路基路面计算书

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1、路面设计1沥青路面设计原那么1路面构造设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经历，将路基路面作为一个整体考虑，进展综合设计；2在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原那么进展路面设计方案的技术经济比拟，选择技术先进，经济合理，平安可靠的方案；3应结合当地实践根底，积极推广成熟的科研成果，积极、慎重地运用行之有效的新材料、新工艺、新技术；4路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护、自然生态的平衡，有利于施工、养护工作人员安康与平安；5为确保工程质量，应尽可能选择有利于机械化、工厂化的设计万案；6对于地处不良地基的路段，为了

2、适应路基沉降、稳定周期较长的特点，路面构造可以遵循“一次设计，分期修建的方案，即在路基沉降、稳定期3-5年，根据交通量增长规律，分几次修建，最终实现设计的目标，这样既适应交通量不断增长的需要，又提高了投资效益，最终保证了路面构造质量到达规定要求。2沥青路面构造层设计2.1 设计原始资料：拟修建一条一级公路，根据调查研究预计通车后，公路沿线年交通量平长增长率丫=6%。土质为粘性土，土基回弹模量E35.5Mpa。试按设计弯沉控制，设计路面结果。计算设计年限一个车道的累计当量轴次，确定设计弯沉，路面拟采用沥青混凝土面层，设计年限为15年。交通量表车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距m父通里太湖XQ

3、64133671双-560东风AS141DL2568.31双一300黄河JN15049.00101.601双一540交通SH36160.00110.002双3120长征XD16042.685.22双33252.2 轴载分析轴载计算路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载1以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算：轴载换算采用如下的计算公式：四车道的车道系数是0.40.5,取0.45:435kPnc1c2niip其中：N一标准轴载当量轴次，次/日；ni一被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；P一标准轴载，kN;Pi一被换算车辆的各级轴载，kN;K一被换算车辆的类型数；C

4、2一轴载系数，G11.2(m1),m是轴数。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时,应考虑轴数系数；C1一轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1,四轮组为0.38。轴载换算计算表车型轴载C1C2nNi太湖XQ641CA10B、之，刖33115604.50后671198.0东风AS141DL、之，刖25113000.7后68.311106.6黄河JN150、之，刖49.001154024.2后69.2011108.8交通SH361、之，刖49.00111205.38后101.6012.2282.87长征XD160、之，刖59.501115015.6后115.0012.26

5、06.1黄海DD690、之，刖50.001132515.9后55.101248.6N=1316.55注：轴载小于25KN的轴载作用不计累计标准当量轴次车型轴载PiC1C2CgnSi/p)8太湖XQ641CA10B、之，刖33115600后671122.7东风AS141DL、之，刖25113000后68.31114.2黄河JN150、之，刖49.00115400后69.201128.39交通SH361、之，刖49.00111200后101.6013408.7长征XD160、之，刖59.50111502.356后115.00131376黄海DD690、之，刖50.00113250后55.10138

6、.16N=1988.3轴载小于50kn的轴载作用不计累计当量轴次Ne365 1 t 1N11536510.0611316.550.450.065033273.20.45,确定路面等级由创青路面设计规 累计当量轴次?表A1可查得四车道的车道系数为 0.4-0.5,取1Ne365 1510. 0611988.3365 0. 450. 059121711912 万次 400 万次由以上数据可知路面等级应为高级，面层类型为沥青路面3初拟构造组合和材料选取由表A1可查得一级公路的沥青层推荐厚度为初拟构造层如下所示：面层细粒式沥青混凝土4 cm1015 cm,取 15 cm,中粒式沥青混凝土5 cm粗粒式

7、沥青混凝土6cm基层水泥稳定碎石20_cm底基层水泥石灰稳定砂砾25cm土基4各层材料的抗压模量与劈裂强度查规得各层材料的抗压模量和劈裂强度，抗压模量取20C的模量,各值均取规围的中值，因此得20c的抗压模量，统计结果如下表：路面材料指标材料种类抗压模量MPa劈裂强度MPa细粒式沥青混凝土14001.2中粒式沥青混凝土12001.0粗粒式沥青混凝土9000.8水泥稳定碎石15000.6水泥石灰稳定砂砾5500.42.3设计指标确实定该路段处于R4区，为粘性土由规查得，当路基处于枯燥状态时，粘质土的平均稠度为1.0,查表得土基回弹模量为35.5MPa。对于一级公路，T青路面设计规密求以设计弯沉值

8、为设计指标，并进展层底拉应力验算1设计弯沉值该公路为一级公路，公路等级系数Ac取1.0,面层是沥青混凝土，面层类型系数As取1.0,半刚性基层，底基层的总厚度大于20cm,所以基层类型系数与取1.0。由沥青规公式0.2ld600NeAAA0.260050332731.01.01.027.40ld-NeAc设计弯沉值一设计年限累计0.01mm当量轴载通行次数;As公路等级系数，高速公路、一级公路为1.1,但、四级公路为1.2。-面层类型系数，沥青混凝土面层为冷拌沥青碎石、沥青外表处治为1.0,二级公路为1.0,热拌沥青碎石、1.1。Ab路面构造类型系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为1.0,柔性

9、基层沥青路面为1.6。2各层材料的容许层底拉应力spR仁sp-路面构造材料的极限抗拉强度路面构造材料的容许拉应力，MPa；即该材料能承受设计年限Ne次加载的疲劳弯拉应力Ks抗拉强度系数。MPa；细粒式沥青混凝土:1.2R0.447MPaKs2.683中粒式沥青混凝土:sp1.0KS2.6830.372MPa粗粒式沥青混凝土:spRK；0.82.6830.298MPa水泥稳定碎石:Ks0.35Ne0.11Ac0.3550332730.11(1.9111.0sp0.6-0.314MPa1.911水泥石灰稳定砂砾:Ks0.45Ne0.110. 4550332730.112.4571.0sp0. 42

10、.4570.162MPa设计指标汇总表材料名称厚度2h(cm)0BMPa15cMPa容许拉应力细粒式密级配沥青混凝土4140020000.447中粒式密级配沥青混凝土5120016000.372粗粒式密级配沥青混凝土690012000.298水泥稳定碎石20150015000.314水泥石灰稳定砂砾255505500.1624.2.4路面构造验算路面构造设计采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进展计算，路面荷载及计算点如下图。路面构造设计以路面容许回弹弯沉值和构造层底拉应力作为设计指标进展验算。构造厚度设计应满足构造整体承载力与抵抗疲劳开裂的要求。确定设计层厚度及层底弯拉应力验算1

11、确定设计层厚度路表设计弯沉值按以下公式计算：Is 10002p- cFEi7-5F1.63()0.38(邑)0.362000 p7-6式中：Is路面实测弯沉值0.01mm；F弯沉综合修正系数;p标准轴载的轮胎压强。；标准轴载单轮轮迹当量圆半径;理论弯沉系数。求得的1d =27.4mm查资料可得p=0.7Mpa,=10.65cm令实际弯沉值IsId那么弯沉综合修正系数IsF 1.63(-2000)0.38( E0)0.3627.41.63 (2000 10.65P、0.38, 40、0.36)()0.5580.7故理论弯沉系数IsEi27,4 1400c2000p F 2000 0.7 10.6

12、5 0.54.61我国沥青路面设计规中以路表弯沉值为设计或验算指标时，设计参数采用抗压回弹模量，对于沥青混凝土试验温度为20C,将多层体系照弯沉等效的原那么换算为按三层体系，如图7-2所示：E 产1400 Mpa. h -kmE2=1200MpEa-1000 MpaE4 =1500 Mpah 产2kmE 厂 l OflQ MpaE c =40 XlpaE i =1400 Mpa h 】=4eE : =1200 Mpa HE :=40 Mpa图7-2三层体系转换图一那么中层厚度H的换算公式为:Hh2624 而 h42.4而 252.4 而 , 12001200. 1200(5 6*0.9268+

13、 /1.0974+18.06) cm5400033 E21200 0.033 日12000 85771400 0.857，查三层体系外表弯沉系数诺谟图可得K11.375,6.5由计算理论弯沉的公式可得：cK1K2故K24.61K1 6.5 1.3750.5158查诺谟图可得H/5.2,故H5.210.6555.38cmH28.621.097h455.38cm由此可解得：1%24.39cm取25cm。2验算各材料层层底弯拉应力由于设计公路为高速公路，故对沥青混凝土面层、半刚性基层、底基层都应进展拉应力的验算。a验算沥青混凝土面层底面的弯拉应力我国沥青路面设计规中以构造层层底弯拉应力为设计或验算指

14、标时，设计参数采用抗压回弹模量，对于沥青混凝土试验温度为15C,将多层路面按照拉应力相等的原那么换算为弹性三层体系，如图7-3所示：E 广?000 Mpah1-4cmE:-1800 Mph，5cmE 3=1200 Mpa=6tmh 4 =25cmE$=1000 Mpab27cmEc=40MpiEj =1200 Mpa hE: =40 Mpi图7-3三层体系转换图5Hk 42501500150033.19 cm15.602cmh:睹唯里44旃541600641200,1200,12001,1200由三9面弯拉应力系数计算诺谟图可得：pm1m2h16.11465E2150012510.651.46

15、5E112001.25E040003H42.23116E215000.0310.653.116查诺谟图可得：0故沥青混凝土面层底面的最大拉应力pm1m20MPaR=0.298MPa,满足要求。b验算半刚性基层底面的弯拉应力将多层路面按照拉应力相等的原那么换算为弹性三层体系，如图7-4所示:E产2000强）a瓦，4cmE=-1800Mph=-5cniE,=1200Mpaha=6cmE广15伽Mpah4=25mE1000Mpah$=27cmEo=4OMpaE.=1500MpahE-=1000MpaHE尸0Mpa图7-4三层体系转换图三25儒40.569cm5Hk525cm由三层体系中层底面弯拉应力

16、系数计算诺谟图可得:h40.2.3809E21000036710.653.809Ei1500E0E24010000.072H2710.652.347查诺谟图可得:0.28 叫1.11n2 0.54故半刚性基层底面的最大拉应力pn1n20.70.281.110.540.1174MPaR=0.314MPa,满足要求。c验算底基层底面的弯拉应力将多层路面按照拉应力相等的原那么换算为弹性三层体系，如图7-5所示:EjlOOCMpa HE ；=40 Mpa.Ei-1500MpihEz-1200MpaE4-1500J)ah4-25emE;-=lXX)Mpah5-27craE：=40Mpa图7-5三层体系转

17、换图四h412001500H25cm由三层体系中层底面弯拉应力系数计算诺谟图可得：pn1n2h40.210.653.809E2E1100015000.367E0E24010000.072H2710.652.347查诺谟图可得：0.28nl1.11n20.54R= 0.162MPa ,满足要求。故半刚性基层底面的最大拉应力pn1n20.70.281.110.540.1174MPa1 .路表弯沉值验算轮隙中心处A点路表计算弯沉值Is小于或等于设计弯沉值ld,即:lsld通过Hpds软件计算结果得到路表弯沉值ls为25.20.01mm。满足设计要求ls=25.2ld=27.2 .层底拉应力验算轮隙中

18、心C点或单圆荷载中心处B点的层底拉应力m应小于或等于容许拉应力r,即：根据Bisar口计算结果确定层底拉应力mR是否满足。验算结果如下表。路面厚度设计结果构造层材料抗压粳里(MPa)厚度(cm)层底拉应力(MPa)容许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土14004-0.2280.445中粒式沥青混凝土12005-0.0530.375粗粒式沥青混凝土9006-0.0410.300水泥稳定碎石150020.1260.298水泥石灰稳定砂砾550250.0780.154土基40按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 27.4 (0.01mm)H( 4 )= 200 mmH( 4 )= 250 mmLS= 28

19、.4 (0.01mm)LS= 25.2 (0.01mm)H(4)=220mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H( 4 )= 220 mm(H( 4 )= 220 mm(H( 4 )= 220 mm(H( 4 )= 220 mm(H( 4 )= 220 mm(弟弟弟弟弟层底面拉应力计算满足要求 层底面拉应力计算满足要求 层底面拉应力计算满足要求 层底面拉应力计算满足要求 层底面拉应力计算满足要求) ) )最后得到路面构造设计结果如下细粒式沥青混凝土4cm中粒式沥青混凝土5cm粗粒式沥青混凝土6cm石灰土稳定碎石25cm水泥石灰稳定砂砾25cm土基路基设计路基防护与加固工程一、路基组成路

20、基由三局部建筑物构成路根本体、路基防护和加固建筑物、路基排水设备。1路根本体是指各种断面形式中的填挖局部，即直接铺设轨道构造并承受列车荷载的局部。例如：路堤、路堑等承重的主体建筑物2路基排水设施排除地面水的排水沟、侧沟、大沟；排除地下水的排水槽、渗水暗沟、渗水隧洞等3路基防护和加固建筑物挡土墙、护坡等二、路基设计的一般要求综合设计，包括选择适宜的路基横断面形式和各项附属设施。设计要符合环保、地质、水文等要求；地质条件、地址参数明确；防止高路堤与深路堑；提倡采用成熟的新技术、新材料和新构造；符合经济性的要求典型横断面：路堤：指用岩土填筑而成的构造物。路堑：指全部在原地面开挖而成的构造物。半填半挖

21、横断面：指原地面横坡度较大，且路基较宽，往往需要一侧挖，一侧填筑而成的构造物。较多适用于山区、丘陵区。三、般路基设计包括如下容:1、选择路基横断面形式，确定路基宽度与高度；2、选择路基填料与压实标准；3、确定边坡形状与坡度；4、路基排水系统布置与排水构造设计；5、坡面防护与加固设计；6、附属设施设计路基横断面设置路基设计宽度根据设计通行能力和交通量大小而定，一般每个车道宽度为3.50-3.75m,。城镇近郊和技术等级高的公路，路肩尽可能宽，一般13m,并铺筑硬路肩，以保证路面行车不受干扰。公路等级为一级，车道数为四车道，车速为100km/h四车道的路基宽度一般值为26m,最小值为24m,取设计

22、车道宽度为3.75m,得总车道宽度为3.75X4=15m,取左右硬路肩宽:93;当路堤高96。度各为3m,土路肩0.75m,中央分隔带宽度为3.5m,总计26m。路堤基底应在填前应进展压实，其压实度重型应方度小于路床厚度80cm时，基底压实度不宜小于！当路床填料CBR值达不到设计要求时，可采用石灰等固化材料改善或换填处理。半填半挖及路线纵向填挖结合处，先在填方一侧地面线开挖台阶，台阶宽度1.02.0m,向倾斜2%4%横坡，一直开挖台阶至挖方断面，并夯实。填方路基地面横坡陡于1:5时，亦作同样处理。纵向填挖衔接处应设置过渡段，过渡段宜采用较好的砂砾土、砂类土、碎石填筑四、路基的排水设计的布置1

23、.在路面平面图上绘出必要的路堑坡顶线和路堤坡脚线，标明路侧弃土堆和取土坑的位置等。2 .在路基的上侧山坡上设置截水沟拦截地表径流。为提高截留效果，减少工程造价，截水沟宜大体沿等高线布置。路堑上侧有弃土堆时，弃土堆应该连续而不中断，并在其上方设置截水沟。下坡一侧的弃土堆，应每隔50100设不小于1m宽的缺口，以利于排水。3 .在路基两侧按需要设置边沟或利用取土堆聚集并排除道路外表的水，已使路基经常保持枯燥。4 .讲截水沟引排到制定的低地河沟或桥涵等处排水沟应力要求短捷离路基尽可能远些。并与其他排水通道相连。5 .选定桥涵的位置，使这些沟渠同桥涵连成排水网络。对穿过路基的河沟，应设置桥涵，不要轻易

24、改沟并涵。6 .假设有地下水危害路基，应设地下排水设施，并与地面排水系统协调配合。路面排水设计路面采用分散排水方式，路面水由路拱横坡直接流出。填方段路面水顺边坡流至坡脚外边沟，挖方路段路面水流至边沟，由边沟引至自然沟渠及附近桥梁、涵洞；中间带设置纵向盲沟路基排水设计一般填方路基地段，在边坡外1米处设置80cmX80cm的梯形边沟见排水设计，挖方路堑段设置现浇C20矩形混凝土边沟，在主线与其他道路穿插口处根据实际地形及排水需要设置60X60矩形盖板边沟，两种沟型衔接处应顺直圆滑，沟底纵坡视实地情况而定，必须利于排水；在高挖方路段大的坡顶不小2.防护工程设计填方路段局部设置挡土墙防护，填方边坡采用

25、拱形护坡防护，穿塘路段边坡采用浸水护坡。根据实地情况及挖方边坡高度，对路堑边坡进展植草皮、种草及撒草籽防护等防护方式1.植物防护植物防护是利用植被覆盖坡面，其根系能够固结地表土，以防水土流失。主要是用于植物容易生长的土质，植物防护用于种草、铺草皮、植树等方法。铺草皮用于坡度缓于坡度1;1的边坡，植树适用于坡度缓于1:1.5的边坡。路基填土高度H3m,时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当3H04m时，设置单层衬砌拱，当4H06m时，设置双层衬砌拱，拱铺设草坪网布为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱局部的护坡道也做铺砌，并设置20号混凝土预制块至边沟侧。20号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用5cmx30cmx50cm的长方体预制块，拱圈局部采用5cmx30cmx65cm的弧形预制块圆心角30度，径125cm,外径130cm，预制块间用7.5号砌浆灌注。3坡面防护桥梁两端各10cm及挖方路段采用浆砌片石满铺防护，路基两侧边沟全部浆砌片石满铺防护，厚25cm。4冲刷防护路线经过鸣河河岸地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形根底，浆砌片石护坡厚30cm,下设10cm砂垫层，根底埋深60cm，底宽80cm,个别小的河塘全部填土。