路基路面设计计算手册

1、2.1目 录路基、路面设计封面2.1目录2.2路面任务书2.3路基路面设计说明2.4沥青路面计算书2.5沥青路面结构层设计图2.6水泥路面计算书2.7水泥路面结构层设计图2.8挡土墙计算书2.9挡土墙2.9.1横断面设计图2.9.2纵断面设计图2.2路基路面设计任务书（平原区）新疆某地区二级公路新建公路设计资料如下：、基本地形地貌介绍1、地形、地貌拟建公路位于盆地，公路沿线地形总体比较平缓，属于平原微丘区，地势由 东南向西北倾斜，自然地面坡度约为3一8%。本段地处公路自然区划的VI2区， 海拔高度在500m700m之间。2、起止桩号起止桩号K0+000-K91+891.55，建设里程91.89

2、155km。路基宽度为12m。3、地层岩性项目所在区域自西向东，根据沿线地貌、工程地质、水及地质等条件，本地 区主要划分为三个工程地质分区：残积一坡积低山丘陵区：岩性以泥岩、粉砂岩、砾岩、凝灰岩、碎屑岩、 煤层为主；剥蚀一堆积平原区岩性以泥质砂岩、细砂岩、红色砾岩、中、细砂、低液限粉土为主；风积沙漠区：岩性以细砂、中砂、低液限粉土为主。按路线所经区域内的地层特征和岩性，划分了以下工程地质段落：K0+000-K0+040 :老路路基，路基高度在0.8一3.5m，路基填料主要 为黄褐色低液限粉土；K0+040-K8+300 :地层主要为角砾、砾砂，揭示层厚0.3一2.0m，中 密，容许承载力a40

3、0kPa，土、石工程分级为III。K8+300K11+420 :地层主要分为两层，第一层为细砂、低液限粉土， 层厚0.40.7m，松散、硬塑，容许承载力a=100120kPa，土、石工程分级为I; 第二层为角砾、砾砂，揭示层厚1.11.6m，中密，容许承载力a=400kPa，土、 石工程分级为III。K11+420K13+850:地层主要为泥岩，揭示层厚0.7m，强风化，容许 承载力a0=400kPa，土、石工程分级为IV。K13+850-K16+248 :第一层为细砂、粉砂，层厚1.0一1.1m，中密， 容许承载力a=200250kPa，土、石工程分级为1;第二层为泥岩，揭示层厚 0.9m，

4、强风化，容许承载力a0=400kPa，、石工程分级为V。K16+248K25+400:第一层为细砂、粉砂、低液限粘土，揭示层厚 0.62.1m，松散，容许承载力a100kPa，土、石工程分级为I;第二层为泥岩， 揭示层厚0.40.9m，强风化，容许承载力a=400kPa，土、石工程分级为V。K25+400-K42+995 :地层主要为砾砂、角砾，揭示层厚1.9一2.9m， 中密，容许承载力a=400kPa，土、石工程分级为III。K42+995-K46+200 :第一层为角砾、砾砂，层厚1.01.8m，中密，容 许承载力气=350一400kPa，土、石工程分级为111;第二层为粉砂、中砂，揭示

5、 层厚0.3m，中密，容许承载力a=200400kPa，土、石工程分级为I。K46+200-K56+654:第一层主要为角砾、细砂、中砂，层厚0.43.3m， 中密，容许承载力a=100400kPa，土、石工程分级为1一111;其下为砂岩，揭 示层厚2.87.0m，强风化，容许承载力a=600kPa，土、石工程分级为V。K56+654K59+370 :地层主要为细砂、角砾，揭示层厚2.22.4m， 中密，容许承载力a=250400kPa，土、石工程分级为I。K59+370K64+690 :第一层为细砂、角砾，层厚2.0一3.0m，中密， 容许承载力气=250400kPa，土、石工程分级为III

6、I ;第二层为砂岩，揭示层 厚0.22.3m，强风化，容许承载力a=600kPa，土、石工程分级为V。K64+690K76+882 :地层主要为砾砂、角砾，揭示层厚1.7一9.2m， 中密，容许承载力a=400kPa，土、石工程分级为III。K76+882K82+420:表层 0.2一1.5m 为中砂，容许承载力 a=350kPa， 土、石工程分级为II;其下为强风化砂岩，层厚0.21.5m左右，容许承载力a=600kPa, 土、石工程分级为IV。0K82+420K86+623 :第一层为砾砂，层厚0.6m，中密，容许承载力 a=400kPa, 土、石工程分级为111;第二层为细砂，层厚2.6

7、m,密实，稍湿一湿， 容许承载力a=300350kPa，土、石工程分级为I;第三层为砂岩，揭示层厚 2.9m，强风化，容许承载力a0=600kPa，、石工程分级为V。K91+891.55 :地层主要为角砾、砾砂、细砂，层B1.83.2m，中密， 容许承载力a=250400kPa，土、石工程分级为IIII。4、不良地质本段不良地质包括盐渍土和软弱土。沿线大部分段落地表盐渍化程度较重，盐渍土分类主要为氯化物、亚氯化物、 硫酸盐、亚硫酸盐。软弱土段落主要为K11+780K13+850段。全长2.07km，本段路线横穿河滩， 平原地貌，地势平坦，植被较少，大气降水的细粒物在此处沉积，地表形成高压 缩性

8、低液限粉、粘土，地下水位在0.702.50m之间，因此地基土呈软弱状态， 容许承载力a=60100kPa。5、水文及水文地质本项目沿线基本为戈壁荒漠，无大型沟河，降水稀少，无地表水流入。路线 全线有多处冲沟，沿线沟壑多呈漫流状，流程较短，水量不大，地表水冲刷痕迹 明显。主要的河沟有2条。沿线地下水的唯一来源是大气降水补给，地势较低段 落受地形条件影响形成洼地，周边地下水汇集在此，其中在K12 + 000K13 + 720、K25+180、K26 + 304 处地下水埋深为 0.61.8m。6、气候气象项目区域地处荒漠、戈壁地带，日照充足，蒸发强烈，夏季炎热，冬季寒冷， 空气干燥，昼夜温差大，春

9、夏季多风，属典型的大陆性干旱气候。区域内年平均气温3.0C6.5C，一月份平均气温11.7C 18.4C， 七月份平均气温23.5C26.0C，极端最低气温-42.6C，极端最高气温 43.0C，年均降水量170mm，蒸发量约2141mm，最大冻土深度136141cm。项 目所在区域内日照充足，全年日照时数28413650小时，全年大风日达100天 以上，主导风向为东风、东南风，瞬时最大风速可达41m/s。冬季寒冷，平均降 雪量 512mm。7、自然区划根据公路自然区划，拟建公路位于巧2区，即绿洲荒漠区。表1.各路段的地质水文情况一览表桩号地下水埋深土质状况K0+000K5+0001.32.5

10、粉质为主局部有粉质粘土K5+000K10+0001.21.8以粘土为主K10+000K15+0002.03.0粉质为主局部有粉质粘土K15+000K20+0001.52.5砾石类土，含有少量的粘土K20+000K25+0003.04.5砾石类土，含有少量的粘土K25+000K30+0001.83.0粉质为主局部有粉质粘土K30+000K35+0001.23.5砾石类土，含有少量的粘土K35+000K40+0001.42.0砾石类土，含有少量的粘土K40+000K45+0001.52.2粉质为主局部有粉质粘土K45+000K50+0000.91.5砾石类土，含有少量的粘土K50+000K55+0

11、001.62.4砾石类土，含有少量的粘土二、交通组成情况1、近期混合交通量为25350辆/日，交通组成和代表车型的技术参数见下表2、 表3。表2 .某路段混合交通组成车型分 类一类车二类车三类车四类车五类车六类车代表车 型桑塔纳五十铃解放CA10黄河JN150黄河JN162交通SH361比重(%)24.5742.3022.049.011.890.18表3 .代表车型技术参数序汽车型号总重载重前轴后轴重后轴轮组轴距出产列(KN)(KN)重(KN)(KN)数数(cm)国1桑塔纳212五十铃423解放CA10B80.2540.019.460.851双中国4黄河JN150150.6082.649.01

12、01.61双中国5黄河JN162174.50100.059.5115.01双中国6交通SH361280.0150.060.02*110.02双130中国2、方向系数为根据规范确定3、设计年限根据规范确定，年平均增长率为5%。三、设计任务1、编写（沥青路面）设计计算书；2、绘制（沥青路面）路面结构设计图。3、编写（水泥混凝土路面）设计计算书（设计年限由计算算出）。4、绘制（水泥混凝土路面）路面结构图。5、绘制水泥混凝土路面接缝构造图。6、编写挡土墙设计计算书。7、绘制挡土墙的三视图、横断面图及标准横断面图。四、参考资料1、新编路基路面工程，同济大学出版社，刘黎萍.2、公路路基设计手册.3、公路路

13、面设计手册.4、沥青路面设计规范.5、挡土墙设计规范.6、水泥路面设计规范.2.3路基路面设计总说明农十师s324线一182团二级新建公路设计大部分路段为平原区。起点桩 号K48+000.000，终点桩号K51+940.000，设计车速按平原区80km/h，丘陵区 60km/h设计。权限路基宽B=12m,路肩宽b=2.25m（包括1.5m的硬路肩和0.75m 的土路肩）。该段路线位于平原地区，地形平坦开阔，主要为低填方路基，土为二类土， 地质情况为角砾、砂砾，路线经过的地区属于VI2区，最高地下水位距离地面 1.2m，平均填土高度0.5m,路面底距地下水位的高度H为1.7m，经过计算该路 段属

14、于干燥路基。沥青路面累计当量轴次为2.533 X 107次，实际弯沉值为21.82（0.01mm）， 设计采用厂拌式沥青路面，对于路面结构层设计采用3细粒式沥青混凝土+5 中粒式沥青混凝土+8粗粒式沥青混凝土+31水泥稳定沙砾+38天然沙粒和土基 的结构层，经验算实际弯沉值为20.80，小于设计弯沉值。对于水泥路面来说，累计当量轴次为1807123次，为重型交通。普通混凝 土面层，厚度为h=25cm；基层采用水泥稳定粒料基层，厚h=20cm；设置级配 碎砾石底基层，厚度为h=20cm。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m，长5m。 纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。挡土墙桩号K48+48

15、0-K48+680，挡土墙类型为浆砌仰斜式路肩墙。墙顶宽 1.8m,面坡倾斜坡度1:0.2,背坡倾斜坡度1:0.2,墙底坡度1:0.176。验算时 取墙高最高时的挡土墙验算，验算时采用车道荷载。根据公路路基设计手册 中重力式挡土墙计算的要求及相关计算参数确定的物理参数如下：10号浆砌 片石，容许剪力：T=110KPa,SZ砌体容重：23KN/m3;圬工体之间的摩擦系数 为0.40，基底摩擦系数f=0.40 ;石料强度=30MPa;墙后前途内摩擦角。二35, 墙后填土容重18KN/m3；;墙背与墙后填土内摩擦角 =0.5。=17.5,地基土容 重19KN/m3;地基土容许承载力400MPa。对于

16、所设计的挡土墙的各项验算均符 合设计要求。2.4沥青混凝土路面计算书、交通量计算根据任务要求，该路面设计年限为12年，交通量年平均增长率为5%, 车道系数为0.65，初始日交通量为25350辆/日，交通组成和代表车型的技术参 数如下表所示。1、计算累计当量轴次交通量计算表表1单位：辆/d车型分类一类车二类车三类车四类车五类车六类车代表车型桑塔纳五十铃解放CA10黄河 JN150黄河 JN162交通SH361比重(%)24.5742.3022.049.011.890.18交通量6229107235588228448046累计当量轴次计算表车辆类型交通量(辆/d)后轴前轴总换算系数当量轴次(次/d

17、)轴数系数C1轮组系数C2后轴重(KN)后轴换算系数轴数系数C1轮组系数C2前轴重(KN)前轴换算系数桑塔纳6228.5五十铃1072316.4420.02316.40.0231576.3解放CA10B5587.111.060.850.115(0.019)16.4(18.5)19.40.115(0.019)643.8(105.0)黄河JN150228411.0101.61.072(1.135)16.449.00.0451.117(1.135)3103.8(2593.3)黄河JN162479.211.0115.01.837(3.059)16.4(18.5)59.50.105(0.016)1.94

18、2(3.075)1200.6(1605.0)交通SH36145.632.21.02x110.01.514(2.144)16.4(18.5)60.00.108(0.017)1.622(2.161)183.6(307.6)合计253506708.1(4610.9)当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时，凡轴载大于25KN 的各级轴载(包括车辆的前、后轴)，均应按下式换算成标准轴载P的当量作用 次数N。E( p、4.35C1C2ni I P 规范 i=1* 式中：当以半刚性材料层的拉应力为设计指标时，凡大于50KN的轴载均(包括车辆的前、后轴)应按照下式换算成标准轴载P的当量周次N8规范i=

19、1式中:2、设计年限内一个车道累计当量轴次NeN = (1*Y(Tx365 Nn规范JTGD50-2006( e式中：则设计年限内车道累计交通量：由规范JTG-D50表3.18查得，属特重交通。二、确定路基干湿类型路线经过的地区属于VI2区，地层主要为角砾、砂砾，地下水埋深 1.21.8m，平均填土高度0.5m,路面底距地下水位的高度H为1.72.3m。由 JTG-D50表W4 *由于H大于气，因此路基属于干燥类路基。对于砂性土，其 路基分界稠度为1.20，因此取路基的平均稠度为1.20。由JTG-D50表 E0 = 55.5MPa 30MPa，故土基可不进行特殊处理。也不需要进行防冻验算。三

20、、初步拟定路面结构层及力学计算参数如下表 初步拟定路面结构层及力学计算参数表表2-4-2层次结构层名 称厚度h. (cm)计算弯沉计算沥青砼拉应 力计算水泥稳定沙砾 拉应力1细粒式沥 青砼 (AC-10)3140020001.420001.42中粒式沥青砼5120018001.018001.0(AC-16)3粗粒式沥 青砼 (AC-25)8100012000.812000.84水泥稳定 砂砾(31)130036000.536000.55天然砂砾302006土路基55.5四、验算该路面结构根据经验与内力分析，基层同面层的回弹模量比不应小于0.30, 土基与基层的模量比应为0.08-0.401、按

21、弯沉指标计算水泥稳定砂砾层厚度板 3设计弯沉：/ = 600N - A A A规范JTGD50-2006(de c s bNe 设计年限内一个车道上累计轴次，取N=2.533X107 (次)A 公路等级系数，二级路公路取1.1Ac 面层类型系数，取1.0Ab 基层类型系数，该路面结构为半刚性基层、底基层总厚度等于或大于 20cm 时，取 Ab=1.0综合修正系数：F= 1.63(2000 x/o.38(E)036规范JTGD50-2006(将六系简化成上层为细粒式沥青混凝土，中层为中粒式沥青混凝土以及土基 组成的三层体系。细粒式 3cm1400MPa中粒式 5cm1200MPa简 化 为粗粒式

22、 8cm1000MPa细粒式h=3m气=1400MPa水稳？ 1300MPa中粒式 H=? E2 =1200MPa天然砂砾30m200MPa土基 E0 = 55.5 MPa土基 55.5MPa TOC o 1-5 h z .h 3E1200E55.5由# = 0.282 = 0.857 o = 0.046810.65E1400E120012查三层体系弯沉系数诺莫图8-11得a = 6.8匕=1.06，则 又查得 H8 = 5.5 H = 5.5 x 10.65 = 58.575cm,代入当量厚度换算公式路基路面工程公式8-27 :2、验算细粒式沥青混凝土面层层底拉应力（仍以上述求h3时简化的三

23、层体系求 解）细粒式 3cm2000MPa中粒式 5cm1800MPa简 化 为粗粒式 8cm1200MPa细粒式h=3m气=2000MPa水稳 31cm3600MPa中粒式 H=? E2 = 1800MPa天然砂砾30m200MPa土基 E = 55.5 MPa土基 55.5MPaAC-10细粒式沥青混凝土抗拉强度结构系数:规范JTGD50-2006（ 式中：A.-沥青混凝土级配类型系数，细、中粒式沥青混凝土为1.0,粗粒式沥青混凝土为1.1。容许拉应力：b 14b = i = = 0.4023MPa规范JTGD50-2006(R K 3.48 s.h 3E1800八八 E55.5由 * =

24、 0.282 t = 0.9-0 = 0.031810.65E2000 E1800查路基路面工程诺谟图813，发现拉应力系数已不能从图中查出，表明细 粒式AC-10沥青混凝土层底将受压应力（或拉应力很微小），应视为拉应力验算 通过。3、验算中粒式沥青混凝土面层层底拉应力将六层体系简化成上层为中粒式沥青混凝土，中层为粗粒式沥青混凝土以及土基 组成的三层体系。细粒式 3cm2000MPa中粒式 5cm1800MPa简 化 为粗粒式 8cm1200MPa中粒式 h= ？ E1 = 1800MPa水稳 31cm3600MPa粗粒式 H=? E2 = 1200MPa天然砂砾30cm200MPa土基 E

25、= 55.5 MPa土基 55.5MPaAC-16中粒式沥青混凝土抗拉强度结构系数:规范JTGD50-2006（容许拉应力：b =二= = 0.287MPa规范JTGD50-2006(R K 3.48 s8.08E1200 八则：T = 0.759 t = 0.667510.65E1800查路基路面工程诺谟图813，发现拉应力系数已不能从图中查出，表明中粒式AC-16沥青混凝土层底将受压应力（或拉应力很微小），应视为拉应力验算 通过。4、验算粗粒式沥青混凝土面层层底拉应力将六层体系简化成上层为粗粒式沥青混凝土，中层为水泥稳定砂砾以及土基组成 的三层体系。细粒式 3cm2000MPa中粒式 5cm1800MPa简 化 为粗粒式 8cm1200MPa粗粒式 h=？ E1 = 1200MPa水稳 31cm3600MPa水稳 H=? E2 = 3600MPa天然砂砾30cm200MPa土基 E = 55.5 MPa土基 55.5MPaAC-25粗粒式沥青混凝土抗拉强度结构系数:规范JTGD50-2006(