西北民族大学路基路面工程课程设计

1、路基路面工程课程设计任务书 专 业： 道路工程 班 级： 2009级4班 学生姓名： WM 学 号： P091913 指导教师： 王 睿 一、课程设计目的和任务本课程设计是路基路面工程课程的一个重要实践环节，通过该课程设计使学生获得以下知识：1、了解行车荷载的大小与特性，学会交通量统计与分析方法；2、根据设计交通能力、交通量大小和公路等级，掌握路面设计方法；3、结合道路沿线的材料供应情况和公路的等级，进行技术经济综合比较分析，确定路面结构层次图，并掌握柔性和刚性路面的设计方法；4、根据道路工程的制图标准，绘制路面结构设计图。二、基本资料1. 新建路段（k0+000k3+000）设计纵断面如下：

2、桩 号k0+000+350+700+900k1+200+650+800k2+000k3+000设计标高1104.31106.001107.001106.101105.101104.801104.501104.801105.00地面标高1104.51105.401105.601104.801104.501104.001104.301103.901104.00水位标高1103.51103.501103.501103.501103.501103.501103.501103.501103.502.该路段自然区划属于3，当地冻深1.0m，土质为中液限粘土；3. 经过OD调查及论证2010年底的交通组成情

3、况如下表：车型黄河JN-150解放CA10B东风EQ140日野KB222太脱拉138交通SH141辆/日1246242163084328454.该公路按高速公路标准修建，设计道路横断面为双向四车道。经OD调查：该公路自2010年通车后前五年交通量增长率为4.5%，其后设计年限内交通量增长率为5%。三、设计任务及提交成果新建沥青路面结构设计计算：路面结构推荐；路面结构厚度验算；路面结构设计图绘制；路面工程数量计算。四、要求完成任务书中要求的所有内容；课程设计抄袭者，按不及格评定成绩；6月11日上午交设计图纸以及计算书，并安排答辩；五、参考资料路基路面工程第二版 邓学均 主编 人民交通出版社；公路

4、沥青路面设计规范JTJ014-2003；目录一.基本资料 -1二.路面设计 21.轴载分析 22.结构组合与材料选取 53.各层材料抗压模量与劈裂强度确定 54.土基回弹模量确定 65.确定二灰稳定砂砾厚度 8三工程量计算 9四路面结构图-9五附图-10一.基本资料1.交通量资料：起始年交通组成及数量如下表所示；该公路按高速公路标准修建，设计道路横断面为双向四车道。经OD调查：该公路自2010年通车后前五年交通量增长率为4.5%，其后设计年限内交通量增长率为5%。车型黄河JN-150解放CA10B东风EQ140日野KB222太脱拉138交通SH141辆/日1246242163084328452

5、.自然气候条件：该路段自然区划属于3，当地冻深1.0m3.地质与土质：土质为中液限粘土；4.新建路段（k0+000k3+000）设计纵断面如下：桩 号k0+000+350+700+900k1+200+650+800k2+000k3+000设计标高1104.31106.001107.001106.101105.101104.801104.501104.801105.00地面标高1104.51105.401105.601104.801104.501104.001104.301103.901104.00水位标高1103.51103.501103.501103.501103.501103.501103

6、.501103.501103.50二.路面设计1.轴载分析：路面设计以双轮组100kN为标准轴载。 （1）以设计弯沉和沥青层层底应力为指标累计当量轴次计算轴载换算：轴载换算采用如下公式计算：计算（小于40KN的轴载不计），计算结果列表所示 轴载换算结果汇总表（以弯沉为标准时） 车型黄河JN150前轴4916.41246358.14后轴101.61112461335.08日野KB222前轴50.216.48426.82后轴104.31184100.88太脱拉138前轴51.416.43211.32后轴802213226.67交通SH-141前轴23/后轴63.510.3884544.54东风EQ

7、140前轴23.7/后轴69.211630127.00解放CA10B前轴19.4/后轴60.85112421278.952309.4累计当量轴次计算高速公路沥青路面的设计年限为15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：前五年： 后十年：所以总Ne=6846176.9次2）以半刚性基层层底拉应力为设计指标累计当量轴次计算轴载换算 轴载换公式为：轴载换算结果汇总表车型黄河JN150后轴101.61112461414.71日野KB222后轴104.31184117.64太脱拉138后轴802.213211.81交通SH-141后轴63.510.388458.49东风EQ140后

8、轴69.21163033.13解放CA10B后轴60.8511242145.51 1585.8则用半刚性基层层底拉应力验算的累计当量轴次为：前五年：后十年：所以总Ne=4701077次2.结构组合与材料选取（1）由上面计算得到设计年限内一个行车道上累计标准轴次取为6846176.9次，查表可得路面为高级路面，面层宜选择沥青混凝土，又由于该路为高级公路，因此采用3层式结构 （2）表面层采用3cm厚细粒式密集配沥青混凝土，中面层采用4cm厚中粒式密集配沥青混凝土，下层采用6cm厚粗粒式沥青混凝土。（3）由于沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供应，基层和底基层分别采用刚度较高、水稳定

9、性好的石灰粉煤灰稳定碎石基层（厚度待计算）和石灰稳定土底基层（厚25cm）。（4）垫层采用15cm厚的天然砂砾。3.各层材料抗压模量与劈裂强度确定土基及路面材料的回弹模量及各强度值列于下表中层位材料名称抗压回弹模（MPa）劈裂强度（MPa）20151细粒试沥青混泥土140020001.42中粒试沥青混泥土1200180013粗粒试沥青混泥土100012000.84石灰粉煤灰碎石150015000.65石灰土5505500.256天然砂砾150150-土基27.5-4.土基回弹模量确定（1)确定路基的干湿类型：该路处于区，路基处于潮湿状态，稠度取为0.9，查规范得土基的回弹模量为27.5MPa。

10、（2）对一级公路，规范规定以设计弯沉值作为指标，并进行结构层底拉应力的验算。设计弯沉值为：高速公路，取，面层为沥青混凝土，取，基层为半刚性基层取。设计弯沉： （3）各层材料的允许拉应力如表：设计参数汇总表 材料名称厚度（cm）容许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土30.46中粒式沥青混凝土40.33粗粒式沥青混凝土60.24石灰粉煤灰碎石？0.31石灰土250.1天然砂砾15-土基-（4）设计资料总结设计弯沉值为：25.8（0.01mm），相关资料汇总如表示：材料名称厚度（cm）20抗压模量（MPa）15抗压模量（MPa）容许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土3140020000.46中粒式沥青混

11、凝土4120018000.33粗粒式沥青混凝土6100012000.24石灰粉煤灰碎石？15000.31石灰土255500.1天然砂砾15150-土基-27.5-5.确定二灰稳定砂砾厚度(1）利用程序计算得满足弯沉指标的设计层厚度28.1 cm。(2）计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 24 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 25.6 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 27.8 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 31.2 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工

12、验收弯沉值 LS= 94.8 (0.01mm) 第 6 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 353.3 (0.01mm) 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 415.7 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 338.7 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)(3)计算新建路面各结构层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-.238 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-.102 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-.057 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= .108 (MPa) 第 5 层底面最大拉应力 ( 5 )= .058 (MPa)(4）拉应力验算并确定二灰稳定砂砾厚度:面层各层层底为压应力，满足容许拉应力要求；石灰粉煤灰碎石拉应力值：0.108(MPa)，小于容许拉应力值0.31(MPa)，所以拉应力验算满足要求。取二灰稳定砂砾厚度为29cm。 三工程量计算： 先拟取3km长路段进行工程量计算，主要计算内容有各层材料的用量和路段面的面积。挖方工程量：26.33000=78900平方米 第一层细粒式沥青混凝土上面层总面积：24.53000=73500平方米， 第二层中粒式沥青混凝土中间层总面积