路基路面工程課程設(shè)計(jì)-(長(zhǎng)安大學(xué))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上長(zhǎng) 安 大 學(xué)路基路面工程課程設(shè)計(jì) 院（系） 公路學(xué)院道路工程專業(yè) 專 業(yè) 土木工程 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 杜老師 2013年12月20日專心-專注-專業(yè)目錄一、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書································&

2、#183;······························02二、 路面結(jié)構(gòu)圖·················

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

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

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

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

7、183;·······························05六、 路面結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)················&

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

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

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

11、83;··························07七、 方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)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(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)分路基設(shè)計(jì)和路面設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容。以教師提供的設(shè)計(jì)資料為主，學(xué)生在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地質(zhì)條件、水文條件以及給定的交通條件，擬定路基路面的設(shè)計(jì)方案，對(duì)路基的穩(wěn)定性、路面結(jié)構(gòu)厚度的計(jì)算和驗(yàn)算。課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)計(jì)算條理清晰，計(jì)算的方法和結(jié)果能符合我國(guó)現(xiàn)階段路基路面設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。路基路面的課程設(shè)計(jì)是對(duì)路基路面工程課堂教學(xué)的必要補(bǔ)充和深化，通過(guò)設(shè)計(jì)讓學(xué)生可以更加切合實(shí)際地和靈活地掌握路基路面的基本理論，設(shè)計(jì)理論體系，加深對(duì)路基路面設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)內(nèi)容的理

15、解，進(jìn)而提高和培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的：通過(guò)本設(shè)計(jì)掌握高速公路新建瀝青路面設(shè)計(jì)的基本過(guò)程和方法。二、設(shè)計(jì)資料 東北某地（II4）擬建二級(jí)公路，全長(zhǎng)40km（K0k40），均采用新建瀝青路面，有關(guān)資料如下： 1公路技術(shù)等級(jí)為二級(jí)，路面寬度為9.0m。 2交通狀況，經(jīng)調(diào)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(zhǎng)率= 4.9%。交通組成 表1黃河JN150解放 CA10B東風(fēng)EQ140太脫拉138小汽車25%50%15%3%7%汽車參數(shù) 表2車 型總重(KN)載重(KN)前軸重(KN)后軸重(KN)后軸數(shù)后輪輪組數(shù)前輪輪組數(shù)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(zhì)為粘性土，干濕狀態(tài)為潮濕，道路凍深為160cm。三、設(shè)計(jì)要求 1交通分析，計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次； 2擬定路面結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明選用該種路面結(jié)構(gòu)的原因；確定材料參數(shù)； 3計(jì)算或驗(yàn)算路面結(jié)構(gòu)層厚度；瀝青路面可采用手工計(jì)算或計(jì)算機(jī)計(jì)算兩種方式；擬定2種路面結(jié)構(gòu)組合和瀝青路面厚度方案，進(jìn)行驗(yàn)算分析比較，確定最優(yōu)方案； 4繪制路面結(jié)構(gòu)圖，明確標(biāo)出各結(jié)構(gòu)層的材料、厚度和設(shè)計(jì)

17、時(shí)使用的模量值； 5編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。四、提交的設(shè)計(jì)文件（A3裝訂） 1設(shè)計(jì)任務(wù)書2路面結(jié)構(gòu)圖； 3設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一、交通分析根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。1、 以設(shè)計(jì)彎矩值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次軸載換算采用如下計(jì)算公式（小于25KG的不計(jì)）：式中： 以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)； 被換算車型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/日）； 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）； 各種被換算車型的軸載（）；C1 輪組系數(shù)，單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四軸組為0.38； C2 軸數(shù)系數(shù)。 被換算車型的軸載級(jí)別。當(dāng)軸間距離大

18、于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距離小于3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算：式中：m軸數(shù)。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(fēng)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(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)量軸次： 式中 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量次數(shù)；t 設(shè)計(jì)年限，選取t=20年； 設(shè)計(jì)端竣工后一年雙向日平均當(dāng)

19、量軸次； 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的交通量平均增長(zhǎng)率，由材料知，=0.049； 車道系數(shù)，由材料知=0.5。則： 次。 二、確定路面等級(jí)和面層類型路面等級(jí)、面層類型應(yīng)與公路等級(jí)、交通量相適應(yīng)。路面等級(jí)、面層類型的選擇應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)與使用要求、設(shè)計(jì)年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載的累積當(dāng)量軸次、筑路材料和施工機(jī)械設(shè)備等因素按下表確定。公路等級(jí)路面等級(jí)面層類型高速公路一級(jí)公路高級(jí)路面瀝青混凝土二級(jí)公路高級(jí)路面瀝青混凝土次高級(jí)路面瀝青碎石混合料、瀝青貫入式三級(jí)公路次高級(jí)路面路拌瀝青碎石混合料、瀝青表面處治四級(jí)公路中級(jí)路面水結(jié)碎石、泥結(jié)碎石、級(jí)配碎石低級(jí)路面粒料改善土公路等級(jí)為高速公路，路面等級(jí)為高級(jí)，面層類型為瀝青混凝土，設(shè)計(jì)年限

20、為20年。根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，并考慮公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供應(yīng)，采用兩層式瀝青混凝土面層，采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（40），下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（90）。三、各層材料抗壓模量和劈裂強(qiáng)度新建高速公路地處（II4）區(qū)，沿線土質(zhì)為粘質(zhì)土，干濕狀態(tài)為潮濕，稠度為0.90，道路凍深為160cm，查閱相關(guān)表格土基回彈模量為30.0MPa。 各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓模量及劈裂強(qiáng)度已參照規(guī)范給出的推薦值確定。見下表結(jié)構(gòu)組合參數(shù)層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量強(qiáng)度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量細(xì)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(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)方案一1. 初擬路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)在上面的計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次為次，根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到此地有大量碎石集料，并有石灰水泥供應(yīng)。故提出組合設(shè)計(jì)方案一。路面結(jié)構(gòu)采用瀝青混凝土（厚12cm），采用兩層式結(jié)構(gòu)，即上面層采用5cm厚細(xì)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。基層與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(xì)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(shè)計(jì)參數(shù)確定由規(guī)范材料設(shè)計(jì)參數(shù)參考資料得：各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度結(jié)構(gòu)組合參數(shù)表層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量強(qiáng)度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量細(xì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)彎沉為：28.57（0.01mm）2) 設(shè)計(jì)參數(shù)匯總經(jīng)HPDS2006公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的計(jì)算，路面設(shè)計(jì)彎沉為22

23、.24（0.01mm），路 對(duì)瀝青混凝土面層 =0.09Ne0.22/=2.59細(xì)粒式瀝青混凝土 粗粒式瀝青混凝土 對(duì)水泥穩(wěn)定碎石（無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料） =0.35Ne0.11/=1.79對(duì)石灰穩(wěn)定土（無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土） =0.45Ne0.11/=2.30O各級(jí)計(jì)算參數(shù)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(yīng)力（Mpa）細(xì)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(guò)軟件計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算 公

24、 路 等 級(jí) : 二級(jí)公路 新建路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 28.57 (0.01mm) 路面設(shè)計(jì)層層位 : 4 設(shè)計(jì)層最小厚度 : 150 (mm) 按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)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(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : H( 4 )= 273 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 4 )= 273 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿

25、足要求) H( 4 )= 273 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 4 )= 273 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) 路面設(shè)計(jì)層厚度 : H( 4 )= 273 mm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 273 mm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力) 驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足要求 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下: - 細(xì)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(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)在上面的計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道

26、的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次為次，根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途缺乏砂石材料。故提出組合設(shè)計(jì)方案二。路面結(jié)構(gòu)采用瀝青混凝土（9cm），采用三層式結(jié)構(gòu)，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(xì)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(shè)計(jì)參數(shù)確定結(jié)構(gòu)組合參數(shù)表層次材料名厚度(cm)抗壓回彈模量強(qiáng)度劈裂（Mpa）15°C模量20°C模量1）細(xì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)彎沉為：28.57（0.01mm）設(shè)計(jì)參數(shù)匯總經(jīng)HPDS2006公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的計(jì)算，路面設(shè)計(jì)彎沉為22.24（0.01mm），路 對(duì)瀝青混凝土面層 =0.09Ne0.22/=2.59細(xì)粒徑瀝青碼蹄脂碎石 中粒式瀝青混凝土 對(duì)水泥穩(wěn)定碎石（無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料） =0.35Ne0.11/=1.79水泥石灰砂礫土（無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土） =0.45Ne0.11/=2.30O各級(jí)計(jì)算參數(shù)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(yīng)力（Mpa）細(xì)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(guò)軟件計(jì)算水泥穩(wěn)定碎石 公 路 等 級(jí) : 二級(jí)公路 新建路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : B