12級路橋公路結構設計課程設計指導書

1、湖南水利水電職業(yè)技術學院Hunan Tech ni calCollegeofWaterResourcesa ndHydroPower程設計指導書課題名稱路基路面設計適用專業(yè)：道路橋梁工程技術指導老師：任務下達日期：201年月日設計完成日期：201年月日水利建筑工程系一、設計目的公路結構設計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解，進而提高和培養(yǎng)學生分析、解決工程實際問題的能力。課程設計分路基驗算和交通量分析兩部分內容。以教師提供的設計資料為主，學生 在查閱相關文獻資

2、料的基礎上，結合當?shù)氐臍夂驐l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，對路基的邊坡穩(wěn)定性進行分析、路面設計方案進 行必選。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(xiàn)階段路基路 面設計規(guī)范的要求。公路結構設計課程設計作為道路橋梁工程技術教學的重要組成部分，是對路基路面工程課堂教學的必要補充和深化，通過課程設計，要達到以下目的：1深化對路基路面工程基本理論的理解2、培養(yǎng)學生綜合運用所學知識、獨立分析和解決工程實際問題的能力3、了解路基路面工程設計流程，熟知路面結構的類型、特點、適用條件。4、提高和加強設計、計算、繪圖及編制說明書的基本技能。二、設計內容1、

3、路堤咼邊坡穩(wěn)定性分析。2、擋土墻穩(wěn)定性驗算：抗滑穩(wěn)定性驗算。3、水泥混凝土路面和瀝青路面方案比選。4、路面交通量分析。三、設計資料及設計步驟（一）任務一：邊坡穩(wěn)定性分析現(xiàn)有一高路堤，頂寬 8.5m,高25m,填料的容重丫 =19.2KN/m,單位粘聚力c=42.5Pa,內摩擦角0 =15° ,初定邊坡：路堤上部 8m,坡率為1: 1.5，下部17m坡率為1:1.75。分別用圖解法和表解法 進行穩(wěn)定性驗算。安全經濟抗滑穩(wěn)定性系數(shù)取1.25 1.50。采用表解法：計算平均坡度i ；邊坡穩(wěn)定驗算的 A和B值表教材表3-3如下表所示：邊坡坡度（1: m）滑動圓弧中心OO2QO4QABABAB

4、ABAB1： 1.51: 1.75c穩(wěn)定系數(shù)計算式：f A h B，以平均坡度用直線內插法查上表，并計算匯總如下:OQQQQABK由上表求得Kmin檢核該邊坡坡度是否滿足邊坡穩(wěn)定要求。（二）任務二：擋土墻穩(wěn)定性分析某二級公路，路基寬 12m擬設計一段路堤擋土墻，進行穩(wěn)定性驗算。計算資料1、 墻身構造：擬采用漿砌片石重力式路堤墻，見下圖。墻高H=8m填土高a=3m填土邊坡1:1.5( 3 =33° 41')，墻背俯斜，傾角a =18° 26' (1:0.33 )，墻身分段長度10m初擬墻頂寬b1=1m,墻底寬B=3.19m。2、車輛荷載：二級荷載3cp3、 填

5、料：砂土，容重 丫 =18kN/m3，計算內摩擦角$ =35。，填料與墻背的摩擦角S =。24、 地基情況：中密礫石土，地基承載力抗力f=500kPa，基底摩擦系數(shù) 卩=0.5。5、墻身材料：10#漿砌片石，砌體容重 丫 a=22kN/m3，容許壓應力力r a=1250kPa,容許剪應力力t=175kPa。6、基底傾斜 1 : 5 ( ： 0 =11018)。7、抗滑穩(wěn)定性系數(shù)、抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)、偏心距和基地應力容許值請參見教材第六章第節(jié)。b0.5 一一穩(wěn)定性驗算：經計算擋土墻自重h及墻重G對墻趾的力臂為 軒 250.2KN，Z.15m ；E=216.2KN；Ex =j175.1KNk)1EY

6、Ex對墻趾的力臂Z1、抗滑穩(wěn)定性驗算Gcosa0 +E$i n(¥ +p +叫-126.L0ZIKC =E cos + 右H看抗滑穩(wěn)定性系數(shù)是否滿足要求2、抗傾覆穩(wěn)定性驗算因基底傾斜，土壓力對墻趾的力臂改為:1: 5ZY1 =ZY _Bpg：ZX1 =Zx； wWZwEyZy1K00,4-aHBGsin%丫 ：寸墻趾的力臂ZyIm。OEX ZX1看抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)是否滿足要求。3、基底應力與偏心距驗算B r B M d B GZw + EyZy1 - EX ZX1 eZn :22Nd2G Ey看e與旦的大小關系，進而計算基地應力，詳情請參見教材第六章第三節(jié)。2看偏心距和基地應力是否滿

7、足要求。值得注意的是，當計算出最小應力出現(xiàn)負值時則是拉應力，但實際當中基底不會有拉應力，故最小基底壓應力為零。（三）任務三：水泥混凝土路面與瀝青路面方案比選設計資料：江西省西部某城郊經濟開發(fā)區(qū)，公路自然區(qū)劃：IV-7區(qū)，土組類型：粘質土，土基回彈模量提高系數(shù)：23.0%，土基回彈模量：E0=49.2MPa,路基干濕狀態(tài)：干燥狀態(tài)，土基土質稠度:Wc=1.10。試從路面基層，底基層的材料和路面面層的材料兩方面進行水泥混凝土路面和瀝青路面 的比選論證。（四）任務四：路面交通量分析III1區(qū)某一級公路擬建水泥混凝土路面，設計為四車道，路基寬42.5米，行車道寬15米，中間設隔離帶。經交通調查，設計車

8、道使用初期標準軸載日作用次數(shù)為703次/日，交通量年增長率為5%試進行交通量分析。（一級公路的設計基準期為30年，安全等級為二級，臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)取 0.20）交通量分析方法1、確定交通量車道分配系數(shù)。交通量車道分配系數(shù)單向車道數(shù)123> 4車道分配系數(shù)1.00.81.0O 60.80.5 0.752、設計基準期內交通量的年平均增長率，可按公路等級和功能以及所在地區(qū)的經濟和交通發(fā)展情況，通過調查分析，預估設計基準期內的交通增長量，確定交通量年平均增長率gr。M x (1 + grY 1 x3653、設計基準期內水泥混凝土面層臨界荷位處所承受的標準軸載累計作用次數(shù)，可按下式

9、計算 確定。gr式中：2標準軸載日累計作用次數(shù)；NS標準軸載日作用次數(shù)；t 設計基準期；gr 交通量年平均增長率；n 臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，按4中表選用。4、車輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級縱縫邊緣處高速公路、一級公路、收費站0.17 0.22二級及二級以下公路行車道寬7m0.34 0. 39行車道寬W 7m0. 540.62注：車道或行車道寬或者交通量較大時，取高值；反之，取低值。四、設計成果提交及要求（一）內容：1開題報告。（手寫300字以上）2、設計計算說明書一份。3、擋土墻抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性、基底應力及偏心距驗算計算書。4、水泥混凝土路面和瀝青路面方案比選報告。5、路面交通量分

10、析書。6、課程設計總結。（手寫1000字以上）（二）設計成果書的基本要求1、設計計算說明書要求論證清楚、有理有據；書寫工整，文字表達簡明完整，計算數(shù)據準確可靠, 內容方法恰當。設計說明書應包括：設計題目、設計目的、基礎背景資料、分析計算過程、設 計依據及方案等。2、水泥混凝土路面和瀝青路面方案比選報告比選報告應依據充分、思路清晰，根據實際情況從多個方面因地制宜全面長遠 考慮，最終給出明確結論和設計方案。3、路面交通量分析書應嚴格按照規(guī)范要求，根據實際交通條件針對水泥路面和瀝青路面進行交通量分析，得 出準確結論進行交通等級劃分。4、設計成果設計內容整理完畢，應裝訂成冊，并制作學院規(guī)定封面。五、設計依據及參考文獻設計依據：根據公路結構設計課程設計教學大綱要求和公路結構設計課程 設計任務書安排完成本課程設計。主要參考文獻如下：2009年7月（教材）2001年5月1、李維勛，路基路面工程，機械工業(yè)出版社,2、鄧學鈞路基路面工程人民交通出版社,3、 公路設計手冊，人民交通出版社，20064、公路工程技術標準(JTGB01-2003 )5、 公路水泥混凝土路面設計規(guī)范(JTGD4013-2002)6、公路瀝青路面設計規(guī)范(JTGD50-2006)7、公路路基設計規(guī)范(JTGD30-2004)六、成績評定1、課程設計成績