《路基路面设计计算书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路基路面设计计算书.doc（22页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、路基路面课程设计 2007-4 -9路基路面工程课程设计第一部分 新建道路一、 新建路段干湿类型确定新建路段各路段土基干湿状态可由临界高度确定，分别取，从而确定突击干燥、中湿、潮湿、过湿四种类型，如下图所示：由上图可得知，干燥路段：桩号K0+560 K0+788.89，土基刚度；中湿路段：桩号K0+385 K0+560 , K0+788.89 K0+900，；潮湿路段：桩号K0+226.47 K0+385 , K0+900 K1+110， ；过湿路段：桩号K0+000 K0+226.47 , K1+110 K3+000， 。二、新建沥青路面一级沥青路面，设计年限取为15a（2002年2016年
2、）。1标准轴载换算：1999年交通组成情况：车型前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）日交通量（辆/d）黄河JN-15049.00101.601双1246解放CA10B19.4060.851双2421东风EQ14023.7069.201双630日野KB22250.20104.301双84太脱拉13851.402*80.002双1.3232交通SH14125.5555.101双845（）以弯沉作为设计指标：标准轴载当量轴次：代入数值得日标准轴载作用次数，取2363轴次/日。（2）以半刚性基层容许拉应力为设计指标：标准轴载当量轴次：代入数值得日标准轴载作用次数， ，取1721轴次
3、/日。（3）交通量计算：2001年底通车，则 ，取3169轴次/日 ，取2308轴次/日 ，取7348轴次/日 ，取5352轴次/日2002年至2010年交通量：轴次 轴次2011年至2016年交通量： 轴次 轴次故得，2002年正式通车至2016年设计年限内总交通量为： 轴次； 轴次。2路面结构层设计：设计弯沉：，式中，（一级公路），（沥青面层），（初拟为半刚性基层）。容许弯拉应力：，式中，结构抗拉强度系数： （沥青层）； （水泥、二灰稳定粒料）； （二灰土、石灰土）。初选路面结构层材料，各项参数如下表所示：材料抗压模量（MPa）弯拉强度（MPa）结构强度系数容许拉应力 （MPa）(弯沉)(
4、弯拉)细粒式沥青混凝土140020001.22.5230.476中粒式沥青混凝土120016001.02.5230.396粗粒式沥青混凝土90012000.82.5230.317水泥稳定碎石150015000.62.1140.284二灰稳定砂砾140014000.62.1140.284二灰土8008000.32.7180.110石灰土5505500.252.7180.092级配碎石230230天然沙砾180180（1）干燥路段（桩号K0+560 K0+788.89）：设计弯沉：，土基刚度：。方案1初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 粗粒式沥青混凝土5cm +
5、 水泥稳定碎石20cm + 石灰粉煤灰土，以石灰粉煤灰土为设计层。将各设计参数输入路面结构设计软件得，石灰粉煤灰土厚度为31.1cm.，可满足弯沉和弯拉应力要求，为方便施工，取为32cm。干燥路段无需考虑最小防冻层厚度。- 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 5 cm - 水泥稳定碎石 20 cm - 石灰粉煤灰土（？） 32 cm - 土基方案2初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 粗粒式沥青混凝土5cm + 石灰粉煤灰砂砾25cm + 石灰土，以石灰土为设计层。将各设计参数输入路面结构设计软件得，石灰粉煤灰土厚
6、度为31.3 ，可满足弯沉和弯拉应力要求，为方便施工，取为32cm。干燥路段无需考虑最小防冻层厚度。- 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 5 cm - 石灰粉煤灰砂砾 25 cm - 石灰土（？） 32 cm - 土基（2）中湿路段（桩号K0+385 K0+560 , K0+788.89 K0+900）该段土基刚度： ，最小防冻层厚度为40cm.。方案1初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 粗粒式沥青混凝土5cm + 水泥稳定碎石20cm + 石灰粉煤灰砂砾，以石灰粉煤灰砂砾为设计层。将各设计参数输入路面结构设计
7、软件得，石灰粉煤灰砂砾厚度为30.7cm，可满足弯沉和弯拉应力要求。为方便施工，取为31cm。路面总厚度63cm 40cm，满足最小防冻层厚度要求。- 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 5 cm - 水泥稳定碎石 20 cm - 石灰粉煤灰砂砾（？） 31 cm - 土基方案2初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 粗粒式沥青混凝土5cm + 石灰粉煤灰砂砾25cm + 石灰粉煤灰土，以石灰粉煤灰土为设计层。将各设计参数输入路面结构设计软件得，石灰粉煤灰土厚度为33.7cm，可满足弯沉和弯拉应力要求。为方便施工，取
8、为34cm。路面总厚度71cm 40cm，满足最小防冻层厚度要求。- 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 5 cm - 石灰粉煤灰砂砾 25 cm - 石灰粉煤灰土（？） 34 cm - 土基（3）潮湿路段（桩号K0+226.47 K0+385 , K0+900 K1+110）该段土基刚度： ，最小防冻层厚度为50cm.。方案1初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 粗粒式沥青混凝土5cm + 水泥稳定碎石20cm + 石灰粉煤灰砂砾，以石灰粉煤灰砂砾为设计层。将各设计参数输入路面结构设计软件得，石灰粉煤灰砂砾厚度为
9、33.7cm，可满足弯沉和弯拉应力要求。为方便施工，取为34cm。路面总厚度66cm 50cm，满足最小防冻层厚度要求。- 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 5 cm - 水泥稳定碎石 20 cm - 石灰粉煤砂砾（？） 34 cm - 土基方案2初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 粗粒式沥青混凝土5cm + 石灰粉煤灰砂砾20cm + 石灰粉煤灰土 + 级配碎石20cm，以石灰粉煤灰土为设计层。将各设计参数输入路面结构设计软件得，石灰粉煤灰土厚度为34.1cm，可满足弯沉和弯拉应力要求。为方便施工，取为35c
10、m。路面总厚度87cm 50cm，满足最小防冻层厚度要求。- 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 5 cm - 石灰粉煤砂砾 20 cm - 石灰粉煤灰土（？） 35 cm- 级配碎石 20 cm - 土基（4）过湿路段（桩号K0+000 K0+226.47 , K1+110 K3+000）该段土基刚度： ，最小防冻层厚度为60cm.。方案1初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 粗粒式沥青混凝土5cm + 水泥稳定碎石25cm + 石灰粉煤灰土 + 级配碎石20cm，以石灰粉煤灰土为设计层。将各设计参数输入路面结构
11、设计软件得，石灰粉煤灰土厚度为37.8cm，可满足弯沉和弯拉应力要求。为方便施工，取为38cm。路面总厚度95cm 60cm，满足最小防冻层厚度要求。- 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 5 cm- 水泥稳定碎石 25 cm- 石灰粉煤灰土（？） 38 cm- 级配碎石 20 cm- 土基方案2初拟路面结构为：细粒式沥青混凝土3cm + 中粒式沥青混凝土4cm + 粗粒式沥青混凝土5cm + 水泥稳定碎石20cm + 石灰粉煤灰砂砾 + 天然砂砾20cm，以石灰粉煤灰砂砾为设计层。将各设计参数输入路面结构设计软件得，石灰粉煤灰砂砾厚度为37.1cm，
12、可满足弯沉和弯拉应力要求。为方便施工，取为38cm。路面总厚度90cm 60cm，满足最小防冻层厚度要求。- 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 5 cm- 水泥稳定碎石 20 cm- 石灰粉煤灰砂砾（？） 38 cm- 天然砂砾 20 cm- 土基3工程量计算面层宽15m，基层及底基层宽15.3m，垫层宽15.8m。（1）干燥路段：桩号K0+560 K0+788.89，总长度228.89m.。方案比选材料方案方案长度(m)宽度(m)厚度(m)体积()长度(m)宽度(m)厚度(m)体积()细粒式沥青混凝土228.89150.03103.00228.89
13、150.03103.00中粒式沥青混凝土228.89150.04137.33228.89150.04137.33粗粒式沥青混凝土228.89150.05171.67228.89150.05171.67二灰稳定砂砾-228.8915.30.25875.50石灰土-228.8915.30.321120.65水泥稳定碎石228.8915.30.20700.40-二灰土228.8915.30.321120.65-（2）中湿路段：桩号K0+385 K0+560 , K0+788.89 K0+900，总长度286.11m。方案比选材料方案方案长度(m)宽度(m)厚度(m)体积()长度(m)宽度(m)厚度(
14、m)体积()细粒式沥青混凝土286.11150.03128.75228.89150.03128.75中粒式沥青混凝土286.11150.04171.67228.89150.04171.67粗粒式沥青混凝土286.11150.05214.58228.89150.05214.58水泥稳定碎石286.1115.30.20875.50-二灰稳定砂砾286.1115.80.311401.37228.8915.30.25875.50二灰土-228.8915.80.341229.60（3）潮湿路段：桩号K0+226.47 K0+385 , K0+900 K1+110，总长度368.53m。方案比选材料方案方
15、案长度(m)宽度(m)厚度(m)体积()长度(m)宽度(m)厚度(m)体积()细粒式沥青混凝土368.53150.03165.84368.53150.03165.84中粒式沥青混凝土368.53150.04221.12368.53150.04221.12粗粒式沥青混凝土368.53150.05276.40368.53150.05276.40水泥稳定碎石368.5315.30.201127.70-二灰稳定砂砾368.5315.80.341979.74368.5315.30.201127.70二灰土-368.5315.30.301691.55级配碎石-368.5315.80.201164.55（4
16、）过湿路段：桩号K0+000 K0+226.47 , K1+110 K3+000，总长度2116.47m。方案比选材料方案方案长度(m)宽度(m)厚度(m)体积()长度(m)宽度(m)厚度(m)体积()细粒式沥青混凝土2116.47150.03952.412116.47150.03952.41中粒式沥青混凝土2116.47150.041269.882116.47150.041269.88粗粒式沥青混凝土2116.47150.051587.352116.47150.051587.35水泥稳定碎石2116.4715.30.258095.502116.4715.30.206476.40二灰稳定砂砾-
17、2116.4715.30.3812305.16二灰土2116.4715.30.3812305.16-级配碎石2116.4715.80.206688.05-天然砂砾-2116.4715.80.206688.05三、新建水泥混凝土路面1 标准轴载换算设计使用年限为30年（2002年2031年）。标准轴载换算：，式中轮轴系数取值如下：单轴单轮组时（汽车前轴）；单轴双轮组时取1.0， 双周双轮组时。代入数值计算如下：日标准轴载作用次数： 轴次/日， 轴次/日， 轴次/日。水泥混凝土路面标准轴载累计作用次数：，取车轮轮迹横向分布系数。2002年2010年交通量： 轴次。2011年 2031年交通量： 轴
18、次。则20022031年设计年限内交通量： 轴次，属于重交通。2 路面结构设计一级重交通，变异水平等级为中级（表12-9），初拟普通水泥混凝土面层厚度为（表12-2），可靠度指标（表12-11）。普通混凝土弯拉强度标准值，抗压强度41.8MPa，弯拉弹性模量31GPa（表12-16、12-17）。（1）干燥路段（桩号K0+560 K0+788.89）土基回弹模量，干燥路段不需验算最小防冻层厚度。方案1初拟路面结构如下：- 普通水泥混凝土 0.25m - 二灰稳定砂砾 0.15m - 二灰土 0.15m -土基 基层顶面当量回弹模量：当量弯曲刚度：当量厚度：回归系数：基层顶面当量回弹模量：普通水
19、泥混凝土面层的相对刚度半径：标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力：接缝传荷折减系数，疲劳应力系数，综合系数。荷载疲劳应力：区最大温度梯度，取板长L=5m，,又混凝土板厚，根据图12-12可查得，温度应力系数。于是得最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力：温度疲劳应力系数：，式中，回归系数（表12-21区）代入数值得温度疲劳应力：可靠度系数，在以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计极限状态时，需满足，代入数值：可见，能够满足荷载应力和温度应力的综合疲劳作用要求。干燥路段不需验算最小防冻层厚度。方案初拟路面结构如下：- 普通水泥混凝土 0.25m - 二灰稳定砂砾 0.15m - 天然砂砾
20、 0.2m -土基 计算过程同上，代入数值可得到各参数如下：。可见，能够满足荷载应力和温度应力的综合疲劳作用要求。干燥路段不需验算最小防冻层厚度。（2）中湿路段（桩号K0+385 K0+560 , K0+788.89 K0+900）土基回弹模量，最小防冻层厚度为0.4m。方案初拟路面结构如下：- 普通水泥混凝土 0.25m - 水泥稳定砂砾 0.15m - 二灰土 0.15m -土基 计算过程同上，代入数值可得到各参数如下：可见，能够满足荷载应力和温度应力的综合疲劳作用要求。路面总厚度为0.55m，满足最最小防冻层0.4m的要求。方案初拟路面结构如下：- 普通水泥混凝土 0.25m - 二灰稳
21、定砂砾 0.20m - 二灰土 0.15m -土基 计算过程同上，代入数值可得到各参数如下：可见，能够满足荷载应力和温度应力的综合疲劳作用要求。路面总厚度为0.5m，满足最最小防冻层0.4m的要求。（3）潮湿路段（桩号K0+226.47 K0+385 , K0+900 K1+110）土基回弹模量，最小防冻层厚度为0.5m。方案初拟路面结构如下：- 普通水泥混凝土 0.25m - 二灰稳定砂砾 0.20m - 二灰土 0.20m -土基 计算过程同上，代入数值可得到各参数如下：可见，能够满足荷载应力和温度应力的综合疲劳作用要求。路面总厚度为0.65m，满足最最小防冻层0.5m的要求。方案初拟路面结构如下：- 普通水泥混凝土 0.25m - 水泥稳定砂砾 0.20m - 天然砂砾 0.30m -土基 计算过程同上，代入数值可得到各参数如下：可见，能够满足荷载应力和温度应力的综合疲劳作用要求。路面总厚度为0.75m，满足最最小防冻层0.5m的要求。（4）过湿路段（桩号K0+000 K0+226.47 , K1+110 K3+000）土基回弹模量，最小防冻层厚度取为0.6m。方案初拟路面结构如下：