路桥公路结构设计课程设计指导书

湖南水利水电职业技术学浣

HunanTechnicalCollegeofWaterResourcesandHydroPower

课程设计指导书

课题名称路基路面设计

合用专业：道路桥梁工程技术

指导老师：

任务下达日期：201年月日

设计完毕日期：201年月日

水和建筑工程系

一、设计目的

公路结构设计的课程设计是对路基路面工程课堂教学的必要补充和深化，通过

设计让学生可以更加切合实际地和灵活地掌握路基路面的基本理论，设计理论体系，加

深对路基路面设计方法和设计内容的理解，进而提高和培养学生分析、解决工程实际问

题的能力。

课程设计分路基验算和交通量分析两部分内容。以教师提供的设计资料为主，学生

在查阅相关文献资料的基础上，结合本地的气候条件、地质条件、水文条件以及给定的

交通条件，拟定路基路面的设计方案，对路基的边坡稳定性进行分析、路面设计方案进

行必选。课程设计规定设计计算条理清楚，计算的方法和结果能符合我国现阶段路基路

面设计规范的规定。

公路结构设计课程设计作为道路桥梁工程技术教学的重要组成部分，是对路基路面

工程课堂教学的必要补充和深化，通过课程设计，要达成以下目的：

1.深化对路基路面工程基本理论的理解

2.培养学生综合运用所学知识、独立分析和解决工程实际问题的能力。

3、了解路基路面工程设计流程，熟知路面结构的类型、特点、合用条件。

4.提高和加强设计、计算、绘图及编制说明书的基本技能。

二、设计内容

1.路堤高边坡稳定性分析。

2、挡土墙稳定性验算：抗滑稳定性验算。

3.水泥混凝土路面和沥青路面方案比选。

4.路面交通量分析。

三、设计资料及设计环节

（一）任务一：边坡稳定性分析

现有一高路堤，顶宽&5m,高25m,填料的容重Y=19.2KN/m,单位粘聚力c=42.5Pa,内摩擦角。=15°,

初定边坡：路堤上部8m,坡率为1：1.5,下部17m,坡率为1:1.75。分别用图解法和表解法进行稳

定性验算。安全经济抗滑稳定性系数取1.25—1.50。

采用表解法：

计算平均坡度/;

边坡稳定验算的A和B值表教材表3-3如下表所示：

边坡滑动圆弧中心

坡度

01020,

(1:

m)ABABABABAB

(1：m)

1:1.5

1:

1.75

稳定系数计算式：，以平均坡度用直线内插法查上表，并计算汇总如下:

0,020.3o.0.5

A

B

K

由上表求得Kmin检核该边坡坡度是否满足边坡稳定规定♦

（二）任务二：挡土墙稳定性分析

某二级公路，路基宽12m,拟设计一段路堤挡土墙，进行稳定性验算。

计算资料

1.墙身构造：拟采用浆砌片石重力式路堤墙，见下图。墙高H=8m,填土高a=3m,填土边坡1:

1.5(B=33°41'),墙背俯斜，倾角a=18。26r(1:0.33),墙身分段长度10m,初拟墙顶宽

bl=lm,墙底宽B=3.19m<.

2.车辆荷载：二级荷载

3.填料：砂土，容重Y=18kN/m3,计算内摩擦角e=35。，填料与墙背的摩擦角6=。

4.地基情况：中密砾石土，地基承载力抗力f=500kPa,基底摩擦系数口=0.5。

5、墙身材料：10#浆砌片石，砌体容重丫a=22kN/m3,允许压应力力(。a)=1250kPa,允许剪

应力力(T)=175kPaa

6、基底倾斜1:5()。

7、抗滑稳定性系数、抗倾覆稳定性系数、偏心距和基地应力允许值请参见教材第六章第三节。

稳定性验算：经计算挡土墙自重G及墙重G对墙趾的力臂为；

E=2\62KN;Ex=175.1KN;邑=126.9KN;

项对墙趾的力臂Zx=2.48/H,弓对墙趾的力臂Zy=2.13/7/0

1、抗滑稳定性验算

_[Geos%+Esin(a+3+q))]/

=-----------------------------

Ecos(cz4-(y4-a0)-Gsina0

看抗滑稳定性系数是否满足规定。

2.抗倾覆稳定性验算

因基底倾斜，土压力对墙趾的力臂改为:

Zy\=Zy-

Zxi=Zx；

K=代卬十片2八

'0Zxi

看抗倾覆稳定性系数是否满足规定。

3.基底应力与偏心距验算

BBMdBGZ,y+EyZ--JZxi

N

2~G+EY

（三）看的大小关系，进而计算基地应力，详情请参见教材第六章第三节。

（四）看偏心距和基地应力是否满足规定。值得注意的是，当计算出最小应力出现负值时则

是拉应力，但实际当中基底不会有拉应力，故最小基底压应力为零。

任务三：水泥混凝土路面与沥青路面方案比选

设计资料：江西省西部某城郊经济开发区，公路自然区划：IV-7区，土组类型：粘质

土，土基回弹模量提高系数：23.0%,土基回弹模量：E0=49.2MPa,路基干湿状态：干燥状

态，十.基土质稠度：Wc=1.10.试从路面基层，底基层的材料和路面面层的材料两方面进行水泥

混凝土路面和沥青路面的比选论证。

（四）任务四：路面交通量分析

III1区某一级公路拟建水泥混凝土路面，设计为四车道，路基宽42.5米，行车道宽15米，中间设

隔离带。经交通调查，设计车道使用初期标准轴载口作用次数为703次/口，交通量年增长率为5%,

试进行交通量分析。（一级公路的设计基如期为30年，安全等级为二级，临界荷位处的车辆轮迹横

向分布系数取0.20）

交通量分析方法

1.拟定交通量车道分派系数。

交通量车道分派系数

单向车道数12324

0.8〜1.00.6〜0.8

车道分派系数1.00.5〜0.75

2.设计基如期内交通鼠的年平均增长率，可按公路等级和功能以及所在地区的经济和交通发展情况,

通过调查分析，预估设计基如期内的交通增长量，拟定交通量年平均增长率欧。

3、设计基如期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数，可按下式计算拟定。

Mx[(1+gj-1]x365

臬=

gr

式中：

Ne一一标准轴载日累计作用次数;

Ns——标准轴载日作用次数；

t——设计基如期：

g.——交通量年平均增长率：

n——临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，按4中表选用。

4.车辆轮迹横向分布系数

纵缝边沿处

公路等级

高速公路、一级公路、收费站0.17-0.22

0.34-0.39

行车道宽＞7m

二级及二级以下公路

0.54〜0.62

行车道宽W7m

注：车道或行车道宽或者交通量较大时，取高值：反之,取低值。

四、设计成果提交及规定

（一）内容：

1.开题报告。（手写300字以上）

2.设计计算说明书一份。

3.挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性、基底应力及偏心距验算计算书。

4.水泥混凝土路面和沥青路面方案比选报告。

5.路面交通量分析书。

6.课程设计总结。（手写1000字以上）

（二）设计成果书的基本规定

1.设计计算说明书

规定论证清楚、有理有据；书写工整，文字表达简明完整，计算数据准确可靠，内容

方法恰当。

设计说明书应涉及：设计题目、设计目的、基础背景资料、分析计算过程、设计依

据及方案等。

3、2.水泥混凝土路面和沥青路面方案比选报告

4、比选报告应依据充足、思绪清楚，根据实际情况从多个方面因地制宜全面长远考

虑，最终给出明确结论和设计方案。

5、路面交通量分析书

应严格按照规范规定，根据实际交通条件针对水泥路面和沥青路面进行交

通量分析，得出准确结论进行交通等级划分。

4.设计成果

设计内容整理完毕，应装订成册，并制作学院规定封面。

五、设计依据及参考文献

设计依据：根