路基路面计算书

某一级公路路路基路面计算书1、 路基设计1确定路基横断面形式根据任务书所给条件确定该路段路基断面形式为路堤式路基，其中前 400按照标准断面形式设计，后 100 米设置挡土墙并采取相应的断面形式.2确定自然区划和路基干湿类型由公路自然区划标准知：江淮丘陵区属于2 分区.地基土质为粘性土，由教材表 1-9 知：路基临界高度 1.67H:.21.H: 309: .8该公路为一级汽车专用线，取路基干湿类型为干燥.3拟定路基断面尺寸，取计算行车速度为 80kmh 路基宽度查公路工程技术标准 （JTG B012003） ，有：302：行车道宽度为：28=16m304：中央带宽=中央分隔带宽=2m305：路肩宽=硬路肩宽+土路肩宽=2 2.5+20.75=6.5m故路基宽度为：行车道宽度+中央带宽+路肩宽=1 6+2+6.5=24.5m 路基高度路基干湿类型为干燥，则由教材表 1-8 有：路基高度 ，取路基中线H1高度作为设计高度，故可取公路路基最小填土高度 =5.3m 路基边坡坡率路堤上部高度为：5.3-1.3=4m8m，路基填料为细料土.由教材表 3-3 可取边坡坡度为：1：m=1：1.5 ，则边坡宽度为：b=1.5H=6m.2、路基排水设计1确定边沟布置，断面形式及尺寸边沟设置在路堤的坡脚外侧无需水力计算，横断面采用梯形标准横断面式，取梯形边沟内侧边坡坡度为 1:1.5,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同，取为 1:1.5，因江淮丘陵区降水量较大，故取底宽与深度均为 0.6m，边沟纵坡为 0.5%，边沟采用浆砌片石，砌筑用砂浆强度采用 M7.5.2确定排水沟布置，断面形式及尺寸排水沟断面形式采用梯形,取纵坡为 0.5%,采用对称式梯形断面 m=1.5, n=0.031, = 1.3sQ3m根据水力计算确定断面尺寸：假定 b=0.47m，参照教材表 7-15 有， =0.61 取 h=0.77mbh由式（7-23）： =1.25 2bh2m由式（7-24）： =3.61 ， =3.25 m1kbkh由式（7-25） ； =0.38 mR 式（7-21）： 2.50.1375(0.1).28ynRn由式（7-20）： =24.60yC由式（7-18）： =1.07 V=Rims由式（7-19）： =1.34Q3 验算：按照表 7-14， =1.2maxVs由式（7-22）：当 时，0.512min0.3Rs实际流量介于此二者之间，故流速符合要求.，故流量也符合要求31sQ综上所述，可取底宽为 0.47 m，沟深 应为水深 h 加上安全高度 =Hh，此处取 =0.13 m，所以 =h+ =0 .90 m，边坡坡率为 0.5%. 0.1.2m:hh3确定沟渠的防护加固形式因为 ，故沟渠无需进行加固，采用夯实平整土沟,不铺砌.0.5%1i3、路基防护（查 JTJ01395） 公路路基设计规范 ）对于高等级道路，采用六角形空心混凝土预制块防护，本段公路采用六角形空心混凝土预制块。空心预制块的混凝土强度不应低于 C20，厚度不应小于 150mm。空心预制块内应填充种植土，喷播植草。4、挡土墙设计（重力式挡土墙）1确定挡土墙的形式及纵横向布置根据所给资料，在 K26556K26 656 段设路肩式重力式挡土墙，采用俯斜式挡土墙.挡土墙采用锥坡与路堤衔接；为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔 10m 设置一道缝，兼有两者的作用，缝宽 0.025 m，缝内用胶泥填塞，在渗水量大，填料容易流失地区，用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m；挡土墙基础全部采用浅基础，基础埋深暂取为 2 m；在墙前地面以上设两排泄水孔，排水孔尺寸取为 ，排水孔的出口10c高出墙前地面 0.4m，排间距为 0.40 m，为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部铺设 30cm 厚的粘土隔水层，泄水孔的进水口部分设置粗粒料及滤层，以免孔道阻塞。2拟定挡土墙断面尺寸采用俯斜式路肩挡土墙，初步拟定尺寸拟如下：采用浆砌块石，墙顶宽度 ，墙高 5.0m，填土高 a=0m，墙背俯斜 ，1.7bm15墙身分段长度 10m. 3主动土压力计算 车辆荷载换算：由表 6-5 知：当墙高 时， ；当墙高 ，H2.0m20.qkpaH10.m， （附加荷载强度）10.qkpa取墙高 ，根据线性插值的方法： ，即 .51205x625.06.209317hr由规范得： ，取 . 84oo:15o设计已知：计算内摩擦角 墙背填土与墙背间摩擦角 填背填26, 13,2o土容重 ， .317.5KNmckpa土压力计算：、假设破裂面交于荷载内，则：26153490ooo0()ccAHhhr154.2.2m其中： tan()2ochr0tanBHh15(.93)154.602osincs(co)ABDhr4.2si(654.cos(2654)2.363c5n.17.o oo ，2tantsi0D1o、验算破裂面位置：堤顶破裂面距墙踵距离： tan5(0.6).325H荷载内边缘距墙踵距离： 0.1.8o荷载外边缘距墙踵距离： ta97因 ，故破裂面交于荷载面内，与所假设的计算图式相符合.0.83.25867、主动土压力：()coscos()(tan)iina HhEAB cos(34126)3(54.2)cos617.5(420.65)4.in5cos1in54)o9039.KNcos()cos(13)61.oXaEKNin6.2in525Y路肩墙连续均布荷载，破裂面交于荷载内前面已求得： 05,.93,4.,1,13,54.ooocHmhm即： 04.27ch 0()ccAr153.(.2.938.620)tanBHh(.154.0osin)cs()coABDhr8.76si(254).60cos(254)0.153c54n.761.o oo ，2tantsiD81o()coscos()(tan)iina HhEAB s(1862)3(5.27)cos617.5(420.3)i54cos18in54)o 9.KNcos()9.cos(13)2.oXaE KNin502in7Y1()(3.7).3ycZHhm4设计挡土墙截面：取 12.7,.04Bm的确定：GZ1.71535.34(.7)232(.)x即： 因 ，故有：31.8x7.GKN1.GZxm5挡土墙验算：抗滑稳定性验算：100.9.9tanQyGE27.5427.45927.50，满足要求.18.18QXKN抗倾覆稳定性验算： 10.9GyXYZEZ27.5.427.852.107，满足要求.36基底应力及偏心验算：、基础地面的压应力：轴心荷载作用时，其中 P 为基底平均压应力.NA221.034ABm010()cossinGQyQXNEWE7.59.27)284.KNPA20413.kpa偏心荷载作用时2ZNBe0yGyxyNMEZZ7.517.852.107.232即： 2ZNBe304m0.5516maxin 139.61 478.60.2()()34kpaPAB基底合力偏心距 ，满足要求.0.2e、地基承载力抗力值：查表得： ，基础底面埋深 .则：12,.,16kKfpa 20hm230.5kfbh60.7.4.9KN满足要求.max139.9,pfKN 墙身截面强度验算：01()jGQQiiCN查表可知： ，.5,.40,.9G27.8.631.2G KN其中： 15(3.0417).58.62GKN1,2,0QykQiNEK综上可得： .(.9.427.)35.j 轴心力偏心系数： .8802215616.04953.keB，6140kRpa1.034.A即： .9252.1k，满足要求.77jKN又由于 ，为矮墙，根据规范规定，可不考虑纵向稳定.1.6403.HB验算内容全部通过，故决定采用墙顶宽 ，底宽 ，墙高 ，墙背1.m3.045m俯斜 ，墙身分段长度为 的挡土墙。15o5、半刚性路面结构层设计 交通组成表车型 前轴重 后轴重 后轴数 后轴轮组数 后轴距（m）交通量解放 CA10B 19.40 60.85 1 双 1860黄河 JN150 49.00 101.60 1 双 1270依士兹 TD50 46.55 96.40 1 双 3801轴载分析路面设计以双轴组单轴载 100KN 作为标准轴载验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次轴载换算验算半刚性基底层底拉应力公式为 8 12()kiipNcnP式中： 为轴数系数，1c(1mc为轮组系数，单轮组为 1.85，双轮组为 1，四轮组为 0.09。2轴载换算结果如表所示车型ip1c2in 812()ipcP解放 CA10B 后轴 60.85 1 1 1860 34.962黄河 JN150 前轴 49.00 1 1.85 1270 7.808后轴 101.60 1 1 1270 1441.960依士兹 TD50 前轴 46.55 1 1.85 380 1.550后轴 76.00 1 1 380 42.295821)(PpncNiki1528.575注：轴载小于 40KN 的轴载作用不计。1365)(te 15(0.9)28.570.4678.19.0次累计轴次计算结果如表所示，属于 C 级交通。轴载换算与累计轴载换算方法 半刚性层拉应力指标设计年限内累计交通轴次 766.769 万次2路面结构组合层组合结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为 800 万次左右，根据规范推荐结构，路面结构层采用沥青混凝土（15cm） 、基层采用水泥碎石（厚度待定） 、底基层采用石灰土碎石（30cm） 。规范规定高速公路一级公路的面层由二至三层组成，查规范，采用三层沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚 4cm） ，中间层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚 5cm） ，下面层采用沥青贯入式（厚 6cm） 。各层材料的抗压模量与劈裂强度查有关资料的表格得各层材料抗压模量（20）与劈裂强度材料名称H（cm） 20抗压模量劈裂强度细粒式沥青混凝土 4 1400 1.4中粒式沥青混凝土 5 1200 1.0沥青贯入式 6 600水泥碎石 ？ 1500 0.5石灰土碎石 30 900 0.35土基 35 3路面结构层厚度的确定及强度验算土基回弹模量的确定该路段处于2 区，为粘质土，稠度为 1.2，查相关表的土基回弹模量为35.0MPa。5）石 灰 土 碎 石水 泥 碎 石沥 青 贯 入 式中 粒？ 细 粒土 基ABCDE2、设计指标的确定对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层层底拉应力的验算。、设计弯沉值（一级公路）该公路为一级公路，路面等级系数 ，面层是沥青混凝土路面 取0.1cAsA1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于 20cm，基层类型系数 。1.0b设计弯沉值为：0.26decsbLNA0.27819.1025.91m、各层材料的容许层底拉应力 spRK细粒式密级配沥青混凝土0.29eScNA0.2.9768194.1.42SPRaMPK中粒式密级配沥青混凝土0.2.9aeScAN0.2.9768194.1.342SPRaMPK沥青贯入式水泥碎石 0.1 0.13576892eScNA.20SPRaMP石灰土碎石0.1 0.1457689257eScNKA.3.2SPRaMP设计资料总结设计弯沉值为 （0.01mm）相关资料汇总如下表：25.19设计资料汇总表材料名称 H(cm) 20抗压模量容许拉应力（）aMP细粒式沥青混凝土 4 1400 0.4762中粒式沥青混凝土 5 1200 0.3401沥青贯入式 6 600水泥碎石 ？ 1500 0.25石灰土碎石 30 900 0.1362土基 35 确定水泥碎石层厚度（换算成三层体系）取设计弯沉值等于计算弯沉值为 25.19（0.01mm）0.380.362sFLEAP0.380.365.1951.61671.24.820.dLEPFaMPE10cmh414.232HKnkaMPE102查表得 86.14065.12h 3.6a查表得 02.3.529E 42.1K 14.80.5163LKa查表得： 2.H cm03.6.50根据12.423nKkEh2.42.42.460150906.0531h 取49.7hcmc4弯拉应力的验算A 点 细粒式密级配沥青混凝土底 cmh4129.01nkikEH0.90.90.96553321272.cm386.104h 857.4012E029.0E查图 14-18 得 为压应力，不需验算。B 点 中粒式密级配沥青混凝土底cmEhikik 1572.905124414 0.90.9563336.H86172.h 83.01212E03520E查图 14-18 得 为压应力，不需验算。C 点 沥青贯入式底44411020561.896ikkih cmEcmH7.093.5.16.584.1h2102.56E03.320E查图 14-18 得 为压应力，不需验算D 点 水泥碎石层底444411020653042.8615ikkiEh cmcmH30139.65.89. .0912E查图 14-18 得 042.4.1.h 6.01592E390520E查图得 6.1m8725.H 6.01592E03920E查图得 .2m17.1560.72.80.25aRp MP E 点 底层弯拉应力444411020156304.25ikkih cm3.2.39.6 6.01592E09520EcH30查图 14-19 得： 27.1n2.512.305780.136aRpnMP