《路基路面计算书》word版
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目录设计内容第一部分设计资料第二部分路基设计第三部分公路路面结构设计计算A刚性路面设计B柔性路面设计第四部分参考书目第五部分设计论文附注:1、路面结构方案图2、路基断面图3、路基路面排水图第一部分设计资料一、设计题目某高速公路的沥青路面的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2019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,约占全年降雨量的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∽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由于路线地处平原微丘Ⅱ5区,调查及勘察中发现,该地区属于第四系,岩性为黄土状粘土,主要分布于低山丘陵区,坡前和山前冲击、倾斜平原表层,具有大空隙,垂直裂缝发育,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能。
其他未发现有影响工程稳定的不良工程地质现象。
当地沿线碎石产量丰富,石料质量良好。
可考虑用水泥稳定石屑作基层,路段所处的土基强弱悬殊,其计算回弹模量E0有两个代表值分别为30和60MPa。
沿线有多个石灰厂,产量大质量好。
另外,附件发电厂粉煤灰储量极为丰富,可用于本项目建设,本项目所在地域较缺乏砂砾。
4、交通资料根据工程可行性研究报告得知近期交通组成与交通量如表一所示,交通量年增长率如表二所示,不同车型的交通量参数见规范。
近期交通组成与交通量表一交通量年增长率表二5、设计标准高速公路全线按六车道高速公路标准设计行车道、路缘带、中间带、硬路肩和土路肩。
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(2)以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时已知设计年限内交通量平均增长率r 8%该道路为高速公路,其设计年限t 15设该高速公路为双向四车道,取车道系数0.45,则(1)以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时t 15[(1 r)卫365 N [(1 0.08)卫365 716.14 0.45 3.19 106次e1r 0.08(2)以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时[(1 丨1][(1 0.08)151]6、宀N e2 365 N 365 542.49 0.45 2.42 10 次r 0.082. 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),下面层米用粗粒式沥青混凝土(厚8cm)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8cm,下面层采用密集配沥青碎石(厚15cm(2)确定各层材料回弹模量与劈裂强度3. 确定土基回弹模量该路段处于区,粉质土,路基处于干湿状态,稠度取1.0,查表“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值”,得土基回弹模量为29MPa1)设计弯沉值本公路为高速公路,公路等级系数A c 1.0,面层为沥青混凝土,面层系数A 1.0,半刚性基层,基层系数A B =1.0I d 600N e0.2A c A s A B 600 (3.19 106)0.21 1 1 30.03 (单位0.01mrr)(2)各层允许拉应力4. 资料汇总5. 方案确定根据东南大学道路计算软件计算得,方案一计算层厚度为15cm道路总厚度为71cm方案二计算层厚度为34cm道路总厚度为79cm 两种方案的其他条件均满足要求,故取总厚度最小的方案为最终方案,种方案为最终方案。
目录目录.。
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.1一路基设计.。
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21 设计资料.。
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22 挡土墙的布置。
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23 挡土墙横断面布置,并拟定断面尺寸。
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..24 主动土压力计算...。
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..25抗滑动稳定性验算.。
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4 6抗倾覆稳定性验算。
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. (5)7基底合力偏心距验算。
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58 墙身截面强度验算...。
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.69伸缩缝与沉降缝设计 (7)10排水设计……………………………………………………………………………….7.二、路面设计。
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..8A、水泥混凝土路面设计。
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81交通分析.。
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.82 初拟路面结构.。
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.103路面材料参数确定.。
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(10)4 荷载疲劳应力 (10)5 温度疲劳应力 (11)B、沥青路面设计。
路面设计1沥青路面设计原则(1)路面结构设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件,密切结合当地实践经验,将路基路面作为一个整体考虑,进行综合设计;(2)在满足交通量和使用要求的前提下,应遵循“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资”的原则进行路面设计方案的技术经济比较,选择技术先进,经济合理,安全可靠的方案;(3)应结合当地实践基础,积极推广成熟的科研成果,积极、慎重地运用行之有效的新材料、新工艺、新技术;(4)路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护、自然生态的平衡,有利于施工、养护工作人员健康与安全;(5)为确保工程质量,应尽可能选择有利于机械化、工厂化的设计方案;(6)对于地处不良地基的路段,为了适应路基沉降、稳定周期较长的特点,路面结构可以遵循“一次设计,分期修建”的方案,即在路基沉降、稳定期(3-5年),根据交通量增长规律,分几次修建,最终实现设计的目标,这样既适应交通量不断增长的需要,又提高了投资效益,最终保证了路面结构质量达到规定要求。
2沥青路面结构层设计2.1设计原始资料:拟修建一条一级公路,,根据调查研究预计通车后,公路沿线年交通量平均增长率γ=6%。
土质为粘性土,土基回弹模量.5Mpa 35E 0 。
试按设计弯沉控制,设计路面结果。
计算设计年限一个车道的累计当量轴次,确定设计弯沉,路面拟采用沥青混凝土面层,设计年限为15年。
2.2轴载分析 轴载计算路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载(1)以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 ① 轴载换算:轴载换算采用如下的计算公式:四车道的车道系数是0.4~0.5,取0.45:354211⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∑=P P n C C N i i ki其中: N —标准轴载当量轴次,次/日;i n—被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日;P —标准轴载,kN ;i p—被换算车辆的各级轴载,kN ; K —被换算车辆的类型数;C 2—轴载系数,11 1.2(1)c m =+-,m 是轴数。
某一级公路路路基路面计算书1、路基设计〈1〉确定路基横断面形式根据任务书所给条件确定该路段路基断面形式为路堤式路基,其中前400按照标准断面形式设计,后100米设置挡土墙并采取相应的断面形式.〈2〉确定自然区划和路基干湿类型由《公路自然区划标准》知:江淮丘陵区属于Ⅳ2分区.地基土质为粘性土,由教材表1-9知:路基临界高度11.6 1.7H21.1 1.2H=30.9H=0.8.该公路为一级汽车专用线,取路基干湿类型为干燥.〈3〉拟定路基断面尺寸,取计算行车速度为80km h①路基宽度查《公路工程技术标准》(JTG B01—2003),有:3.0.2:行车道宽度为:2×8=16m3.0.4:中央带宽=中央分隔带宽=2m3.0.5:路肩宽=硬路肩宽+土路肩宽=2×2.5+2×0.75=6.5m故路基宽度为:行车道宽度+中央带宽+路肩宽=16+2+6.5=24.5m②路基高度路基干湿类型为干燥,则由教材表1-8有:路基高度H>1H,取路基中线高度作为设计高度,故可取公路路基最小填土高度H=5.3m③路基边坡坡率路堤上部高度为:5.3-1.3=4m<8m,路基填料为细料土.由教材表3-3可取边坡坡度为:1:m=1:1.5,则边坡宽度为:b=1.5H=6m.2、路基排水设计〈1〉确定边沟布置,断面形式及尺寸边沟设置在路堤的坡脚外侧无需水力计算,横断面采用梯形标准横断面式,取梯形边沟内侧边坡坡度为1:1.5,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同,取为1:1.5,因江淮丘陵区降水量较大,故取底宽与深度均为0.6m,边沟纵坡为0.5%,边沟采用浆砌片石,砌筑用砂浆强度采用M7.5.〈2〉确定排水沟布置,断面形式及尺寸排水沟断面形式采用梯形,取纵坡为0.5%,采用对称式梯形断面m=1.5, n=0.031,s Q = 1.33m s根据水力计算确定断面尺寸:①假定b=0.47m ,参照教材表7-15有,b h =0.61 取h=0.77m②由式(7-23):2bh m h ω=+=1.25 2m由式(7-24):221k m =+=3.61 ,b kh χ=+=3.25 m 由式(7-25);R ωχ==0.38 m ③ 式(7-21):2.50.130.75(.10)0.28y n R n =---=由式(7-20):1yC R n==24.60 由式(7-18):V=C R i =1.07m s由式(7-19):Q V ω==1.343m s ④ 验算:按照表7-14,max V =1.2m s由式(7-22):当0.5α=时,12min 0.31V R m s α== 实际流量介于此二者之间,故流速符合要求.0.0310.05s sQ QQ -=<,故流量也符合要求. 综上所述,可取底宽为0.47 m ,沟深H 应为水深h 加上安全高度h ∆=0.100.20m ,此处取h ∆=0.13 m ,所以H =h+h ∆=0 .90 m ,边坡坡率为0.5%.<3>确定沟渠的防护加固形式因为0.5%1%i =<,故沟渠无需进行加固,采用夯实平整土沟,不铺砌.3、路基防护((查JTJ013—95)《公路路基设计规范》)对于高等级道路,采用六角形空心混凝土预制块防护,本段公路采用六角形空心混凝土预制块。
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 58.21009+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=13500L 得L R i2 i1 13500 0.75% 1% =236.25 , E =118.1252 12 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%=116.67,2782 781.875 2高程改正=0 ,2 13500所以K2+782 的设计标高为116.67。
(一) 路面稳定性分析(1)汽车荷载当量换算BLNQh γ=0 N —横向分布车辆数,四车道N =4; Q —每一辆车的重力,Q=550kN ; γ—路基填料的容重,γ=18.6kN /m 3; L —汽车前后轴的总距,L =12.8m ;B —横向分布车辆轮胎外缘之间的总距,B =Nb +(N -1)d =4×1.8+3×1.3=11.1m ;m BL NQ h 85.08.121.116.1855040=⨯⨯⨯==γ (2) 按4.5H 法确定滑动圆心辅助线。
在此取边坡斜度i 0=1:1.5,查表得β1=26°,β2=35°。
距此两角分别自坡脚和左顶点作直线相交于O 点,BO 的延长线即为滑动圆心辅助线。
(3)绘出三条不同位置的滑动曲线:①一条通过路基中心线;②一条通过路基的右边缘;③一条通过距右边缘1/4路基宽度处。
(4)滑动圆弧中心确定方法:用直线连接可能滑弧的两端点,并作此直线的中垂线相交于滑动圆心辅助线BO 于A 点。
A 点即是该滑动曲线的中心。
(5)将圆弧范围土体每1.5米分为一段,自滑动曲线的中心到基层直线向两边依次分。
算出滑动曲线每一分段中点与圆心竖线之间的偏角αiRX ii =αsin 式中:Xi —分段中心距圆心竖线的水平距离,圆心竖线左侧为负,右侧为正; R —滑动曲线的半径。
(6)每一段的滑动弧曲线可近似取直线,将各分段图形简化为梯形或者三角形,计算面积Ωi ,其中包括荷载换算成土柱部分的面积在内。
(7)以路堤纵向1m 计算出各分段的重力G i ; (8)在每一段的重力G i 化为两个分力: a)在滑动曲线法线方向分力:N i =G i cos αi b)在滑动曲线切线方向分力:T i =G i sin αi 并分别求出此两者之和,∑ N i 和∑T i 。
(9)算出滑动曲线圆弧长L 。
(10)计算稳定系数∑∑==+=ni ini i TcLN f K 11K 1=1.67 K 2=3.58 K 3=2.49由于第一条曲线(通过路基中心线)的稳定系数最小,而又是最靠左边,因此在左边缘与路基中线之间再绘一条滑动曲线,并计算其稳定系数。
路基路面课程设计计算书设计背景:随着交通运输的发展和经济的繁荣,道路建设成为城市发展的重要环节之一、而路基路面设计是道路建设中的重要内容,主要包括路基和路面的设计。
路基是指道路的基础部分,承受车辆荷载并传递给路面,起到支撑和分散荷载的作用。
路面是指用于车辆行驶的道路表层。
设计目标:本次设计的目标是设计一条道路的路基和路面,满足交通量大、车速快(80km/h)等条件下的设计要求,确保道路的安全性、平稳性和经济性。
1.路基设计:a.车道宽度:根据交通量和车速要求确定车道宽度,假设为3.5m。
b.路基厚度:根据路面材料的类型和厚度确定路基厚度,假设路面材料为沥青混凝土,厚度为0.2m。
c.路基面积:路基面积等于道路总宽度乘以路基厚度,计算得到路基面积为3.5m×0.2m=0.7平方米。
d.路基材料:选择合适的路基材料,如砂石或碎石,保证路基的稳定性和强度。
2.路面设计:a.路面材料:选择合适的路面材料,如沥青混凝土或水泥混凝土,考虑到道路使用量大且车速快,选择沥青混凝土作为路面材料。
b.路面厚度:根据设计要求和承载能力计算得到路面的厚度,假设路面厚度为0.15m。
c.路面面积:路面面积等于道路总宽度乘以路面厚度,计算得到路面面积为3.5m×0.15m=0.525平方米。
d.路面结构:按照设计要求确定路面的结构,包括基层、底基层、面层等。
基层一般采用碎石、砂石等材料,底基层采用砂石或砾石,面层采用沥青混凝土。
3.荷载计算:a.车辆荷载:根据设计要求和交通量确定道路设计的车辆荷载,假设为100kN。
b.路基承载力:根据路基材料的承载能力和荷载计算得到路基的承载力,确保路基的稳定性和安全性。
c.路面承载力:根据路面材料的承载能力和荷载计算得到路面的承载力,确保路面的平稳性和耐久性。
设计结论:根据以上的设计计算,得出以下结论:1.道路的路基厚度为0.2m,路基面积为0.7平方米。
2.道路的路面厚度为0.15m,路面面积为0.525平方米。
《路基路面工程》课程设计第一部分 新建道路一、 新建路段干湿类型确定新建路段各路段土基干湿状态可由临界高度确定,分别取m h m h m h 3.1,0.2,5.2321===,从而确定突击干燥、中湿、潮湿、过湿四种类型,如下图所示: 临界高度临界高度临界高度水位线标高()桩号降低60后的设计线设计线地面线由上图可得知,干燥路段:桩号K0+560 ~ K0+788.89,土基刚度MPa E 500=;中湿路段:桩号K0+385 ~ K0+560 , K0+788.89 ~ K0+900,MPa E 350=; 潮湿路段:桩号K0+226.47 ~ K0+385 , K0+900 ~ K1+110, MPa E 300=; 过湿路段:桩号K0+000 ~ K0+226.47 , K1+110 ~ K3+000, MPa E 200=。
二、新建沥青路面一级沥青路面,设计年限取为15a (2002年~2016年)。
1.标准轴载换算:1999年交通组成情况:(1)以弯沉作为设计指标:标准轴载当量轴次:35.4121∑100Ki ii Pn C C N ==代入数值得日标准轴载作用次数,36.2362)(1999=A N ,取2363轴次/日。
(2)以半刚性基层容许拉应力为设计指标:标准轴载当量轴次:812'1'∑100Ki i i Pn C C N ==代入数值得日标准轴载作用次数,55.1720)(1999=B N ,取1721轴次/日。
(3)交通量计算: 2001年底通车,则()37.31681028.01)()(319992002=+×=A N A N ,取3169轴次/日 ()58.23071028.01)()(319992002=+×=B N B N ,取2308轴次/日 ()11.7347)06.01(1028.01)()(1119992011=+×+×=A N A N ,取7348轴次/日 ()03.5351)06.01(1028.01)()(319992011=+×+×=B N B N ,取5352轴次/日2002年至2010年交通量:()[]()[]4911067.7945.01028.0316936511028.01ηγ3651γ1)(×=×××+=×+=N A N Te轴次()[]4911076.5785.01028.0230836511028.01)(×=×××+=B N e轴次2011年至2016年交通量:()[]4621040.9355.006.07348365106.01)(×=×××+=A N e轴次()[]4621031.6815.006.0535*******.01)(×=×××+=B N e轴次故得,2002年正式通车至2016年设计年限内总交通量为:4211068.1730)()()(×=+=A N A N A N e e e 轴次; 4211007.1260)()()(×=+=B N B N B N e e e 轴次。
路基路面课程设计计算书一、设计任务本次课程设计旨在设计一条满足交通需求的道路路基路面,确保其在使用寿命内能够承载交通荷载,保持良好的平整度和排水性能,同时满足环保要求和经济性。
设计要求如下:1.设计车道宽度为7.5米,包括两个3.75米的行车道;2.目标设计寿命为20年,设计交通量为5000辆/日;3.选择合适的路基材料和路面材料;4.考虑路面排水和排水设施设计;5.考虑环境保护要求,减少噪声和排放。
二、设计内容1.交通量计算2.基本路段设计根据道路使用功能和设计交通量,结合道路几何设计原则,设计道路的纵、横断面。
3.路基设计采用分段设计方法,根据地质条件和设计交通量,确定路基宽度和挖填方量,并计算路基厚度。
4.路面设计选择适当的路面材料,考虑交通荷载、环境要求、经济性等因素,确定路面结构。
计算路面厚度,并进行轮压应力和动态轴荷对路面的影响分析。
5.路面排水设计根据道路纵横坡、地下水位、降雨量等因素,设计合适的路面排水系统,包括翻浆、护坡、排水沟等设施。
6.环保设计考虑减少噪声和排放,选择合适的隔音材料和排行车道,设计低排放标准。
三、设计计算1.交通量计算2.路基设计根据地质调查结果,地基承载力为150kPa。
根据路基宽度和挖填方量计算公式,计算挖土路段和填土路段的实际设计宽度和挖填方量。
3.路面设计根据交通量、设计寿命、路面材料等因素,采用经验公式计算路面结构的厚度。
4.路面排水设计根据道路纵横坡、地下水位、降雨量等因素,计算道路的设计纵坡和设计侧坡,并考虑合适的排水设施。
5.环保设计根据交通量和路面类型,选择适当的隔音材料,并根据排放标准选择合适的排行车道。
四、设计结果与分析根据以上设计计算,得到了满足交通需求的道路路基路面设计方案。
根据具体的地理环境和交通流量情况,可以进行进一步的优化和调整。
设计过程中,需要考虑合适的材料选择、施工工艺和环境要求,确保道路的质量和使用寿命。
同时,还需要结合当地的法律法规和标准要求,确保设计符合相关规范。
一、新建沥青路面1. 二级沥青路面,设计年限取为12a2. 轴载分析路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载(1)以弯沉作为设计指标验算沥青底层拉应力中的累积当量轴次:标准轴载当量轴次:35.4121100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=Ki i i P n C C N① 轴载换算(轴载小于25kN 的轴载作用不计)车型()i P kN1C 2C i n1C 2C i n 4.35100i P ⎛⎫⎪⎝⎭小客车前轴0 0.0 后轴 00.0 黄河JN150前轴 49 1 1 850 38.2 后轴 101.6 1 1 850 910.8 黄河JN162前轴 59.5 1 1 200 20.9 后轴 115 1 1 200 367.3 交通141前轴 25.55 1 1 500 1.3 后轴 55.1 1 1 500 37.4 长征CZ361 前轴 47.6 1 1 700 27.7 XXSX161 前轴 54.64 1 1 400 28.9 东风EQ140 后轴 69.2 1 1 300 60.5 解放CA-10B 后轴 68.85 1 1 600 118.3 交通SH-361 前轴 60 1 1 25 2.7 日野ZM440 前轴 60 1 1 35 3.8 斯坦尼亚L-760前轴 70 1 1 10 2.1 后轴 110 1 1 10 15.1 却贝尔D750.0前轴 60 1 1 150 16.3 后轴 100 1 1 150 150.0 太脱拉111前轴38.711 60 1.0 1ki N ==∑1C 2C i n 4.35100i P ⎛⎫⎪⎝⎭1802.3② 累计当量轴次二级公路沥青路面设计年限取12年,四车道的车道系数取0.45()()1211136510.04513651802.30.4545777830.045t e N N γηγ⎡⎤⎡⎤+-⨯+-⨯⎣⎦⎣⎦==⨯=次 ⑵验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次:标准轴载当量轴次:812'1''100∑=⎪⎭⎫⎝⎛=Ki i i e P n C C N① 轴载换算 计算结果如下表:车型()i P kN'1C'2Ci n'1C '2C i n 8100i P ⎛⎫⎪⎝⎭黄河JN150 后轴101.6 1 1 850 965.1 黄河JN162前轴 59.5 1 1 200 3.1 后轴 115 1 1 200 611.8 交通141 后轴 55.1 1 1 500 4.2 XXSX161 前轴 54.64 1 1 400 3.2 东风EQ140 后轴 69.2 1 1 300 15.8 解放CA-10B 后轴 68.85 1 1 600 30.3 交通SH-361 前轴 60 1 1 25 0.4 日野ZM440 前轴 60 1 1 35 0.6 斯坦尼亚L-760前轴 70 1 1 10 0.6 后轴 110 1 1 10 21.4 却贝尔D750.0前轴 60 1 1 150 2.5 后轴100 11150150.0 ''11ki N C ==∑'2C i n 8100i P ⎛⎫⎪⎝⎭1809.1②累计当量轴次()()12''11136510.04513651809.10.4545950550.045t e N N γηγ⎡⎤⎡⎤+-⨯+-⨯⎣⎦⎣⎦==⨯=次 3. 结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个车道的累积标准轴次为460万次左右,根据规X 推荐结构,考虑道路沿线有大量的碎石供应路面结构面层采用沥青混凝土(10cm ),基层采用水泥碎石(25cm ),底基层采用石灰土(厚度待定)。
公路沥青路面设计1基本资料新建一级公路,公路设计基准年为2011年,使用年限15年,拟选沥青路面结构路面进行路面结构设计。
公路技术等级为一级公路,为双向六车道。
预测前五年交通量年增长率为γ= 8后十年γ= 6%1.1 气象资料该公路处于Ⅱ4区1.2 地质资料与筑路资料由于路线地处平原Ⅱ4区,土基为低液限粉土1.3 交通资料表1-1 交通组成与交通量车型辆/日前轴重后轴重后轴数CA10B1200 19.40 60.85 1 EQ140800 23.70 69.20 1 JN162500 59.50 115.00 1 138S300 45.40 90.00 2 SH1411300 25.55 51.10 1 SH361100 60.00 110.00 22.初拟路面结构组合潮湿过湿情况下新建沥青路面----------------------------------------细粒式沥青混凝土30 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土70 mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------石灰粉煤灰土?----------------------------------------新建路基干燥情况下新建路面结构厚度计算细粒式沥青混凝土 40 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土 60 mm ----------------------------------------粗粒式沥青混凝土 80 mm ----------------------------------------水泥稳定碎石 180 mm ----------------------------------------水泥稳定碎石 180 mm ---------------------------------------- 石灰粉煤灰土 ? ---------------------------------------- 新建路基3.标准轴载累计交通量计算车道系数0.4A .用于弯沉验算和沥青层弯拉应力验算的Ne (A ):35.4211⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑=P P n C C N i i Ki表1-2 汽车参数及交通量换算表车型辆/日前轴重 C1C2Ni后轴重后轴数 C1C2NiCA10B 120019.40 6.40 1.00 0.02 60.85 1 1.00 1.00 22.56 EQ140 800 23.70 6.40 1.00 0.05 69.20 1 1.00 1.00 42.07JN162500 59.50 6.40 1.0050.27115.01 1.00 1.001529.51138S 30045.46.40 1.00 3.47 90.00 2 1.00 2.20 284.11SH141 130025.55 6.40 1.00 0.15 51.10 1 1.00 1.00 6.04 SH361100 60.00 6.40 1.0010.75110.00 2 1.00 2.20 471.59SH361 10060.06.401.0069.36110.021.002.20333.03 路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2569ηγγ1e 365*]1)1[()(N A N t -+=设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 9329915 属中等交通等级B .用于半刚性基层弯拉应力验算的Ne(B):8'211'⎪⎭⎫⎝⎛=∑=P P n C C N i i Ki表1-3 汽车参数及交通量换算表车型 辆/前轴C1C2后轴后轴C1C2Ni日重重数CA10B 1200 19.40 18.5 1.00 60.85 1 1.00 1.00 22.56 EQ140 800 23.70 18.5 1.00 69.2011.00 1.00 42.07 JN162 500 59.50 18.5 1.00 115.00 1 1.00 1.00 1529.51 138S300 45.40 18.5 1.00 90.002 1.00 2.20 284.11 SH141 1300 25.55 18.5 1.00 51.1011.00 1.006.04SH361 100 60.00 18.5 1.00 110.00 2 1.00 2.20 471.59路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 2823ηγγ1e 365*]1)1[()(N B N t -+=设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 1.025238*710 属中等交通等级一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量 N h = 1680 ,属重交通等级4.计算设计弯沉d l 和容许应力公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 b S C d A A A N l 2.0e 600=路面设计弯沉值 : 24.2 (0.01mm)SSR K σσ=C S A A N A K /)(09.0(2.0e =) (沥青面层) C S A B N B K /)(35.0(11.0e =) (水稳,二灰稳定碎石) C S A C N C K /)(45.0(11.0e=) (二灰土)5.确定设计参数查表得Ⅱ4区低液限粉土6使用HPDS2006计算软件计算结果*******************************公路新建路面设计成果文件汇总*******************************一、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 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组12002 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组8003 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组5004 太脱拉138S 45.4 90 2 双轮组<3 3005 交通SH141 25.55 55.1 1 双轮组13006 交通SH361 60 110 2 双轮组<3 100设计年限15 车道系数 .4序号分段时间(年) 交通量年增长率1 5 8 %2 10 6 %一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1680 ,属重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2569设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 9329915属中等交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2823设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 1.025238E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级公路等级一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1路面设计弯沉值: 24.2 (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 1.2 .392 中粒式沥青混凝土 1 .333 粗粒式沥青混凝土 .8 .264 水泥稳定碎石 .6 .295 水泥稳定碎石 .6 .296 石灰粉煤灰土 .2 .08二、新建路面结构厚度计算新建路面的层数: 6标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 24.2 (0.01mm)路面设计层层位: 6设计层最小厚度: 200 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 .392 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 .333 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 .264 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 .295 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 .296 石灰粉煤灰土? 750 0 750 0 .087 新建路基31按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 24.2 (0.01mm)H( 6 )= 200 mm LS= 20.2 (0.01mm)由于设计层厚度H( 6 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求 .H( 6 )= 200 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H( 6 )= 200 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求)、H( 6 )= 200 mm(第6 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H( 6 )= 200 mm(仅考虑弯沉)H( 6 )= 200 mm(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700 mm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40 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60 mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------石灰粉煤灰土200 mm----------------------------------------新建路基三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 12 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 13 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 14 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 15 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 16 石灰粉煤灰土200 750 0 750 0 17 新建路基31 1计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 20.2 (0.01mm)第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 21.9 (0.01mm)第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 24.5 (0.01mm)第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 28.5 (0.01mm)第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 51.1 (0.01mm)第6 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 138.5 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS= 300.5 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.186 (MPa)第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.019 (MPa)第3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-.033 (MPa)第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .024 (MPa)第5 层底面最大拉应力σ( 5 )= .082 (MPa)第6 层底面最大拉应力σ( 6 )= .07 (MPa)*******************************公路新建路面设计成果文件汇总*******************************一、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 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组12002 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组8003 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组5004 太脱拉138S 45.4 90 2 双轮组<3 3005 交通SH141 25.55 55.1 1 双轮组13006 交通SH361 60 110 2 双轮组<3 100 设计年限15 车道系数 .4序号分段时间(年) 交通量年增长率1 5 8 %2 10 6 %一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1680 ,属重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2569设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 9329915属中等交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2823设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 1.025238E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级公路等级一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1路面设计弯沉值: 24.2 (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 1.2 .392 中粒式沥青混凝土 1 .333 粗粒式沥青混凝土 .8 .264 水泥稳定碎石 .6 .295 水泥稳定碎石 .6 .296 石灰粉煤灰土 .2 .08二、新建路面结构厚度计算新建路面的层数: 6标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 24.2 (0.01mm)路面设计层层位: 6设计层最小厚度: 200 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 .392 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 .333 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 .264 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 .295 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 .296 石灰粉煤灰土? 750 0 750 0 .087 新建路基43按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 24.2 (0.01mm)H( 6 )= 200 mm LS= 17.8 (0.01mm)由于设计层厚度H( 6 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求 .H( 6 )= 200 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H( 6 )= 200 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求)H( 6 )= 200 mm(第6 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H( 6 )= 200 mm(仅考虑弯沉)H( 6 )= 200 mm(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700 mm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40 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60 mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------石灰粉煤灰土200 mm----------------------------------------新建路基三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 12 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 13 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 14 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 15 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 16 石灰粉煤灰土200 750 0 750 0 17 新建路基43 1计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 17.8 (0.01mm)第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 19.2 (0.01mm)第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 21.3 (0.01mm)第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 24.7 (0.01mm)第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 43.5 (0.01mm)第6 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 113.4 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS= 216.6 (0.01mm)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.178 (MPa)第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.014 (MPa)第3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-.031 (MPa)第 4 层底面最大拉应力 σ( 4 )= .023 (MPa)第 5 层底面最大拉应力 σ( 5 )= .077 (MPa)第 6 层底面最大拉应力 σ( 6 )= .064 (MPa)改建道路沥青路面设计1基本资料2改建路段原路面当量回弹模量计算87.0100100)(ii P P l l = 32100)(K K K S Z l l α+=21021000m m l p E t δ= 原路面实测弯沉值(0.01mm)舍去的过大或过小弯沉值为 : L( 12 )= 94.8原路面有效弯沉数: 11原路面平均弯沉值 : 75 (0.01mm)原路面弯沉值标准差 : 6 (0.01mm)测定汽车轴载 :100 kN改建公路等级 二级公路与保证率有关的系数 :1.5原路面沥青面层厚度 :50 (mm)原路面当量回弹模量 : 162.4 (MPa)原路面实测弯沉值(0.01mm)L( 2 )= 94.8L( 3 )= 101.4原路面有效弯沉数: 7原路面平均弯沉值: 116 (0.01mm)原路面弯沉值标准差: 3 (0.01mm)测定汽车轴载100 kN改建公路等级二级公路与保证率有关的系数 1.5原路面沥青面层厚度50 (mm)原路面当量回弹模量: 113.1 (MPa)使用HPDS2006计算软件计算结果*******************************公路改建路面设计成果文件汇总*******************************一、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 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组12002 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组8003 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组5004 太脱拉138S 45.4 90 2 双轮组<3 3005 交通SH141 25.55 55.1 1 双轮组13006 交通SH361 60 110 2 双轮组<3 100 设计年限15 车道系数 .4序号分段时间(年) 交通量年增长率1 5 8 %2 10 6 %一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1680 ,属重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2569设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 9329915属中等交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2823设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 1.025238E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级公路等级一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1路面设计弯沉值: 24.2 (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 1.2 .392 中粒式沥青混凝土 1 .333 粗粒式沥青混凝土 .8 .264 水泥稳定碎石 .6 .295 石灰粉煤灰土 .2 .08二、改建路面加铺补强层厚度计算加铺路面的层数: 5标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 24.2 (0.01mm)路面设计层层位: 5设计层最小厚度: 150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 .392 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 .333 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 .264 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 .295 石灰粉煤灰土? 750 0 750 0 .086 改建前原路面162.4按设计弯沉值计算设计层厚度:(弯沉值按新建路面F 公式计算) LD= 24.2 (0.01mm)H( 5 )= 150 mm LS= 1.2 (0.01mm)由于设计层厚度H( 5 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求 .H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H( 5 )= 150 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 150 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 150 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 150 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 150 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉)H( 5 )= 150 mm(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700 m改建前原路面总厚度200 mm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40 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土60 mm----------------------------------------粗粒式沥青混凝土80 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------石灰粉煤灰土150 mm----------------------------------------改建前原路面三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 12 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 13 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 14 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 15 石灰粉煤灰土150 750 0 750 0 16 改建前原路面162.4计算改建路面各加铺层顶面交工验收弯沉值:(按新建路面F 公式计算)第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 1.2 (0.01mm)第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 1.3 (0.01mm)第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 1.5 (0.01mm)第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 1.9 (0.01mm)第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 4.2 (0.01mm)计算改建路面各加铺层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.181 (MPa)第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.002 (MPa)第3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-.016 (MPa)第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .096 (MPa)第5 层底面最大拉应力σ( 5 )= .022 (MPa)*******************************公路改建路面设计成果文件汇总*******************************一、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 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组12002 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组8003 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组5004 太脱拉138S 45.4 90 2 双轮组<3 3005 交通SH141 25.55 55.1 1 双轮组13006 交通SH361 60 110 2 双轮组<3 100 设计年限15 车道系数 .4序号分段时间(年) 交通量年增长率1 5 8 %2 10 6 %一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 1680 ,属重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2569设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 9329915属中等交通等级当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次: 2823设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 1.025238E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级公路等级一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1路面设计弯沉值: 24.2 (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 1.2 .392 中粒式沥青混凝土 1 .333 粗粒式沥青混凝土 .8 .264 水泥稳定碎石 .6 .295 石灰粉煤灰土 .2 .08二、改建路面加铺补强层厚度计算加铺路面的层数: 5标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 24.2 (0.01mm)路面设计层层位: 5设计层最小厚度: 150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 .392 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 .333 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 .264 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 .295 石灰粉煤灰土? 750 0 750 0 .086 改建前原路面113.1按设计弯沉值计算设计层厚度:(弯沉值按新建路面F 公式计算)LD= 24.2 (0.01mm)H( 5 )= 150 mm LS= 1.4 (0.01mm)由于设计层厚度H( 5 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求 .H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度:H( 5 )= 150 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 150 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 150 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 150 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求)H( 5 )= 150 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H( 5 )= 150 mm(仅考虑弯沉)H( 5 )= 150 mm(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700 mm改建前原路面总厚度200 mm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求 .三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 12 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 13 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 14 水泥稳定碎石180 1500 0 1500 0 15 石灰粉煤灰土150 750 0 750 0 16 改建前原路面113.1计算改建路面各加铺层顶面交工验收弯沉值:(按新建路面F 公式计算)第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 1.4 (0.01mm)第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 1.5 (0.01mm)第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 1.8 (0.01mm)第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 2.2 (0.01mm)第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 5.6 (0.01mm)计算改建路面各加铺层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.197 (MPa)第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.01 (MPa)第3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-.017 (MPa)第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .108 (MPa)第5 层底面最大拉应力σ( 5 )= .036 (MPa)公路水泥混凝土路面设计1基本资料新建一级公路,公路设计基准年为2011年,使用年限30年,拟选沥青路面结构路面进行路面结构设计。
《路基路面工程》水泥混凝土路面设计计算书任务起止日期:2011.11.27学生姓名:彭奕学号: 201005010120(19)指导老师: 江利民、高翀重庆交通职业学院一、课程设计内容1、水泥混凝土路面设计(双4车道高速公路) (1)水泥混凝土路面设计计算书轴载换算与累计轴载轴载换算公式如下: ∑==ni i i i s P N N 116)100(δ 其中i δ为轴-轮系数,单轴-双轮组时,1=i δ,单轴-单轮时,按下式计算:43.031022.2-⨯=i i P δ 双轴-双轮组时,按下式计算:22.051007.1--⨯=i i P δ 三轴-双轮组时,按下式计算:22.081024.2--⨯=i i P δ路基干燥,E=50MPa学生学号尾数 19汽车车型 前轴重(kN ) 后轴重(kN ) 后轴数后轴轮组数 后轴距(m)交通量(辆/昼夜)小客车 16.50 23.00 1 2 0 3018 中客车SH130 25.55 45.10 1 2 0 658 大客车CA50 28.70 68.20 1 2 0 1691 小货车BJ130 13.55 27.20 1 2 0 1534 中货车CA50 28.70 68.20 1 2 0 781 中货车EQ140 23.70 69.20 1 2 0 640 大货车JN150 49.00 102 1 2 0 772 特大车日野KB22250.20 104.30 1 2 0 843 拖挂车 五十铃 60.0010032485交通量 年平均增长率(%)11.5轴载换算公式:16ni ii=1iN100SPNδ⎛⎫= ⎪⎝⎭∑=2666(次)公路混凝土路面设计基准期参考值公路技术等级设计基准期(年)公路技术等级设计基准期(年)高速公路30 二级公路20一级公路30 三、四级公路20由表得:高速公路的设计基准期查表为30年可靠度设计标准公路技术等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路安全等级一级二级三级四级设计基准期(a)30 30 20 20目标可靠度(%)95 90 85 80目标可靠指标 1.64 1.28 1.04 0.84变异水平等级低低~中中中~高由表得:其可靠度设计标准的安全等级查表为一级车辆轮迹横向分布系数公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.17~0.22二级及二级以下公路行车道宽〉7m 0.34~0.39 行车道宽≤7m 0.54~0.62由表得:车辆轮临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数查表查表取0.22拟新修高速公路,查表得,公路处于自然区划V2区,路基干燥。
路面设计1沥青路面设计标准(1)路面结构设计应依据使用要求及气候、水文、土质等自然条件,亲密结合当地实践经验,将路基路面作为一个整体考虑,进行综合设计;(2)在满足交通量和使用要求前提下,应遵照“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节省投资”标准进行路面设计方案技术经济比较,选择技术优异,经济合理,安全可靠方案;(3)应结合当地实践基础,主动推广成熟科研结果,主动、慎重地利用行之有效新材料、新工艺、新技术;(4)路面设计方案应充足考虑沿线环境保护、自然生态平衡,有利于施工、养护工作人员健康和安全;(5)为确保工程质量,应尽可能选择有利于机械化、工厂化设计方案;(6)对于地处不良地基路段,为了适应路基沉降、稳定周期较长特点,路面结构能够遵照“一次设计,分期修建”方案,即在路基沉降、稳定时内(3-5年),依据交通量增加规律,分几次修建,最终实现设计目标,这么既适应交通量不停增加需要,又提升了投资效益,最终确保了路面结构质量达成要求要求。
2沥青路面结构层设计2.1设计原始资料:拟修建一条一级公路,,依据调查研究估计通车后,公路沿线年交通量平均增加率γ=6%。
土质为粘性土,土基回弹模量.5Mpa。
试按设计弯35E沉控制,设计路面结果。
计算设计年限内一个车道累计当量轴次,确定设计弯沉,路面拟采取沥青混凝土面层,设计年限为15年。
交通量表2.2轴载分析 轴载计算路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载(1)以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中累计当量轴次 ① 轴载换算:轴载换算采取以下计算公式:四车道车道系数是0.4~0.5,取0.45:354211⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∑=P P n C C N i i ki其中: N —标准轴载当量轴次,次/日;i n —被换算车辆各级轴载作用次数,次/日; P —标准轴载,kN ;i p —被换算车辆各级轴载,kN ; K —被换算车辆类型数;C 2—轴载系数,11 1.2(1)c m =+-,m 是轴数。
某一级公路路路基路面计算书1、路基设计〈1〉确定路基横断面形式根据任务书所给条件确定该路段路基断面形式为路堤式路基,其中前400按照标准断面形式设计,后100米设置挡土墙并采取相应的断面形式.〈2〉确定自然区划和路基干湿类型由《公路自然区划标准》知:江淮丘陵区属于Ⅳ2分区.地基土质为粘性土,由教材表1-9知:路基临界高度11.6 1.7H21.1 1.2H=30.9H=0.8.该公路为一级汽车专用线,取路基干湿类型为干燥.〈3〉拟定路基断面尺寸,取计算行车速度为80km h①路基宽度查《公路工程技术标准》(JTG B01—2003),有:3.0.2:行车道宽度为:2×8=16m3.0.4:中央带宽=中央分隔带宽=2m3.0.5:路肩宽=硬路肩宽+土路肩宽=2×2.5+2×0.75=6.5m故路基宽度为:行车道宽度+中央带宽+路肩宽=16+2+6.5=24.5m②路基高度路基干湿类型为干燥,则由教材表1-8有:路基高度H>1H,取路基中线高度作为设计高度,故可取公路路基最小填土高度H=5.3m③路基边坡坡率路堤上部高度为:5.3-1.3=4m<8m,路基填料为细料土.由教材表3-3可取边坡坡度为:1:m=1:1.5 ,则边坡宽度为:b=1.5H=6m.2、路基排水设计〈1〉确定边沟布置,断面形式及尺寸边沟设置在路堤的坡脚外侧无需水力计算,横断面采用梯形标准横断面式,取梯形边沟内侧边坡坡度为1:1.5,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同,取为1:1.5,因江淮丘陵区降水量较大,故取底宽与深度均为0.6m,边沟纵坡为0.5%,边沟采用浆砌片石,砌筑用砂浆强度采用M7.5.〈2〉确定排水沟布置,断面形式及尺寸排水沟断面形式采用梯形,取纵坡为0.5%,采用对称式梯形断面m=1.5, n=0.031,s Q = 1.33m s根据水力计算确定断面尺寸:①假定b=0.47m ,参照教材表7-15有,b h =0.61 取h=0.77m ②由式(7-23):2bh mh ω=+=1.25 2m由式(7-24):k ==3.61 ,b kh χ=+=3.25 m 由式(7-25);R ωχ==0.38 m③ 式(7-21):0.130.10)0.28y =-= 由式(7-20):1yC R n==24.60由式(7-18):m s 由式(7-19):Q V ω==1.343m s ④ 验算:按照表7-14,max V =1.2m s由式(7-22):当0.5α=时,12min 0.31V R m s α== 实际流量介于此二者之间,故流速符合要求.0.0310.05s sQ QQ-=<,故流量也符合要求. 综上所述,可取底宽为0.47 m ,沟深H 应为水深h 加上安全高度h ∆=0.100.20m ,此处取h ∆=0.13 m ,所以H =h+h ∆=0 .90 m ,边坡坡率为0.5%.<3>确定沟渠的防护加固形式因为0.5%1%i =<,故沟渠无需进行加固,采用夯实平整土沟,不铺砌.3、路基防护((查JTJ013—95)《公路路基设计规范》)对于高等级道路,采用六角形空心混凝土预制块防护,本段公路采用六角形空心混凝土预制块。
空心预制块的混凝土强度不应低于C20,厚度不应小于150mm 。
空心预制块内应填充种植土,喷播植草。
4、挡土墙设计(重力式挡土墙)〈1〉确定挡土墙的形式及纵横向布置①根据所给资料,在K26+556~K26+656段设路肩式重力式挡土墙,采用俯斜式挡土墙.②挡土墙采用锥坡与路堤衔接;③为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂,防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝,将沉降缝与伸缩缝合并设置,沿路线方向每隔10m 设置一道缝,兼有两者的作用,缝宽0.025 m ,缝内用胶泥填塞,在渗水量大,填料容易流失地区,用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料,沿内、外、顶三方填塞,填深不宜小于0.15m ;④挡土墙基础全部采用浅基础,基础埋深暂取为2 m ;⑤在墙前地面以上设两排泄水孔,排水孔尺寸取为1010cm cm ⨯,排水孔的出口高出墙前地面0.4m ,排间距为0.40 m ,为防止水分渗入地基,下排泄水孔进水口的底部铺设30cm 厚的粘土隔水层,泄水孔的进水口部分设置粗粒料及滤层,以免孔道阻塞。
〈2〉拟定挡土墙断面尺寸采用俯斜式路肩挡土墙,初步拟定尺寸拟如下:采用浆砌块石,墙顶宽度 1.7b m =,墙高5.0m ,填土高a=0m ,墙背俯斜15,墙身分段长度10m.〈3〉主动土压力计算① 车辆荷载换算:由表6-5知:当墙高H ≤2.0m 时,20.0q kpa =;当墙高H ≥10.0m ,10.0q kpa =,(附加荷载强度) 取墙高H 5m =,根据线性插值的方法:20102021025x--=--,即16.25x =. 016.250.9317.5qh r===.由规范得:''8322148oo α=,取15o α=.设计已知:计算内摩擦角26,oφ=墙背填土与墙背间摩擦角13,2o φδ==填背填土容重317.5KNm γ=,23c kpa =.②土压力计算:Ⅰ、假设破裂面交于荷载内,则:2615135490oooooϕφαδ=++=++=<02()(2)c c cA H h H h h r =-++ 1(5 4.2)(5 4.2520.93)2=-++⨯ 4.42m =其中:2tan(45) 4.22o c c h m r φ=+=01(2)tan 2B H H h α=-⨯+15(520.93)tan15 4.602o=-⨯⨯+⨯=-sin()cos()cos sin ()cos c A B D c A H h r φϕφϕφφ-+-=⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦4.42sin(2654) 4.6cos(2654)2.2362.3cos54 4.42sin 26(5 4.2)cos 2617.5o o o o o o o --+-==⎡⎤⨯+-⎢⎥⎣⎦tan tan 0.065θϕ=-=-,'341o θ=-Ⅱ、验算破裂面位置:堤顶破裂面距墙踵距离:tan 5(0.065)0.325H θ=⨯-=- 荷载内边缘距墙踵距离:0.55tan150.83o-⨯=- 荷载外边缘距墙踵距离:0.55tan159.58.67o -⨯+=因0.830.3258.67-<-<,故破裂面交于荷载面内,与所假设的计算图式相符合. Ⅲ、主动土压力: ()cos cos()(tan )sin()cos sin()c a c H h E A B φθφγθθϕθθϕ-+=--++''''cos(34126)23(5 4.2)cos 2617.5(4.42(0.065) 4.60)sin(34154)cos(341)sin(34154)o o oo o o o o -+-=⨯⨯-+--+--+90.7221.5369.2KN =-=cos()69.2cos(1513)61.1o oX a E E KN αδ=+=⨯+= sin()69.2sin(1513)32.5o oY a E E KN αδ=+=⨯+=路肩墙连续均布荷载,破裂面交于荷载内前面已求得:05,0.93, 4.2,15,13,54.2oo o c H m h m h m φαδϕ=======即:'0 4.20.93 3.27c c h h h m =-=-=''02()(2)c c cA H h H h h r =-++ =1(5 3.27)(5 3.2720.93)8.762=-++⨯=01(2)tan 2B H H h α=-⨯+15(520.93)tan15 4.602o=-⨯⨯+⨯=-sin()cos()cos sin ()cos c A B D c A H h r φϕφϕφφ-+-=⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦8.76sin(2654) 4.60cos(2654)0.0152.3cos548.76sin 26(53.27)cos 2617.5o o o o o o o -+-==-⎡⎤⨯+-⎢⎥⎣⎦tan tan 0.33θϕ=-=,'1816oθ= '()cos cos()(tan )sin()cos sin()c a c H h E A B φθφγθθϕθθϕ-+=--++''''cos(181626)23(5 3.27)cos 2617.5(4.420.33 4.60)sin(181654)cos1816sin(181654)o o oo o o o o +-=⨯⨯+-++59.02KN =cos()59.02cos(1513)52.1o oX a E E KN αδ=+=⨯+= sin()59.02sin(1513)27.7o oY a E E KN αδ=+=⨯+=11()(5 3.27)0.57733y c Z H h m =-=-= 〈4〉设计挡土墙截面:取121.7, 3.04B m B m ==G Z 的确定: 1.7111.715235 1.34( 1.34 1.7)23223⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯ (1.7 3.04)51232x+⨯⨯⨯⨯=即:331.58.Gx = 因272.55G KN =,故有: 1.22G Z x m == 〈5〉挡土墙验算: ①抗滑稳定性验算: ()100.90.9tan Q yG E G γμα++()0.9272.55 1.424.770.450.9272.550=⨯+⨯⨯+⨯⨯ 1127.8 1.452.172.84Q X E KN γ=>=⨯=,满足要求. ②抗倾覆稳定性验算: ()10.9G Q y X X Y GZ E Z E Z γ+-()0.9272.55 1.22 1.427.7 2.88552.10.557=⨯⨯+⨯⨯-⨯ 369.050=>,满足要求.③基底应力及偏心验算: Ⅰ、基础地面的压应力:⑴轴心荷载作用时 NP A=,其中P 为基底平均压应力. 22 1.0 3.04A B m =⨯=1010()cos sin G Q y Q X N G E W E γγαγα=+-+(272.550.9 1.427.70)10284.1KN =⨯+⨯-⨯+=N P A =204.193.453.04kpa == ⑵偏心荷载作用时 2ZN B e Z =- 0yG y x x yNyM M GZ E Z E Z Z NG E -+-==+∑∑∑272.55 1.2227.7 2.88552.10.5571.273272.5527.7⨯+⨯-⨯==+即:2Z N B e Z =- 3.041.270.252m =-=2 3.0410.250.5166B e =≤=={max min139.6147.76284.160.25(1)(1)3.04 3.04kpakpa N e P A B ⨯=±=⨯±= 基底合力偏心距0 3.040.250.5166B e =≤==,满足要求.Ⅱ、地基承载力抗力值:查表得:120, 1.1,216k K K f kpa ===,基础底面埋深 2.0h m =.则:()()112230.5k f f k b k h γγ=+-+-()2160 1.117.520.5244.9KN =++⨯-=max 139.6 1.2293.9,p f KN =<=满足要求.④ 墙身截面强度验算: 011()j G G Q Q QiQi Ci N N N N γγγγϕ=++∑查表可知:011.05, 1.40,0.9Q G γγγ===,'272.5558.6331.2G N G G KN=+=+=其中:'15(3.04 1.7)117.558.62G KN =⨯⨯-⨯⨯= 127.7, 2.31,0Q y k Qi N E KN N γ====综上可得: 1.05(0.9331.2 1.4027.7)353.7j N KN =⨯⨯+⨯=轴心力偏心系数:8802200.2512561256 3.040.9250.25112112 3.04k e B e B α⎛⎫⎛⎫-⨯-⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭===⎛⎫⎛⎫+⨯+⨯ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. 614010k R pa =⨯, 1.0 3.04 1.0 3.04A B =⨯=⨯=即:30.92514010 3.042.31k kkR Aαγ⨯⨯⨯=170424353.7j KN N KN =>=,满足要求. 又由于5 1.64103.04H B ==<,为矮墙,根据规范规定,可不考虑纵向稳定. 验算内容全部通过,故决定采用墙顶宽1.7m ,底宽3.04m ,墙高5m ,墙背俯斜15o,墙身分段长度为m 10的挡土墙。