1、.路基路面工程課程設計集路基路面工程課程設計示例一、 設計條件1. 氣象資料該路所處自然區(qū)劃為3區(qū)，項目區(qū)內氣候屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū),氣候干燥炎熱,冬無嚴寒,少云多日照,年平均氣溫15.319.6, 年月平均最高氣溫26.90，月平均最低氣溫5.70。雨水充沛,雨季主要集中在410月，雨量多集中在11001300mm之間,年平均降雨量為1179.90mm。災害性氣候主要為干旱和暴雨。全線皆可常年組織施工。2. 地質資料該區(qū)土質表層為素填土層，厚度0.42.0m，其下層為碎石土及粘土層，厚1.015m。路基填土高度約為2.5m。地下水埋深為2.05.0m。公路沿線有豐富的砂礫，附近有小型采石場

2、和石灰廠，筑路材料豐富。路面所用水泥和瀝青均需外購。3. 地震基本烈度本項目沿線地震烈度相當于度區(qū)，屬基本穩(wěn)定至穩(wěn)定區(qū)。4. 交通資料根據最新路網規(guī)劃，近期交通組成與交通量見下表1-1，交通量年平均增長率見表1-2：近期交通組成與交通量 【表1-1】車型交通量（輛/日）解放CA10B210尼桑CK20L150東風EQ-140300菲亞特650E180太脫拉138130日野KB-222150吉爾130210依發(fā)H6130斯柯達706R100小轎車700交通量年增長率 （表1-2）期限增長率（%）期限增長率（%）30年的前5年6.630年內的5-15年6.230年的前15-25年5.930年的后5

3、年5.0二、 設計要求1. 設計中學生學生應在獨立思考的基礎上有方向、有目的的查閱有關文獻資料。2. 學生應根據設計進度要求，提交設計成果。3. 設計結束時，應提交完整的設計說明書（包括計算書）和設計圖紙。設計說明書主要介紹設計任務概況、設計標準、設計思路、設計原則、設計方案的比較和說明、設計工作概況、工作的特點和難點、主要技術問題與解決辦法，以及主要技術資料。要求用A4白紙，使用鋼筆書寫，做到工整、準確、清晰、精煉。設計圖紙應根據工程制圖標準繪制，做到正確、豐滿、美觀、整潔。 設計內容1. 根據交通資料確定道路和交通等級。2. 進行路基路面結構方案設計，至少包括1個比較方案。3. 路基設計部

4、分包括對原地面的處理，路基填料的選擇，路基干濕類型的確定及土基的回彈模量的確定過程。4. 對確定的路基路面結構進行詳細設計，包括路面類型的選定，路面結構層材料參數的選取，進行路面結構的厚度計算。5. 對所選定路線的路基路面結構方案繪制路基標準橫斷面圖，結構層設計圖。6. 進行附屬工程設計，主要包括綠化、排水等設計。7. 根據設計情況可能做的其他工作。三、 交通資料根據課程設計任務書 【表1-1】， 查書表2-1得：近期交通組成、交通量，及不同車型的交通參數 【表4-1】車型前軸重后軸重后軸數后抽輪組數后軸距日交通量1解放CA10B19.460.8512-2102尼桑CK20L49.85100.

5、0012-1503東風EQ-14023.7069.2012-3004菲亞特650E33.0072.0012-1805太脫拉13851.4080.00221.321306日野KB-22250.20104.3012-1507吉爾13025.7559.5012-2108依發(fā)H645.5086.5012-1309斯柯達706R50.0090.0012-10010小轎車-700四、 換算交通量1. 計算各車型載重量：1) 19.40 + 60.85 = 80.25kN = 8.025t2) 49.85 + 100.00 = 149.85kN = 14.985t3) 23.70 + 69.20 = 92.

6、90kN = 9.290t4) 33.00 + 72.00 = 105.00kN = 10.500t5) 51.40 + 280.00 = 211.40kN = 21.140t6) 50.20 + 104.30 = 154.50kN = 15.450t7) 25.75 + 59.50 = 85.25kN = 8.525t8) 45.50 + 86.50 = 132.00kN = 13.200t9) 50.00 + 90.00 = 140.00kN = 14.000t2. 折算交通量折算交通量 【表5-1】載重量 （t）日交通量折算系數折算交通量18.0252102.0420214.985150

7、3.045039.2903002.0600410.5001802.0360521.1401303.0390615.4501503.045078.5252102.0420813.2001302.0260914.0001003.030010-7001.0700合計-4350 （輛/日）合計交通量 = 4350 （輛/日）3. 計算年均增長率，確定道路等級根據設計任務書 表2，規(guī)定設計年限T = 20年，計算式為：計算得：20年遠景設計交通量為：由道路勘測設計查得道路等級為：二級公路，雙向四車道五、 路基設計1. 原地面的處理采用換填土層法，將基底下一定深度范圍的是軟土層挖去，換以強度較大的碎石，并

8、予以壓實。2. 路基填料的選擇 由題知，此地區(qū)土質是素填土層，下層粘性土，公路沿線有小型采石場和石灰廠，并查書表6-10，可選用粒徑1015cm的碎石和適量石灰拌合作為路基填料路基干濕類型的確定由設計任務書知，該區(qū)為區(qū)，粘性土，路基填土高度約為H=2.5m，地下水埋深為2.05.0m。查書表3-3得該區(qū)域，可畫出路基臨界高度與干濕類型示意圖。由示意圖可知路基屬于干燥類型。3. 土基回彈模量的確定查書表3-4，知V區(qū)干燥狀態(tài)的粘質土的，取。查書表11-16，確定區(qū)粘質土時的土基回彈模量為39.5MPa，采用重型擊實標準，提高20%，因此取土基回彈模量。4. 路基壓實查書表15-36，初壓采用鋼筒

9、式壓路機以3km/h的速度勻速壓實，復壓采用鋼筒式壓路機以4km/h的速度勻速壓實，終壓采用鋼筒式壓路機以5km/h的速度勻速壓實。六、 初擬路面結構組合1. 初擬采用三種路面結構A方案：半剛性基層瀝青路面；B方案：混合式基層瀝青路面；C方案：水泥混凝土路面。2. 根據交通狀況，結構層的最小施工厚度等因素綜合考慮，初擬各結構層厚度如下：A方案： 細粒式瀝青混凝土3cm + 中粒式瀝青混凝土5cm + 粗粒式瀝青混凝土8cm + 水泥穩(wěn)定碎石基層25cm + 二灰土底基層，以二灰土為設計層。B方案： 細粒式瀝青混凝土3cm + 中粒式瀝青混凝土4cm + 大粒徑瀝青碎石7cm + 二灰穩(wěn)定砂礫基

10、層 + 天然砂礫墊層16cm，以二灰穩(wěn)定砂礫為設計層。C方案：水泥混凝土面層板 + 水泥穩(wěn)定粒料基層 + 石灰粉煤灰穩(wěn)定土墊層3. 確定設計參數按照規(guī)定，查書表11-18、11-19，得20的瀝青混合料和其他結構層材料的抗壓回彈模量，15瀝青混合料和其他結構層材料的彎拉回彈模量值，以及瀝青混合料15彎拉強度和半剛性材料的彎拉強度值。列于下表：路面結構層設計參數 【表7-1】材料名稱20抗壓回彈模量E（MPa）15彎拉模量（MPa）15彎拉強度（MPa）細粒式瀝青混凝土150021001.5中粒式瀝青混凝土130019001.1粗粒式瀝青混凝土100013000.9大粒徑瀝青碎石13001500

11、0.9水泥穩(wěn)定碎石基層160038000.6二灰土80026000.3二灰穩(wěn)定砂礫140038000.7天然砂礫180-七、 計算標準軸載累計交通量，確定交通等級1. 用于彎沉驗算和瀝青層彎拉應力驗算的根據【表4-1】并計算得：計算表 【表8-1】前 軸后 軸16.41.021019.401.0721.01.021060.8524.19726.41.015049.8546.4641.01.0150100.00150.036.41.030023.703.6601.01.030069.2060.47646.41.018033.009.2681.01.018072.0043.11956.41.013

12、051.4046.0061.02.213080.00108.3566.41.015050.2047.901.01.0150104.30180.1576.41.021025.753.6751.01.021059.5021.94786.41.013045.5027.0691.01.013086.5069.17796.41.010050.0031.3831.01.010090.0063.235根據公式計算：查書表11-10，取 ，又知 ，計算得：2. 用于半剛性基層彎拉應力驗算的根據【表4-1】并計算得：計算表 【表8-2】前 軸后 軸118.51.021019.407.7951.01.021060

13、.853.947218.51.015049.8510.5821.01.0150100.00150.0318.51.030023.700.0551.01.030069.2015.775418.51.018033.000.4681.01.018072.0013.0518.51.013051.4011.7171.03.013080.0090.597618.51.015050.2011.1921.01.0150104.30210.07718.51.021025.750.0751.01.021059.503.299818.51.013045.504.4181.01.013086.5040.745918.

14、51.010050.007.2271.01.010090.0043.047根據公式計算：計算得：3. 根據計算結果，查書表11-11，確定交通等級為 中等交通。八、 路面結構詳細設計 A方案A方案： 細粒式瀝青混凝土3cm中粒式瀝青混凝土5cm粗粒式瀝青混凝土8cm水泥穩(wěn)定碎石基層15cm二灰土底基層（設計層）A方案 路面結構層設計參數 【表9-1】材料名稱20抗壓回彈模量E（MPa）15彎拉模量（MPa）15彎拉強度（MPa）細粒式瀝青混凝土150021001.5中粒式瀝青混凝土130019001.1粗粒式瀝青混凝土100013000.9水泥穩(wěn)定碎石基層160038000.6二灰土80026

15、000.3A方案 路面結構層厚度設計1. 計算確定設計彎沉根據公式 ，并查得二級公路，1.0，得：2. 計算確定容許彎拉應力根據公式 ，其中： （用于瀝青層）= （水泥碎石，二灰砂礫） （用于二灰土）A方案 計算結果列于下表：A方案 結構層容許彎拉應力 【表9-2】材料名稱極限彎拉強度（MPa）結構強度系數容許彎拉應力（MPa）細粒式瀝青混凝土1.51.970.76中粒式瀝青混凝土1.11.970.56粗粒式瀝青混凝土0.91.970.46水泥穩(wěn)定碎石基層0.61.830.33二灰土0.32.350.133. 計算路表彎沉和層底拉應力由書表11-9知：；由規(guī)范知：；取 ，計算修正系數：由公式

16、知：；由題知：；查諾謨圖得：；計算得：；查諾謨圖得：；計算得：；4. 計算上層底面彎拉應力根據換算公式：i. 將最上面1層換算為一層，下面4層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。ii. 將最上面2層換算為一層，下面3層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。iii. 將上面3層換算為一層，下面2層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。iv. 將上面4層換算為一層，下面1層換算為一層：此時 ，查諾謨圖， A方案 計算表 【表9-3】序號材料名稱抗壓模量（MPa）彎拉模量（MPa）彎拉強度（MPa）厚度（cm）基底層壓力容許彎拉應力（MPa）1細粒式瀝青混凝土1500

17、21001.53-0.762中粒式瀝青混凝土130019001.15-0.563粗粒式瀝青混凝土100013000.98-0.464水泥穩(wěn)定碎石基層160038000.6150.10.335二灰土80026000.323.8-0.136土基45-5. 驗算防凍層厚度因本地區(qū)最低氣溫高于零攝氏度，因此不需要防凍驗算。九、 路面結構詳細設計 B方案B方案： 細粒式瀝青混凝土3cm 中粒式瀝青混凝土4cm大粒徑瀝青碎石7cm 二灰穩(wěn)定砂礫基層(設計層)天然砂礫墊層16cm B方案 路面結構層設計參數 【表10-1】材料名稱20抗壓回彈模量E（MPa）15彎拉模量（MPa）15彎拉強度（MPa）細粒式

18、瀝青混凝土150021001.5中粒式瀝青混凝土130019001.1大粒徑瀝青碎石130015000.9二灰穩(wěn)定砂礫140038000.7天然砂礫180-B方案 路面結構層厚度設計1. 計算確定設計彎沉根據公式 ，并查得二級公路，1.0，得：2. 計算確定容許彎拉應力根據公式 ，其中： （用于瀝青層）= （水泥碎石，二灰砂礫） （用于二灰土）B方案 計算結果列于下表：B方案 結構層容許彎拉應力 【表10-2】材料名稱極限彎拉強度（MPa）結構強度系數容許彎拉應力（MPa）細粒式瀝青混凝土1.51.970.76中粒式瀝青混凝土1.11.970.56大粒徑瀝青碎石0.91.970.46二灰穩(wěn)定砂

19、礫0.71.830.38天然砂礫-3. 計算路表彎沉和層底拉應力由書表11-9知：；由規(guī)范知：；取 ，計算修正系數：由公式 知：；由題知：；查諾謨圖得：；計算得：；查諾謨圖得：；計算得：；4. 計算上層底面彎拉應力（墊層不計算）根據換算公式：i. 將上面1層換算為一層，下面3層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。ii. 將上面2層換算為一層，下面2層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。iii. 將上面3層換算為一層，下面1層換算為一層：此時 ，查諾謨圖，不存在，滿足要求。B方案 計算表 【表10-3】序號材料名稱抗壓模量（MPa）彎拉模量（MPa）彎拉強度（MPa）厚度

20、（cm）基底層壓力容許彎拉應力（MPa）1細粒式瀝青混凝土150021001.53-0.762中粒式瀝青混凝土130019001.14-0.563大粒徑瀝青碎石130015000.97-0.464二灰穩(wěn)定砂礫140038000.726.2-0.385天然砂礫180-16-6土基45-5. 驗算防凍層厚度因本地區(qū)最低氣溫高于零攝氏度，因此不需要防凍驗算。十、 路面結構詳細設計 C方案C方案 水泥混凝土面層板1. 交通分析由書表12-9查得，二級公路的設計基準期為20年，安全等級為三級。由書表12-13查得，二級公路臨界荷載位處的車輪輪跡橫向分布系數為0.340.39，此處取0.34。交通量年均增

21、長率為6.2%，交通等級為 中等交通。2. 標準軸載與軸載換算其中： 單軸單輪 單軸雙輪 雙軸雙輪根據【表4-1】并計算得：計算表 【表11-1】前 軸后 軸1620.29521019.40121060.850.0742413.39715049.850.91150100.001503569.13030023.701.7130069.200.834493.61918033.001.76118072.000.945407.98013051.401.2613080.006412.14515050.201.01150104.30294.27549.18521025.754.3121059.500.05

22、28429.94013045.500.2113086.5012.779412.85310050.000.63110090.0018.53根據公式計算：由書公式（12-7）， ， ，計算得：查書表12-12，確定交通等級為 重交通3. 初擬路面結構查書表12-9得，相應于安全等級三級的變異水平等級為中級，查書表12-2得，水泥混凝土面層板厚度范圍250230（mm），初擬普通混凝土面層板厚度為230mm = 0.23m，基層選用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚0.18m。墊層為石灰粉煤灰穩(wěn)定土，石灰劑量8%，厚0.15m。普通混凝土板的平面尺寸為：寬3.75m，長?？v縫為設拉桿平縫，橫縫為設傳力

23、桿的假縫。4. 路面材料參數確定查書表12-16和12-17，取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為4.5MPa，相應的彎拉彈性模量標準值為29000MPa。查書表12-14，路基回彈模量為3045MPa，此處取45MPa。查書表12-15，低劑量無機結合料穩(wěn)定土墊層回彈模量取800MPa，水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1600MPa。按書式（12-9）計算基層頂面當量回彈模量如下：按書式（12-11）計算為：按書式（12-10）計算為：按書式（12-12）計算為：按書式（12-13）計算為：按書式（12-18）計算為：普通混凝土面層得相對剛度半徑按式（12-17）計算為：5. 荷載疲勞應力按書式（1

24、2-16）,標準軸載在臨界荷位處產生的荷載應力計算如下：因為縱縫為設拉桿平縫，查書公式（12-18），接縫傳荷能力的應力折減系數取?？紤]設計基準期內荷載應力累積疲勞作用的疲勞應力系數按書公式（12-19）計算：根據公路等級，查書表12-19，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數取。按書式（12-18）計算為：6. 溫度疲勞應力查書表12-20，V區(qū)最大溫度梯度取88（/m）。板長5m，由書圖12-12可查普通混凝土板厚時，。按書式（12-22），最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應力計算為：溫度疲勞應力系數，按書式（12-23）計算為：按書式（12-21）計算溫度疲勞應力：查書表12

25、-9，二級公路的安全等級為三級，相應于三級安全等級的變異水平等級為中級，目標可靠度為85%。再根據查得的目標可靠度和變異水平等級，查書表12-11確定可靠度系數。按書式（12-2）計算：因此，所選普通混凝土面層厚度（0.23m）可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。十一、 方案技術工程比較1、經濟性：A方案采用細粒式瀝青混凝土3cm + 中粒式瀝青混凝土5cm + 粗粒式瀝青混凝土8cm + 水泥穩(wěn)定碎石基層25cm + 二灰土底基層，以二灰土為設計層；而B方案采用細粒式瀝青混凝土3cm + 中粒式瀝青混凝土4cm + 大粒徑瀝青碎石7cm + 二灰穩(wěn)定砂礫基層 + 天然砂礫墊

26、層16cm，以二灰穩(wěn)定砂礫為設計層。相比而言瀝青路面造價要高于水泥路面。2、使用性能：該地區(qū)氣候干燥炎熱,冬無嚴寒,少云多日照,年平均氣溫15.319.6, 年月平均最高氣溫26.90，月平均最低氣溫5.70，雨水充沛，養(yǎng)護較為方便。綜上，選用B方案水泥混凝土路面結構。十二、 附屬工程設計1. 綠化設計根據氣象資料，可知本地區(qū)雨量較大，為了防止路基遭到雨水沖刷，可以采用植樹或者在邊坡上鋪設草皮、砌石等方法保護邊坡。2. 排水設計該地區(qū)雨量較大，必須設置排水溝、截水溝、攔水帶、涵洞等設施，保證雨水快速、安全的排到路外。3. 沿線照明設計在道路兩側或者中央分隔帶處每隔一定距離設置高度適當的路燈，保

27、證夜間行車安全。.;production and non-production areas and non-production areas and water sources are on a chicken farm in the wind, net road and dirt road separating uncrossed, dung farm is located in the field is downwind, brood care and adult care homes apart, brood care in chicken farms of the upper hand

28、 to the 6. Understand the poultry epidemic situation on the ground, trying to avoid the endemic or outbreaks have occurred in area 7. Avoid contaminated areas of the city, take appropriate environmental measures to minimize pollution to the environment, building the second design 1. chicken coop construction General requirements (1) to meet the needs of the broiler (2) left room for technological trans