东南大学路基路面课程设计报告

1、东南大学路基路面工程课程设计沥青路面厚度设计学号：姓名：班级：成绩：日期：2014年 9月东南大学路基路面工程课程设计沥青路面厚度设计A、基本情况 某地拟新建一条二级公路省道，路线总长 21km ，双向四车道，路面宽度为 16m，该地属公路自然区划 IV 区， 路基为低液限粘土土质， 填方路基最大高度 2.1m，路床顶距地下水位平均高度 1.4m，属中湿状态， 根 据室内试验法确定土基回弹模量 50MPa，年降雨量 1200mm ，最高气温 39，最低气温 -10。 拟采用沥青混凝土路面，根据规范规定，查表得其设计使用期 12 年。B、交通荷载情况 根据区域交通分析预测近期交通组成和交通量如表

2、 1 所示，交通量年平均增长率为 4% 。表 1 近期交通组成与交通量车型分类代表车型数量（辆 /d ）小客车桑塔纳 20002280中客车江淮 AL6600220大客车黄海 DD680450轻型货车北京 BJ130260中型货车东风 EQ140660重型货车黄河 JN163868铰接挂车东风 SP9250330要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据进行沥青路面厚度 设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例附后）。东南大学路基路面工程课程设计、基本设计条件与参数依题意得，基本设计条件如下：新建二级公路，双向四车道，路面宽度16m，公路自然区划 IV 区，

3、低液限粘土土质，填方路基最大高度 2.1m，路床顶距地下水位平均高度 1.4m， 中湿状态，年降雨量 1200mm，最高气温 39，最低气温 -10。基本参数如下：土基回弹模量 50MPa，设计使用期 12 年，交通量年平均增长率为 4%二、交通量分析本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载，以 BZZ-100 表示。4.35Pi 4.35P1. 当设计弯沉值为指标时，当量轴次计算公式及计算结果如下：汽车车型Pi（kN）C1C2ni（次/日）C1C2ni（Pi/P）4.35次/日黄海 DD680前轴49.001145020.2100后轴91.5011450305.769

4、6东风 EQ140后轴69.2011660133.0471黄河 JN163前轴58.61186884.8935后轴114.00118681534.8143东风 SP9250前轴50.701133017.1909后轴113.303.413301931.4922k P 4.35NC1C2ni Pi（P=100kN ）i1 1 2 i P4027.418NkC1C2nii1注：轴载小于 25kN 的轴载作用不计查规范得该公路车道系数为 0.4，累计当量轴次计算如下：Ne1 r t 1 365 N r121 0.04 12 1 3650.044027.418 0.48.835 10（6 次）属于中等交

5、通。2. 以半刚性基层层底拉应力为指标计算当量轴次东南大学路基路面工程课程设计汽车车型Pi(kN)C1C2ni(次/日)C1C2ni(Pi/P)8次/日黄海 DD680后轴91.5011450221.0962东风 EQ140后轴69.201166034.7051黄河 JN163前轴58.61186812.0698后轴114.00118682476.045东风 SP9250前轴50.70113301.4407后轴113.30513304480.4664k P 8 N k C1C2ni Pi (P=100kN )i 1 1 2 i P7225.823注：轴载小于 50kN 的轴载作用不计查规范得车

6、道系数为0.4，累计当量轴次计算如下：(1 r) t 1 365 NeNr(1 0.04)12 1 365 77225.823 0.4 1.585 10(7 次)0.04属于重交通。由 1、2 计算可得，该设计道路的累积轴载情况属于重交通级别 三、结构组合设计1. 初拟结构组合和材料选取参照规范，本道路设计选用 6 层基本层位，路面结构面层采用沥青混凝土 （18cm） ， 其中表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 （ 厚度 4cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土 （厚度 6cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土 （ 厚度 8cm）；基层采用水泥稳定碎石（厚度 取 20cm）；底基层采用石灰土

7、（厚度待定），初拟厚度 40cm。2.各层材料的抗压模量与劈裂强度查表得到各层材料的抗压回弹模量和劈裂强度。 抗压回弹模量取 20的模量，得到 20 的抗压回弹模量： 细粒式密级配沥青混凝土为 1400MPa，中粒式密级配沥青混凝土为 1200MPa， 粗粒式密级配沥青混凝土为 1000MPa，水泥碎石为 1500MPa，石灰土 550MPa。弯拉回弹模量和弯拉强度沥青层取 15的值，分别为 2000MPa、 1800MPa、1200MPa、 3550MPa、1480MPa。东南大学路基路面工程课程设计各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为 1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1.0M

8、Pa，粗粒式密级配沥青混凝土为 0.8MPa，水泥碎石为 0.5MPa，石灰土 0.225MPa。3. 土基回弹模量的确定依题意得土基回弹模量为 50MPa。四、弯沉计算本公路为二级公路，公路等级系数取 1.1，面层是沥青混凝土，面层类型系数取 1.0，半 刚性基层，底基层总厚度大于 20cm，基层类型系数取 1.0。该路面结构属于弹性层状体系， 计算较复杂，因此借助计算机软件完成计算任务，计算结果如下：0 .2路面设计弯沉 ld 600Ne 0.2 Ac AsAb 0.269mm五、层底拉应力计算通过电算程序计算得到，各层层底拉应力与容许拉应力计算结果如下：层位厚度 （ cm）类型层底拉应力

9、（MPa）容许拉应力（MPa）14细粒式密级配沥青砼-0.23300.507126中粒式密级配沥青砼-0.03970.362238粗粒式密级配沥青砼-0.02040.2898420水泥稳定碎石0.25370.2537540石灰土0.08880.8888六、设计极限状态验证极限状态验证如下：ls 26.9mm ld 26.9mmm （R 见层底拉应力计算表 格）路面厚度验证如下：东南大学路基路面工程课程设计H 4 6 8 20 40 78cm 40 45cm 因此方案一符合设计要求。七、设计成果优化由于设计道路等级仅为二级公路，出于节省沥青用料的目的，新的方案从减少沥青层厚 度的角度考虑，同时加

10、厚水泥稳定碎石基层厚度，在保证路面承载能力和满足最小防冻厚度 的要求，底基层厚度也可得到一定的缩减。设计方案如下：1. 初拟结构组合和材料选取路面结构面层采用沥青混凝土 （15cm），其中表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 （ 厚度 4cm），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土 （ 厚度 5cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝 土（ 厚度 6cm）；基层采用水泥稳定碎石（厚度取 30cm）；底基层采用石灰土（厚度待定）， 初拟厚度 30cm。2.各层材料的抗压模量与劈裂强度与设计弯沉计算同方案一。0 .2路面设计弯沉 ld 600Ne 0.2Ac AsAb 0.269mm五、层底拉应力计算通过电

11、算程序计算得到，各层层底拉应力与容许拉应力计算结果如下：层位厚度 （ cm）类型层底拉应力（MPa）容许拉应力（MPa）14细粒式密级配沥青砼-0.23310.507126中粒式密级配沥青砼-0.06890.362238粗粒式密级配沥青砼-0.04330.2898420水泥稳定碎石0.25370.2537540石灰土0.08880.8888六、设计极限状态验证东南大学路基路面工程课程设计极限状态验证如下：ls 26.9mm l d 26.9mm m （R 见层底拉应力计算表 格）路面厚度验证如下：H 4 5 6 30 30 75cm 40 45cm 因此方案二符合设计要求。综上，方案二和方案一

12、都能满足强度和弯沉指标的要求，但方案二中路面结构层总厚度 和沥青面层厚度降低，造价更加低廉，因此，在道路要求不高的条件下，可选择方案二。东南大学路基路面工程课程设计普通水泥混凝土路面板厚设计学号：姓名：班级：成绩：日期：2014年9月东南大学路基路面工程课程设计普通水泥混凝土路面板厚设计A、基本情况 某地拟新建一条二级公路省道，路线总长21km ，双向四车道，路面宽度为 16m，该地属公路自然区划 IV区，路基为低液限粘土，路床顶距地下水位平均高度 1.4m ，本地石料以砂岩为主。 拟采用普通水泥混凝土路面，根据规范规定，查表得其设计基准期 20 年，目标可靠度 85%。综合以往工 程情况，结

13、合施工企业一般技术、设备和工艺水平，确定其变异水平等级为“中”。B、交通荷载情况根据区域交通分析确定： 设计车道初始年平均日标准轴载作用次数Ns为 3775，交通量年平均增长率为 4%；设计荷载选定为单轴双轮 100kN ，单次极限荷载经调研选定为单轴双轮 170kN 。C、其他已知情况 选定平面尺寸： 5m 长， 4m 宽。 接缝：缩缝为设传力杆的假缝，纵缝为带拉杆的平头真缝。 路肩：基层材料与路面相同，面层采用与面层同厚度水泥混凝土，与路面板间设拉杆连接。要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据初估板厚进行板厚 设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例

14、附后）。东南大学路基路面工程课程设计、基本设计条件与参数依题意得：设计道路为二级公路，路面宽度 16m，属公路自然区划 IV 区，路基为低液限 粘土，路床顶距地下水位平均高度 1.4m，设计基准期 20 年，目标可靠度 85%，变异水平等 级为“中”；设计车道初始年平均日标准轴载作用次数Ns 为 3775，交通量年平均增长率为4%；设计荷载选定为单轴双轮 100kN，单次极限荷载经调研选定为单轴双轮 170kN。、交通量分析由题意可知年交通量平均增长率为 4%，由规范 得临界荷位处的车辆轮迹横向分布系 数为 0.39。计算设计基准期内设计车道标准轴载累计作用次数如下：NeN s 1 gr t

15、1 365gr203755 1 0.04 20 1 3650.040.39 1.6 107 次查表得设计道路交通量等级属于重交通三、结构组合设计参照规范，根据二级公路、重交通和中级变异水平，查表得初拟定路面结构组合如 下：面层选用普通混凝土，厚度为 0.25m；基层选用水泥稳定碎石，厚度为 0.20m，底基层选 用水泥稳定碎石，厚度为 0.20m。普通混凝土板的尺寸选定为长 5m，宽 4m。四、路基参数计算1.参数选择查表得取重交通荷载等级要求路基综合回弹模量该值为 80MPa。查表得水泥混凝土弯拉强度标准值 5.0MPa，相应弯拉模量 31GPa，泊松比取 0.15，线胀 系数为 1.0 1

16、0-5/。查表得取水泥稳定碎石基层回弹模量为 2500MPa，水泥稳定碎石底基层为 1500MPa，7d 浸水抗压强度分别为 5.5MPa 和 2.5MPa，上层的泊松比取为 0.20。2.综合回弹模量计算因双层水泥稳定碎石基层， 故选择分离式双层板模型。 因除路基外只有单层基层， 所以：Ex 1500MPa, hx 0.20m10东南大学路基路面工程课程设计0.860.26ln 0.200.86 0.26 1.61 0.442EtEE0xE0E01500800.44280 292.25MPa五、荷载应力计算1. 上层板在设计荷载作用下的荷载应力计算上层板弯曲刚度： DcEchc312(1 v

17、c2 )31000 0.2253 41.29MN m12(1 0.152 )下层板弯曲刚度： D bEbhb312(1b2)2500 0.20231.74MN m12(1 0.20 2)双层板总的刚度半径：rg 1.21 Dc DbEt1.21141.29 1.74 30.639m292.25标准轴载在临界荷位处产生的的荷载应力按下式计算：1.45 10 0.65 2 0.94 1.45 10 0.65 2 0.94psrg hc Ps0.6390.65 0.25 2 1000.94 1.262MPa1 Db1 1.741 Dc1 41.29下层板材料为水稳碎石，无需计算其荷载应力。2. 计算

18、荷载疲劳应力查规范得应力折减系数kr=0.87；二级公路 kc =1.05；荷载疲劳应力系数 kf ：kf Ne 160020000.057 2.574荷载疲劳应力：pr kr kckf ps 0.87 1.05 2.574 1.262 2.97MPa3. 计算轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力设计轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力：331.45 10 0.65 2 0.94 1.45 10 0.65 2 0.94ps Drg hc Pm1.74 0.639 0.25 170 2.078MPa1 Db1 1.741 Dc1 41.29最重轴载在面层板临界荷位处产生的荷载应力计算

19、公式与ps 相同，但要用最重轴载 Pm11东南大学路基路面工程课程设计代替式中的设计轴载 Ps。最重轴载在临界荷位产生的最大荷载应力：p,max kr kc pm 0.87 1.05 2.078 1.898MPa六、温度应力计算1. 最大温度梯度时混凝土面层板最大温度应力计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数 BL：面板计算与弹性地基单层板模型相 比，温度翘曲应力系数 CL 计算公式不同，其他都相同，下层板不考虑其温度应力。1hc1 hb10.2510.205677.66MPa/m2EcEb2310002500knDcDbDc Db K n141441.29 1.7441.29 1.74

20、5677.660.131m43(knrg4 Dc)r 343(knr 4 Dc)rg3(5677.66 0.6394 41.29) 0.1313(5677.66 0.1314 41.29) 0.63930.197L3rg3 0.639 2.608CL11 sinh t cost cosh t sin t1costsint sinh t cosht1sinh 2.608 cos2.608 cosh2.608sin2.6081 0.197 cos2.608sin 2.608 sinh 2.608 cosh 2.6081.043BL 1.77ecCL 0.131(1 CL )1.77e 4.48 0

21、.25 1.043 0.131 (1 1.043)1.77 0.3732 0.9124-0.131 0.0876 0.6080查表 IV 区取最大温度梯度取 88 /m，计算最大温度应力如下：cEchcTg Bt,max 2 L1 10 5 31000 0.25 880.591222.073MPa2. 面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力查表得 at、bt和ct分别为 0.843、1.323、0.058，计算温度疲劳应力系数如下：12bt东南大学路基路面工程课程设计ktatt ,max0.8432.073t ,maxfrctr1.3232.073 .5.00.0580.494trkt t ,ma

22、x0.494 2.073 1.024MPa七、设计极限状态验证极限状态验证如下：r ( prtr ) 1.06 ( 2.97 1.024) 4.234MPa fr 5.0MPar ( p,max t,max ) 1.06 (1.898 2.073) 4.209MPa fr 5.0MPa故设计符合要求。八、设计成果优化方案一普通混凝土面层厚度为 25cm，疲劳极限状态的综合疲劳应力达 4.234MPa，与材 料的弯拉强度标准值有一定差距，故方案二可考虑降低面层厚度，取面层厚度为22cm。经计算，极限状态验证如下：r ( pr tr ) 1.06 (3.48 0.78) 4.52MPa fr 5.

23、0MPar ( p,max t ,max) 1.06 (1.98 1.77) 3.98MPa fr 5.0MPa设计满足要求，根据规范最终结果需加 6mm 磨耗层，并向上取整，取 23cm。故方 案设计如下：面层选用普通混凝土，厚度为 0.23m；基层选用水泥稳定碎石，厚度为 0.20m， 底基层选用水泥稳定碎石，厚度为 0.20m。普通混凝土板的尺寸选定为长 5m，宽 4m。13东南大学路基路面工程课程设计重力式挡土墙设计学号：姓名：班级：成绩：日期：2014年 9月14东南大学路基路面工程课程设计重力式挡土墙设计基本情况二级公路，路基宽 8.5m，双车道路面，其中 K0+007 K0+02

24、7 需拟设计路肩式挡土墙， 分段长度 10m，端部设锥形护坡。 要求设置普通重力式挡墙， 墙身及基础采用浆砌片石 （ 250# 片石，50#砂浆）， 砌体 22kN/m3，浆砌片石扩大基础下采用砂砾石材料（基础埋深为地面以 下 1m）， 0.6。墙后填筑普通粘性土， 填土 18kN/m3，计算内摩擦角 30，填土与墙背 间的摩擦角 = /2 15。地基承载应力标准值为 f k=450kPa，圬工砌体的极限抗压强度为 700kPa、 极限抗弯拉强度为 110kPa、极限抗剪切强度为 80kPa。15东南大学路基路面工程课程设计、确定墙身断面构造与尺寸墙身断面如图 1 所示图 1 重力式挡土墙墙身

25、断面(单位： cm )二、土压力计算库仑法适用条件： 墙背倾斜、 粗糙，墙后填土不水平， 假定破裂面为平面、 填料为砂性土 (c=0)、破坏土体为刚性。一般粘性土填料的水平填土也可近似用库仑法计算土压力。边界条件： 路肩墙，无内侧边坡，荷载布置在全宽范围， 刚好从墙内侧布置， 破裂角交于 荷载中部。采用库仑法计算主动土压力：1已知： arctan 60 200 16.7 ， 30 ， 15216.7 30 15 61.7 61 42车辆荷载换算：已知H 2m时，q 20KPa; H 10m时， q 10KPa;故 h0 q 20 1.11m0 1811A 0 1(a H 2h0 )(a H)

26、1 (0 2 2 1.11) (0 2) 4.222211B0 ab (b d)h0 H (H 2a 2h0 ) tan2216东南大学路基路面工程课程设计tan则 tanEaEx00121.266tan0.507 或 tan( A0 tan18 (4.22Ea cos(2 2 0 2 1.11) 60200(cot4.22cos(B0) scions(tan舍去）tan 26 53 1.266) 18.50kN ， E y、墙体抗滑及抗倾覆稳定性验算1）抗滑稳定性验算)( BA0 tan，所以，cos(26 5326 53sin( 26 53 61.7 )30 ) 33.50kNEa sin

27、() 17.60 kN需满足：(0.9GQ1Ey)0.9G tan 0Q1Ex取单位长度，可得：0.6 1.6G 2.0 1 22 48.4 kN2(0.9G Q1Ey )0.9G tan 068.2kN Q1 Ex 1.4 18.5故满足抗滑要求2)抗倾稳定性验算需满足： 0.9GZ GQ1(EyZ x120.4 2 0.4 0.6ZG 2 3G(0.9 48.4 1.4 17.60)25.9kN0.6 0.9 48.4 tan0k1 1 2h0 / H 2.11ExZ y) 012 ( 0.4 0.3) 2 0.6 2(0.6 1.6) 2/ 2(1 0.6 0.4 0.6)3 0.758

28、mZy H /3 h0 /3k1 0.842m,Zx B Zy tan 1.6 0.842 tan16.7 1.347m17东南大学路基路面工程课程设计0.9GZ GQ1(EyZx ExZ y)0.9 48.4 0.758 1.4 (17.60 1.347 18.50 0.842) 44.4kN 0故满足抗倾稳定性的要求。四、基底应力及合力偏心距验算N1 (G G Q1Ey W) cos 0 Q1Ex sin 0(48.4 1.2 1.4 17.60 0) cos0 1.4 18.50 sin 0 82.72kNMGG (B/ 2 ZG)48.4 (1.6 /2 0.758) 2.033kN

29、mMEExZyEy(Z x 0.9)18.50 0.842 17.60 (1.853 0.9)1.1958 kN mM 1.4M E 1.2M G 0.7655kN mMeN10.7655/ 82.72 0.009mB/ 6 1.6/6 0.267mPmaxN1NA1(16e6Be)82.722.2 (10.009)1.638.869kPaPminN1 (1 6e)AB82.72(12.26 0.009 )1.6 )36.331kPa基底合力偏心距要求：e B4 14.6 0.4m ，符合偏心距要求。1 1(b 3)2 2(h 0.5) 450 0 4.4 18 (1 0.5) 490kPaP

30、max 38.869kPa 1.2 f1 .2 490 588kPa故满足地基承载力的要求。五、墙身断面强度验算1. 强度计算（取 1/2 高处的水平断面）进行验算： 1 1A 0 12(a H 2h0)(a H) 1211B 0ab2(bd)h0 2 H(H10.6110 2 1.11220.4832(0 1 2 1.11) (0 1) 1.612a 2h0) tan18东南大学路基路面工程课程设计tantan(cot tan )( B0 tan )A0则 tan0.507 或 tan4.22（舍去），所以，26 53， tan 0.507Ea( A0 tanB0)csoins()18 (1

31、.610.507 0.483) cos56 53 12.781kN sin 88 35Ex10.874kN ,Ey 6.716kN又 k1 12ho / H 3.22Zy H /3 h0 /3k10.448m, Z x BZ y tan1.6 0.448 tan16.7 1.466m因此 Zy 0.448m, Zx 1.466m，G 18.7kN1 0.2 1 2 0.2 0.6 1 (0.2 0.3) 1 Z 2 3 2N G Ey (0.6 1.1) 1/ 2(0.6 1.1) 1 0.5 22 6.716 25.416 kN0.3 1 (1 0.3 0.2 0.3)3 0.475M 18

32、.7(0.5 0.448) 10.874 0.448 6.716 (1.4660.9) 2.043kN mMe0N2.043 B0.080m 0.267625.416所以1 256( e0)8B1 12(e0 )2B1 256( 0.267)81.612(0.267)21.60.749 A1 1.0 (0.6 1.1) 0.85m22Nj0(G N GQ1 NQ1Qi CQi NQi )1.0 (1.2 18.71.4 6.716 0) 31.8424kN0.749 0.85 700192.924 kN因为此路肩墙 HB1.25 10 为矮墙，可以不考虑纵向稳定问题。k ARk / r2.31

33、N j 31.8424 kN（2）正截面直接受剪时验算Qj Ex 10.874kN0.85 80AjRj / k fmN10.42 25.416 40.112kN Qj 10.874kN2.31综上所述，设计挡土墙符合要求。19东南大学路基路面工程课程设计悬臂式挡土墙设计学号：姓名：班级：成绩：日期：2014年 9月20东南大学路基路面工程课程设计悬臂式挡土墙设计A、内容要求 悬臂式挡土墙由立臂和墙底板组成，呈倒“ T”字型。其具有三个悬臂，即立臂、墙趾板 和墙踵板，适用于墙高小于 6 米的挡土墙，其形式如图 2 所示。悬臂式挡土墙的设计，包括墙身构造设计、墙身截面尺寸的拟定、结构稳定性和基底

34、应 力验算以及墙身配筋计算等。墙身构造设计是指挡土墙的外形构造设计，一般悬臂式挡土墙 的外形即如上图所示；墙身截面尺寸的拟定是指已知部分条件，根据对挡土墙的使用要求设 计其它部位的尺寸；结构稳定性和基底应力验算是根据设计的一定尺寸的挡土墙，验算其在 荷载、土压力等因素作用下是否满足规范的设计要求等。B、工程实例某城市道路拓宽改造工程，采用轻型悬臂式路肩墙，其构造特点、荷载条件、道路状况初步见图 3：图 2 轻型悬臂式路肩墙其它资料：（1）行车荷载：道路行车荷载为汽 20 级，换算为汽车等代土层厚 H00.96m；（ 2）墙后填土：墙后填土的容重 115kN/m3，内摩擦角 35o；（ 3）墙前

35、填土：墙前填土的容重 218kN/m3；（4）墙底参数：基底摩擦系数 0.4，地基承载应力值为 f =200kPa；（5）墙体参数：墙体采用 30 号混凝土浇筑，容重为 325kN/m3。C、课程设计内容1）根据以上工程实例资料，参照悬臂式挡墙设计内容要求，设计该挡土墙21东南大学路基路面工程课程设计2）将其改为普通重力式挡墙，重新设计该挡土墙，并比较其与悬臂式挡墙在结构形式和 计算方法方面的异同。（一）悬臂式挡土墙设计一、确定墙身断面构造与尺寸图 3 墙身结构设计图（单位： cm）墙身断面如图所示，各项数据符合作业设计要求，下面进行挡墙计算 二、力学计算1. 土压力计算 墙外土体水平，墙背竖

36、直且光滑，采用朗肯土压力理论进行土压力计算。2Ka tan 2 (452tan2 ( 45325)0.271汽车等效土层厚度： H0 Pk 0.96mrc地面处水平应力： Ar1H0Ka 15 0.96 0.271 3.90kN / m2悬臂底 B 点水平应力：2B r1(H0 3)Ka 15 3.96 0.271=16.10kN / m2底板 C 点水平应力：2C r1(H0 3 0.5)Ka 15 4.46 0.271=18.13kN / m2由于挡土墙所受应力图为梯形，力臂难以确定，故将荷载产生的压力、力臂和土产生的压力、力臂分开计算：22东南大学路基路面工程课程设计荷载合力： ExA

37、3 3.90 3=11.7kN / m3荷载力臂： Z f1 3 0.5 2mf1 21土压力： Ex( B A) 3 0.5 12.2 3=18.3kN / m1土压力臂： Z f23 0.5 1.5m232. 竖向荷载计算(1)立板自重力0.25 0.35G1k S1 3= 0.25 0.35 3 25 22.5kN /m20.25 1 20.25 3 (0.1 ) (0.1 3) 0.1 立板重心坐标 x1 0.5 2 2 3 0.70m 110.25 3 (0.1 3)2(2)底板自重力G2k S2 3 =(1.25 0.35 0.5) 0.5 25 26.25kN /m1底板重心坐标

38、 x2(1.25 0.35 0.5) 1.05m(3)地面均布荷载及填土的自重力：G3k(H 0 r1r1 3) 1.25 (0.96 1515 3) 1.25 74.25kN / m地面均布荷载及填土的总重心坐标x3 0.625 0.35 0.5 1.475m三、稳定性计算与分析1. 抗滑稳定性竖向力之和 GkGik22.5 26.25 74.25123kN /m抗滑力 T Gk f123 0.4 49.2kN /m滑移力Ex Ex 11.7 18.3 30kN /mKcGkfE49.2301.641.3故挡土墙抗滑稳定性满足要求。2. 抗倾覆稳定性稳定力矩：M2k G1kx1 G2kx2

39、G3kx3 22.5 0.7 26.25 1.05 74.25 1.475 152.8kN gm / m倾覆力矩：23东南大学路基路面工程课程设计M gk Ex ZfEx Zf11.7 2 18.3 1.5 50.85kNgm/ mK0 M 2kM gk152.8 3.001 1.550.85故挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。四、基底应力与偏心距计算1. 偏心距计算 地面承载力采用设计荷载，各项荷载的分项系数查规范可得：地面活荷载y1 1.30 土荷载 y2 1.20 自重 y3 1.20； ； 。竖向荷载引起的弯矩：Mv (G1 k gx1 G2k gx2 G3 k gx3 ) 1.2 H0 r

40、1 B3 x3 0.1 186.015 kN gm / m 水平力引起的弯矩MH 1.3Ex1 gZ f1 1.2Ex2 gZf2 1.3 11.7 2 1.2 18.3 1.5 63.36kNgm/ m 总竖向力：Gk 1.2(G1k G2k G3k ) 0.1H 0r1B3 123 1.2 0.096 15 1.25 149.4kN / m初始偏心距：186.015 63.36e 0.821mB0.35m6149.4 偏心距： B 2.1e0e 0.821 0.2290 2 2基底应力计算 ;maxminGk(16e0)B)149.4 62.1 (10.229)2.1117.69 24.6

41、0 KN /m21.2 f240kPa故挡土墙基底应力满足要求二)改为重力式挡土墙、确定墙身断面构造与尺寸24东南大学路基路面工程课程设计图 4 重力式挡墙设计构造(单位： cm)墙身断面如图所示，H=4m ，顶宽 0.8m，底宽取 0.8+4*0.35=2.2m，下面进行挡墙计算。二、 力学计算1. 土压力计算 填土表面水平，墙背竖直且光滑，用朗肯土压力理论公式。H 4 2 。 35。Ea(2H0 H)r1Ka(2 0.96 4) 15 tg 2(45。) 48.13kN /m222力臂大小： ZfH 3H 0r1 r1H 4 3 0.96 15 15 4g g =1.55m3 2H0r1 r1H 3 2 0.96 15 15 42. 挡土墙自重及重心计算浆砌块石重度 r4 22kN / m3 ，为简便计算，将挡土墙划分为三角形和矩形，分别计算重 心和自重。1三