路基路面课程设计
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足设计弯沉与容许拉应力的要求,验算结果详见附表二。该结构路表设计弯沉为 22.1 (0.01mm),小于设计弯沉,符合要求。各结构层层底拉应力验算结果军满足 要求。 (3)验算防冻厚度 方案一沥青层厚度 13cm,总厚度 80cm。根据表 8-14 规定,最小防冻层厚度为 40~50 cm。 方案二沥青层厚度 37cm,总厚度 80cm。根据表 8-14 规定,最小防冻层厚度为 50~60 cm。 以上路面结构厚度均满足最小防冻厚度要求。 8、路面交工验收指标 路面交工验收时,验收弯沉值������������ 是工程验收的重要指标,它是以最不利季节。BZZ100 标准轴载作用下。轮隙中心处实测路表弯沉代表值������������进行评定的。即:
7、荷载应力计算 (1)上层板在设计荷载作用下的荷载应力
������������������=1.415+×������1������0������������−3 ���������0��� .65ℎ���−��� 2������������0.94 ������������=12���(������1���−ℎ���3������������2��� )
������������ ≤ ������������
式中:������������——实测某路段的代表弯沉值(0.01mm); ������������ ——路表弯沉检测标准值(0.01mm),按最后确定的路面结构厚度和材料模量 计算的路表弯沉值。 方案一详见附表一; 方案二详见附表二。
三、水泥混凝土路面设计
距小于三米,按双轴或多轴进行计算,轴数系数为:
������1′ =1+2(m﹣1) ������2′ ——轮组系数,单轮组 18.5,双轮组 1,四轮组 0.09。 计算过程如下图所示:
计算结果如图所示:
(2) 累计标准轴载作用次数:
属重交通等级。 4、设计弯沉值的计算:
������������ =600���������−��� 0.2������������������������������������
方案一设计弯沉值计算
方案二设计弯沉值计算:
6、路面材料配合比设计与设计参数的确定 略 7、路面结构层厚度确定 (1)方案一的结构厚度计算,该结构为半刚性基层,沥青路面的基层类型系数 为 1.0,设计弯沉值为 21.9 (0.01mm)。利用程序计算出满足设计弯沉指标要求的 水泥稳定碎石基层厚度为 34cm;满足层底拉应力要求的水泥稳定碎石基层厚度 为 35cm。设计厚度取 33.3 cm。详见附表一。 (2)方案二的结构厚度计算,该结构为比较方案,为柔性基层,沥青路面的基 层类型系数为 1.6,设计弯沉值为 34.2 (0.01mm)。利用设计程序验算结构是否满
24.5m;行车道宽 15m;中央分隔带宽 3.0m;硬路肩宽 2×2.5m;土路肩宽 2×
0.75m。拟采用沥青路面结构,设计年限为 15 年,某填方路段地处Ⅱ2,沿线土
质为中液限黏土,路基高 0.5m,地下水位距路床表面 2.7m,属中湿状态。在
年降雨量 680mm,多年平均冻结指数为 1623℃,冻结指数极大值为 2140℃。
通量年平均增长率为 7%,初期标准轴载日作用次数为 2000,最重轴载为
150Kn。轮迹横向分布系数查表 9-13 取η为 0.39。
设计基准期内的累计标准轴载作用次数
Ne
=
Ns
×
[(1
+
gr)t gr
−
1]
×
365
×
η
式中:������������ ——交通量年增长率﹙%﹚,以小数带入计算;
t——设计基准期;
C=������������ ������������(������������������)������.������������
������1——当轴间距大于 3 米,应按单独的一个轴载进行计算,此时 m=1;当轴间 距小于三米,按双轴或多轴进行计算,轴数系数为:
������1 = 1+1.2(m﹣1)
������2——轮组系数,单轮组 6.4,双轮组 1,四轮组 0.38。
2、以半刚性材料层的层底拉应力为指标的轴载换算:
������′ =���������′��� ���������′���
(������������)������
������
������1′——当轴间距大于 3 米,应按单独的一个轴载进行计算,此时 m=1;当轴间
车辆荷载为 12.8m;
Q—标准荷载取 550kN;
N—并列车辆数,双车道 N=2,单车道 N=1;
γ—路基填料的重度
B—荷载横向分布的宽度,表示如下:
B=Nb+(N-1)m+d
式中:b—后轮轮距,取 1.8m;
m—相邻两车后轮的中心间距,取 1.3m; d—轮胎着地宽度,,取 0.6m; 经计算,B=2×1.8+﹙2-1﹚×1.3+0.6=5.5m
计算结果如下图所示: 滑动面 2
计算结果如下表所示:
滑动面 3
计算结果如下图所示:
5、分析比较 综合上面三个滑动面的计算结果来看,稳定系数 K 为 1.215 在高速公路的安全 系数(1.20~1.30)内,因此,该边坡稳定。
二、沥青路面设计
某地新建高速公路,设计标准为:双向四车道,设计速度 120km/h;路基宽
小汽 车
2200
1、土基回弹模量的确定
根据设计指导书的要求取 35 Mpa。
2、交通量组成
车型
东风 EQ140
交通量 (次
504
日)
3、设计轴载
解放 CA10B
900
黄河 交通 东风
黄海
JN163 SH361 SP9250 DD680
504 80 504 650
小汽 车
2200
(1)以设计弯沉和沥青层曾迪拉应力力为指标的轴载换算:
������������=1.213√���������������+���������������������
������������=2×550÷﹙5.5×12.8×17.68﹚=0.884 m 由 CAD 图纸中的标注可以看出,������������=21.723m 所以,H=������������ +������������=22.607m 4.5H=101.732m 边坡坡率为 1:1.5,4.5H 法中������������取������������°,������������取 35°。
在 95%保证率的情况下,中湿路段 E0=34~38MPa。经调查,该地区近期交通
组成、交通量及代表车型如下表:
车型
东风
解放
EQ140 CA10B
黄河 交通 东风
黄海
JN163 SH361 SP9250 DD680
交通量 (次
504
900
504 80率前五年为:8~10%,后十年为 5~7%。
������������——设计弯沉值(0.01mm); ������������——设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数; ������������——公路等级系数,高速公路、一级公路为 1.0,二级公路为 1.1,三、四级公 路为 1.2,; ������������ ——面层类型系数,沥青混凝土面层为 1.0,热拌沥青碎石、冷拌沥青碎石、 上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处置为 1.1; ������������——路面结构类型系数,刚性基层、半刚性基层沥青路面为 1.0,柔性基层沥 青路面为 1.6.若基层由半刚性材料层与柔性材料层组合而成,则介于两者之间通 过线性内插确定。 5、初拟路面结构 方案一:3cm 细粒式沥青混凝土+4cm 中粒式沥青混凝土+6cm 粗粒式沥青混凝 土+?水泥稳定碎石基层+25cm 水泥石灰砂砾层,以水泥稳定碎石基层为设计层。 方案二:4cm 细粒式沥青混凝土+8cm 中粒式沥青混凝土+2× 10cm 粗粒式沥青 混凝土+35cm 级配碎石。
安全系数 K=������������+������������
������ 式中:T——滑动面的切向分力; N——滑动面的法向分力; f——摩擦系数; c——滑动面上的黏结力; L——滑动面的弧长。
3.确定圆心辅助线如图所示:
4、选取三条可能的圆弧滑动面位置,并利用条分法计算每一滑动圆弧的稳定系 数如下: 滑动面 1:
接缝:规范规定,重及以上交通荷载等级,缩缝必须为设传力杆的假缝,纵缝 为带拉杆的平头真缝。 路肩的基层材料与路面相同,采用与面层同厚度的水泥混凝土,与路面板间设 拉杆连接。 ① 纵缝接缝 纵向接缝的布设视路面宽度和施工铺筑而定;因一次铺筑宽度小于路面宽度, 设置纵向施工缝。纵向施工缝采用设拉杆的平缝形式,上部锯切槽口,深度为 30mm,宽度为 8mm,槽内贯塞填缝料。 纵向接缝的拉杆可采用螺纹钢筋,设在板厚的中央,并对拉杆中部 100mm 范 围内做防锈处理,拉杆直径为 10mm,长度为 700mm,间距为 700mm,最外 侧拉杆距横向接缝的距离为 100mm。 ② 横向接缝 每日施工结束或因临时原因中段施工时,必须设置横向施工缝。其位置应尽可 能选在缩缝或胀缝处。施工缝采用加传力杆的平缝形式。横向缩缝采用假缝等 间距设置。 传力杆采用光面钢筋,传力杆直径为 32mm,长度为 45mm,间距为 300mm, 最外侧拉杆边距自由边的距离为 150mm。 接缝图见附图。 6、计算地基综合回弹模量 首先选择模型:因双层水泥稳定碎石基层不属于粒料类材料,因此选择分离式 双层板模型。
《路基路面工程》
课 程 设 计
姓名:王 倩 学号:201506104 班级:2015061 专业:交通工程
一、 边坡稳定性验算
假设路基土为亚黏土,由实验得土的粘聚力为 c=9.8kPa,内摩擦角Ф=27 º , 容重γ=17.68kN/m ³,设计荷载为汽超 20,即 55t 的标准荷载。 1.选用的路堤横断面如图所示:
η——轮迹横向分布系数;
������������——设计车道的初始年平均日标准轴载作用次数。
������������ = 1167.42 万次,查表 9-11 可知,属“重”交通等级。设计轴载采用 100kN,最重轴载采用 150kN。
2、可靠度系数的确定 变异水平等级可控制到“低”级别范围内的中等水平。 查表 9-14,二级公路安全等级为“二级”,目标可靠度为 85%,综合调研的安 全水平等级为“低”,查表 9-16 确定可靠度系数范围为 1.04~1.08,按中等水 平取中值������������ =1.06。 3、路基参数的确定 根据课程设计指导书要求,土基回弹模量取 30MPa。 4、结构组合初拟与设计参数确定 此路段交通荷载分级为重交通等级,查表 9-25,适宜的基层材料为密级配沥青 稳定碎石、水泥稳定碎石,底基层材料为级配碎石、水泥稳定碎石、石灰、粉 煤灰稳定碎石等。 初步拟定的结构组合: 普通水泥混凝土路面板(?)+水泥稳定碎石(20cm)+水泥稳定碎石底基层 (20c m)+路基(回弹模量为 30MPa)。其中,面板厚度查表 9-23,初定为 26cm。弯拉强度标准值查表 9-17,取为 5.0MPa,弯拉模量为 31GPa,泊松比 取 0.15,线膨胀系数为 1.0×10−5/℃。 上下两层水泥稳定碎石在水泥用量上和集料方面有差异,上层要优于下层,经 初步材料试验,7d 浸水抗压强度分别为 5.5MPa 和 2.5MPa,参考规范中的经验 参考值表,取上层水泥稳定碎石的回弹模量为 2500MPa,下层水泥稳定碎石回 弹模量为 1500MPa,上层泊松比取为 0.20。 5、平面尺寸、接缝及路肩形式选择 平面尺寸:长 5m,宽 4m。
计算参数:c=9.8kPa,Ф=27 º,γ=17.68kN/m ³,内摩擦系数 f=tan27°=
0.5095。
2.荷载当量高度计算: 式中:ℎ0—行车荷载换算高度;
ℎ0=������������������������������
L—前后轮最大轮距,按《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)规定对于标准
公路自然区划Ⅱ区拟新建一条二级公路,路基为粘质土,路基回弹模量根据以
往经验取 30MPa,采用普通混凝土路面,路面宽 9m。经交通调查得知,设计
车道使用初期标准轴载日作用次数为 2000,交通量年增长率为 7%。
1、交通量分析
二级公路的设计基准期查表 9-14 为 20 年,设计车道 20 年设计基准期内,交