路基路面课程设计目录1章重力式挡土墙设计 (1)1.1重力式路堤墙设计资料 (1)1.2破裂棱体位置确定 (1)1. 3荷载当量土柱高度计算 (2)1.4土压力计算 (2)1.6基地应力和合力偏心矩验算 (4)1.7 墙身截面强度计算 (5)1.8设计图纸 (6)第2章沥青路面设计 (7)2.1基本设计资料 (7)2.2轴载分析 (7)2.3结构组合与材料选取 (10)2.4压模量和劈裂强度 (10)2.5 设计指标的确定 (10)2.6 路面结构层厚度的计算 (11)2.7 防冻层厚度检验 (12)2.8沥青路面结构图 (12)第3章水泥混凝土路面设计 (13)3.1 交通量分析 (13)3.2 初拟路面结构 (14)3.3 确定材料参数 (14)3.4 计算荷载疲劳应力 (15)3.5 计算温度疲劳应力 (16)3.6防冻厚度检验和接缝设计 (16)3.7混凝土路面结构结构图 (17)参考文献 (18)附录A HPDS计算沥青混凝土路面结果 (19)1章 重力式挡土墙设计1.1重力式路堤墙设计资料1.1.1墙身构造墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图1.1示； 1.1.2土质情况墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角032φ=；填土与墙背间的摩擦角δ＝16°；地基为石灰岩地基，容许承载力[σ]＝480kPa ，基地摩擦系数0.5μ=； 1.1.3墙身材料：5号砂浆，30号片石，砌体容重γ=22kN/m3， 砌体容许压应力[σ]＝610kPa ，容许剪应力[τ]＝110kPa ，容许压应力[]65l MPa σ=。

图1. 1初始拟采用挡土墙尺寸图1.2破裂棱体位置确定1.2.1破裂角（θ）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：14163234ψαδφ++-++＝＝＝，90ω<因为路基路面课程设计00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：tg tg θψ=-+tg ψ=-()(3432343412.58/30.33tg ctg tg tg =-+++0.75= 故36.74θ=1.2.2验算破裂面是否交于荷载范围内破裂面至墙踵:()tan (52)tan 36.86 5.23o H a m θ+=+=荷载内缘至墙踵: tan 5tan36.8630.5 4.75o H b d m θ•++=⨯++=荷载外缘至墙踵: 0tan 5tan 36.8630.5 5.510.25o H b d l m θ•+++=⨯+++= 因为4.75<5.25<10.25,假设满足要求。

1. 3荷载当量土柱高度计算墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。

按照线性内插法，计算附加荷载强度：2010(105)1016.25/102q KN m -=-⨯+=-， 016.250.90318q h m γ==＝，即当量土柱高度为0.903m 。

1.4土压力计算1.4.1土压力大小计算()()()()01122 5.022 5.030.3322A a H a H +++=++⨯+=0＝h 0.903 ()()01122tan 22B ab b d H H a α++-++00＝h h()()5.05222tan 14 4.25⨯⨯⨯+⨯+⨯-=＝23/2+(3+0.5)0.903-0.50.903 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式：()()()()()()a 0036.7432tan 1830.330.7512.5871.21sin sin 36.7434E A B KNθφγθθψ++=-=⨯⨯-=++cos cos ()()X a 71.21141671.16E E KN αδ=+=-+=cos cos()()y a sin 71.21sin 1416 2.49E E KN αδ=+=-+= 1.4.2土压力作用点位置计算10.5 1.0tan tan tan 36.740.25o d h m C θα===+-3tan 32tan 36.743tan tan tan 36.740.25oob a h m θθα--⨯===+- 4136132h H h h m =--=--=3041222222320.8332(1)(1) 1.69325255h h h a H H H ⨯⨯⨯-+=-+=⨯K ＝1+1+ 223044221()(32)52(53)0.8332(3225) 1.67733335 1.693y a H h h h h H H Z mH K -+++⨯-+⨯⨯⨯-⨯=+=+=⨯⨯1.5稳定性验算1.5.1墙体重量及其作用点位置计算挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形：1110.98 4.48 4.71V b H m =⨯=⨯= 11 4.712094.28G V KN γ=⨯=⨯＝()G1111 1.09Z H tg b m α=+=/221110.50.980.190.093V b h m =⨯⨯=⨯⨯=/2 221 1.86G V KN γ=⨯=G20.6510.6510.980.64Z b m =⨯=⨯=1.5.2抗滑稳定性验算00α水平基地（＝），取挡土墙宽B=2m ，验算公式： Q10Q1x (0.9)0.9tan 0y G E G E γμαγ++->即：()0.9220 1.4 2.490.5 1.471.16 1.120⨯+⨯⨯-⨯=>路基路面课程设计所以抗滑稳定性满足。

1.5.3抗倾覆稳定性验算验算公式：()G Q1y x x y 0.90GZ E Z E Z γ+->()0.9220 1.311 1.4 2.49 2.41971.16 1.677166.00⨯⨯+⨯⨯-⨯=> 其中，/2tan /210.25 2.5/2 1.311G Z B H α=+⨯=+⨯= tan 2 1.6770.25 2.419x y Z B Z m α=+=+⨯= 所以倾覆稳定性满足。

1.6基地应力和合力偏心矩验算为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力验算；同时，为了避免挡土墙不均匀沉陷，控制作用于挡土墙基底的合力偏心距。

1.6.1基础地面压应力和偏心距 1）轴心荷载作用时：1N p A=11010()cos sin G Q y Q x N G E W E γγαγα=+-+(220 1.2 1.4 2.49)cos00267.5KN =⨯+⨯+=所以1N p A==267.5÷(2×1)=133.7kPa <[σ]=480kPa 故基础地面压应力满足要求。

合力偏心距 2）偏心荷载作用时作用于基底的合力偏心距2N Be Z =-220 1.311 2.49 2.41971.16 1.677220 2.49g y y x xYN yGZ E Z E Z M MZ NG E +--⨯+⨯-⨯===++∑∑∑|||||2/20.79|0.2130.33326N B Be Z =-=-=<= 则:max 1min0219.26267.560.213(1)(1)[]48048.222MPa N e PMPa MPa A b σ⎧⨯=+=±=<=⎨⎩故偏心距与基础地面压应力均满足要求。

1.6.2地基承载力验算1）轴心荷载作用时，P =133.7<480=0σ2）当偏心荷载作用时， max 219.24801.2576P =<⨯= 故地基承载力抗力值符合要求。

1.7 墙身截面强度计算1.7.1强度计算要求：0/d k k k N AR γαγ≤其中：8020*******k e B e B α⎛⎫- ⎪⎝⎭=⎛⎫+ ⎪⎝⎭=0.569,为轴向力偏心影响系数，按每延米长计算； 0011()d G G Q Q Qi ci Qi N N N N γγγγγψ=++∑ =0.95×[1.2×220+1.4×2.49]=254.1kNk kka AR γ=0.69×2×610÷2.31=364.4KN所以 j N <k kka AR γ,故强度满足要求。

1.7.2稳定计算要求：0/d k k k k N AR γψαγ≤ 其中： k ψ=201[1(3)][116(/)s s s e B αββ+-+210.97710.0025(53)[116(0.213/2)]==+⨯⨯-+0d N γ≤k k kka AR ψγ=0.977×0.569×2×610=293.57KN ，故稳定性满足要求。

1.7.3正截面直接受剪验算要求：j Q ≤j jkA R γ1m f N +其中j Q =x E =71.16KN ，j jkA R γ1m f N +=2×110÷2.31+0.42×207.58=207.59kN即j Q <j jkA R γ1m f N +，抗剪满足要求。

路基路面课程设计由上述可得K10+000截面的挡土墙符合要求,挡土墙最终截面按照拟定设计。

1.8设计图纸1.8.1典型断面、立面布置图、平面布置图典型断面如图1.2所示，立面布置图1.3所示，平面布置图1.4所示。

每间隔10米设置变形缝一道，缝内用沥青麻絮嵌塞；泄水孔尺寸10×10cm，2--3米布置一个，泄水孔应高出地面不小于30厘米；墙背均应设置50厘米砂砾透水层，并做土工布封层。

图1. 2典型断面图第2章沥青路面设计2.1基本设计资料某地公路自然区划IV区拟建一级公路，采用沥青路面结构，设计年限为15年，土基为粉质土，确定土基的稠度为1.10，回弹模量取36MPa，路基干湿状态为中湿状态, 有关资料如下：（1）公路技术等级为一级，为双向四车道,车道系数0.5η=。

（2）交通组成如表1.1（示例）所示，交通量年增长率：前五（十）年：γ= 8%；中间五（十）年：γ= 7%；后五（十）年：γ= 6%。

设15年内的平均交通量年增长率为__γ，则__15555(1)(18%)(17%)(16%)γ+=+⨯+⨯+，求得__7%γ=。