29路基路面课程设计

1郑州大学水利与环境学院《路基路面》课程设计说明书专业：学生姓名：学号：完成时间：路基与路面工程课程设计任务书2题目:A重力式挡土墙设计B沥青路面设计C水泥混凝土路面设计1.课程设计教学条件要求设计室：制图教室2.课程设计任务（1）了解设计任务,拟定工作计划，查阅资料。（2）按《公路路基设计规范》（JTGD30－2004）“5.4挡土墙”一节，采用极限状态设计法进行重力式挡土墙设计；（3）按《公路沥青路面设计规范JIGD50-2006》的内容及要求进行沥青路面结构设计；（4）按《公路水泥混凝土路面设计规范JTGD40-2002》的内容及要求进行水泥混凝土路面结构设计；（5）根据指导教师的要求，采用指定的初始条件进行设计：重力式挡土墙、水泥混凝土路面的设计计算按所选方案手算；沥青路面的设计，在完成路面结构组合设计后，利用设计软件进行结构层厚度计算及各层底拉应力验算。在设计说明书（设计报告书）中应画计算图，采用A4纸打印设计报告书。（6）出图：重力式挡土墙、沥青路面设计不出图（留待毕业设计时训练出图）；水泥混凝土路面设计，绘制面板接缝构造及钢筋布置图，A3图纸1页。3.课程设计报告书主要内容A重力式挡土墙设计（一）初始条件：（1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5，墙身纵向分段长度为10m；路基宽度26m，路肩宽度3.0m；（2）基底倾斜角0：tan0＝0.190，取汽车荷载边缘距路肩边缘d=0.5m；（3）设计车辆荷载标准值按公路－I级汽车荷载采用，即相当于汽车超20级、挂车120（验算荷载）；（4）墙后填料砂性土容重=183/mkN,填料与墙背的外摩擦角=0.5；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30，地基容许承载力[0]=250akP；3（5）墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重k=223/mkN，容许压应力aakP600][，容许剪应力ajkP100][][，容许拉应力aLkP60][；（6）以下设计参数区别为每人一题，根据指导教师的安排指定采用（对所采用的参数值打“√”标记）：墙后砂性土填料的内摩擦角：34°墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度（1:n）：1:0.25墙高H：7m墙顶填土高a：3.0m（二）要求完成的主要任务：按《公路路基设计规范》（JTGD30－2004）“5.4挡土墙”一节，采用极限状态设计法进行设计：（1）车辆荷载换算；（2）计算墙后主动土压力aE及其作用点位置；（3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算；（4）基础稳定性验算与地基承载力验算；（5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。B沥青路面设计（一）初始条件：广西南宁地区（IV7区）某新建双向4车道一级公路，拟采用沥青混凝土路面，路基土为高液限粘土，地下水位为－1m，路基填土高度1.2m，预计通车初年的交通量如下：车型黄河JN150解放CA10B长征CZ160上海SH130小汽车交通量(辆/d)7201100280120100交通量年平均增长率7％，沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供应。（二）要求完成的主要任务：（1）确定路面等级和面层类型；4（2）确定土基的回弹模量；（3）路面结构组合设计；（4）根据设计弯沉值计算路面厚度（采用沥青路面设计专用程序，输入设计弯沉值及设计参数汇总表的设计参数后，对需进行厚度计算的结构层进行厚度计算，并进行各层底拉应力验算）。C水泥混凝土路面设计广州郊区（IV7区）某新建双向2车道二级公路，拟采用水泥混凝土路面，行车道宽度为9m。路基土为中液限粘土，地下水位为－0.7m，路基填土高度0.6m，预计通车初年的交通量如下：车型解放CA10B上海SH142长征CZ160930黄河JN150交通量(辆/日)400750650600700交通量年平均增长率8.5％，沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供应。（二）要求完成的主要任务：（1）可靠度设计标准及变异系数范围、可靠度系数的选用；（2）标准轴载作用次数的换算。（3）确定交通分级及混凝土弯拉强度标准值。（4）结构组合设计。（5）接缝设计。（6）混凝土板应力分析及厚度计算。（7）面板接缝构造及钢筋布置图。4.课程设计要求（1）学生按时到课程设计指定地点签到，遵守课程设计纪律。（2）学生独立完成课程设计任务。指导教师分时段验收学生完成的阶段任务。（3）学生按时提交课程设计成果和打印的课程设计报告书。5．课程设计参考资料（1）中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTGD30－2004）.北京：人民交通出版社，2004（2）中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范（JTGD50－2006）.北京：人5民交通出版社，2006（3）中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范（JTGD40－2002）.北京：人民交通出版社，2002（4）中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTGB01-2003).北京：人民交通出版社，2003（5）邓学钧.路基路面工程.北京：人民交通出版社，2000撰写者：陆永青指导教师：陆永青课程设计评分表6评分标准：1.学生是否严格遵守课程设计纪律，按照规定时间完成设计任务(占30%)2.课程设计报告书质量：(占40%)(1)是否采用了良好的设计方法，独立完成课程设计。(2)课程设计各分段的任务是否按时完成及完成的质量。(3)是否完成课程设计任务书指定的全部要求。3.课程设计报告书的撰写规范(占30%)课程设计报告书的撰写规范要求与毕业设计（论文）的要求相同。教师评分：1.学生出勤得分：_________2.内容质量得分：_________3.撰写规范得分：_________最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）：_________教师评语：签字：日期：年月日7A重力式挡土墙设计1设计参数挡土墙墙高H=7m，取基础埋置深度D=1.5m，挡土墙纵向分段长度取L=10m；路基宽度26m，路肩宽度3.0m；墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，=－14.03°，墙底（基底）倾斜度tan0=0.190，倾斜角0=10.76°；墙顶填土高度a=3.0m，填土边坡坡度1:1.5，=arctan（1.5）1=33.69°，汽车荷载边缘距路肩边缘d=0.5m墙后填土砂性土内摩擦角=34，填土与墙背外摩擦角=/2=17，填土容重=18kN/m3；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30；墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重k=22kN/m3,砌体容许压应力[a]=600kPa,砌体容许剪应力[]=100kPa,砌体容许拉应力[wl]=60kPa；地基容许承载力[0]=250kPa。2车辆荷载换算0.78m3主动土压力计算3.1计算破裂角18140qh84.0)78.0237()37()03.14tan()78.02327(7)5.05.4(78.025.43)2)((tan)22()(2000haHaHhaHHdbhabA97.361703.1434ω86.0)4.097.36)(tan97.36tan34(cot97.36tan))(tantan(cottantanAωωω69.40墙底到路肩的水平距离为3.75m，路肩宽3m，墙底至破裂面与路基交点距离为m7.1886.0)5.27(，3+3.75=6.75＜8.17破裂面交于荷载内进行计算直线形仰斜墙背，且墙背倾角较小，不会出现第二破裂面。3.2计算主动土压力aE及其作用点位置3.2.1计算主动土压力aE25.086.05.0tantan2dh0.82m25.086.086.035.4tantantan3abh3.1m16.0)03.14tan(7.40tan)97.367.40sin()347.40cos(tantan)sin()cos(）（ωaKm18.31.382.07321hhHh929.14918.378.02)721.31(73212)21(2121031HhhHhHaKmkN02.9129.116.04918212112KKHEaamkN72.4)03.1417sin(02.91)sin(mkN9.90)03.1417cos(02.91)cos(ayaxEEEE3.2.2计算主动土压力的合力作用点位置m55.229.1493)7218.33(18.378.0)1.37(3373)23()(321211023KHHhhhhHaHZxm61.1190.0)03.14tan(7.17.1tantan011bbBm25.225.055.261.1tanxyZBZ墙底（基底）倾斜，需把求得的xZ、yZ修正为1xZ、1yZ,即：1xZ＝xZ－01tanb，1yZ＝1b－1xZtan（见“附录”的图）10m24.2)03.14tan(18.27.1tanm18.2190.07.155.2tan111011xyxxZbZbZZ3.3被动土压力墙前的被动土压力忽略不计。偏于安全。4挡土墙计算只对荷载组合II进行计算。4.1拟定挡土墙顶宽经试算，取挡土墙顶宽为1b=1.6m4.2抗滑动稳定性验算墙身体积计算：1130111m71.10)190.06.17(6.1)tan(bHbV320212m24.0190.06.15.0tan5.0bV321m95.1024.071.10VVV墙身自重计算:1G＝kN62.2352271.101kV，2G＝kN28.52224.02kV，kN9.24028.562.23521GGG抗滑稳定性验算：008.139.9040.1190.0)72.440.19.2401.1(3.0)190.09.9072.4(4.19.2401.1tan)1.1()tan(1.110101＞xQyQxyQEEGEEG墙身自重力臂计算：65.16.125.0190.06.175.0])tan[(5.01011bnbHZG09.16.1)047.05.0(315.0)]tantan2/1(3/12/1[102bZG63.19.24009.128.565.162.235)(2211GZGZGZGGGkN62.24572.49.24021yEGGN抗滑稳定系数:7.1190.062.2459.903.0190.09.9062.245tan]tan[00NEENKxxC＞1.3满足要求124.3抗倾覆稳定性验算05.4)55.29.9025.272.4(4.163.19.2408.0)(8.0111＞xxyyQGZEZEGZ抗倾覆稳定系数:5.104.218.29.9024.272.409.128.565.162.2351122110xxyyGGZEZEZGZGK满足要求4.4基底合力偏心距验算N至墙趾A的距离m84.062.24518.29.9024.272.409.128.565.162.235112211NZEZEZGZGZxxyyGGN基底合力偏心距035.084.0261.120NZBe；4.5地基承载力验算kPa25