路基路面课程设计--高速公路路面结构设计
路基路面课程设计--高速公路路面结构设计
路基路面工程课程设计任务书
题目东青高速公路路面结构设计
系（部）土木工程
专业土木工程
班级
学生姓名
学号
12 月 9 日至 12 月 16 日共 1 周
指导教师(签字)
系主任(签字) 目录：
一、设计内容及要求：————————————————————————————P1—P7
二、沥青混凝土路面设计：——————————————————————————P8—P18
1、轴载分析：——————————————————————————————P8—P9
2、路面结构组合设计———————————————————————————P9
3、各层材料的抗压模量与劈裂强度—————————————————————P9--P 10
4、土基回弹模量的确定——————————————————————————P10
5、设计指标的确定————————————————————————————P10—P11
6、设计资料总结—————————————————————————————P11
7、确定石灰土层厚度———————————————————————————P11
8、计算机计算结果————————————————————————————P11—P14
9.沥青混凝土路面图纸———————————————————————————P14
三、水泥混凝土路面设计：——————————————————————————P15—P27
1、交通分析：——————————————————————————————P15—P16 1）、轴载换算：——————————————————————————————P15—P16 2）、标准荷载累计作用次数：—————————-———————————————P16
2、初拟路面结构：————————————————————————————P16--17
3、路面材料参数确定———————————————————————————P17
4、荷载疲劳应力—————————————————————————————P17—P18
5、温度疲劳应力—————————————————————————————P18
6、计算机计算结果————————————————————————————P19--P20
7、沥青混凝土路面图纸——————————————————————————P21--P27
一、设计内容及要求
设计内容：根据所提供的各项资料及交通量，交通组成等确定合理的路面结构组成，选择适用的路面材料并进行材料组成设计，确定土基回弹横量值和路面材料设
计参数，并计算确定路面结构计算层的厚度，进行必要的防冻层厚度验算。对沥青
路面设计验算各层的层底拉应力，计算施工质量控制的检测验收弯沉值，并进行必
要的方案比选，绘制路面结构施工图。
设计要求：运用相关资料完成各项计算内容，提交一个路面结构设计图（沥青路面和水泥路面）。
二、设计原始资料：
1、工程概况
东青高速公路青州段，北起东营，南止青州，途经广饶、桓台等县市，是山东省高速公路干线网的重要组成部分，为构建山东中部地区大交通体系，发挥高速公路的经济带动作用，促进山东半岛内陆地区的经济发展，将产生重要影响。
其中青州段桩号为84K+331.5~106K+856.5，全长22.525KM。
该路段地处Ⅱ
区，属东部湿润季冻区，鲁豫轻冰区，多年平均最大冻深为45cm，平
5
均最低气温为-13℃，最高气温37.5℃，年平均降雨量为960mm，潮湿系数为0.5～1.00，地温地貌类型属冲积平原，地势平坦，土质为粘性土，据调查和设计要求，路床表面距地下水位平均为1.8m。沿线有碎石、水泥、石灰建筑材料，该地区靠近西部有博山有火力发电场，设计时若采用粉煤灰，供量充足。
交通调查资料为2012年，设计计算年限的起算年为2015年，交通量按交通量年增长率为10%考虑。对水泥混凝土全设计年限内均采用4.5%。
3、其它设计参数可参照规范进行选用。另据研究资料表明，各设计模量比规范所提供的数
值中值略偏低。
4. 建筑材料资料
(1)现有的粗集料、细集料、矿粉三种矿质材料、筛分结果按分计筛余计，列于下表：
三、设计完成后提交的文件和图表
1．设计说明部分：路面结构设计计算说明书沥青路面和水泥混凝土路面各一份，若打印时，统一使用 word 文档，正文采用小 4 号宋体，A4纸，页边距均为 20mm，行间距采用 18 磅，装订线留 5mm。文中标题采用小三号宋体加粗。
2．图纸部分：沥青路面结构设计图、水泥混凝土中路面结构设计图，水泥混凝土路面分块示意图，水泥混凝土路面接缝构造图。要求排版成A4纸输出。
3．设计结构及要求
（1）封面，包括题目、系（部）、班级、学生姓名、学号、指导教师及时间（年、月、日）等项。
（2）摘要（仅对论文），摘要是论文内容的简短陈述。关键词应为反映论文主题内内容的通用技术词汇，一般为 3--4 个左右，一定要在摘要中出现。
（3）目录，要求层次清晰，给出标题及页次。其最后一项是无序号的"参考文献"。
（4）正文，正文应按照目录所定的顺序依次撰写，要求计算准确，论述清楚、简练、通顺，插图清晰，书写整洁。文中图、表及公式应规范地绘制和书写。
（5）参考文献，参考文献必须是学生在课程设计中真正阅读过和运用过的，文献按照在正文中的出现顺序排列。
（6）课程设计资料的装订，课程设计按以下顺序装订成册：封面、课程设计任务书、成绩评定表、目录、摘要、正文、设计体会及今后的改进意见、参考文献、图纸。
四、进程安排
五、主要参考资料
1、《道路建筑材料》第三版严家伋编著
2、《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)
3、《公路沥青路面设计规范》(JTGD60—2006)
4、《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2002)
5、《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034—2000)
6、《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)
7、《公路工程混合料配合比设计与试验技术手册》
《路基路面工程》课程设计
一、沥青路面设计
1.交通调查与分析
（1）按沥青路面设计规范，按弯沉计算及沥青混凝土路面拉应力验算条件，进行标准轴载的换算。
（2）注意合理选定轴载数量及轴载类型。
2.累计标准轴次计算
（1）合理选定车道系数，交通量增长率，计算累计标准轴载作用次数。
（2）注意设计计算年限及分段计算累计作用轴次方法。
3.路面结构组合设计
（1）根据设计资料提供的地质、水文、气候、材料供应等条件，合理选择路面结构类型。（2）按规范推荐结构厚度范围，结合累计作用轴次情况，拟定各结构层厚度，并确定设计层位。
4.各层材料的抗压模量与劈裂强度
5.路基、路面材料回弹模量确定
（1）土基回弹模量值可按查表法确定。
（2）路面材料各层的回弹模量值及劈裂强度可参照规范合理选用，注意取用高限或低限的条件。
6.计算设计弯沉值
（1）按设计弯沉值公式计算设计弯沉值。
（2）注意各个系数的选择。
7.路面结构应力验算
8.路面结构厚度设计
9.结构层防冻验算
10.方案比选
如果有其它方案，还需要进行技术经济比较，确定最佳方案。
11.确定其它各项指标，如路面、路肩宽度、路拱横坡度、路缘石，各结构层宽度，路基边坡坡度、
边沟等。并绘制路基路面结构断面图。
二、水泥混凝土路面设计
1.调查资料整理与设计参数的确定
（1）按所给定交通量情况，，按照水泥混凝土路面设计规范所给定公式，进行轴载换算，注意区分轴载类型（双轴、三轴、单轴等情况）
（2）换算中所用轴载重量为轴型组的总重。
（3）进行交通量分级、确定设计计算基准期。
（4）确定水泥混凝土设计强度和弯拉弹性模量值
2.结构层组合设计
（1）按路面结构组合设计原则，拟定路面结构层次。
（2）基层、垫层在选用时，应注意抗冲刷条件。
（3）按规范所推荐基层、垫层，结合当地条件，合理选择基、垫层类型。
（4）确定水泥混凝土路面板的厚度范围，并结合交通量情况，初定厚度。
（5）计算基层顶面的当量回弹模量，当底基层和垫层同时存在时，可先将底基层和垫层换算成具有当量回弹模量和当量厚度的单层，然后再与基层一起进行计算。
3.水泥混凝土路面板厚设计
（1）选取板的纵向边缘中部作为产生最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏的临界荷位。
（2）计算标准轴载在临界荷位处的疲劳荷载应力。
（3）计算临界荷位处的温度疲劳应力。
（4）根据可靠度系数，判断荷载疲劳应力与温度疲劳应力之和，是否在允许范围之内，否则需进行必要的调整。
4.板的平面尺寸设计
合理确定板的平面尺寸（板长及宽度）
5.接缝及配筋设计
按水泥混凝土路面设计规范第5节的内容进行接缝设计，按第6节的内容进行配筋设计。
6.结构层防冻厚度验算
在季节性冰冻地区，若路面的总厚度小于最小防冻厚度时，必需进行防冻厚度验算，可考虑加设计垫层补足。
7.方案比选
如果有其它方案，还需要进行技术经济比较，确定最佳方案。
确定其它各项指标，如路面、路肩宽度、路拱横坡度、路缘石，各结构层宽度，路基边坡坡度、
边沟等。并绘制路基路面结构断面图。
沥青路面设计：
1 轴载分析： 交通资料表
（1） 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。
当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于25KN 的各级轴载Pi 的作用次数ni ，均应按下式换算成标准轴载P 的当量次数N 。
4.35
1,2,1k
i i i i i P N C C n P =??
= ?
??∑
计算结果如下表所示： 轴载换算结果表（弯沉）
计算设计年限内一个车道上的累计当量轴次数
拟建高速公路，沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数是0.4~0.5，取η=0.45
()[
]ηγ
γ1
13651-+=
t
e N N =()
[]45.03.34391
.01
1.0136515
??-+?=17948435次?400万次
故应属于高级路面。该值可用于来计算路面设计弯沉及沥青层底拉应力。 （2） 演算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次。
当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于50KN 的各级轴载i P 的作用次数i n ,均应按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N '。
8
21??
?
? ??='∑'P P n C C i i N
计算结果如下表所示
轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）
累计当量轴次数
()[
]ηγ
γ1
13651'
-+=
t
N N e =()
[]45.03.61151
.01
1.0136515
??-+?=31913489次。
该值可用来计算半刚性基层层底拉应力。
2、路面结构组合设计
路面结构面层采用沥青混凝土（17cm ），基层采用石灰粉煤灰土（20cm ）底基层采用石灰土（25cm ），规范规定高速公路的面层由两层至三层组成，所以采用三层式沥青层面，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土厚度分别为3cm ），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度为6cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度8cm ）。+ 3、各层材料的抗压模量与劈裂强度
查表得到各层材料的抗压模量与劈裂强度。抗压模量取20℃的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20℃的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa ，中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa ，粗粒式密级配沥青混凝土为900MPa ，二灰碎石为1500MPa ，石灰土为550MPa.各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa ，中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa ，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa ，二灰碎石为0.6MPa ，石灰土为0.225MPa. 4、土基回弹模量的确定
a 、确定临界高度：由于路床表面至地下水位的高度为1.8m ，又由于该路段位于鲁豫轻冻区，自然区划为Ⅱ5
区，土质为棕粘性土，查表得H 1=2.5m ， H 2=2.0m ，故得土基的干湿类型为潮
湿状态。
b 、拟定土的平均稠：查表得 ω1
c =1.20，ωc2=1.03, ωc3=0.86。ωC
=0.962
c 、由路基土的平局稠度ωc =0.962，查表，内插得土基回弹模量E 0=35.4MPa
因为该路段是高速公路，由沥青路面设计规范说明，采用重型击实试验时，土基回弹模量E 0提高15%-30% ，取15% 。则土的回弹模量E 0=35.4（1+15%）=40.7MPa 。 5、设计指标的确定
对于高速公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力演算。 1）、路面设计弯沉值
对于高速公路，公路等级系数A C =1.0；A S ：面层是沥青混凝土面层，面层类型系数取1.0
A b
：基层类型系数，对于半刚性基层为1.0
N e
：设计年限内一个车道上的累计当量轴次数为 次。
设计弯沉值为： A
A A N
b
s
c
e
2
.0d 600
l = =
11117948435
600
2
.0??=21.2（0.01mm ） 2）、各层材料的容许层底拉应力为：k S SP R /σσ=
细粒式密级配沥青混凝土
==A N A k c e
a S /*09.022.0=0.1/*1.0*0.0931*******.22
4.00 k S SP R /σσ==1.4/4.00=0.35MPa 中粒式密级配沥青混凝土
==A N A k c e
a S /*09.022.0=0.1/*1.0*0.0931*******.22 4.03 k S SP R /σσ==1.0/4.00=0.25MPa 粗粒式密级配沥青混凝土
==A N A k c e
a S /*09.022.0=0.1/*1.1*0.0931*******.22 4.43 k S SP R /σσ==0.8/4.43=0.18MPa 二灰碎石
==A N k c e
S /*35.011.0=0.1/*0.35319134890.11 2.34
k S SP R /σσ==0.6/2.34=0.26MPa 石灰土
==A N k c e
S /45.011.0=0.1/*0.45319134890.11
3.01 k S SP R /σσ==0.225/3.01=0.075MPa 6、设计资料总结
设计弯沉值为20.7（0.01mm ），相关设计资料汇总如下表。
设计资料汇总表
7、确定石灰土层厚度
通过计算机设计计算得到，二灰碎石的厚度为29.7cm ，实际路面结构的路表实测弯沉值为68.2（0.01mm ），沥青面层的层底均受压应力，二灰碎石层底的最大拉应力为0.124MPa ，石灰土层底最大拉应力为0.062MPa 。
以上设计结果满足设计要求。 8计算机计算结果：
************************** *新建路面设计成果文件汇总* ************************** 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 红岩CQ30290 62 119 2 双轮组 <3 362 2 江淮HF150 45.1 101.5 1 双轮组 420 3 其他车 50.7 113.3 1 双轮组 100 4 其他车 76.75 2 双轮组 <3 100 5 湘江HQP40 23.1 73.2 2 双轮组 >3 320 6 尤尼克2766 67 102.5 3 双轮组 <3 80
设计年限 15 车道系数 .45 交通量平均年增长率 10 ％
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 : 2439
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 1.794572E+07
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 : 6115
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 3.191234E+07
公路等级高速公路
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 : 21.1 (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 1.4 .39
2 中粒式沥青混凝土 1 .28
3 粗粒式沥青混凝土 .8 .2
4 石灰粉煤灰碎石 .6 .26
5 石灰土 .25 .08
6 天然砂砾
新建路面结构厚度计算
公路等级 : 高速公路
新建路面的层数 : 6
标准轴载 : BZZ-100
路面设计弯沉值 : 21.2 (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) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa)
(20℃) (15℃)
1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 .37
2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 .28
3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 .2
4 石灰粉煤灰碎石 ? 1500 1500 .26
5 石灰土 25 550 550 .08
6 天然砂砾 15 150 150
7 土基 40.7
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 20,7(0.01mm)
H( 4 )= 25 cm LS= 22.6 (0.01mm)
H( 4 )= 30 cm LS= 20.3 (0.01mm)
H( 4 )= 28.3 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 28.3 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 28.3 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 28.3 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 28.3 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 28.3 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 28.3 cm(仅考虑弯沉)
H( 4 )= 28.3 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 45 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:
---------------------------------------
细粒式沥青混凝土 3 cm
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土 4 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 6 cm
---------------------------------------
石灰粉煤灰碎石 29.7 cm
---------------------------------------
石灰土 25 cm
---------------------------------------
天然砂砾 15 cm
---------------------------------------
土基
竣工验收弯沉值和层底拉应力计算
公路等级 : 高速公路
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) 抗压模量(MPa) 计算信息 (20℃) (15℃)
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 29 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 40.7
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= 20.7 (0.01mm)
第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 22 (0.01mm)
第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 23.8 (0.01mm)
第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 26.5 (0.01mm)
第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 78.8 (0.01mm)
第 6 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 261 (0.01mm)
土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 287.8 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 228.9 (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 )=-.229 (MPa)
第 2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.098 (MPa)
第 3 层底面最大拉应力σ( 3 )=-.055 (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 )= .062 (MPa)
9 沥青混凝土路面图纸
水泥混凝土路面设计1、交通分析
序号汽车车型
载重
KN
自重
KN
前轴后轴1 后轴2 后轴3
作用次数
次／日
1 红岩CO30290 180.0 120.0 62.0 119.0 119.0 278
2 江淮HF150 80 42 45.1 101.5 420
3 黄河SPP200 200.0 114.6 50.7 113.3 100 黄河SPP200 200.0 76.75 76.75 100
4 湘江HQP40 140 98 2.3.1 73.2 73.2 320
5 尤尼克276
6 170.0 90.0 67.0 102.5 102.5 102.5 80 交通调查资料为2012年，设计计算年限的起算年为2015年，对水泥混凝土全设计年限内均采用4.5%。
（1）轴载换算
红岩CO30290：
∑=
?
?
?
?
?
?
=
n
i
i
i
i P
P N
N
116
1δ=
16
43
.0-
3
100
0.
62
278
0.
62
10
22
.2?
?
?
?
?
?
?
?
?+
16
22
.0-
5-
100
0.
119
2
278
0.
119
2
10
07
.1?
?
?
?
??
?
?
?
?
?）
（=1458.6次
江淮HF150：
∑=???
? ??=n
i i i i P P N N 116
2δ=1643
.0-31001.454201.451022.2??? ??????+16
1005.1014201??? ????=533.5次 黄河SPP200：
∑=?
??
? ??=n
i i i
i
P P N N 1
16
3
δ=1643
.0-31007.501007.501022.2??? ??????+16
1003.1131001?
?
? ????= 738.2次
黄河SPP200：
∑'=???
? ??=n
i i i i P P N N 116
3δ=0+16
22
.0-5-10075.76210075.7621007.1??? ????????）（=0.3次 湘江HQP40：
∑=???
? ??=n
i i i i P P N N 116
4δ=16
43
.0-3
1001.233201
.231022.2?
?
? ??????+ 16
22
.0-5
-1002.7323202.7321007.1?
?
? ????????）
（=0.5次
尤尼克2766：
∑=???
? ??=n
i i i i P P N N 116
5δ=16
43
.0-3
1000.67800
.671022.2?
?
? ??????+ 16
22
.0-8
-1005.1023805.10231024.2?
?
? ????????）
（=80.5次 N N N N N N N
S
543321+++++='=2811.6次
（2）标准荷载累计作用次数
水泥混凝土路面所承受的轴载作用，按设计基准期内设计车道所承受的标准轴
载累计作用次数分为4级，即特重交通、重交通、中等交通和轻交通四个等级。具体分级如下表。
由高速公路的设计基准期为30年，安全等级为一级。取临界荷载处的车辆轮迹横向分布系数取0.2，交通量年平均增长率4.5% 。
则计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为： ()[
]ηγ
γ1
1365-+=
t
S e N N =()
[]2.0045
.01
045.016.281136530
?-+??=12.26
10
?次
由于400万＜12.2610?次＜2000万次，故属于重交通等级。 2、初拟路面结构
由相应于安全等级一级的变异水平等级为低级。根据高速公路、重交通等级和低级变异水平
等级，查表得初拟普通混凝土面层厚度为0.25m 。基层选用水泥稳定材料，厚0.20m ，垫层为0.15m 低剂量石灰土稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m ，长5.0m 。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 3、路面材料参数确定
取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa ，相应弯拉弹性模量标准值为31GPa 。 路基回弹模量取40MPa ，低剂量石灰土稳定土垫层回弹模量取500MP a ，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300MPa 。
计算基层顶面当量回弹模量如下：
h
h E h E h E X 22
21
22
212
1+
+==222
215.020.015
.050020.01300+?+?MPa=1012MPa 122
3
2
1
3
1
E h E h D X
+=+()
1
22112
2
1
1
1
4
-????
??++h E h E h h =12
15.050020.013003
3?+?+
()12
)15
.05001
20.013001(4
15.020.0-?+??+=2.79MN ?m
3
112???
? ??=E D h
X X X
=3101279.212?=0.321m
x h ——基层和垫层的当量厚度（m ）有关的回归系数。 a 、b ——与O X E E /有关的回归系数。
a=6.22[1-1.51(Eo
E X )45
.0-]=6.22?[1-1.51(401012)45
.0-]=4.03
b=1-1.4455
.0-???
? ??O X E E =1-1.44?55
.0401012-??? ??=0.756
基层顶面的当量回弹模量E t E t =3/1???
? ??O
X o b
x
E E E ah =4.03?()
3
1
758
.040101240321.0??
? ????=200MPa>100MPa
普通混凝土面层的相对刚度半径为：
r=0.537h 3
1???
? ??t
c
E
E =0.537?0.253
120031000??? ???=0.712m 4、荷载疲劳应力
标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为： 077.0077.026.0==-h r ps σ26.025.0712.0-??=1.012MPa
因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷载的应力折减系数k r =0.87.考虑设计基准期内荷载应力累计
疲劳作用的疲劳应力系数()
057
.06
n 104.12?==e f N k =2.537。根据公路等级，由下表所示，考虑
偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数
=1.35。
荷载疲劳应力计算为
MPa k k k ps c f r pr 02.3012.135.1537.287.0=???==σσ 5、温度疲劳应力
II 区最大温度梯度取88（℃/m ）。板长5m, =r l /5/0.726=6.89,由图可查普通混凝土板厚h=0.25m ，Bx=0.50。最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为 X g
c c tm B hT E 2
ασ=
=
5.02
88
25.0310001015?????-=1.705MPa 温度疲劳应力系数k t
465.0041.00.5705.1828.0057.10.5323.1=????????-??? ???=???
????
?-???? ??=b f a f k c r tm tm r t σσ 计算温度疲劳应力为 MPa k tm t tr 793.0507.1465.0=?==σσ 应力验算
高速公路的安全等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为95%。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表确定可靠度系数21.1=r γ。 ()
σσγtr pr r +=1.21*（3.02 +0.793）=4.61MPa r f ≤=5.MPa
因而，所选普通混凝土面层厚度（为0.25m ）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。
计算机计算结果： 水泥混凝土路面设计
设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计 公 路 等 级 : 高速公路 变异水平的等级 : 低 级
可靠度系数 : 1.21
面层类型 : 普通混凝土面层
序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重
(kN) (kN) (kN) (kN)
1 单后轴货车 1 6
2 0 0 1 238 0 0 362
2 双后轴货车 1 45.1 1 101.5 0 0 0 0 420
3 拖挂车 1 50.7 1 113.3 1 153.5 0 0 100
4 拖挂车 1 23.1 0 0 1 146.4 0 0 320
5 拖挂车 1 67 0 0 0 0 1 307.5 80 行驶方向分配系数 1 车道分配系数 1
轮迹横向分布系数 .2 交通量年平均增长率 4.5 ％
混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 31000 MPa
混凝土面层板长度 5 m 地区公路自然区划Ⅱ
面层最大温度梯度 88 ℃/m 接缝应力折减系数 .87
基(垫)层类型----新建公路土基上修筑的基(垫)层
层位基（垫）层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa)
1 水泥稳定粒料 200 1300
2 石灰土 150 500
3 土基 40
基层顶面当量回弹模量 ET= 200.1 MPa
HB= 250 r= .712 SPS= 1.01 SPR= 2.9
BX= .61 STM= 2.1 KT= .53 STR= 1.11
SCR= 4.01 GSCR= 4.85 RE=-3 %
设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 2817
路面的设计基准期 : 30 年
设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 1.225676E+07
路面承受的交通等级 :重交通等级
基层顶面当量回弹模量 : 200.1 MPa
混凝土面层设计厚度 : 250 mm
验算路面防冻厚度 :
路面最小防冻厚度 450 mm
新建基(垫)层总厚度 350 mm
验算结果表明, 路面总厚度满足路面防冻要求 .
路基路面课程设计汇本
路基路面工程-----课程设计 某：赵文杰 学号：09182172 班级：土木91 日期：2012.6.20
一、工程概况 某地区拟新建一级公路，设计年限为15年。夏季近30年连续平均最高温度35℃，冬季最低气温－8℃，土质为红褐色粘性土，近十年冻结指数平均值为250℃?d。 交通年增长率前十年为8%，后5年为6%，路基平均填高2.0m ，地下水距地面1.2m 。交通量如下：小汽车2500辆/日，解放CA15 500辆/日，东风EQ140 500辆/日，黄河JN162 300辆/日。 沿途有碎石、砂石、石灰、粉煤灰、水泥供应。 二、路基路面设计 根据工程概况的特点，以及交通量的要求，新建道路设计为4车道的一级公路，采用沥青路面 1、轴载分析 我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表3-1确定。 表3-1 标准轴载计算参数 ﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载 P的作用次数i n均换算成标准 i
轴载P 的当量作用次数N 。 35.4211 )( p p n C C N i i K i ∑== 式中：N — 以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数； i n — 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； P — 标准轴载（kN ） ； i P — 各种被换算车型的轴载（kN ）； C 1— 轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38； C2— 轴数系数。 K — 被换算车型的轴载级别。 当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算： ()11 1.21C m =+- 式中：m —轴数。 通过hpds 路面结构设计系统计算结果如下： 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 解放CA15 20.97 70.38 1 双轮组 500 2 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 500 3 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组 300 则其设计年限内一个车道上的累计量轴次e N ：
路基路面课程设计完整版
《路基路面工程》课程设计 学院：土木工程学院 专业：土木工程 班级：道路二班 姓名：黄叶松 指导教师：但汉成 二〇一五年九月
目录 一、重力式挡土墙设计 第一部分设计任务书 (3) （一）设计内容和要求 (3) （二）设计内容 (3) （三）设计资料 (3) 第二部分设计计算书 1. 车辆换算荷载 (4) 2. 主动土压力计算 (5) 3. 设计挡土墙截面 (9) 4. 绘制挡土墙纵横截面（附图1） (30) 二、沥青路面结构设计 1．设计资料 (12) 2. 轴载分析 (12) 3. 拟定路面结构方案 (16) 4. 各材料层参数 (16) 5. 设计指标确定 (17) 6. 确定设计层厚度 (18) 7. 底层弯拉应力验算 (21) 8. 防冻层厚度验算 (29) 9. 方案可行性判定 (29) 10. 绘制路面结构图 (31)
一、重力式挡土墙 第一部分 设计任务书 （一）设计的目的要求 通过本次设计的基本训练，进一步加深对路基路面工程有关理论知识的理解，掌握重力式挡土墙设计的基本方法与步骤。 将设计任务书、设计说明书及全部设计计算图表编好目录，装订成册。 （二）设计内容 ①车辆荷载换算； ②土压力计算； ③挡土墙截面尺寸设计； ④挡土墙稳定性验算。 （三）设计资料 1．墙身构造 拟采用细粒水泥混凝土砌片石重力式路堤墙(如草图1)，墙高H =？m ，墙顶宽1b =？m ，填土高度2.4m ，填土边坡1：1.5，墙背仰斜，1：0.25（α=—14°02′），基底倾斜1：5（0α=—11°18′)，墙身等厚，0b =7.0 m 。 2．车辆荷载 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，路基宽度33.5m ，路肩宽度0.75m 。 3．土壤工程地质情况
路基路面课程设计例题
路基路面课程设计例题
4.2.1 重力式挡土墙的设计 （1）设计资料： ① 车辆荷载，计算荷载为公路-Ⅱ级。 ② 填土内摩擦角：42°，填土容重：17.8kN/m 3，地基土容重：17.7kN/m 3，基底摩擦系数：0.43，地基容许承载力：[σ]=810kPa 。 ③ 墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22kN/m 3，砌体容许压应力为[]600=a σkPa ，容许剪应力[τ]=100kPa ，容许拉应力[wl σ]=60 kPa 。 （2）挡土墙平面、立面布置 图4.1 挡土墙横断面布置及墙型示意图（尺寸单 位：m ） 路段为填方路段时，为保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，应当设置路堤挡土墙，拟采用重力式挡土墙。 （3）挡土墙横断面布置，拟定断面尺寸 具体布置如上图所示。 （4）主动土压力计算 ①车辆荷载换算 当H ≤2m 时，q=20.0kPa;当H ≥10m 时，q=10.0kPa 此处挡土墙的高度H=10m ，故q=10.0 kPa 换算均布土层厚度：010 0.6m 17.8 q h γ = = = ②主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） 破裂角θ：
由14α=-?，42φ=?，42212 2 φ δ? = = =? 得：42142149ψφαδ=++=?-?+?=? 0011 (2)()(31020.6)(310)92.322A a H h a H =+++=?++??+= 00011 ()(22)tan 2211 3 4.5(4.5 1.5)0.610(102320.6)tan(14)2231.8B ab b d h H H a h α= ++-++=??++?-??+?+?-?= 00tan tan (cot tan )tan 31.8tan 49(cot 42tan 49)tan 4992.30.68834.5B A θψφψψθ?? =-+++ ? ???? =-?+?+?+? ??? ==? 验核破裂面位置： 堤顶破裂面至墙踵：()tan (103)tan34.58.93m H a θ+=+?= 荷载内缘至墙踵：()tan 4.510tan14 1.58.49m b H d α+-+=+??+= 荷载外缘至墙踵：()0tan 4.510tan14 1.5715.49m b H d l α+-++=+??++= 由于破裂面至墙踵的距离大于荷载内缘至墙踵的距离并且小于荷载外缘至墙踵的距离抗滑稳定性验算，所以破裂面交于路基荷载中部的假设成立。并且直线形仰斜墙背，且墙背倾角α较小，不会出现第二破裂面。 主动土压力系数K 和K 1 [] cos()cos(34.542) (tan tan )tan 34.5tan(14)sin()sin(34.549) 0.10a K θ?θαθψ+?+?= +=??+-?+?+?= 1tan 4.53tan 34.5 5.57m tan tan tan 34.5tan(14) b a h θθα--?? = ==+?+-? 2 1.5 3.43m tan tan tan 3 4.5tan(14) d h θα= ==+?+-? 31210 5.57 3.431m h H h h =--=--=
路基路面课程设计报告
嘉应学院土木工程学院 《路基路面工程》 课程设计 姓名: 专业: 学号: 日期: 指导教师:
一、重力式挡土墙设计 1.设计参数 （1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5，墙身纵向分段长度为10m ；路基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； （2）基底倾斜角0α：tan 0α＝0.190，取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m ； （3）设计车辆荷载标准值按公路－I 级汽车荷载采用，即相当于汽车?超20级、挂车?120（验算荷载）； （4）墙后填料砂性土容重γ=183/m kN ,填料与墙背的外摩擦角 τ=o 5.18；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30，地基容许 承载力[0σ]=250a kP ； （5）墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重k γ=223/m kN ，容许压应力a a kP 600][=σ，容许剪应力a j kP 100][][==στ，容许拉应力 a L kP 60][=σ （6）墙后砂性土填料的内摩擦角o 37=φ，墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度1:0.27（=0115'o ），墙高H=5m ，墙顶填土高a =4m 。 2.破裂棱体位置确定 （1）破裂角（θ）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 02403703180115'=+'+'-=++=o o o o a φτψ 因为o 90<ω
a h H H a h H H h a h a H H h d b ab B tan )2(2 1 tan )2(2 1 )00(0tan )22(21)(21000000+-=+-++=++-++= )2(2 1 ))(2(21000h H H H a h H a A +=+++= 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： 711.0)tan )( tan (cot tan tan 0 =+++-=ψψφψθA B 5235'=o θ （2）验算破裂面是否交于荷载范围内 破裂砌体长度：m a H L 21..2)27.0711.0(5)tan (tan 0=-?=+=θ 车辆荷载分布宽度：m d m N Nb L 5.36.03.18.12)1(=++?=+-+= 所以L L <0，即破裂面交于荷载范围内，符合设计。 3.荷载当量土柱高度计算 墙高5m ，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：m q h 78.018 14 0== = γ 4.土压力计算 4.16)50)(78.0250(21 ))(2(2100=+?++=+++= H a h H a A a h a H H h d b ab B tan )22(2 1 )(21000++-++= 43.4)0115tan()78.0205(521 00='-??++??-+=o 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部压力计算公式
路基路面工程课程设计(湖南工业大学科技学院道桥
目录 前言 (3) 第一章 (4) 1.1 设计资料 (4) 1.2 挡土墙平面布置图 (4) 1.3 挡土墙横断面布置，拟定断面尺寸 (5) 1.4 主动土压力计算 (5) 1.5 挡土墙抗滑稳定性验算 (7) 1.6 抗倾覆稳定性验算 (8) 1.7 基底合力及偏心距验算 (8) 1.8 墙身截面强度验算 (9) 1.9 挡土墙的伸缩缝与沉降缝设计 (10) 1.10 挡土墙的排水设施设计 (10) 第二章路基边坡稳定性分析 (11) 2.1 第一级台阶验算 (11) 第三章水泥混凝土路面设计 (15) 3.1 交通分析 (15) 3.2 标准轴载作用次数的换算 (16) 3.3 初拟路面结构 (18) 3.4 路面材料参数确定 (18) 3.5 荷载疲劳应力 (19) 3.6 温度疲劳应力 (19) 3.7 检验初拟路面结构 (20) 第四章沥青混凝土路面设计 (20) 4.1 交通参数分析 (20) 4.2 拟定路面结构组合方案 (22) 4.3 拟定路面结构层的厚度 (22) 4.4 各层材料设计参数确定 (23) 4.5 计算设计弯沉值 (23)
4.6 路面结构层厚度计算 (25) 4.7 沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算..26 参考文献 (28) 设计心得 (28)
前言 作为建筑类院校专业课的一种实践性教学环节，课程设计是教学计划中的一个有机组成部分；是培养我们综合御用所学各门课程的基本理论、基本知识和基本技能，以分析解决实际工程问题能力的重要步骤；是我们巩固并灵活运用所学专业知识的一种比较好的手段；也是锻炼我们理论联系实际能力和提高我们工程设计能力的必经之路。 课程设计的目的主要体现在巩固与运用基本概念与基础知识、掌握方法以及培养各种能力等诸多方面。 1.巩固与运用理论教学的基本概念和基础知识。 2.培养学生使用各种规范及查阅手册和资料的能力。 3.培养学生概念设计的能力。 4.熟悉设计步骤与相关的设计内容。 5.学会设计计算方法。 6.培养学生图纸表达能力。 7.培养学生语言表达能力。 8.培养学生分析和解决工程实际问题的能力。 路基路面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。
路基路面工程课程设计(+心得)
《路基路面工程》课程设计
沥青路面设计 方案一： （1）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 三菱T653B 29.3 48 1 双轮组2000 2 日野KB222 50.2 104. 3 1 双轮组1000 3 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组2000 4 解放CA10B 19.4 60.8 5 1 双轮组1000 5 黄河JN163 58. 6 114 1 双轮组1000 设计年限12 车道系数 1 序号分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 6 ％ 2 4 5 ％ 3 3 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: 4606 设计年限内一个车道上累计当量轴次: 2.745796E+07 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: 4717 设计年限内一个车道上累计当量轴次: 2.811967E+07 公路等级二级公路 公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值: 21.5 (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 .28 2 粗粒式沥青混凝土.8 .21 3 石灰水泥粉煤灰土.8 .3 4 天然砂砾 （2）新建路面结构厚度计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 路面设计弯沉值: 21.5 (0.01mm)
路面设计层层位: 4 设计层最小厚度: 10 (cm) 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa) (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 1.2 2 粗粒式沥青混凝土7 1200 1300 .8 3 石灰水泥粉煤灰土25 900 900 .4 4 天然砂砾? 250 250 5 土基32 按设计弯沉值计算设计层厚度: LD= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 80 cm LS= 22.2 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm LS= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(第1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第3 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 85 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50 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: 细粒式沥青混凝土 3 cm 粗粒式沥青混凝土7 cm 石灰水泥粉煤灰土25 cm 天然砂砾85 cm 土基 （3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息 (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 计算应力
路基路面工程课程设计 (长安大学)
长安大学 路基路面工程课程设计 院（系）公路学院道路工程专业 专业土木工程 班级 姓名 学号
导师杜老师 2013年12月20日 目录 一、课程设计任务书··02 二、路面结构图··02 三、交通分析··04 四、确定路面等级和面层类型··05 五、各层材料抗压模量和劈裂强度··05 六、路面结构方案设计··05 方案一··05 方案二··07 七、方案经济技术比选··09 八、主要参考资料··09
路基路面工程课程设计任务书 课程设计分路基设计和路面设计两部分内容。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，结合当地的气候条件、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，对路基的稳定性、路面结构厚度的计算和验算。课程设计要求设计计算条理清晰，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要求。 路基路面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。 高速公路沥青路面设计 一、设计目的： 通过本设计掌握高速公路新建沥青路面设计的基本过程和方法。 二、设计资料 东北某地（II4）拟建二级公路，全长40km（K0～k40），均采用新建沥青路面，有关资料如下： 1．公路技术等级为二级，路面宽度为9.0m。 2．交通状况，经调查交通量为4100辆/日，交通组成如表2所示，交通量年平均增长率γ= 4.9%。 交通组成表1 汽车参数表2 3．路基土质为粘性土，干湿状态为潮湿，道路冻深为160cm。 三、设计要求 1．交通分析，计算累计当量轴次； 2．拟定路面结构，并说明选用该种路面结构的原因；确定材料参数； 3．计算或验算路面结构层厚度； ①沥青路面可采用手工计算或计算机计算两种方式； ②拟定2种路面结构组合和沥青路面厚度方案，进行验算分析比较，确定最优方案； 4．绘制路面结构图，明确标出各结构层的材料、厚度和设计时使用的模量值；
高速公路路基路面课程设计
目录 一、设计题目： (2) 二、设计资料： (3) 1．设计任务书要求 (3) 2．气象资料 (3) 3．地质资料与筑路材料 (3) 4．交通资料 (4) 5．设计标准 (5) 三、路基设计 (5) 1．填土高度 (5) 2．横断面设计 (6) 3．一般路堤设计 (6) 4．陡坡路堤 (7) 5．路基压实标准 (7) 6．公路用地宽度 (8) 7．路基填料 (8) 四、路基路面排水设计 (9) 1．路基排水设计 (9) 2．路面排水设计 (10)
3．中央分隔带排水设计 (10) 五、沥青路面设计分析与计算 (11) 1．轴载分析 (12) 2.方案一 (13) 2.1当E0=30Mp时 (13) 2.2、当E0=60MPa 时 (18) 3．第二方案： (22) 3.1当E0=30MPa时 (22) 3.2当E0=60MPa时 (26) 六、水泥混凝土路面结构分析与计算 (30) 1.当EO=30MPa时 (31) 2.当EO=60MPa时 (35) 七、方案比较 (39) 八、参考书目 (41) 九、附图 (41) 一、设计题目： 某高速公路的路面结构计算与路基设计
二、设计资料： 1、设计任务书要求 河南某公路设计等级为高速公路，设计基准年为2010年，设计使用年限为15年，拟比选采用沥青路面结构或水泥混凝土路面，需进行路面结构设计。 2、气象资料 该公路处于Ⅱ5区，属于温暖带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。年气温平均在14℃~14.5℃，一月份气温最低，月平均气温为-0.2℃~0.4℃，七月份气温27℃左右，历史最高气温为40.5℃，历史最低气温为-17℃，年平均降雨量为525.4毫米~658.4毫米，雨水多集中在6~9月份，约占全年降雨量50%以上。平均初霜日在11月上旬，终霜日在次年3月中下旬，年均无霜日为220天~266天。地面最大冻土深度位20厘米，夏季多东南风，冬季多西北风，年平均风速在3.0米/秒左右。 3、地质资料与筑路材料 路线位于平原微丘区，调查及勘探中发现，该地区属第四系上更新统（Q3al+pl），岩性为黄土状粘土，主要分布于低山丘陵区，坡地前和山前冲积、倾斜平原表层，具有大空隙，垂直裂隙发育，厚度变化大，承载能力低，该层具轻微湿陷性。应注意发生不均匀沉陷的可
土木工程路基路面课程设计
路基路面课程设计 目录 一、课程设计任务书 二、水泥路面工程设计 沥青路面设计 三、路基挡土墙设计
路基路面课程设计指导书 1．课程设计的目的 路基路面课程设计是对路基路面工程一个教学环节，通过路基路面课程设计使同学们能更加牢固地掌握本课程的基本理论、基本概念及计算方法，并通过设计环节把本课程相关的知识较完整地结合起来进行初步的应用，培养同学的分析、解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，使同学对相关《设计规范》有所了解并初步应用。 2. 课程设计的内容 （1）重力式挡土墙设计：挡土墙土压力计算；挡土墙断面尺寸的确定； 挡土墙稳定性验算；挡土墙排水设计；绘制挡土墙平面、立面、断面图。（2）沥青混凝土路面设计：横断面尺寸的确定；路面结构层材料的选择； 路面结构层厚度的拟定及计算；路面结构层厚度的验算；分析各结构 层厚度变化时对层底弯拉应力的影响；绘制路面结构图。要求至少拟定 2个方案进行计算。 （3）水泥混凝土路面设计：横断面尺寸的确定；水泥混凝土路面结构层材料的选择；路面结构层厚度的拟定及层底拉应力的验算；确定水泥混凝土 路面板尺寸及板间连接形式；绘制水泥混凝土纵、横缝平面布置图和 水泥混凝土路面结构组合设计图。 3. 课程设计原始资料
（1）挡土墙设计资料 丹通高速公路（双向4车道）K28+156~ K28+260段拟修建重力式挡土墙，墙体采用浆砌片石，重度为22kN/m3。墙背填土为砂性土，重度为18kN/m3。地基为岩石地基，基底摩擦系数为0.5。结合地形确定挡土墙墙高（H）5m （K28+250），墙后填土高度（a）6m，边坡坡度1：1.5，墙后填土的内摩擦角为Φ=32o，墙背与填土摩擦角δ=Φ/2。 （1）新建水泥混凝土路面设计资料 1）交通量资料：据调查，起始年交通组成及数量见表；公路等级为一级公路，双向4车道；预计交通量增长率前5年为7%，之后5年为为6.5%，最后5年为4%；方向不均匀系数为0.5 2）自然地理条件：公路地处V3区，设计段土质为粘质土，填方路基 高3m，地下水位距路床3.5m。 润交通组成及其他资料 车型分类代表车型数量（辆/天） 小客车桑塔娜2000 2400 中客车江淮AL6600 330 大客车黄海DD680 460 轻型货车北京BJ130 530 中型货车东风EQ140 780 重型货车太脱拉111 900 铰接挂车东风SP9250 180 4.设计参考资料 （1）《公路沥青路面设计规范》 （2）《水泥混凝土路面设计规范》 （3）《公路路基设计规范》
路基路面工程课程设计
设计说明书 设计任务 一、设计资料： 设计路线K58+070—K58+130，傍山路线，设计高程为1600.50，山坡为砾石地层，附近有开挖石方路堑的石炭岩片石可供作挡土墙材料。 1、设计路段为直线段，横断面资料见附。 2、山坡基础为中密砾石土，摩阻系数f=0.4，基本承载为[σ]=520KPa。 3、填土边坡为1：m=1：1.5，路基宽度为7.0米。 4、墙背填料为就地开挖砾石土，容重为γ =18.6KN/m3，计算内摩阻角 ?=35?。 5、墙体用5号砂浆砌片石，容重为γ=22.5 KN/m3，容许压应力 ?=17.5?。 [σ]=2450KPa，容许剪应力[τ]=862.4KPa，外摩阻力δ=/2 6、设计荷载为汽-20 7、稳定系数：滑动稳定系数[kо]=1.3，倾覆稳定系数[kс]=1.5 二、设计成果 1、详细的设计计算书： ①分析确定挡土墙设计方案，选择挡土墙形式（最好以两个墙型工程量比较 后确定）； ②挡土墙基础与断面设计：确定基础形式与埋置深度；拟定墙身断面尺寸； 计算荷载换算土层厚；主动土压力计算。 ③稳定性验算。 2、按横断面资料绘制等高线地形图（比例1：200），路线横断面图（1：200）， 路基外侧边缘地形图（1：200）并在其上进行挡土墙布置，得出挡土墙平面图、横断面图和立面图。 三、参考文献 1、《公路设计手册-路基》 2、《路基路面工程》课本 设计步骤（供参考） 一、设计说明：（抄任务书有关内容） 二、绘制平面图及横断面图（见任务书附） 三、确定设计方案： 1、阐述设挡土墙的理由； 2、选定挡土墙的类型（路堤、路肩、路堑），要有比较； 3、选定挡土墙的形式（仰斜、俯斜、衡重等），最好选两种分别计算。 四、初拟断面尺寸 1、确定分段长及路堤的衔接方式； 2、确定基础埋深、墙高及墙背倾角； 3、绘出挡土墙的立面图； 4、初拟其它部位的尺寸（按各部分对尺寸的基本要求拟定）。 h 五、计算换算土层厚
路基路面工程课程设计
一、 二、 三、路基（挡土墙）设计 1.1 设计资料 某新建公路重力式路堤墙设计资料如下。 （1）墙身构造：墙高8m ，墙背仰斜角度)0214(25.0:1' ，墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图1-1所示。 图1-1 初始拟采用挡土墙尺寸图 （2）土质情况：墙背填土为砂性土，其重度3kN/m 517.=γ，内摩擦角 30=?；填土与墙背间的摩擦角 152/==?δ。地基为整体性较好的石灰岩，其容许承载力 kPa 485][=σ，基底摩擦系数5.0=f 。
（3）墙身材料：采用5号砂浆砌30号片石，砌体重度3a m /kN 23=γ，砌体容许压应力kPa 610][a =σ，容许剪应力kPa 66][a =τ，容许压应力kPa 610][al =σ。 1.2 劈裂棱体位置确定 1.2.1 荷载当量土柱高度的计算 墙高6m ，按墙高缺点附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强度：2kN/m 15=q ，则： m 8605 1715 0..q h == = γ 1.2.2 破裂角()θ的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： ' '583030150214 =++-=++=?δαψ 因为 90<ω，则有 ()()H a h H a A +++= 0022 1 ()()65086026502 1 +?++=... 72 26.= ()()α tan 222 121000h a H H h d b ab B ++-++= ()()'.......5830tan 8602502662 1 86025251515021 ??+?+?+?++??= 30 19.= 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：
东南大学路基路面课程设计报告
沥青路面厚度设计 计 算 书 学号： 姓名： 班级： 成绩： 日期：2014年9月
沥青路面厚度设计 A、基本情况 某地拟新建一条二级公路省道，路线总长21km，双向四车道，路面宽度为16m，该地属公路自然区划IV区，路基为低液限粘土土质，填方路基最大高度2.1m，路床顶距地下水位平均高度1.4m，属中湿状态，根据室内试验法确定土基回弹模量50MPa，年降雨量1200mm，最高气温39℃，最低气温-10℃。拟采用沥青混凝土路面，根据规范规定，查表得其设计使用期12年。 B、交通荷载情况 根据区域交通分析预测近期交通组成和交通量如表1所示，交通量年平均增长率为4%。 表1 近期交通组成与交通量 要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据进行沥青路面厚度设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例附后）。
一、基本设计条件与参数 依题意得，基本设计条件如下：新建二级公路，双向四车道，路面宽度16m ，公路自然区划IV 区，低液限粘土土质，填方路基最大高度2.1m ，路床顶距地下水位平均高度1.4m ，中湿状态，年降雨量1200mm ，最高气温39℃，最低气温-10℃。 基本参数如下：土基回弹模量50MPa ，设计使用期12年，交通量年平均增长率为4%。 二、交通量分析 本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN 为标准轴载，以BZZ-100表示。 1. 当设计弯沉值为指标时，当量轴次计算公式及计算结果如下： 4.35 121 k i i i P N C C n P =?? = ? ??∑ 注：轴载小于25kN 的轴载作用不计 查《规范》得该公路车道系数为0.4，累计当量轴次计算如下： ()[]()[] （次）6 12 10835.84.0418.402704 .0365104.0136511?=???-+=?-+= ηN r r N t e 属于中等交通。 2. 以半刚性基层层底拉应力为指标计算当量轴次
路基路面工程课程设计
福建农林大学交通学院课程设计 课程名称路基路面工程 设计题目A、重力式挡土墙设计 B、沥青混凝土路面设计姓名 专业年级 学号 指导教师郑小燕成绩 日期
福建农林大学交通学院 目录 《路基路面工程》课程设计教学大纲 (2) 《路基路面工程》课程设计任务书 (3) 《路基路面工程》课程设计指导书 (5) 《路基路面工程》课程设计计算书 (6) 1.重力式挡土墙设计 (6) 主动土压力计算 (8) 抗滑动稳定性验算 (10) 抗倾覆稳定性验算 (10) 基底应力与偏心距验算 (10) 2.沥青混凝土路面设计 (12) 初拟各结构层厚度 (13) 路基厚度验算结果 (14) 3.参考书目 (15)
路基路面工程课程设计教学大纲 1．课程设计名称：路基路面工程课程设计 2．总周数：1周学分：1.0学分 3．目的及任务、要求 ⑴目的 课程的教学目的是通过课程设计，使学生将所学的专业基础和专业课（土质学与土力学、道路勘测设计、道路建筑材料、路基路面工程）知识在课程设计过程中有机的联系在一起，熟悉相关的设计规范和施工规范；使学生熟练掌握路面及路基挡土墙的选型、受力分析与计算，以及结构验算的全过程；巩固和加深所学的专业知识，掌握实际工程结构设计的全过程。 ⑵任务 重力式挡土墙设计、沥青混凝土路面结构设计 ⑶要求 ①深入领会挡土墙设计的基本理论，掌握挡土墙基本的设计思路； ②熟练掌握其设计方法和设计的基本程序； ③通过挡土墙的结构验算，进一步掌握调整挡土墙稳定性的措施和方法； ④对比了解其他类型挡土墙的设计方法，明确设计的差异； ⑤深入领会路面设计的基本理论，掌握基本设计思路； ⑥熟练掌握其设计方法和设计的基本程序； ⑦能运用有关的资料综合解决沥青混凝土路面结构设计中的实际问题； ⑧学会使用相关的规范，取用数据应有充分的根据； ⑨独立完成设计任务，设计计算条理清楚，计算正确（手算或编程求解均可）； ⑩设计计算书的编制应结构完整、思路清析，按任务书的要求逐项完成。4．成绩评定
路基路面课程设计
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
路基路面课程设计示例
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Ⅴ 3 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。
路基路面课程设计计算书
. 土木建筑工程学院 土木工程专业（道路桥梁方向）《路基路面工程》课程设计计算书 姓名： 年级： 班级： 学号：
[题目]：重力式挡土墙设计 [设计资料]： 1、工程概况 拟建机场高速公路（城市道路段）K2+770右侧有一清朝房子，由于该路段填土较高，若按1：1.5的边坡坡率放坡，则路基坡脚侵入房子围。现为了保留房子，要求在该路段的恰当位置设挡土墙。为使房子周围保持车辆交通，要求墙脚边距离房子的距离大约为4m。提示：路肩350cm不布置车辆，慢车道650cm 开始布置车辆荷载（550kN）。 2、路中线与房子的平面位置关系、路线纵断面、路基标准横断面如下图： 房子 道路中线 图1 道路和房子平面示意图 路基标准横断面(单位:cm) 图2 路基标准横断面图（半幅，单位:cm）
K 2+400 112.85K 2+900 117.851.0% -0.75% R=13500T=?E=? 道路纵面图 图3 道路纵断面图 106.50 3.7m 7.8m 粘土Q 承载力标准值f=187kPa 圆砾 承载力标准值f=456kPa 中风化泥岩 地质剖面图 1:0.3 1:5 墙身剖面图(单位:cm ) 图4 地质剖面图 3、房子附近地质情况见地质剖面图，房子附近地面较大围（包括路基围）为平地。 4、挡土墙墙身、基础材料：M7.5浆砌片石，M10砂浆抹墙顶面（2cm ），M10砂浆勾外墙凸缝。砌体重度γ1=22kN/m 3。墙后填土为天然三合土重度γ 2 =20kN/m 3，换算摩擦角φ=35°。M10浆砌块石与天然三合土的摩擦角为
20°。砌体极限抗压强度为700kPa ，弯曲抗拉极限强度为70kPa ，砌体截面的抗剪极限强度为150kPa 。 计算过程 1、 道路设计标高计算 由1i =1.0%，2i =-0.75%，R=13500 得21135000.75%1%=236.25L R i i =?-=?--，2 L E ==118.125 所以竖曲线起点桩号为K2+781.875。 K2+766的设计标高为112.853661%=116.51+?。 K2+782的坡线标高为112.853821%=116.67+?， 高程改正 ()2 782781.875=0213500 -?， 所以K2+782的设计标高为116.67。 而地面高程为106.05，所以房子正对着的道路标高与地面高程最大之差为10.62m 。 2、挡土墙设计方案 ①挡土墙墙脚与房子的平面位置关系如下：
路基路面工程课程设计计算书
路基路面工程课程设计计算书 （第一组） 班级: 姓名: 学号:
一、沥青路面设计 1■轴载换算 (1)以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时 (2)以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时 已知设计年限内交通量平均增长率r =8%
该道路为高速公路，其设计年限t .15。 设该高速公路为双向四车道，取车道系数=0.45，则 （1）以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时 t 15 心1 =[(^^ 漪N O0O O8 7365 7佩14加5"19 106次 (2)以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时 [(1+“—1] “ [(1+0.08)15-1] 6〃 N e2 365 N 365 542.49 0.45 =2.42 10 次 r 0.08 2■初拟结构组合和材料选取 （1）由以上计算结果得，设计年限线内一个车道上的累计标准轴次为319万次, 属中等交通，给出以下两种组合方案①路面结构采用沥青混凝土（厚18cm）,基层采用水泥碎石（厚38cm）,底基层采用水泥石灰沙砾土（厚度待定），以水泥石灰沙砾土为设计层。 ②采用三层式沥青面层，表面采用细粒式沥青混凝土（厚4cm）,中面层采用中 粒式沥青混凝土（厚6cm），下面层米用粗粒式沥青混凝土（厚8cm） ①路面结构采用沥青混凝土（厚27cm），基层采用水泥砂砾（厚度待定），底基 层采用级配沙砾（厚18cm），以水泥稳定砂砾为设计层。 ②采用三层式沥青面层，表面采用细粒式沥青混凝土（厚4cm）,中面层采用中 粒式沥青混凝土（厚8cm）,下面层采用密集配沥青碎石（厚15cm） （2）确定各层材料回弹模量与劈裂强度 3■确定土基回弹模量 该路段处于区，粉质土，路基处于干湿状态，稠度取 1.0,查表“二级自然区
路基路面课程设计计算书
土木建筑工程学院 土木工程专业（道路桥梁方向） 路基路面工程》课程设计计算书 姓名：年级：班级：学号： ［题目］：重力式挡土墙设计 ［设计资料］： 1、工程概况 拟建南宁机场高速公路（城市道路段）K2+770 右侧有一清朝房子，由于该路段填土较高，若按1： 1.5 的边坡坡率放坡，则路基坡脚侵入房子范围。现为了保留房子，要求在该路段的恰当位置设挡土墙。为使房子周围保持车辆交通，要求墙脚边距离房子的距离大约为4m。提示：路肩
350cm 内不布置车辆，慢车道650cm 开始布置车辆荷载（550kN）。 2、路中线与房子的平面位置关系、路线纵断面、路基标准横断面如下图： 道路中线 图 1 道路和房子平面示意图 路基标准横断面（单位: cm） 图2 路基标准横断面图（半幅，单位 :cm）
3、房子附近地质情况见地质剖面图，房子附近地面较大范围（包括路基范 围）内为平地 4、挡土墙墙身、基础材料： M7.5 浆砌片石， M10 砂浆抹墙顶面（ 2cm ）， M10 砂 浆勾外墙凸缝。砌体重度γ 1=22kN/m 3。墙后填土为天然三合土重度γ 2=20kN/m 3，换算内摩擦角φ =35°。 M10 浆砌块石与天然三合土的摩擦角为 20°。砌体极限抗压强度为 700kPa ，弯曲抗拉极限强度为 70kPa ，砌体截面的抗 剪极限强度为 150kPa 。 004+2 58.21 009+2 58.71 -0 .75% 1.0% R=13500 T=? E=? . 3 :0 : 1:5 墙身剖面图 （ 单位:cm ） 地质剖面图 图 4 地质剖面
计算过程 1、道路设计标高计算 由i1=1.0%，i2 =-0.75%，R=13500 L 得L R i2 i1 13500 0.75% 1% =236.25 ， E =118.125 2 1 2 所以竖曲线起点桩号为K2+781.875。 K2+766 的设计标高为112.85 366 1%=116.51。 K2+782 的坡线标高为112.85 382 1%=116.67， 2 782 781.875 2 高程改正=0 ， 2 13500 所以K2+782 的设计标高为116.67。 而地面高程为106.05，所以房子正对着的道路标高与地面高程最大之差为10.62m。 2、挡土墙设计方案 ①挡土墙墙脚与房子的平面位置关系如下： 挡土墙墙角距房子都为 4.19米，八字墙墙脚距房子墙角 4.38 米；挡土墙在水平面上与道路中线平行，在竖直面上与路线纵坡平行。 ②取K2+782 处的挡墙进行设计经过电脑试算，拟定墙身尺寸如下： 91
路基路面课程设计成果
路基路面课程设计成果
一、设计说明 1、设计资料 湖北宜昌至巴东某新建一级公路，经调查路基土为高液限粘土，地下水位为1米，路基填土高度1.2米，近期交通量如下 交通量年平均增长率7%（水泥混凝土路面设计时交通量年平均增长率取4%），沿线可开采碎
石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供应。 2、设计内容 分别设计水泥混凝土路面和沥青混凝土路面的结构层次，并算出结构层厚度，水泥混凝土路面还需进行接缝设计。主要包括以下内容： 1）、详细的设计计算书 （1）沥青混凝土路面： ①、确定结构方案；②、确定设计 参数； ③、计算待求层厚度；④、弯拉应力 计算。 （2）水泥混凝土路面 ①、确定结构方案；②、确定设计 参数；③、初拟混凝土板尺寸； ④、应力计算；⑤、接缝设计。2）、设计图 （1）路面结构图 （2）相应的计算图 （3）水泥混凝土路接缝构造图 3、主要参考资料： 路基路面工程 公路水泥混凝土路面设计规范
公路沥青路面设计规范 公路路基设计规范 公路设计手册《路面》 二、沥青砼路面的设计 一、轴载分析 1）路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。 当以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力为设计指标时，轴载换算采用如下的计算公式： 35 .4211)( P P n C C N i i k i ∑== 式中：N ——标准轴载的当量轴次，（次/日）； i n ——被换算车辆的各级轴载作用次数， （次/日）； P ——标准轴载，（kN ）; i P ——被换算车辆的各级轴载，（kN ），轴 载小于25kN 的轴载作用不计； 1 C ——轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。 2 C ——轴数系数，当轴间距大于3m 时， 按单独的一个轴计算，当轴间距小于3m 时，双轴或多轴时按下式计