路基路面课程设计示例《路基路面工程》课程设计示例一、设计条件1.气象资料区，项目区内气候属亚热带该路所处自然区划为Ⅴ3湿润季风气候区,气候干燥炎热,冬无严寒,少云多日照,年平均气温15.3～19.6℃, 年月平均最高气温26.90℃，月平均最低气温5.70℃。
雨水充沛,雨季主要集中在4～10月，雨量多集中在1100～1300mm之间,年平均降雨量为1179.90mm。
灾害性气候主要为干旱和暴雨。
全线皆可常年组织施工。
2.地质资料该区土质表层为素填土层，厚度0.4～2.0m，其下层为碎石土及粘土层，厚1.0～15m。
路基填土高度约为2.5m。
地下水埋深为2.0～5.0m。
公路沿线有丰富的砂砾，附近有小型采石场和石灰厂，筑路材料丰富。
路面所用水泥和沥青均需外购。
3.地震基本烈度本项目沿线地震烈度相当于Ⅵ度区，属基本稳定至稳定区。
4.交通资料根据最新路网规划，近期交通组成与交通量见下表1-1，交通量年平均增长率见表1-2：近期交通组成与交通量【表1-1】交通量年增长率γ（表1-2）二、设计要求1.设计中学生学生应在独立思考的基础上有方向、有目的的查阅有关文献资料。
2.学生应根据设计进度要求，提交设计成果。
3.设计结束时，应提交完整的设计说明书（包括计算书）和设计图纸。
设计说明书主要介绍设计任务概况、设计标准、设计思路、设计原则、设计方案的比较和说明、设计工作概况、工作的特点和难点、主要技术问题与解决办法，以及主要技术资料。
要求用A4白纸，使用钢笔书写，做到工整、准确、清晰、精炼。
设计图纸应根据工程制图标准绘制，做到正确、丰满、美观、整洁。
设计内容1.根据交通资料确定道路和交通等级。
2.进行路基路面结构方案设计，至少包括1个比较方案。
3.路基设计部分包括对原地面的处理，路基填料的选择，路基干湿类型的确定及土基的回弹模量的确定过程。
4.对确定的路基路面结构进行详细设计，包括路面类型的选定，路面结构层材料参数的选取，进行路面结构的厚度计算。
5.对所选定路线的路基路面结构方案绘制路基标准横断面图，结构层设计图。
6.进行附属工程设计，主要包括绿化、排水等设计。
7.根据设计情况可能做的其他工作。
三、交通资料根据课程设计任务书【表1-1】，查书表2-1得：近期交通组成、交通量，及不同车型的交通参数【表4-1】四、换算交通量1.计算各车型载重量：1)19.40 + 60.85 = 80.25kN = 8.025t2)49.85 + 100.00 = 149.85kN = 14.985t3)23.70 + 69.20 = 92.90kN = 9.290t4)33.00 + 72.00 = 105.00kN = 10.500t5)51.40 + 2╳80.00 = 211.40kN = 21.140t6)50.20 + 104.30 = 154.50kN = 15.450t7)25.75 + 59.50 = 85.25kN = 8.525t8)45.50 + 86.50 = 132.00kN = 13.200t9)50.00 + 90.00 = 140.00kN = 14.000t2.折算交通量折算交通量【表5-1】合计交通量 = 4350 （辆/日）3.计算年均增长率，确定道路等级根据设计任务书表2，规定设计年限T = 20年，计算式为：计算得：20年远景设计交通量为：由《道路勘测设计》查得道路等级为：二级公路，双向四车道五、路基设计1.原地面的处理采用换填土层法，将基底下一定深度范围的是软土层挖去，换以强度较大的碎石，并予以压实。
2.路基填料的选择由题知，此地区土质是素填土层，下层粘性土，公路沿线有小型采石场和石灰厂，并查书表6-10，可选用粒径10~15cm的碎石和适量石灰拌合作为路基填料路基干湿类型的确定由设计任务书知，该区为区，粘性土，路基填土高度约为H=2.5m，地下水埋深为2.0~5.0m。
查书表3-3得该区域，，，可画出路基临界高度与干湿类型示意图。
由示意图可知路基属于干燥类型。
3.土基回弹模量的确定查书表3-4，知V区干燥状态的粘质土的，取。
查书表11-16，确定区粘质土时的土基回弹模量为39.5MPa，采用重型击实标准，提高20%，，因此取土基回弹模量。
4.路基压实查书表15-36，初压采用钢筒式压路机以3km/h的速度匀速压实，复压采用钢筒式压路机以4km/h 的速度匀速压实，终压采用钢筒式压路机以5km/h 的速度匀速压实。
六、初拟路面结构组合1.初拟采用三种路面结构A方案：半刚性基层沥青路面；B方案：混合式基层沥青路面；C方案：水泥混凝土路面。
2.根据交通状况，结构层的最小施工厚度等因素综合考虑，初拟各结构层厚度如下：A方案：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土5cm + 粗粒式沥青混凝土8cm + 水泥稳定碎石基层25cm + 二灰土底基层，以二灰土为设计层。
B方案：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 大粒径沥青碎石7cm + 二灰稳定砂砾基层 + 天然砂砾垫层16cm，以二灰稳定砂砾为设计层。
C方案：水泥混凝土面层板 + 水泥稳定粒料基层 + 石灰粉煤灰稳定土垫层3.确定设计参数按照规定，查书表11-18、11-19，得20℃的沥青混合料和其他结构层材料的抗压回弹模量，15℃沥青混合料和其他结构层材料的弯拉回弹模量值，以及沥青混合料15℃弯拉强度和半刚性材料的弯拉强度值。
列于下表：路面结构层设计参数【表7-1】七、计算标准轴载累计交通量，确定交通等级1.用于弯沉验算和沥青层弯拉应力验算的根据【表4-1】并计算得：计算表【表8-1】前轴后轴1 6.4 1.0 21019.41.0721.0 1.0 21060.8524.2 6.4 1.0 15049.8546.4641.0 1.0 150100.150 3 6.4 1.0 300 23. 3.6 1.0 1.0 300 69.60.8 6.41.0 13045.527.691.0 1.013086.569.177 9 6.4 1.0 10050.31.3831.0 1.0 10090.63.235 根据公式计算：查书表11-10，取，又知，，计算得：2.用于半刚性基层弯拉应力验算的根据【表4-1】并计算得：计算表【表8-2】前轴后轴118.51.0 21019.47.7951.0 1.0 21060.853.947 218.51.0 15049.8510.5821.0 1.0 150100.150.0 318.51.0 30023.70.0551.0 1.0 30069.215.775 418.51.0 18033.0.4681.0 1.0 18072.13.0 518.51.0 13051.411.71.0 3.0 13080.90.57.79974547根据公式计算：计算得：3.根据计算结果，查书表11-11，确定交通等级为中等交通。
八、路面结构详细设计 A方案A方案：细粒式沥青混凝土3cm中粒式沥青混凝土5cm粗粒式沥青混凝土8cm水泥稳定碎石基层15cm二灰土底基层（设计层）细粒式沥青混凝土 3cm中粒式沥青混凝土 5cm粗粒式沥青混凝土 8cm水泥稳定碎石基层 15cm二灰土底基层（设计层）土基A方案路面结构层设计参数【表9-1】E（MPa）细粒式沥青1500 2100 1.5混凝土中粒式沥青1300 1900 1.1混凝土粗粒式沥青1000 1300 0.9混凝土水泥稳定碎1600 3800 0.6石基层二灰土800 2600 0.3A方案路面结构层厚度设计1.计算确定设计弯沉根据公式，并查得二级公路， 1.0，，得：2.计算确定容许弯拉应力根据公式，其中：（用于沥青层）=（水泥碎石，二灰砂砾）（用于二灰土）A方案计算结果列于下表：A方案结构层容许弯拉应力【表9-2】材料名称极限弯拉强度（MPa）结构强度系数容许弯拉应力（MPa）细粒式沥青混凝土1.5 1.97 0.76中粒式沥青混凝土1.1 1.97 0.56粗粒式沥青0.9 1.97 0.46混凝土水泥稳定碎0.6 1.83 0.33石基层二灰土0.3 2.35 0.133.计算路表弯沉和层底拉应力由书表11-9知：；由《规范》知：；取，计算修正系数：由公式知：；由题知：；查诺谟图得：；计算得：；查诺谟图得：；计算得：；4.计算上层底面弯拉应力根据换算公式：i.将最上面1层换算为一层，下面4层换算为一层：。
=45。
=45此时，查诺谟图，不存在，满足要求。
ii.将最上面2层换算为一层，下面3层换算为一层：。
=45。
=45此时，查诺谟图，不存在，满足要求。
iii.将上面3层换算为一层，下面2层换算为一层：。
=45。
=45此时，查诺谟图，不存在，满足要求。
iv.将上面4层换算为一层，下面1层换算为一层：。
=45。
=45此时，查诺谟图，A方案计算表【表9-3】序号材料名称抗压模量（MPa弯拉模量（MPa弯拉强度（MPa厚度（cm）基底层压力容许弯拉应力）））（MPa）1 细粒式沥青混凝土1500 2100 1.5 3 - 0.762 中粒式沥青混凝土1300 1900 1.1 5 - 0.565.验算防冻层厚度因本地区最低气温高于零摄氏度，因此不需要防冻验算。
九、路面结构详细设计 B方案B方案：细粒式沥青混凝土3cm中粒式沥青混凝土4cm大粒径沥青碎石7cm二灰稳定砂砾基层(设计层)天然砂砾垫层16cm细粒式沥青混凝土 3cm中粒式沥青混凝土 4cm大粒径沥青碎石 7cm二灰稳定砂砾基层(设计层)天然砂砾垫层 16cm土基B方案路面结构层设计参数【表10-1】模量E（MPa ）（MPa）（MPa）细粒式沥青混凝土1500 2100 1.5中粒式沥青混凝土1300 1900 1.1大粒径沥青碎石1300 1500 0.9二灰稳定砂砾1400 3800 0.7 天然砂砾180 - -B方案路面结构层厚度设计1.计算确定设计弯沉根据公式，并查得二级公路， 1.0，，得：2.计算确定容许弯拉应力根据公式，其中：（用于沥青层）=（水泥碎石，二灰砂砾）（用于二灰土）B方案计算结果列于下表：B方案结构层容许弯拉应力【表10-2】材料名称极限弯拉强度（MPa）结构强度系数容许弯拉应力（MPa）细粒式沥青混凝土1.5 1.97 0.76中粒式沥青混凝土1.1 1.97 0.56大粒径沥青0.9 1.97 0.46碎石二灰稳定砂0.7 1.83 0.38砾天然砂砾- - -3.计算路表弯沉和层底拉应力由书表11-9知：；由《规范》知：；取，计算修正系数：由公式知：；由题知：；查诺谟图得：；计算得：；查诺谟图得：；计算得：；4.计算上层底面弯拉应力（垫层不计算）根据换算公式：i.将上面1层换算为一层，下面3层换算为一层：。