路基路面工程课程设计

标准文档成都学院课程名称：路基路面工程学院：建筑与土木工程学院专业：土木工程学号：201310211110年级：2013级学生姓名：朱兰宇指导教师：陈小平二O一六年六月路基路面课程设计2目录1设计任务书....................................................................31.1路基部分...................................................................31.1.1设计资料...............................................................31.1.2设计任务...............................................................31.2路面部分...................................................................31.2.1设计资料...............................................................31.2.2设计任务...............................................................42路基部分设计..................................................................42.1路堤横断面设计.............................................................42.2路堑横断面设计.............................................................63路面部分设计..................................................................73.1沥青路面设计...............................................................73.1.1轴载分析...............................................................73.1.2结构组合与材料选取....................................................103.1.3各层材料的抗压模量和劈裂强度..........................................103.1.4设计指标的确定........................................................113.1.5路面结构层厚度的计算..................................................123.1.6沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算......................133.1.7防冻层厚度检验........................................................163.2水泥混凝土路面设计........................................................163.2.1交通量分析............................................................163.2.2初拟路面结构..........................................................183.2.3确定材料参数..........................................................183.2.4计算荷载疲劳应力......................................................193.2.5计算温度疲劳应力......................................................213.2.6防冻厚度检验和接缝设计................................................223.2.7角隅钢筋设计..........................................................23参考文献.......................................................................24附录...........................................................................25路基路面课程设计31设计任务书1.1路基部分1.1.1设计资料（1）路堤横断面设计高程为514m，地面高程为510m，地面横坡为12°（左高）。（2）路堑横断面设计高程为825m，地面高程为830m，地面横坡为16°（右高）。（3）公路等级为高速，设计速度为80km/h，车道数为6车道，原地面土质为胶结和密实的碎土石。1.1.2设计任务根据上述资料，分别设计路堤和路堑的横断面，包括横断面高度、宽度（行车道、中间带、路肩各部分的宽度）、边坡坡度，原地面如何处理、压实度。在设计说明书中需详细说明设计的过程和确定依据。1.2路面部分1.2.1设计资料该路段设计年限20年，交通量年平均增长6.5%，车道系数η=0.5，该路段处于中国公路自然区划V3错误!未找到引用源。区，公路等级为高速，路面宽度为B=24.5m，行车道为6道，此公路设有一个收费站，且处于中湿路段。路基土为粉质中液限土，潮湿路段E0=23.5Mpa，中湿路段E0=31.7Mpa，干燥路段E0=35.5Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应。表1-1交通组成及交通量表车型双向交通量跃进NJ230590解放CA10B899黄河JN150385长征XD250313路基路面课程设计4依土姿TD501501菲亚特650E249太脱拉138491.2.2设计任务（1）收费站采用水泥混凝土路面，其他路段采用沥青混凝土路面；（2）沥青混凝土路面设计主要内容包括：轴载分析、结构层组合设计、材料参数确定、设计指标计算、路表弯沉和层底拉应力检算。（3）水泥混凝土路面设计包括：交通量分析、路面结构组合设计、材料参数确定、荷载疲劳应力计算、温度疲劳应力计算、防冻厚度计接缝设计、角隅钢筋设计。2路基部分设计2.1路堤横断面设计（1）路堤宽度：路堤宽度为行车道路面和两侧路肩宽度之和。由《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）的规定设计，查表2-1得到，高速公路，设计速度80km/h的6车道公路，路堤宽度取32m。表2—1公路等级高速公路、一级公路设计速度（km/h）1201008060车道数864864644路基宽度（m）一般值42.0034.5028.0041.0033.5026.0032.0024.5023.00最小值40.00—25.0038.50—23.50—21.5020.00其中每个车道宽度取3.5m，路肩宽度取3m，并铺筑硬质路肩，中间带宽度5m。（2）路堤高度：我国《公路路基设计规范》（JTG—D30—2004）中规定：“新建公路的路基设计高程为路基的边缘高程。已知路堤横断面设计高程为514m，地面高程为510m，地面横坡为12°（左高）。则路堤的边缘高程为1344m。则路堤横断面形式如图2—1。（3）路堤边坡坡度：根据填料种类和边坡高度按表2—3确定。由设计高程和原地面高程可知边坡高度8m，则取边坡坡度为1:1.5。路基路面课程设计5表2—3填料类别边坡坡率上部高度（H≤8m）下部高度（H≤12m）细粒土1:1.51:1.75粗粒土1:1.51:1.75巨粒土1:1.31:1.5（4）路基填料选择粗粒土，就地取材。由于路面横坡较小采用分层平铺的填筑方案，将粗砂铺筑在下层，砂石铺筑在上层，粗砂表面成双向横坡。查《路基路面工程》得知路堤土的压实效果与压实机械和土层厚度等有关。由于填料选择为砂类土则压实机具宜选择振动式压路机，土层厚度每50.cm碾压2~3次。路堤的压实标准由压实度确定，查《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）即表2—2得到该路堤的压实度。路基压实度的试验方法采用环刀法。表2—2路基部位路床顶面以下深度（m）压实度（%）高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路上路床0~0.3≥96≥95≥94下路床轻、中及重交通荷载等级0.3~0.8≥96≥95≥94特重、极重交通荷载等级0.3~1.2≥96≥95—上路堤轻、中及重交通荷载等级0.8~1.5≥94≥94≥93特重、极重交通荷载等级1.2~1.9≥94≥94—下路堤轻、中及重交通荷载等级1.5≥93≥92≥90路基路面课程设计6特重、极重交通荷载等级1.9（5）路基排水系统采用边沟的形式。设置在路堤的坡脚外侧，纵坡与路线纵坡一致，平坡路段采用0.5%的纵坡，截面形式采用梯形截面，材料采用浆砌片石，对于高速公路砂浆采用M7.5。2.2路堑横断面设计（1）路堑宽度:路堑宽度为行车道路面和两侧路肩宽度之和。由《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）的规定设计，查表2-1得到，高速公路，设计速度80km/h的6车道公路，路堑宽度取32m。表2—1公路等级高速公路、一级公路设计速度（km/h）1201008060车道数864864644路基宽度（m）一般值42.0034.5028.0041.0033.5026.0032.0024.5023.00最小值40.00—25.0038.50—23.50—21.5020.00其中每个车道宽度取3.5m，路肩宽度取3m，并铺筑硬质路肩，中间带宽度5m。（2）路堑深度：我国《公路路基设计规范》（JTG—D30—2004）中规定：“新建公路的路基设计高程为路基的边缘高程。则已知路堑横断面的设计高程为825m，地面高程为830m，地面横坡为16°（右高）。则路堑的边缘高程为825m，则横断面形式如下图2—2。（3）路堑边坡坡度应根据边坡高度和开挖土质等因素确定。由设计高程和原地面高程可知开挖深度（边坡高度）8m，综合表2-4取路堑的边坡坡度为1:1.5。表2—4土的类别边坡坡率黏土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土1：1中密以上的中砂、粗砂、砂砾1：1.5卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土胶结和密实1：0.75中密1:1(4)路基排水系统采用边沟的形式。设置在路堑的坡脚外侧，纵坡与路线纵坡一致，平坡路段路基路面课程设计7采用0.5%的纵坡，截面形式采用梯形截面，材料采用浆砌片石，对于高速公路砂浆采用M7.5。3路面部分设计3.1沥青路面设计3.1.1轴载分析我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表3-1确定。表3-1标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮当量圆直径d（mm）21.30轮胎接地压强P（Mpa）0.70两轮中心距（cm）1．5d﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载iP的作用次数in均换算成标准轴载P的当量作用次数N。35.4211)(ppnCCNiiKi式中：N—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；in—被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）；P—标准轴载（kN）；iP—各种被换算车型的轴载（kN）；C1—轮组系数，单