《路基路面工程》课程设计
学院：土木工程学院
专业：土木工程
班级：道路二班
：黄叶松
指导教师：但汉成
二〇一五年九月
目录
一、重力式挡土墙设计
第一部分设计任务书 (3)
（一）设计容和要求 (3)
（二）设计容 (3)
（三）设计资料 (3)
第二部分设计计算书
1. 车辆换算荷载 (4)
2. 主动土压力计算 (5)
3. 设计挡土墙截面 (9)
4. 绘制挡土墙纵横截面（附图1） (30)
二、沥青路面结构设计
1．设计资料 (12)
2. 轴载分析 (12)
3. 拟定路面结构方案 (16)
4. 各材料层参数 (16)
5. 设计指标确定 (17)
6. 确定设计层厚度 (18)
7. 底层弯拉应力验算 (21)
8. 防冻层厚度验算 (29)
9. 方案可行性判定 (29)
10. 绘制路面结构图 (31)
一、重力式挡土墙
第一部分 设计任务书
（一）设计的目的要求
通过本次设计的基本训练，进一步加深对路基路面工程有关理论知识的理解，掌握重力式挡土墙设计的基本方法与步骤。
将设计任务书、设计说明书及全部设计计算图表编好目录，装订成册。 （二）设计容 ①车辆荷载换算； ②土压力计算； ③挡土墙截面尺寸设计； ④挡土墙稳定性验算。 （三）设计资料 1．墙身构造
拟采用细粒水泥混凝土砌片石重力式路堤墙(如草图1)，墙高H =？m ，墙顶宽1b =？m ，填土高度2.4m ，填土边坡1：1.5，墙背仰斜，1：0.25（α=—14°02′），基底倾斜1：5（0α=—11°18′)，墙身等厚，0b =7.0 m 。
2．车辆荷载
车辆荷载等级为公路—Ⅱ级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合Ⅰ、Ⅱ，路基宽度33.5m ，路肩宽度0.75m 。
3．土壤工程地质情况
墙后填土容重γ=18KN/m 3，摩檫角?=38°，填土与墙背间的摩檫角2
?
δ=；
粘性土地基，允许承载力[0σ]=250Kpa ，基底摩檫系数f =0.40。
4．墙身材料
细粒水泥混凝土砌25号片石，砌体容重K γ=23KN/m 3； 砌体允许压应力[a σ]=600KPa ，允许剪应力[τ]=100KPa ，允许拉应力[l σ]=60KPa 。
第二部分 计算书正文
1. 车辆荷载换算
墙背后填土表面有车辆荷载作用，使土体产生附加的竖向应力，从而产生附加的侧向应力。土压力计算时，对于作用于墙背后填土表面的车辆荷载可以近似的按均布荷载来考虑，并将其换算为重度与墙后填土相同的均布土层。 （1）求不计车辆荷载作时的破裂棱体宽度B 0
计算图示如下
初步拟定16,2,3, 1.5H m a m b m b m ====，查《公路设计手册（路基）》，由表3
—2—1中第五类公式知
2
)()2(a H tg a H H ab A ++-=
α
则，0'2
236(622)tan(1402)
0.328(62)A ?-?+??-=
=+ 00'00'
38(1402)194258tan 0.931
φ?αδφ=++=+-+==
于是有：
0.9310.737
tg tg θφ=-+=-+=00'()(62)0.7376tan(1402)31.396B H a tg Htg b
m
θα=++-=+?+?--= （2）求纵向分布长度L
00(2)307.0(622)tan 3012.7710o L L H a tg m m
=++=++??=>
L 采用10m ，其中，L 0取为7.0m （3）计算车辆荷载总重Q ∑
车轮中心距路基边缘0.5m ，汽车20级，一辆车的总重力为300KN 。 在0""L B ?围布置车轮重Q ∑： 布置车轮的宽度0l
0 1.400.5(0.50.3)0.70l m =---=
3002150()Q KN ==∑半辆车重
（4）换算当量土层厚度 00150
0.59718 1.39610
Q h m B L γ∑=
==??
2. 主动土压力计算
1）求破裂角θ
假设破裂面交于荷载，查《公路设计手册（路基）》
0000'2()(22)()(2)
2320.60(30.5)6(62220.60)tan(1402)(62)(6220.60)
0.367
ab h b d H H a h tg A H a H a h α
++-++=
+++?+??+-?+?+??-=+?++?=
00.9310.763
=3721'
tg tg θφθ=-=-+=现验算破裂面是否交于荷载：
堤顶破裂面至墙踵：()(62)0.763 6.10H a tg m θ+=+?= 荷载缘至墙踵:0'tan 36tan(1402)0.55b H d m α-+=-?-+=
荷载外缘至墙踵:0'
0tan 36tan(1402)0.57.012b H d b m α-++=-?-++=
比较得知：5 6.1012<<，故结果与假设相符，所选公式正确。 （2）求主动土压力系数K 和K 1
（1）中假设成立，即破裂面交于荷载，则采用《公路设计手册（路基）》第二版表3-2-1采用第6类公式计算：
000'00'cos()
()
sin()
cos(3721'38)(0.763tan(1402))sin(3721'4258)0.132
K tg tg θ?θαθφ+=
+++=?+-+= 10'320.763
2.870.763tan(1402)
b atg h m tg tg θθα--?=
==++-
20'
0.5
0.970.763tan(1402)
d h m tg tg θα=
==++- 3126 2.870.97 2.16h H h h m =--=--=
031122221(1)222 2.8720.97 2.161(1) 1.624
6266h h h a
K H H H
=+
-+???=+?-+=?
（3）求主动土压力及作用点位置
按墙的每延米计算。
墙后土体主动土压力：22111
1860.132 1.62469.45522E H KK KN γ==????=
水平向分力：0'0'cos()81.70cos(140219)69.194X E E KN αδ=+=?-+=
竖向分力：0'0sin()81.70sin(140219) 6.013Y E E KN αδ=+=?-+=
因基底倾斜，土压力对墙趾O 的力臂为：
110.19 2.0710.19 1.5 1.786X X Z Z b m =-=-?= 0'111 1.5 1.786tan(1402) 1.946Y X Z b Z tg m α=-=-?-=
（4）验算荷载：
①对于挂车——100取00.8h m =，0d =。于是：
0000'2()(22)()(2)
2320.8(30)6(62220.8)tan(1402)
(62)(6220.8)
0.367
ab h b d H H a h tg A H a H a h α
++-++=
+++?+??+-?+?+??-=
+?++?=
00.9310.763
3721'
tg tg θφθ=-=-+==验算破裂面是否交于荷载：
堤顶破裂面至墙踵：()(62)0.763 6.10H a tg m θ+=+?= 荷载缘至墙踵:0'tan 36tan(1402)0 4.5b H d m α-+=-?-+=
荷载外缘至墙踵:0'0tan 36tan(1402)07.011.5b H d b m α-++=-?-++= 比较得知：4.5 6.1011.5<<，故结果与假设相符，所选公式正确。 ②求主动土压力系数K 和K 1
2103321
22()(32)3362(6 2.87)0.597 2.16(3 2.1626)336 1.6242.071X a H h h h h H H Z H K m
-+-=+
?-+???-?=+??=
0'00'0'0'cos()
()
sin()
cos(372138)(0.763tan(1402))sin(37214258)0.132
K tg tg θ?θαθφ+=
+++=?+-+= 10'
320.763
2.870.763tan(1402)b atg h m tg tg θθα--?=
==++- 20'0
00.812tan(1402)
d h tg tg θα=
==++-
3126 2.870 3.13h H h h m =--=--=
031122
221(1)222 2.8720.8 3.131(1) 1.6466266h h h a
K H H H
=+
-+???=+?-+=?
③求主动土压力及作用点位置 墙后土体主动土压力：
22111
1860.132 1.64670.39622
E H KK KN γ==????=
水平向分力：0'0cos()70.396cos(140219)70.132X E E KN αδ=+=?-+= 竖向分力：0'0sin()70.396sin(140219) 6.095Y E E KN αδ=+=?-+= 比较得知：验算荷载略大于设计荷载，故挡土墙截面设计按照验算荷载进行计算。
2103321
22
()(32)3362(6 2.87)0.8 3.13(3 3.1326)
336 1.6462.014X a H h h h h H H Z H K m
-+-=+
?-+???-?=+??= 因基底倾斜，土压力对墙趾O 的力臂为：
110.19 2.0140.19 1.5 1.729X X Z Z b m =-=-?= 0'111 1.5 1.729tan(1402) 1.932Y X Z b Z tg m α=-=-?-=
3. 设计挡土墙截面
（1）计算墙身自重G 及其力臂G Z
22111(0.19)(1.560.19 1.5)23197.167K G b H b KN γ=-=?-??=
22
120.190.19 1.523 4.91622
K b G KN γ?==?=
故12197.167 4.916202.083G G G KN =+=+=
202.083 6.095208.178Y N G E KN =+=+=
()1111
0.190.2521
[(60.19 1.5)0.25 1.5] 1.462
G Z H b b m =
-?+???
?=?-??+=
210.6510.651 1.50.98G Z b m ==?=
（2）抗滑稳定性验算
[]0'00'
tan [208.17870.132tan1118]0.4 3.114tan 70.132208.176tan1118
X c
X N E f K E N αα++??=
==--? [] 1.3c c K K >=，故抗滑移稳定性满足要求。
（3）抗倾覆稳定性验算
1122101197.167 1.46 4.9160.98 6.095 1.932
2.51170.132 1.729
G G Y Y X X G Z G Z E Z K E Z ++?+?+?=
==?
00[] 1.5K K >=，故挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。
（4）基底应力验算
为保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力验算。
1110.190.25 1.50.19 1.50.25 1.43B b b m =-?=-??=
11221112197.167 1.46 4.9160.98 6.095 1.93270.132 1.729
197.167 4.916 6.095
0.880
G G Y Y X X N Y
G Z G Z E Z E Z Z G G E ++-=++?+?+?-?=
++=
偏心距：1 1.430.880.1622
N B e Z m =
-=-=- 1,211243.3106202.083 6.09560.16(1)(1)47.8481.43 1.43
Y Kpa G E e Kpa B B σ?++?=
±=?±=??
因此，1,2
0243.310[]25047.848Kpa
Kpa Kpa σσ?=<=??
，地基承载力满足要求。 （5）截面应力验算
为了保证强身具有足够的强度，应根据经验选择1~2个控制断面进行验算，墙面、墙背相互平行，截面的最大应力出现在接近基底处。
① 强度计算 要求：/K K K j AR N αγ≥
如附图所示，选取一个截面进行验算：1-1截面
100()(0.9 1.4)1.0(0.9202.083 1.4 6.095)190.408j G G Q y N N G E KN
γγγγ=+=+=??+?=
其中，0γ——重要性系数，取1.0；
k =88
022
00.161256125610.7640.161121121e b e b α????
--? ? ?????==????
+?+ ?
????? 于是：
/0.764 1.5600/2.31297.662190.408K K K j AR kN N KN αγ=??=>=
则挡土墙强度满足要求。
② 稳定性计算 要求：N k k k
j k
AR ψαγ≤ 其中：
k k k k k A R 6=4101.5j N H B αγψψ=<、、、、意义同前；
——弯曲平面内的纵向翘曲系数，因，故认为此挡墙是矮墙，
取=1.0。
于是：
1.00.764 1.5600
==297.662KN N =190.408KN 2.31
k k k j k AR ψαγ???≥ 则挡土墙稳定性满足要求。 ③ 正截面受剪时验算 要求：1Q j j
j m k A R f N γ≤
+
其中：Q KN j ——正截面剪力（）；
2m =1.5m Kpa =100Kpa =0.42j j j j m m A A R R f f 2——受剪截面面积（），；
——砌体截面的抗剪极限强度（），；——摩擦系数，。
x Q =E =86.25KN j ；
于是：
1 1.5100
0.42208.178152.370Q 70.1322.31
j j k m j A R f N KN KN γ?+=
+?=≥= 则挡土墙抗剪强度满足要求。
4. 绘制挡土墙纵横断面图（1:100）。见附图一
二、沥青路面结构设计
一、设计资料
表1 交通量及荷载组成
2010年~2015年交通量的平均年增长率为12%，2000年以后为11%。该公路为双向四车道，路基平均填土高度1.8 m ，土质为中液限粘土，平均地下水位1.6 m ，平均冻深0.4 m 。
二、轴载分析
1、确定设计年限交通量的平均增长率
根据设计资料，2010年~2015年交通量的平均年增长率为12%，2000年以后为11%。
2、设计年限一个车道的累计当量轴次的计算
路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载，以BZZ —100表示。 1）当以设计弯沉值为设计指标时，换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的公式为：
4.35121
N=()k
i i i P
C C n P ==∑
N=3276.46
设计使用年限设计车道的标准轴载累计作用次数Ne
()11365t
s N Ne γη
γ???+-????=
式中：Ne---标准轴载累计当量作用次数 t---设计基准年限
γ---交通量年平均增长率
η---临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，取η=0.45， 第一个5年1N =3276.46
()1561113653276.46[1]3650.45 3.4212%
(112%)10t
N Ne γηγ???+-???-????===?+
第二个5年463276.46 1.12 1.115722.69N =??=
()6562113655722.69[1]3650.45 5.8511%
(111%)10t
N Ne γηγ???+-???-????===?+
第三个5年5115722.69 1.119643.07N =?=
()51163113659643.07[1]3650.459.8611%
(111%)10
t
N Ne γηγ???+-???-????===?+一个车道的累计当量轴载作用次数为：
e N =1e N +2e N +3
e
N =1.913710?，属于重级交通。
该值可用于来计算路面设计弯沉及沥青层底拉应力。
2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时，换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的公式为：
8121
''()k
i i i P
N C C n P ==∑
N=5412.1
设计使用年限设计车道的标准轴载累计作用次数Ne
()11365t
s N Ne γη
γ???+-????=
式中：Ne---标准轴载累计当量作用次数 t---设计基准年限
γ---交通量年平均增长率
η---临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，取η=0.45， 第一个5年1N =5412.1
()1561113655412.1[1]3650.45 5.6512%
(112%)10t
N Ne γηγ???+-???-????===?+
第二个5年465412.1 1.12 1.119452.81N =??=
()6562113659452.81[1]3650.459.6711%
(111%)10t
N Ne γηγ???+-???-????===?+
第三个5年5119452.81 1.1115928.53N =?=
()511631136515928.53[1]3650.4516.2911%
(111%)10
t
N Ne γηγ???+-???-????===?+一个车道的累计当量轴载作用次数为：
e N =1e N +2e N +3
e
N =3.161710?，属于特重级交通。
此数据用于进行半刚性基层层底拉应力验算。
三、拟定路面结构组合方案及厚度
方案一： 方案二：
方案一中石灰土层为设计层，方案二中以水泥稳定碎石层为设计层。
四、各层材料的抗压模量与劈裂强度、土基的回弹模量的确定
1）确定各层材料的抗压模量与劈裂强度，（通过查表）可得下列设计参数，汇表如下：
2）确定土基的回弹模量
根据该路段所处的自然区划，土质，且稠度等，查《公路沥青路面设计规》
细粒式沥青混凝土 h 1=4cm 中粒式沥青混凝土 h 2=5cm 粗粒式沥青混凝土 h 3=6cm 水泥稳定碎石 h 4=20cm 石灰土 h 5=? 级配碎、砾石 h 6=12 cm
土基
细粒式沥青混凝土 h 1=4cm 中粒式沥青混凝土 h 2=6cm 粗粒式沥青混凝土 h 3=8cm 水泥稳定碎石 h 4=？ 二灰土 h 5=16cm 填隙碎石 h 6=10 cm
土基
可得土基回弹模量。
45.5Mpa E
=
五、设计指标的确定（设计弯沉Ld ）
对于一级公路，规要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构底层拉应力验算。
1、设计弯沉值的计算
0.2L 600d e c s b N A A A -=
式中：Ld------设计弯沉值（0.01mm ）
N e ------设计年限一个车道累计当量轴载标准通行次数 A c ------公路等级系数，一级公路：1.0 A S ------面层系数，沥青混凝土面层：1.0
A B ------路面结构系数，刚性基层、半刚性基层、沥青路面为1.0
又Ne=1.913710?
则设计弯沉值L d =20.98 (0.01mm) 抗拉结构强度系数K ：
沥青混凝土面层 0.22e 0.09/ 3.599S c K N A == 无机结合料稳定集料 0.11e 0.35/ 2.339S c K N A == 无机结合料稳定细粒土
0.11e 0.45/ 3.007
S c K N A ==
容许拉应力s
K sp
R σσ=，sp σ--路面结构材料的极限抗拉强度（MPa ）。
六、确定设计层的厚度（采用三层体系为计算体系）
确定我国路面结构设计的标准为实际弯沉值小于设计弯沉值，即
s d l l ≤
因此在设计路面结构厚度时，可以采用最不利情况，即实际弯沉值等于设计弯沉值。
①、计算弯沉综合修正系数F
0.36
0.36
0.380.3800.0209845.51.63() 1.63()0.5282210.650.7S l
E F p δ????
==??= ?
?
???
??
式中：F —弯沉综合修正系数；
S l —路面实测弯沉值，在计算路面厚度时，可用容许弯沉值；
P 、δ—标准车型的轮胎接地压强（MPa ）和当量圆半径（cm ），
通常P 取0.7MPa ，δ取10.65cm ； E 0—土基回弹模量。
②、计算理论弯沉系数c a
10.020*********.710.650.528
3.731R l l E p F
αδ??=
=
???=
③、将多层体系照弯沉等效的原则换算为按三层体系，如下图所示：
1、对于方案一，计算石灰土层厚度： 由已知参数求得：
1
40.37610.65
h h
δ
δ
=
=
= ；2112000.8571400E E =
=；0245.5
0.03791200E E ==； 查三层体系表面弯沉系数诺谟图，可得α=6.600，K 1=1.250
，
由公式 21 3.731
0.4526.6x1.25
l K K αα=
== 由K 2=0.452，
020.0379E E =， ，查诺谟图得： 5.9H
δ
= δ取10.65cm 则H=62.84CM
由中层厚度的换算公式：6
23k k H h h ==+∑2h =5cm
E 1 h 1 E 2 h 2 E 3 h 3 E 4 h 4 E 5 h 5 E 6 h 6
E 0
E 1 h 1
E 2 H E 0
则6
3
k k h =∑=H-2h
=57.84cm 6
53
6201257.84k k h h ===∑ 解得 533.734h = 取整534h cm =
2、对于方案二，计算水泥稳定碎石层厚度：
1
40.37610.65
h h δδ
==
= ；2112000.8571400E E =
=；0245.5
0.03791200E E ==； 查三层体系表面弯沉系数诺谟图，可得α=6.600，K 1=1.250
，
由公式 21 3.731
0.4526.6x1.25
l K K αα=
== 由K 2=0.452，
020.0379E E =， ，查诺谟图得： 5.9H
δ
= δ取10.65cm 则H=62.84CM
由中层厚度的换算公式：6
23k k H h h ==+∑2h =6cm
则6
3k k h =∑=H-2h =56.84cm
643
8161056.84k k h h ===∑ 解得 428.311h = 取整529h cm =
路基路面工程课程设计计算书 （第一组） 班级： 姓名： 学号：
一、沥青路面设计 1.轴载换算 （1）以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时 表一 车型 )(KN P i 1C 2C i n (次) 35.421)(P P n C C i i 东风EQ140 后轴 69.20 1 1 300 60.48 黄河JN150 前轴 49.00 1 6.4 200 57.49 后轴 101.60 1 1 200 214.30 黄河JN162 前轴 59.50 1 6.4 50 33.44 后轴 115.00 1 1 50 91.83 交通141 前轴 25.55 1 6.4 250 4.23 后轴 55.10 1 1 250 18.70 长征CZ361 前轴 47.60 1 6.4 70 17.74 后轴 90.70 2.2 1 70 100.72 延安SX161 前轴 54.64 1 6.4 60 27.70 后轴 91.20 2.2 1 60 88.42 北京BJ130 后轴 27.20 1 1 50 0.17 跃进NJ130 后轴 38.30 1 1 60 0.92 注：轴载小于25KN 的轴载作用不计 ∑===k i i i P P n C C N 1 35 .42114.716)( （2）以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时 表二 车型 )(KN P i '1C '2C i n （次） 8' 2'1)( P P n C C i i 东风EQ140 后轴 69.20 1 1 300 15.78 黄河JN150 后轴 101.60 1 1 200 227.08 黄河JN162 前轴 59.5 1 18.5 50 14.53 后轴 115.00 1 1 50 91.83 交通141 后轴 55.10 1 1 250 2.12 长征CZ361 后轴 90.70 3 1 70 96.18 延安SX161 前轴 54.64 1 18.5 60 8.82 后轴 91.20 3 1 60 86.15 注：轴载小于50KN 的轴载作用不计 ∑===k i i i P P n C C N 1 35 .4/ 2'149.542)( 已知设计年限内交通量平均增长率%8=r
路基路面工程-----课程设计 某：赵文杰 学号：09182172 班级：土木91 日期：2012.6.20
一、工程概况 某地区拟新建一级公路，设计年限为15年。夏季近30年连续平均最高温度35℃，冬季最低气温－8℃，土质为红褐色粘性土，近十年冻结指数平均值为250℃?d。 交通年增长率前十年为8%，后5年为6%，路基平均填高2.0m ，地下水距地面1.2m 。交通量如下：小汽车2500辆/日，解放CA15 500辆/日，东风EQ140 500辆/日，黄河JN162 300辆/日。 沿途有碎石、砂石、石灰、粉煤灰、水泥供应。 二、路基路面设计 根据工程概况的特点，以及交通量的要求，新建道路设计为4车道的一级公路，采用沥青路面 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 ﹙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 P的作用次数i n均换算成标准 i
轴载P 的当量作用次数N 。 35.4211 )( p p n C C N i i K i ∑== 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； i n — 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； P — 标准轴载（kN ） ； i P — 各种被换算车型的轴载（kN ）； C 1— 轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38； C2— 轴数系数。 K — 被换算车型的轴载级别。 当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算： ()11 1.21C m =+- 式中：m —轴数。 通过hpds 路面结构设计系统计算结果如下： 序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 解放CA15 20.97 70.38 1 双轮组 500 2 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 500 3 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组 300 则其设计年限内一个车道上的累计量轴次e N ：
《路基路面工程》课程设计 学院：土木工程学院 专业：土木工程 班级：道路二班 姓名：黄叶松 指导教师：但汉成 二〇一五年九月
目录 一、重力式挡土墙设计 第一部分设计任务书 (3) （一）设计内容和要求 (3) （二）设计内容 (3) （三）设计资料 (3) 第二部分设计计算书 1. 车辆换算荷载 (4) 2. 主动土压力计算 (5) 3. 设计挡土墙截面 (9) 4. 绘制挡土墙纵横截面（附图1） (30) 二、沥青路面结构设计 1．设计资料 (12) 2. 轴载分析 (12) 3. 拟定路面结构方案 (16) 4. 各材料层参数 (16) 5. 设计指标确定 (17) 6. 确定设计层厚度 (18) 7. 底层弯拉应力验算 (21) 8. 防冻层厚度验算 (29) 9. 方案可行性判定 (29) 10. 绘制路面结构图 (31)
一、重力式挡土墙 第一部分 设计任务书 （一）设计的目的要求 通过本次设计的基本训练，进一步加深对路基路面工程有关理论知识的理解，掌握重力式挡土墙设计的基本方法与步骤。 将设计任务书、设计说明书及全部设计计算图表编好目录，装订成册。 （二）设计内容 ①车辆荷载换算； ②土压力计算； ③挡土墙截面尺寸设计； ④挡土墙稳定性验算。 （三）设计资料 1．墙身构造 拟采用细粒水泥混凝土砌片石重力式路堤墙(如草图1)，墙高H =？m ，墙顶宽1b =？m ，填土高度2.4m ，填土边坡1：1.5，墙背仰斜，1：0.25（α=—14°02′），基底倾斜1：5（0α=—11°18′)，墙身等厚，0b =7.0 m 。 2．车辆荷载 车辆荷载等级为公路—Ⅱ级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合Ⅰ、Ⅱ，路基宽度33.5m ，路肩宽度0.75m 。 3．土壤工程地质情况
路基路面课程设计例题
4.2.1 重力式挡土墙的设计 （1）设计资料： ① 车辆荷载，计算荷载为公路-Ⅱ级。 ② 填土内摩擦角：42°，填土容重：17.8kN/m 3，地基土容重：17.7kN/m 3，基底摩擦系数：0.43，地基容许承载力：[σ]=810kPa 。 ③ 墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22kN/m 3，砌体容许压应力为[]600=a σkPa ，容许剪应力[τ]=100kPa ，容许拉应力[wl σ]=60 kPa 。 （2）挡土墙平面、立面布置 图4.1 挡土墙横断面布置及墙型示意图（尺寸单 位：m ） 路段为填方路段时，为保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，应当设置路堤挡土墙，拟采用重力式挡土墙。 （3）挡土墙横断面布置，拟定断面尺寸 具体布置如上图所示。 （4）主动土压力计算 ①车辆荷载换算 当H ≤2m 时，q=20.0kPa;当H ≥10m 时，q=10.0kPa 此处挡土墙的高度H=10m ，故q=10.0 kPa 换算均布土层厚度：010 0.6m 17.8 q h γ = = = ②主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） 破裂角θ：
由14α=-?，42φ=?，42212 2 φ δ? = = =? 得：42142149ψφαδ=++=?-?+?=? 0011 (2)()(31020.6)(310)92.322A a H h a H =+++=?++??+= 00011 ()(22)tan 2211 3 4.5(4.5 1.5)0.610(102320.6)tan(14)2231.8B ab b d h H H a h α= ++-++=??++?-??+?+?-?= 00tan tan (cot tan )tan 31.8tan 49(cot 42tan 49)tan 4992.30.68834.5B A θψφψψθ?? =-+++ ? ???? =-?+?+?+? ??? ==? 验核破裂面位置： 堤顶破裂面至墙踵：()tan (103)tan34.58.93m H a θ+=+?= 荷载内缘至墙踵：()tan 4.510tan14 1.58.49m b H d α+-+=+??+= 荷载外缘至墙踵：()0tan 4.510tan14 1.5715.49m b H d l α+-++=+??++= 由于破裂面至墙踵的距离大于荷载内缘至墙踵的距离并且小于荷载外缘至墙踵的距离抗滑稳定性验算，所以破裂面交于路基荷载中部的假设成立。并且直线形仰斜墙背，且墙背倾角α较小，不会出现第二破裂面。 主动土压力系数K 和K 1 [] cos()cos(34.542) (tan tan )tan 34.5tan(14)sin()sin(34.549) 0.10a K θ?θαθψ+?+?= +=??+-?+?+?= 1tan 4.53tan 34.5 5.57m tan tan tan 34.5tan(14) b a h θθα--?? = ==+?+-? 2 1.5 3.43m tan tan tan 3 4.5tan(14) d h θα= ==+?+-? 31210 5.57 3.431m h H h h =--=--=
嘉应学院土木工程学院 《路基路面工程》 课程设计 姓名: 专业: 学号: 日期: 指导教师:
一、重力式挡土墙设计 1.设计参数 （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0α：tan 0α＝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γ=183/m kN ,填料与墙背的外摩擦角 τ=o 5.18；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[0σ]=250a kP ； （5）墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重k γ=223/m kN ，容许压应力a a kP 600][=σ，容许剪应力a j kP 100][][==στ，容许拉应力 a L kP 60][=σ （6）墙后砂性土填料的内摩擦角o 37=φ，墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度1:0.27（=0115'o ），墙高H=5m ，墙顶填土高a =4m 。 2.破裂棱体位置确定 （1）破裂角（θ）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 02403703180115'=+'+'-=++=o o o o a φτψ 因为o 90<ω
a h H H a h H H h a h a H H h d b ab B tan )2(2 1 tan )2(2 1 )00(0tan )22(21)(21000000+-=+-++=++-++= )2(2 1 ))(2(21000h H H H a h H a A +=+++= 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式： 711.0)tan )( tan (cot tan tan 0 =+++-=ψψφψθA B 5235'=o θ （2）验算破裂面是否交于荷载范围内 破裂砌体长度：m a H L 21..2)27.0711.0(5)tan (tan 0=-?=+=θ 车辆荷载分布宽度：m d m N Nb L 5.36.03.18.12)1(=++?=+-+= 所以L L <0，即破裂面交于荷载范围内，符合设计。 3.荷载当量土柱高度计算 墙高5m ，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：m q h 78.018 14 0== = γ 4.土压力计算 4.16)50)(78.0250(21 ))(2(2100=+?++=+++= H a h H a A a h a H H h d b ab B tan )22(2 1 )(21000++-++= 43.4)0115tan()78.0205(521 00='-??++??-+=o 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部压力计算公式
目录 前言 (3) 第一章 (4) 1.1 设计资料 (4) 1.2 挡土墙平面布置图 (4) 1.3 挡土墙横断面布置，拟定断面尺寸 (5) 1.4 主动土压力计算 (5) 1.5 挡土墙抗滑稳定性验算 (7) 1.6 抗倾覆稳定性验算 (8) 1.7 基底合力及偏心距验算 (8) 1.8 墙身截面强度验算 (9) 1.9 挡土墙的伸缩缝与沉降缝设计 (10) 1.10 挡土墙的排水设施设计 (10) 第二章路基边坡稳定性分析 (11) 2.1 第一级台阶验算 (11) 第三章水泥混凝土路面设计 (15) 3.1 交通分析 (15) 3.2 标准轴载作用次数的换算 (16) 3.3 初拟路面结构 (18) 3.4 路面材料参数确定 (18) 3.5 荷载疲劳应力 (19) 3.6 温度疲劳应力 (19) 3.7 检验初拟路面结构 (20) 第四章沥青混凝土路面设计 (20) 4.1 交通参数分析 (20) 4.2 拟定路面结构组合方案 (22) 4.3 拟定路面结构层的厚度 (22) 4.4 各层材料设计参数确定 (23) 4.5 计算设计弯沉值 (23)
4.6 路面结构层厚度计算 (25) 4.7 沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算..26 参考文献 (28) 设计心得 (28)
前言 作为建筑类院校专业课的一种实践性教学环节，课程设计是教学计划中的一个有机组成部分；是培养我们综合御用所学各门课程的基本理论、基本知识和基本技能，以分析解决实际工程问题能力的重要步骤；是我们巩固并灵活运用所学专业知识的一种比较好的手段；也是锻炼我们理论联系实际能力和提高我们工程设计能力的必经之路。 课程设计的目的主要体现在巩固与运用基本概念与基础知识、掌握方法以及培养各种能力等诸多方面。 1.巩固与运用理论教学的基本概念和基础知识。 2.培养学生使用各种规范及查阅手册和资料的能力。 3.培养学生概念设计的能力。 4.熟悉设计步骤与相关的设计内容。 5.学会设计计算方法。 6.培养学生图纸表达能力。 7.培养学生语言表达能力。 8.培养学生分析和解决工程实际问题的能力。 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。
《路基路面工程》课程设计
沥青路面设计 方案一： （1）轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 序号车型名称前轴重(kN) 后轴重(kN) 后轴数后轴轮组数后轴距(m) 交通量 1 三菱T653B 29.3 48 1 双轮组2000 2 日野KB222 50.2 104. 3 1 双轮组1000 3 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组2000 4 解放CA10B 19.4 60.8 5 1 双轮组1000 5 黄河JN163 58. 6 114 1 双轮组1000 设计年限12 车道系数 1 序号分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 6 ％ 2 4 5 ％ 3 3 4 ％ 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时: 路面竣工后第一年日平均当量轴次: 4606 设计年限内一个车道上累计当量轴次: 2.745796E+07 当进行半刚性基层层底拉应力验算时: 路面竣工后第一年日平均当量轴次: 4717 设计年限内一个车道上累计当量轴次: 2.811967E+07 公路等级二级公路 公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值: 21.5 (0.01mm) 层位结构层材料名称劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1 .28 2 粗粒式沥青混凝土.8 .21 3 石灰水泥粉煤灰土.8 .3 4 天然砂砾 （2）新建路面结构厚度计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 路面设计弯沉值: 21.5 (0.01mm)
路面设计层层位: 4 设计层最小厚度: 10 (cm) 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa) (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 1.2 2 粗粒式沥青混凝土7 1200 1300 .8 3 石灰水泥粉煤灰土25 900 900 .4 4 天然砂砾? 250 250 5 土基32 按设计弯沉值计算设计层厚度: LD= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 80 cm LS= 22.2 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm LS= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(第1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第3 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 85 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度: 路面最小防冻厚度50 cm 验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求. 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: 细粒式沥青混凝土 3 cm 粗粒式沥青混凝土7 cm 石灰水泥粉煤灰土25 cm 天然砂砾85 cm 土基 （3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息 (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 计算应力
目录 一、设计题目： (2) 二、设计资料： (3) 1．设计任务书要求 (3) 2．气象资料 (3) 3．地质资料与筑路材料 (3) 4．交通资料 (4) 5．设计标准 (5) 三、路基设计 (5) 1．填土高度 (5) 2．横断面设计 (6) 3．一般路堤设计 (6) 4．陡坡路堤 (7) 5．路基压实标准 (7) 6．公路用地宽度 (8) 7．路基填料 (8) 四、路基路面排水设计 (9) 1．路基排水设计 (9) 2．路面排水设计 (10)
3．中央分隔带排水设计 (10) 五、沥青路面设计分析与计算 (11) 1．轴载分析 (12) 2.方案一 (13) 2.1当E0=30Mp时 (13) 2.2、当E0=60MPa 时 (18) 3．第二方案： (22) 3.1当E0=30MPa时 (22) 3.2当E0=60MPa时 (26) 六、水泥混凝土路面结构分析与计算 (30) 1.当EO=30MPa时 (31) 2.当EO=60MPa时 (35) 七、方案比较 (39) 八、参考书目 (41) 九、附图 (41) 一、设计题目： 某高速公路的路面结构计算与路基设计
二、设计资料： 1、设计任务书要求 河南某公路设计等级为高速公路，设计基准年为2010年，设计使用年限为15年，拟比选采用沥青路面结构或水泥混凝土路面，需进行路面结构设计。 2、气象资料 该公路处于Ⅱ5区，属于温暖带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。年气温平均在14℃~14.5℃，一月份气温最低，月平均气温为-0.2℃~0.4℃，七月份气温27℃左右，历史最高气温为40.5℃，历史最低气温为-17℃，年平均降雨量为525.4毫米~658.4毫米，雨水多集中在6~9月份，约占全年降雨量50%以上。平均初霜日在11月上旬，终霜日在次年3月中下旬，年均无霜日为220天~266天。地面最大冻土深度位20厘米，夏季多东南风，冬季多西北风，年平均风速在3.0米/秒左右。 3、地质资料与筑路材料 路线位于平原微丘区，调查及勘探中发现，该地区属第四系上更新统（Q3al+pl），岩性为黄土状粘土，主要分布于低山丘陵区，坡地前和山前冲积、倾斜平原表层，具有大空隙，垂直裂隙发育，厚度变化大，承载能力低，该层具轻微湿陷性。应注意发生不均匀沉陷的可
路基路面课程设计 目录 一、课程设计任务书 二、水泥路面工程设计 沥青路面设计 三、路基挡土墙设计
路基路面课程设计指导书 1．课程设计的目的 路基路面课程设计是对路基路面工程一个教学环节，通过路基路面课程设计使同学们能更加牢固地掌握本课程的基本理论、基本概念及计算方法，并通过设计环节把本课程相关的知识较完整地结合起来进行初步的应用，培养同学的分析、解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，使同学对相关《设计规范》有所了解并初步应用。 2. 课程设计的内容 （1）重力式挡土墙设计：挡土墙土压力计算；挡土墙断面尺寸的确定； 挡土墙稳定性验算；挡土墙排水设计；绘制挡土墙平面、立面、断面图。（2）沥青混凝土路面设计：横断面尺寸的确定；路面结构层材料的选择； 路面结构层厚度的拟定及计算；路面结构层厚度的验算；分析各结构 层厚度变化时对层底弯拉应力的影响；绘制路面结构图。要求至少拟定 2个方案进行计算。 （3）水泥混凝土路面设计：横断面尺寸的确定；水泥混凝土路面结构层材料的选择；路面结构层厚度的拟定及层底拉应力的验算；确定水泥混凝土 路面板尺寸及板间连接形式；绘制水泥混凝土纵、横缝平面布置图和 水泥混凝土路面结构组合设计图。 3. 课程设计原始资料
（1）挡土墙设计资料 丹通高速公路（双向4车道）K28+156~ K28+260段拟修建重力式挡土墙，墙体采用浆砌片石，重度为22kN/m3。墙背填土为砂性土，重度为18kN/m3。地基为岩石地基，基底摩擦系数为0.5。结合地形确定挡土墙墙高（H）5m （K28+250），墙后填土高度（a）6m，边坡坡度1：1.5，墙后填土的内摩擦角为Φ=32o，墙背与填土摩擦角δ=Φ/2。 （1）新建水泥混凝土路面设计资料 1）交通量资料：据调查，起始年交通组成及数量见表；公路等级为一级公路，双向4车道；预计交通量增长率前5年为7%，之后5年为为6.5%，最后5年为4%；方向不均匀系数为0.5 2）自然地理条件：公路地处V3区，设计段土质为粘质土，填方路基 高3m，地下水位距路床3.5m。 润交通组成及其他资料 车型分类代表车型数量（辆/天） 小客车桑塔娜2000 2400 中客车江淮AL6600 330 大客车黄海DD680 460 轻型货车北京BJ130 530 中型货车东风EQ140 780 重型货车太脱拉111 900 铰接挂车东风SP9250 180 4.设计参考资料 （1）《公路沥青路面设计规范》 （2）《水泥混凝土路面设计规范》 （3）《公路路基设计规范》
一、 二、 三、路基（挡土墙）设计 1.1 设计资料 某新建公路重力式路堤墙设计资料如下。 （1）墙身构造：墙高8m ，墙背仰斜角度)0214(25.0:1' ，墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图1-1所示。 图1-1 初始拟采用挡土墙尺寸图 （2）土质情况：墙背填土为砂性土，其重度3kN/m 517.=γ，内摩擦角 30=?；填土与墙背间的摩擦角 152/==?δ。地基为整体性较好的石灰岩，其容许承载力 kPa 485][=σ，基底摩擦系数5.0=f 。
（3）墙身材料：采用5号砂浆砌30号片石，砌体重度3a m /kN 23=γ，砌体容许压应力kPa 610][a =σ，容许剪应力kPa 66][a =τ，容许压应力kPa 610][al =σ。 1.2 劈裂棱体位置确定 1.2.1 荷载当量土柱高度的计算 墙高6m ，按墙高缺点附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强度：2kN/m 15=q ，则： m 8605 1715 0..q h == = γ 1.2.2 破裂角()θ的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： ' '583030150214 =++-=++=?δαψ 因为 90<ω，则有 ()()H a h H a A +++= 0022 1 ()()65086026502 1 +?++=... 72 26.= ()()α tan 222 121000h a H H h d b ab B ++-++= ()()'.......5830tan 8602502662 1 86025251515021 ??+?+?+?++??= 30 19.= 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：
沥青路面厚度设计 计 算 书 学号： 姓名： 班级： 成绩： 日期：2014年9月
沥青路面厚度设计 A、基本情况 某地拟新建一条二级公路省道，路线总长21km，双向四车道，路面宽度为16m，该地属公路自然区划IV区，路基为低液限粘土土质，填方路基最大高度2.1m，路床顶距地下水位平均高度1.4m，属中湿状态，根据室内试验法确定土基回弹模量50MPa，年降雨量1200mm，最高气温39℃，最低气温-10℃。拟采用沥青混凝土路面，根据规范规定，查表得其设计使用期12年。 B、交通荷载情况 根据区域交通分析预测近期交通组成和交通量如表1所示，交通量年平均增长率为4%。 表1 近期交通组成与交通量 要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据进行沥青路面厚度设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例附后）。
一、基本设计条件与参数 依题意得，基本设计条件如下：新建二级公路，双向四车道，路面宽度16m ，公路自然区划IV 区，低液限粘土土质，填方路基最大高度2.1m ，路床顶距地下水位平均高度1.4m ，中湿状态，年降雨量1200mm ，最高气温39℃，最低气温-10℃。 基本参数如下：土基回弹模量50MPa ，设计使用期12年，交通量年平均增长率为4%。 二、交通量分析 本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN 为标准轴载，以BZZ-100表示。 1. 当设计弯沉值为指标时，当量轴次计算公式及计算结果如下： 4.35 121 k i i i P N C C n P =?? = ? ??∑ 注：轴载小于25kN 的轴载作用不计 查《规范》得该公路车道系数为0.4，累计当量轴次计算如下： ()[]()[] （次）6 12 10835.84.0418.402704 .0365104.0136511?=???-+=?-+= ηN r r N t e 属于中等交通。 2. 以半刚性基层层底拉应力为指标计算当量轴次
土木建筑工程学院 土木工程专业( 道路桥梁方向) 《路基路面工程》课程设计计算书 姓名: 年级: 班级: 学号: [题目]: 重力式挡土墙设计
[设计资料]: 1、工程概况 拟建南宁机场高速公路( 城市道路段) K2+770右侧有一清朝房子, 由于该路段填土较高, 若按1: 1.5的边坡坡率放坡, 则路基坡脚侵入房子范围。现为了保留房子, 要求在该路段的恰当位置设挡土墙。为使房子周围保持车辆交通, 要求墙脚边距离房子的距离大约为4m。提示: 路肩350cm内不布置车辆, 慢车道650cm开始布置车辆荷载( 550kN) 。 2、路中线与房子的平面位置关系、路线纵断面、路基标准横断面如下图: 房子 道路中线 图1 道路和房子平面示意图
路基标准横断面(单位:cm ) 图2 路基标准横断面图( 半幅, 单位:cm) K 2+400112.85K 2 + 9 117.851.0%-0.75% R=13500T=?E=?道路纵面图 图3 道路纵断面图
106.50 3.7m 7.8m 粘土Q 承载力标准值f=187kPa 圆砾 承载力标准值f=456kPa 中风化泥岩 地质剖面图 1 : . 3 1:5 墙身剖面图(单位:cm) 图4 地质剖面图 3、房子附近地质情况见地质剖面图, 房子附近地面较大范围( 包括路基范围) 内为平地。 4、挡土墙墙身、基础材料: M7.5浆砌片石, M10砂浆抹墙顶面( 2cm) , M10砂浆勾外墙凸缝。砌体重度γ1=22kN/m3。墙后填土为天然三合土重度γ2=20kN/m3, 换算内摩擦角φ=35°。M10浆砌块石与天然三合土的摩擦角为20°。砌体极限抗压强度为700kPa, 弯曲抗拉极限强度为70kPa, 砌体截面的抗剪极限强度为150kPa。 计算过程 1、道路设计标高计算 由 1 i=1.0%, 2i=-0.75%, R=13500
福建农林大学交通学院课程设计 课程名称路基路面工程 设计题目A、重力式挡土墙设计 B、沥青混凝土路面设计姓名 专业年级 学号 指导教师郑小燕成绩 日期
福建农林大学交通学院 目录 《路基路面工程》课程设计教学大纲 (2) 《路基路面工程》课程设计任务书 (3) 《路基路面工程》课程设计指导书 (5) 《路基路面工程》课程设计计算书 (6) 1.重力式挡土墙设计 (6) 主动土压力计算 (8) 抗滑动稳定性验算 (10) 抗倾覆稳定性验算 (10) 基底应力与偏心距验算 (10) 2.沥青混凝土路面设计 (12) 初拟各结构层厚度 (13) 路基厚度验算结果 (14) 3.参考书目 (15)
路基路面工程课程设计教学大纲 1．课程设计名称：路基路面工程课程设计 2．总周数：1周学分：1.0学分 3．目的及任务、要求 ⑴目的 课程的教学目的是通过课程设计，使学生将所学的专业基础和专业课（土质学与土力学、道路勘测设计、道路建筑材料、路基路面工程）知识在课程设计过程中有机的联系在一起，熟悉相关的设计规范和施工规范；使学生熟练掌握路面及路基挡土墙的选型、受力分析与计算，以及结构验算的全过程；巩固和加深所学的专业知识，掌握实际工程结构设计的全过程。 ⑵任务 重力式挡土墙设计、沥青混凝土路面结构设计 ⑶要求 ①深入领会挡土墙设计的基本理论，掌握挡土墙基本的设计思路； ②熟练掌握其设计方法和设计的基本程序； ③通过挡土墙的结构验算，进一步掌握调整挡土墙稳定性的措施和方法； ④对比了解其他类型挡土墙的设计方法，明确设计的差异； ⑤深入领会路面设计的基本理论，掌握基本设计思路； ⑥熟练掌握其设计方法和设计的基本程序； ⑦能运用有关的资料综合解决沥青混凝土路面结构设计中的实际问题； ⑧学会使用相关的规范，取用数据应有充分的根据； ⑨独立完成设计任务，设计计算条理清楚，计算正确（手算或编程求解均可）； ⑩设计计算书的编制应结构完整、思路清析，按任务书的要求逐项完成。4．成绩评定
路基路面课程设计
目录 1章重力式挡土墙设计 (1) 1.1重力式路堤墙设计资料 (1) 1.2破裂棱体位置确定 (1) 1. 3荷载当量土柱高度计算 (2) 1.4土压力计算 (2) 1.6基地应力和合力偏心矩验算 (4) 1.7 墙身截面强度计算 (5) 1.8设计图纸 (6) 第2章沥青路面设计 (7) 2.1基本设计资料 (7) 2.2轴载分析 (7) 2.3结构组合与材料选取 (10) 2.4压模量和劈裂强度 (10) 2.5 设计指标的确定 (10) 2.6 路面结构层厚度的计算 (11) 2.7 防冻层厚度检验 (12) 2.8沥青路面结构图 (12) 第3章水泥混凝土路面设计 (13) 3.1 交通量分析 (13) 3.2 初拟路面结构 (14) 3.3 确定材料参数 (14) 3.4 计算荷载疲劳应力 (15) 3.5 计算温度疲劳应力 (16) 3.6防冻厚度检验和接缝设计 (16) 3.7混凝土路面结构结构图 (17) 参考文献 (18) 附录A HPDS计算沥青混凝土路面结果 (19)
1章 重力式挡土墙设计 1.1重力式路堤墙设计资料 1.1.1墙身构造 墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图1.1示； 1.1.2土质情况 墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角032φ=；填土与墙背间的摩擦角δ＝16°；地基为石灰岩地基，容许承载力[σ]＝480kPa ，基地摩擦系数0.5μ=； 1.1.3墙身材料： 5号砂浆，30号片石，砌体容重γ=22kN/m3， 砌体容许压应力[σ]＝610kPa ，容许剪应力[τ]＝110kPa ，容许压应力[]65l MPa σ=。 图1. 1初始拟采用挡土墙尺寸图 1.2破裂棱体位置确定 1.2.1破裂角（θ）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 14163234ψαδφ++-++ ＝＝＝，90ω< 因为
. 土木建筑工程学院 土木工程专业（道路桥梁方向）《路基路面工程》课程设计计算书 姓名： 年级： 班级： 学号：
[题目]：重力式挡土墙设计 [设计资料]： 1、工程概况 拟建机场高速公路（城市道路段）K2+770右侧有一清朝房子，由于该路段填土较高，若按1：1.5的边坡坡率放坡，则路基坡脚侵入房子围。现为了保留房子，要求在该路段的恰当位置设挡土墙。为使房子周围保持车辆交通，要求墙脚边距离房子的距离大约为4m。提示：路肩350cm不布置车辆，慢车道650cm 开始布置车辆荷载（550kN）。 2、路中线与房子的平面位置关系、路线纵断面、路基标准横断面如下图： 房子 道路中线 图1 道路和房子平面示意图 路基标准横断面(单位:cm) 图2 路基标准横断面图（半幅，单位:cm）
K 2+400 112.85K 2+900 117.851.0% -0.75% R=13500T=?E=? 道路纵面图 图3 道路纵断面图 106.50 3.7m 7.8m 粘土Q 承载力标准值f=187kPa 圆砾 承载力标准值f=456kPa 中风化泥岩 地质剖面图 1:0.3 1:5 墙身剖面图(单位:cm ) 图4 地质剖面图 3、房子附近地质情况见地质剖面图，房子附近地面较大围（包括路基围）为平地。 4、挡土墙墙身、基础材料：M7.5浆砌片石，M10砂浆抹墙顶面（2cm ），M10砂浆勾外墙凸缝。砌体重度γ1=22kN/m 3。墙后填土为天然三合土重度γ 2 =20kN/m 3，换算摩擦角φ=35°。M10浆砌块石与天然三合土的摩擦角为
20°。砌体极限抗压强度为700kPa ，弯曲抗拉极限强度为70kPa ，砌体截面的抗剪极限强度为150kPa 。 计算过程 1、 道路设计标高计算 由1i =1.0%，2i =-0.75%，R=13500 得21135000.75%1%=236.25L R i i =?-=?--，2 L E ==118.125 所以竖曲线起点桩号为K2+781.875。 K2+766的设计标高为112.853661%=116.51+?。 K2+782的坡线标高为112.853821%=116.67+?， 高程改正 ()2 782781.875=0213500 -?， 所以K2+782的设计标高为116.67。 而地面高程为106.05，所以房子正对着的道路标高与地面高程最大之差为10.62m 。 2、挡土墙设计方案 ①挡土墙墙脚与房子的平面位置关系如下：
路基路面课程设计示例
《路基路面工程》课程设计示例 一、设计条件 1.气象资料 区，项目区内气候属亚热带该路所处自然区划为Ⅴ 3 湿润季风气候区,气候干燥炎热,冬无严寒,少云多日照,年平均气温15.3～19.6℃, 年月平均最高气温26.90℃，月平均最低气温5.70℃。 雨水充沛,雨季主要集中在4～10月，雨量多集中在1100～1300mm之间,年平均降雨量为1179.90mm。灾害性气候主要为干旱和暴雨。 全线皆可常年组织施工。 2.地质资料 该区土质表层为素填土层，厚度0.4～2.0m，其下层为碎石土及粘土层，厚1.0～15m。路基填土高度约为2.5m。地下水埋深为2.0～5.0m。公路沿线有丰富的砂砾，附近有小型采石场和石灰厂，筑路材料丰富。路面所用水泥和沥青均需外购。 3.地震基本烈度
本项目沿线地震烈度相当于Ⅵ度区，属基本稳定至稳定区。 4.交通资料 根据最新路网规划，近期交通组成与交通量见下表1-1，交通量年平均增长率见表1-2： 近期交通组成与交通量【表1-1】
交通量年增长率γ（表1-2） 二、设计要求 1.设计中学生学生应在独立思考的基础上有方向、有 目的的查阅有关文献资料。 2.学生应根据设计进度要求，提交设计成果。 3.设计结束时，应提交完整的设计说明书（包括计算
书）和设计图纸。 设计说明书主要介绍设计任务概况、设计标准、设计思路、设计原则、设计方案的比较和说明、设计工作概况、工作的特点和难点、主要技术问题与解决办法，以及主要技术资料。要求用A4白纸，使用钢笔书写，做到工整、准确、清晰、精炼。 设计图纸应根据工程制图标准绘制，做到正确、丰满、美观、整洁。 设计内容 1.根据交通资料确定道路和交通等级。 2.进行路基路面结构方案设计，至少包括1个比较方 案。 3.路基设计部分包括对原地面的处理，路基填料的选 择，路基干湿类型的确定及土基的回弹模量的确 定过程。 4.对确定的路基路面结构进行详细设计，包括路面类 型的选定，路面结构层材料参数的选取，进行路 面结构的厚度计算。 5.对所选定路线的路基路面结构方案绘制路基标准 横断面图，结构层设计图。
路基路面工程课程设计计算书( 第一组) 班级: 姓名: 学号: 一、沥青路面设计 1.轴载换算
（1）以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时 表一 （2）以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时 表二
已知设计年限内交通量平均增长率%8=r 该道路为高速公路, 其设计年限15=t 。 设该高速公路为双向四车道, 取车道系数45.0=η, 则 ( 1) 以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时 61511019.345.014.71636508 .0]1)08.01[(365]1)1[(?=???-+=???-+=ηN r r N t e 次 ( 2) 以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时 6152 1042.245.049.54236508 .0]1)08.01[(365]1)1[(?=???-+=???-+=ηN r r N t e 次 2.初拟结构组合和材料选取 ( 1) 由以上计算结果得, 设计年限线内一个车道上的累计标准轴次为319万次, 属中等交通, 给出以下两种组合方案 方案一: ①路面结构采用沥青混凝土( 厚18cm) , 基层采用水泥碎石( 厚38cm) , 底基层采用水泥石灰沙砾土( 厚度待定) , 以水泥石灰沙砾土为设计层。 ②采用三层式沥青面层, 表面采用细粒式沥青混凝土( 厚4cm) , 中面层采用中粒式沥青混凝土( 厚6cm) , 下面层采用粗粒式沥青混凝土( 厚8cm) 方案二: ①路面结构采用沥青混凝土( 厚27cm) , 基层采用水泥砂砾( 厚度待定) , 底基层采用级配沙砾( 厚18cm) , 以水泥稳定砂砾为
中南大学土木工程学院 《路基路面工程》课程设计 学院：土木工程学院 班级： 学号: 姓名: 指导老师： 时间：2013年7月 ?目录 一、重力式挡土墙设计 第一部分设计任务书…………………………………………………
（一)设计内容和要求 (2) (二）设计内容 (2) (三)设计资料 (2) 第二部分设计计算书 1. 车辆换算荷载 (3) 2.主动土压力计算 (4) ３. 设计挡土墙截面 (8) ４. 绘制挡土墙纵横截面(附图1) (11) 二、衡重式挡土墙设计 第一部分设计任务书 （一）设计内容和要求 (12) （二）设计内容…………………………………………………………１2 (三)设计资料 (12) 第二部分设计计算书 (13) １. 车辆荷载换算 (1) ３ 2．上墙土压力计算 (13) 3．下墙土压力计算…………………………………………………… 15 4. 墙身截面计算 (1)
5. 绘制挡土墙纵横截面图（附图2）………………………………2１
一、重力式挡土墙 第一部分 设计任务书 (一）设计的目的要求 通过本次设计的基本训练，进一步加深对路基路面工程有关理论知识的理解，掌握重力式挡土墙设计的基本方法与步骤。 将设计任务书、设计说明书及全部设计计算图表编好目录，装订成册。 (二）设计内容 ①车辆荷载换算； ②土压力计算； ③挡土墙截面尺寸设计; ④挡土墙稳定性验算。 (三）设计资料 1.墙身构造 拟采用细粒水泥混凝土砌片石重力式路堤墙(如草图1），墙高H ＝?m ，墙顶宽1b =?m ，填土高度？m ，填土边坡1:1.5，墙背仰斜，1:0.25(α=—1４°０2′),基底倾斜1：５(0α=—11°18′),墙身等厚,分段长度1０m ，0b =7.０ m 。 2.车辆荷载 计算荷载：汽车—２0； 验算荷载：挂车—１00。 3．土壤工程地质情况 墙后填土容重γ=1８KN/m 3，内摩檫角?＝３５°，填土与墙背间的摩檫角 2 ? δ= ;粘性土地基,允许承载力[0σ]＝２5０K ｐa,基底摩檫系数f =0.50。取荷载 组合I,抗滑稳定性系数[c K ]=1.3，抗倾覆稳定性系数[o K ]=1．５。 4.墙身材料 细粒水泥混凝土砌2５号片石，砌体容重K γ＝22KN/m ３； 砌体允许压应力[a σ]=600K Ｐa ，允许剪应力[τ]＝１00ＫP ａ，允许拉应力[l σ]=60KPa 。
土木建筑工程学院 土木工程专业（道路桥梁方向） 路基路面工程》课程设计计算书 姓名：年级：班级：学号： ［题目］：重力式挡土墙设计 ［设计资料］： 1、工程概况 拟建南宁机场高速公路（城市道路段）K2+770 右侧有一清朝房子，由于该路段填土较高，若按1： 1.5 的边坡坡率放坡，则路基坡脚侵入房子范围。现为了保留房子，要求在该路段的恰当位置设挡土墙。为使房子周围保持车辆交通，要求墙脚边距离房子的距离大约为4m。提示：路肩
350cm 内不布置车辆，慢车道650cm 开始布置车辆荷载（550kN）。 2、路中线与房子的平面位置关系、路线纵断面、路基标准横断面如下图： 道路中线 图 1 道路和房子平面示意图 路基标准横断面（单位: cm） 图2 路基标准横断面图（半幅，单位 :cm）
3、房子附近地质情况见地质剖面图，房子附近地面较大范围（包括路基范 围）内为平地 4、挡土墙墙身、基础材料： M7.5 浆砌片石， M10 砂浆抹墙顶面（ 2cm ）， M10 砂 浆勾外墙凸缝。砌体重度γ 1=22kN/m 3。墙后填土为天然三合土重度γ 2=20kN/m 3，换算内摩擦角φ =35°。 M10 浆砌块石与天然三合土的摩擦角为 20°。砌体极限抗压强度为 700kPa ，弯曲抗拉极限强度为 70kPa ，砌体截面的抗 剪极限强度为 150kPa 。 004+2 58.21 009+2 58.71 -0 .75% 1.0% R=13500 T=? E=? . 3 :0 : 1:5 墙身剖面图 （ 单位:cm ） 地质剖面图 图 4 地质剖面
计算过程 1、道路设计标高计算 由i1=1.0%，i2 =-0.75%，R=13500 L 得L R i2 i1 13500 0.75% 1% =236.25 ， E =118.125 2 1 2 所以竖曲线起点桩号为K2+781.875。 K2+766 的设计标高为112.85 366 1%=116.51。 K2+782 的坡线标高为112.85 382 1%=116.67， 2 782 781.875 2 高程改正=0 ， 2 13500 所以K2+782 的设计标高为116.67。 而地面高程为106.05，所以房子正对着的道路标高与地面高程最大之差为10.62m。 2、挡土墙设计方案 ①挡土墙墙脚与房子的平面位置关系如下： 挡土墙墙角距房子都为 4.19米，八字墙墙脚距房子墙角 4.38 米；挡土墙在水平面上与道路中线平行，在竖直面上与路线纵坡平行。 ②取K2+782 处的挡墙进行设计经过电脑试算，拟定墙身尺寸如下： 91