路基路面课程设计完整版.docx
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路基路面课程设计完整版
路基路面课程设计【完整版】
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1设计原始资料
1.1气象资料
该路是在江西南昌修筑，该处自然区划为IV5区，工程工程所处的地方为江南丘陵过湿区，年降雨量较充足，冬天偶尔出现严寒天气,年平均气温17.3～18.6℃,年月平均最高气温40.2℃，月平均最低气温-5℃。
雨水充分,雨季主要集中在3～6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。
1.2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。
1.3地震根本烈度
本工程沿线地震烈度相当于Ⅵ度区，属根本稳定至稳定区。
1.4交通资料
修建一条一级公路，路基宽度为B=24.5m，行车道为四车道2×7.5m。
相关地土质状况及土体回弹模量均根据所给地区具体状况自行搜集
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】
车型
双向交通量
跃进NJ230
590
解放CA10B
850
黄河JN150
415
长征XD250
315
依土姿TD50
1150
菲亚特650E
250
太脱拉138
48
交通量年增长率γ〔表1-2〕
设计年限
年增长率
20年
4.5%
2沥青路面设计
2.1路基处理
〔1〕原地面的处理
采用换填土层法，将基底下一定深度范围的是软土层挖去，换以强度较大的碎石，予以压实。
〔2〕路基填料的选择
由题知，此地区土质是素填土层，下层粘性土，公路沿线有小型采石场和石灰厂，并查书表6-10，可选用粒径10~15cm的碎石和适量石灰拌合作为路基填料。
2.2土基回弹模量确实定
查书表3-4，知V区枯燥状态的粘质土的
，取
。
查书表11-16，确定
区粘质土
时的土基回弹模量为39.5MPa，采用重型击实标准，提高20%，
，因此取土基回弹模量
。
2.3路基压实
查书表15-36，初压采用钢筒式压路机以3km/h的速度匀速压实，复压采用钢筒式压路机以4km/h的速度匀速压实，终压采用钢筒式压路机以5km/h的速度匀速压实。
2.4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黄河JN15049101.61双轮组415
2长征XD25037.872.62双轮组<3315
3解放CA10B19.460.851双轮组850
4跃进NJ13120.238.21双轮组590
5依士兹TD5042.2801双轮组1150
6菲亚特650E33721双轮组250
7太脱拉13851.4802双轮组<348
设计年限20车道系数0.5交通量平均年增长率4.5％
一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量
Nh=1514,属重交通等级
〔1〕当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时:
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
1618
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
9263511
属中等交通等级
〔2〕当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:
路面营运第一年双向日平均当量轴次:
850
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
4866492
属中等交通等级
2.5确定交通等级
路面设计交通等级为重交通等级
2.6路面结构层材料确实定
公路等级一级公路
公路等级系数1面层类型系数1路面结构类型系数1
路面设计弯沉值:
24.3（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1.40.46
2中粒式沥青混凝土10.33
3粗粒式沥青混凝土0.80.26
4石灰粉煤灰碎石0.60.32
5石灰土0.250.1
6天然砂砾
2.7新建路面结构厚度计算
新建路面的层数:
6
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
24.3（0.01mm）
路面设计层层位:
4
设计层最小厚度:
150（mm）
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力
（mm）模量（MPa）（MPa）模量（MPa）（MPa）（MPa）
1细粒式沥青混凝土3014000200000.46
2中粒式沥青混凝土4012000160000.33
3粗粒式沥青混凝土609000120000.26
4石灰粉煤灰碎石21015000150000.32
5石灰土250550055000.1
6天然砂砾15015001500
7新建路基45
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=24.3（0.01mm）
H（4）=200mmLS=24.4（0.01mm）
H（4）=250mmLS=21.7（0.01mm）
H（4）=201mm（仅考虑弯沉）
按容许拉应力计算设计层厚度:
H（4）=201mm（第1层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=201mm（第2层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=201mm（第3层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=201mm（第4层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=201mm（第5层底面拉应力计算满足要求）
路面设计层厚度:
H（4）=201mm（仅考虑弯沉）
H（4）=201mm（同时考虑弯沉和拉应力）
2.8验算路面防冻厚度
路面最小防冻厚度800mm
验算结果说明,路面总厚度比路面最小防冻厚度小69mm,
程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足.
2.9路面结构厚度设计结果
通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度缺乏局部增补到路面
最下层,最后得到路面结构设计结果如下:
----------------------------------------
细粒式沥青混凝土30mm
----------------------------------------
中粒式沥青混凝土40mm
----------------------------------------
粗粒式沥青混凝土60mm
----------------------------------------
石灰粉煤灰碎石210mm
----------------------------------------
石灰土250mm
----------------------------------------
天然砂砾210mm
----------------------------------------
新建路基
2.10交工验收弯沉值和层底拉应力计算
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数
（mm）模量（MPa）（MPa）模量（MPa）（MPa）
1细粒式沥青混凝土3014000200001
2中粒式沥青混凝土4012000160001
3粗粒式沥青混凝土609000120001
4石灰粉煤灰碎石21015000150001
5石灰土250550055001
6天然砂砾210150015001
7新建路基451
计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:
第1层路面顶面交工验收弯沉值LS=22.9（0.01mm）
第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=24.6（0.01mm）
第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=27（0.01mm）
第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=30.5（0.01mm）
第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=69（0.01mm）
第6层路面顶面交工验收弯沉值LS=197.2（0.01mm）
路基顶面交工验收弯沉值LS=207（0.01mm）（根据“公路沥青路面设计标准〞公式计算）
LS=261.9（0.01mm）（根据“公路路面基层施工技术标准〞公式计算
计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
（未考虑综合影响系数）
第1层底面最大拉应力σ
（1）=-0.25（MPa）
第2层底面最大拉应力σ
（2）=-0.106（MPa）
第3层底面最大拉应力σ（3）=-0.053（MPa）
第4层底面最大拉应力σ（4）=0.12（MPa）
第5层底面最大拉应力σ（5）=0.059（MPa）
3水泥混泥土路面设计
设计内容:
新建单层水泥混凝土路面设计
公路等级:
一级公路
变异水平的等级:
低级
可靠度系数:
1.12
面层类型:
钢筋混凝土面层
序号路面行驶前轴数前轴重后轴数后轴重拖挂局部拖挂局部交通量
车辆名称（kN）（kN）的轴数轴重（kN）
1货车120.2138.200590
2货车119.4160.8500850
3货车148.31100.300415
4货车137.8272.600315
5货车142.2180001150
6货车13317200250
7货车151.42800048
行驶方向分配系数0.5车道分配系数0.6
轮迹横向分布系数0.18交通量年平均增长率4.5％
3.1计算设计年限内的轴载累计次数
设计轴载100kN
最重轴载100.3kN
路面的设计基准期:
30年
设计车道使用初期设计轴载日作用次数:
143
设计基准期内设计车道上设计轴载累计作用次数:
573168
路面承受的交通荷载等级:
中等交通荷载等级
3.2确定基〔垫〕层材料
混凝土弯拉强度5MPa混凝土弹性模量31000MPa
混凝土面层板长度6m地区公路自然区划Ⅳ
面层最大温度梯度88℃/m接缝应力折减系数0.87
混凝土线膨胀系数1010-6/℃
基（垫）层类型----新建公路路基上修筑的基（垫）层
层位基〔垫〕层材料名称厚度（mm）材料模量（MPa）
1级配碎石200300
2新建路基45
板底地基当量回弹模量ET=100MPa
3.3确定面层厚度
中间计算结果:
（以下符号的意义请参看“程序使用说明〞）
HB=230DC=32.15R=0.829SPS=1.849
SPM=1.854SPR=3.77SPMAX=1.77
CL=1.012BL=0.641STMAX=2.01KT=0.48
STR=0.96SCR=4.73GSCR=5.3RE=6%
SCM=3.78GSCM=4.23REM=-15.4%
HB=239DC=36.08R=0.861SPS=1.758
SPM=1.763SPR=3.58SPMAX=1.69
CL=0.988BL=0.598STMAX=1.95KT=0.47
STR=0.92SCR=4.5GSCR=5.04RE=0.8%
SCM=3.64GSCM=4.08REM=-18.4%
HB=241DC=36.99R=0.869SPS=1.74
SPM=1.745SPR=3.55SPMAX=1.67
CL=0.981BL=0.587STMAX=1.93KT=0.47
STR=0.91SCR=4.46GSCR=5RE=0%
SCM=3.6GSCM=4.03REM=-19.4%
混凝土面层荷载疲劳应力:
3.55MPa
混凝土面层温度疲劳应力:
0.91MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层综合疲劳应力:
5MPa〔小于或等于面层混凝土弯拉强度
混凝土面层最大荷载应力:
1.67MPa
混凝土面层最大温度应力:
1.93MPa
考虑可靠度系数后混凝土面层最大综合应力:
4.03MPa〔小于或等于面层混凝土弯拉强度〕
满足路面结构极限状态要求的混凝土面层设计厚度:
241mm
3.4验算防冻厚度
路面结构层最小防冻厚度800mm
新建基（垫）层总厚度200mm
验算结果说明，路面总厚度比路面结构层最小防冻厚度小359mm，
程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足。
3.5最终确定设计层厚度
通过对设计层厚度按mm取整和将路面防冻厚度缺乏局部增补到
路面最下层,最后得到路面结构设计结果如下:
---------------------------------------
钢筋混凝土面层241mm
---------------------------------------
级配碎石559mm
---------------------------------------
新建路基
3.6混泥土面层配筋计算
纵向钢筋的种类HRB500
横向钢筋的种类HRB400
纵向钢筋直径20mm
横向钢筋直径18mm
纵向钢筋屈服强度500MPa
横向钢筋屈服强度400MPa
横缝之间的距离5m
无拉杆的纵缝或自由边之间的距离4m
面层与基层之间的摩阻系数2.6
每延米混凝土面层宽所需纵向钢筋面积100mm*mm
每延米混凝土面层宽所需纵向钢筋的根数1根
每延米混凝土面层长所需横向钢筋面积100mm*mm
每延米混凝土面层长所需横向钢筋的根数1根
3.7交工验算
新建基（垫）层的层数:
1
测定车后轴轴重:
100kN
层位基〔垫〕层材料名称厚度（mm）回弹模量（MPa）综合影响系数
1级配碎石2003001
2新建路基451
第1层顶面交工验收弯沉值LS=157.9（0.01mm）（根据“公路沥青路面设计标准〞有关公式计算）
路基顶面交工验收弯沉值LS=207（0.01mm）（根据“公路沥青路面设计标准〞有关公式计算）
LS=261.9（0.01mm）（根据“公路路面基层施工技术标准〞有关公式计算）
4挡土墙设计
4.1原始资料
某地区〔根据附表按要求选取〕二级公路，路基宽度为8.5米，双向两车道。
其中K0+100～K0+220需拟设计重力式挡土墙，分段长度10m，端部设锥形坡。
车辆荷载：
一级荷载
横断面原地面实测值即路基设计标高如表1所示。
要求设置普通重力式挡墙，墙身及根底采用浆砌片石〔250#片石，50#砂浆〕，
γ砌体＝22kN/m3，浆砌片石扩大根底下采用砂砾石材料〔根底埋深为地面以下1m〕，μ＝0.6。
墙后填筑普通粘性土，γ填土＝18kN/m3，计算内摩擦角φ＝36°，填土与墙背间的摩擦角δ=φ/2。
地基承载应力标准值为fk=C500kPa，圬工砌体的极限抗压强度为600kPa、极限抗弯拉强度为E100kPa、极限抗剪切强度为55kPa。
表1横断面原地面实测值及路基设计标高
左侧桩号右侧中桩高程m路基设计标高m
6〔-2.6〕4〔-3〕K0+1004〔-2〕6〔0.5〕628.26630.57
4〔-4.66〔-3.6〕K0+1204〔0.2〕6〔-3〕627.65630.62
4〔-2〕6〔-4〕K0+1404〔-1.2〕6〔0.8〕625.32630.68
4〔-4〕6〔-2〕K0+1604〔-2.2〕6〔0.4〕624.33630.73
4〔-3〕6〔-5〕K0+1805〔-1.3〕5〔0.5〕627.66630.79
4〔-1〕6〔-3〕K0+2004〔-2〕6〔1.2〕626.95630.85
4〔-3.5〕6〔-1.8〕K0+2202〔-0.6〕4〔-1.5〕627.38630.91
4.2根本参数确实定
墙面高度（m）：
h1=5.5墙背坡度（+,-）：
N=0墙面坡度：
M=0.25
墙顶宽度（m）：
b1=1.2墙趾宽度（m）：
db=0.7墙趾高度（m）：
dh=0.5
基地内倾坡度：
N2=0污工砌体容重（KN/m3）：
r1=21
路堤填土高度（m）：
a=2路堤填土坡度：
M0=1.5
路基宽度（m）：
b0=8.5土路基宽度（m）：
d=0.5
填料容重（KN/m3）：
R=18填料内摩擦角（度）：
φ=36.0外摩擦角（度）：
δ=18.0
基底摩擦系数：
μ=0.6基底容许承载力：
[σ0]（KPa）=500
挡土墙分段长度（m）：
L1=10
4.3计算结果及验算
1）求破裂角θ
假设破裂面交与荷载内，采用相应的公式计算：
挡墙的总高度：
H=6m挡墙的基地水平总宽度：
B=3.275m
=54°
=0.151
=0.674
那么θ=arctgθ=33.985°
验算破裂面是否交于荷载内：
堤顶破裂面至墙踵：
（H+a）tgθ=5.393m
荷载内缘至墙踵：
b-Htgα+d=3.5m
荷载外缘至墙踵：
b-Htgα+d+b0=12m
故破裂面交于荷载内，与原假设相符，所选用公式正确。
那么计算图式为：
2）求主动土压力系数K和K1
=0.231
=0.742m
=2.45m
=2.808m
=1.655
3）求主动土压力及作用点位置
=123.825KN
=117.765KN
=38.264KN
=2.096m
=3.275m
4）抗滑稳定性检算
挡土墙体积V=12.019m3挡土墙自重G=252.394KN
=1.481
因为kc≥1.3，那么抗滑稳定性检算通过。
5）抗倾覆稳定性检算
=2.758
因为k0≥1.5，那么抗倾覆稳定性检算通过。
6）基底应力检算
B=3.275m
=1.493m
=0.145m
因为e≤B/6
=112.268KPa
=65.233KPa
因为σmax<σ0，那么基地应力检算通过。
5路基路面设计感想
通过这次路基路面的课程设计，反响出自己在专业知识方面非常的欠缺，当我第一次浏览完路基路面的任务书时，意识还不知道自己要设计什么样的东西，连一个抽象的模型都没有，连最根本的步骤也不清楚，甚至在浏的过程中连一些专业名词也不能马上理解，使得在阅读的过程中速度慢，最后使得整个工作效率低下。
设计就少不了画图，在使用画图需要的cad软件的过程中也话费了很多的时间，也是由于自己平时没有去练习使用，对根本的操作也不熟，以至于需要去查找一些操作技能，现学现用，而且在操作软件的过程中由于不熟悉软件的属性和一些不标准的操作使得在画图时总会出现一些很隐秘的问题，使得无法继续画图，有时候可能由于一个点没有按标准操作，就使得整张图作废，在用软件画图时也是低效率。
想做一份完美的课程设计绝对离不开不断的修改，不断的完善和补充，做课程设计需要用到很多方面的知识，考虑的东西也很复杂，因此我们需要在平时的学习和生活中不断的去吸取各科有关路基路面的知识，同时去练习各种与路基路面设计有关的软件，并熟练的掌握它们，这样才能让我们在设计的时候更加得心应手。
开始做课程设计的时候真的是感觉“山重水复疑无路〞，完全不知道从哪下手，但当你做完后你会发现自己在做的过程中温习了很多以前遗忘的知识，同时对知识点有更深刻的理解。
这是一条很漫长的路，现在才刚启程，因此需要更加努力的学习，弥补自己专业知识的缺乏。
非常感谢在这条路上老师的指点和耐心的教导，使得我们有一个明确的方向。
课程设计成绩评定表
成
绩
评
定
项目
比例
得分
平时成绩〔百分制记分〕
30%
业务考核成绩〔百分制记分〕
70%
总评成绩〔百分制记分〕
100%
评定等级
优良中及格不及格
指导教师〔签名〕：
2021年1月8日
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