A、重力式挡土墙设计 B、沥青混凝土路面设计

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1、 福建农林大学交通学院福建农林大学交通学院课 程 设 计 课 程 名 称 路基路面工程 设 计 题 目 A、重力式挡土墙设计 B、沥青混凝土路面设计 姓 名 蒋素金 专 业 年 级 09交通工程（2）班 学 号 091328045 指 导 教 师 郑 小 燕 成 绩 日 期 福建农林大学交通学院目 录路基路面工程课程设计教学大纲.3路基路面工程课程设计任务书.4路基路面工程课程设计指导书.6路基路面工程课程设计计算书.61.重力式挡土墙设计.7主动土压力计算.8抗滑动稳定性验算.10抗倾覆稳定性验算.11 基底应力与偏心距验算.112. 沥青混凝土路面设计.13 计算初拟各结构层厚度.13路基

2、厚度验算.15确定各土层底部的容许拉应力.15确定各层层底拉应力.163.参考书目.19 路基路面工程课程设计教学大纲1课程设计名称：路基路面工程课程设计 2总周数：1周 学分：1.0学分 3目的及任务、要求 目的课程的教学目的是通过课程设计，使学生将所学的专业基础和专业课（土质学与土力学、道路勘测设计、道路建筑材料、路基路面工程）知识在课程设计过程中有机的联系在一起，熟悉相关的设计规范和施工规范；使学生熟练掌握路面及路基挡土墙的选型、受力分析与计算，以及结构验算的全过程；巩固和加深所学的专业知识，掌握实际工程结构设计的全过程。 任务重力式挡土墙设计、沥青混凝土路面结构设计 要求深入领会挡土墙

3、设计的基本理论，掌握挡土墙基本的设计思路；熟练掌握其设计方法和设计的基本程序；通过挡土墙的结构验算，进一步掌握调整挡土墙稳定性的措施和方法；对比了解其他类型挡土墙的设计方法，明确设计的差异；深入领会路面设计的基本理论，掌握基本设计思路；熟练掌握其设计方法和设计的基本程序；能运用有关的资料综合解决沥青混凝土路面结构设计中的实际问题；学会使用相关的规范，取用数据应有充分的根据；独立完成设计任务，设计计算条理清楚，计算正确（手算或编程求解均可）；设计计算书的编制应结构完整、思路清析，按任务书的要求逐项完成。4成绩评定设计资料的完整性 25%设计文件质量 75%封面目录挡土墙结构验算沥青混凝土路面结构

4、设计挡土墙结构图路面结构图挡土墙结构尺寸拟定挡土墙结构验算沥青混凝土路面结构设计沥青混凝土路面结构验算挡土墙结构图路面结构图555555178151515 路基路面工程课程设计任务书题目: A、重力式挡土墙设计B、沥青混凝土路面设计1. 课程设计任务（1）了解设计任务,拟定工作计划，查阅资料。（2）按公路路基设计规范（JTG D302004）“5.4 挡土墙”一节，采用极限状态设计法进行重力式挡土墙设计；（3）按公路沥青路面设计规范 JIG D50-2006的内容及要求进行沥青路面结构设计；（4）根据指导教师的要求，采用指定的初始条件进行设计，在设计说明书（设计报告书）中应画计算图，采用A4纸

5、打印设计报告书。（5）出图：重力式挡土墙、沥青路面设计用CAD出图，用A3图纸打印（至少一页）。2. 课程设计报告书主要内容A、重力式挡土墙设计（一）初始条件：双向四车道高速公路，拟定路基宽度28m，路肩宽度3.0m，基础埋置深度D=1.5m.1）墙身构造：拟采用浆砌片石重力仰斜式路堤挡土墙，墙高H=7m，墙上填土高a=2.5m，填土边坡坡度1:1.5（），墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1：0.2（），墙身分段长度为10m，初拟墙顶宽b1=3.4m，墙底（基底）倾斜脚，倾斜度tan=0.2，汽车荷载边缘距路肩边缘d=1m。2）设计荷载：公路I级荷载3)填料：砂性土，计算内摩擦角，墙背与填土

6、间的摩擦角，容重，。4）地基情况：地基容许承载力，基底摩擦系数。5）墙身材料：采用7.5号砂浆，25号砌浆片石，砌体容重，砌体容许压应力，容许剪应力，容许拉应力=60kPa；（二）要求完成的主要任务： 按公路路基设计规范（JTG D302004）“5.4 挡土墙”一节，采用极限状态设计法进行设计：（1）车辆荷载换算；（2）计算墙后主动土压力及其作用点位置；（3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算；（4）基础稳定性验算与地基承载力验算；（5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。B、沥青路面设计高速路面的宽度为42 m，硬路肩2*2.5 m，双

7、向4车道，交通量年增长率为9.1%，该路段路基属于干燥类型，土基回弹模量为E0=50MPa 沥青混凝土路面设计交通量如 表1车型黄河JN150交通SH141太脱拉138上海SH130辆/昼夜262083415011725（二）要求完成的主要任务：（1）确定路面等级和面层类型；（2）确定土基的回弹模量；（3）路面结构组合设计；（4）根据设计弯沉值计算路面厚度（对需进行厚度计算的结构层进行厚度计算，并进行各层底拉应力验算）。3.课程设计要求 要求综合应用有关基础课、技术基础课及专业课所学的知识，依照部颁有关设计规范，独立完成本设计中的各项设计任务。 掌握路面设计参数的选用及计算。 说明设计原则，考

8、虑设计问题的条件与原因，说明材料规格、施工技术、施工方法、程序、要求、质量控制标准等。设计图表中要有说明。 要求能独立的、认真的完成设计的内容，设计思想正确、合理，图纸清晰、正确，设计计算无误，文理通顺，字迹端正。设计文件要求设计部分：设计计算与说明书，内容包括：目录、设计内容简介、指导书、设计计算书等。提交设计要求的相关图纸。所提交的设计文件，应充分考虑施工的可行性，并注重经济性，选择最佳的设计方案。必要时可进行论证。路基路面工程课程设计指导书课程设计的目的和要求：课程设计是高等学校学生在校学习专业课得一个重要环节，也是学生综合运用所学知识解决实际问题和独立钻研的好时机。课程实际在教学上的要

9、求是：1. 培养综合运用所学知识、解决实际问题的独立工作能力；2. 系统巩固并提高基础理论课与专业知识；3. 掌握挡土墙、路面结构的设计计算方法；4. 了解路基路面整体设计与个体设计的有机联系；5. 提高与加强设计、计算、绘图及编制说明书的基本技能。（一）重力式挡土墙课程设计的步骤与方法：1. 研读挡土墙设计算例及路面结构设计与计算的有关例题；2. 认真分析设计任务书所提供的设计依据；3. 进行挡土墙设计计算；4. 进行车辆荷载换算；5. 利用所学知识中的相应公式，计算主动土压力，求出土压力的大小、方向及作用点；6. 设计挡土墙截面 先拟定墙身尺寸，然后进行：1） 抗滑稳定性验算；2） 抗倾覆

10、稳定性验算；3） 基底应力验算；4） 截面应力验算；7. 挡土墙截面尺寸的调整与选取（挡土墙截面尺寸要满足计算荷载及验算荷载的各项要求）；8. 画出选用的挡土墙横断面图，整理计算书等有关设计文件。（二）沥青混凝土路面课程设计的步骤与方法：1. 计算标准轴载的作用次数；2. 确定道路的交通分级，选定设计年限及车道系数；3. 计算使用年限内累计当量轴次；4. 确定容许回弹弯沉值 LR；5. 确定各路段干湿类型和路基与各层的回弹模量值；6. 进行路面结构组合设计；7. 按三层体系理论计算路面厚度，确定采用方案，并验算防冻厚度。8. 绘制路面结构图。重力式挡土墙设计计算书某一级公路，路基宽28m，拟设

11、计一段路堤挡土墙，进行稳定性验算。一、 计算资料1墙身构造：拟采用浆砌片石重力式路堤墙，见下图。墙高H=5.8m，填土高a=2.5m，填土边坡1：1.5（），墙背仰斜仰，倾角（1：0.2），墙身分段长度10m，初拟墙顶宽b1=3.4m，墙底宽B=3.9m。2车辆荷载：一级荷载3填料：砂土，容重，计算内摩擦角，填料与墙背的摩擦角。4地基情况：中密砾石土，地基容许承载力抗力，基底摩擦系数。5墙身材料：7.5号砂浆25号片石，砌体容重，容许压应力，容许剪应力，容许拉应力为60kpa.二、计算公式 采用路堤墙，破裂面交于荷载内的主动土压力计算公式 ， ， 三、计算与验算 1车辆荷载换算 当时，；当时，

12、 由直线内插法得：H=5.8m时， 换算均布土层厚度： 2主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） （1）破裂角由得： 验核破裂面位置：路堤破裂面距路基内侧水平距离： 荷载外边缘距路基内侧水平距离： 14+1=15m因为：2.111815，所以破裂面交于荷载内，假设成立（2）主动土压力系数K和 （3）求主动土压力及土压力的作用点 3稳定性验算 一般情况下，挡土墙的抗倾覆稳定性较容易满足，墙身断面尺寸主要由抗滑稳定性和基底承载力来控制，故选择基底倾斜1：5（）（1）计算墙身重G及力臂（取墙长1m计） 由力矩平衡原理 由力矩平衡原理： （其中：， , ）则： =2.9（2）抗滑稳定性验算 ， （）

13、 由于291.308 132.13，故满足抗滑稳定性的要求。（3）抗倾覆稳定性验算 故满足抗倾覆稳定性的要求 4基底应力与偏心距验算 1) 偏心荷载作用时，作用于基底的合力偏心距： 因为，故，故满足基底合力偏心距的要求。2) 基底应力验算 ，其中当基底有倾斜时：取 验算通过，所拟尺寸合理，可以使用。 沥青混凝土路面设计计算书一、设计资料高速路面的宽度为42 m，硬路肩2*2.5 m，双向4车道，交通量年增长率为9.1%，该路段路基属于干燥类型，土基回弹模量为E0=50MPa 沥青混凝土路面设计交通量如 表1 沥青混凝土路面设计交通量 表-1车型黄河JN150交通SH141太脱拉138上海SH1

14、30辆/昼夜262083415011725 二、设计1、沥青路面设计 （1）交通量的计算根据柔性路面设计弯沉值作为设计指标时计算的当量交通量由相关规定可以得出下表4，由得 表4车型交通量前轴（单轮）后轴总换算系数当量轴次前轴重（KG）轴数系数轮组系数换算系数后轴重（KG）轴数系数轮组系数换算系数黄河JN150262049.016.40.287101.6111.0711.3583558交通SH14183425.616.40.01755.1110.0750.09277太脱拉138150151.416.40.3542*802.210.8331.1871250上海SH130172516.5/23.0/

15、4885其中在路基路面工程查表12-1得t=15,r=9.1%，=0.45（2）确定土基回弹模量值 由设计资料可以得到其土基回弹模量值E0=50MPa（3）路面等级以及路面类型的确定由建设方要求其道路等级为高速公路，路面等级为高级路面，面层类型为沥青混凝土。（4）基层类型的确定 根据设计需要，基层设置如下 ：基层、底基层分别用6%的水泥稳定碎石和4%水泥石灰砂砾土。（5）确定路面结构层次、初拟各结构层厚度 查路基路面工程表12-3，参考其各材料的施工最小厚度，初步拟定厚度如图2所示 _细粒式密集配沥青混凝土 h1=3cm,E1=1400Mpa_ 粗粒式密集配沥青混凝土 h2=8cm,E2=10

16、00Mpa _ 6%水泥稳定碎石 h3=20cm,E3=600Mpa _ 4%水泥石灰砂砾土 h4=待求,E4=350Mpa _ E0=50Mpa 图2 初拟结构层以及其厚度（6）计算确定路面设计弯沉值ld根据路基路面工程1得Ac=1.0、As=1.0、Ab=1.0由此计算ld， 表3材料名称抗压回弹模量（MPa）弯拉回弹模量（MPa）劈裂强度（MPa）20C15C细粒试沥青混泥土140018001.4中粒试沥青混泥土120016001.0粗粒试沥青混泥土100014000.86%水泥稳定碎石60028000.64%水泥石灰砂砾土35015000.4（7）计算待求层厚度 根据=，求理论弯沉系数

17、由、代入数据，即、 计算基层高度h4 把此多层体系换算成三层体系，如下图3所示，计算方法如下：_细粒式密集配 h1=3cm,E1=1800Mpa沥青混凝土_ _ 粗粒式密集配 h2=8cm,E2=1400Mpa 细粒式密集配 h1=3cm,E1y=1800Mpa沥青混凝土 沥青混凝土_ _ _ 6%水泥稳定碎石h3=20cm,E3=600Mpa 粗粒式密集配 H=?,E2y=1000Mpa沥青混凝土_ 4%水泥石灰砂砾土h4=待求cm,E3=350Mpa _E0=50Mpa E0=50Mpa 图3 换算当量三层体系图（8）验算整体性材料层底部的最大弯拉应力确定各土层底部的容许拉应力 因有，则a

18、、 细粒式沥青混凝土的容许拉应力 ；b、 粗粒式沥青混凝土的容许拉应力 ；c、 6%水泥稳定碎石；d、 4%水泥石灰砂砾土 ； 其中为半刚性路面路面时，由车辆资料得到到的累计当量轴次，其由下表计算可以得到表5车型交通量前轴（单轮）后轴总换算系数当量轴次前轴重（KG）轴数系数轮组系数换算系数后轴重（KG）轴数系数轮组系数换算系数黄河JN150262049.0/101.6111.1351.1352974交通SH14183425.6/55.1110.0080.0087太脱拉138150151.4118.50.0902*80310.5030.593890上海SH130172516.5/23.0/387

19、1 确定各层层底拉应力（说明：计算层层底以上层的回弹模量E取弯拉回弹模量，而因为细粒式沥青混凝土同粗粒式沥青混凝土的弯拉回弹模量无给出，则选的抗压回弹模量，如计算层层底以下各层的回弹模量E取抗压回弹模量）a、确定细粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图；_细粒式密集配 h1=3cm,E1=1800Mpa沥青混凝土_ _ _粗粒式密集配 h2=8cm,E2=1400Mpa h=3cm,E1=1800Mpa h=3cm,E1=1800Mpa沥青混凝土 换算 计算得出_ _ _6%水泥稳定碎石h3=20cm,E3=600Mpa H=?,E2=1400Mpa H=29.09

20、cm,E2=1400Mpa_ _ _4%水泥石灰砂砾土h4=62cm,E3=350Mpa E0=50Mpa E0=50Mpa_ E0=50Mpa查表12-18，得，表明该层层底受弯曲压应力，自然满足要求。b、确定粗粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图；_细粒式密集配h1=3cm,E1=1800Mpa沥青混凝土_ _ _粗粒式密集配h2=8cm,E2=1400Mpa h=?,E1y=1400Mpa h=11.19cm,E1y=1800Mpa沥青混凝土 换算 计算得出_ _ _6%水泥稳定碎石h3=20cm,E3=600Mpa H=?,E2y=600Mpa H=33.

21、29cm,E2y=600Mpa_ _ _4%水泥石灰砂砾土h4=62cm,E3=350Mpa E0=50Mpa E0=50Mpa_ E0=50Mpa c、确定6%水泥稳定碎石层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图；_细粒式密集配h1=3cm,E1=1800Mpa沥青混凝土_ _ _粗粒式密集配h2=8cm,E2=1400Mpa h=?,E1y=2800Mpa h=29.41cm,E1y=2800Mpa沥青混凝土 换算 计算得出_ _ _6%水泥稳定碎石h3=20cm,E3=600Mpa H=62cm,E2y=350Mpa H=62cm,E2y=350Mpa_ _ _4%水泥石灰砂砾

22、土h4=62cm,E3=350Mpa E0=50Mpa E0=50Mpa_ E0=50Mpad、确定4%水泥石灰砂砾土层底的弯拉应力_细粒式密集配h1=3cm,E1=1800Mpa沥青混凝土_ _ _粗粒式密集配h2=8cm,E2=1400Mpa h=?,E1y=2800Mpa h=29.41cm,E1y=2800Mpa沥青混凝土 换算 计算得出_ _ _6%水泥稳定碎石h3=20cm,E3=600Mpa H=62cm,E2y=350Mpa H=62cm,E2y=350Mpa_ _ _4%水泥石灰砂砾土h4=62cm,E3=350Mpa E0=50Mpa E0=50Mpa_ E0=50Mpa课程设计参考资料（1）中华人民共和国行业标准. 公路路基设计规范（JTG D302004）.北京：人民交通出版社，2004（2）中华人民共和国行业标准. 公路沥青路面设计规范（JTG D502006）.北京：人民交通出版社，2006（3）中华人民共和国行业标准. 公路水泥混凝土路面设计规范 （JTG D402002）.北京：人民交通出版社，2002（4）中华人民共和国行业标准. 公路工程技术标准(JTG B01-2003). 北京：人民交通出版社，2003（5）邓学钧.路基路面工程. 北京：人民交通出版社，20教师评语：文档来源网络，版权归原作者。如有侵权，请告知，我看到会立刻处理。20