(整理)路基路面课程设计示例
《路基路面工程》课程设计示例
一、设计条件
1.气象资料
该路所处自然区划为Ⅴ3区，项目区内气候属亚热带湿润季风气候区,气候干燥炎热,冬无严寒,少云多日照,年平均气温15.3～19.6℃, 年月平均最高气温26.90℃，月平均最低气温5.70℃。
雨水充沛,雨季主要集中在4～10月，雨量多集中在1100～1300mm之间,年平均降雨量为1179.90mm。灾害性气候主要为干旱和暴雨。
全线皆可常年组织施工。
2.地质资料
该区土质表层为素填土层，厚度0.4～2.0m，其下层为碎石土及粘土层，厚1.0～15m。路基填土高度约为2.5m。地下水埋深为2.0～5.0m。公路沿线有丰富的砂砾，附近有小型采石场和石灰厂，筑路材料丰富。路面所用水泥和沥青均需外购。
3.地震基本烈度
本项目沿线地震烈度相当于Ⅵ度区，属基本稳定至稳定区。
4.交通资料
根据最新路网规划，近期交通组成与交通量见下表1-1，交通量年平均增长率见表1-2：
近期交通组成与交通量【表1-1】
交通量年增长率γ（表1-2）
二、设计要求
1.设计中学生学生应在独立思考的基础上有方向、有目的的查阅有关文献资料。
2.学生应根据设计进度要求，提交设计成果。
3.设计结束时，应提交完整的设计说明书（包括计算书）和设计图纸。
设计说明书主要介绍设计任务概况、设计标准、设计思路、设计原则、设计方案的比较和说明、设计工作概况、工作的特点和难点、主要技术问题与解决办法，以及主要技术资料。要求用A4白纸，使用钢笔书写，做到工整、准确、清晰、精炼。
设计图纸应根据工程制图标准绘制，做到正确、丰满、美观、整洁。
设计内容
1.根据交通资料确定道路和交通等级。
2.进行路基路面结构方案设计，至少包括1个比较方案。
3.路基设计部分包括对原地面的处理，路基填料的选择，路基干湿类型的确定及土基的回弹模量
的确定过程。
4.对确定的路基路面结构进行详细设计，包括路面类型的选定，路面结构层材料参数的选取，进
行路面结构的厚度计算。
5.对所选定路线的路基路面结构方案绘制路基标准横断面图，结构层设计图。
6.进行附属工程设计，主要包括绿化、排水等设计。
7.根据设计情况可能做的其他工作。
三、交通资料
根据课程设计任务书【表1-1】，查书表2-1得：
近期交通组成、交通量，及不同车型的交通参数【表4-1】
四、换算交通量
1.计算各车型载重量：
1)19.40 + 60.85 = 80.25kN = 8.025t
2)49.85 + 100.00 = 149.85kN = 14.985t
3)23.70 + 69.20 = 92.90kN = 9.290t
4)33.00 + 72.00 = 105.00kN = 10.500t
5)51.40 + 2╳80.00 = 211.40kN = 21.140t
6)50.20 + 104.30 = 154.50kN = 15.450t
7)25.75 + 59.50 = 85.25kN = 8.525t
8)45.50 + 86.50 = 132.00kN = 13.200t
9)50.00 + 90.00 = 140.00kN = 14.000t
2.折算交通量
折算交通量【表5-1】
合计交通量 = 4350 （辆/日）
3.计算年均增长率，确定道路等级
根据设计任务书表2，规定设计年限T = 20年，计算式为：
计算得：
20年远景设计交通量为：
由《道路勘测设计》查得道路等级为：二级公路，双向四车道
五、路基设计
1.原地面的处理
采用换填土层法，将基底下一定深度范围的是软土层挖去，换以强度较大的碎石，并予以压实。
2.路基填料的选择
由题知，此地区土质是素填土层，下层粘性土，公路沿线有小型采石场和石灰厂，并查书表6-10，可选用粒径10~15cm的碎石和适量石灰拌合作为路基填料
路基干湿类型的确定
由设计任务书知，该区为区，粘性土，路基填土高度约为H=2.5m，地下水埋深为2.0~5.0m。查书表3-3得该区域，，，可画出路基临界高度与干湿类型示意图。由示意图可知路基属于干燥类型。
3.土基回弹模量的确定
查书表3-4，知V区干燥状态的粘质土的，取。
查书表11-16，确定区粘质土时的土基回弹模量为39.5MPa，采用重型击实标准，提高20%，，因此取土基回弹模量。
4.路基压实
查书表15-36，初压采用钢筒式压路机以3km/h的速度匀速压实，复压采用钢筒式压路机以4km/h的速度匀速压实，终压采用钢筒式压路机以5km/h的速度匀速压实。
六、初拟路面结构组合
1.初拟采用三种路面结构
A方案：半刚性基层沥青路面；
B方案：混合式基层沥青路面；
C方案：水泥混凝土路面。
2.根据交通状况，结构层的最小施工厚度等因素综合考虑，初拟各结构层厚度如下：A方案：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土5cm + 粗粒式沥青混凝土8cm + 水泥稳定碎石基层25cm + 二灰土底基层，以二灰土为设计层。
B方案：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 大粒径沥青碎石7cm + 二灰稳定砂砾基层 + 天然砂砾垫层16cm，以二灰稳定砂砾为设计层。
C方案：水泥混凝土面层板+ 水泥稳定粒料基层+ 石灰粉煤灰稳定土垫层
3.确定设计参数
按照规定，查书表11-18、11-19，得20℃的沥青混合料和其他结构层材料的抗压回弹模量，15℃沥青混合料和其他结构层材料的弯拉回弹模量值，以及沥青混合料15℃弯拉强度和半刚性材料的弯拉强度值。列于下表：
路面结构层设计参数【表7-1】
七、
计算标准轴载累计交通量，确定交通等级
1.用于弯沉验算和沥青层弯拉应力验算的
根据【表4-1】并计算得：
计算表【表8-1】
根据公式计算：
查书表11-10，取
，又知
，，计算得：
2.用于半刚性基层弯拉应力验算的
根据【表4-1】并计算得：
计算表【表8-2】
根据公式计算：
计算得：
3.根据计算结果，查书表11-11，确定交通等级为中等交通。
八、路面结构详细设计 A方案
A方案：
细粒式沥青混凝土3cm
中粒式沥青混凝土5cm
粗粒式沥青混凝土8cm
水泥稳定碎石基层15cm
二灰土底基层（设计层）
细粒式沥青混凝土 3cm
中粒式沥青混凝土 5cm
粗粒式沥青混凝土 8cm
水泥稳定碎石基层 15cm
二灰土底基层（设计层）
土基
A方案路面结构层设计参数【表9-1】
A方案路面结构层厚度设计
1.计算确定设计弯沉
根据公式，并查得二级公路， 1.0，，得：
2.计算确定容许弯拉应力
根据公式，其中：
（用于沥青层）
=（水泥碎石，二灰砂砾）
（用于二灰土）
A方案计算结果列于下表：
A方案结构层容许弯拉应力【表9-2】
（
3. 计算路表弯沉和层底拉应力
由书表11-9知：；由《规范》知：；
取 ，计算修正系数：
由公式 知：；
由题知：；
查诺谟图得：；
计算得：；
查诺谟图得：；
计算得：；
4.计算上层底面弯拉应力
根据换算公式：
i.将最上面1层换算为一层，下面4层换算为一层：
。=45
。=45
此时，查诺谟图，
不存在，满足要求。
ii.将最上面2层换算为一层，下面3层换算为一层：
。=45
。=45
此时，查诺谟图，不存在，满足要求。
iii.将上面3层换算为一层，下面2层换算为一层：
。=45
。=45