路基路面挡土墙设计

目录

道路工程课程设计任务书（附页） (2)

第一部分挡土墙设计 (3)

一．设计资料 (3)

二．设计参数 (3)

三．车辆荷载换算 (3)

四．考虑车辆荷载作用时的土压力计算 (5)

五．设计挡土墙截面 (6)

第二部分高级路面设计 (9)

设计资料 (9)

第一章新建沥青路面结构设计 (9)

第二章改建沥青路面结构设计 (12)

第三章新建水泥混凝土路面结构设计 (15)

一．交通分析 (15)

二．初拟路面结构 (16)

三．路面材料参数确定 (16)

四．荷载疲劳应力计算 (17)

五．温度疲劳应力计算 (17)

六．设计结果 (18)

参考文献 (19)

道路工程课程设计任务书（附页）

一、挡土墙设计：

设计资料：

1.浆砌片石重力式路堤墙，墙身高5米，墙身分段长度10米，原地面横坡度1∶8。

2.公路等级二级，车辆荷载等级为公路－II级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。

3.墙背填土容重γ＝17kN／m3，计算内摩擦角Φ＝35°,填土与墙背间的内摩擦角δ＝Φ/2。

4.地基为石灰岩，容许承载力f＝450kPa，基底摩擦系数μ＝0.55。

5.墙身材料5号砂浆砌30号片石，砌体容重24kN／m3，砌体容许压应力[σa]=450kPa，容许剪应力[τ]＝100kPa，容许弯拉应力[σwl]＝60 KPa。

根据设计资料进行挡土墙设计。

二、路面设计：

参数如表2所示，交通量年平均增长率γ=5%。

路基土质为红粘性土，干湿状态为潮湿。

公路技术等级为一般二级公路，设计时速为60Km/h，路基宽度为10m，路面宽为7.0m。

路基土回弹模量为E0＝34 Mpa。

三、设计成果：

设计结束后，提交设计说明书一份，挡土墙设计图、路面设计图各一张（3号图）

第一部分挡土墙设计

一．设计资料：

1.浆砌片石重力式路堤墙，墙身高5米，墙身分段长度10米。

2.公路等级二级，车辆荷载等级为公路－II级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组

合I 、II 。

3.墙背填土容重γ＝17kN ／m 3，计算内摩擦角Φ＝35°,填土与墙背间的内摩擦角δ＝Φ/2。

4.地基为红粘土，容许承载力f ＝450kPa ，基底摩擦系数μ＝0.55。

5.墙身材料5号砂浆砌30号片石，砌体容重24kN ／m 3，砌体容许压应力[σa ]=450kPa ，容许剪应力[τ]＝100kPa ，容许弯拉应力[σwl ]＝60 KPa 。

根据设计资料进行挡土墙设计。

二．设计参数：

(1)设计挡土墙高度 H=5.0m ；

(2)墙上填土高度a=3.0m ；

(3) 填土边坡坡度为1:1.5；

(4) 墙背仰斜坡度1:0.3；

(5) 墙背填土计算内摩擦角Φ＝35°； (6) 填土与墙背间的摩擦角填土与墙背间的内摩擦角δ＝

Φ/2=17°30’；

(7)路肩宽取0.5m ；

(8)墙背与竖直平面夹角：241630.0arctan '︒-=-=α 三．车辆荷载换算：

1．试算不计车辆荷载作用时破裂破裂棱体宽度B 0； (1)假定破裂面交于荷载内

8435'︒=++=δαϕψ；不计车辆荷载作用m h 00=；

计算棱体参数A 0、B 0：

00011

(2)()(2)22

A a H h a H H H h =+++=+=21(3+5+0)(3+5)=32

)

4216tan()065(521

05.4321tan )22(21)(21'000ο-++⨯⨯-+⨯⨯=++-++=αh a H H h d b ab B =15

4688.0)

035()35()2416tan()325(505.43)

2)((tan )22()(2000=++⨯+'︒-⨯⨯+⨯-+⨯=

+++++-++=

h a H a H h a H H d b h ab A α

路堤墙计算图式

8781

.0)4688.08435(tan )8435tan 35(cot 8435tan )

)(tan tan (cot tan tan =+'︒⨯'︒+︒+'︒-=++±-=A ψψφψθ 则：'1741ο=θ

根据θ值计算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B ：

m

b

H a H B 02.15.4)2416tan(58781.0)35(tan tan )(=-'︒-⨯+⨯+=--⨯+=αθ 由于路肩宽度d=0.5m

坡顶破裂面距墙踵：(H+a )tan θ=(5+3)tan('1741ο)=7.02m; 荷载内边缘距墙踵：-Htan α+b+d=-5⨯tan(-'4216ο)+4.5+0.5=6.50m; 荷载外边缘距墙踵：-Htan α+b+d+0b =6.5+5.5=12.00m;

因为6.50m<7.02m<12.00m,因此可知破裂面交与荷载内侧，故假设成立。 2．布载，换算土层厚度

查阅《公路工程技术标准(JTG+B01-2003)》可知：公路-II 级基本相当于汽车-20级车辆荷载。车辆荷载布置图可知道：汽车-20级时，L 0=3.0+1.4+7.0+1.4=12.8m. 则挡土墙的计算长度：L=L 0+(H+2a )tan ο30

=12.8+(5+23⨯)tan ο30

=19.15m

19.15m>10.00m,挡土墙的计算长度取值10.00m.

由于在不加荷载时破裂棱体宽度B=1.02m ，路肩宽d=0.5m ，所以可以知道车辆荷

载有一半进入了破裂棱体范围，所以∑Q=KN 27555021

=⨯.

换算土层厚度：0h

m BL Q h 00.115

02.118275

0=⨯⨯=∑=

γ 四．考虑车辆荷载时作用时的土压力计算 1．计入0h 求算破裂棱体的宽度

(1)计算棱体参数A 0、B 0：

40)53()00.1253(2

1

))(2(2100=+⨯⨯++⨯=+++=H a h H a A