平原微丘地区路基路面课程设计

《路基路面课程设计》姓名：学号：班级：土木092班院校：宁波大学建筑工程与环境学院2012.05.30目录《道路勘测设计》课程设计任务 (3)一.路基设计1.设计原始资料和依据 (4)2.路基横断面 (4)3.路基排水设计 (5)4.路基填土与压实 (6)5.边坡防护 (7)二、路面设计A、沥青路面路面设计 (8)1 标准轴载及轴载换算 (8)2 材料选择与参数确定 (10)3 路面材料参数验算 (13)B、水泥混凝土路面设计 (15)1 设计参数的确定与换算 (15)2 路面层数及其厚度确定 (16)3 接缝设计 (18)设计说明书一、工程概况拟设计道路路线位于平原微丘地区，公路自然区划分为II 1区，地震烈度为六级，设计标高为243.50mm，地下水位1.5m。

二、设计资料2.1土质所经过地区多为粉性土2.2交通根据最新路网规划，预测使用初期2007年年平均日交通量见下表，年平均增长率为6.5%：三、设计任务与内容（1）根据所给资料，利用HPDS2003公路路面设计程序系统进行路面结构的设计（至少两种不同的路面结构）（2）编写设计说明书，包括混凝土路面及沥青路面结构，厚度设计，水泥混凝土路面板接缝设计等。

（3）对所选定的路面结构方案，绘制路面结构图，包括沥青路面结构设计土，水泥混凝土路面结构设计图及其接缝设计图等，需用A3图纸。

四、设计依据及标准【1】《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）【2】《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）【3】《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）【4】《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30-2003）一、路基设计1. 设计原始资料和依据由《公路自然区划标准》得公路二级区划的特征和指标：见表12. 路基横断面设计2.1 道路技术等级确定由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算,见表2：表2 交通量折算表总计每日交通量 N 0 = 600+420+320+180+100+120+210+300=2250 辆/d 计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式：10(1)n dN N γ-=⨯+计算式中 :N d —远景设计年平均日交通量，辆/日； N 0—起始年平均日交通量，辆/日； γ—年平均增长率，取6.5%； n —远景设计年限，取12年 所以：12122504498(10.065)d N -=⨯=+ 辆/d根据《公路工程技术标准》JTG B01-2003 ，拟定该条道路为双车道的二级公路，设计车速为80km/h,设计采用的服务水平为一级，采用整体式路基。

2.2 横断面布置根据设计交通量，拟建高速公路，其横断面各组成部分的取值可根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件和抗震设防等因素确定，并且应该符合公路建设的基本原则和相关规范的具体要求。

本路段路基按二级公路双向两车道（80 km/h ）标准,其标准横断面如图1：路基全宽24.5m ，单向行车道2×3.75 m ，左侧路缘带0.5 m ，硬路肩2.5 m(含右侧路缘带0.5 m)，中央分隔带2.0 m ，土路肩为0.75 m 。

路基宽度=行车道宽+分隔带宽+路肩宽＝24.5 m图1 标准横断面示意图2.3 路拱横坡路拱坡度需要考虑路面类型和当地的自然条件。

查《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)，考虑到该地区降雨量，路面排水状况和施工行车安全舒适，拟采用 2.0%的路拱横坡。

公路的硬路肩，采用与行车道相同的横坡。

土路肩的横坡采用3%，路拱形式拟采用直线形式。

2.4.路基高度及边坡坡度由任务书知，设计标高为243.50mm ，拟路堤填土高度为2.5m ，路基填料为细粒土，取路基边坡坡率为1 : 1.5。

3.路基排水3.1 边沟排水边沟设置：边沟的排水量不大，一般不需进行水文和水力计算。

依据沿线情况，选用标准横断面形式。

边沟的纵坡一般与路线纵坡一致。

边沟横断面采用梯形，内测边坡坡率为1׃1.5，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。

由于该公路位于东北东部，降雨量较大，梯形边沟的底宽和深度都采用0.6m 。

由于水量较大，边沟采用浆砌片石铺砌，砌筑用砂浆M7.5号。

边沟断面如图2所示：图23.2排水沟设计排水沟主要用于排泄来至边沟、截水沟或其他水源的水流，以形成整个排水系统。

排水沟的平面布置，取决于排水要求与当地地形。

排水沟的布置，必须结合地形自然条件，因势利导，平面上力求短捷平顺，以直线为宜，必须转向时，尽量采用较大半径（10～20m以上），徐缓改变方向，保证水流舒畅；纵面上控制最大和最小纵坡，以1%～3%为宜，纵坡大于3%，需要加固，大于7%，则应改用急流槽。

（1）排水沟断面形式：排水沟一般为梯形断面，其大小应根据流量确定，深度与宽度不小0.5米。

排水沟边坡视土质而异，一般在1：1-1：1.5。

排水沟沟底纵坡不小于0.5%，在特殊情况下允许减小到0.2%。

（2）排水沟的平面线形：排水沟应尽量采用直线，如必须转弯时，其半径不小于10-20米，排水沟的长度根据实际需要而定，通常在500米以内。

（3）排水沟与水道的衔接。

排水沟采用梯形断面，h=0.5m,b=0.5m,边坡率m=1。

3.3 截水沟设计截水沟的设计包括天沟和路堤坡脚处的截水沟，本设计主要考虑坡脚的截水沟设计，按照规范要求，坡脚截水沟应设置在离坡脚2m以外的，并结合地形和地质条件顺等高线合理布置。

截水沟一般采用梯形断面，沟壁坡度取 1：1.3。

如图3图34.路基填土与压实4.1填土的选择路基的强度与稳定性，取决于土的性质和当地的自然因素。

并与填土的高度和施工技术有关。

在填土时应综合考虑，据《路基设计规范》可知，二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表：路基压实度及填料要求表4.2不同土质填筑路堤如透水性较小的土层，位于透水性较大的土层下面，则透水性较小的土层表面应自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。

如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面，则透水性较大的土层表面应做成平台。

为了防止雨水冲刷，可覆盖透水性较小的土层。

允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。

水的土与不透水的土，不能非成层使用，以免在填方内形成水囊。

4.3路基压实与压实度路堤填土需分层压实，使之具有一定的密实度。

土的压实效果同压实时的含水量有关。

对于路基的不同层位应提出不同的压实要求，上层和下层的压实度应高些，中间层可低些。

据《路基设计规范》，高速公路路基压实度应满足下表：5.边坡防护路基边坡防护，主要是保证路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏，从而提高边坡的稳固性，还可美化路容，增加行车的舒适感。

本路段路基的边坡采用拱形骨架护坡（填方）和锚杆挂网喷射混凝土防护（挖方）。

骨架采用7.5号的浆砌片石填筑，采用20号的混凝土预制板嵌边，骨架间种草。

二、路面设计<一> 沥青路面设计1.标准轴载及轴载换算1.1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根据我国公路沥青路面设计规范中提出的轴载换算公式，当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底的拉应力时，规定要求凡轴载大于25KN的各级轴载（包括车辆的前、后轴）P i的作用次数n i，按以下公式换算成标准轴载p的当量用次数N ：4.35''1,2,1Kii i i i P N C C n P =⎛⎫'=⎪⎝⎭∑式中：'1,i C —被换算车型各级轴载的轴数系数。

当轴间距大于3m 时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m ；当轴间距小于3m 时，双轴或多轴的轴数系数为'1,12(1)i C m =+-；'2,i C —被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。

上述轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于130kN 的轴载换算。

各种汽车当量轴次计算见表由表可得N=∑n bi =915次/日在设计年限内，一个车道上的累计当量轴次e N 参照式(1-1)进行计算：()111365t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦= (1-1)式中：N e —设计年限内一个车道上的累计当量轴次；t —设计年限，取15年；N 1—路面竣工后第一年的平均日当量轴次，次/d ； N t —设计年限最后一年的平均日当量轴次，次/d ；γ—设计年限内交通量的平均年增长率，为6.5%；η—车道系数，取0.7。

()()11561136510.0651365=9150.70.065=5.6510 t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=⎡⎤+-⨯⎣⎦⨯⨯⨯次1.2验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：8''1,2,1Ki iii i P N C C n P =⎛⎫'= ⎪⎝⎭∑ ，计算结果如下表所示:表4.2 轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力）∑＝340.8 次根据《城市道路设计规范》[8]，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双向二车道的车道系数是0.6～0.7，取0.7。

累计当量轴次()()15636511365340.81 6.5%10.7 2.110()6.5%t e N N γηγ⎡⎤⎡⎤+-⨯⨯+-⎣⎦⎣⎦==⨯=⨯次 2.材料选择与参数确定1、方案初拟由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次500万。

根据规范[7]推荐结构，路面结构面层采用沥青混凝土（取9cm ），基层采用25cm 水泥稳定集料，底基层采用石灰土（厚度待定）。

路面面层采用两层结构，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度4cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度5cm ） 2、各层材料的抗压模量与劈裂强度查《路基路面工程》[1]，得到各层材料的抗压强度和劈裂强度。

抗压强度取20C 的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20C 的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa ，粗粒式密级配混凝土为1000MPa ，水泥稳定集料为1500MPa ，石灰土为（8%～12%）。

各层材料的劈裂强度为：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa ，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa ，水泥稳定集料为0.5MPa ，石灰土为0.225MPa 。

3、确定土基回弹模量根据设计资料可知，路线位于II1区，路基设计标高为243.50m 。

所经过的地区大多为粉性土。

设填方的高度为2.5m 。

地下水位是1.5m 。

所以有H=1.5+1.0=4.0m 。

根据《路基路面工程》可知，H>H1 可知路基的干湿类型为干燥类。

通过表2-7可知Wc 大于1.05取Wc=1.15；根据《路基路面工程》可知土基回弹模Eo=33.5MPa 4、设计指标的确定对于一级城市主干道，《城市道路设计规范》[8]要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算和面层的剪应力验算。