路基路面课程设计文档格式.docx
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+2𝑎
）𝑡
𝑎
𝑛
𝛼
=0+0−1×
2×
（2+0+2×
1.11）×
80
=−1.688
2 200
𝑡
𝜃
=−𝑡
±
√（𝑐
𝑜
𝜙
+𝑡
）（𝐵
0+𝑡
）
解得𝑡
=0.47或-5.13（舍），则𝜃
=acrtan0.47=25°
10′
𝐸
=𝛾
（𝐴
𝑡
−𝐵
）cos（𝜃
+ϕ）
0
0sin（𝜃
+𝜓
′
=18×
（4.22×
0.47+1.688）cos（25°
10′+30°
sin（25°
10+66°
48′）
=37.77𝑘
𝑁
𝑥
=𝐸
cos（𝛼
+𝛿
）=37.77×
cos（21°
48′+15°
）=30.24𝑘
，
𝑦
sin（𝛼
sin（21°
）=22.63𝑘
③墙体抗滑及抗倾覆稳定性验算
（1）抗滑稳定性验算需满足：
（0.9G+gQ1Ey）m+0.9Gtana0³
gQ1Ex
其中𝛼
0为基底倾斜角，𝛼
0=5°
43′
取单位长度,则可得
G=（
0.6+1.5
2 ×
2.0+
0.31+0.5
1.9）×
1×
22=63.13𝑘
（0.9G+𝛾
𝑄
1𝐸
）μ+0.9Gtan𝛼
=（0.9×
63.13+1.4×
22.63）×
0.6+0.9×
63.13×
tan5°
=58.79kN≥𝛾
=1.4×
30.24=42.34𝑘
故满足抗滑稳定性的要求。
（2）抗倾稳定性验算需满足：
0.9GZG+gQ1（EyZx-ExZy）>
0
1 2 （ ） 1
𝐺
1=2×
0.1×
（0.1+0.1×
3）+0.6×
（
1
×
0.2+0.6+0.8×
3）=1.47
0.2+0.3
+0.8×
2
1 1 2
2=0.31×
1.9×
2+1.9×
0.19×
3=0.79
1.47+0.79
𝑍
=（0.6+1.5）×
1+（0.31+0.5）×
1=0.79𝑚
2 2
k=1+2ℎ0=2.11
𝐻
Zy=H/3+h0/3k=0.842m，Zx=B-Zytana=1.9-0.842´
tana=1.563m
0.9G𝑍
+𝛾
1（𝐸
−𝐸
𝑍
=0.9×
58.79×
0.79+1.4×
（22.63×
1.563−30.24×
0.842）
=55.67kN∙m>
故满足抗倾稳定性的要求。
④基底应力及合力偏心距验算
N1=（G𝛾
−W）cos𝛼
0+𝛾
𝑠
𝑖
=（63.13×
1.2+1.4×
22.63−0）×
0.995+1.4×
30.24×
0.1=111.13kN
B 1.9
𝑀
=G×
（2−𝑍
）=63.13×
（2−0.79）=10.1kN∙m
（𝑍
−0.9）=30.24×
0.842−22.63×
（1.563−0.9）
=10.46kN∙m
=1.4𝑀
+1.2𝑀
=26.76kN∙m
𝑒
=𝑀
1
=0.24𝑚
<
𝐵
=0.32𝑚
6
𝑝
=𝑁
1（1+6𝑒
）=111.13（1+6×
0.24）=102.82𝑘
𝑃
𝑚
𝐴
𝐵
1.9
1.9
1（1−6𝑒
）=111.13（1−6×
0.24）=14.16𝑘
基底合力偏心距要求：
≤𝐵
=1.9=0.48𝑚
符合偏心距要求。
4 4
f=fk+k1g1（b-3）+k2g2（h-0.5）
=450+0+4.4´
18´
（1-0.5）=490kPa
（=102.82𝑘
）<
1.2𝑓
（=1.2×
490=588𝑘
满足地基承载力的要求。
⑤墙身断面强度验算
（1）强度计算
取1/2高处的水平断面进行验算：
′=1.61 𝐵
′=−0.644
0 0
tan𝜃
=0.47
′=18×
（1.61×
0.47+0.644
cos55°
sin91°
58′=14.41𝑘
′=11.54kN 𝐸
′=8.63kN 𝑘
′=1+2ℎ0=3.22
𝑦
1 𝐻
故𝑍
′=𝑍
=0.45m𝑍
′=1.07m 𝐺
′=20.35kN/m
0 𝑦
𝑥
由以上数据计算可知
1×
0.05×
（0.2+0.05×
2）+0.6×
0.55+0.4×
（0.4×
1+0.85）
= 2
=0.58𝑚
3 2 3
（0.6+1.25）×
1
y
N'
=G'
+E'
=28.98kN
′=20.35×
（0.6−0.58）+11.54×
0.45−8.63×
（1.07−0.6）=1.54𝑘
′ 𝐵
得𝑒
0=𝑁
′=0.05<
6=0.32
e
1-256（ ）8
a=B =0.98
1+ 0
K e
12（ ）2
B
A=1´
1.0´
（0.6+1.25）=0.925m22
Nj=g0（gGNG+gQ1NQ1+å
gQiyCiNQi）=1.0´
（1.2´
20.35+1.4´
8.63+0）=36.50kN
aAR/g
=0.98´
0.925´
700=274.7kN³
N
=36.50kN
K K K
H
2.31 j
因为此路肩墙
=1.05<
10,为矮墙，可以不考虑纵向稳定问题。
（2）正截面直接受剪时验算
=E
'
Qj x
=11.54kN
AR/g+fN
=0.925´
80+0.42´
28.98=44.21kN³
Q
jj K m1
2.31j
设计的改进措施：
经验算可知，截面的设计偏于安全，经济性相对较差。
可以在设置倾斜基底、展宽墙趾的基础上适当减小截面尺寸。
同时，可以适当调整上下宽度以控制
a<
21o48'
，以优化截面的形式和尺寸，提高经济性。
⑥画出纵断面布置图、平面图及挡墙横断面图
分段长
泄水孔
地面线
单位：
cm
伸缩缝或
沉降缝
纵断面布置图
平面图
横断面图
二、沥青路面设计
南京地区某高速公路，其中某段经调查路基为粉质中液限粘土，地下水位1.1m，路基填土高度0.5m。
近期混合交通量为25350辆/日，交通组成和代表车型的技术参数分别如表1、表2所示，交通量年平均增长率8%。
该路沿线可开采砂砾、碎石，并有石灰、水泥、粉煤灰、沥青供应。
请设计合适的半刚性沥青路面结构。
表1某路段混合交通组成
车型分类
一类车
二类车
三类车
四类车
五类车
六类车
代表车型
桑塔纳
五十铃
解放CA10B
黄河JN150
黄河JN162
交通SH361
比重（%）
24.57
42.30
22.04
9.01
1.89
0.18
表2代表车型的技术参数
序号
汽车型号
总重（kN）
载重（kN）
前轴重（kN）
后轴重（kN）
后轴数
轮组数
轴距（cm）
出产国
21.00
42.00
80.25
40.00
19.40
60.85
双
中国
4
150.60
82.60
49.00
101.60
5
174.50
100.00
59.50
115.00
280.00
150.00
60.00
2*110.0
130.00
2、设计依据：
《公路沥青路面设计规范（JTGD50—2006）》邓学钧主编《路基路面工程（第三版）》
3、设计内容：
①土基回弹模量的确定
南京属于东南湿热区（IV1区），雨量充沛集中，雨型季节性强，台风暴雨多，水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害，路面结构应结合排水系统进行设计。
根据查表法，设计路段路基处于中湿状态，路基土为粉质中液限粘土，0.90≤ω𝑐
1.05。
预估土基回弹模量设计值为30.0MPa。
②设计年限内一个车道的累积当量轴次和设计弯沉值
已知标准轴载P=100kN；
同时该高速公路为双向四车道，车道系数取0.4。
（1）以弯沉值和沥青的层底拉应力为设计指标时的轴载当量换算：
N=å
C×
Pi4.35
K
Cn（ ）
i=1
2iP
轴载小于40KN的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当量换算。
由表可知，桑塔纳和五十铃两种车型可忽略不计。
100
解放CA10B，N=22.04%×
25350×
（60.85）4.35=643.76
黄河JN150，N=9.01%×
[6.4×
（49）4.35+（101.6
4.35
]
） =3103.82
100 100
黄河JN162，N=1.89%×
（59.5）4.35+（115）4.35]=1200.44
交通SH361，𝑐
1=1+1.2（m−1）=2.2
100
60 4.35
110
N=0.18%×
（100）
+（100）
×
2.2]=183.61
N1=∑N=643.76+3103.82+1200.44+183.61=5131.63
设计年限累计当量轴载次数
=
[（1+𝑟
）𝑡
−1]×
365
𝑟
×
𝑁
η
15
[（1+8% −1）×
365]
=
设计弯沉值
）
8% ×
5131.63×
0.4=20342852
𝑐
𝑠
𝑙
𝑑
=600𝑁
−0.2𝐴
𝐴
=20.72（0.01mm）
（2）以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时的轴载当量换算：
C'
×
'
Pi8
解放CA10B，N=22.04%×
（60.85 8
=105.02
[18.5×
（49）8+（101.6
8
]=2733.72
黄河JN162，N=1.89%×
（59.5
100）
8+（115
8
]=1604.86
交通SH361，c′=1+2（m−1）=2.2
3]=307.61
N1=∑N=105.01+2733.72+1604.86+307.61=4751.21
[（1+𝑟
[（1+8%）15−1）×
4751.21×
0.4=18834788
=21.04（0.01mm）
③根据设计资料，确定合适的面层类型
高速公路一般选用三层沥青面层结构。
通常认为密实型中粒式或细粒式沥青混凝土混合料（如DAC-13、DAC-16）最宜用于表面层，可以防止水害及冻害。
密实型级配沥青混合料的抗裂性、疲劳强度和耐久性较优越。
对于重交通和特重交通等级，普通热拌和沥青混凝土混合料不能满足使用要求时，可以采用SMA-10、SMA-13沥青混合料，必要时可以采用改性沥青混合料。
沥青中面层和下面层经受着与沥青上面层相同的不利工作环境，通常选用密实型中粒式和粗粒式混合料（如DAC-20，DAC-25），有时对于特重交通等级也有采用SMA-20沥青混合修筑中面层并采用改性沥青混合料。
初步使用：
上面层：
密实型细粒式沥青混凝土混合料中面层：
密实型中粒式沥青混凝土混合料下面层：
密实型粗粒式沥青混凝土混合料
④拟定2种可能的路面结构组合与厚度方案，确定各结构层材料的计算参数根据附录给出的南京地区材料价格以及示例，初步拟定以下两种结构层组合：
（1）4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+？
水泥稳定碎石基层+20cm水泥石灰沙砾土层，以水泥稳定碎石基层为设计层。
15℃ 20℃ 方差 劈裂强度（单位MPa）
--------------------------------------------------------------------
细粒式沥青混凝土 4cm 2000 1400 200 1.4
中粒式沥青混凝土 6cm 1800 1200 100 1.0
---------------------------------------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 8cm 1400 1000 50 0.8
水泥稳定碎石 ？
cm 3600 1500 200 0.5
（拉应力）（弯沉）
----------------------------------------------------------------------
水泥石灰砂砾土 20cm 1850 1000 100 0.35
-----------------------------------------------------------------------
土基
（2）4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土+？
二灰碎石基层+20cm二灰土，以水泥稳定碎石基层为设计层。
二灰碎石 ？
cm 3600 1500 200 0.65
二灰土 20cm 2400 750 100 0.25
⑤根据《公路沥青路面设计规范》，计算或验算拟定的路面结构
（1）程序结果：
层位 层间条件弹性模量 标准差 泊松比 厚度 层间系数
1 完全连续 1400.000200.000 .350 4.000 .000
2 完全连续 1200.000100.000 .350 6.000 .000
3 完全连续 1000.00050.000 .350 8.000 .000
4 完全连续 1500.000200.000 .250待设计 .000
5 完全连续 1000.000100.000 .25020.000 .000
6 30.000 .000 .350
-----------------------------------------------------------------
荷载 垂直力 半径 荷载位置XY1 .7000 10.6500 .0000 .0000
2 .7000 10.6500 31.9500 .0000
设计弯沉值与理论弯沉=.2073 .4586 计算厚度 =38.49
容许强度与计算强度=
.3826
-.2592
考虑强度设计厚度=38.49
-.1285
.2733
-.0248
-.0567
.2187
-.1000
.2218
.1068
.1116
.1208
.0890
容许
升级会员 