1、路基路面工程课程设计说明书目录一、设计原始资料1二、路基横断面设计1三、混凝土路面设计21、交通分析 22、初拟路面结构 33、路面材料参数确定74、荷载疲劳应力85、温度疲劳应力96、初拟路面结构检验 107、电算水泥混凝土路面结构11四、沥青路面设计141、交通分析 172、初拟路面结构组合 173、路面设计弯沉值 174、路基结构厚度设计参数 175、电算沥青路面设计 19附录 1：公路基本参数设计依据 24路基路面工程课程设计说明书附录 2：混凝土路面基本参数设计依据 25附录 3：沥青路面基本参数设计依据 31参考文献 33一、设计原始资料公路自然区划 II1 区拟建一条双车道二级公
2、路，该地区为粘性土，粘稠度 1.0，山岭重丘区。沿线的工程地质及水文地质良好。山体附近有许多采石厂，矿石材料丰富，其他材料均需外购。依附录 1：表 1.1.1-1.1.3，拟定设计时速为 40km/h，路基宽度为 8.5m。车道宽度为 3.5 米，土路肩 0.75m，无硬路肩。路面宽度范围内交通调查得到交通组成见表一，在使用期内交通量的年平均增长率为 4%。表一预测该路竣工后第一年的交通组成车型 解放CA-10B东风EQ-140日野KB222黄河JN-150小汽车辆/日 1500 1400 75 65 1400二、路基横断面设计根据公路工程技术标准和公路路基设计规范规定，设计路基横断面形式如下
3、：(1) 行车道宽度： 23.5m(2) 硬路肩宽度： 20.75m(3) 路基总宽度： 8.5m(4)路基填筑高度拟为 3m，边坡率为 1.5，边沟底宽和深度均为 0.4m路基路面工程课程设计说明书三、混凝土路面设计3.1 交通分析3.1.1 混凝土路面设计基准期由附录 2：表 2.1.1 可靠度计算指标，三级公路混凝土路面设计基准期为 20 年；3.1.2 标准轴载及轴载当量换算水泥混领土路面结构设计以 100KN 单轴-双轮组荷载为标准荷载。不同轴-轮型和轴载的作用次数，应按 1610iniSpN式中：100KN 的单轴一双轮组轴载的通行次数SN各类轴一轮型 i 级轴载的总重ipn轴型和
4、轴载级位数各类轴轮型 i 级轴载通行次数；i轴-轮型系数；单轴双轮组： =1i单轴单轮组： =2.22103P -0.43双轴双轮组： =1.0710-5P -0.22 i三轴双轮组： =2.4410-8P -0.22由已知交通组成资料计算的各轴载当量次数如下表车型 轴重 ip（KN）轴轮型系数 i交通组成 iN（辆/日）当量轴次 i路基路面工程课程设计说明书 160ipN前轴 19.40 620.29 1450 0.00解放CA-10B 后轴 60.85 1 1450 0.51前轴 23.70 569.13 1500 0.00东风EQ-140 后轴 69.2 1 1500 4.15前轴 50
5、.20 412.15 35 0.23日野KB222 后轴 104. 3 1 35 68.65前轴 49.00 416.46 30 0.14黄河JN-150 后轴 101.60 1 30 38.67合计 SN112.35注：小汽车和轴载小于 40KN 的特轻轴重对结构影响忽略不计，不纳入当量换算。3.1.3 标准轴载及轴载当量作用次数 Ne由附录 2 表 2.1.1 可靠的设计标准得：该三级公路设计基准期 20 年，安全等级为四级。由表 2.1.2，临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取 0.62。交通量年平均增长率为 4%。所以设计基准期内混凝土面板临界荷位处所承受的标准轴载累计当量作用次数：(次
6、)751026.304.135.123612rtSegN式中：Ns100KN 的单轴双轮组标准轴载的通行次数；t设计基准期（年） ；gr交通量年平均值；临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数。3.1.4 混凝土路面交通等级划分该设计车道标准轴载累计 Ne=75.7102104（次） ，依据附录 2：表 2.1.3 得路面交通等级为中等。3.2 初拟路面结构3.2.1 路面厚度及材料设计由表 2.1.1 可靠度设计标准可知，安全等级为四级的道路对应的变异水平等级为路基路面工程课程设计说明书中高级。根据三级公路中交通等级和中级变异水平等级，查表 2.2.1 得水泥混凝土面层厚度参数范围 200mm230
7、mm，初拟面层厚度为 220mm。根据中等交通等级查表 2.2.2 和表 2.2.3，基层选用水泥稳定粒料（水泥用量 5%） ，厚度 220mm。垫层为150mm 低剂量无机结合料稳定土，见图一。普通混凝土的平面尺寸为宽 3.5m，长4.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传立杆的假缝。3.2.1 接缝设计1、纵向接缝的布设应视路面宽度和施工铺筑宽度而定;（1）一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。纵向施工缝采用平缝形式，上部应锯切槽口，深度为 3040mm，宽度为 38mm，槽内灌塞填缝料，构造如图二所示；因混凝土板块小于 4.5m，故可不必考虑设置纵向缩缝。（2）纵缝应与路线中线平行。
8、在路面等宽的路段内或路面宽度路段的等宽部分，纵缝的间距和形式应保持一致。路面变宽段的加宽部分与等宽部分之间，以纵向施工缝隔开。加宽板在变宽段起终点处的宽度不应小于 1m。（3）拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚中央，并应对拉杆中部 100mm 范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，可参照附表 2：表 2.2.4 取用 14700600。施工布设时，拉杆间距应按横向接缝的实际位置予以调整，最外侧的拉杆距横向接缝的距离不得小于 100mm。（4）连续配筋混凝土面层的纵缝拉杆可以由板内横向钢筋延伸穿过接缝代替。路基路面工程课程设计说明书2、横向接缝设计（1）每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设
9、置横向施工缝，其位置应尽可能选在缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，应采用加传立杆的平缝形式，其结构如图三 a）所示；设在胀缝处的施工缝，其构造与胀缝相同。遇有困难需设在缩缝之间时，施工缝采用设拉杆的企口缝形式，其构造如图三 b）所示。路基路面工程课程设计说明书（2）横向缩缝可等间距或变间距布置，采用假缝形式。本公路属非特重和重交通公路，故可采用不设传立杆假缝形式，其构造如图四所示。路基路面工程课程设计说明书（3）横向缩缝顶部应锯切槽口，深度范围为 44-55mm，取 50mm，宽度为 3-8mm，槽内填塞填缝料。（4）在邻近桥梁或其他固定构造物处或与其他道路相交处应设置横向胀缝。设置的胀缝条数
10、，视膨胀量大小而定。低温浇筑混凝土面层或选用膨胀性高的集料时，宜酌情确定是否设置胀缝。胀缝宽 20mm，缝内设置填缝板和可滑动的传立杆。胀缝的构造如图五所示。（5）传立杆应采用光面钢筋。其尺寸和间距可按附录 2：表 2.2.5 选用28400300。最外层传立杆距纵向接缝和自由边的距离为 150-250mm。3.3 路面材料参数确定路基路面工程课程设计说明书3.3.1 混凝土面层参数按附录 2：表 2.3.1 和表 2.3.2，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为 fr 为5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准值 Ec 为 31MPa。3.3.2 土基参数按表 2.3.3 中湿路基床顶面回弹模量经验
11、参考值，自然区划 II1 区粘性土路基回弹模量 E0 取 25MPa3.3.3 基层、垫层参数按表 2.3.4 垫层和基层材料回弹模量经验参考值范围，水泥稳定粒料基层回弹模量E1 取 1300MPa，低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量 E2 取 600MPa3.3.4 基顶当量回弹模量确定（1）基层和垫层的当量的回弹模量： MPahEX 1.0315.08.63102221 （2）基层和垫层的当量弯曲刚度： MNgmHEDX57.2 15.068.13045.80125.618.03 233 1121321 （3）基层和垫层的当量厚度： mEDhXx 312.0/57.21/13（4）回归系数
12、啊 a、b： 81.025.134.4.1 4.6.2.6.5.0 5.045.0 EbaX所以基层顶面的当量回弹模量： MPaEahXbxt 420.1825.03312.04/8.3/10 路基路面工程课程设计说明书式中：E0路床顶面的回弹模量（MPa） ；E1、E2分别是基层和垫层的回弹模量（MPa） ；h1、h2分别是基层和垫层的厚度（m） ；3.4 荷载疲劳应力3.4.1 荷载应力 ps计算（1）普通混凝土板的相对刚度半径： mEhrtC 70.42.18/302.0537./537.0 式中：h混凝土板的厚度（m）EC水泥混凝土的弯拉弹性模量（MPa） ；Et基层顶面的当量回弹模量
13、（MPa ） 。（2）标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力： MPahrPS 28.1.07.0.07. 6.26. 式中：r普通混凝土面层的相对刚度半径；h混凝土板的厚度（m） 。3.4.2 荷载疲劳应力 pr因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系数 Kr=0.89。普通混凝土路面设计基准期内荷载应力累计疲劳应力系数 163.275057.efNK式中： 与混合料性质有关的指数，普通混凝土取 0.057。根据公路等级三级，查附录 2：2.4.1 综合系数表，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数为 Kc=1.1。所以荷载疲劳应力 MPaKpscfrp 710.28.163.2890
