路基路面设计.doc

1、湖北理工学院路基路面工程课程设计计算书11 挡土墙设计计算书1.1 计算资料1) 墙身构造：拟采用浆砌片石重力式路肩墙，如下图所示，墙高 H=7.0m,墙背俯斜,倾角墙 ,身分段长度 10m ,初拟 ,墙底)3.0:1(268, mb0.1宽 .mB813挡土墙断面图2) 车载荷载: 计算荷载,汽车-20 级;验算荷载,挂车-1003) 填料湿密度 内摩擦角 填料与墙背的摩擦角,/183mKN,35=.24) 地基情况 :中密砾石土地基 ,容许承载力 基底摩擦系数,450Kpa.40=f5) 墙身材料:2.5 号水泥砂浆砌 25 号片石,砌体容重 ,容许3/2mNa应力 ,容许切应力 .，容许

2、拉应力 = 60kpa。kpaa6KPa10L1.2.1 车辆荷载换算1)计算荷载 求破裂棱体宽度 L0假设破裂面交于荷载外， =35 + +17 30 =70056，=,2618,求不计车辆荷载作用的破裂棱体宽 L0：湖北理工学院路基路面工程课程设计计算书2A = )2)(atn haH-dbh2a00+（ ）（）（= ）（）（ ）（）（ 70.32-.53=-0.24tan =)(tan(cottan- A+= 489.0).2-5670(ta35670 , （=arctan0.493=26,L0=(H+a)tan +Htana-b=（7+2）0.489 +70.33-3=3.71 m 求

3、纵向分布长度 B:一辆重车的扩散长度为:L0=5.6+（H+2a）*tan30 =5.6+（7+22） =11.95m 30tan小于挡土墙的分段长度,取 B=10m,纵向布置一辆重车,总重力为 300KN。 计算等代均布土层厚度.车轮中心距路基边缘 ,重车在破裂棱体内能布置一辆车.mL75.3,.0G=300KN 。h = = mGLB4.1875.32）验算荷载挂车-100， =0.61，布置在路基全宽。0B=L0 +（H+2a)*tan30 。 =6.6+(7+2*2)*tan30。 =12.95mh0=G/(BL 0)=1000/(12.95*18*7)=0.61m1.2.2 主动土压

4、力计算1)设计荷载A= )2)(atn haH-dbh2a00+（ ）（）（= ）（）（ ）（）（ 45.70.3.-5.34. =-0.21tan =)(tan(cottan- A+= )21.0-567(ta035670, = 0.512湖北理工学院路基路面工程课程设计计算书3= 0.512=277arctnL =(H+a)tan +Htan -b=（7+2）0.512+70.33=3.92 m荷载外缘至路基内侧边缘的距离为 5.5+0.5=6 ,小于破裂棱体宽度 ,0L裂棱体仍在荷载外,与原假定相符.K= = =0.397)tan()sinco+)3.0512.()6702si(3co,

5、 =1hm5.051.-3ta-bh = =2tnd+94.2.= - =7-2.35-0.594=4.056m3H21=K 5.1706.42)35.1(72)(230 HhaE= = KN12 KN0.98.7E =Ecos( )=272.05 KN x+28.)31726cos(,E =Esin( =272.05 KNy) 659in,土压力作用点：Z =x 12301H-h-Ha3K）（）（+= ,m51.25.7)7-06.4(4.).5-7(22 Z =B-ZXtan =3.81-2.510.33=2.98my1.2.3 验算荷载挂车 布置在路基全宽.,80,1-mh=A= )2)

6、(atn haH-db2a0+（ ）（）（= =-0.20）（）（ ）（ 61.7.3-5.3610tan =)(tan(cottan- A湖北理工学院路基路面工程课程设计计算书4= )20.-567)(tan0t35co670tan- , =0.52= 0.52=2728.5rctL =(H+a)tan +Htan -b=（7+2）0.52+70.33-3=3.99 m 破裂面交于荷载内。K= = =0.397)tan()sinco+)3.052()6705.28si(3co, =1h1.3.05-ta-bh = =2tnd+.2= - =7-2.31-0=4.69m3H1= K 594.1

7、76.02.31-71h2a230 ）（）（E= = KN1 .954.9.8E =Ecos( )=279.07 KN x+6.25)301726cos(,E =Esin( =279.07 KNy) 7in,土压力作用点：Z =x 12301H-h-Ha3K）（）（+= ,m52.594.7)7-6.(6.).-7(22 Z =B-ZXtan =3.81-2.520.33=2.98my比较设计荷载与验算荷载可知,应该由验算荷载来控制墙身断面。1.3 挡土墙稳定性的验算1.3.1 基底倾斜抗滑稳定性验算1)计算墙身重 W 及力臂 (取墙长度 1wZ)mW= hBHbmAaa 2-11+=湖北理工

8、学院路基路面工程课程设计计算书5= KN34.751)26.083-721.( W =A +A ( +b )-A wZ1b21bB3Ba= ahH2-)(- 1111 375.34 =1 7 - 22 wZ）（ 30.7682-.3 381.76.0 =1.42m= =cKsin-)os()i(WEf+18sin375.4-)183072618c(07.29 .0)026(.9345 , , = .1k满足要求。当计算的 Kc大于K c=1.3 时，表示挡土墙的抗滑性满足要求，否则要采取抗滑稳定性的措施。湖北理工学院路基路面工程课程设计计算书6基底倾斜的断面图1.3.2 抗倾覆稳定性验算倾覆稳

9、定系数 K0计算公式：=0)-(1hZEWxy+ 5.157.2)0.6-52(9.987,134370K满足要求。当计算的 K0大于K 0=1.5 时，表示挡土墙的抗倾覆性满足要求，否则要采取抗倾覆稳定性的措施：（1）展宽墙趾；（2）改变墙面及墙背坡度；（3）改变墙身断面类型。1.3.3 基底应力及合力偏心距验算N= )sin(co+EW= )183072618sin(07.291834.75 , =571.93KN= =NZhZxyW)-(1湖北理工学院路基路面工程课程设计计算书793.571).760-52(.6-82.64.1375=1.09m=0eNZB-2m64.08.0.-3B不

10、满足要求.。将墙趾加宽成宽 0.5m,高 0.6m 台阶再进行验算.=NZNhZEZWxyW)-(121+= ,8cos26.0593.7 )6.05(9.484.35=1.58m=0eNZB-2 mB72.06.81-. 满足要求。= =21)6(Be)5.0813(5.081347aKP2.94aP4501.4 墙身应力验算由于墙背为直线,最大应力接近基底处,从基底应力验算知,其基底应力与偏心距均能满路要求.故墙身材料法向应力也能满足要求，故可不作验算。通过上述验算，决定采用的断面尺寸为:墙顶宽 b1=1.5m，墙底宽墙趾加宽台阶高 宽 。,31.4mB,5.0m6.1.5 挡土墙纵断面设

11、计1)确定挡土墙的起讫点（k2+340k2+408） ，选择挡土墙与路基或其他结构物衔接方式；2)按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置，每隔 10m15m设置一道，伸缩缝与沉降缝可以设在一起；3)布置各段挡土墙的基础，包括基础的形式和相应的埋置深度；墙地面有纵时，挡土墙的基底宜做成不大于 5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶;4) 确定泄水孔的位置，包括数量、间距、尺寸等。湖北理工学院路基路面工程课程设计计算书82、柔性路面设计2.1 计算累计标准轴载作用次数 Ne2.1.1 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于 25KN的各级轴载的作用次

12、数，按下式换算成标准轴载的作用次数：换算公式为：35.4K1i )(n.CNpPi=2.1.2 当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于 50KN 的各级轴载的作用次数，按下式换算成标准轴载的作用次数： 8K1i )(n.CNpPi累计当量轴次的计算： 3651-1Nte+=）（2.2 设计弯沉值计算 bsc-0.2dA6l2.3 拟定路面结构组合形式沥青路面在进行路面结构组合时，应考虑以下几点因素：(1) 适应行车荷载作用的要求；(2) 在各种自然因素作用下稳定性好；(3) 考虑结构层的特点。假定本设计的路面结构组合形式为：面层：上面层：细粒式沥青混凝土 3cm中面层：中粒式沥青混凝土

13、5cm湖北理工学院路基路面工程课程设计计算书9下面层：粗粒式沥青混凝土 7cm基层：石灰粉煤灰 25cm垫层：石灰稳定土（厚度待定）2.4 确定设计层厚度设计层的确定：当采用半刚性基层、底基层结构时，可选用任一层为设计层；当采用半刚性基层、粒料类为底基层时，应拟定面层、底基层厚度，以半刚性基层为设计层。当采用柔性基层、底基层的沥青路面时，宜拟定面层、底基层厚度，以基层为设计层。根据拟定的路面结构，确定各结构层材料的设计参数；面层、基层、底基层材料的抗压模量与劈裂强度；确定土基的回弹模量。2.5 弯拉应力验算对高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层应进行拉应力的验算，采

14、用公式如下： sp R（沥青面层底拉应力验算，半刚性基层拉应力验算）: spK=Ks抗拉强度结构系数； sp沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度。 R路面结构层材料的容许拉应力。不同材料的抗拉强度结构系数的计算公式不同，见下式：对沥青混凝土面层： ceaANKs/09.2.对无机结合料稳定集料类： Cs351.0=对无机结合料稳定细粒土类： e/4.2.6 计算过程：2.6.1 轴载分析路面设计以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载。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。轴载换算。轴载换算采用如下的计算公式： 35.4K1i )(n.CNpPi=2004 的轴载换算计算数据

15、如下表:湖北理工学院路基路面工程课程设计计算书10轴载换算结果表（弯沉）车型KN/Pi1C2in35.4i21PC）（前轴 16.5 1 6.4 2890 7.3小客车CA50 后轴 23.0 1 1 2890 4.8前轴 25.55 1 6.4 1140 19.3中客车SH130 后轴 45.10 1 1 1140 35.7前轴 28.7 1 6.4 894 25.1大客车CA50 后轴 68.20 1 1 894 169.2前轴 13.40 1 6.4 2182 2.2小货车BJ130 后轴 27.40 1 1 2182 7.8前轴 28.70 1 6.4 914 25.6中货车CA50 后轴 68.20 1 1 914 172.9前轴 23.70 1 6.4 1303 15.9中货车EQ140 后轴 69.20 1 1 1303 262.7前轴 49.00 1 6.4 993 285.4大货车JN150 后轴 101.601 1 993 1064前轴 50.20 1 6.4 1161 370.7特大车KB222 后轴 104.301 1 1161 1394.3