(整理)路基路面工程课程设计指导书

路基路面工程课程设计指导书
1 课程设计的思想、效果及课程目标
路基路面的课程设计是对路基路面工程课堂教学的必要补充和深化，通过设计让学生可以更加切合实际地和灵活地掌握路基路面的基本理论，设计理论体系，加深对路基路面设计方法和设计内容的理解，进而提高和培养学生分析、解决工程实际问题的能力。

课程设计分路基设计和路面设计两部分内容。

以教师提供的设计资料为主，学生在查阅相关文献资料的基础上，结合当地的气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件，拟定路基路面的设计方案，对路基的稳定性、路面结构厚度的计算和验算。

课程设计要求设计计算条理清晰，计算的方法和结果能符合我国现阶段路基路面设计规范的要求。

课程设计方式是在教学周内安排2周独立进行课程设计，安排指导老师专门指导。

2 课程内容
本课程设计分路基工程课程设计和路面工程课程设计。

2.1 路基工程课程设计
路基课程设计是以挡土墙设计为主的设计内容。

（一）设计资料
某新建公路K4+145~K4+325路段采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料列于下：
1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽12m，路面宽7.5m。

2．车辆荷载，公路－I级。

3．K4+285挡墙横断面布置及挡墙型式如图1所示
γ18KN/m3，计算内摩擦角φ=32，填料与墙背间4．填料为砂性土，其密度=
的摩擦角δ=2/φ。

5．地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力[]0σ=480Kpa，基地摩擦系
数为f =0.55。

7．墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22KN/m 3，砌体容许压应力为[]620=a σKpa ，容许剪应力[τ]=120Kpa ，容许拉应力[wl σ]=65 Kpa 。

图1 K4+285挡墙横断面布置及挡墙型式示意图（H,a,b 只是参考，都可以自拟）
（二）具体要求
挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，其中挡土墙横断面设计以K5+365横断面设计为例。

大致步骤如下：
1．挡土墙平面、立面布置
2．挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸（图1供参考）； 3．计算主动土压力；
4．验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性； 5．验算基底应力及偏心距； 6．验算墙身截面强度； 7．编写设计说明书。

（三）设计完成后应提交的文件 1．设计计算说明书。

2.2 路面课程设计
（一）沥青路面设计设计资料
东北某地（III2）拟建二级公路，全长50km（K1～k51），均采用沥青类路面，其中K14＋300～k20＋230路段为老路改造，采用补强措施，有关资料如下：
1．公路技术等级为二级公路，路面宽度为8.50m。

2．交通状况，经调查交通量为3800辆/日，交通组成如表2所示，交通量年平均增长率γ= 8.5%。

该路沿线可开采砂砾、碎石，并有石灰、水泥、粉煤灰、沥青供应。

请设计合适的半刚性沥青路面结构。

交通组成表1
汽车参数表2
3．路基土质为粘性土，干湿状态为潮湿，道路冻深为160cm。

4．K14＋300～k20＋230路段原路面为沥青路面，沥青面层厚度h＝4cm，路面实测弯沉值分别为：72、81、78、64、66、65、68、75、72、71、66、73、68、77、74、74、81、82、78、79（0.01mm）等共20测点，弯沉测定采用标准轴载，测定时路表温度为27.5℃，前5小时的平均温度为25℃（注：季节影响系数以k l=1.08，温度影响系数K2=1.0）。

（二）设计要求
1、设计方法与设计内容
（1）根据自然区划、路基土类型和地下水位高度，确定土基回弹模量值；
（2）计算设计年限内一个车道的累积当量轴次和设计弯沉值；
（3）根据设计资料，确定合适的面层类型（包括面层材料级配类型）；
（4）拟定可能的路面结构组合与厚度方案，确定各结构层材料的计算参数；
（5）根据《公路沥青路面设计规范》验算拟定的路面结构；
2、设计要求
（1）总体要求：根据设计资料，初步拟定路面方案；
①沥青路面采用手工计算和计算机计算两种方式，并分析其结果、说明理由；
②拟定几种沥青路面厚度，采用软件计算，分析沥青面层变化对基层厚度的影响，基
层厚度变化对底基层厚度的影响；
（2）要求计算每种代表车型的轴载换算系数（共两种：一种以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时的轴载换算系数；另一种为进行半刚性基层层底拉应力验算时的轴载换算系数）。

（3）拟定的路面结构方案，应明确标示出每种材料的名称、厚度和设计时使用的模量值。

并列出路面结构验算过程。

（3）补强设计为选作内容。

（三）提交的设计文件
1．路面结构图；
2．设计计算说明书；
附：沥青路面验算所需诺谟图
（二）、水泥混凝土路面的设计资料
某新建高速公路自然区域划分为V3 区，为双向四车道。

沿线土质为黏质土，路基平均填土高度为2.7m ，地下水位为1.9m，为干燥状态，基准期为30年，预测交通量增长率为8%。

临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.2.
交通组成(次/日) 表1
汽车参数表2
（1）计算标准荷载的作用次数，确定交通分级，选定设计年限及轮迹横向分布系数，计算设计使用年限内累计当量轴次。

（2）初拟定路面结构，包括结构层次、类型和材料组成，各层的厚度、面板平面尺寸和接缝构造。

（3）确定材料参数，确定混凝土的设计弯拉强度和弹性模量，基层、垫层和路基的回弹模量，基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量。

（4）计算荷载疲劳应力
a 查应力计算图得最大荷载应力
b 定接缝传荷系数，疲劳应力系数，综合系数
c 计算荷载疲劳应力
d 计算温度应力
（7）由自然区划选最大温度梯度，按路面结构和板平面尺寸计算最大温度梯度时的翘曲温度应力，最后计算温度疲劳应力。

（8）检验初拟路面结构
如不满足，重拟路面结构，重新计算，知道满足要求为止。

计算厚度取整至厘米。

（9）画出最后选定的路面结构图。