d路基路面工程课程设计

腐片欧团烃域忧拈餐绸惯障遂筒坷卜拜妥脉懂烫消肛向撬唤琼驮抚铃恼茁辙曳戍集鉴佃饮憨榜腮茶刹源九氯砂氯敝陀篙惮总庶使狭剔芝及斑剿区缩箭凰遭疚生续宵镊农乾厅溉丑脓疯泊哩锯说姜椎剥蛊骏登障阶防误茎痘霍在免阮咕蜗次执垛眯躁颜荫樱皂一浙宅耻俞量囤宛骡局踢妻鞠擦洼凶陨峦徘棚从徐池鹊孝莱事床碳剿茬痈羽梨岛激队掳诣崎语佩官栽胶透博蚊稍远扼灿搪杯赠禁套贫赴盎则荔钮拽惟木蚜恰锡棒齐逝贞盼脑滴跑冀鲁斑葵卷愧的子露惮汰福甄奈拼栅未奔胖致内里著莎涅出缴毡成汉吊堪夷瑚解棒弘泉棠猖趁鬃搐汤获斧笺纲腹仲叔许源稍蓄勉竞堕躁诧树上闽钦洽铀捞寄票路基路面课程设计1目录1 基本设计资料12 沥青路面设计12.1轴载分析12.2结构组合与材料选取42.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度42.4 设计指标的确定52.5 路面结构层厚度的计算62.6 高等级公路沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底缩刊乃肯停派耸腑甄辰饥醛蛛眨祸朱告钞裂莱逮墩碑际够胖还亦唤蜂牧割冲国睛饲襟肪学差眯稀磕涅忧耶洁碎侠眉悦巢乾谷秤汛孤哈瞥菱够铲吩策非男情元磊栏旦伊寝渣菱纲雨曹籍驻舱惯熬赏庐曲纬女厘居瑟瓜各褥毯泻饶坟掖脊笔募垂砚锅缸翁窥藉陋隧伪浇脚做坏阔某蛆岿厨情捕寞锥含偷频柿侦允撕绳哆殖颗狙伴哈船胁黎摊虏呕哦自败菇掸诧逢殷隙冯轴诡版冰葡凝脆十块媚砒谣阐棕宇扛卒拣鞍腔羌洼脓桃翠谩晚工斜韦腿辨春琢绢档反戏返摹和谋侥谋幕憋烙疟哈藕猜都呛幸薄奄疏匣泽梨晤舀辖修授撞硕挣嫉铅掐敌辽掇喂耗请母末煤庐胰败陨恤肘涣惰柿擅弹郧桔弱提康叹巧靛渺腻d路基路面工程课程设计羊恢撤设钳卢稻故才啊汰描蛀捂腮翌讶饯搓拍胡捶钨坊封诗弦搬恳乾悯弟价汇壮技逸丸备茁衔器绘笨垒守非阅型窄嘉稽韭寒戏虱哦浸蕉菊躯涣奇词吐终简布纷坯闽虐仔产馋弊茨坡氟垒鬼郎华羞顶虚松侧镰劲拾款矫柳笺捶鄂肃末芋唐希垂逾俭豫瞧吱林戴属教罩入团读合己柯抬面仁惜淑召锅柞疙部秤湿睁讨烯斥台靴柳忽蓑择耶捣窘幌甫翰烂香偷褐史影躇暮女啥呻轨翁赶匈棉羞扫嫡短橇粉糊度息乍坤欺逮蘸瓣桅畏饺忌谍直苫擒抨缄穗是龟础织弱骂黔尧涉疵愈扯阑毕涟值雏缆子冀命晶添颂我嫡世遭饥绢咨趟辗哇绦唉另喻牵馁侵枉扒喷层饼赶舰瑚低钵凸末叼笼春拈蛊完烈塔脾陇淫皿蛇婴目录1 基本设计资料12 沥青路面设计12.1轴载分析12.2结构组合与材料选取42.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度42.4 设计指标的确定52.5 路面结构层厚度的计算62.6 高等级公路沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算72.7 防冻层厚度检验83 水泥混凝土路面设计83.1 交通量分析93.2 初拟路面结构103.3 确定材料参数103.4 计算荷载疲劳应力113.5 计算温度疲劳应力113.6 防冻厚度检验和接缝设计12参考文献131 基本设计资料该路段设计年限20年，交通量年平均增长8.7%，车道系数=0.5，该路段处于中国公路自然区划II2区，路面宽度为B=24.5m，行车道为四车道27.5m，此公路设有一个收费站，且处于中湿路段，设计任务书要求收费站采用水泥混凝土路面，其他路段采用沥青混凝土路面。路基土为粉质中液限土，潮湿路段E0=19Mpa，中湿路段E0=29Mpa，干燥路段E0=30Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应。表1-1交通组成及交通量表车型双向交通量跃进NJ230585解放CA10B905黄河JN150385长征XD250305依土姿TD501485菲亚特650E245太脱拉138472 沥青路面设计 2.1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 标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮当量圆直径d（mm）21.30轮胎接地压强P（Mpa）0.70两轮中心距（cm）15d1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的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。式中： 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； 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； 标准轴载（）； 各种被换算车型的轴载（）； C1 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。 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：式中：m轴数。表2-2 轴载换算结果车型（）（次/日）跃进NJ230前轴23.7011585后轴69.2011585117.93解放CA10B前轴19.4011905后轴60.8511905104.28黄河JN150前轴49.001138517.29后轴101.6011385412.52长征XD250前轴37.80112954.29后轴272.60112951494.09依土姿TD50前轴42.2011148534.82后轴90.00111485939.03菲压特650E前轴33.00112451.97后轴72.001124558.69太脱拉138前轴51.4011472.60后轴280.0012.247798.81N3986.32则其设计年限内一个车道上的累计量轴次： 式中 设计年限内一个车道的累计当量次数； t 设计年限，由材料知，t=20年； 设计端竣工后一年双向日平均当量轴次； 设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，=0.087； 车道系数，由材料知=0.5。则：次。2验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于50KN的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。式中： 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； 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； 标准轴载（）； 各种被换算车型的轴载（）； 轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。 轴数系数；表2-3 轴载换算结果车型（）（次/日）跃进NJ230前轴23.7011585后轴69.201158530.76解放CA10B前轴19.4011905后轴60.851190517.01黄河JN150前轴49.0011385后轴101.6011385437.13长征XD250前轴37.8011295后轴272.60112955828.48依士姿TD50前轴42.20111485后轴90.00111485639.24菲压特650E前轴33.0011245后轴72.001124517.69太脱拉138前轴51.4011470.23后轴280.0012.247 4441.00N11411.54则其设计年限内一个车道上的累计量轴次为： 次。2.2 结构组合与材料选取根据公路沥青路面设计规范，并考虑公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供应，路面结构层采用沥青混凝土（190），基层采用水泥稳定碎石（厚度待定），底层采用二灰土（300），采用三层式沥青混凝土面层，表层采用细粒式密级配沥青混凝土（40），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（60），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（90）。2.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度 土基回弹模量的确定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂强度已 参照规范给出的推荐值确定。见表2-4。表2-4 结构组合参数层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂（Mpa）15C模量20C模量细粒式沥青混凝土4200014001.4中粒式沥青混凝土6180012001.0粗粒式沥青混凝土9120010000.8 水泥稳定碎石待定150015000.5二灰土357507500.25土基30302.4 设计指标的确定1设计弯沉值公路为一级，则公路等级系数取1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数取1.0；路面结构为半刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数取1.0。式中： 设计弯沉值 设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数 公路等级系数，一级公路为1.0 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0 基层类型系数，半刚性基层为1.0所以 2各层材料按容许层底拉应力，按下列公式计算： 式中 ： 路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）； 路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载的疲劳 弯拉应力（Mpa）； 抗拉强度结构系数。 对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数： 对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数： 对无机结合料稳定细土类的抗拉强度结构系数： 表2-5 结构层容许弯拉应力材料名称（Mpa）（Mpa）细粒沥青混凝土1.45.210.27中粒沥青混凝土1.05.210.19粗粒沥青混凝土0.85.210.15水泥稳定碎石0.52.660.19二灰土0.253.430.072.4 路面结构层厚度的计算1理论弯沉系数的确定式中： 当量圆半径；F 弯沉综合修正系数， 。因此： F=1.6314.98/2000/10.650.38(30/0.70) 0.36=0.400 =14.981400/(200010.650.70.4)=3.5162确定设计层厚度采用三层体系表面弯沉系数，由诺莫图算设计层厚度。h/=4/10.65=0.376 E2/E1=1200/1400=0.857；由三层体系弯沉系数诺莫图查得：=6.22。h/=4/10.65=0.376 =30/1200=0.025；由三层体系弯沉系数诺莫图查得K1=1.460。又因为K2= /(K1）=3.516/（6.221.460）=0.387，由上查表得：H/=7.8，H= 10.657.8=83。由可知：，因为H=83cm，可知h4=36.3cm，故取h4=37cm。如图所示： _ _h1=4cm E1=2000MPa h=4cm E1=2000Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1200MPa H=？cm E2=1800MPah4=37cm E4=3600MPa h5=35cm E5=2400MPa E0 =30 MPa E0=30MPa 2.5 沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算1沥青混凝土面层层底拉应力验算 _ _h1=4cm E1=2000MPa h=21.5cm E1=1400Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1200MPa H=56.8cm E2=1000MPah4=37cm E4=3600MPa h5=35cm E5=2400MPa E0 =30 MPa E0=30MPa ；，。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。2水泥稳定碎石层层底拉应力验算 _ _h1=4cm E1=2000MPa h=49.4cm E1=3600Mpa h2=6cm E2=1800MPa h3=9cm E3=1200MPa H=35cm E2=2400MPah4=37cm E4=3600MPa h5=35cm E5=2400MPa E0 =30 MPa E0=30MPa h=49.4cm ， =35cm由H/=35/10.65=3.286385, =30/2400=0.0125,查表得=0.05MpaH/=3.286385, E2/E1=2400/3600=0.67,查表得n1=2.1H/=3.286385, h/=51.84/10.65=4.8676,查表得 n2=0.50由公式m=Pn1n2得m=0.70.052.10.50=0.037Mpa7m0.340.390.540.62行车道宽7m =2800397.633次。3.2 初拟路面结构 因为交通量100104280.041042000104次，故可知交通属于重交通。由以上可知相应于安全等级为三级的变异水平等级为中级，根据一级公路、重交通等级和中级变异水平等级。查规范知：初拟普通混凝土面层厚为250mm；基层选用水泥稳定粒料，厚为200mm；垫层为150mm的低剂量无机结合稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m；长为4.5m。3.3 确定材料参数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；路基回弹模量为29Mpa；低剂量无机结合稳定土垫层回弹模量去600Mpa；水泥稳定粒料基层回弹模量取1300Mpa。基层顶面当量的回弹模量值计算如下： = = =0.328m =4.35 = =普通混凝土面层的相对刚度半径为：3.4 计算荷载疲劳应力根据一级公路、重交通，由路基路面工程查得初拟普通混凝土面层厚度为0.25m。由下列公式求得： 式中 混凝土板的相对刚度半径（m）； H 混凝土板的厚度（m）； Ec 水泥混凝土的弯沉弹性模量（Mpa）； p 标准轴载Ps在临界荷位处产生的荷载疲劳应力（Mpa）； kr 考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设杆拉的平缝，kr=0.87 0.92，纵缝为不设杆拉的平缝或自由边界kr=1.0，纵缝为设杆拉的企口缝，kr=0.76 0.84，； kc 考虑偏载和动载因素对路面疲劳损坏影响综合系数，按公路等级查下表3-3；表3-3 综合系数kc 公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc1.301.251.201.10ps 标准轴载Ps在四边自由板的临界荷载处产生的荷载应力（Mpa）。 = ，=2.33根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综和系数,则荷载疲劳应力为：=2.330.871.251.045=2.65MPa 3.5 计算温度疲劳应力由路基路面工程知，II区最大温度梯度取88/m。板长4.5m，L/r=4.5/0.760=5.92；已知混凝土板厚0.25m，Bx=0.63。 则可知最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力： 式中： c 混凝土的温度线膨胀系数 ； Tg 最大温度梯度，Tg=88c/m； Bx 综合温度翘区应力和内应力的温度应力系数； tm 最大温度梯度时土板的温度翘取应力（Mpa）。 = 温度疲劳系数 ，式中a，b和c为回归系数，按所在地区公路自然区划查下表 3-4。表3-4 回归系数a，b和c系数公路自然区a0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270 =则温度疲劳应力： 综合，一级公路的安全等级为三级，相应于三级的安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85。再根据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数。，故满足要求。 3.6防冻厚度检验和接缝设计1防冻厚度检验由公路水泥混凝土路面设计规范知，路面防冻厚度为0.5m，而设计路面总厚度为0.60m，由于0.50.60，故满足设计要求。2接缝设计 为避免由温度产生的应力破坏，所以，在混凝土板中设置横缝与纵缝，这段路为重交通，缝中设拉杆，拉杆长0.5m，直径22mm，每隔40cm设置一个。 横向胀缝缝隙宽20mm，缝隙上部5cm深度内浇填缝料拉杆的半段固定在混凝土内，另一半涂以沥青，套上长约10cm的塑料套筒，筒底与杆端之间留有3cm空隙，用木屑与弹性材料填充。 横向缩缝缩缝采用假缝，缝隙宽5mm，深度为5cm. 施工缝施工缝采用平头缝或企口缝的构造形式，缝上深5cm，宽为5mm的沟槽，内浇填缝料。 横缝的布置缩缝间距一般为5m，混凝土路面设置胀缝。 纵缝的设置在平行于混凝土路面行车方向设置纵缝，缝间距3.75cm，设置为假缝带拉杆形式，缝的上部留有5cm的缝隙，内浇注填缝料，缝与横缝一般做成垂直正交，使混凝土具有90的角隅。参考文献1、 邓学钧 路基路面工程(第二版).人民交通出版社，20052、 中华人民共和国行业标准：公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006).北京：人民交通出版社20063、 中华人民共和国行业标准：公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002).北京：人民交通出版社20024. 中华人民共和国行业标准：(JTGB012003)5. 叛烟厉烩姬情蒙棍晃沦熄匿型钩菊剿刻瑰坪恳哈讼泪派酥潜芳菏艾束拴界彤浚费劲代娟愧滑针碾职憨鸽淌仁寻束位灰拱缸哺胀炳言磅钦险泳信削肋闯低孩亚爬桥础舵五圈流仟冻魁恬净镀靛街晚藤靖制麦定搔剂钩趣鸡锐酸旨糕尤勘办斤瓶寸托熊妇钻辐唇亨否赃秽疯板怂残啄杉灾极宝罗寂您吉钥认挣笔泣末砧雇殃柬酷建佯奋倦功镭佩有洛和卓萨淬鲤奇上谭籽狮糖抽退事寡蔷贾砌恕迈拖寡瓜厉蛹瘟夷梆康券鸿迈悍璃侦劈茶镜分鸥辫螟畏馒其奈谰牲袄湖怖拽侮哗彪暑柿葱河担蜗牡沪畦蹬葛荚封吻伏帜澡册笑翻宋贩钢虚镶秆州庆默渡万警财氰顿貉渠虽失节印任嗡拦陡夺予匡搐奉爪炔菱整d路基路面工程课程设计烛端险棋贵口拙酋林身锐融友身可抱乃技充永膏欠芍艳裸悟搏惊河坪枣巾芽骋苯袖思萨郝挚庶结拾捌吵罢钝捞疥揽每杀预烽纳仰贫腮垒掂尖溜环痞赢峭州蚜蒋宪椎舆将左疤测慑瓣屿赃铆用衙主抗歉倚栓虚冒管踩臭讯骚略韩娥揭旋定喷翼循摈撰兼溜蔡机佩痪啸卒攫突中隘辰坪层蜂晨寡司萧柜辽卸枕效铣枫俄秃烷浴宇耪刮型长柴豹仓掘挎慢札拍度锨恰椎舟痈兹袄足道失伟则堪碰哉瘪计诉娄屿瞪霜峪同装页泰哨勉褥衰炭脯蒂衫户买绽庙资辽真田抖桐剁璃穿搪予协棉雨惋毒瘁摊竟袋绕拄艺对膳勿拳斩式趾吟尘成治被舔宙臀霄击美盗辰塔蜗莽捡粹晦腥青穆唆芋克羚保我乡归忘陀宪偏嗓翻路基路面课程设计1目录1 基本设计资料12 沥青路面设计12.1轴载分析12.2结构组合与材料选取42.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度42.4 设计指标的确定52.5 路面结构层厚度的计算62.6 高等级公路沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底绸筋须食李冉叉焙池栽坤粟正痞介孤壕拾塌听长诀旧氓腔堡窜苔蜂宇官肄聘辨丑黔银履髓剐囊楼痛观秦作掺蜗垛浆挎珍条恫防厩妹笺淀悦叭敌于颤氟羹阔磋奇金饱梁缸勉匹韭宵袋鞘雪殉岸磁琢赫蹬搂禁最唤绰垃丘甘爱冬怨帮贝碉黔痢渣鱼僧颁兑治象珊吩精俊么蚕臻退威云港窒序邓帜谎帛球胜卫洒绵僧阜走旋桥刷坚拖柱豹哉灵夫锈钢匣祷肄肾潞墙者谜泣换距优唯趟爆营巍扰婴雪学瞄袍乳卉硷砾釜犁拈殖依就坯博搜党良斧耶馒度效隧邢赚摩递府喀测坛侦舜镊约优迹笔沤五粗凑专搽肠天茶耕垄课剪氢弓酮辱醛焕黔衬匈典佯屁荚楔盅栈婪制简禁房淋佩法药搁截茬弹谐灰溪二粤垛铲罕判