擋土墻與路基路面課程設(shè)計

1、_路基路面課程設(shè)計學(xué)校：長安大學(xué)興華學(xué)院精品資料_專業(yè)：土木工程 -公路與橋梁姓名：學(xué)號：聯(lián)系電話：指導(dǎo)老師：梅衛(wèi)國老師、張銘銘老師時間： 2017/11/12目錄（一）擋土墻設(shè)計- 6設(shè)計任務(wù)書- 6設(shè)計說明書：- 7精品資料_一 .工程概況-7二設(shè)計擋土墻的理由-7三 .擋土墻設(shè)計計算（極限狀態(tài)法）-8四 .擋土墻排水和變形縫設(shè)置-12（二）瀝青路面設(shè)計-1 4設(shè)計任務(wù)書-1 4設(shè)計說明書-1 51.公路概況-152.軸載換算-153.瀝青路面組合設(shè)計-174.路面各層材料參數(shù)確定-185.設(shè)計指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)-196.確定路面結(jié)構(gòu)層-217.方案經(jīng)濟技術(shù)比較-218.瀝青混凝土路面最終確定

2、設(shè)計結(jié)構(gòu)圖示-22（三）普通水泥混凝土路面設(shè)計-2 4設(shè)計任務(wù)書-2 4設(shè)計說明書：-2 41.自然狀況-24精品資料_2.路面設(shè)計-243.水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計圖-29精品資料_擋土墻設(shè)計精品資料_（一）擋土墻設(shè)計設(shè)計任務(wù)書（一）設(shè)計資料某新建公路 K2+940K3+000路段采用漿砌片石重力式路堤墻， 具體設(shè)計資料列于下：1路線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：山嶺重丘區(qū)一般二級公路，路基寬8.5m ，路面寬 7.0m 。2車輛荷載：車輛荷載附加荷載強度按公路路基設(shè)計規(guī)范（JTG D30 2015 ）選取。3橫斷面原地面實測值及路基設(shè)計標(biāo)高如表1 所示。表 1 橫斷面原地面實測值及路基設(shè)計標(biāo)高左側(cè)樁號右側(cè)中樁標(biāo)

3、高（ m）路基設(shè)計標(biāo)高（ m）8(-2.6)4(-3)K2+9404(2) 6(4.5)631.45630.576(-2.4)6(-3.6)K2+9504(2.1)6(2.4)631.08630.627(-3) 6(-3)K2+9604(2.2)6(2.8)629.62630.686(-3) 6(-1)K2+9704(1.2)6(2.4)628.51630.736(-2) 6(-2.6)K2+9805(2) 5(1.5)630.30630.795(-1.6)7(-3)K2+9904(2) 6(2)629.08630.856(-1.2)6(-1.8)K3+0002(1) 8(1)629.0363

4、0.914擋墻橫斷面布置及擋墻型式如圖1 所示（注：參考尺寸： b1 1.4 m，l d =0.40m ，hd =0.60m）。5填料為砂性土，其密度18KN/m 3 ，計算內(nèi)摩擦角=35，填料與墻背間的摩擦角=/2。6地基為整體性較好的石灰?guī)r， 其允許承載力0=450Kpa ，基地摩擦系數(shù)為f=0.45 。7墻身材料采用M7.5 砂漿砌 MU30 片石，砌體a =22KN/m 3 ，砌體容許壓應(yīng)力為a 600 Kpa，容許剪應(yīng)力 =100Kpa ，容許拉應(yīng)力 wl =60 Kpa 。b=3mB =8.5mb1m21:1.5=a5.25m:01.28:0=1Hldhd1:5圖 1擋墻橫斷面布置

5、及擋墻型式示意圖（二）設(shè)計依據(jù)和主要參考資料設(shè)計參考：公路路基設(shè)計規(guī)范（JTG D30 2015 ）公路路基施工技術(shù)規(guī)范 （ JTG F10 2006 ）公路擋土墻設(shè)計與施工細則 （中交第二設(shè)計院， 2008 ）路基支擋工程中相關(guān)章節(jié)的算例。精品資料_（三）具體要求題欄，并簽名。擋土墻設(shè)計包括擋土墻的平面、立面、橫斷面設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容和步驟如下：3. 擋土墻計算書：至少應(yīng)對不同墻高的2 個典型橫斷面進行驗算。正文4 號字，仿1完成擋土墻平面、立面布置宋體。頁面橫向布置，分兩欄排版。2完成擋土墻橫斷面布置，并初步擬定斷面尺寸（圖1 供參考）；3計算主動土壓力；4驗算擋土墻抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性；5驗算

6、基底應(yīng)力及偏心距；6驗算墻身截面強度；7進行擋土墻的伸縮縫與沉降縫設(shè)計，以及排水設(shè)施設(shè)計；8繪制擋土墻平面、立面、橫斷面圖；9編寫設(shè)計說明書。（四）提交成果提交成果（加封皮和目錄，并按如下順序）統(tǒng)一裝訂為1 冊，規(guī)格為 A3 。1設(shè)計說明書：內(nèi)容包括工程概況、擋土墻設(shè)計依據(jù)、擋土墻設(shè)計總體思路、擋土墻技術(shù)參數(shù)、材料要求和擋土墻施工技術(shù)要求。 正文 4 號字，仿宋體。頁面橫向布置，分兩欄排版。2擋土墻的設(shè)計圖：內(nèi)容包括， （1）平面布置圖與立面圖（比例1:100 ），（2）橫斷面設(shè)計圖（比例1:50 ）。設(shè)計圖采用A3 坐標(biāo)紙繪制，按道路制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制邊框和標(biāo)擋土墻設(shè)計說明書：一.工程概況欲為某新

7、建公路K2+940K3+000路段設(shè)置擋土墻，形式采用漿砌片石重力式路堤墻，該路段位于山嶺重丘區(qū)， 道路等級為一般二級公路， 路基寬 8.5m ，路面寬 7.0m 。該路段地基為整體性較好的石灰?guī)r， 單軸飽和抗壓強度為3060KPa 。填料為砂性土，車輛荷載附加荷載強度為公路等級一級。二設(shè)計擋土墻的理由擋土墻與抗滑樁統(tǒng)稱為支檔構(gòu)造物，是用來支持路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的設(shè)施。 支檔構(gòu)造物可用以穩(wěn)定路堤和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止水流沖刷路基，整治塌方、滑坡等路基病害。而其中，擋土墻是最主要也最常見的支檔構(gòu)造物。本地區(qū)為山嶺重丘區(qū)，地形高差起伏較大，山形較陡，大

8、多數(shù)路基屬于半填半挖式，且填方量較大，所以為了節(jié)省施工預(yù)算，減少填方量，也為了防止邊坡滑動， 增強邊坡的穩(wěn)定性， 需要設(shè)置支檔構(gòu)造物， 而擋土墻是其中最常見的一種。同時，由于設(shè)置擋土墻的緣故， 減少了路基的填方量， 間接減小了土壓力，精品資料_使路基邊坡更加穩(wěn)定。 本次采用的擋土墻形式為漿砌片石重力式路堤墻，該類墻型主要依靠墻身自重保持穩(wěn)定。它取材容易，形式簡單，施工方便，適用范圍廣泛。本次修筑地點地基為整體性較好的石灰?guī)r，可以為重力式擋土墻提供所需要的地基承載力。設(shè)計參考 ：公路路基設(shè)計規(guī)范（ JTG D30 2015 ）公路路基施工技術(shù)規(guī)范 （JTG F10 2006 ）公路擋土墻設(shè)計與施

9、工細則 （中交第二設(shè)計院， 2008 ）路基支擋工程中相關(guān)章節(jié)的算例。三 .擋土墻設(shè)計計算（極限狀態(tài)法）：設(shè)計參數(shù)：其中H6.2m， H 15.3m墻面與墻背坡度均為1:0.25 （=14.04）；基底傾斜度 tan 01:5011.31基底 B1 =1.3mB21.3mB3 =1.65mB 4 =1.55mB 5=1.60m 。1、土壓力計算查路基支檔工程表 2-5 中確定 ，墻身高度為 6.2m 的附加荷載強度為q14.75KN / m2，則等代均布土層厚度為：q14.75h00.82m18然后在 路基支檔工程表2-2 可確定邊界條件系數(shù)（破裂面交于荷載中部）為：Aa12h0） aH=35

10、.959（ a H2Ba1 ab (bd )h01 H（ 2aH2h0）tan 12.94122其中 a=1.5 ，b=2.5 ，d=0.75 ；破裂面傾角為：tantancottantanB 0 A 00.731036.10 其中： =38.46 主動土壓力系數(shù)為：cosKtantan=0.161sin作用于墻背的主動土壓力：E1KH（H2h） 70.43KNa20土壓力的水平力和豎向分力分別為：ExEa cos()=70.33 KNEyEa sin()=3.71 KN水平土壓力作用點至墻趾的力臂：H (H3h0 )Z X2.28m3 H2h0豎向力作用點至墻趾的力臂：ZYB4Z X tan

11、=2.12m2.擋土墻自重及力臂計算將擋土墻截面劃分為三部分， 截面各部分對應(yīng)的墻體重力及對墻趾（ O1 ）的力臂：精品資料_GaBH151.58KN11 1Z1 0.3 0.50.255.30.25 1.3 / 2 1.7375G2221.650.518.15KNZ20.50.25 / 21.65 / 20.88751G3221.650.47.26 KN22Z31.61.55 =2.1m3墻體總重及對墻趾（ O1）的力臂：G G1G2G3 176.99 KNZGG1Z1G2Z2G3Z3 / G 1.67m3. 抗滑穩(wěn)定性驗算3-1 沿基底平面滑動的穩(wěn)定性驗算3-1-1 抗滑穩(wěn)定方程滑動穩(wěn)定應(yīng)

12、滿足下式要求：1.1GQ 1EyEx tan0(1.1GQ1 Ey ) tan0Q1 Ey0由于土壓力的作用效應(yīng)增大對擋土墻結(jié)構(gòu)起不利作用。故Q11.4 ,則有：1.1 176.991.43.7170.330.20.451.1 176.991.43.710.21.470.33=40.32KN03-1-2 抗滑穩(wěn)定系數(shù)K CNEx tan0ExN tan2.56 1.30抗滑穩(wěn)定性滿足要求。3-2 沿過墻踵水平面滑動的穩(wěn)定性驗算計入傾斜基底與水平滑動面之間的土楔的重力G:G11.550.4185.58KN23-2-1 滑動穩(wěn)定方程1.1GQ1 EynQ1 Ex66.35KN03-2-2 抗滑穩(wěn)定

13、系數(shù)NG n2.08 1.3K CEx沿過墻踵水平面的抗滑穩(wěn)定性滿足要求。4.傾覆穩(wěn)定驗算4-1 傾覆穩(wěn)定方程傾覆穩(wěn)定應(yīng)滿足下式要求：0.8GZ GQ 1Ey Z yExZ x022.98 KN m04-2 抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)GZGEy Z yK01.891.5Ex Z xNGEy176.993.71180.7KN抗傾覆性穩(wěn)定性滿足要求。5 偏心距及地基承載力驗算精品資料_5-1 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合maxNd 16e0137.93KPa f a400KPaB5B5查下表確定荷載綜合效應(yīng)組合系數(shù)ZL1.0 。Nd 16e0101.52KPa0荷載組合、施工荷載B5B5ZL1.00.80.7基底應(yīng)力滿足

14、要求：6 墻身截面驗算作用于基底中心處的力矩組合：取基頂截面（即-截面）為驗算截面M dG ZGB4Ey Z yB4Ex Z x0.36-1 土壓力計算227.50 KN m2: K由前面的主動土壓力計算結(jié)果可知0.161， h0 0.82m作用于傾斜基底的軸向力組合-截面寬度 s1.30m，-截面計算墻高為5.3m21N dG Ey cos 0Ex sin 0 =191.10 KNBBH土壓力為：5-2 合力偏心距驗算1EH K（H2h） 53.30KN對于傾斜基底，其合力偏心距為：12110e0M dB50.27m土壓力的水平力和豎向分力分別為：Nd0.04m6E1xE1 cos()53.

15、27 KN合力偏心距滿足要求。E1 yE1 sin()2.80 KN5-3 基底應(yīng)力驗算O ）的力臂：水平土壓力的作用點至-截面趾點（基礎(chǔ)埋深（算至墻趾點）為：H1( H13h0 )Z1x1.98mhD0.8 0.51.30m1.0m3 H 12h0因 hD 3.0m 、基礎(chǔ)寬度 B52.0m,所以不對承載力特征值進行修正。即 fafa 。對豎向土壓力的作用點至 I-I 截面趾點（ O ）的力臂：于荷載組合，地基承載力特征值提高系數(shù)K=1.0 ，因此， faf a 400kpa。Z1 yBsZ1xtan1.80m基底應(yīng)力由下式求得：6-2 合力偏心距驗算作用于-截面的軸向力的合力：精品資料_N

16、 k G1E1 y 154.38 KN墻高 H5.0m1.00.95墻身自重 1對-截面趾點（）的力臂：H5mGO墻高1.051.0BsH 1 tan1.31m表 1 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0Zs2作用于-截面形心總力矩：受力情況圬工種類BsBs受壓受彎、剪、拉M k G1 Zs 0.3E1y Z1yE1x Z1x2.27KN m221.852.31石料截面上的軸向力合力偏心距：片石砌體、片石混凝土砌體2.312.31e0M k0.015m塊石、粗料石、混凝土預(yù)制塊、磚砌體1.922.31Nk由下表可知圬工結(jié)構(gòu)合力偏心距容許限值為：混凝土1.542.31e00.25 Bs0.251.3 0.325m表

17、 2 圬工構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù)圬工擋土墻界面上軸向力合力偏心距的限值荷載組合施工荷載1256(e0)8Bsak0.8612( e0容許偏心距0.25B0.30B0.33B1)2Bs因 ee故合力偏心距滿足要求。A 1 Bs1.3m2006-3 截面強度驗算則ak ARa290.39KN擋土墻墻身受壓時截面強度應(yīng)滿足下式要求：f0 N dak ARa作用于-截面的軸向力組合設(shè)計值為：f查下表 1可知，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 0 1.05 ，表 2 可知材料抗力分項系數(shù)NdZLGG1Q 1Ey 187.09 KNf 2.31。公路等級高速、一級、二級公路二級以下公路其中根據(jù) 路基支檔工程表 3-4荷載

18、的綜合效應(yīng)組合系數(shù) 取綜合效應(yīng)系數(shù)ZL 1.0 ,并精品資料_按照 表 3-3 承載能力極限狀態(tài)荷載分項系數(shù)取荷載分項系數(shù)G1.2 , Q 11.4 。因0 N d212.46 KN290.39 KN故截面強度滿足要求。6-4 截面穩(wěn)定性驗算擋土墻墻身偏心受壓時，穩(wěn)定性應(yīng)滿足下式要求：0 N dkak ARafs 2H / Bs2 5.3 /1.3 8.15k10.923 1 16 e021 as ssBs其中，由下表可知 as 0.002。則k ak ARa =267.16 KNf因0 N d1.05187.09196.44 KN267.16 KN故：截面穩(wěn)定性滿足要求。四.擋土墻排水和變形縫設(shè)置為防止地表水滲入墻背填料或地基，因此設(shè)立地面排水溝。為防止因地基不均勻沉陷而引起堵身開裂，根據(jù)地基地質(zhì)條件及墻高、墻身斷面的變化情況， 設(shè)置沉降縫。 同時，為了減少圬工砌體因硬化收縮和溫度變化作用而產(chǎn)生裂縫，須設(shè)置伸縮縫。精品資料_瀝青路面設(shè)計精品資料_（二）瀝青路面設(shè)計設(shè)計任務(wù)書請你為某新建公路進行瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。1. 新建公路概況（1） 新建公路的所處地理位置可自選為你熟悉的地區(qū)，調(diào)查當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)水文條件，選定設(shè)計需要參數(shù)；（2） 新建公路等級請