路基路面课程设计计算书
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XX公路A标段路基路面结构设计Ⅰ设计原始资料:一、路基稳定性设计该路段某段路基填土为粘土,填土高度为8米,边坡为直线型,土的重度γ=18.6KN/m3,土的内摩擦角υ=12°,粘聚力系数C=16.7MPa 。
二、路基挡土墙设计该标段某路基需设计重力式挡土墙,填料为砂性土,土的重度γ=15KN/m3,内摩擦角υ=36°,粘聚力c=10Kpa;最大密实度16.8KN/m3;挡土墙设计参数为:基底摩阻系数:f=0.4;基底承载力:[σ0]=360Kpa;墙身材料:25#浆砌片石,2.5#砂浆,重度γ=24KN/m3,容许压应力[σ]= 580KPa,容许剪应力[τ]= 90Kpa,容许拉应力[σw1]=40Kpa;墙身与填料摩擦角:δ=1/2υ;挡土墙最大填土高度为6米。
三、路面工程设计1、路段初始年交通量(辆/天)汽车交通量的组合组车型ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ解放220 150 180 160 200 140 200 230 CA10B解放150 180 200 220 180 240 170 150 CA30A东风170 210 110 180 200 160 150 140 EQ140黄河80 100 170 110 90 130 80 90JN150黄河120 100 150 200 180 160 180 190 JN162黄河160 80 60 210 230 200 120 100 JN360长征180 220 200 150 170 170 160 190 XD160交通120 260 230 70 50 100 120 120 SH1412、交通量增长率取5%,柔性路面设计年寿命15年,刚性路面设计寿命25年,路面材料参数取规范中的数值,自然区划为Ⅲ区,进行柔性和刚性路面设计。
Ⅱ 设计依据及参考资料1.路基路面工程:邓学钧,人民交通出版社;2.公路工程技术标准(JTJ001—97):人民交通出版社;3.公路路基设计规范(JTJ013—95):人民交通出版社;4.公路水泥混凝土路面设计规范(JTJ012—94):人民交通出版社;5.公路沥青路面设计规范(JTJ014—97):人民交通出版社;6.公路路基施工技术规范(JTJ033—95):人民交通出版社;7.公路沥青基层施工技术规范(JTJ034—93):人民交通出版社;8.其他各种交通部颁设计、施工等技术规范;9.其他各种教材资料等.Ⅲ 设计计算过程:一、路基稳定性分析(一)、设计资料该路段某段路基填土为粘土,填土高度为8米,边坡为直线型,土的重度γ=18.6KN/m3,土的内摩擦角υ=12°,粘聚力系数c=16.7MPa . (二)、路基稳定性验算该公路按一级公路标准设计,顶宽为18米,荷载为汽-20 (1)、绘出路堤横断面(2)、将汽-20换算成土柱高度。
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。
1 挡土墙设计计算书1.1计算资料该边坡土的物理力学指标如下:重度γ=19.6kN/m 3, 内摩擦角︒=37ϕ, 黏聚力c =20kPa. 墙背与填土间的外摩擦角δ=19º,基底摩擦系数4.0=f, 地基容许承载力为⎣⎦300=σkPa 。
边坡土质为强风化泥质红砂岩,新鲜岩石较坚硬,但暴露的岩石经雨水浸湿后强度明显下降,容易发生滑坡。
因此决定采用浆砌片石挡土墙支护此段路堑边坡。
挡土墙高度选择5.8m ;断面形式采用仰斜式挡土墙,其墙背的角度为︒-=12α,基底为水平。
由于是黏性土,所以采用等效内摩擦角︒=︒+=4250ϕϕ。
墙身材料采用2.5号砂浆砌25号片石,砌体容重γa =23kN /m 3、 挡土墙具体尺寸初步拟定如下图所示:如上图所示:墙顶宽度为1.2m ,墙底水平宽度为1.52m ,斜宽为1.55m 。
1破裂面θ计算破裂面交与内边坡,则有:80.3364.7467.063.323.0256.023.04)0.1(0.124tan 56.07.33cos )4249cos()12sin()7.3312cos(49sin 42cos cos )cos(sin )cos(sin cos 00.1)1912cos()4249cos()4249cos()7.3312cos()cos()cos()cos()cos(23.0)7.3312cos(49cos 42sin )4249cos(7.33sin )12cos()cos(cos sin )cos(sin cos 494219127.33,42537,19,1222或或==⨯⨯⨯--±=-±-==-----=---=-=+---+--=+--+-==-----=---==++-=++===+==-=θθβϕψαβαψϕδαϕψϕψβαβαψϕϕψβαϕδαψβϕδαPPR Q Q R Q P2.土压力计算根据公式得主动土压力:()90.58])7.3312cos()1912cos()7.3342sin()1942sin(1)[1912cos(12cos )1242(cos 8.56.1921])cos()cos()sin()sin(1)[cos(cos )(cos 2172.57)4980.33sin()7.3380.33cos()4280.33cos()1280.33sin(28.126.19)sin()cos()cos()sin(05.366)4963.74sin()7.3364.74cos()4264.74cos()1264.74sin(28.126.19)sin()cos()cos()sin(28.12)7.3312cos(12sec8.521)cos(sec 21222222222222=--+--+++--+⨯⨯=-+-+++-==+++-⨯=++++==+++-⨯=++++==----=-=)(或βαδαβϕδϕδαααϕγψθβθϕθαθγψθβθϕθαθγβααHE A E AE H A a a a现取72.57=aE03.7)1912sin(72.57)sin(29.57)1912cos(72.57)cos(=+-⨯=+==+-⨯=+=δαδαa y a x E E E E3.土压力作用点位置计算)(93.1)12tan(52.152.1tan 93.138.5352.1y 分力距墙趾的距离分别是水平分力和竖直、y x y x Z Z Z B Z H Z m B =--=-=====α4.稳定性验算4.1墙体重量及其作用点计算用cad 面域查询查找挡土墙面积A 及重心距墙趾距离Zg :444.190.769.1812390.7===⨯==g Z A CAD •A rG 查询得由砌4.2抗滑稳定性验算0,4.0,3.0,4.1,6/1tan 21=====p Q Q o E f r r α抗滑方程:[]98.4329.5740.16/1)03.7*4.169.181*1.1(4.029.574.103.74.169.1811.1tan )1.1(tan )tan (1.121010201>=⨯-⨯+-⨯⨯+⨯+⨯=+-++-++)(pQ x Q y Q p Q x y Q E r E r E r G f E r E E rG ααα抗滑系数:3.107.31/6)*188.72-0.4/(57.291/6)57.29(188.72)Ntan α-0.3Ep}/(Ex+]f )tan α0.3E -(E +{[N =K 72.18803.769.18100P X C y >=⨯⨯+==+=+=E G N 作用于基地的总竖向力均满足要求 4.3抗倾覆稳定验算0=p E抗倾覆方程:85.73)933.129.57931.103.7(4.1444.169.1818.0Z E γ+)(8.0PP Q21>=⨯-⨯⨯+⨯⨯=-+y x x y Q G Z E Z E r GZ抗倾覆系数:5.149.293.129.5793.103.7444.169.1813.00>=⨯⨯+⨯=++=xx pp y y gZ E Z E Z E GZK均满足要求5基底应力和合理偏心距验算 基础斜宽度55.1,55.1==A B 每延米基础底面积作用于基地总竖向力57.1955.0^37/129.57))cos(-1203.7(181.69=sin E +)cos E +(G =N ox y 1=⨯++αα5.1合力偏心距验算253.0652.16038.057.19541.741.7)]252.1444.1(69.181[2.16/1252.193.1(29.57)252.193.1(03.74.1)]2([2.1)]tan 2()2([4.110==<====-⨯⨯+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯---⨯⨯=-+---=B N M e B Z G B Z E B Z E M o G Y X X Y α满足要求 5.2基底应力验算[])(30069.14455.1038.0617.057.1956161max0kPa B e A N B e o=<=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+=∴<σσ满足要求 6.结论综上可知,此挡土墙设计方案在技术上可行。
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。
路基路面工程课程设计计算书
摘要:
一、路基路面工程课程设计计算书概述
二、设计资料
三、设计计算
四、设计结果与分析
五、结论
正文:
一、路基路面工程课程设计计算书概述
路基路面工程课程设计计算书是针对道路工程设计中的一种重要文档,主要用于记录设计过程和结果。
本文将以某一路基路面工程为例,详细介绍设计计算书的内容和编制方法。
二、设计资料
在进行路基路面工程设计计算前,需要先收集和整理相关的设计资料,包括道路的基本参数、地质条件、交通量等。
这些资料将为后续的设计计算提供依据。
三、设计计算
根据设计资料,进行路基路面工程的设计计算。
设计计算主要包括以下内容:
1.确定道路的横断面形式和尺寸;
2.计算路基的稳定性;
3.设计路面的结构层;
4.计算路面的厚度;
5.确定路面的材料种类和规格。
四、设计结果与分析
根据设计计算的结果,对路基路面工程的设计进行分析和评价。
分析主要包括以下内容:
1.评价路基的稳定性;
2.评价路面的承载能力和使用寿命;
3.分析设计的合理性和经济性。
五、结论
通过对路基路面工程的设计计算和分析,得出结论:设计方案可行,满足道路的使用要求和经济性。
路基路面工程课程设计计算书(第一组)班级::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交通量平均增长率%r=8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61521042.245.049.54236508.0]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表三3.确定土基回弹模量该路段处于2Ⅱ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29MPa (1)设计弯沉值本公路为高速公路,公路等级系数0.1=c A ,面层为沥青混凝土,面层系数0.1=s A ,半刚性基层,基层系数B A =1.00.260.2600600(3.1910)11130.03d e C S B l N A A A --==⨯⨯⨯⨯⨯=(单位0.01mm )(2)各层允许拉应力 方案一:表四方案二:表五4.资料汇总方案一:表六方案二:表七5.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。
1、重力式挡土墙设计2、边坡稳定性设计3、沥青混凝土路面设计4、水泥混凝土路面设计第1题重力式挡土墙设计 (1)1.1设计资料 (1)1.2设计任务 (1)1.3设计参数 (1)1.4车辆荷载换算 (2)1.5主动土压力计算 (2)1.6挡土墙计算 (5)第2题边坡稳定性设计 (9)2.1设计资料 (9)2.2汽车荷载换算 (9)2.3圆弧条分法 (10)2.4结果分析 (15)第3题沥青混凝土路面设计 (17)3.1设计资料 (17)3.2设计轴载与路面等级 (17)3.3确定土基回弹模量 (19)3.4路面结构组合设计 (20)3.5路面厚度计算 (21)3.6竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 (22)第4题水泥混凝土路面设计 (24)4.1设计资料 (24)4.2交通分析 (24)4.3初拟路面结构 (24)4.4路面材料参数确定 (24)4.5荷载疲劳应力 (25)4.6温度疲劳应力 (26)1重力式挡土墙设计1.1设计资料(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m 10,路基宽度m 26,路肩宽度m 0.3.(2)基底倾斜角190.0t an :00=αα,取汽车荷载边缘距路肩边缘m d 5.0=.(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3/18m kN =γ,填料与墙背的外摩擦角φδ5.0=;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数30.0=μ,地基容许承载力kPa 250][0=σ.(5)墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,圬工容重3/22m kN k =γ,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.1.2设计任务(1)车辆荷载换算。
(2)计算墙后主动土压力a E 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。
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计算书一、引言路基路面工程是土木工程领域中的重要分支,涉及到道路建设中的路基设计和路面施工等方面。
本课程设计旨在利用所学的理论知识和技能,结合实际工程案例,进行路基路面工程设计和施工计算,从而提高学生的综合能力和实践能力。
二、设计内容1.项目背景和要求本次设计的项目背景地区的一条高速公路改造工程,该工程要求设计和施工一条新的路基路面。
设计要求满足相关标准和规范,并考虑到工期、材料要求、经济性和可行性等因素。
2.路线选择和路基设计根据项目背景和实际情况,选择适合的路线,并进行路基设计。
路基设计包括路线选择、路基宽度、坡度、超高、侧向位移、排水系统等方面的计算和设计。
3.路面材料选择和路面设计根据项目要求和实际情况,选择适当的路面材料,并进行路面设计。
路面设计包括材料的选择和厚度的计算等。
4.施工计划和工艺流程根据设计要求和工程实际情况,制定详细的施工计划和工艺流程。
确保施工过程中的质量和安全性。
三、计算方法和步骤1.路基设计计算(1)路线选择计算:根据不同路段的交通量和地理条件,选择适当的路线。
(2)路基宽度计算:根据交通量和道路等级,确定合适的路基宽度。
(3)坡度计算:根据设计要求和土壤基础情况,计算合适的坡度。
(4)超高计算:根据道路几何条件和车辆要求,计算合适的超高。
(5)侧向位移计算:根据土壤基础情况和设计要求,计算合适的侧向位移。
(6)排水系统设计:根据地表水情况和交通量,设计合适的排水系统。
2.路面设计计算(1)路面材料选择计算:根据交通量、车辆类型和气候条件等因素,选择合适的路面材料。
(2)路面厚度计算:根据交通量和设计要求,计算合适的路面厚度。
(3)路面结构设计和计算:确定路面的结构和层次,并计算各层的厚度和材料。
3.施工计划和工艺流程(1)施工计划编制:根据设计要求和工期要求,制定详细的施工计划。
(2)工艺流程制定:根据施工计划和工程实际情况,制定详细的工艺流程,包括路基施工、路面施工和排水系统施工等。
.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+400112.85K 2+900117.851.0%-0.75%R=13500T=?E=?道路纵面图图3 道路纵断面图106.503.7m7.8m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1:0.31:5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γ2=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 =⨯-=⨯--,2LE ==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()2782781.875=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: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:地面线路肩K2+782处挡墙的横断面图其中墙高6.5米,埋深1.5米,挡墙与路边坡的位置关系如上。
由于原地基土为黏性土,承载力和摩擦系数均较低,经试算承载力的抗滑力都很难满足,所以采用换填地基,换填材料采用碎石,密度为19KN/m 3,摩擦角为45°,承载力标准值f=500Kpa ,换填后地基摩擦系数为0.5。
换填高度为2.2米。
3、作用在挡土墙上的主动土压力计算由设计资料已知: 强后填土换算摩擦角ϕ=35°,M10浆砌块石与天然三合土的摩擦角为20°。
墙背倾角=arctan 0.2514α=。
利用库伦理论求主动土压力 ①求破裂角θ假设破裂面交于路基上荷载边缘,==14+20+35=69ψαδϕ++()()()()220011 5.17 6.568.092211112tan 5.177.767.767.762 5.170.25 6.382222A a H B ab H H a α=+=+==-+=⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯=tan tan tan 690.69434.8θψθ=-+=-+=∴=验证:路肩破裂长度()()6.5 5.17tan 7.76 6.50.25 1.96 3.5l θ=+--⨯=<;假设正确。
②求主动土压力()()()()()()0031cos cos 69.8tan 1968.090.694 6.38290.7sin sin103.8cos 290.7cos34241sin 290.7sin 34162.6tan 7.76 5.17tan 34.8 4.42tan tan tan 34.8tan14211a x a y a E A B KNE E KN E E KN b a h h a K H θϕγθθψαδαδθθα+=-=⨯⨯-=+=+=⨯==+=⨯=--===++=+-求土压力作用点()()332212 5.17 4.4211 1.9312 6.52 6.55.176.5 4.426.5 2.263333 6.5 1.9315.58tan 5.58 2.260.25 5.02y x y H a H h H Z m H K Z Z m α⨯⎛⎫⎛⎫=+-= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭--∴=+=+=⨯⨯=-=-⨯=由几何关系得③求挡土墙自重()()5.58 5.28 1.2 4.18 1.3 5.3222221.833=480.3220.31212.64 1.2 5.28 5.280.3 1.20.8 1.86 1.86 5.33232121.81.3313.31 1.3 5.3 3.96 1.33 5.332G G KNZ +⨯+⨯⎡⎤=⨯+=⨯⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫⨯⨯++⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎢⎥=⨯⎢⎥⎛⎫+⨯⨯++⨯⨯⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦重心到墙趾的水平距离3.0233m =4、挡土墙验算 ⑴ 滑动稳定性验算①滑动方程:()()()102010121.1tan tan 1.1tan 01.1480.3 1.4162.60.5 1.424140.60Q y x Q P Q y Q x Q P G E E E G E E E KN γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦⨯+⨯⨯-⨯=>抗滑稳定性满足。
②滑动系数:()()''00tan 480.3162.60.5 1.334 1.3tan 241x P P c x N E E E K E N αμα⎡⎤+-++⨯⎣⎦===>- 抗滑稳定性满足。
⑵ 倾覆稳定性验算①倾覆方程:()()120.800.8480.3 3.02 1.4162.6 5.02241 2.2615410G Q y x x y Q P p GZ E Z E Z E Z KN m γγ+-+>⨯⨯+⨯⨯-⨯=⋅>倾覆稳定性满足。
②倾覆系数:'0480.3 3.02162.6 5.02=4.16 1.5241 2.26G y x P px yGZ E Z E Z K E Z ++⨯+⨯==>⨯抗倾覆稳定性满足。
⑶ 基体应力级偏心距验算总的竖向力设计值:()11010cos sin =1.2480.3 1.4162.6=804G Q y Q x N G E w E KNγγαγα=+-+⨯+⨯作用基底形心的弯矩M22()1 5.58162.6 5.02241 2.26182.125.58480.3 3.02110.521.4 1.2 1.4182.1 1.2110.5122.3122.3 5.580.152 1.39580444E G E G M KN mM KN mM M M KN m M B N ⎛⎫=⨯--⨯=-⋅ ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯-=⋅ ⎪⎝⎭=+=⨯-+⨯=-⋅==<==偏心距e=偏心距满足。
地基承载力抗力值f:()()()()112230.5500319 5.583 4.418 1.50.5709k f f k b k h KNγγ=+-+-=+⨯⨯-+⨯⨯-=基础压应力:1max 680460.15211167.6 1.2 1.27098505.581 5.58N e p KN f KNA B ⨯⎛⎫⎛⎫=+=⨯+=<=⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭所以基底应力满足。
⑷ 墙身截面强度验算:验算墙身中部和底部两个截面 如图所示:1—1截面验算:验算截面宽度为4.48米。
如前所述,采用库伦土压力理论计算可算得挡土墙1—1截面以上部分承受的土压力为:=203.4,168.5,113.7,1.82, 4.03a x y y x E KN E KN E KN Z m Z m ====挡土墙1—1截面以上部分自重为:337, 2.35G G KN Z m ==每延米墙长设计轴向力:()()0111.05 1.2337 1.4113.7592j G G Q Q Qi ci Qi N N N N KN γγγγ=++ψ=⨯⨯+⨯=∑总的竖向力0337113.7450.7N KN =+=对截面形心总力矩0 4.48 4.48337 2.35113.7 4.03168.5 1.8266.122M KN m ⎛⎫⎛⎫=⨯-+⨯--⨯=-⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 00066.1 4.480.147 1.12450.744M B e N -∴===<== 满足。
8802200.14712561256 4.480.9870.147112112 4.48k e B e B α⎛⎫⎛⎫--⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭===⎛⎫⎛⎫+⨯+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ① 强度计算:5920.987 4.48700/2.315921340j k k kN AR α≤≤⨯⨯≤∴强度满足。
② 稳定计算:22 5.3 2.3664.48s H B β⨯=== ()()()()22011 1.0311311610.02 2.3662.36631160.1474.48k s s s e B ψαββ===⎡⎤⎡⎤+-++⨯-+⎣⎦⎣⎦592 1.0311*******j k k k kN AR ψα≤≤⨯= 稳定满足。
③正截面受剪验算:1168.5168.5 4.481502.310.42592168.5539.5j x j j j k m Q E Q A R f N ==≤+≤⨯+⨯≤受剪满足综上,1—1截面符合要求。
2—2截面验算:验算截面宽度为3.22米。
同理,采用库伦土压力理论计算可算得挡土墙1—1截面以上部分承受的土压力为:=81.6,67.6,45.7,1.08,2.95a x y y x E KN E KN E KN Z m Z m ====挡土墙2—2截面以上部分自重为:159.1, 1.68G G KN Z m ==每延米墙长设计轴向力:()()0111.05 1.2159.1 1.445.7267.6j G G Q Q Qi ci Qi N N N N KN γγγγ=++ψ=⨯⨯+⨯=∑总的竖向力0159.145.7204.8N KN =+=对截面形心总力矩0 3.22 3.22159.1 1.6845.7 2.9567.6 1.080.6322M KN m⎛⎫⎛⎫=⨯-+⨯--⨯=-⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 0000.63 2.230.0030.805204.844M B e N -∴===<== 满足。