道路工程课程设计计算说明书

山东交通学院道路工程课程设计院别土木工程学院专业土木工程班级土木10级2班学号姓名指导教师成绩二〇一三年六月课程设计任务书题目新建沥青路面（水泥混凝土路面）设计旧路改建路面设计院(部)土木工程学院专业土木工程班级土木102学生姓名学号6月10日至6月14日共1周指导教师(签字)院长(签字)2013年6月1日一、设计内容及要求：1、路基干湿类型及路基回弹模量的确定；2、沥青路面结构方案的选定与结构层厚度的计算；3、水泥混凝土路面结构方案的选定与结构层厚度的计算；4、旧路改建路面结构方案的确定及加铺层厚度的计算。二、设计原始资料：平原微丘区某一级公路，近年来由于大吨位车辆的增加，个别路段不能适应交通运输的需要，对下列路段的路面作如下处理：0+500～3+500段，改线需在新路基上铺路面；3+500～5+000段，旧路面强度不足，需进行补强设计；5+000～6+300段，接近城镇为改线路段，在新路基上铺水泥混凝土路面。路状调查资料如下：交通调查：交通调查资料为2009年，设计年限的起算年为2012年。在不利季节调查的双向平均日交通量：车型总重（KN）后轴重（KN）后轴数辆/日解放CA10B19.460.851426黄河JN15049101.61458日野KB22250.2104.31310太脱拉13851.4802（轴距≤3）174东风KM34024.667.811170黄河JN362631271510日野FC16423.9711770预计未来10年，交通量年平均增长率为8%，10年后增长率为4%。原有路面厚度为25cm天然砂砾垫层，20cm石灰土基层，2.5cm沥青表处面层。该路段地处Ⅱ2区，沿线土质为粉质轻亚粘土，L=40%，P=18%，当地多年平均最大冻深为0.8m。（气象部门调查的田野冻深）。0+500～3+500段，路槽底距地下水位2.6m；3+500～5+000段，测得路槽底以下80cm分层含水量为：20%、18.90%、19.78%、21.40%、21.64%、20.10%、20.66%、19.90%（0～80cm,每10cm为一层）5+000～6+300段，路基填土高度为0.8m，调查得地下水埋深为1.4m。对3+500～5+000段，测定时路表温度与前5小时平均气温之和为56.0℃，在冻前进行路面弯沉实测弯沉值为：（80+个人学号后三位数字的和）、105、116、100、127、67、121、115、86、98、99、165、120、83、87、122、87、116、92、123、125、98、97、86、87、69、88、102、108、110。（单位为1/100mm）土基回弹模量为40MPa。材料调查：沿线可采集各种砂、石料；附近有矿渣、炉渣可利用；水泥、石灰、沥青等材料当地可供应。三、设计完成后提交的文件和图表1．计算说明书部分：1.1路基干湿类型及路基回弹模量的确定；当进行新路设计时，土基的回弹模量：此时路基尚未建成，土基的回弹模量，要通过预估某路段路基修筑后，可能出现的路基土的平均稠度，辩证地确定土基的回弹模量值。实际中是适用查表法。⑴由路床表面至地下水位的高度H、地区所在的自然区划及土质查沥青路面设计规范，确定土基的干湿类型。⑵由土基的干湿类型，查设计规范得路基土的平均稠度ωC。⑶由路基土的平均稠度，查设计规范得土基回弹模量E0。⑷如果是高等公路，由沥青路面设计规范说明，采用重型击实试验时，土基回弹模量E0提高15%-30%。根据公路所处地区及路基填土土质、路基填土高度情况，确定路基干湿类型及回弹模量。1.2沥青路面结构方案的选定与结构层厚度的计算；①根据所给交通量和交通组成，计算累计轴载作用次数，结合公路等级，确定路面等级，计算设计弯沉值；②根据当地筑路材料情况及自然气候特点，拟定路面结构方案，确定路面材料的设计参数；③根据设计弯沉值计算路面厚度。需要时应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，采取相应措施进行调整后再重新计算。上述计算应采用弹性多层体系理论编制的程序进行。④对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面，应验算防冻厚度是否满足要求。⑤根据公路等级情况，需要时还应确定路肩的路面结构。1.3水泥混凝土路面结构方案的选定与结构层厚度的计算；根据所给交通量和交通组成，计算累计轴载作用次数；2.5cm沥青表处面层20cm石灰土25cm天然砂砾①初步拟定路面结构：初选路面结构层次、类型和材料组成，拟定各层的厚度、面板和接缝构造；②确定材料参数，包括混凝土的设计弯拉强度和回弹模量，基层、垫层和路基的回弹模量，基层顶面的当量回弹模量；③计算荷载疲劳应力；④计算温度疲劳应力；⑤检验初拟路面结构是否满足设计要求，如不满足要求，则采取相应的调整措施，重新拟定路面结构，进行设计。1.4旧路改建路面结构方案的确定及加铺层厚度的计算。旧路改建以沥青路面的改建为主，主要设计内容包括：①旧路的代表弯沉值的计算，根据所给的旧路弯沉调查资料，计算确定旧路面的代表弯沉值；②旧路面当量回弹模量的计算；③拟定改建路面的补强结构方案，进行补强层厚度的计算1.5要求应附厚度计算，拉应力验算的微机计算结果。2．图纸部分：绘制路面结构，设计施工图一张。四、进程安排序号项目时间(天)（一）新建沥青路面设计1（二）新建水泥混凝土路面设计2（三）旧路改建路面设计1（四）编写设计计算说明书0.5（五）施工图绘制及装订成册0.5五、主要参考资料：参考教材：1、《道路工程》（第二版），徐家钰主编，同济大学出版社，2004；2、《路基路面工程》万德臣主编，高等教育出版社，2005。参考资料：1、《公路工程技术标准》JTGB01—2003，人民交通出版社；2、《公路路基设计规范》JTGD30-2004，人民交通出版社；3、《沥青路面设计规范》JTGD50-2004，人民交通出版社；4、《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011，人民交通出版社；5、《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000，人民交通出版社；6、《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004，人民交通出版社；7、《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003，人民交通出版社。目录1新建沥青路面设计....................................................................................................11.1路面等级、面层类型、累计当量轴次和路表设计弯沉值.......................11.1.1验算沥青层层底拉应力时轴载作用次数.......................................11.1.2进行半刚性基层层底拉应力验算时轴载的作用次数...................41.1.3路面设计弯沉值................................................................................71.2确定各路段土基弹性模量………………………………………………61.3拟订路面结构组合与厚度方案、确定各结构材料设计参数....................81.3.1拟定路面结构组合方案....................................................................81.3.2拟定路面结构层厚度........................................................................81.3.3各层材料的设计参数........................................................................81.3.4计算各层材料的容许拉应力............................................................91.3.5计算机程序验算.............................................................................102路面补强设计（程序计算）..................................................................................163新建水泥混凝土路面设计......................................................................................223.1计算使用年限内标准轴载累计作用次数..................................................223.2初拟路面结构断面......................................................................................253.3确定基层顶面的当量回弹模量..................................................................263.4确定混凝土的设计弯拉强度、弯拉弹性摸量..........................................273.5计算荷载疲劳应力......................................................................................273.6温度疲劳应力.............................................................................................283.7应力复核......................................................................................................294设计总结..................................................................................................................305主要参考文献..........................................................................................................31道路工程课程设计土木102班姓名学号11新建沥青路面设计1.1路面等级、面层类型、累计当量轴次和路表设计弯沉值车型前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数辆/日解放CA10B19.460.851426黄河JN15049101.61458日野KB22250.2104.31310太脱拉13851.4802174东风KM34024.667.811170黄河JN362631271510日野FC16423.97117701.1.1验算沥青层层底拉应力时轴载作用次数当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，各级轴载Pi的作用次数ni，匀应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N35.4121)(kiiiPPnCCN(1)解放CA10B:（次）26.5110085.60426111004.194264.6135.435.435.4211PPnCCNiiki(2)黄河JN150：次）(39.6221006.10145812.2100494584.6135.435.435.4211