路基路面课程设计报告书.doc

. . . . 柔性路面设计 学 院：专业班级：交通1422姓 名：学 号：14024220 参考路基路面课程设计一丶课程设计目的路基里面课程设计是路基里面的一个重要学时。通过柔性路面设计使我们能更加牢固掌握课程的基本理论，基本概念及计算方法。并通过设计环节把相关的只是比较完整地结合起来进行初步的应用，培养我们的分析解决工程实际问题的能力，同时通过课程设计，是我们对相关设计规范有所了解并初步应用。二丶设计资料 2.1柔性路面设计资料3区某地拟建一条双向四车道一级公路，2017年底建成通车，经过调查分析2017年的交通量及车辆的组成情况如下：车型跃进解放黄河依式兹日野太脱拉代号NJ-130CA10BNJ-150TE-30KB211138日交通量20220802100755254202并由此至2017年的日交通量的增长率为9.88%，路基平均填土高度1.7米，平均地下水位1.0米，平均冻土深度0.65米，土质为中液限黏土。三丶根据所给交通量确定道路等级交通量计算交通量换算表车型载质量（t）初始年平均日交通量跃进NJ1308.5202解放CA10B4.002080黄河NJ1508.262100依式兹TE301.66755日野KB2118254太脱拉13812.00202目前，我国公路工程技术标准（JTGB01-2003）确定道路等级时规定的标准车辆是小客车，即将混合交通量换算成为小客车为标准的交通量。我国各汽车代表车型与车辆折算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车1.019座客车和质量2t的货车中客车1.519座客车和2t载重量7t货车大型车2.07t载重量14t的货车拖挂车3.0载重量14t的货车折算成小客车的初始年平均日交通量（交通当量）No=404+3120+4200+1510+254+404=9892(辆/d)计算远景设计年限平均日交通量：Nd=No*(1+r)n-1=9892*（1+9.88%）10-1 =23097 （辆/d）根据公路路线设计规范JTGD2001-2006之2.1.1（4）规定，远景设计年平均日交通量为20397辆，介于15000-30000辆之间，故拟定该条道路为四车道的一级公路。四：路基弹性模量选择确定该路基的干湿类型：该路处于中国公路自然区划分2区，路基土为粉质中液限粘土，潮湿路段，因路基的干湿类型必须是干燥或中湿，所以土基回弹模量取E0=30Mpa。各层材料设计参数：土基及路面材料的回弹模量及各强度值如下表：材料名称抗压回弹模量值Mpa劈裂强度Mpa2015细粒式沥青混凝土（AC-13）140020001.4中粒是沥青混凝土（AC-16）120018001粗粒式沥青混凝土（AC-25）100014000.8两灰碎石15000.65石灰土5500.225土基30五：确定路基宽度参数 根据公路路线设计规范JTGD2001-2006之间2.23规定，设计车速采用80Km/h，根据公路路线设计规范JTGD2001-2006之间3.13规定，设计采用的服务水平为一级，公路路线设计规范JTGD2001-2006之间6.11（3）规定采用整体式路基标准横断面组成由车道、硬路肩，公路路线设计规范JTGD2001-2006之间6.1.2路基宽度，路基宽度设计为24.5M。行车道宽：2*3.75=7.5M。硬路肩：2*3=6M。其宽度参数列表如下：路基宽度各参数表一级公路、双向两车道、80km/h行车道宽度（m）中间带宽度（m）硬路肩（m）2*3.754.52*3本设计中采用整体式路基，其标准横断面应由车道、中间段（中央分隔带左侧路缘带）、路肩（右侧硬路肩、土路肩）等部分组成。本设计道路为一级公路、双向四车道、时速80Km/h，根据规范要求，其路基宽度为24.5m，行车道宽度采用3.5m，一级公路整体式路基必须设置中间带，中间带由两条左侧路缘带和中间分隔带组成。中间带宽都一般为3.50m，其中中央分隔带宽度为2.00m，左侧路缘带宽度为0.75m，一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，其宽度为0.5m，右侧硬路肩宽度取一般值为3.00m，土路肩宽度取一般值0.5m，由于其右侧硬路肩宽度等于3.00m，可不设紧急停车带。六：容许弯沉值计算路面设计指标l=600N-0.2AcAsAb式中：l设计弯沉值（0.01mm） N设计年限内一个车道累计当量标准轴载通行次数 A公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、 四级1.2 As面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎石冷拌沥青碎石，上拌下贯或贯入式路面，沥青表面处治为1.1.AB-路面结构类型系数，刚性基层，半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6,。若基层由半刚性材料层与柔性材料层组合而成，而AB处于两者之间通过线性内插确定。七：容许弯拉应力计算各层材料的容许拉应力式中：sp-路面结构材料的极限抗拉强度（MPa） R-路面结构材料的容许拉应力，即材料能承受的设计年限。 Ks -抗拉强度结构系数。一级公路，取，面层为沥青混凝土，取，半刚性基层、底基层总厚度大于20cm，按内插法确定基层类型系数为。设计弯沉： 计算各层材料的容许层底拉应力细粒式密集配沥青混凝土面层：中粒式密集配沥青混凝土：粗粒式密集配沥青混凝土：二灰碎石：石灰稳定土：路面结构材料容许拉应力结果汇总表结构层AcNeKs平极限抗拉强度（MPa）R容许拉应力沥青混凝土面层上面层140829442.561.40.55中面层140829442.561.00.39下面层140829442.560.80.31无机结合料稳定集料基层二灰稳定碎石116245572.170.650.30水泥稳定碎石116245572.170.2250.10八进行标准轴载换算8.1 以弯况为指标的标准轴载换算 汽车的路面设计参数表车型轴载作用次数（次/d）轴重力（Mpa）前轴重力（KN）后轴重力（KN）后轴数轮组数轴距跃进NJ130138085.0015.3038.301双解放CA10B102740.0019.4060.851双黄河NJ15010082.6049.00101.601双依土兹TE30222776.6042.2080.001双日野KB21153080.0047.75100.0013太脱拉13850120.0051.402x80.002双132.0 设计年限内一个车道的累计当量轴次计算轴载分析，路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载当以设计弯沉为指标及计算沥青层层拉应力时各级轴载换算采用Ns=式中：Ns以弯沉为指标的标准轴载的当量轴次（次/d） Ni被换算车型的各级轴载作用次数（KN） P标准轴载（KN） Pi被换算车型的各级轴载（KN） Ci轴载系数 C2轮组系数，单轮组6.4 双轮组1，四轮组 0.38当轴间距大于3m时，应该单独的一个轴载进行计算，此时轴数m=1,当轴间距小于3m时，按双轴或多轴进行计算，轴数系数为； C1=1+1.2(m-1)式中： m轴数计算（小于25的轴数不计）计算结果列表所示 轴载换算结果汇总表（以弯沉为标准时）车型Pi(kN)C1C2Ni(次/d-1)C1C2ni(PI/P)4.35跃进NJ130前轴后轴59.71.0127529.2解放CA10B前轴60.85111002115.45后轴黄河NJ15前轴49.0011006.410028.74后轴101.6011100107.15依土兹TE30前轴42.2016.42202330.45后轴80.00112202834.18日野KB211前轴后轴99.7116564.2太脱拉138前轴51.4016.45064.2后轴80.802.215041.67合计：N1=1568.73一级公路的沥青公路路面的设计年限为10年，双向四车道的车道系数=0.45.则设计使用期累计当量轴次为N=365N1（1+r）t/r 式中；N路面设计年限内一个车道上的累计标准轴载做作用次 t 设计年限（年） N1路面竣工后第一年双向平均标准轴载作用次数（次/d） r 设计年限内的交通量（标准轴载作用次数）平均增长率（） 沥青混凝土路面称为车道系数，水泥混凝土路面称为轮迹横向分布系数。 8.2以底层拉应力为指标的标准轴载换算当验算半刚性基层层底拉应力时各级轴载在换算时采用 计算小于50的轴载不计结果列表如下 轴载换算结果汇总表（以底拉应力为标准）车型 跃进后轴59.7O1127529.2解放后轴60.8511100218.83黄河后轴101.6011100113.54依土兹后轴80.00112202369.43日野后轴99.70116563.5太拖拉前轴51.40118.5504.51后轴80.00315025.17合计：624.18一级公路的沥青路面的设计年限为10年，双向四车道的车到系数=0.45，则设计使用期累计当量轴次为： =9 路面组合结构层次及个结构层厚度设计及验算路面结构组合方案，经过计算路面设计年限内一个车道上的累计标准轴载作用次数为左右，查表得路面为高级路面，面层采用沥青混凝土，又因为该路是一级公路，因此采用双层式结构，初步拟定的组合结构形式和结构层厚度为：4cm细粒式密级配沥青混凝土(AC-13)+6cm中粒式密级配沥青混凝土(AC-16)+8cm粗粒式密级配沥青混凝土（AC-25）+25cm水泥稳定碎石+待定厚度=灰(石灰粉煤灰)稳定级配碎石，以二灰石灰粉煤灰稳定级配碎石为设计层。路面组合结构形式以及各结构层厚度设计路面结构材料及候补情况表路面结构结构形式结构厚度面层上面层细粒式密级配沥青混凝土(AC-13)4cm中面层中粒式密级配沥青混凝土(AC-16)6cm下面层粗粒式密级配沥青混凝土（AC-25）8cm基层上基层石灰粉煤灰稳定级配碎石待定底基层水泥稳定级配碎石40cm10、 设计弯沉值和容许拉应力计算当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：设计年限为一个车道上的累计当量轴次：4082945属中等交通等级。当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时：设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1624557属中等交通等级。路面设计交通等级为中等交通等级。公路等级：一级公路。公路等级数： 面层类型系数： 路面结构类型系数：路面设计弯沉值：28.57（0.01mm） 路面结构材料参数表层位结构材料名称劈裂强度（Mpa）容许拉应力（Mpa）1细粒式沥青混凝土1.40.552中粒式沥青混凝土10.393粗粒式沥青混凝土0.80.314石灰粉煤灰碎石0.650.305石灰土0.2250.1011、 路面结构厚度计算新建路面的层数：5标准轴载：BZZ-100路面设计弯沉值：28.57（0.01mm）路面设计层层位：4设计层最小厚度：150（mm） 路面结构层厚度初步拟定情况表层位结构层材料名称容许拉应力（Mpa）厚度（mm）20平均抗压模量（Mpa）标准差（Mpa）15平均抗压模量（Mpa）1细粒式沥青混凝土0.55401400020002中粒式沥青混凝土0.39601200018003粗粒式沥青混凝土0.31801000014004石灰粉煤灰碎石0.30401500015005石灰土0.1025055005506新建路基30按设计弯沉值计算设计层厚度：LD=28.57（0.01mm）H=200mm， Ls=28.8（0.01mm）H=250mm， Ls=25.2（0.01mm）H=214mm（仅考虑弯沉）按容许拉应力计算设计层厚度： H（4）=214mm（第一层底面拉应力计算满足要求） H（4）=214mm（第二层底面拉应力计算满足要求） H（4）=214mm（第三层底面拉应力计算满足要求） H（4）=214mm（第四层底面拉应力计算满足要求） H（4）=214mm（第五层底面拉应力计算满足要求）路面设计层厚度： H（4）=214mm（仅考虑弯沉） H（4）=214mm（同时考虑弯沉和拉应力）验算路面防冻厚度：验算结果表明，路面总厚度比路面最小防冻厚度小156mm，程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补齐，通过对设计层厚度取整，最后得到路面结构设计结果如下：细粒式沥青混凝土 40mm中粒式沥青混凝土 60mm粗粒式沥青混凝土 80mm石灰粉煤灰碎石 370mm水泥稳定碎石 250mm十二：验收弯沉值和层底拉应力计算路面各结构层厚度表层位结构材料名称综合影响系数厚度（mpa）20平均抗压模量（mpa）标准差（mpa）15平均抗压模量（mpa）1细粒式沥青混凝土1401400020002中粒式沥青混凝土1601200018003粗粒式沥青混凝土1801000014004石灰粉煤灰碎石13701500015005石灰土125055005506新建路基301计算新建路面各结构层及路基顶面验收弯沉值： 第一层：路面顶面验收弯沉值Ls=28.57（0.01mm） 第二层：路面顶面验收弯沉值Ls=31.57（0.01mm） 第三层：路面顶面验收弯沉值Ls=35.67（0.01mm） 第四层：路面顶面验收弯沉值Ls=43.57（0.01mm） 第五层：路面顶