路基路面工程課程設計-(長安大學)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上長 安 大 學路基路面工程課程設計 院（系） 公路學院道路工程專業(yè) 專 業(yè) 土木工程 班 級 姓 名 學 號 導 師 杜老師 2013年12月20日專心-專注-專業(yè)目錄一、 課程設計任務書································&

2、#183;······························02二、 路面結構圖·················

3、83;·················································02三

4、、 交通分析·················································

5、····················04四、 確定路面等級和面層類型···························&#

6、183;···························05五、 各層材料抗壓模量和劈裂強度···················&#

7、183;·······························05六、 路面結構方案設計················&

8、#183;············································05方案一····&#

9、183;·················································&#

10、183;··········05方案二······································

11、83;··························07七、 方案經濟技術比選·····················&#

12、183;·······································09八、主要參考資料········

13、3;·················································

14、3;·······09路基路面工程課程設計任務書課程設計分路基設計和路面設計兩部分內容。以教師提供的設計資料為主，學生在查閱相關文獻資料的基礎上，結合當地的氣候條件、地質條件、水文條件以及給定的交通條件，擬定路基路面的設計方案，對路基的穩(wěn)定性、路面結構厚度的計算和驗算。課程設計要求設計計算條理清晰，計算的方法和結果能符合我國現階段路基路面設計規(guī)范的要求。路基路面的課程設計是對路基路面工程課堂教學的必要補充和深化，通過設計讓學生可以更加切合實際地和靈活地掌握路基路面的基本理論，設計理論體系，加深對路基路面設計方法和設計內容的理

15、解，進而提高和培養(yǎng)學生分析、解決工程實際問題的能力。高速公路瀝青路面設計一、設計目的：通過本設計掌握高速公路新建瀝青路面設計的基本過程和方法。二、設計資料 東北某地（II4）擬建二級公路，全長40km（K0k40），均采用新建瀝青路面，有關資料如下： 1公路技術等級為二級，路面寬度為9.0m。 2交通狀況，經調查交通量為4100輛/日，交通組成如表2所示，交通量年平均增長率= 4.9%。交通組成 表1黃河JN150解放 CA10B東風EQ140太脫拉138小汽車25%50%15%3%7%汽車參數 表2車 型總重(KN)載重(KN)前軸重(KN)后軸重(KN)后軸數后輪輪組數前輪輪組數軸 距(c

16、m) JN150150.682.649101.6l雙單CA10B80.254019.4060.851雙單EQ14092.9050.0023.7069.201雙單太脫拉138211.4120.0051.402×802雙單132 3路基土質為粘性土，干濕狀態(tài)為潮濕，道路凍深為160cm。三、設計要求 1交通分析，計算累計當量軸次； 2擬定路面結構，并說明選用該種路面結構的原因；確定材料參數； 3計算或驗算路面結構層厚度；瀝青路面可采用手工計算或計算機計算兩種方式；擬定2種路面結構組合和瀝青路面厚度方案，進行驗算分析比較，確定最優(yōu)方案； 4繪制路面結構圖，明確標出各結構層的材料、厚度和設計

17、時使用的模量值； 5編寫設計說明書。四、提交的設計文件（A3裝訂） 1設計任務書2路面結構圖； 3設計計算說明書。 設計計算說明書一、交通分析根據公路瀝青路面設計規(guī)范規(guī)定，路面設計以雙輪組單軸載100KN為標準軸載。1、 以設計彎矩值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次軸載換算采用如下計算公式（小于25KG的不計）：式中： 以設計彎沉值和瀝青層層底拉應力為指標時的標準軸載的當量次數； 被換算車型的各級軸載換算次數（次/日）； 標準軸載（）； 各種被換算車型的軸載（）；C1 輪組系數，單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四軸組為0.38； C2 軸數系數。 被換算車型的軸載級別。當軸間距離大

18、于3m時，按單獨的一個軸載計算；當軸間距離小于3m時，雙軸或多軸的軸數系數按下面公式計算：式中：m軸數。車型（）（次/日）黃河JN150前軸4916.41025 294.6后軸101.61110251098.3解放CA10B前軸19.4016.42050后軸60.85112050236.2東風EQ140前軸23.7016.4615后軸69.2011615124.0太脫拉138前軸51.4016.412343.5后軸802.21123102.5N1899.1則其設計年限內一個車道上的累計量軸次： 式中 設計年限內一個車道的累計當量次數；t 設計年限，選取t=20年； 設計端竣工后一年雙向日平均當

19、量軸次； 設計年限內的交通量平均增長率，由材料知，=0.049； 車道系數，由材料知=0.5。則： 次。 二、確定路面等級和面層類型路面等級、面層類型應與公路等級、交通量相適應。路面等級、面層類型的選擇應根據公路等級與使用要求、設計年限內標準軸載的累積當量軸次、筑路材料和施工機械設備等因素按下表確定。公路等級路面等級面層類型高速公路一級公路高級路面瀝青混凝土二級公路高級路面瀝青混凝土次高級路面瀝青碎石混合料、瀝青貫入式三級公路次高級路面路拌瀝青碎石混合料、瀝青表面處治四級公路中級路面水結碎石、泥結碎石、級配碎石低級路面粒料改善土公路等級為高速公路，路面等級為高級，面層類型為瀝青混凝土，設計年限

20、為20年。根據公路瀝青路面設計規(guī)范，并考慮公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供應，采用兩層式瀝青混凝土面層，采用細粒式密級配瀝青混凝土（40），下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土（90）。三、各層材料抗壓模量和劈裂強度新建高速公路地處（II4）區(qū)，沿線土質為粘質土，干濕狀態(tài)為潮濕，稠度為0.90，道路凍深為160cm，查閱相關表格土基回彈模量為30.0MPa。 各結構層材料的抗壓模量及劈裂強度已參照規(guī)范給出的推薦值確定。見下表結構組合參數層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量強度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量細粒式瀝青混凝土4200014001.4粗粒式瀝青混凝土9120

21、010000.8 水泥穩(wěn)定碎石待定150015000.5二灰土357507500.25土基3030四、路面結構方案設計方案一1. 初擬路面結構組合設計在上面的計算得到設計年限內一個車道的累計標準軸次為次，根據規(guī)范推薦結構，并考慮到此地有大量碎石集料，并有石灰水泥供應。故提出組合設計方案一。路面結構采用瀝青混凝土（厚12cm），采用兩層式結構，即上面層采用5cm厚細粒式密集配瀝青混凝土，下面層采用8cm厚粗粒式密集配瀝青混凝土?；鶎优c底層分別采用水泥穩(wěn)定類碎石基層（厚20cm）與水泥石灰砂礫土基層（厚度待定）細粒式瀝青混凝土AC-135cm粗粒式瀝青混凝土AC-258cm水泥穩(wěn)定碎石20cm水泥

22、石灰砂礫土？土基2. 設計參數確定由規(guī)范材料設計參數參考資料得：各層材料的抗壓模量與劈裂強度結構組合參數表層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量強度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量細粒式瀝青混凝土5200014001.4粗粒式瀝青混凝土8120010000.8 水泥穩(wěn)定碎石20150015000.5水泥石灰砂礫土待定100010000.35土基50501) 設計彎沉該公路為高速公路，取=1.1，面層為瀝青混凝土層，取=1.0,半剛性基層， =1.0則設計彎沉為：28.57（0.01mm）2) 設計參數匯總經HPDS2006公路路面結構設計系統軟件的計算，路面設計彎沉為22

23、.24（0.01mm），路 對瀝青混凝土面層 =0.09Ne0.22/=2.59細粒式瀝青混凝土 粗粒式瀝青混凝土 對水泥穩(wěn)定碎石（無機結合料穩(wěn)定集料） =0.35Ne0.11/=1.79對石灰穩(wěn)定土（無機結合料穩(wěn)定土） =0.45Ne0.11/=2.30O各級計算參數如下表：材料名稱厚度（mm）20抗壓回彈模量（Mpa）15抗壓回彈模量（Mpa）容許拉應力（Mpa）細粒式密集配瀝青混凝土30140020000.51粗粒式密集配瀝青混凝土60100012000.31水泥穩(wěn)定碎石20015000.28水泥石灰砂礫土？10000.15土基-30-3. 通過軟件計算設計層厚度新建路面結構厚度計算 公

24、 路 等 級 : 二級公路 新建路面的層數 : 4 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設計彎沉值 : 28.57 (0.01mm) 路面設計層層位 : 4 設計層最小厚度 : 150 (mm) 按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= 28.57 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm LS= 30.1 (0.01mm) H( 4 )= 300 mm LS= 26.8 (0.01mm) H( 4 )= 273 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應力計算設計層厚度 : H( 4 )= 273 mm(第 1 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 273 mm(第 2 層底面拉應力計算滿

25、足要求) H( 4 )= 273 mm(第 3 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 273 mm(第 4 層底面拉應力計算滿足要求) 路面設計層厚度 : H( 4 )= 273 mm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 273 mm(同時考慮彎沉和拉應力) 驗算結果表明 ,路面總厚度滿足要求 通過對設計層厚度取整以及設計人員對路面厚度進一步的修改, 最后得到路面結構設計結果如下: - 細粒式瀝青混凝土 30 mm - 粗粒式瀝青混凝土 60 mm - 水泥穩(wěn)定碎石 200 mm - 水泥石灰穩(wěn)定砂礫 300 mm - 新建路基 方案二：1. 路面結構組合設計在上面的計算得到設計年限內一個車道

26、的累計標準軸次為次，根據規(guī)范推薦結構，并考慮到公路沿途缺乏砂石材料。故提出組合設計方案二。路面結構采用瀝青混凝土（9cm），采用三層式結構，即表層采用4cm厚瀝青碼蹄脂碎石，下層采用5cm厚中粒式密集配瀝青混凝土?；鶎优c底層分別采用水泥穩(wěn)定類碎石基層（待定）與水泥石灰砂礫土（50cm）細粒徑瀝青碼蹄脂碎石SMA-134cm中粒式瀝青混凝土AC-205cm水泥穩(wěn)定碎石？水泥石灰砂礫土50cm土基2、 設計參數確定結構組合參數表層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量強度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量1）細粒徑瀝青碼蹄脂碎石SMA3180014001.652)中粒式瀝青混凝土

27、AC-206180012001.03) 水泥穩(wěn)定碎石待定150015000.54)水泥石灰砂礫土20100010000.355)土基5050設計彎沉該公路為高速公路，取=1.1，面層為瀝青混凝土層，取=1.0,半剛性基層， =1.0則設計彎沉為：28.57（0.01mm）設計參數匯總經HPDS2006公路路面結構設計系統軟件的計算，路面設計彎沉為22.24（0.01mm），路 對瀝青混凝土面層 =0.09Ne0.22/=2.59細粒徑瀝青碼蹄脂碎石 中粒式瀝青混凝土 對水泥穩(wěn)定碎石（無機結合料穩(wěn)定集料） =0.35Ne0.11/=1.79水泥石灰砂礫土（無機結合料穩(wěn)定土） =0.45Ne0.11/=2.30O各級計算參數如下圖：材料名稱厚度（cm）20抗壓回彈模量（Mpa）15抗壓回彈模量（Mpa）容許拉應力（Mpa）細粒徑瀝青碼蹄脂碎石SMA3140018000.63中粒式瀝青混凝土AC-256120018000.39水泥穩(wěn)定碎石？15000.28水泥石灰砂礫土2010000.15土基-50-3、 通過軟件計算水泥穩(wěn)定碎石 公 路 等 級 : 二級公路 新建路面的層數 : 4 標 準 軸 載 : B