路基路面课程设计

交通与汽车工程学院课程设计说明书课 程 名 称: 交通路基路面工程课程设计 课 程 代 码: 8234920 题 目: 某地区新建沥青路面设计 年级/专业/班: 2011 级交通工程 2 班 学 生 姓 名: 廖鸿江 学 号: 312011081202217 开 始 时 间: 2013 年 10 月 26 日完 成 时 间: 2013 年 11 月 6 日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说 明书 （计算书、 图纸、分析报告）撰写质量（45）总 分（100）指导教师签名： 年 月 日西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 1 -页交通路基路面工程课程设计任务书学院名称： 交通与汽车工程学院 课程代码：_8234920_专业： 交通工程 年级： 2011 一、设计题目交通路基路面工程课程设计某沥青路面设计子题目（自拟）二、主要内容某地区拟新建一条公路，其中某段经调查路基为*土，地下水位*m，路基填土高度*m。近期交通量：东风 EQ140 车 1200 辆/日，解放 CA10B 车 900 辆/日，黄河 JN150 车1100 辆/日，太脱拉 111s 车 800 辆/日，小汽车斯柯达 706R 车 1500 辆/日，年平均增长率 11.1。沿河可开采砂砾，碎石，并有石灰、水泥、沥青、粉煤灰供应。根据所给的资料，拟定路面设计方案，进行路面结构厚度计算，要求设计计算条理清晰，符合要求，并确定路面方案。针对某一新建路面，通过调查查出路基土性质，地下水位状况，给出路基高度及调查的交通量情况、当地路用材料情况，例如：成都某地区拟建一条公路，其中某段经调查路基为粉质中液限粘土，地下水位12m，路基填土高度 0.8m。近期交通量：东风 EQ140 车 350 辆/日，解放 CA10B 车 780辆/日，黄河 JN150 车 89 辆/日，太脱拉 138 车 56 辆/日，小汽车 95 辆/日，年平均增长率 815。沿河可开采砂砾，碎石，并有石灰、水泥、沥青、粉煤灰供应。根据所给的资料，拟定路面设计方案，进行路面结构厚度计算，要求设计计算条理清晰，符合要求，并确定路面方案。设计车辆在这里选择，其中交通量增长率，在 8%-15%这个区间中自己选定，三、具体要求及应提交的材料西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 2 -页具体要求：1：熟悉设计资料，认真查阅规范，获取相关参数。2：按照设计要求进行相关计算。3：可利用程序计算。4：绘制路面结构图。5：将设计计算资料整理装订成册，上交。提交材料：1.课程设计说明书一份2.电子文档（用姓名和学号建立压缩文件夹,每个小组 1 份）3.路面结构图一份（CAD 图）四、主要技术路线提示1.确定公路等级、路面等级、面层和基层类型。2.计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。3.确定路基干湿类型、土基回弹模量值。4.拟定可能的路面结构组合与厚度方案，确定各结构层材料的抗压回弹模量。5.确定各层劈裂强度，计算抗拉强度结构系数，容许拉应力。6.计算路面厚度。 （可用程序计算）五、进度安排1、第 16 周周四：开设计动员大会，分组并下发设计资料，与指导老师进行见面；2、第 17 周周一17 周周三：收集相关资料，初步选定题目并进行题目论证；3、第 17 周周四18 周周三：进行方案设计；4、第 18 周周四18 周周五：完成并提交设计报告、图纸。六、推荐参考资料(不少于 3 篇)1、路基路面工程教材（邓学均；梁富权）； 2、公路路基设计规范（JTG D30-2004），北京：人民交通出版社，2004 年； 3、公路路基设计手册，北京：人民交通出版社，1996 年； 4、公路沥青路面设计规范（JTJ D50-2006），北京：人民交通出版社，2006 年；西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 3 -页5、公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002），北京：人民交通出版社，2002 年； 6、公路路面设计手册，北京：人民交通出版社，1994 年指导教师签名 日期 2011 年 12 月 10 日系 主 任 审核日期 2011 年 12 月 10 日目 录摘 要 .- 4 -1 任务分析及目的 .- 5 -1.1 任务分析 .- 5 -1.2 目的 .- 5 -2 路基路面工程基本知识 .- 5 -3 遂宁绕城高速基本情况 .- 6 -3.1 自然条件 .- 6 -3.2 土基回弹模量的确定 .- 6 -4 轴载计算 .- 7 -4.1 代表轴载 .- 7 -4.2 轴载换算 .- 7 -4.2.1 弯层值和沥青层的层底拉力设计标准 .- 7 -4.2.2 半刚性基层、基底层应力设计标准 .- 8 -5.1 路面结构 .- 10 -5.2 路面材料配合比设计与设计参数的确定 .- 10 -5.2.1 材料的确定 .- 10 -5.2.2 路面材料抗压回弹模量的确定 .- 10 -6 验算拟定方案 .- 12 -6.1 参数计算 .- 12 -6.1.1 计算各方案的弯层值 .- 12 -6.1.2 计算各方案容许拉应力 .- 13 -6.2 路面结构层厚度的确定 .- 14 -6.3 方案总结 .- 20 -结 论 .- 21 -西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 4 -页致 谢 .- 22 -参考文献 .- 23 -摘 要路面结构是高速公路基础设施的重要组成部分，它承受着过往交通的全部车辆载荷，通 过它再将荷载传递给路基或桥涵构造物。因此，路面 结构是一种承重结构体系。它必须具备承重结构所必备的各项条件，如在各种车辆荷载下路面结构应具有一定的强度和抗变形能力。本次课程设计针对遂宁市新建绕城高速进行路面设计，通过对交通量的预测求出 15 年后车辆的行车荷载，根据荷载的大小确定道路等级及路面结构，对路面结构的承受力进行检验。关键词：高速公路 路面结构 检验西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 5 -页1 任务分析及目的1.1 任务分析遂宁市准备新建绕城高速，据调查，近期交通量如表 1-1-1 所示。根据此交通量，设计出此路段的道路等级，并根据 15 年后的交通量确定路面结构。遂宁市修建道路近期交通量 表 1-1-1车型名称 起始年日交通量（辆）东风 EQ140 1000解放 CA10B 700黄河 JN150 800太脱拉 138 30小汽车 5001.2 目的根据行车载荷确定遂宁市绕城高速的路面结构，设计出两种方案，并对此两种方案进行各参数验证，然后进行比较，确定出既能适应此交通量的发展，又经济实惠的路面。2 路基路面工程基本知识路基和路面是道路的主要工程结构物。路基是在天然地表面按照道路的设计线性和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。路基是路面结构的基础，坚固而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保障，路面结构层的存在又保护了路基，使之避免了直接经受车辆和大气的破坏作用，长期处于稳定状态。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 6 -页3 遂宁绕城高速基本情况3.1 自然条件新建高速公路位于 V2区，为双向四车道，拟定采用沥青路面结构进行施工图设计，沿线为粉质中液限粘土，稠度 1.15，属于润湿状态，年降雨量达 1000mm，七月平均气温大于 30，年最低气温-9.0。3.2 土基回弹模量的确定设计路段路基处于中湿状态，为中液限粘土，运用查表法确定土基回弹模量，查二级自然区划土基回弹模量表得设计值为 43.0MPa。3.3 交通量验算预计遂宁市绕城高速的交通量增长率为 10%，设计年限为 15 年。根据道路勘测设计公路分级要求：高速公路：是具是有特别重要的政治经济意义的公路，有四个或四个以上车道，并设有中央分隔带、全部立体交叉并具有完善的交通安全设施与管理设施、服务设施，全部控制出入，专供汽车高速行驶的专用公路。能适应年平均日交通量（AADT）25000 辆以上。遂宁市绕城高速设计速度 120km/h，为双向四车道高速公路。主线路基断面设计为：中央分隔带 2m+左侧路缘带 20.75 m +车行道 223.75 m +紧急停靠 22m+硬路肩23 m +土路肩 20.75 m = 30m。起始年日交通量表 表 3-3-1序号 车型名称 起始年日交通量（辆）增长率 第 15 年交通量（辆/天）1 东风 EQ140 1000 10% 3797.52 解放 CA10B 700 10% 2658.23 黄河 JN150 800 10% 3038.0西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 7 -页4 太脱拉 138 30 10% 113.95 小汽车 500 10% 1898.74 轴载计算4.1 代表轴载上述车辆轴载如下表：车辆轴载表 表 3-4-1序号 车辆类型 前轴重力（KN）后轴重力（KN）后轴数 轮组数 后轮距（cm）交通量（辆/天）1 东风 EQ140 23.70 69.20 1 双 10002 解放 CA10B 19.40 60.85 1 双 7003 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双 8004 太拖拉 138 51.40 280.00 2 双 132.0 305 小汽车 1 双 5004.2 轴载换算轴载换算以弯层值和沥青层的层底拉力和半刚性材料的底层拉力为设计标准。4.2.1 弯层值和沥青层的层底拉力设计标准 k4.35i12i=PNCnA（ ）式中：N 相当于标准轴载 100KN 的作用次数；ni 各级轴载的作用次数；Pi 各种被换算车型的轴载（ KN） ；C1 轴数系数，C 1 = 1 + 1.2（m 1） ，m 为轴数；西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 8 -页C2 轮组系数，单轮组 C2 = 6.4；双轮组 C2 = 1.0；四轮组 C2 = 0.38（轴距小于 3m） 。注：当轴间距大于 3m 时，按单独的一个轴计算，此时轴系数为 1；当轴间距小于3m 时，双轴或者多轴按 C1 + 1.2（m 1）计算，m 为轴数。沥青底层拉力换算表 表 4-2-1车型 Pi（KN）C1 C2 ni（次/天）N（次/天）前轴 23.70 东风EQ140后轴 69.20 1 1 1000 201.6前轴 19.40 解放CA10B后轴 60.85 1 1 700 80.7前轴 49.00 1 1 800 35.9黄河JN150后轴 10160 1 1 800 857.2前轴 51.40 1 1 30 1.7太拖拉138后轴 280.00 2.2 1 30 509.9k4.35i12i=PNCnA（ ）1687.0轴载小于 25KN 的特轻轴重忽略不计4.2.2 半刚性基层、基底层应力设计标准 K 812ii=PNCnA（ ）西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 9 -页式中： 轴数系数；1C 轮组系数，双轮组为 1.0，单轮组为 18.5，四轮组为 0.09。2轴间距的划分如上，对于轴间距小于 3m 的双轴及多轴的轴数系数按下式计算：= 1 + 2（m 1）C式中：m 轴数。半刚性基层、基底层应力换算表 表 4-2-2车型 Pi（KN）1C2ni（次/天）N（次/天）前轴 23.70 东风EQ140后轴 69.20 1 1 10