基坑开挖与支护、加筋墙路堤和浸水挡土墙路堤的稳定性分析报告。②以挡土墙设计为主的设计内容计算与稳定性分析说明书。3路面工程课程设计3.1设计资料东北某地(II4)拟建一级公路，全长40km(K0+000～K40+000)，除由于K31＋150～K33＋350路段纵坡较大(一般为5%左右)，采用水泥混凝土路面外，其余均采用沥青类路面，其中K15＋600～K22＋440路段为老路改造，采用补强措施，有关资料如下（见表2和3所列）：①公路技术等级为一级公路，路面宽度为9.0m。②交通状况，经调查交通量为4100辆/日，交通组成如表2所示，交通量年平均增长率γ=4.9%。交通组成表2黄河JN150解放CA10B东风EQ140太脱拉138小汽车25%50%15%3%7%汽车参数表3车型总重(KN)载重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轮轮组数前轮轮组数轴距(cm)JN150150.682.649101.6l双单CA10B80.254019.4060.851双单EQ14092.9050.0023.7069.201双单太脱拉138211.4120.0051.402×802双单132③路基土质为粘性土，干湿状态为潮湿，道路冻深为160cm。④K15+600～K22＋440路段原路面为沥青路面，沥青面层厚度h＝3cm，路面实测弯沉值分别为：72、81、78、64、66、65、68、75、72、71、66、73、68、77、74、74、81、82、78、79(0.01mm)等共20测点，弯沉测定采用标准轴载，测定时路表温度为27.5℃，前5小时的平均温度为25℃(注：季节影响系数以Kl=1.08，温度影响系数K2=1.0)。3.2设计要求(1)交通分析；(2)拟定路面结构，并说明选用该种路面结构的原因；确定材料参数及水泥混凝土路面板的平面设计；(3)计算或验算路面结构层厚度；①沥青路面采用手工计算和计算机计算两种方式，并分析其结果以及说明理由；②拟定几种沥青路面厚度，采用计算机计算，分析沥青面层变化对基层厚度的影响，基层厚度变化对底基层厚度的影响；③对于水泥混凝土路面采用手工计算。(4)绘制路面结构图及水泥混凝土路面平面布置图，接缝构造图；(5)编写设计说明书。3.3提交的设计文件①路面结构图；②水泥混凝土路面平面布置图，接缝构造图；③设计计算说明书。4课程组织形式与教师指导方法4.1课程组织形式第一步，根据设计题目，利用各种途径查阅专业资料，如设计规范、教材等。第二步，根据设计指导书及老师的现场答疑指导进行各部分的设计计算。第三步，编制设计计算说明书，并将其提交给指导老师检查认可。课程设计组织形式：首先把布置设计任务，每天安排指导老师到教室进行整体答疑2～3课时，学生将在设计过程中遇到的问题集中，向老师提问，如果问题具有普遍性，老师将向全体学生解答，答疑结束后学生继续完成各自的设计计算，每隔两天指导老师检查学生完成设计的情况，再根据完成的情况指导老师统一意见后继续指导学生做后续的设计。学生应在指导教师的指导下，独立完成设计内容；内容上要求条理清晰，尽量采用简图和表格形式；外观上要求字体工整，纸张和封面统一。具体要求如下：(1)初步掌握路基路面工程设计的内容、设计计算步骤及方法；(2)能够比较全面地收集和查询有关技术资料；(3)合理拟定路基路面的设计方案；(4)独立完成路基稳定性和路面结构设计的计算和验算；(5)能够分析路基路面设计时存在的问题并能加以解决。4.2课程设计内容和时间安排(1)布置设计任务。教师提供路基路面课程设计的基本资料，并交待课程设计的目的、方法、要求等。0.5天(2)路基设计资料分析、设计方案的拟定。0.5天(3)路基结构形式设计、绘制，路基边坡稳定性验算；路基挡土墙的设计、绘制，挡土墙稳定性的计算及验算。1.0天(4)整理及编写整理路基工程课程设计的设计报告、计算书整理。0.5(5)路面设计资料分析、确定路面等级和面层类型。1.0天(6)路面结构设计、路面结构参数及设计参数确定，应拟定三种可能的路面结构组合与厚度方案；路面厚度计算和应力验算，提出合理路面合理的路面结构型式。1.0天(7)整理及编写整理路面工程课程设计的设计报告、计算书整理。0.5天5考核内容与方法5.1课程设计考核方式课程设计成绩以设计成果的质量为主，结合平时的考差进行评定。凡成绩不及格者，必须重修。平时考查主要检查学生的出勤情况、学习态度、是否独立完成设计等几方面。设计成果的检查，着重检查设计图纸和计算书的完整性和正确性。成绩的评定要按课程的目的要求，突出学生独立解决工程实际问题的能力和创新性的评定。课程设计的成绩按优秀、良好、中等、及格和不及格五级评定。5.2课程设计成绩评定标准(1)优①能够熟练综合运用所学知识，全面独立完成设计任务，设计过程中能够提出自己的见解；②设计方案合理，设计计算正确，数据可靠；③图面质量整洁，能很好地表达设计意图；④计算书表达清楚，文字通顺，书写工整。(2)良①能综合运用所学知识，全面完成设计任务；②设计方案合理，设计计算基本正确；③图面质量整洁，能够较好地表达设计意图；④计算书表达清楚，文字通顺，书写工整。(3)中①能运用所学知识，按期完成设计任务；②能基本掌握设计与计算方法；③图面质量一般，能较好地表达设计意图；④计算书表达一般，有多处不够确切。(4)及格①基本能运用所学知识，按期完成设计任务；②设计与计算没有原则性错误；③图面质量不够完整，基本能表达设计意图；④计算书表达一般，有多处错误存在。(5)不及格①运用所学知识能力差，不能按期完成设计任务；②设计与计算有严重错误；③图面不整洁，不能表达设计意图；③计算书不完整，有多处错误存在。《路基路面工程》课程设计指导书高速公路沥青路面设计东北大学资源与土木工程学院2009年05月20日一、高速公路路面设计资料主要技术指标，全线按平原丘陵山区高速公路修建。路基宽度为52.5m，双向6车道，中央分隔带3.0m。土路肩为2×0.75m，硬路肩为2×3.00m，行车道为6×3.75m，中央两左侧路缘带2×0.75m。设计车速：80~100km/h。根据交通量情况及公路性质设计机动车道的路面结构。设计交通标准轴载为BZZ-100。交通组成如下表所示，交通量年平均增长率γ=9.5%。二、设计要求(1)交通分析；(2)拟定路面结构，并说明选用该种路面结构的原因；确定材料参数及水泥混凝土路面板的平面设计；(3)计算或验算路面结构层厚度；①沥青路面采用手工计算和计算机计算两种方式，并分析其结果以及说明理由；②拟定几种沥青路面厚度（干燥、中湿、潮湿、过湿状态），采用计算机计算，分析沥青面层变化对基层厚度的影响，基层厚度变化对底基层厚度的影响；③对于水泥混凝土路面采用手工计算。(4)绘制路面结构图及水泥混凝土路面平面布置图，接缝构造图；(5)编写设计说明书。公路交通量资料（一）车型iP(KN)C1C2iN(次/日)小客车前轴16.516.42400后轴23.0112400中客车SH130前轴25.5516.42000后轴45.10112000大客车CA50前轴28.7016.41250后轴68.20111250小货车BJ130前轴13.4016.44250后轴27.40114250中货车CA50前轴28.7016.41500后轴68.20111500中货车EQ140前轴23.7016.42125后轴69.20112125大货车JN150前轴49.0016.42125后轴101.60112125特大车日野KB222前轴50.2016.41500后轴104.30111500拖挂车五十铃前轴60.0016.4187.5后轴100（3轴）31187.535.421PPnCCii35.4211PPnCCNiili公路交通量资料（二）车型iP(KN)C1C2iN(次/日)小客车前轴16.516.43200后轴23.0113200中客车SH130前轴25.5516.42000后轴45.10112000大客车CA50前轴28.7016.41250后轴68.20111250小货车BJ130前轴13.4016.44250后轴27.40114250中货车CA50前轴28.7016.41500后轴68.20111500中货车EQ140前轴23.7016.42125后轴69.20112125大货车JN150前轴49.0016.42125