路基路面課程設(shè)計(jì)的報告參考計(jì)算書

...wd......wd......wd...XX公路A標(biāo)段路基路面構(gòu)造設(shè)計(jì)Ⅰ設(shè)計(jì)原始資料：一、路基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)該路段某段路基填土為粘土，填土高度為8米，邊坡為直線型，土的重度γ=18.6KN/m3,土的內(nèi)摩擦角φ=12°，粘聚力系數(shù)C=16.7MPa。二、路基擋土墻設(shè)計(jì)該標(biāo)段某路基需設(shè)計(jì)重力式擋土墻，填料為砂性土，土的重度γ=15KN/m3，內(nèi)摩擦角φ=36°，粘聚力c=10Kpa；最大密實(shí)度16.8KN/m3;擋土墻設(shè)計(jì)參數(shù)為：基底摩阻系數(shù)：f=0.4;基底承載力：[σ0]=360Kpa；墻身材料：25#漿砌片石，2.5#砂漿，重度γ=24KN/m3，容許壓應(yīng)力[σ]=580KPa，容許剪應(yīng)力[τ]=90Kpa，容許拉應(yīng)力[σw1]=40Kpa;墻身與填料摩擦角：δ=1/2φ；擋土墻最大填土高度為6米。三、路面工程設(shè)計(jì)1、路段初始年交通量〔輛/天〕汽車交通量的組合組 車型ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ解放CA10B220150180160200140200230解放CA30A150180200220180240170150東風(fēng)EQ140170210110180200160150140黃河JN15080100170110901308090黃河JN162120100150200180160180190黃河JN3601608060210230200120100長征XD160180220200150170170160190交通SH14112026023070501001201202、交通量增長率取5％，柔性路面設(shè)計(jì)年壽命15年，剛性路面設(shè)計(jì)壽命25年，路面材料參數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)值，自然區(qū)劃為Ⅲ區(qū)，進(jìn)展柔性和剛性路面設(shè)計(jì)。Ⅱ設(shè)計(jì)依據(jù)及參考資料1.路基路面工程：鄧學(xué)鈞，人民交通出版社；2.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ001—97〕：人民交通出版社；3.公路路基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ013—95〕：人民交通出版社；4.公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ012—94〕：人民交通出版社；5.公路瀝青路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ014—97〕：人民交通出版社；6.公路路基施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ033—95〕：人民交通出版社；7.公路瀝青基層施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ034—93〕：人民交通出版社；8.其他各種交通部頒設(shè)計(jì)、施工等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；9.其他各種教材資料等.Ⅲ設(shè)計(jì)計(jì)算過程：一、路基穩(wěn)定性分析(一)、設(shè)計(jì)資料該路段某段路基填土為粘土，填土高度為8米，邊坡為直線型，土的重度γ=18.6KN/m3,土的內(nèi)摩擦角φ=12°，粘聚力系數(shù)c=16.7MPa.(二)、路基穩(wěn)定性驗(yàn)算該公路按一級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，頂寬為18米，荷載為汽-20(1)、繪出路堤橫斷面(2)、將汽-20換算成土柱高度。按以下公式計(jì)算：(3)、按4.5H法確定滑動圓心輔助線，在此取(4)、繪制不同位置的滑動曲線:①、滑動曲線過路基中線，將圓弧范圍土體分成11塊，如下：分段Ωiαi角度Ｇi＝ΩiγＮi＝ＧicosαiＴi＝ＧisinαiLK12.879563.865057153.558723.591898648.082810525.861.43529.464550.38156612176.0397112.2555621135.6048109313.549639.06872453252.0226195.6679345158.8377479416.312629.35347005303.4144264.4596539148.7325294518.054920.4958818335.8211314.5627747117.5844328617.185312.12727687319.6466312.51313366728364.01559609284.275283.577072219.90721008812.4235-4.01559609231.0771230.5098116-16.1818697599.1853-12.12727687170.8466167.0338537-35.89213866105.3381-20.495881899.2886693.00342554-34.76493697111.1067-27.5281835320.5846218.2541033-9.5139②、滑動曲線過路基右邊緣1/4路基寬度處，將圓弧范圍土體分成12塊，如下：分段Ωiαi角度Ｇi＝ΩiγＮi＝ＧicosαiＴi＝ＧisinαiLK15.006664.8705993.1227639.5459019484.3087781329.481.51212.147349.8554225.9398145.6676477172.712827316.168938.71407300.7415234.6616493188.0940834418.901829.10745351.5735307.1729194171.0225407520.76420.33225386.2104362.1469827134.1940236621.718612.03318403.966395.089629484.21805976720.09433.98485373.754372.850414725.97317443817.4277-3.98485324.1552323.3715617-22.52642252914.1937-7.98914264.0028261.440522-36.692539261010.3559-12.0332192.6197188.3873129-40827-20.3323108.3822101.6292847-37.65886032121.0074-36.634818.7376415.03610794-11.18099329③、滑動曲線過路基左邊緣1/4路基寬度處，將圓弧范圍土體分成8塊，如以以下圖：分段Ωiαi角度Ｇi＝ΩiγＮi＝ＧicosαiＴi＝ＧisinαiLK12.078556.3859738.660121.4020565732.1955789919.641.27128227.098345.58469132.028492.4006178894.30598571310.163435.76171189.0392153.3967442110.4774779410.208527.03569189.8781169.128893986.3082272759.24518.94591171.957162.641320755.8301948167.664611.23334142.5616139.830358927.7717324775.53523.723125102.9547102.73743326.68537142983.087-5.3096957.418257.17182219-5.313420573④、滑動曲線過路基左邊緣，將圓弧范圍土體分成6塊，如下：分段Ωiαi角度Ｇi＝ΩiγＮi＝ＧicosαiＴi＝ＧisinαiLK11.047449.7775919.4816412.5803936614.8750795814.742.35303922.552841.743147.4820835.4281644431.6131789833.061234.6136756.9383246.8602881932.3432477542.846128.0530252.9374646.7179863324.8958716552.051321.8721438.1541835.4077458914.2138306660.76115.949214.154613.609728743.889471⑤、滑動曲線過路基左邊緣，將圓弧范圍土體分成15塊，如以以下圖所示：分段Ωiαi角度Ｇi＝ΩiγＮi＝ＧicosαiＴi＝ＧisinαiLK18.157569.34558151.729553.51962371141.977079342.092.705702218.536653.99452344.7808202.683712278.9141182323.223443.19671431.9552314.8987796295.6756465426.470534.05924492.3513407.8928439275.7412383528.79825.82311535.6428482.1551785233.3229371630.424618.12787565.8976537.808947176.0726696731.461410.75929585.182574.8946302109.2436914831.96713.567693594.5881593.435733736.99987928931.9652-3.56769594.5527593.4004622-36.997680151030.0292-10.7593558.5431548.7240183-104.27065091126.3256-18.1279489.6562465.3518276-152.35101431222.0324-25.8231409.8026368.8810249-178.50768391317.0383-34.0592316.9124262.5488994-177.48670941411.1244-43.1967206.9138150.8418226-141.6336179153.804-53.770170.754441.81772481-57.07418866由此可見第三條曲線為極限的滑動面，將五個坡面所求得的K值作圓弧，并作圓弧的切線，得到，從而穩(wěn)定性系數(shù)滿足1.25~1.50范圍的要求，故本設(shè)計(jì)所采用的邊坡穩(wěn)定性滿足邊坡穩(wěn)定的要求。二、公路擋土墻設(shè)計(jì)1選定擋土墻類型并確定分段長度根據(jù)設(shè)計(jì)要求和路基的實(shí)際情況，采用重力式墻背豎直擋土墻，擬上頂寬下底寬分段長度為10m2墻后土壓力計(jì)算〔1〕車輛荷載計(jì)算公路為一級公路，4車道N—橫向車輛分布數(shù)G—輛車的重量，汽20—為300KN-前后軸距汽20-5.6m-輪胎著地寬度汽20-0.6m〔2〕確定破裂面計(jì)算破裂面裂縫區(qū)深破裂區(qū)實(shí)際深度破裂角θ(3)主動土壓力計(jì)算土壓力作用點(diǎn)位置計(jì)算：3、擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算擋土墻自重抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算所以穩(wěn)定。抗傾穩(wěn)定性驗(yàn)算4、基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算作用于基底的合力偏心距e為：式中∵∴，其中，〔2〕地基承載力抗力體偏心荷載作用，故P滿足要求。5．墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算截面強(qiáng)度計(jì)算(2)、截面穩(wěn)定性計(jì)算，滿足要求?！?〕、因，故無需抗拉驗(yàn)算。〔4〕、毛截面直承受剪時驗(yàn)算，滿足要求三、公路柔性路面設(shè)計(jì)1、軸載分析路面設(shè)計(jì)成雙輪軸載100為標(biāo)準(zhǔn)軸載〔1〕以設(shè)計(jì)彎沉為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次1〕軸載換算軸載換算采用如下的計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果如表4-1所示軸載換算結(jié)果表〔彎沉〕表4-1車型〔KN〕(次/日)解放CA10B后軸60.851120023.044解放CA30A前軸29.50111800.889后軸2.211805.088東風(fēng)ZQ140后軸69.201120040.317黃河JN150前軸49.0011904.042后軸101.60119096.434黃河JN162前軸59.501118018.811后軸115.0011180330.604黃河JN360前軸50.001123011.278后軸2.21230765.965長征XD160前軸42.60111704.153后軸2.21170186.330交通SH141前軸25.5511500.132后軸55.1011503.7411490.83注:軸載小于25KN的軸載作用不計(jì)2)累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),一級公路瀝青路面設(shè)計(jì)年限取15年,四車道的車道系數(shù)是04~0.5,取0.45累計(jì)當(dāng)量軸次N-設(shè)計(jì)的初始年平均日交通量(2)驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力平均累積當(dāng)量軸次1)軸載換算驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的軸載換算公式為:計(jì)算結(jié)果如表4-2所示軸載換算結(jié)果表(半剛性基層層底拉應(yīng)力)表4-2車型〔KN〕(次/日)解放CA10B后軸60.85112003.759東風(fēng)EQ140后軸69.201120010.517黃河JN150后軸101.601190102.186黃河JN162前軸59.50111802.827后軸115.0011180550.624黃河JN360前軸50.00112300.898后軸312301479.076長征XD160后軸31170141.608交通SH141后軸55.1011500.4252291.92注：軸載小于50KN的軸載作用不計(jì)2〕累計(jì)當(dāng)量軸次參數(shù)取值同上，設(shè)計(jì)年限15年，車道系數(shù)取0.45累計(jì)當(dāng)量軸次次2、構(gòu)造組合與材料選取由上面計(jì)算，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)推薦構(gòu)造，路面構(gòu)造面層采用瀝青混凝土〔12cm〕及層采用水泥粉煤灰等綜合穩(wěn)定基料〔厚度待定〕，底基層采用級配碎石和天然沙礫的集料(20cm)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)采用二層式瀝青面層，上面層采用中粒式密級配瀝青混凝土厚度(5cm),下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土(厚度7cm)各類構(gòu)造層的最小厚度和適宜厚度構(gòu)造層類型施工最小厚度(cm)構(gòu)造層適宜厚度(cm)混凝土熱拌瀝青碎石粗粒式5.06~8中粒式4.04~6細(xì)粒式2.52.5~4瀝青石屑1.51.5~2.5瀝青砂1.01.0~1.5瀝青貫入式4.04~8瀝青上拌下貫式6.06~10瀝青外表處治1.0層鋪1~3，拌和2~4水泥穩(wěn)定類15.016~20石灰穩(wěn)定類15.019~20石灰工業(yè)廢渣類15.016~20級配碎、礫石8.010~15泥結(jié)碎石8.010~15填隙碎石1010~12瀝青層推薦厚度公路等級推薦厚度公路等級推薦厚度高速公路12~18三級公路2~4一級公路10~15四級公路1~2.5二級公路5~103、各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度抗壓模量取C時的模量，各值取標(biāo)準(zhǔn)給定范圍中值中粒式密級配瀝青混凝土：1200MPa粗粒式密級配瀝青混凝土：1000MPa水泥粉煤灰等綜合穩(wěn)定集料：1400MPa集料粉煤灰等綜合穩(wěn)定集料：200MPa各層材料劈裂強(qiáng)度中粒式密級配瀝青混凝土：1.0MPa粗粒式密級配瀝青混凝土：0.8MPa水泥穩(wěn)定集料：0.5MPa4、土基回彈模量確實(shí)定〔查二級自然區(qū)劃各土組回彈模量參考值，設(shè)計(jì)資料中已給出〕該路段處于Ⅲ2區(qū)，為粘性土，稠度1.10，查表“二級自然區(qū)劃各圖組土基回彈模量〔MPa〕〞查得土基模量為41.5MPa5、設(shè)計(jì)指標(biāo)確定對于一級公路，標(biāo)準(zhǔn)要求以設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)展構(gòu)造基地拉應(yīng)力驗(yàn)算〔1〕該公路為一級路，公路等級系數(shù)取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0，半剛性基層，底基層厚度大于20cm，基層類型系數(shù)取1.0，設(shè)計(jì)彎沉值：〔課本P185〕〔2〕各層材料容許層底拉應(yīng)力中粒式密級配混凝土：粗粒式密級配混凝土：水泥穩(wěn)定集料：6、設(shè)計(jì)資料總結(jié)設(shè)計(jì)彎層值27.14〔0.01mm〕，相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)绫?-3設(shè)計(jì)資料匯總表4-3材料名稱H〔cm〕20℃模量〔MPa容許拉應(yīng)力〔MPa〕中粒式密級配混凝土512000.369粗粒式密級配混凝土710000.268水泥穩(wěn)定集料14000.2481級配碎石、砂爍集料20200-土基-36.5-7、確定水泥穩(wěn)定集料厚度單軸雙輪組〔上表2--3--4〕彎沉修正系數(shù)〔參考p185〕查表14-14〔三層體系外表彎沉系數(shù)諾模圖〕得，又∵得∴由及，查表得得〔彎沉等效換算法：通過對大量多層彈性體系電算結(jié)果的分析得出的中層厚度的換算公式：〕故水泥穩(wěn)定集料厚度為8構(gòu)造層地拉應(yīng)力驗(yàn)算說明：計(jì)算上層底面彎拉應(yīng)力的換算方法這里說的是劃算為三層體系之后的上層，當(dāng)計(jì)算第i層底面的彎拉應(yīng)力時，需將i層以上各層換算為模量為Ei，厚度h的一層即所謂上層，換算公式：將i+1層至n-1層換算為模量Ei+1、厚度為H的一層即中層，換算公式：(1)中粒式瀝青混凝土層地拉應(yīng)力，，，，，查表14-18〔三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾模圖〕得，即瀝青上面層層底受壓應(yīng)力(2)粗粒式瀝青混凝土層底拉應(yīng)力,,,查表14-18得，，即瀝青下面層層底拉應(yīng)力(3)水泥穩(wěn)定類集料層層底拉應(yīng)力查圖14-18(三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾模圖)得，(4)級配碎石集料底基層無需驗(yàn)算底拉應(yīng)力故各層層底滿足要求9、剪力計(jì)算〔本局部省略，不需要計(jì)算〕〔1〕、確定剪力和抗剪強(qiáng)度等效換算計(jì)算正應(yīng)力和剪應(yīng)力由，，查圖14-27〔三層體系外表最大剪應(yīng)力系數(shù)諾模圖〕得，，；查圖14-28〔三層體系外表主壓應(yīng)力系數(shù)諾模圖〕得，，應(yīng)而得時緩慢制動時瀝青混凝土面層：，，則因而緊急制動時因而〔2〕、確定容許剪應(yīng)力停車站在設(shè)計(jì)年限內(nèi)停車標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)按累積軸數(shù)的15%計(jì)，即次則緩慢制動時緊急制動時〔3〕、驗(yàn)算剪力條件對于緩慢制動對于緊急制動故滿足要求。四、公路剛性路面設(shè)計(jì)1、軸載分析〔1〕、標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載軸載換算結(jié)果表5-1車型解放CA10B后期60.8511400.0495東風(fēng)EQ140后軸69.2011600.4424黃河JN150前軸49.0011300.0014后軸101.601130167.5879黃河JN162前軸59.5011600.0395后軸115.0011601497.2193黃河JN360前軸50.0012000.0031后軸200115.0340長征XD160前軸42.6011700.0002后軸1701.8038交通SH141后軸55.101000.00721782.188注：小于40KN的單軸載和80KN雙軸不計(jì)-----單〔雙〕軸重；-----軸極系數(shù)單軸時雙軸時〔2〕累計(jì)作用次數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一級公路混凝土路面設(shè)計(jì)年限取25年，車輪輪跡橫向分布系數(shù)取0.195.累計(jì)作用次數(shù)2.初擬板尺寸由于,交通等級為特重。查表16—5初擬板厚h=26cm，該路段處于Ⅲ2區(qū)，稠度1.05,故查表。本路為一級公路，基層選用二灰碎石，厚為18㎝，，墊層采用級配碎石厚度為20㎝，?！舱n本2482-6-2〕各類基層的厚