路基路面课程设计·
山东大学路基路面课程设计设计书

路基路面工程课程设计书姓名学号:班级:目录路基路面工程课程设计书 (1)1.一般路基设计 (4)1.一般横断面 (4)2.路基填料类型及控制指标 (5)3.地基表层处理要求及方法 (7)4、路床处理要求及方法 (8)2、路基防护工程 (9)3.沥青路面各结构层材料组成技术要求 (11)1、沥青材料: (11)2、粗集料 (12)3、细集料 (13)4.填料 (14)5.纤维稳定剂 (14)6.沥青混合料 (15)(1)设计指标与质量控制 (15)(2)试件的设计空隙率和路面压实度 (15)(3)沥青混合料材料组成的控制 (15)(4)沥青混合料的配合比设计 (16)7.透层、黏层、封层 (17)7.1透层 (17)7.2粘层 (19)7.3封层 (20)8.水稳碎石基层、底基层 (21)4、路基路面排水设计 (22)1、路基排水设计的目的 (22)2、路基排水设计的要求 (22)3、路基排水设计的一般原则 (23)4、路基排水方案 (23)①填方边沟,挖方边沟 (23)②截水沟 (24)5、路面排水方案 (24)6、中央分隔带排水方案 (24)项目全长162公里,设计速度120公里/小时,双向六车道,路基宽34.5米,路基高度3~8米,主要采用沥青混凝土路面结构(详参表1),设计使用年限15年。
地下水位平均埋深2.0m~12.0m,年变化幅度1.0m左右。
公路所在地区月平均气温均大于0℃,多年平均气温12.34℃,最热月出现在7月,平均气温26℃,历年极端最高气温41.7℃;最冷月出现在1月,平均气温-3.4℃,历年极端最低气温-24.5℃。
历年最大冻土深度45cm。
由路基路面设计书可得沥青路面结构方案如下:下面根据上述条件进行一般路基设计1.一般路基设计1.一般横断面(1)挖方路段(路堑)路基横断面(附图1所示)在工程地质、水文地质条件、土石分类、岩石风化程度、边坡高度及填挖平衡等确定出相应的边坡坡率。
毕业设计《路基路面工程》课程设计

目录1 路基设计 (1)1.1 路基横断面设计 (1)1.1.1 确定路基横断面形式 (1)1.1.2 确定自然区划和路基干湿类型 (1)1.1.3 路基横断面尺寸设计 (2)1.2 道路横断面排水设计 (3)1.2.1 边沟设计 (3)1.2.2 排水沟设计 (3)1.2.3 截水沟设计 (4)1.3 路基稳定性验算 (4)1.3.1 路基稳定性验算 (4)1.3.2 路基坡面防护 (6)1.4 路基施工设计 (7)1.4.1 施工要点 (7)1.4.2 路基压实 (8)1.4.3 其它路基设施的施工 (9)2 刚性路面设计 (10)2.1 行车荷载 (10)2.1.1 车辆类型和轴型 (10)2.1.2 轴载换算 (10)2.1.3 交通分析 (12)2.2 路面结构组合设计 (13)2.2.1 垫层设计 (13)2.2.2 基层设计 (14)2.2.3 面层设计 (15)2.2.4 路肩设计 (16)2.2.5 路面排水设计 (16)2.3 路面结构层设计 (17)2.3.1 初拟路面结构 (17)2.3.2 路面材料参数确定 (17)2.3.3 基层顶面回弹模量 (18)2.3.4 荷载疲劳应力分析 (20)2.3.5 温度疲劳应力 (22)2.4 接缝设计 (25)2.4.1 纵向接缝 (25)2.4.2 横向接缝 (26)2.5 水泥混凝土面层混合料设计 (27)2.5.1 基本要求 (27)2.5.2 配合比设计 (27)2.6 钢筋用钢量计算 (30)2.7 水泥混凝土路面机械摊铺施工 (31)3 柔性路面设计 (33)3.1 初拟路面结构方案 (33)3.2 轴载换算并确定路面容许弯沉值 (34)3.2.1 车辆类型和轴型 (34)3.2.2 以设计弯沉值为指标轴载换算 (34)3.2.3 层底拉应力验算轴载换算 (36)3.3 确定路基回弹模量 (38)3.4 确定材料回弹模量 (38)3.5 三层体系简化确定路面结构 (39)3.5.1 求算综合修正系数 (40)3.6 验算结构层底地面拉应力 (41)3.6.1 验算中粒式沥青混凝土面层 (41)3.6.2 验算水泥砂砾基层 (43)3.6.3 验算石灰水泥粉煤灰砂砾底基层 (44)3.7 各结构层材料组成设计 (45)3.8 各结构层施工技术要求及质量控制标准 (45)3.9 工程量及材料组成设计 (46)参考文献 (47)1路基设计路基是在地表按照道路路线位置和一定技术要求开挖或堆填而成的岩土结构物,是道路的主要组成部分之一,其好坏决定道路的使用品质。
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。
路基路面课程设计(7组)任务书

路基路面课程设计任务书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。
(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,1边坡坡度1:1.5,墙后填土的内摩擦角为Φ=34o,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0.52)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 1804.设计参考资料(1)《公路沥青路面设计规范》2(2)《水泥混凝土路面设计规范》(3)《公路路基设计规范》(4)教材及其它参考书。
路面路基课程设计

路面路基课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解路面路基的基本概念、分类及功能;2. 掌握路面路基结构层的设计原理和施工方法;3. 了解我国道路工程中常用的路面材料及其性能要求;4. 掌握道路工程中路面路基养护与维修的基本知识。
技能目标:1. 能够分析路面路基结构设计图,并进行简单的结构计算;2. 能够根据实际工程情况,选择合适的路面材料和施工工艺;3. 能够运用所学知识,对路面路基工程进行质量检测与评定;4. 能够运用路面路基养护与维修技术,解决实际问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对道路工程建设的兴趣,激发其探索精神;2. 增强学生的环保意识,使其认识到道路工程对环境的影响;3. 培养学生的团队合作精神,使其在工程实践中学会协作与沟通;4. 培养学生的责任感,使其认识到道路工程质量对社会的重要性。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论联系实际,提高学生的实践操作能力。
通过本课程的学习,使学生能够掌握路面路基的基本知识,具备一定的道路工程设计与施工技能,同时培养其良好的情感态度和价值观。
课程目标具体、可衡量,为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 路面路基基本概念:介绍路面、路基的定义,分类及功能,对应教材第一章内容;- 路面结构及类型;- 路基结构及类型;- 路面与路基的功能。
2. 路面路基结构设计:讲解路面路基结构层设计原理,对应教材第二章内容;- 结构层设计原理;- 路面结构层组合设计;- 路基结构层设计。
3. 路面材料:分析我国道路工程中常用的路面材料及其性能要求,对应教材第三章内容;- 沥青材料;- 水泥混凝土材料;- 集料性能要求。
4. 路面路基施工技术:介绍路面路基施工方法及工艺,对应教材第四章内容;- 路基施工技术;- 路面施工技术;- 施工质量控制。
5. 路面路基养护与维修:讲解路面路基养护与维修的基本知识,对应教材第五章内容;- 路面养护与维修技术;- 路基养护与维修技术;- 养护维修策略。
路基路面课程设计

材料设计参数参考沥青混合料设计参数
4
基层、底基层材料设计参数
5
沥青路面结构设计计算书Fra bibliotek一、 沥青路面设计 1, 初始条件:
1.1 设计任务书要求: 武汉地区某公路为 6 车道,设计的等级为高速公路, 设计年限为十年 1.2.气象、地质资料及筑路材料 该公路地处Ⅳ3 区,该段路某段经调查路基为粉质 中质中液限土,地下水位 1.1 米,路基填土高度 0.5 米。该 路沿线可开采砂砾、碎石、粉煤灰、沥青供应。 1.3 交通资料 根据任务书资料得交通组成与交通量如下表,交通量年增 长率为 8.5%。 表 1 某路段混合交通组成
11
-0.2 -0.2 -0.2
*1*1*1=23.17(CM) *1*1*1=23.82(CM)
������������������ ������������
-0.2
������������ 指抗拉强度结构系数, 对于 沥青混凝土面层:������������ =0.09Aa*Ne 水泥碎石:������������ =0.35Ne 石灰土:������������ =0.45Ne 所以有: 细粒式密级配沥青混凝土: ������������ =0.09Aa*Ne
0.22 0.11 0.11 0.22
/Ac
/Ac
/Ac
/Ac=0.09*1.0*11636733 则σ R=
������������������ ������������
0.22
/1.0=3.23
查表得������������������ = 1.4
=
1.4 3.23
=0.433MPa
中粒式密级配沥青混凝土: ������������ =0.09Aa*Ne
(整理)路基路面课程设计·

1路基设计路基设计是整个路基路面设计中的重要组成部分。
路基应根据道路等级、行车要求和当地自然条件,并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况,进行精心的设计,既要坚实稳定,又要经济合理。
路基设计除选择合适的路基横断面形式外,还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物。
同时路基设计应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。
1.1路基横断面设计1.1.1路基横断面尺寸设计该道路设计为有中央分隔带的双向四车道一级公路,设计车速取:100km/h。
根据规范《公路工程技术标准》(JTG B01-2003),路基宽度取26m,行车道宽行车道宽3.75m,左右硬路肩各3m,左右土路肩各取0.75m,中央分隔带取2m,靠近中央分隔带两侧的路缘带各取0.75m;本路基的填料种类为黏性土,平均填土高度为3.5m(小于8m),故边坡形状采用直线型,坡率取1:1.5。
详见图1.1所示。
图1.1 路基横断面图(单位:m)1.1.2路拱设计按《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)对横断面设计中的路拱坡度要求,为了便于路面快速排水,在路基行车道和硬路肩设置2%的路拱,土路肩设置3%的路拱,如图1.1所示。
1.2道路横断面排水设计道路路基应设置完善的排水设施,以排除可能危害道路的地表水和地下水,保证路基路面结构稳固,防止路面积水影响行车安全。
公路工程的实践证明,路基路面的强度、稳定性和耐久性同水的关系十分密切,因此在路基路面的设计、施工和管理中,必须十分重视路基路面的排水工程。
根据水源的不同,影响路基路面的水流可分为地表水和地下水两大类,与此相适应的路基排水工程,则分为地表排水和地下排水。
1.2.1地表排水设计常见的路基地面排水设备,包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等,必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。
这些排水设备,分别设在路基的不同部位,各自的排水功能、布置要求或构造形式,均有所差异。
地表排水设备的断面形状和尺寸,应满足排泄设计流量的要求,不得产生冲刷和淤积。
山东大学路基路面课程设计书

路基路面课程设计书路基及防护排水设计技术方案时应遵循如下原则:1、减少占地;2、因地制宜、就地取材﹔3、力求设计方案可靠度高、安全耐久,且维修方便;4、节能、环保,注重与自然环境和人文环境的协调﹔5、从工程尺寸、材料、施工难度等方面综合确定方案,合理控制建设造价。
一,一般路基设计1,尺寸说明(1),路基最大填土高度为8m,因此边坡坡度采用 1:1.5;坡脚设置护坡道,宽度为 2m ,设 4%外倾横坡。
(2),路基设计标高及路拱横坡:主线整体式路基设计标高为中央分隔带路缘石外侧边缘处路面标高;分离路基的设计标高距中间带路缘石内侧50cm;行车道、路缘带及硬路肩采用2%横坡,土路肩采用4%横坡。
(3),本项目中央分隔带拟采用凸起式、凹式及路面齐平式三种,布置分离式波形梁护栏。
(4),公路用地范围:路堤两侧排水沟外边缘(无排水沟时为路堤或护坡道坡脚)以外1.0m,或路堑坡顶截水沟外边缘以外1.0m,无截水沟为坡顶以外2.0m,范围内的土地为公路用地范围。
桥梁地段除特、大桥常水位时水面宽度所占用的土地不作为桥梁用地外,其余桥梁为正投影。
2,路基填料类型及控制指标表格,路基填料为挖方路段废弃土石方及部分集中取土,填料类型为残坡积土、开山石渣、风化料,为土质或土石混合填料,可按路基设计规范要求,分层填筑,采用重型机械压实。
3,地基表层处理要求及方法路基填筑前应对原地表进行清理,对地表耕植土层清除的厚度可根据现场调查情况分别拟定,一般按20cm考虑,清表后进行填前压实(按10cm计列压实下沉量),达到压实度(压实度≥90%)要求后再填筑路基。
清表植被土、耕植土应集中堆放,用于坡面、及部分中央分隔带的培土绿化及取土场复耕。
二,路基防护工程路基防护形式的选定除考虑工程自身的需要外,还要与排水工程、绿化工程有机的结合起来,形成统一的整体。
沿线有大量的人文景观、自然旅游景观,在路基防护及排水设计中充分考虑了绿化与景观的要求,尽量做到与沿线的自然环境相协调。
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路基路面课程设计· 1 路基设计 路基设计是整个路基路面设计中的重要组成部分。路基应根据道路等级、行车要求和当地自然条件,并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况,进行精心的设计,既要坚实稳定,又要经济合理。路基设计除选择合适的路基横断面形式外,还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物。同时路基设计应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。 1.1 路基横断面设计
1.1.1 路基横断面尺寸设计 该道路设计为有中央分隔带的双向四车道一级公路,设计车速取:100km/h。根据规范《公路工程技术标准》(JTG B01-2003),路基宽度取26m,行车道宽行车道宽3.75m,左右硬路肩各3m,左右土路肩各取0.75m,中央分隔带取2m,靠近中央分隔带两侧的路缘带各取0.75m;本路基的填料种类为黏性土,平均填土高度为3.5m(小于8m),故边坡形状采用直线型,坡率取1:1.5。详
见图1.1所示。 图1.1 路基横断面图(单位:m)
1.1.2 路拱设计 按《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)对横断面设计中的路拱坡度要求,为了便于路面快速排水,在路基行车道和硬路肩设置2%的路拱,土路肩设置3%的路拱,如图1.1所示。 1.2 道路横断面排水设计
道路路基应设置完善的排水设施,以排除可能危害道路的地表水和地下水,保证路基路面结构稳固,防止路面积水影响行车安全。公路工程的实践证明,路基路面的强度、稳定性和耐久性同水的关系十分密切,因此在路基路面的设计、施工和管理中,必须十分重视路基路面的排水工程。根据水源的不同,影 响路基路面的水流可分为地表水和地下水两大类,与此相适应的路基排水工程,则分为地表排水和地下排水。 1.2.1 地表排水设计 常见的路基地面排水设备,包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等,必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。这些排水设备,分别设在路基的不同部位,各自的排水功能、布置要求或构造形式,均有所差异。地表排水设备的断面形状和尺寸,应满足排泄设计流量的要求,不得产生冲刷和淤积。路基地表排水设施设计降雨的重现期:高速公路、一级公路应采用15年。各类地表排水设施的断面尺寸应满足设计排水流量的要求,沟顶应高出沟内设计水面0.2m以上。 1.2.1.1 边沟 (1) 边沟的一般要求 1) 土质沟渠宜采用梯形,其边沟坡度一般为(1:1.0)~(1:1.5); 2) 边沟的深度和宽度,与边沟的类型、地区降雨情况有关。梯形和矩形边沟的深度和宽度,一般为0.4~0.6m,多雨、潮湿或地势低洼的地段,不宜小于0.5m; 3) 边沟排水量不大,通常不需进行水力计算,依据公路沿线的具体条件,选用标准的横断面形式。如果边沟紧靠路基,通常不允许其他排水沟渠的水流引入,也不能与其他人工沟渠合并使用。 (2) 边沟设计 参照要求,边沟设计为: 1) 土质沟渠采用梯形,考虑到本次设计路段处于Ⅳ4区(浙闽沿海山地中湿区)雨量较多,为了利于排水,取边沟坡度为(1:1.5),边沟的深度和宽度都取为0.6m; 2) 土质边沟容易生长杂草而淤塞,养护工作量较大,外容也难齐整,因此,一级公路的土质边沟应全部进行防护。本次设计边沟防护采用浆砌片石,厚度取0.30m。边沟设计图见图1.2
图1.2 边沟设计图(单位:m) 1.2.1.2 截水沟 (1) 截水沟设计的一般要求: 1) 截水沟应根据地形条件及汇水面积等进行设置。挖方路基的堑顶截水沟应设置在坡口5m以外,并宜结合地形进行布设。填方路基上侧的路堤截水沟距填方坡脚的距离,应不小于2m。在多雨地区,视实际情况可设一道或多道截水沟。 2) 截水沟断面形式应结合设置位置、排水量、地形及边坡情况确定,一般情况下,沟底纵坡不宜小于0.3%。 3) 截水沟的水流应排至路界之外,不宜引入路堑边沟。同时需要注意的是截水沟还应进行防渗加固。 (2) 截水沟设计 结合当地地形和地质条件顺等高线合理布置,采用梯形断面,沟壁坡度取1:1.4,沟深及宽度均取0.8m,截水沟与路堑坡顶与路堤坡脚之间应有的距离等详图见1.3和1.4所示。
图1.3 有边沟的截水沟设计图(单位:m) 图1.4 无边沟的截水沟设计图(单位:m) 1.2.1.3 排水沟 将边沟、截水沟、取(弃)土场和路基附近低洼处汇集的水引向路基以外时,应设置排水沟。排水沟断面形式应结合地形、地质条件确定,沟底纵坡不 宜小于0.3%,与其它排水设施的连接应顺畅。易受水流冲刷的排水沟应视实际情况采取防护、加固措施。 排水沟平面线形应力求顺直,需要转弯时亦尽量圆顺,做成弧形,其半径不小于10~20m,沿路线布设,距填方路基坡脚不宜小于3~4m,为防止沟渠内因水流的流程太长和流量过大而造成冲刷或积水,其长度应有所限制,沟渠排水长度一般不宜超过500m。沟渠过长时,应结合地形条件,增设出水口或涵管,将水引走。 排水沟水流进入其他沟渠或水道时,应使原水道不冲刷或淤积,一般应使排水沟与原水道两者成锐角相交,交角不大于450,有条件时可用半径R=10b(b为沟顶宽)的圆曲线向下游与其它水道相接。 1.2.2 地下排水设计 当地下水影响路基路面的强度或边坡稳定时,应进行路基地下排水设备的设计。公路路基的常用地下排水设施,主要有明沟、暗沟、渗沟、渗井和隔离层等,其特点是排水量不大,主要是以渗流方式汇集水流,并就近排除路基范围以外。对于流量较大的地下水,应设置专用地下管道予以排除。
1.3 路基稳定性验算 1.3.1 路基整体稳定性分析 高路堤稳定性分析的强度参数应根据填料场地情况,选择有代表性土样进行室内试验,并结合现场情况确定。经试验测得土体试验资料如下:该路堤填土是黏性土,试验测得该工程地区土的重度γ=18KN/m3 ,土的内摩擦角取φ=16°,粘聚力c=24kpa ,其破坏面为曲面,为简化计算,可假设破坏时为一圆弧滑动面,采用简单条分法(圆弧法)进行计算,路基平均高度为3.5m,验算高度取h1=3.5m,边坡坡率1:1.5。 1.3.2 车辆荷载的换算 在路基稳定性验算时,需将车辆荷载按最不利情况排列,并换算成相当的土层厚度,再计入条块面积内一起进行重力计算。本设计公路为有中央分隔带的双向四车道一级公路,取道路的一个方向进行验算。车辆荷载取汽车-20级重车(300KN)为5.6m。 车辆荷载可按公式1-1换算为土柱高h0(m):
0nGh=
Bl (1-1)
式中: n——横向分布的车辆数,一般取车道数; G——每一辆车(汽车荷载取重车)的重力(KN); γ——填料的容重(KN/m3); l——车辆荷载的纵向分布长度(m); B——车辆荷载的横向分布宽度(m),按公式1.2计算:
(-1)Bnbnde (1-
2) b——每一车辆车两侧车轮的中距,各汽车为1.8m d——并行车辆相邻车轮的中距,一般取1.3m e——轮胎着地宽度,汽-20取0.6m 代入数据得: B=4×1.8+(4-1)×1.3+0.6=11.7(m)
043001.017()1811.75.6nGhmBl
1.3.3 确定圆心辅助线 由前面分析,用圆弧法进行路基边坡稳定性分析,本次设计运用其中精确度较高“4.5H法”进行分析,并结合表解法确定圆心的位置,如图1.5所示。确定最危险滑动面时,将换算土柱荷载的顶端作为边坡坡顶处理,则加上汽车荷载换算高度后,换算后的H=h1+h0=1.017+3.5=4.518m,则换算后的边坡坡度为 3.5:4.518=1:1.29 ,在图上测得坡脚约为410,参照通过坡脚的极限破裂有关角值表如表1.1所示,取β1=27.5°,β2 =36°
图1.5 “4.5H法”确定圆心辅助线示意图 表1.1 粘土边坡表 土坡斜度i0 边坡倾斜角β β1 β2 1:1 45°00' 28°00' 37°00' 1:1.25 38°40' 27°00' 35°30' 1:1.5 33°41' 26°00' 35°00' 1:1.75 29°41' 25°00' 35°00'
1.3.4 简单条分法验算路基稳定性 分别以各圆心确定滑动面,并将滑动土体划分成竖直土条、编号、确定每条土的几何参数,以各圆心确定的滑动面计算安全系数K的过程如下所述(经过多次选择与计算,下面情况为在相对最不利情况下所求得的安全系数): 以圆心O确定滑动面计算sK见图1.6和表1.3。
图1.6 圆心O确定的滑动面(单位:m) 直接CAD 中查询出各土条的面积Ai和αi,并测出滑动圆弧的长度li,将上述数据填入填入下表表1.2中,根据Wi =Ai *γ算出Wi、Wisinαi、Wicosαi: 表1.2 圆心O确定的滑动面计算表
土条编号 土条的面积Ai(m2) 土条的重力Wi(KN) 条块底倾角 αi(°) Wisinαi (KN) Wicosαi (KN) 条块底长度 li (m) 1 0.7486 13.4748 -15.79 -3.666658876 12.96633517 1.252 2 1.5877 28.5786 -6.59 -3.279787948 28.38977578 1
3 2.298 41.364 1.72 1.24154685 41.34536319 1
4 2.8627 51.5286 10.29 9.204579173 50.69982584 1
5 3.2747 58.9446 18.35 18.55699004 55.94733229 1
6 1.9644 35.3592 25.72 15.34495908 31.85600815 0.595
7 2.8302 50.9436 33.32 27.98406001 42.56927021 1
8 2.0242 36.4356 44.38 25.48356509 26.04113779 1
9 0.7725 13.905 57.98 11.78953596 7.372643143 1
合计 18.363 330.534 102.6587894 297.1876916 8.847
根据公式(1-3)计算路堤的安全系数sK:
iαsin)'(])αcos([wiiiiiisWWfWlc
K (1-
3) 式中,wiW'为条块在低水位以上线浸润线以下部分体积的水重。本例中因验算部分在地下水以上,故不予考虑。 其中,ic= c=24kpa,if=tanφ=tan16°=0.2867
所以可求得: sK=2.324>1.2~1.3 ,满足要求。 1.4 施工设计 1.4.1 路基施工的一般规定 (1) 路基施工宜移挖作填,减少土地占用和环境污染。 (2) 路基施工中各施工层表面不应有积水,填方路堤应根据土质情况和 施工时气候状况,做成2%~4%的排水横坡。 雨季施工或因故中断施工时,必须将施工层表面及时修理平整并压 实。 (3) 施工过程中,当路堑或边坡内发生地下水渗流时,应根据渗流水的 位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低地下水位。 (4) 排水沟的出口应通至桥涵进出口处。 (5) 取土坑应有规则的形状,坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统。 (6) 当设计未规定取土坑位置或规定的取土坑的贮土量不能满足要求须另寻土源时,应按照下列规定办理: 1) 当地面横坡定于1:10 时,路侧取土坑应设在路基上侧,在桥头两侧不宜设取土坑,特殊情况下,可在下游一侧设置,但应留有宽度不小于4.0m的护坡道。 2) 取土坑的边坡,内侧宜为1:1.5,外侧宜小于1:1,沿河地段的坑底纵坡可减少至0.1%,沿线取土坑的坑底纵坡不宜小于0.2%,坑底一般宜高出附近水域的