道路工程課程設(shè)計(jì)講訴

1、郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課題名稱：武漢市芳草路南路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)號(hào)：6108130512專業(yè)班級(jí)：11 土木05班學(xué)生姓名：李坤學(xué)生成績(jī):指導(dǎo)教師：胡國(guó)祥課題工作時(shí)間：2013年12月25日至 2013年12月30日、課程設(shè)計(jì)的任務(wù):課程設(shè)計(jì)題目：武漢市芳草南路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)要求根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，設(shè)計(jì)確定經(jīng)濟(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)，使之能承受 交通荷載和環(huán)境因素的作用，在預(yù)定的使用期限內(nèi)具備良好的使用性能，滿足本道路相應(yīng)的承載 能力、耐久性、舒適性、安全性的要求。2. 課程設(shè)計(jì)所需資料及原始數(shù)據(jù)(1)據(jù)調(diào)查，預(yù)測(cè)該公路 2014年的交通量與車輛組成如下：車型

2、前軸重/KN后軸重/KN后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距交通量/(次/日)躍進(jìn)NJ134A13.3043.101雙輪組一950依發(fā)H645.5086.501雙輪組一700黃河JN16358.6114.01雙輪組一900延安SX16154.6491.252雙輪組2m600解放SP920031.378.03雙輪組4m450紅旗CA63019.3027.901雙輪組一980 擬建成年月：2013年12月，2014年初投入使用，交通量年平均增長(zhǎng)率為6.5% ；(3)沿線地理特征：該道路沿線土質(zhì)為粘質(zhì)土；施工前路表距地下水1.8m，路基填土高度約 0.6m ；(4)沿線建筑材料情況：塊、片、碎石：項(xiàng)目區(qū)沿線無(wú)石料

3、場(chǎng)，需從線外采購(gòu)。石料主要來(lái)自黃陂區(qū)石門石料場(chǎng)。路面上面層碎石： 路面上面層石料擬采用京山縣宋河鎮(zhèn)的輝綠巖石料，所產(chǎn)輝綠巖呈灰綠色， 石質(zhì)堅(jiān)硬，經(jīng)多條在建、已建高速公路抽樣檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足高速公路路面骨料的要求。其主 要技術(shù)指標(biāo)：磨耗率 18.1%，壓碎值13.0%，磨光值52.5，石料與瀝青的粘附性 5級(jí)。中粗砂：砂沿線砂礫主要來(lái)源于長(zhǎng)嶺鎮(zhèn)附近灄水河等河流，運(yùn)輸條件較好，滿足工程要求。石灰：蔡甸區(qū)侏儒鎮(zhèn)產(chǎn)石灰，主要用于路床部位高液限土、弱膨脹土改良以利于確保壓實(shí)質(zhì) 量。水泥、鋼材、木材：黃石和鄂州均生產(chǎn)省內(nèi)大型品牌水泥，武漢鋼鐵(集團(tuán))公司是中國(guó)高 性能工程結(jié)構(gòu)鋼的主要生產(chǎn)基地。武漢市為華

4、中地區(qū)最大的物資集散地，上述物資均可從本地市 場(chǎng)采購(gòu)。瀝青：需外購(gòu)。(需要其他資料可在設(shè)計(jì)過程中搜集或予提供)。3. 課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的主要內(nèi)容(1) 交通組成分析，路面等級(jí)與類型的確定；綜合考慮工程所在地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、文化及自然條件等因素，通過經(jīng)濟(jì)及交通量分 析，根據(jù)公路網(wǎng)規(guī)劃的要求，按公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003 )確定公路等級(jí)，從而進(jìn) 步確定路面等級(jí)，選定路面結(jié)構(gòu)類型。路基設(shè)計(jì)：按照設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的地質(zhì)條件、交通量、交通組成及交通量增長(zhǎng)率等數(shù)據(jù)，進(jìn)行一般路基 設(shè)計(jì)。包括以下內(nèi)容：a) 選擇路基斷面形式，確定標(biāo)準(zhǔn)路基橫斷面：路基橫斷形式、路基寬度與高度、路拱橫坡、路基邊

5、坡形狀與坡度；b) 路堤填料選擇與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的確定；c) 路基排水系統(tǒng)布置與排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；*d) 坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)；*e) 專項(xiàng)工程：邊坡穩(wěn)定性分析、軟基處理；*f) 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)(3) 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)交通要求、環(huán)境因素、工程投資、材料供應(yīng)、施工條件等各方面條件，進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)，繪制路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、路面結(jié)構(gòu)大樣圖。包括以下內(nèi)容：a) 選擇路面結(jié)構(gòu)類型；b) 選擇各結(jié)構(gòu)層類型與材料，結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)；c) 確定路基土以及各層材料的設(shè)計(jì)參數(shù)；d) 確定設(shè)計(jì)指標(biāo)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；e) 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與驗(yàn)算；f) 方案比選，確定推薦方案；g) 采用路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)手算結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證。

6、*注：路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求分別選取瀝青路面結(jié)構(gòu)與 水泥混凝土結(jié)構(gòu)兩種形式進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)其進(jìn)行方案比選。4. 課程設(shè)計(jì)應(yīng)提交的成果(1) 設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算說明書按設(shè)計(jì)內(nèi)容，詳細(xì)說明設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)思想、方案論證、計(jì)算方法及過程， 要求思路明確、條理清晰。設(shè)計(jì)圖紙a) 標(biāo)準(zhǔn)路基路面橫斷面圖；b) 路拱大樣圖；c) 路面橫斷面的組成圖；d) 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖；e) 路面結(jié)構(gòu)大樣圖；f) 坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)布置圖；*g) 路基排水系統(tǒng)布置圖與排水結(jié)構(gòu)布置圖；*h) 相應(yīng)附屬設(shè)計(jì)圖。注1：標(biāo)注“”部分為提高部分，不作硬性要求，有興趣同學(xué)可以選做。指導(dǎo)教師簽字：胡國(guó)祥教研室主任簽字：章國(guó)成2013年11 月

7、05 日2013年11 月05 日二、進(jìn)度安排：2013年11月10日發(fā)題，2013年11月24日將所有設(shè)計(jì)成果裝訂成冊(cè)后上交。(1) 2013年11月10 日- 2013年11月15日熟悉資料并收集相關(guān)參考書籍；(2) 2013年11月16 日- 2013年11月20日路基設(shè)計(jì)；(3) 2013年11月21 日-2013年11月24日瀝青路面或水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。三、應(yīng)收集資料及主要參考文獻(xiàn)：(1) 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003(2) 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D30-2004公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 014-97 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D40-2002 路基路面

8、工程，萬(wàn)德臣，高等教育出版社，2005年6月 路基路面工程，鄧學(xué)鈞，人民交通出版社，2004年8月 道路工程，資建民，人民交通出版社，2008年2月四、課程設(shè)計(jì)摘要(中文)：本設(shè)計(jì)為湖北某一級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先根據(jù)設(shè)計(jì)的資料和原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了 交通組成分析，確定了路面的等級(jí)和類型。然后進(jìn)行了路基設(shè)計(jì)，包括路基斷面形式 選擇、路堤填料選擇與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的確定和附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行了路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。路面的設(shè)計(jì)分別進(jìn)行了瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)和水泥混凝土路面設(shè)計(jì)，且對(duì)兩者的優(yōu)缺 點(diǎn)進(jìn)行了比較與分析。課程設(shè)計(jì)摘要(英文)：First according to the design and the orig

9、inal data of traffic analysis, determ ines the degree and type of the paveme nt. Then the roadbed desig n, in cludi ng the subgrade cross-sect ionform selecti on,the select ion ancdeterm in ati onof compacti on sta ndard and emba nkme nt filli ng desig n ofancillary facilities. Finally has carried o

10、n the pavement structure design.五、課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)體會(huì):課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題， 鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。特別 是像路基路面工程這種土木工程專業(yè)的主干學(xué)科，一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)過程不僅 對(duì)以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)，而且對(duì)將來(lái)的工作也是至關(guān)重要的?；仡櫰鸫舜位A(chǔ)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多。的確，從路面選型到定稿， 從計(jì)算到畫圖，在整整兩個(gè)星期的時(shí)間里，可以說得是苦多于甜。由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 的不足，在設(shè)計(jì)中總會(huì)遇到這樣那樣的問題。但是同時(shí)又可以學(xué)到很多很多的的 東西。不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)

11、，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到 過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理 論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出 結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇 到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué) 過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。而且通過這次課程設(shè)計(jì)，自己的CAD 水平也比以前更近了一步，這對(duì)自己以后在工作中熟練的掌握它是非常關(guān)鍵的。在這次課程設(shè)計(jì)中給我印象很深刻的就是說明書的格式了。它讓我

12、知道了原 來(lái)論文的格式還有這么多的講究。這給我們以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)， 而且對(duì)我們工科學(xué)生來(lái)說掌握論文的基本格式可是必須的。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際工程中的問題，最 后在胡老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在老師的身上我學(xué)得到很多實(shí) 用的知識(shí)，在此我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再 次表示忠心的感謝！六、成績(jī)?cè)u(píng)定：指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):指導(dǎo)教師簽字:項(xiàng)目評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)調(diào)查論證工作量、工實(shí)踐能力作態(tài)度分析、解決質(zhì)量問題能力創(chuàng)新得分七、答辯記錄:答辯意見及答辯成績(jī)答辯小組教師（簽字）：200年 月 日總評(píng)成績(jī)：（教師評(píng)分X 75%+答辯成績(jī)X 2

13、5%）1 交通組成分析，路面等級(jí)與類型的確定綜合考慮工程所在地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、文化及自然條件等因素，通過經(jīng)濟(jì)及交通量分析，根據(jù)公路網(wǎng)規(guī)劃的要求，按公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)確定公路等級(jí)，從而進(jìn)一步確定路面等級(jí)，選定路面結(jié)構(gòu)類型。包括以下內(nèi)容：a) 根據(jù)交通調(diào)查和交通預(yù)測(cè)，將各種客車折合成小客車的交通量No 5001.5 500 1.5 400 2.0 300 2.0 300 2.0 500 1.0 4300輛 /日，平均增長(zhǎng)率為 6%。b) 假設(shè)公路設(shè)計(jì)交通量的使用年限為 20年。c) 根據(jù)公式Nd N 0(1)n 1，N0 4300輛/日，6% ,n=20,設(shè)計(jì)交通量

14、為Nd 4300(1 6%) 20 1 13010.0779輛 /日 。d) 查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)知四車道一級(jí)公路能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年 平均日交通量為1500030000輛，滿足要求。2 路基設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的地質(zhì)條件、交通量、交通組成及交通量增長(zhǎng)率等數(shù)據(jù)，進(jìn)行 一般路基設(shè)計(jì)。包括以下內(nèi)容：1) 選擇路基斷面形式，確定標(biāo)準(zhǔn)路基橫斷面：路基橫斷形式、路基寬度與高度、路 拱橫坡、路基邊坡形狀與坡度；a) 路基橫斷形式按填土高度約0.6m，小于1.01.5m，屬于矮路堤。b) 路基寬度與高度查規(guī)范得四車道一級(jí)公路的計(jì)算行車 60km/h,路基寬度為23.00m。路基高度粘 性土最小填

15、土高度為 0.40.7m。c) 路拱橫坡查規(guī)范瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面，路拱平均橫坡度為1% 2%。等級(jí)低的路面，為了有利于行車平穩(wěn)和迅速排除路表面積水，一般采用較大的路拱橫坡度；在 干旱和有積雪、浮冰地區(qū)，應(yīng)采用低值，多雨地區(qū)采用高值。路肩橫坡度一般較路面橫 坡大1%本設(shè)計(jì)路段屬于多雨地區(qū)，故取路拱坡度為 2%,硬路肩坡度為2%。d）路基邊坡形狀與坡度查規(guī)范粘土地基取填方段路基邊坡為1:1.5 ;挖方段路基邊坡為1:1。2）路堤填料選擇與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的確定；路堤填土需分層壓實(shí)使之具有一定的密實(shí)度和一定強(qiáng)度，且能防治水分干濕作用引 起的自然沉陷和行車荷載反復(fù)作用產(chǎn)生的壓密變形，由此能確保路面

16、的使用品質(zhì)和使用壽命。因此，路堤填筑時(shí)為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，必須分層碾壓，壓實(shí)度與含水量 有關(guān)，保持最佳含水量，壓實(shí)度才比較好。路基壓實(shí)度表填挖類別路槽底面以下深度（cm壓實(shí)度（K）路堤080> 95%80 150> 93%零填與路塹150cm以下> 95%3）附屬設(shè)施設(shè)計(jì)為了路基穩(wěn)定和行車安全，一般路基工程有關(guān)的附屬設(shè)施有取土坑、棄土堆、護(hù)坡道、 碎落臺(tái)、堆料坪及錯(cuò)車道等。這些設(shè)施是路基設(shè)計(jì)的組成部分，正確合理地設(shè)置是非常 重要的。3路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)交通要求、環(huán)境因素、工程投資、材料供應(yīng)、施工條件等各方面條件，進(jìn)行路 面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、路面結(jié)構(gòu)大樣圖。包括

17、以下內(nèi)容：3.1瀝青混凝土路面選擇路面結(jié)構(gòu)類型選擇瀝青混凝土路面作為路面結(jié)構(gòu)。選擇各結(jié)構(gòu)層類型與材料，結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)1）軸載分析我國(guó)路面設(shè)計(jì)規(guī)范中均以雙輪組單軸載100kN作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ-100表示 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)見下表:兩輪中心距1.5d輪胎接地壓強(qiáng)p=0.70MPa標(biāo)準(zhǔn)軸載P=100KN單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d=21.30cma）軸載換算軸載換算公式:Cli 14.35P計(jì)算結(jié)果如下表所示軸載換算結(jié)果表（彎沉）車型軸載Pi(KNGC2交通量ni（輛/ 日）當(dāng)量軸次Ni（次/ 日）躍進(jìn)NJ134A前軸13.3016.4500P<25,不計(jì)后軸43.101150012.85依

18、發(fā)H6前軸45.5016.4500104.11后軸86.5011500266.07黃河JN163前軸58.616.4400250.8后軸114.011400707.29延安SX161前軸54.6416.4300138.51后軸91.252.21300443.16解放SP9200前軸31.316.430012.27后軸78.031300305.39紅旗CA630前軸19.3016.4500P<25,不計(jì)后軸27.90115001.94累計(jì)2242.29注：RV25KN時(shí)，軸載作用不計(jì)b）累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路瀝青路面的設(shè)計(jì)使用年限取 t=15年，四車道的車道系數(shù)是0.4 0.5

19、，即 n = 0.45。累計(jì)當(dāng)量軸次:365 Ni 11153652242 .2910.0610 45 次0.068572450 次2）驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次a）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:NeC1C2nii 1計(jì)算結(jié)果如下表所示軸載換算結(jié)果表（半剛性基層層底拉應(yīng)力）b）累計(jì)當(dāng)量軸次累計(jì)當(dāng)量軸次：365 N1 1t 1Ne-150.45次365 200110.0610.067649979次3）結(jié)構(gòu)組合與材料選取由上面的計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次約為800萬(wàn)次左右。根據(jù)規(guī)范的推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石、砂礫、石灰、水泥等材料供應(yīng)。

20、路 面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土（AC）15cm,基層采用水泥穩(wěn)定碎石（CGA）25cm底基層采用石灰 土 （LS）,厚度待定。規(guī)范規(guī)定高速公路、一級(jí)公路的面層由二層至三層組成。查規(guī)范中的第四節(jié)瀝青路 面的4.2高級(jí)路面中的表421 “瀝青混合料類型的選擇（方孔篩）”，采用三層式瀝青 面層，表面層采用防滑表層（厚度4cnj），中面層采用中粒式密集配瀝青混凝土（厚度 5cm），下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土（厚度 6cm oa）確定路基土以及各層材料的設(shè)計(jì)參數(shù)； 確定各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度查表得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度?？箟耗Ａ咳?0C模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得到20C的抗

21、壓模量如下表所示：材料名稱抗壓模量（MPa劈裂強(qiáng)度sp（MPa面層細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土14001.4中粒式密級(jí)配瀝青混凝土12001.0粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土10000.8基層水泥穩(wěn)定集料15000.5底基層石灰土5500.225 確定土基回彈模量路基填土高度0.6m,即為矮路堤。地下水位1.8m。故填方路基臨界高度H=0.6m+1.8m=2.4m已知路基土為粘性土（存在地下水情況）,查表得：Hi=1.7 1.8, H 2=1.4 1.5, H 3=1.1 1.2H>H 1,查表得：路基干濕類型屬于干燥狀態(tài)，路基平均稠度c C1查表得IV區(qū)的粘性土： co 1.20、 C1 1.03、

22、 C2 0.94、 C3 0.77 oC 在 1.03 1.20 之間，取 c=1.10查表得：W 1區(qū)粘性土， C=1.10時(shí)的土基回彈模量 E）=35.0MPab）確定設(shè)計(jì)指標(biāo)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于一級(jí)公路，規(guī)范規(guī)定要求以設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。路面設(shè)計(jì)彎沉值根據(jù)公式Id 600Ne°.2AcAsAb計(jì)算。該公路為一級(jí)公路，公路等 級(jí)系數(shù)取1.0。面層為瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取 1.0，半剛性基層、底基層總厚度 大于20cm基層類型系數(shù)取1.0 o設(shè)計(jì)彎沉值為0 2 0 2Id 600Ne . AcAsAb 600 8572450 .1.0 1.0 1.024.

23、63(0.01mm)各層材料的容許層底拉應(yīng)力為Rsp/Ks細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土:Ks 0.09Aa N0 /Ac 0.09 1.0 76499790 /1.0R sp/Ks 1.4/2.940.4762MPa2.94中粒式密級(jí)配瀝青混凝土:Ks 0.09Aa N0 / Ac 0.09 1.0 76499790 /1.0Rsp/Ks 1.0/2.940.3401MPa粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土:Ks0.09Aa N022 /Acsp/Ks 0.8/3.240.09 1.1 76499790.22/1.00.2469MPa水泥穩(wěn)定碎石:Ks0.35 N0 /代sP/Ks 0.5/2.000.2500

24、MPa石灰土:Ks設(shè)計(jì)資料總結(jié):2.943.240.35 76499790 /1.0 2.000.45 N0 / 代 0.45 76499790 /1.0 2.57sp/Ks 0.225/2.570.0875MPa設(shè)計(jì)彎沉值為24.63 (0.01mm，相關(guān)設(shè)計(jì)資料匯總?cè)缦卤硭?材料名稱h/cm15C模量20 r模量劈裂強(qiáng)度(T /Mpa容許拉應(yīng)力/Mpa細(xì)粒式密級(jí)配 瀝青混凝土4180014001.40.4762中粒式密級(jí)配5160012001.00.3401瀝青混凝土粗粒式密級(jí)配 瀝青混凝土6120010000.80.2469水泥穩(wěn)定集料2515000.50.2500石灰土？5500.2

25、250.0875土基30c）路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與驗(yàn)算i路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì) 計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉ld600Ne°.2AcAsAb 令ls ld,求F600 8572450 0.21.0 1.0 1.024.63(0.01mm)1.63Id20000.380.36E00.21320.1065 m即：=10.65cm,p=0.7MPa又有 E。35.0MPa，則:1.6324.630.382000 10.6535.00.70.360.51 計(jì)算實(shí)際彎沉系數(shù)JE12000 p24.6314002000 0.7 10.652.31 理論彎沉系數(shù)2.314.530.51E1E2，查圖，求把多層體系轉(zhuǎn)化成三層

26、連續(xù)體系,各層結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示:h14 cmE11400MPah1 4cmE11400MPah25 cmE21200MPah36 cmE31000MPaH ?E21200MPah425cmE41500MPah5?E5550MPaE。35.0MPaE035.0MPan 1i 2當(dāng)量厚度的計(jì)算公式為:則：k2丄 4530.50K16.25 1.4452.；12006241000J252.4越12001%2.4 550V1200V12001200已知：h140.38 ,E212000.86, E035.00.0310.65E11400E21200查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖。刁曰得：6.25, K

27、11 .44H再由K20.50,hl 0.38, Eo 0.03查三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖,E2心 H得：H 5.05, H=5.05 X 10.65=53.78(cm)即:n 1H h 2.4i 2u “1200 c1000 cu "15005 2盤6 2f25 2令'1200 '1200 120053.75(cm)hs2.4 550.1200求得：h524.33cm,取 25cmii驗(yàn)算i. 層、底基層層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算h14 cmE11400MPah25 cmE21200MPaH?E11500MPah36 cmE31000MPah425cmE41500MPah5

28、25cmE5550MPah525cmE2550MPaE035.0MPaE035.0MPa當(dāng)量厚度的計(jì)算公式為:1譏4 1400.15001200廠65 ：15004 1000 2539.08(cm)15001hi2.4可求得:E035.00.06，5500.37E2550E11500h 39.08H253.67，2.3510.6510.65查圖得：0.13， m11.66，m21.03mm1m21.661.03 0.130.22(MPa)0.25(MPa)查圖得：0.13， n11.08，n20.58mn<|n21.080.58 0.130.08(MPa)0.0875(MPa)2i驗(yàn)算通

29、過,即，h5 25cm。第一層底面彎拉應(yīng)力：將第一層轉(zhuǎn)化為E1 1400MPa,第二，第三,第四和第五層轉(zhuǎn)化為E2 1200MPa代 入計(jì)算,如圖所示：h14cmE11400MPah 4cmE11400MPah25 cmE21200MPah36cmE31000MPah4 25cmE4 1500MPaE21200MPah5 25cmE5 550MPaE035.0MPaE035.0MPa4 cm, Ei 1400MPa, E21200MPaH5Ei561000hi0.9i 2性1200E035.0E212000.03E21200E11400查圖得0，而m10，i 1, n 6, h1500

30、87;25 a925V1200h 40.86 ,-10.65m20t而 52.4(Cm)H 52 440.38 ,4.9210.65則， m Pm，! m20.4762(MPa)驗(yàn)算通過。 第二層底面彎拉應(yīng)力將第一,第二層轉(zhuǎn)化為E11200MPa,第三,第四和第五層轉(zhuǎn)化為E21000MPa代4 120014005入計(jì)算,如圖所示:h1 4cmE11400MPah ?E1200 MPa1 1:匚 11 厶UU IVI r dh2 5 cmE2 1200MPah3 6cmE31000MPah4 25cmE4 1500MPaH ?E? 1000 MPah5 25cmE5 550 MPaE035.0M

31、PaE035.0MPah9.16( cm)查圖得:E3250.925 o.9 55058.09(cm)¥10001500100035.010009.1610.650.0350.86,0，而 mi則， m Pm1 m2E2Ei100012000.83 ,58095.4510.65m20 00.3401(MPa)通過以上驗(yàn)算可知所選路面結(jié)構(gòu)符合要求，驗(yàn)算通過。 第二層底面彎拉應(yīng)力：將第一,第二和第三層轉(zhuǎn)化為E11000MPa,第四，第五層轉(zhuǎn)化為E21500MPa代入計(jì)hii 14 4 1400' 10005 4 1200 6 100015.58(cm)算,如圖所示:4cmE114

32、00MPah25 cmE21200MPah ?E11000MPah36cmE31000MPah425cmE41500MPaH ?E21500MPahs25cmE5550MPaE。35.0MPaE035.0MPa35Ei550Hhi0.9 i 25250.933.20(cm)i 4.E4,1500E。35.0E21500 彳.5，0.023，1E21500E1100015.5810.651.46 ,H 33.2010.653.12查圖得： 0，而m10 , m20。則， m Pm1 m20.2469(MPa)3.2水泥混凝土路面標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算水泥砼路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100KN單軸雙輪組荷載作為標(biāo)

33、準(zhǔn)軸載。其換算換算公式為：Nsi1 iNi 僉16式中：2100KN的單軸-雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)；P單軸-單輪、單軸-雙輪組、雙軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型 級(jí)軸載 的總重（KN ；i軸型和軸載級(jí)位數(shù)；n各類軸型 級(jí)軸載的作用次數(shù)；已知：?jiǎn)屋S-雙輪組：i1單軸-單輪：i2.22 103Pi 0.43雙軸-雙輪組：i 1.07 10 5 P 0.22三軸-雙輪組：i 2.24 10 8 F? 022軸載換算結(jié)果表車型Pi( KNS iNi(輛/ 日)當(dāng)量軸次Ns（次/ 日）躍進(jìn)NJ134A前軸13.30-_ _,小3 f 0.43i 2.22 10 P5000.0000000035后軸43.

34、1015000.00070893依發(fā)H6前軸45.1030.43i 2.22 103P5000.632后軸86.50150049.12黃河JN163前軸58.6-_ _,心0.43i 2.22 10 P40029.82后軸114.014003254.9延安SX161前軸54.64i2.22 103P3007.53后軸91.25'一，C 5022i 1.07 10 Pi3000.00027解放SP9200前軸31.3-_ _,區(qū)0.43i 2.22 10 P3000.0013后軸78.0- . 8 0.22i 2.24 10 P3000.000000048紅旗CA630前軸19.3-_

35、_,區(qū)0.43i 2.22 10 P5000.0000012后軸27.9015000.0000067合計(jì)3342.004322設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne：Ns 1 七 1365Ne r式中：n車輪輪跡橫向分布系數(shù)；查規(guī)范知取0.2N s標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)為 3342.004 ；t 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期；本路段查規(guī)范取 20年；r交通量年平均增長(zhǎng)率；有已知資知 r=6%;所以把數(shù)值帶入上式可以算出標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne=897444 （次/日）由此可查公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范知本路段為重交通。初擬路面結(jié)構(gòu)參考公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范中表3. O. 1,相應(yīng)于安全等級(jí)二級(jí)的變異

36、水平等級(jí)為低中級(jí)。根據(jù)一級(jí)公路、重交通等級(jí)和低中級(jí)變異水平等級(jí)，參考規(guī)范 中表,初擬普通混凝土面層厚度為0.25m?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%）, 厚0.2m。墊層為0.18m砂礫材料。普通混凝土板的平面尺寸為寬 3.25m，長(zhǎng)5.0m?？v縫 為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。路面材料參數(shù)確定按公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范中表 3. O 6,取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn)值為5.0MPa,相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為 30GPa查附錄F.1，因?yàn)樵摴肺挥赪1 區(qū)，沿線土質(zhì)為粘質(zhì)，土 路基回彈模量取40MPa查附錄F.2，砂礫材料墊層回彈模量取 90MPa水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取 14

37、00M2 2h1 E1 h2 E22 2hih2E1h13E2h2312 120.22 1400 0.182 902 2 2h1 h21813.76MPa11400 0.23 90 0.18320.2 0.1841400 0.290 0.181.555 MN /mhx3 12Dx/Ex3 121.555/813.760.284 m0.450.45Ex813.76a6.22 11.516.22 1 1.51E0400.550.55Ex813.76b1 1.4411.440.725E。40123.81Ex31EtahxbE。E00.725813.76 '3.8 0.28440166.594

38、04E1 h| E2 h2式中：E 基層頂面的當(dāng)量回彈模量（MPa）;Eo路床頂面的回彈模量（MPa）;Ex基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量（MPa）;E 1、巳一基層和底基層或墊層的回彈模量（MPa）;hx基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度（m）；Dx基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度（MN-m）;h 1、h2基層和底基層或墊層的厚度（m）;a 、b與E7E。有關(guān)的回歸系數(shù)B中式普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范附錄（B . 1. 3. 2）計(jì)算：0.5373 31000 166.590.766 m何載疲勞應(yīng)力r0.25標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為PS0.077r0

39、.6h 20.077 0.7660'60.25 21.05 MPa因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)kr=O.88?？紤]設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)2.184荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)KfNen 8974440.057根據(jù)公路等級(jí)，查公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范附錄表 B.1 . 2,考慮偏載和動(dòng) 載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù) kc=1.10。按附B中式(B . 1. 2)荷載疲勞應(yīng)力 計(jì)算為：pr KrKfKc ps 0.88 2.184 1.10 1.052.22 MPa326溫度疲勞應(yīng)力查公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范，V區(qū)最大溫度梯度取 92C/ m)。板長(zhǎng)5m l /r

40、=5 /0.766=6.527，普通混凝土板厚h=0.25m, Bx=0.91。最大溫度梯度時(shí)混凝土板 的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為tmc E chT g-Bx2O.。000131000 O.25920.913.244 MPa溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)kt，按公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范附錄 B中式(B . 2. 3) 計(jì)算為：c1.323Kt 上 a 4 b0.841 32440.0580.642tm fr3.2445.0再由附錄B中式(B . 2. 1)計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為：trKt tm 0.642 3.244 2.083 MPa根據(jù)以上資料查規(guī)范取可靠度系數(shù) r1.16則有：rr pr tr 1.162.2

41、22.0834.99fr5.0 MPa因而，所選普通混凝土面層厚度(0.25m)可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng) 力的綜合疲勞作用。3.2.7混凝土路面板尺寸與接縫設(shè)計(jì)a) 平面尺寸本路段的混凝土面板尺寸取3.25 5mb) 縱縫設(shè)計(jì)其縱向連接采用帶拉桿的平頭縫，起構(gòu)造如下圖3-1所示。3 8mm填縫料30 40h/2拉桿防銹涂料h/222縱向施工縫構(gòu)造圖圖3-1 單位：毫米拉桿應(yīng)采用螺紋鋼筋，設(shè)在板后中央，并應(yīng)對(duì)拉桿中部100mn范圍內(nèi)進(jìn)行防銹處理 拉桿的直徑、長(zhǎng)度和間距，可參照表 選用。施工布設(shè)時(shí)，拉桿間距應(yīng)按橫向接縫 的實(shí)際位置予以調(diào)整，最外側(cè)的拉桿距橫向接縫的距離不得小于 100m

42、m拉桿直徑、長(zhǎng)度和間距（mm）面層厚到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的間距（m度(mr)i3.003.503.754.506.007.520014X 700X14X 700 X14X 700X14X 700X14X 700X14X 700X25090080070060050040026016X 800X16X 800 X16X 800X16X 800X16X 800X16X 800X300900800600600500400c）橫縫設(shè)計(jì)每日施工結(jié)束或因臨時(shí)原因中斷施工時(shí)，必須設(shè)置橫向施工縫，其位置應(yīng)盡可能選 在縮縫或脹縫處。設(shè)在縮縫處的施工縫，應(yīng)采用傳力桿的平縫形式，其構(gòu)造如圖3-2a所示;設(shè)在脹縫處的

43、施工縫，其構(gòu)造與脹縫相同.遇有困難需設(shè)在縮縫之間時(shí)，施工縫采 用設(shè)拉桿的企口縫形式，其構(gòu)造如圖 3-2b所示。因?yàn)榇寺范螌儆谥亟煌?，查?guī)范知其橫向接縫可采用帶傳力桿的假縫形式。其構(gòu)造 如下的圖3-3所示，傳力桿應(yīng)采用光圓鋼筋，其尺寸和間距查規(guī)范知，選傳力桿直徑為 28mm傳力桿長(zhǎng)度取400mm傳力桿間距取250mm最外側(cè)傳力桿距離縱向接縫或自由邊 的距離為180250mm現(xiàn)在規(guī)范提倡盡量少設(shè)或者不設(shè)脹縫，所以本路段只在鄰近橋梁或其他固定構(gòu)造物 處或其他道路相交處應(yīng)設(shè)置橫向脹縫。其構(gòu)造如圖3-4的附圖所示。38mm _(1/4 1/5)h填縫料亠11 ,h/2防銹涂料23傳力桿h/2（a）3 8

44、mm（1/4 1/5）h3 8mm（1/4 1/5）hrM填縫料、T1防銹涂料1h/2傳力桿、 h/23 8mm橫向縮縫構(gòu)造圖圖3-3單位：毫米(b)橫向施工縫構(gòu)造圖 圖3-2> 50030 40mm涂瀝青并裹 敷聚乙烯膜h/2h/250長(zhǎng)100mm的小套子留30mn空隙填以砂頭等30填縫板1216 200脹縫構(gòu)造圖 圖 3-4 單位：毫米d）接縫填封材料i脹縫接縫板： 應(yīng)選用能適應(yīng)混凝土板膨脹收縮、施工時(shí)不變形、復(fù)原率高和耐久性好的材料 本段公路可選用木材類或纖維類板。ii接縫填料： 應(yīng)選用與混凝土接縫槽壁粘結(jié)力強(qiáng)、回彈性好、適應(yīng)混凝土板收縮、不溶于水、 不滲水、高溫時(shí)不流淌、低溫時(shí)不

45、脆裂、耐老化的材料。iii常用填封料：聚氨酯焦油類、氯丁橡膠類、乳化瀝青類、聚氯乙烯膠泥、瀝青橡膠類、瀝青瑪蹄 脂及橡膠嵌縫條等。e）加強(qiáng)鋼筋的布置當(dāng)混凝土面板縱、橫向自由邊邊緣下的地基，有可能產(chǎn)生較大的塑性變形時(shí)，在板 的自由邊邊緣和角隅（荷裁應(yīng)力較大）處加設(shè)加強(qiáng)鋼筋。其構(gòu)造圖分別如下圖 3-5 和圖 3-6 所示。i邊緣鋼筋 沿混凝土板縱、橫向自由邊配置的邊緣鋼筋，一般選用兩根直徑為1216mn的螺紋鋼筋或光圓鋼筋，布設(shè)在板的下部（約 1/4h處，且不小于5cm），兩端應(yīng)向上彎起； 鋼筋保護(hù)層最小厚度不小于5cm,間距不小于10cm； 邊緣鋼筋一般不穿過縮縫，以免妨礙板的翹曲； 特殊情況時(shí)也可將其穿過縮縫，但不得穿過脹縫。i角隅鋼筋 角隅鋼筋常設(shè)在脹縫兩側(cè)板的角隅處及板的銳角處； 可選用2根長(zhǎng)2.4m直徑1216mm勺螺紋鋼筋彎成發(fā)針形布置在板的上部，距板頂不應(yīng)小于5cm,距脹縫和板邊緣各為10cm ; 板呈銳角形時(shí)，亦可采用雙層鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)，布置在板的上、下部，距板頂 和板底以 5l0cm 為宜 ; 在交叉口，對(duì)無(wú)法避免形成的銳角，宜設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)，以避免板角斷裂。鋼筋布置在板的上下部，距板頂（底）57cm為宜。如圖3-