公路挡土墙与高级路面设计路基路面课程设计公路挡土墙与高级路面设计目录道路工程课程设计任务书（附页）…………………………………………………………………重力式挡土墙………………………………………………………………………………………………新建水泥混凝土路面设计………………………………………………………………………………新建沥青路面设计…………………………………………………………………………………………改建沥青路面………………………………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………………………………道路工程课程设计任务书（附页）一、挡土墙设计：设计资料：1.浆砌片石重力式路堤墙，墙身高4－6米，墙上填土高2－3米，填土边坡1:1.5，墙背仰斜，坡度1：0.15－1：0.35，墙身分段长度15米。

2.公路等级二级，车辆荷载等级为公路－II级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。

3.墙背填土容重γ＝18kN／m3，计算内摩擦角Φ＝35°,填土与墙背间的内摩擦角δ＝Φ/2。

4.地基为砂类土，容许承载力f＝350kPa，基底摩擦系数μ＝0.40。

5.墙身材料2.5号砂浆砌25号片石，砌体容重23kN ／m3，砌体容许压应力[σa]=600kPa，容许剪应力[τ]＝50kPa，容许弯拉应力[σwl]＝80 KPa。

根据设计资料进行挡土墙设计。

二、路面设计：某国道天津段按一级公路标准修建，并将于2011年底通车，设计道路横断面为双向四车道。

根据可行性研究报告提供的2009年的交通组成情况如下表：车型黄河JN-l50解放CA10B东风EQ140日野KB222太脱拉l 38交通SH141辆/日682 878 625 256 114 716经论证分析，该公路自2009年至通车后2015年交通量增长率8.42％，其后将以4.0％增长。

旧路改建路段现有路面结构为2.5cm沥青表面处治，25cm石灰土，在不利季节由BZZ—60实测弯沉值(1／100)如下：61.8 68.3 69.1 65.7 58.8 66.6 77.8 44.3 31.338.9 45.3 29.1 27.5 30.7 31.9 54.3 79.6 77.268.9 92.3 83.4 91.6 89.7 83.6路基土回弹模量为E0＝35 Mpa。

根据以上资料完成：1. 新建与改建沥青路面结构设计计算；结构方案及结构设计图。

2. 新建水泥混凝土路面结构设计计算；结构设计及结构构造图绘制。

三、设计成果：设计结束后，提交设计说明书一份，挡土墙设计图、路面设计图各一张（3号图）新建沥青路面结构设计轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号 车 型 名 称 前轴重(kN) 后轴重(kN)后轴数 后轴轮组数 后轴距(m)交通量1 黄河JN150 49 101.6 1 双轮组8022 解放CA10B19.4 60.85 1 双轮组1032 3 东风EQ140 23.7 69.21 双轮组735 4日野KB222 50.2 104.3 1 双轮组3015 太脱拉138 51.4 80 2 双轮组 <3 1346 交通SH14125.55 55.1 1 双轮组842设计年限 15 车道系数 0.4 序号 分段时间(年) 交通量年增长率1 4 8.42%2 114%当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 2065 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 6756260当进行半刚性基层层底拉应力验算时 : 路面竣工后第一年日平均当量轴次 : 1549 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 5068013公路等级 一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1路面设计弯沉值 : 25.8 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1 细粒式沥青混凝土1 0.352 中粒式沥青混凝土0.8 0.283 粗粒式沥青混凝土0.6 0.194 水泥稳定碎石0.25 0.135 石灰土0.25 0.16 天然砂砾新建路面结构厚度计算公路等级 : 一级公路新建路面的层数 : 6标准轴载 : BZZ-100路面设计弯沉值 : 25.8(0.01mm)路面设计层层位 : 4设计层最小厚度 : 15 (cm)公路等级一级公路层结构层厚度抗压模量抗压模量容许应位材料名称(cm) (MPa)(20℃) (MPa)(15℃) 力(MPa)1 细粒式沥青混凝土3 1400 2000 0.352 中粒式沥青混凝土4 1200 1600 0.283 粗粒式沥青混凝土6 900 1200 0.194 水泥稳定碎石22 1500 1500 0.135 石灰土25 550 550 0.16 天然砂砾15 150 1507 土基36按设计弯沉值计算设计层厚度 :LD= 25.8 (0.01mm)H( 4 )= 20 cm LS= 26.9 (0.01mm)H( 4 )= 25 cm LS= 23.9 (0.01mm)H( 4 )= 21.8 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度 :H( 4 )= 21.8 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 21.8 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 21.8 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 21.8 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 21.8 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度 :H( 4 )= 21.8 cm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 21.8 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 :路面最小防冻厚度 70 cm; 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 .通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:序号结构层材料名称厚度（cm）1 细粒式沥青混凝土 32 中粒式沥青混凝土 43 粗粒式沥青混凝土 64 石灰粉煤灰碎石225 石灰土256 天然砂砾157 土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算:公路等级: 一级公路新建路面的层数: 6标准轴载: BZZ-100层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（Mpa）（20℃）抗压模量(MPa)（15℃）计算信息1 细粒式沥青混凝土3 1400 2000 计算应力2 中粒式沥青混凝土4 1200 1600 计算应力3 粗粒式沥青混凝土6 900 1200 计算应力4 石灰粉煤灰碎石22 1500 1500 计算应力5 石灰土25 550 550 计算应力6 天然砂砾15 150 150 不算应力7 土基36计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值: 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 25.6 (0.01mm)第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 27.6 (0.01mm)第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 30.4 (0.01mm)第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 34.4 (0.01mm)第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 84.5 (0.01mm)第 6 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 293.5 (0.01mm)土基顶面竣工验收弯沉值LS= 331.5 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式)LS= 266.2 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:第 1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.259 (MPa)第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.113 (MPa)第 3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-.057 (MPa)第 4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .124 (MPa)第 5 层底面最大拉应力σ( 5 )= .066 (MPa)旧路改建沥青路面结构设计轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号车型名称前轴重(kN)后轴重(kN)后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量1 黄河JN150 49 101.6 1 双轮组8022 解放CA10B 19.4 60.85 1 双轮组10323 东风EQ140 23.4 69.2 1 双轮组7354 日野KB222 50.2 104.3 1 双轮组3015 太脱拉138 51.4 80 2 双轮组<3 1346 交通SH141 25.55 55.1 1 双轮组842设计年限15 车道系数.5序号分段时间(年)交通量年增长率1 4 8.42%2 11 4%当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:路面竣工后第一年日平均当量轴次: 2065设计年限内一个车道上累计当量轴次: 6756260当进行半刚性基层层底拉应力验算时:路面竣工后第一年日平均当量轴次: 1549设计年限内一个车道上累计当量轴次: 5068013公路等级一级公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1路面设计弯沉值: 25.8 (0.01mm)层位结构层材料名称劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1 中粒式沥青混凝土1 0.352 粗粒式沥青混凝土0.8 0.253 水泥稳定碎石0.6 0.314 石灰土0.25 0.1改建路段原路面当量回弹模量计算：原路面实测弯沉值(0.01mm)61. 8 68.369.165.758.866.677.844.331.338.945.329.127. 5 30.731.954.379.677.268.992.383.491.689.783.6原路面有效弯沉数: 24原路面平均弯沉值: 61 (0.01mm)原路面弯沉值标准差: 22 (0.01mm)测定汽车轴载100 kN改建公路等级一级公路保证率系数 1.5原沥青面层厚度 2.5 (cm)测定时路表温度与测定前5d日平均气温的平均值之和55 (℃)原路面基层类型: 粒料类或沥青稳定类基层季节影响系数 1.2 湿度影响系数 1 温度修正系数 1原路面计算弯沉值: 113 (0.01 mm)原路面当量回弹模量: 145.1 (MPa)改建路面补强厚度计算公路等级: 一级公路加铺路面的层数: 4标准轴载: BZZ-100路面设计弯沉值: 25.8 (0.01mm)路面设计层层位: 4设计层最小厚度: 15 (cm)层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(15℃))抗压模量(MPa)(20℃))容许应力(MPa)1 中粒 4 1200 1600 0.35式沥青混凝土2 粗粒6 900 1200 0.25式沥青混凝土20 1500 1500 0.31 3 水泥稳定碎石15 550 550 0.14 石灰土550 145.15 改建前原路面按设计弯沉值计算设计层厚度:LD= 25.8 (0.01mm)H( 4 )= 15 cm LS= 21.3 (0.01mm)由于设计层厚度H( 4 )=Hmin时LS<=LD,故弯沉计算已满足要求.H( 4 )= 15 cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度:H( 4 )= 15 cm(第1 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 15 cm(第2 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 15 cm(第3 层底面拉应力验算满足要求)H( 4 )= 15 cm(第4 层底面拉应力验算满足要求)路面设计层厚度:H( 4 )= 15 cm(仅考虑弯沉)H( 4 )= 15 cm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度70 cm改建前原路面总厚度28 cm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:---------------------------------------中粒式沥青混凝土 4 cm---------------------------------------粗粒式沥青混凝土 6 cm---------------------------------------水泥稳定碎石20 cm---------------------------------------石灰土15 cm---------------------------------------改建前原路面竣工验收弯沉值和层底拉应力计算公路等级: 一级公路加铺路面的层数: 4标准轴载: BZZ-100层位结构层材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)(20℃))抗压模量(MPa)(15℃))计算信息1 中粒 4 1200 1600 计算式沥青混凝土应力2 粗粒式沥青混凝土6 900 1200 计算应力3 水泥稳定碎石20 1500 1500 计算应力4 石灰土15 550 550 计算应力5 改建前原路面145.1 计算应力计算改建路面各加铺层顶面竣工验收弯沉值:第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 21.3 (0.01mm)第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 23.7 (0.01mm)第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值LS=27.8 (0.01mm)第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值LS= 69.8 (0.01mm)计算改建路面各加铺层底面最大拉应力:第 1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.192 (MPa)第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.076 (MPa)第 3 层底面最大拉应力σ( 3 )= .15 (MPa)第 4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .024 (MPa)主要参考文献1.《路基路面工程》——北京：人民交通出版社，2006年2.《土力学》（第二版）——北京：中国建筑工业出版社，2005年3.《路基设计原理与计算》——北京：人民交通出版社4.《公路路基设计手册》。