一级公路路基路面设计课程设计任务书.doc

路基路面课程设计任务书设计题目 江苏扬州镇江某一级公路路基路面设计 学院(部) 公 路 学 院 专 业 道路桥梁与渡河工程（公路工程） 班 级 公路工程一班 学生姓名 欧阳文广 学 号 201221010118 1 月 9 日至 1 月 15 日 共 1 周 2015年 1月 15 日设计说明书3计算说明书3一、公路等级3二、 路基设计3三、 沥青路面设计4（1） 设计原始资料4（2） 设计弯沉值和容许拉应力计算5（3） 面层拟定7（4） 沥青路面结构层厚度计算及防冻层验算8四、 水泥路面设计10（1） 基本资料10（2）水泥混凝土路面设计10五、 参考资料14设计说明书本课程设计按照路基路面等设计规范，对该一级公路进行了路基设计，及路基稳定性分析。进行了沥青路面设计，水泥路面设计。其中路基设计要求只绘出路堤重力式挡土墙上的土压应力图，及土压应力大小，及作用点。对于沥青路面设计，是根据基本资料，累计交通量等基本数据，利用hpds软件对设计弯沉值与层底拉应力计算，以及沥青路面结构厚度计算和公路沥青路面设计和验算。至于水泥路面，亦是根据累计轴载作用次数、基本资料，利用hpds进行相关设计及验算。计算说明书一、公路等级根据设计资料、要求和交通量，拟定公路等级为一级公路。2、 路基设计（1） 基本资料该路基标准图为路堤，为稳定边坡，采用了重力式路堤挡土墙，且墙背竖直，以降低边坡高度及减少填方量，减低造价。（2） 设计要求在均布荷载q的作用下，绘制出该挡土墙的土压力，计算其大小，确定其作用位置。（3） 土压应力图墙背上各特征点的应力值为： 1=(h-h-a)ka 2=aka 3=hka 得图形的面积a和该面积对墙踵的面积钜m0则土压力ea=a, 作用点zx=m0/ea zy=b-zxtan 重力式挡土墙在土压力和荷载作用下，应进行稳定性验算（抗滑稳定性和抗倾覆稳定性验算）、基底应力和合力偏心距验算，以及截面断裂验算。3、 沥青路面设计（1） 设计原始资料1交通量与车辆组成 据调查，2015年的交通量与车辆组成如下：江苏省扬州镇江新建公路设计 车 型解放ca10b东风eq140黄河jn162日野kb222小汽车增长率拟建成时间比例尺交通量13001800160011005000.0512011-7-11：2000交通量年平均增长率为 5% 。2拟建成年月 2015年4沿线自然地理特征 江苏省扬州至镇江，属于亚热带季风性湿润气候向温带季风气候的过渡区。气候主要特点是四季分明，日照充足，雨量丰沛，盛行风向随季节有明显变化。冬季盛行干冷的偏北风，以东北风和西北风居多；夏季多为从海洋吹来的湿热的东南到东风，以东南风居多；春季多东南风；秋季多东北风。冬季偏长，4个多月；夏季次之，约3个月；春秋季较短，各2个多月。降水量约864毫米。自然区划属于1区，沿线土质为黏土。 5沿线筑路材料的情况砖瓦黏土、石英砂、玄武岩、砾（卵）石、矿泉水、地热等矿产资源较丰富。仪征、邗江丘陵山区有黄沙储量2亿3亿吨、石料储量1.2亿吨、卵石储量约3亿吨。全市玄武岩远景储量约2.5亿吨。扬州市城区北部及仪征、高邮等地地下矿泉水资源丰富，品质优良。（2） 设计弯沉值和容许拉应力计算 序号 车型 名称 前轴重(kn) 后轴重(kn) 后轴数 后轴轮组数 后轴距(m) 交通量 1 解放ca10b 19.4 60.85 1 双轮组 1300 2 东风eq140 23.7 69.2 1 双轮组 1800 3 黄河jn162 59.5 115 1 双轮组 1600 4 日野kb222 50.2 104.3 1 双轮组 1100 5 其他车 50 50 1 单轮组 450 设计年限 20 车道系数 0.65 交通量平均年增长率 6 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量 nh= 4062 ,属特重交通等级 当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 : 路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 6505 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 5.677162e+07 属特重交通等级 当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 : 路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 7167 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 6.254914e+07 属特重交通等级 路面设计交通等级为特重交通等级（3） 面层拟定公路等级 一级公路 公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 16.9 (0.01mm) 层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(mpa) 容许拉应力(mpa) 1 中粒式沥青混凝土 1 0.22 2 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.17 3 粗粒式沥青碎石 0.8 0.18 4 石灰粉煤灰碎石 0.6 0.24 5 石灰土 0.25 0.08（4） 沥青路面结构层厚度计算及防冻层验算 公 路 等 级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : bzz-100 路面设计弯沉值 : 16.9 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (mm) 层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20平均抗压 标准差 15平均抗压 标准差 容许应力 (mm) 模量(mpa) (mpa) 模量(mpa) (mpa) (mpa) 1 细粒式沥青混凝土 30 1400 0 2000 0 .8 2 中粒式沥青混凝土 40 1200 0 1600 0 .7 3 粗粒式沥青混凝土 60 900 0 1200 0 .6 4 石灰粉煤灰碎石 ? 1500 0 1500 0 .14 5 石灰土 250 550 0 550 0 .08 6 新建路基 36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : ld= 16.9 (0.01mm) h( 4 )= 450 mm ls= 17.3 (0.01mm) h( 4 )= 500 mm ls= 15.9 (0.01mm) h( 4 )= 464 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : h( 4 )= 464 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) h( 4 )= 464 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) h( 4 )= 464 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) h( 4 )= 464 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) h( 4 )= 464 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : h( 4 )= 464 mm(仅考虑弯沉) h( 4 )= 464 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .4、 水泥路面设计（1） 基本资料该新建一级公路位于江苏省扬州镇江，单层水泥混凝土路面结构，为普通混凝土面层，碾压混凝土基层，水泥稳定碎石底基层，当地多玄武岩，质地坚硬耐磨，与水泥附着性好，故集料采用玄武岩。列外当地水资源丰富，水质好，工地用水可用河水或自来水。该公路设计轴载为100kn,最重轴载为250kn。（2）水泥混凝土路面设计 设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计 公 路 等 级 : 一级公路 变异水平的等级 : 中 级 可 靠 度 系 数 : 1.17 面 层 类 型 : 普通混凝土面层 序号 路面行驶 前轴数 前轴重 后轴数 后轴重 拖挂部分 拖挂部分 交通量 车辆名称 (kn) (kn) 的轴数 轴重(kn) 1 解放ca10b 1 19.4 1 60.85 0 0 1300 2 东风eq140 1 23.7 1 69.2 0 0 1800 3 黄河jn162 1 59.5 1 115 0 0 1600 4 日野kb222 1 50.2 1 104.3 0 0 1100 5 标准轴载 0 0 1 100 0 0 10 行驶方向分配系数 .5 车道分配系数 .6 轮迹横向分布系数 .18 交通量年平均增长率 6 设计轴载 100 kn 最重轴载 115 kn 路面的设计基准期 : 30 年 设计车道使用初期设计轴载日作用次数 : 5144 设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数 : 2.671857e+07 路面承受的交通荷载等级 :特重交通荷载等级 混凝土弯拉强度 6.2 mpa 混凝土弹性模量 29000 mpa 混凝土面层板长度 4.5 m 地区公路自然区划 面层最大温度梯度 88 /m 接缝应力折减系数 .87 混凝土线膨胀系数 10 10-6/ 基(垫)层类型-新建公路路基上修筑的基(垫)层 层位 基（垫）层材料名称 厚度(mm) 材料模量(mpa) 1 级配碎石 200 300 2 新建路基 60 板底地基当量回弹模量 et= 120 mpa 中间计算结果 : ( 下列符号的意义请参看“程序使用说明” ) hb= 230 dc= 30.08 r=0.763 sps= 1.744 spm= 1.989 spr= 4.42 spmax= 1.9 cl= 0.838 bl= 0.508 stmax= 1.49 kt= 0.29 str=0.43 scr=4.85 gscr= 5.67 re=-8.55 % scm= 3.39 gscm= 3.97 rem=-35.97 % 混凝土面层荷载疲劳应力 : 4.42 mpa 混凝土面层温度疲劳应力 : .43 mpa 考虑可靠度系数后混凝土面层综合疲劳应力 : 5.67 mpa （小于或等于面层混凝土弯拉强度） 混凝土面层最大荷载应力 : 1.9 mpa 混凝土面层最大温度应力 : 1.49 mpa 考虑可靠度系数后混凝土面层最大综合应力 : 3.97 mpa （小于或等于面层混凝土弯拉强度） 满足路面结构极限状态要求的混凝土面层设计厚度 : 230 mm 验算路面结构层防冻厚度 : 路面结构层最小防冻厚度 500 mm 新建基(垫)层