公路擋土墻與高級(jí)路面設(shè)計(jì)

1、路基路面課程設(shè)計(jì)公路擋土墻與高級(jí)路面設(shè)計(jì)目錄道路工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（附頁(yè)）重力式擋土墻新建水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 新建瀝青路面設(shè)計(jì)改建瀝青路面 參考文獻(xiàn)道路工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（附頁(yè)）一、擋土墻設(shè)計(jì)： 設(shè)計(jì)資料： 1.漿砌片石重力式路堤墻，墻身高46米，墻上填土高23米，填土邊坡1:1.5，墻背仰斜，坡度1：0.151：0.35，墻身分段長(zhǎng)度15米。2.公路等級(jí)二級(jí)，車(chē)輛荷載等級(jí)為公路II級(jí)，擋土墻荷載效應(yīng)組合采用荷載組合I、II。3.墻背填土容重18kNm3，計(jì)算內(nèi)摩擦角35,填土與墻背間的內(nèi)摩擦角/2。 4.地基為砂類(lèi)土，容許承載力f350kPa，基底摩擦系數(shù)0.40。 5.墻身材料2.5號(hào)砂漿

2、砌25號(hào)片石，砌體容重23kNm3，砌體容許壓應(yīng)力a=600kPa，容許剪應(yīng)力50kPa，容許彎拉應(yīng)力wl80 KPa。根據(jù)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)。二、路面設(shè)計(jì)：某國(guó)道天津段按一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)修建，并將于2011年底通車(chē)，設(shè)計(jì)道路橫斷面為雙向四車(chē)道。根據(jù)可行性研究報(bào)告提供的2009年的交通組成情況如下表：車(chē)型黃河JN-l 50解放CA10B東風(fēng)EQ140日野KB222太脫拉l 38交通SH141輛/日682878625256114716 經(jīng)論證分析，該公路自2009年至通車(chē)后2015年交通量增長(zhǎng)率8.42，其后將以4.0增長(zhǎng)。 舊路改建路段現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)為2.5cm瀝青表面處治，25cm石灰土，在不

3、利季節(jié)由BZZ60實(shí)測(cè)彎沉值(1100)如下：61.8 68.3 69.1 65.7 58.8 66.6 77.8 44.3 31.338.9 45.3 29.1 27.5 30.7 31.9 54.3 79.6 77.268.9 92.3 83.4 91.6 89.7 83.6 路基土回彈模量為E035 Mpa。 根據(jù)以上資料完成：1. 新建與改建瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；結(jié)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。2. 新建水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖繪制。三、設(shè)計(jì)成果：設(shè)計(jì)結(jié)束后，提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，擋土墻設(shè)計(jì)圖、路面設(shè)計(jì)圖各一張（3號(hào)圖）新建瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力

4、計(jì)算 序號(hào)車(chē) 型 名 稱(chēng)前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量1黃河JN15049101.61雙輪組 8022解放CA10B 19.460.851雙輪組 10323東風(fēng)EQ14023.769.21雙輪組 7354日野KB222 50.2104.31雙輪組 3015太脫拉138 51.4802雙輪組 31346交通SH14125.5555.11雙輪組 842設(shè)計(jì)年限 15 車(chē)道系數(shù) 0.4 序號(hào)分段時(shí)間(年)交通量年增長(zhǎng)率148.42%2114% 當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) : 路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 2065 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸

5、次 : 6756260 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) : 路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 1549 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次 : 5068013 公路等級(jí) 一級(jí)公路公路等級(jí)系數(shù) 1 面層類(lèi)型系數(shù) 1 基層類(lèi)型系數(shù) 1 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 25.8 (0.01mm)層位結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱(chēng)劈裂強(qiáng)度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土10.352中粒式瀝青混凝土 0.80.283粗粒式瀝青混凝土0.60.194水泥穩(wěn)定碎石 0.250.135石灰土 0.250.16天然砂礫 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算 公 路 等 級(jí) : 一級(jí)公路 新建路面的層數(shù) : 6 標(biāo) 準(zhǔn) 軸

6、載 : BZZ-100 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 25.8 (0.01mm) 路面設(shè)計(jì)層層位 : 4 設(shè)計(jì)層最小厚度 : 15 (cm) 公路等級(jí) 一級(jí)公路層位結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱(chēng)厚度(cm) 抗壓模量(MPa)(20)抗壓模量(MPa)(15)容許應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土3140020000.352中粒式瀝青混凝土4120016000.283粗粒式瀝青混凝土690012000.194水泥穩(wěn)定碎石22150015000.135石灰土255505500.16天然砂礫151501507土基36按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : LD= 25.8 (0.01mm) H( 4 )= 20 cm L

7、S= 26.9 (0.01mm) H( 4 )= 25 cm LS= 23.9 (0.01mm) H( 4 )= 21.8 cm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度 : H( 4 )= 21.8 cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= 21.8 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= 21.8 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= 21.8 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= 21.8 cm(第 5 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) 路面設(shè)計(jì)層厚度 : H( 4 )= 21.8 cm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 2

8、1.8 cm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)驗(yàn)算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 70 cm; 驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 . 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:序號(hào)結(jié)構(gòu)層材料名稱(chēng)厚度（cm）1細(xì)粒式瀝青混凝土32中粒式瀝青混凝土43粗粒式瀝青混凝土64石灰粉煤灰碎石225石灰土256天然砂礫157土基竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算:公 路 等 級(jí) : 一級(jí)公路新建路面的層數(shù) : 6 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100層位結(jié)構(gòu)層材料名稱(chēng)厚度（cm）抗壓模量（Mpa）（20）抗壓模量(MPa)（15）計(jì)算信息1細(xì)粒式瀝青混凝土314002000計(jì)算應(yīng)力2中粒式瀝青混凝土

9、412001600計(jì)算應(yīng)力3粗粒式瀝青混凝土69001200計(jì)算應(yīng)力4石灰粉煤灰碎石2215001500計(jì)算應(yīng)力5石灰土25550550計(jì)算應(yīng)力6天然砂礫15150150不算應(yīng)力7土基36計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 :第 1 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 25.6 (0.01mm)第 2 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 27.6 (0.01mm)第 3 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 30.4 (0.01mm)第 4 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 34.4 (0.01mm)第 5 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 84.5 (0.01mm)第 6 層路面頂面竣工驗(yàn)

10、收彎沉值 LS= 293.5 (0.01mm)土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 331.5 (0.01mm)(根據(jù)“基層施工規(guī)范”第88頁(yè)公式) LS= 266.2 (0.01mm)(根據(jù)“測(cè)試規(guī)程”第56頁(yè)公式)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 :第 1 層底面最大拉應(yīng)力 ( 1 )=-.259 (MPa)第 2 層底面最大拉應(yīng)力 ( 2 )=-.113 (MPa)第 3 層底面最大拉應(yīng)力 ( 3 )=-.057 (MPa)第 4 層底面最大拉應(yīng)力 ( 4 )= .124 (MPa)第 5 層底面最大拉應(yīng)力 ( 5 )= .066 (MPa)舊路改建瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許

11、拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào) 車(chē) 型 名 稱(chēng)前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量1黃河JN15049101.61 雙輪組8022解放CA10B19.460.851 雙輪組10323東風(fēng)EQ14023.469.21 雙輪組7354日野KB22250.2104.31 雙輪組3015太脫拉13851.4802 雙輪組31346交通SH14125.5555.11 雙輪組842設(shè)計(jì)年限 15 車(chē)道系數(shù) .5序號(hào)分段時(shí)間(年) 交通量年增長(zhǎng)率148.42%2114%當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) :路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 2065 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次 :

12、 6756260 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) :路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 1549 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次 : 5068013公路等級(jí) 一級(jí)公路公路等級(jí)系數(shù) 1 面層類(lèi)型系數(shù) 1 基層類(lèi)型系數(shù) 1 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 25.8 (0.01mm)層位結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱(chēng)劈裂強(qiáng)度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1中粒式瀝青混凝土 10.352粗粒式瀝青混凝土 0.80.253水泥穩(wěn)定碎石 0.60.314石灰土0.250.1改建路段原路面當(dāng)量回彈模量計(jì)算： 原路面實(shí)測(cè)彎沉值(0.01mm)61.868.369.165.758.866.677.844.331.338.9

13、45.329.127.530.731.954.379.677.268.992.383.491.689.783.6原路面有效彎沉數(shù) : 24 原路面平均彎沉值 : 61 (0.01mm)原路面彎沉值標(biāo)準(zhǔn)差 : 22 (0.01mm)測(cè)定汽車(chē)軸載 100 kN改建公路等級(jí) 一級(jí)公路保證率系數(shù) 1.5 原瀝青面層厚度 2.5 (cm)測(cè)定時(shí)路表溫度與測(cè)定前5d日平均氣溫的平均值之和 55 ()原路面基層類(lèi)型 : 粒料類(lèi)或?yàn)r青穩(wěn)定類(lèi)基層季節(jié)影響系數(shù) 1.2 濕度影響系數(shù) 1 溫度修正系數(shù) 1 原路面計(jì)算彎沉值 : 113 (0.01 mm)原路面當(dāng)量回彈模量 : 145.1 (MPa)改建路面補(bǔ)強(qiáng)厚度

14、計(jì)算 公 路 等 級(jí) : 一級(jí)公路 加鋪路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 25.8 (0.01mm) 路面設(shè)計(jì)層層位 : 4 設(shè)計(jì)層最小厚度 : 15 (cm)層位結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱(chēng)厚度(cm)抗壓模量(MPa)(15)抗壓模量(MPa)(20)容許應(yīng)力(MPa)1中粒式瀝青混凝土4120016000.352粗粒式瀝青混凝土690012000.253水泥穩(wěn)定碎石20150015000.314石灰土 155505500.15改建前原路面 550145.1按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : LD= 25.8 (0.01mm) H( 4 )= 15 cm

15、 LS= 21.3 (0.01mm) 由于設(shè)計(jì)層厚度 H( 4 )=Hmin時(shí) LS=LD, 故彎沉計(jì)算已滿足要求 . H( 4 )= 15 cm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度 : H( 4 )= 15 cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= 15 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= 15 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= 15 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) 路面設(shè)計(jì)層厚度 : H( 4 )= 15 cm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 15 cm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力) 驗(yàn)算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚

16、度 70 cm 改建前原路面總厚度 28 cm 驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 . 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下: - 中粒式瀝青混凝土 4 cm - 粗粒式瀝青混凝土 6 cm - 水泥穩(wěn)定碎石 20 cm - 石灰土 15 cm - 改建前原路面竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算 公 路 等 級(jí) : 一級(jí)公路 加鋪路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100層位結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱(chēng)厚度(cm)抗壓模量(MPa)(20)抗壓模量(MPa)(15)計(jì)算信息1中粒式瀝青混凝土412001600計(jì)算應(yīng)力2粗粒式瀝青混凝土69001200計(jì)算應(yīng)力3水泥穩(wěn)定碎石 2015001500計(jì)算應(yīng)力4石灰土15550550計(jì)算應(yīng)力5 改建前原路面 145.1計(jì)算應(yīng)力計(jì)算改建路面各加鋪層頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 : 第 1 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 21.3 (0.01mm) 第 2 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 23.7 (0.01mm) 第 3 層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值 LS= 27.8 (0.01mm) 第 4