道路工程路基路面设计计算书

一设计资料：设计路段XXXX~XXXX为傍山路段，设计高程1654.5m,山坡为砾石土地层，附近有开挖石方路堑的石炭纪片石，可供作挡土墙材料。1．设计路线为直线段，横断面资料如下：表1-1设计路段横断面高差里程桩号高差水平距离高程水平距离-3.2-3.21.8-1.0-0.3XXXX+1.5+2.0+3.8+3.5+2.85.06.04.03.02.01654.83.03.04.05.03.0-3.2-3.0-0.8-2.7-1.5XXXX+3.0+3.0+2.5+2.1+3.0+2.65.03.55.05.01.51654.94.04.04.03.04.03.0-5.2-5.7-1.1-0.9-1.2-1.8XXXX+3.2+2.8+2.1+3.0+2.68.04.21.52.02.02.51652.9554.04.03.04.03.0-3.2-5.4-3.35-1.95-1.2-2.2XXXX+2.8+1.1+1.9+3.5+3.55.06.04.01.02.02.01651.6553.02.02.03.05.0-5.1-4.5-1.8-0.8-1.3-1.9XXXX+3.0+3.2+2.2+3.1+2.06.04.02.02.02.02.51652.7884.04.03.04.03.0-3.2-6.4-1.1-1.2-1.3XXXX+2.9+2.6+2.2+3.1+4.15.05.02.03.01.51650.84.04.03.04.05.0-3.2-3.1-1.9-0.9-0.3XXXX+1.7+1.9+3.8+3.6+3.65.06.04.03.02.01654.93.03.04.04.05.01．1．山坡基础为中密砾石土，摩擦系数f=0.4，基础承载力=500kPa；1．2．填土边坡1:m=1:1.5；1．3．墙背填料为就地开挖砾石土，容重=18.6kN/m3，计算内摩擦角=35°；1．4．墙体：用50号砂浆砌片石，容重=18.6kN/m3，容许压应力=2450kPa，容许剪应力1．5．=862.4kPa,土体与墙背的摩擦角；1．6．设计荷载用汽车-15级，验算荷载用挂车-80；1．7．路基宽度为7.0m；1．8．稳定系数：滑动稳定系数=1.3，倾覆稳定系数=1.5；二设计要求:根据公路设计手册《路基》，进行下述内容的研究：1．按横断面资料绘制1:1000等高线地形图，1:200路线横断面图以及1:200路基侧边线纵断面图。2．分析确定挡土墙设计方案，选择挡土墙型式。3．挡土墙基础与横断设计3．1．基础型式及埋置深度3．2．拟定墙身尺寸3．3．荷载换算土层厚度3．4．土压力计算3．5．稳定性计算3．6．工程量计算第一部分：重力挡土墙设计一．如图分别为等高线地形图，路线横断面图，路基侧边线纵断面。二．分析确定挡土墙设计方案，选择挡土墙型式：选择最不利位置进行计算与验算，即断面XXXX，因在此断面的坡度较陡，故选用衡重式挡土墙。三．挡土墙基础与断面设计：3．1．基础型式为浆砌片石重力式路肩墙，埋置深度为1米。3．2．墙身尺寸：如图四．将车辆荷载换算为土柱高h0这重换算方法不同于验算路基稳定性的车辆荷载换算，主要考虑挡土墙的分段长度问题，具体换算方法见公路设计手册《路基》，人民交通出版社。按照车带宽均摊的方法进行车辆荷载换算汽车-15级时：五．上墙土压力计算1．求破裂角θ首先假定：破裂面交于荷载内；选用：相应的计算图式和验算公式，求出θ亦可从CAD绘出的图形标注知：假设破裂面交于荷载内，验核破裂角的位置：第一破裂角距墙顶内缘(对于计算荷载b0=5.5m，验算荷载b0=7m),破裂面交于荷载内,与假设相符。而且也不可能出现其它情况，故采用此类公式。，故出现第二破裂面。2．计算第二破裂面上的主动土压力对上墙的力臂3．上墙实际墙背上土压力对上墙01的力臂六．下墙土压力计算1．求破裂角假设破裂面交于荷载内，则，查附表9-2-1-3时，，验核破裂面位置：堤顶破裂面距墙顶内缘破裂面交于荷载外，与假设不相符。重设破裂面交于荷载外则：查附表9-2-1-3，，则验算破裂面位置：堤顶破裂面距墙顶内缘故破裂面交于荷载外，与假设相符，采用此类公式。2．计算土压力查附表9-2-1-3时，；时，，则，主动土压力为：七．墙身截面计算先根据其它工程程的设计经经验选定墙墙宽b1=0.554m，d1=0.995m,则上墙墙底宽为b2=2.35m，下墙底底宽度B=2.5m。1．计算墙身重及力力臂1．1上墙墙身重W11对墙趾的力臂1．2第二破裂面与墙墙背之间的的土楔重力臂1．3土楔上的荷载重重对墙趾的力臂1．4下墙墙身重W22对墙趾的力臂2．滑动稳定性验算算满足抗滑稳稳定3．倾覆稳定性验算算抗倾覆验算满足足4．基底应力验算故地基承载力满足足要求5．截面应力验算选上墙墙底截面面验算：作用于该截面上上的合力偏偏心矩e1为：用要求。6．工程量计算根据挡土墙规范范计算可得得，挡土墙墙圬工总体体积为6779.355。根据《公路路工程概预预算定额》1－18－4进行计算算：水泥：0..935××67.9935＝63.552（t）水：133.00××67.9935＝883..16（）中（粗）纱：：4..230××67.9935＝287..37（）沙砾：5..20×667.9335＝353..26（）片石：111.50××67.9935＝781..25（）其他材料费：：111.50××67.9935＝781..25（元）材料总重量：：344.50××67.9935＝23433.76（t）第二部分：柔性性路面设计计一轴载分析路面设计以双轮轮组单轴载载为标准轴轴载，设计计初期的日日交通量如如下表：设计初期的日交交通量车型前轴重后轴重后轴数后轴轮组数后轴距交通量解放CA-10B19.4060.85120275黄河JN-15148.30100.30120151跃进NJ-13120.2038.20120142日野KB-22250.20104.30120641.以设计弯弯沉值为指指标及验算算沥青层层层底拉应力力中的累计计当量轴次次1.1.轴载载换算轴载换算采用如如下的计算算公式：计算结果列于下下表：轴载换算结果（弯弯沉）车型解放CA-10B前轴19.40112750后轴60.851127531.69黄河JN-151前轴48.30111516.37后轴100.3011151152.98跃进NJ-131前轴20.20111420后轴38.20111422.16日野KB-222前轴50.2011643.19后轴104.30116476.86273.25注：轴载小于的的轴载作用用不计。2.计算累计计当量轴次次公路设计年限为为8年，设计计为双车道道，双车道道系数，交交通平均年年增长率为为累计当量轴次为为：2.1.轴轴载换算验算半刚性基层层层底拉应应力的轴载载换算公式式为：计算结果列于下下表：轴载换算结果（半半刚性基层层层底拉应应力）车型解放CA-10B后轴60.85112755.17黄河JN-151后轴100.3011151154.66跃进NJ-131后轴38.20111420日野KB-222后轴104.30116489.63249.46注：轴载小于的的轴载作用用不计。2.2.计算算累计当量量轴次公路设计年限为为8年，双车车道系数，交交通量平均均年增长率率为累计当量轴次为为：二.结构组合与材料料选取由上面的计算得得到设计年年限内一个个行车道上上的累计标标准轴次约约600万次左右右，根据规规范推荐结结构，路面面结构采用用沥青混凝凝土（取），基基层采用水水泥碎石（取20cm），底基层采用石灰土（厚度待定）进行设计。查规范知：采用用二层式沥沥青面层，表表面层采用用细粒式密密级配沥青青混凝土（厚厚度），下下面层采用用中粒式密密级配沥青青混凝土（厚厚度）三.各层材料的抗压压模量与劈劈裂强度查表得各层材料料得抗压模模量和劈裂裂强度。抗抗压模量取取的模量，各各值均取规规范的中值值，因此得得到的抗压压模量为：：细粒式密级配沥沥青混凝土土：中粒式密级配沥沥青混凝土土：水泥碎石：石灰土：各层材料的劈裂裂强度为：：细粒式密级配沥沥青混凝土土：中粒式密级配沥沥青混凝土土：水泥碎石：石灰土：四土基回弹模量的的确定该路段处于区，为为粘性土，稠稠度为1.20查表得土土基回弹模模量为：五设计指标的确定定对于二级公路，规规范要求以以设计弯沉沉值作为设设计指标，并并进行结构构底层拉应应力验算1.计算设计弯弯沉值；；∴设计弯沉值为；；2.计算各层层材料的容容许层底拉拉应力细粒式密级配沥沥青混凝土土：中粒式密级配沥沥青混凝土土：水泥碎石：石灰土：六.设计资料总总结设计弯沉值为444.866（0.011mm）相关设设计资料汇汇总如下表表;设计资料汇总表表材料名称容许拉应力细粒式密级配沥沥青混凝土土3.515000.8861中粒式密级配沥沥青混凝土土512000.6329水泥碎石2015000.7石灰土？5500.1257土基—44.5—七.石灰土底基基层厚度的的确定通过计算机设计计计算得到到：按设计弯沉值计计算设计层层厚度:LD=44.886(00.01mmm)H(44)=15ccmLLS=336.2(0.001mm))由于设计计层厚度H(4)==Hminn时LS<<=LD,,故弯沉计计算已满足足要求.H(44)=15ccm(仅考虑弯弯沉)按容许拉拉应力验算算设计层厚厚度:H(44)=15ccm(第1层底面拉拉应力验算算满足要求求)H(44)=15ccm(第2层底面拉拉应力验算算满足要求求)H(44)=15ccm(第3层底面拉拉应力验算算满足要求求)H(44)=15ccmσ(4))=.1131MMPaH(44)=20ccmσ(4))=.1114MMPaH(44)=16.66cm((第4层底面拉拉应力验算算满足要求求)路面设计计层厚度:H((4))=155cm((仅考虑弯弯沉)H((4))=166.6ccm(同时考虑虑弯沉和拉拉应力)验算路面面防冻厚度度:路面最小小防冻厚度度50cm验算结果果表明,路面总厚厚度比路面面最小防冻冻厚度小4.9cm,,程序将自自动在上述述刚设计的的路面最下下层厚度中中予以补足足.取石灰土得厚度度为17cm，实际路路面结构得得路表测弯弯沉值为36.2（0.011mm）,计算新建建路面各结结构层底面面最大拉应应力:第1层底面最最大拉应力力σ(1))=-.2293((MPa))第2层底面最最大拉应力力σ(2))=-.1113((MPa))第3层底面最最大拉应力力σ(3))=.1179((MPa))第4层底面最最大拉应力力σ(4))=.1114((MPa))上述设计计结果满足足设计要求求。八.路面横断面面设计路面横断面设计计如图1所示：图1.路面横断断面图（单单位：cm）九.路面结构层层的施工质质量控制标标准1.基层施工工质量控制制标准沥青路面签层的的材料要求求、施工工工艺应符合合现行的路路面设计规规范和基层层施工技术术规范的规规定。沥青青面层施工工前应对基基层进行检查，当基层的质量检查符符合要求后后方可修筑筑沥青面层层。沥青路路面的基层应符合合下列要求求：（1）强度、刚度、干干燥收缩和和温度收缩变变形、高程程符合要求求。（2）具有稳定性。（3）表面应平整、密密实.荃层的拱拱度与面层层的拱度应应一致。新建的沥青路面面的基层可按设设计要求选用水水泥、石灰灰、粉煤灰灰等无机结结合料稳定定土或粒料的半刚刚性基层及泥(灰)结碎石、级级配碎石、级级配砂砾基基层。也可可采用沥青青贯入式、沥沥青碎石或或碾压式水水泥混凝土土基层。对高高速公路、一一级公路和城市快快速路，主主干路宜采采用高强少少裂、整体体性能好的的无机结合合料或稳定定粒料的半半刚性羞层层，稳定细细粒土只可可作底基层层。新建半刚性基层层铺筑后应应及时进行行养生及保保护，浇洒洒透层或铺铺筑下封层层，并尽快快铺筑沥青面面层。2.沥青面层施工质质量控制标标准沥青面层施工质质量控制标标准项目检查频度质量要求或允许许偏差（单单点检验）试验方法外观随时表面平整密实，不不得有轮迹迹、裂缝、推推挤、油丁丁、油包、离离析、花白白料现象目测接缝随时紧密平整、顺直直、无跳车车目测、用3m直直尺测量施工温度出厂温度摊铺温度碾压温度不小于