XX公路A标段路基路面结构设计
Ⅰ设计原始资料：
一、路基稳定性设计
该路段某段路基填土为粘土，填土高度为8米，边坡为直线型，土的重度γ=18.6KN/m3,土的内摩擦角φ=12°，粘聚力系数C=16.7MPa 。
二、路基挡土墙设计
该标段某路基需设计重力式挡土墙，填料为砂性土，土的重度γ=15KN/m3，内摩擦角φ=36°，粘聚力c=10Kpa；最大密实度16.8KN/m3;挡土墙设计参数为：基底摩阻系数：f=0.4;基底承载力：[σ0]=360Kpa；墙身材料：25#浆砌片石，2.5#砂浆，重度γ=24KN/m3，容许压应力[σ]= 580KPa，容许剪应力[τ]= 90Kpa，容许拉应力
[σw1]=40Kpa;墙身与填料摩擦角：δ=1/2φ；挡土墙最大填土高度为6米。
三、路面工程设计
1、路段初始年交通量（辆/天）
汽车交通量的组合
组车型ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ解放
220 150 180 160 200 140 200 230 CA10B
解放
150 180 200 220 180 240 170 150 CA30A
东风
170 210 110 180 200 160 150 140 EQ140
黄河
80 100 170 110 90 130 80 90
JN150
黄河
120 100 150 200 180 160 180 190 JN162
黄河
160 80 60 210 230 200 120 100 JN360
长征
180 220 200 150 170 170 160 190 XD160
交通
120 260 230 70 50 100 120 120 SH141
2、交通量增长率取5％，柔性路面设计年寿命15年，刚性路面设计寿命25年，
路面材料参数取规范中的数值，自然区划为Ⅲ区，进行柔性和刚性路面设计。
Ⅱ 设计依据及参考资料
1.路基路面工程：邓学钧，人民交通出版社；
2.公路工程技术标准（JTJ001—97）：人民交通出版社；
3.公路路基设计规范（JTJ013—95）：人民交通出版社；
4.公路水泥混凝土路面设计规范（JTJ012—94）：人民交通出版社；
5.公路沥青路面设计规范（JTJ014—97）：人民交通出版社；
6.公路路基施工技术规范（JTJ033—95）：人民交通出版社；
7.公路沥青基层施工技术规范（JTJ034—93）：人民交通出版社；
8.其他各种交通部颁设计、施工等技术规范；
9.其他各种教材资料等.
Ⅲ 设计计算过程：
一、路基稳定性分析
(一)、设计资料
该路段某段路基填土为粘土，填土高度为8米，边坡为直线型，土的重度γ=18.6KN/m3,土的内摩擦角φ=12°，粘聚力系数c=16.7MPa . (二)、路基稳定性验算
该公路按一级公路标准设计，顶宽为18米，荷载为汽-20 (1)、绘出路堤横断面
(2)、将汽-20换算成土柱高度。按下列公式计算：
m BL NQ h 985.06
.57.116.18300
40=???==
γ (3)、按4.5H 法确定滑动圆心辅助线，在此取?=β?=β'?=θ35,26,143321 (4)、绘制不同位置的滑动曲线:
①、滑动曲线过路基中线，将圆弧范围土体分成11块，如下：
2
1
4
5
6
7
8
9
10
3
11
分段Ω
i
αi角度Ｇ
i
＝Ω
i
γ
Ｎ
i
＝Ｇ
i
cosα
i
Ｔ
i
＝Ｇ
i
sinα
i
L K 1 2.8795 63.8650571 53.5587 23.5918986 48.0828105
25.8
6
1.43
5 2 9.4645 50.38156612
176.039
7
112.255562
1
135.6048109
3
13.549
6
39.06872453
252.022
6
195.667934
5
158.8377479
4
16.312
6
29.35347005
303.414
4
264.459653
9
148.7325294
5
18.054
9
20.4958818
335.821
1
314.562774
7
117.5844328
6
17.185
3
12.12727687
319.646
6
312.513133
6
67.15264286
7
15.283
6
4.01559609 284.275
283.577072
2
19.90721008
8
12.423
5
-4.01559609
231.077
1
230.509811
6
-16.1818697
5
9 9.1853
-12.1272768
7
170.846
6
167.033853
7
-35.8921386
6
10 5.3381 -20.4958818
99.2886
6
93.0034255
4
-34.7649369
7
11 1.1067
-27.5281835
3
20.5846
2
18.2541033 -9.5139
②、滑动曲线过路基右边缘1/4路基宽度处，将圆弧范围土体分成12块，如下：
分段Ωi αi角度Ｇi＝
Ωiγ
Ｎi＝Ｇ
icosαi
Ｔi＝Ｇ
isinαi
L K
1 5.0066 64.8705
9
93.1227
6
39.54590194 84.30877813
29.4
8
1.5
1
2 12.147
3
49.8554
225.939
8
145.6676477 172.712827
3 16.168
9
38.7140
7
300.741
5
234.6616493 188.0940834
4 18.901
8
29.1074
5
351.573
5
307.1729194 171.0225407
5 20.764 20.3322
5
386.210
4
362.1469827 134.1940236
6 21.718
6
12.0331
8
403.966 395.0896294 84.21805976
7 20.094
3
3.98485 373.754 372.8504147 25.97317443
8 17.427
7
-3.9848
5
324.155
2
323.3715617
-22.5264225
2
9 14.193
7
-7.9891
4
264.002
8
261.440522
-36.6925392
6
10 10.355
9
-12.033
2
192.619
7
188.3873129
-40.1569993
1
11 5.827 -20.332
3
108.382
2
101.6292847
-37.6588603
2
12 1.0074 -36.634
8
18.7376
4
15.03610794
-11.1809932
9
③、滑动曲线过路基左边缘1/4路基宽度处，将圆弧范围土体分成8块，如下图：
分段Ωi αi角度Ｇi＝
Ωiγ
Ｎi＝Ｇ
icosαi
Ｔi＝Ｇ
isinαi
L K
1 2.0785 56.3859
7
38.6601 21.40205657 32.19557899
19.6
4
1.27128
2
2 7.098
3 45.5846
9
132.028
4
92.40061788 94.30598571
3 10.163
4
35.7617
1
189.039
2
153.3967442 110.4774779
4 10.208
5
27.0356
9
189.878
1
169.1288939 86.30822727
5 9.245 18.9459
1
171.957 162.6413207 55.83019481
6 7.6646 11.2333
4
142.561
6
139.8303589 27.77173247
7 5.5352 3.72312
5
102.954
7
102.7374332 6.685371429
8 3.087 -5.3096
9
57.4182 57.17182219
-5.31342057
3
④、滑动曲线过路基左边缘，将圆弧范围土体分成6块，如下：
分段Ωi αi角度Ｇi＝
Ωiγ
Ｎi＝Ｇ
icosαi
Ｔi＝Ｇ
isinαi
L K
1 1.047
4
49.7775
9
19.4816
4
12.58039366 14.87507958
14.7
4
2.35303
9
2 2.552
8
41.7431
47.4820
8
35.42816444 31.61317898
3 3.061
2
34.6136
7
56.9383
2
46.86028819 32.34324775
4 2.846
1
28.0530
2
52.9374
6
46.71798633 24.89587165
5 2.051
3
21.8721
4
38.1541
8
35.40774589 14.21383066
6 0.761 15.9492 14.1546 13.60972874 3.889471
⑤、滑动曲线过路基左边缘，将圆弧范围土体分成15块，如下图所示：
分段Ωi αi角度Ｇi＝
Ωiγ
Ｎi＝Ｇ
icosαi
Ｔi＝Ｇ
isinαi
L K
1 8.1575 69.3455
8
151.729
5
53.51962371 141.9770793
42.0
9
2.70570
2
2 18.536
6
53.9945
2
344.780
8
202.683712 278.9141182
3 23.223
4
43.1967
1
431.955
2
314.8987796 295.6756465
4 26.470
5
34.0592
4
492.351
3
407.8928439 275.7412383
5 28.798 25.8231
1
535.642
8
482.1551785 233.3229371
6 30.424
6
18.1278
7
565.897
6
537.808947 176.0726696
7 31.461
4
10.7592
9
585.182 574.8946302 109.2436914
8 31.967
1
3.56769
3
594.588
1
593.4357337 36.99987928
9 31.965
2
-3.5676
9
594.552
7
593.4004622
-36.9976801
5
10 30.029
2
-10.759
3
558.543
1
548.7240183
-104.270650
9
11 26.325
6
-18.127
9
489.656
2
465.3518276
-152.351014
3
12 22.032
4
-25.823
1
409.802
6
368.8810249
-178.507683
9
13 17.038
3
-34.059
2
316.912
4
262.5488994
-177.486709
4
14 11.124
4
-43.196
7
206.913
8
150.8418226
-141.633617
9
15 3.804
-53.7701 70.7544 41.81772481 -57.0741886
6
1,26
1.271282
2.353039
2.705702
1.5108781.434837
由此可见第三条曲线为极限的滑动面，将五个坡面所求得的K 值作圆弧，并作圆弧的切
线，得到26.1K min ≈，从而稳定性系数满足1.25~1.50范围的要求，故本设计所采用的边坡稳定性满足边坡稳定的要求。
二、公路挡土墙设计
1 选定挡土墙类型并确定分段长度
根据设计要求和路基的实际情况，采用重力式墙背竖直挡土墙，拟m H 10= 上顶宽
m b 7.0= 下底宽m B 9.21= 分段长度为10m
2 墙后土压力计算 （1）车辆荷载计算
公路为一级公路，4车道
?+-+==
m n Nb B rbl
NG
h )1(,0 N —横向车辆分布数
G —辆车的重量，汽20—为300KN l -前后轴距 汽20-5.6m
? -轮胎着地宽度 汽20-0.6m
m B 7.116.03.1)14(8.14=+?-+?=
m rbl NG h 2.16
.57.1115300
40=???==
（2）确定破裂面计算 ① 破裂面裂缝区深c h
m tg tg r c h c 6.2)1845(15
102)245(2=?+??=+?=
? 破裂区实际深度m h h h c c 4.12.16.20=-=-='
② 破裂角θ
?=?++?=++=ψ5418036δα?
()?
==++?-=-+-=-=-?-=?
??
????--????-?-??=
??????'-+ψ--ψ-=
==?++?-?=+'
+'-=
2.31605
.003.154sec 54sec 03.1638.4985.345878.039
.1836cos )4.110(151036sin 5.5954cos 0
)5436sin(5.59cos )(sin cos )cos()sin(05.59)22.124.110()4.110(21)2)((21220θψψθ????tg D tg tg H H r c A B A D B h h H h H A c c (3)主动土压力计算
()KN
h H c B Atg E c 7.12866.8138.21085.058
.69996.039.006.540)542.31sin(2.31cos 36cos )4.110(10)542.31sin()362.31cos()
605.05.59(15)
sin(cos cos )()sin()cos(=-=-
?=?+?????-?-?+??+????=+'
--++-=?θθ?
?θ?θθγ KN
E E KN E E y x 8.3918sin 7.128)sin(4.12218cos 7.128)cos(=??=+==??=+=δαδα
土压力作用点位置计算y Z ：
m 87.2)4.110(3
1)h H (31Z c y =-?='
-=
3、挡土墙稳定性验算 (1) 挡土墙自重
m
a KN
G m a KN G 47.132
)7.07.2(2642
1
10)7.09.2(2455.22
7
.09.2168107.0242211=?-==??-?==-
==??= (2) 抗滑稳定性验算
KN
E KN Gtg E G x Q y Q 4.17142.1224.18.1774.0]78.394.1)264168(9.0[9.0)9.0(101=?=>=??++?=++γαμγ
所以稳定。
(3) 抗倾稳定性验算
7.4034.3301.734)87.24.1229.278.39(4.1)47.126455.2168(9.0)(9.0(1>=-=?-??+?+??=-+KN E E E E GZ y x x y Q G γ
4、基底应力及合力偏心距验算
(1) 作用于基底的合力偏心距e 为：
n Z 2
B
e -=
式中
m
E G Z E Z E GZ N
M M
Z y
y
x x y G y
n 23.178
.4717
.57978.3926416887.242.1229.278.39467.126455.21680
==++?-??+?+?=
+-+=
-=
∑∑∑
m Z B e n 22.023.129.22=-=-=
∵m B
e 48.06=< ∴)B e 61(A N P 1max +=
，)B
e 61(A N P 1min -= 其中，KN W E r r G N y G G 6.428078.390.19.0)264168(11=-?+?+=-+?=
KPa P 05.21546.18.147)9.222
.061(0.19.26.428max =?=?+??=
KPa P 52.8054.08.147)9
.222.061(0.19.26.428min
=?=?-??=
（2）地基承载力抗力体
偏心荷载作用，故P f 2.1≤
KPa P KPa f 05.2154323602.12.1max =>=?= ∴满足要求。
5．墙身截面强度验算 （1） 截面强度计算
[]KN
N r
N r N r r N r AR N Qi Ci Qi
Q Q G G j k
k k j 57.484078.393.1)264168(9.01.1 )
(/110=+?++??=ψ+
+=≤∑α
94.0)9.222.0(121)9.222.0(2561)
(121)
(
25612
8
2080=+-=+-=
B
e B e k α KN r AR K K K 1.68131.2/5809.294.0/=??=α
KN r AR N K K K j 1.681/=<∴α
(2)、截面稳定性计算
K K K K j r AR N /αψ≤，B H s /2=β
87.015
.11
2138.28966.301724.011)
9.222
.0161()39.2102(9.21020025.011
)]
/(161)[3(11
0==??+=?+?-????+=
+-+=B e S S S K ββαψ
KN r AR K K K K 3.59331.2/5809.294.087.0/=???=∴αψ K K K K j r AR N /αψ<∴ ∴满足要求。
（3）、因m B
e 3625.08
0=<
，故无需抗拉验算。 （4）、毛截面直接受剪时验算
1/N f r R A Q m k j j j +≤
KN E Q x j 4.1714.1224.14.1=?==
KN N f r R A m k j j 14.311)78.39264168(42.031.2/900.19.2/1=++?+??=+ 1/N f r R A Q m k j j j +<，满足要求
三、公路柔性路面设计
1、轴载分析
路面设计成双轮轴载100KN 为标准轴载
（1）以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 1）轴载换算
轴载换算采用如下的计算公式
35
.421
1?
??
??=∑=P P n C C N i i k
i
计算结果如表4-1所示
轴载换算结果表（弯沉） 表4-1
车型 i
P （KN ） 1C
2C
i
n (次/日)
35
.421?
?
? ??P P n C C i i
解放CA10B 后轴 60.85 1 1 200 23.044 解放CA30A
前轴 29.50
1 1 180 0.889 后轴 75.362?
2.2 1 180 5.088 东风ZQ140 后轴 69.20 1 1 200 40.317 黄河JN150
前轴 49.00 1 1 90 4.042 后轴 101.60 1 1 90 96.434 黄河JN162
前轴 59.50 1 1 180 18.811 后轴 115.00 1 1 180 330.604 黄河JN360
前轴 50.00
1 1 230 11.278 后轴 1102?
2.2 1 230 765.965 长征XD160
前轴 42.60
1 1 170 4.153 后轴 20.852?
2.2 1 170 186.330 交通SH141
前轴 25.55 1 1 50 0.132
后轴
55.10
1
1
50
3.741 35
.421
1?
??
??=∑=P P n C C N i i k
i
1490.83
注:轴载小于25KN 的轴载作用不计
2)累计当量轴次
根据设计规范,一级公路沥青路面设计年限取15年,四车道的车道系数是04~0.5,取0.45 累计当量轴次
()[]()[]
次528391045.083.149005
.0365
105.01351115
1
=???-+=?-+=
ηγ
N r N t
e
均增长率设计年限内交通量年平—γ
设计年限—t
N-设计的初始年平均日交通量
车道系数—η
(2)验算半刚性基层层底拉应力平均累积当量轴次 1)轴载换算
验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为:
8
2
11?
??? ??''='∑=p p n C C N i i k
i
计算结果如表4-2所示
轴载换算结果表(半刚性基层层底拉应力) 表4-2
车型
i
P （KN ）
1C '
2
C ' i
n (次/日) 8
2
1???
??''P P n C C i i
解放CA10B
后轴
60.85
1
1
200
3.759
东风EQ140 后轴 69.20 1 1 200 10.517 黄河JN150 后轴 101.60 1 1 90 102.186 黄河JN162
前轴 59.50 1 1 180 2.827 后轴 115.00 1 1 180 550.624 黄河JN360
前轴 50.00
1 1 230 0.898 后轴 00.1102? 3 1 230 1479.076 长征XD160 后轴 20.852?
3 1 170 141.608 交通SH141
后轴
55.10
1
1
50
0.425 8
2
1
1??? ??''='∑=P P n C C N i i k
i 2291.92
注：轴载小于50KN 的轴载作用不计
2）累计当量轴次
参数取值同上，设计年限15年，车道系数取0.45 累计当量轴次
[][]
812321045.092.229105
.0365
1)05.01(3651)1(151=???-+=?-+=
'
ηN r r N t
e
次
2、结构组合与材料选取
由上面计算，根据规范推荐结构，路面结构面层采用沥青混凝土（12cm ）及层采用水泥粉煤灰等综合稳定基料（厚度待定），底基层采用级配碎石和天然沙砾的集料(20cm) 根据规范采用二层式沥青面层，上面层采用中粒式密级配沥青混凝土厚度(5cm),下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度7cm)
各类结构层的最小厚度和适宜厚度 结构层类型
施工最小厚度(cm) 结构层适宜厚度(cm) 混凝土热拌沥青碎石 粗粒式
5.0 6~8 中粒式
4.0 4~6 细粒式
2.5 2.5~4 沥青石屑 1.5 1.5~2.5 沥青砂 1.0 1.0~1.5 沥青贯入式 4.0 4~8 沥青上拌下贯式 6.0 6~10
沥青表面处治 1.0 层铺1~3，拌和2~4 水泥稳定类 15.0 16~20 石灰稳定类 15.0 19~20 石灰工业废渣类 15.0 16~20 级配碎、砾石 8.0 10~15 泥结碎石 8.0 10~15 填隙碎石 10
10~12
沥青层推荐厚度
公路等级推荐厚度公路等级推荐厚度高速公路12~18 三级公路2~4 一级公路10~15 四级公路1~2.5 二级公路5~10
3、各层材料的抗压模量与劈裂强度
20C时的模量，各值取规范给定范围中值
抗压模量取
中粒式密级配沥青混凝土： 1200MPa
粗粒式密级配沥青混凝土： 1000MPa
水泥粉煤灰等综合稳定集料：1400MPa
集料粉煤灰等综合稳定集料：200MPa
各层材料劈裂强度
中粒式密级配沥青混凝土：1.0MPa
粗粒式密级配沥青混凝土：0.8MPa
水泥稳定集料：0.5MPa
4、土基回弹模量的确定（查二级自然区划各土组回弹模量参考值，设计资料中已给出）
该路段处于Ⅲ2区，为粘性土，稠度1.10，查表“二级自然区划各图组土基回弹模量（MPa ）”查得土基模量为41.5MPa
5、设计指标确定
对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构基地拉应力验算 （1）该公路为一级路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半
刚性基层，底基层厚度大于20cm ，基层类型系数取1.0，设计弯沉值：（课本P185）
)01.0(14.270.10.10.15283910
6006002
.02.0mm A A A N L b s c e d =????==--
（2） 各层材料容许层底拉应力
s sp R K σ=
σ
中粒式密级配混凝土：
7123.20
.152839100.109.009.000222
.0=??==
c
e
a s A N A K
MPa K s
sp
k 369.07123
.20
.1==
=
σσ
粗粒式密级配混凝土：
9826.20
.152839101.109.009.002.022
.0=??==
c
e
a s A N A K
MPa K s
sp
R 268.09826
.28
.0==
=
σσ
水泥稳定集料：
0146.20
.1812321035.035.011.011
.0=?==
c
e
s A N K
MPa K s
sp
R 2481.00146
.25
.0==
=
σσ
6、设计资料总结
设计弯层值27.14（0.01mm ），相关设计资料汇总如表4-3
设计资料汇总 表4-3
材料名称 H （cm ） 20℃模量（MPa ）
容许拉应力（MPa ）
中粒式密级配混凝土 5 1200 0.369 粗粒式密级配混凝土 7 1000 0.268 水泥稳定集料 ？ 1400 0.2481 级配碎石、砂烁集料
20 200 - 土基
-
36.5
-
7、确定水泥稳定集料厚度
单轴双轮组 a MP p 7.0= cm 65.10=δ （上表2--3--4） MPa E 12001=
cm h 51=
MPa E 10002= MPa E 5.410=
弯沉修正系数
5629.0)7
.05.41()65.10200014.27(63.1)()20008(
63.136
.038.036.0038.0=???==P E L F s （参考
p185）
833.012001000E E 12== 469
.065.105h h 1==δ=δ
查表14-14（三层体系表面弯沉系数诺模图）得，40.6=α 又∵
0365.01000
5
.4120==E E 得20.11=K 1
2
121000E F
K K P L s αδ??= d S L L = ∴5052.05629
.02.14.665.107.021*******
137.2721000112=???????=??=F K P E L K d
αδ
由2K 及
20E E ，δ
h 查表得7.5=δH
m H 705.6065.107.57.5=?==δ cm h h E E h h H K k k 705.60228.1015.171000
2002010001400734.24.234
.224
32=++=?++=+=∑=得cm h 383=（弯沉等效换算法：通过对大量多层弹性体系电算结果的分析得出的中层厚度的
换算公式：4
.22
1
3
2E E h h H
k
n k k ∑-=+=） 故水泥稳定集料厚度为cm 38
8 结构层地拉应力验算
说明：计算上层底面弯拉应力的换算方法 这里说的是划算为三层体系之后的上层，当计算第i 层底面的弯拉应力时，需将i 层以上各层换算为模量为E i ，厚度h 的一层即所谓上层，换算公式：i
k
i
k k
E E h
h ∑==
1
将i+1层至n-1层换算为模量E i+1、厚度为H 的一层即中层，换算公式：9
.01
1
1+-+∑=i k
n i k
E E h H
(1)中粒式沥青混凝土层地拉应力
cm 5h h 1== ， MPa E E 12001
1='=，MPa 1000E E 22='=
cm E E h H K K k 572.651000200
2010001400381000100079.09.09.09
.02
4
2
=?+?+?=''=∑= 8330.012=E E ，0415.02
0=E E ，469.0=δh ，157.665.1057
.65==
δH 查表14-18（三层连续体系上层底面拉应力系数诺模图）得，0<δ
即沥青上面层层底受压应力
(2)粗粒式沥青混凝土层底拉应力
cm E E h h K K K
4771.121000
1000
71000120052
2
1
=?+?
=''=∑= cm E E h H K K k 3014.4030.23814001000
2014001400389.09.09
.03
4
3
=+=?+?=''
=∑= 4.11000140012==E E ,026.01400
5
.3620==E E ,173.156.104771.12==
δh ,785.365.103014.40==δH 查表14-18得，0<σ，即沥青下面层层底拉应力
(3)水泥稳定类集料层层底拉应力
cm E E h h K K K
5453.483892.563.41000
1000
3814001000714001200533
1
=++=?+?+?='=∑=cm 20H ,MPa 200E E ,MPa 1400E E 4231=='
=='=
558.465
.105453
.48,878.165.1020,2075.02005.41,143.014002002012========δδh H E E E E 查图14-18(三层连续体系上层底面拉应力系数诺模图)得，05.1,0.1,21.021===m m σ
MPa MPa m m p R 2488.01544.005.10.121.07.021=<=???==σσσ
路基路面工程课程设计计算书 （第一组） 班级： 姓名： 学号：
一、沥青路面设计 1.轴载换算 （1）以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时 表一 车型 )(KN P i 1C 2C i n (次) 35.421)(P P n C C i i 东风EQ140 后轴 69.20 1 1 300 60.48 黄河JN150 前轴 49.00 1 6.4 200 57.49 后轴 101.60 1 1 200 214.30 黄河JN162 前轴 59.50 1 6.4 50 33.44 后轴 115.00 1 1 50 91.83 交通141 前轴 25.55 1 6.4 250 4.23 后轴 55.10 1 1 250 18.70 长征CZ361 前轴 47.60 1 6.4 70 17.74 后轴 90.70 2.2 1 70 100.72 延安SX161 前轴 54.64 1 6.4 60 27.70 后轴 91.20 2.2 1 60 88.42 北京BJ130 后轴 27.20 1 1 50 0.17 跃进NJ130 后轴 38.30 1 1 60 0.92 注：轴载小于25KN 的轴载作用不计 ∑===k i i i P P n C C N 1 35 .42114.716)( （2）以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时 表二 车型 )(KN P i '1C '2C i n （次） 8' 2'1)( P P n C C i i 东风EQ140 后轴 69.20 1 1 300 15.78 黄河JN150 后轴 101.60 1 1 200 227.08 黄河JN162 前轴 59.5 1 18.5 50 14.53 后轴 115.00 1 1 50 91.83 交通141 后轴 55.10 1 1 250 2.12 长征CZ361 后轴 90.70 3 1 70 96.18 延安SX161 前轴 54.64 1 18.5 60 8.82 后轴 91.20 3 1 60 86.15 注：轴载小于50KN 的轴载作用不计 ∑===k i i i P P n C C N 1 35 .4/ 2'149.542)( 已知设计年限内交通量平均增长率%8=r
《路基路面工程》课程设计 学院：土木工程学院 专业：土木工程 班级：道路二班 姓名：黄叶松 指导教师：但汉成 二〇一五年九月
目录 一、重力式挡土墙设计 第一部分设计任务书 (3) （一）设计内容和要求 (3) （二）设计内容 (3) （三）设计资料 (3) 第二部分设计计算书 1. 车辆换算荷载 (4) 2. 主动土压力计算 (5) 3. 设计挡土墙截面 (9) 4. 绘制挡土墙纵横截面（附图1） (30) 二、沥青路面结构设计 1．设计资料 (12) 2. 轴载分析 (12) 3. 拟定路面结构方案 (16) 4. 各材料层参数 (16) 5. 设计指标确定 (17) 6. 确定设计层厚度 (18) 7. 底层弯拉应力验算 (21) 8. 防冻层厚度验算 (29) 9. 方案可行性判定 (29) 10. 绘制路面结构图 (31)
一、重力式挡土墙 第一部分 设计任务书 （一）设计的目的要求 通过本次设计的基本训练，进一步加深对路基路面工程有关理论知识的理解，掌握重力式挡土墙设计的基本方法与步骤。 将设计任务书、设计说明书及全部设计计算图表编好目录，装订成册。 （二）设计内容 ①车辆荷载换算； ②土压力计算； ③挡土墙截面尺寸设计； ④挡土墙稳定性验算。 （三）设计资料 1．墙身构造 拟采用细粒水泥混凝土砌片石重力式路堤墙(如草图1)，墙高H =？m ，墙顶宽1b =？m ，填土高度2.4m ，填土边坡1：1.5，墙背仰斜，1：0.25（α=—14°02′），基底倾斜1：5（0α=—11°18′)，墙身等厚，0b =7.0 m 。 2．车辆荷载 车辆荷载等级为公路—Ⅱ级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合Ⅰ、Ⅱ，路基宽度33.5m ，路肩宽度0.75m 。 3．土壤工程地质情况
路基路面课程设计例题
4.2.1 重力式挡土墙的设计 （1）设计资料： ① 车辆荷载，计算荷载为公路-Ⅱ级。 ② 填土内摩擦角：42°，填土容重：17.8kN/m 3，地基土容重：17.7kN/m 3，基底摩擦系数：0.43，地基容许承载力：[σ]=810kPa 。 ③ 墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22kN/m 3，砌体容许压应力为[]600=a σkPa ，容许剪应力[τ]=100kPa ，容许拉应力[wl σ]=60 kPa 。 （2）挡土墙平面、立面布置 图4.1 挡土墙横断面布置及墙型示意图（尺寸单 位：m ） 路段为填方路段时，为保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，应当设置路堤挡土墙，拟采用重力式挡土墙。 （3）挡土墙横断面布置，拟定断面尺寸 具体布置如上图所示。 （4）主动土压力计算 ①车辆荷载换算 当H ≤2m 时，q=20.0kPa;当H ≥10m 时，q=10.0kPa 此处挡土墙的高度H=10m ，故q=10.0 kPa 换算均布土层厚度：010 0.6m 17.8 q h γ = = = ②主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） 破裂角θ：
由14α=-?，42φ=?，42212 2 φ δ? = = =? 得：42142149ψφαδ=++=?-?+?=? 0011 (2)()(31020.6)(310)92.322A a H h a H =+++=?++??+= 00011 ()(22)tan 2211 3 4.5(4.5 1.5)0.610(102320.6)tan(14)2231.8B ab b d h H H a h α= ++-++=??++?-??+?+?-?= 00tan tan (cot tan )tan 31.8tan 49(cot 42tan 49)tan 4992.30.68834.5B A θψφψψθ?? =-+++ ? ???? =-?+?+?+? ??? ==? 验核破裂面位置： 堤顶破裂面至墙踵：()tan (103)tan34.58.93m H a θ+=+?= 荷载内缘至墙踵：()tan 4.510tan14 1.58.49m b H d α+-+=+??+= 荷载外缘至墙踵：()0tan 4.510tan14 1.5715.49m b H d l α+-++=+??++= 由于破裂面至墙踵的距离大于荷载内缘至墙踵的距离并且小于荷载外缘至墙踵的距离抗滑稳定性验算，所以破裂面交于路基荷载中部的假设成立。并且直线形仰斜墙背，且墙背倾角α较小，不会出现第二破裂面。 主动土压力系数K 和K 1 [] cos()cos(34.542) (tan tan )tan 34.5tan(14)sin()sin(34.549) 0.10a K θ?θαθψ+?+?= +=??+-?+?+?= 1tan 4.53tan 34.5 5.57m tan tan tan 34.5tan(14) b a h θθα--?? = ==+?+-? 2 1.5 3.43m tan tan tan 3 4.5tan(14) d h θα= ==+?+-? 31210 5.57 3.431m h H h h =--=--=
嘉应学院土木工程学院 《路基路面工程》 课程设计 姓名: 专业: 学号: 日期: 指导教师:
一、重力式挡土墙设计 1.设计参数 （1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5，墙身纵向分段长度为10m ；路基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； （2）基底倾斜角0α：tan 0α＝0.190，取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m ； （3）设计车辆荷载标准值按公路－I 级汽车荷载采用，即相当于汽车?超20级、挂车?120（验算荷载）； （4）墙后填料砂性土容重γ=183/m kN ,填料与墙背的外摩擦角 τ=o 5.18；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30，地基容许 承载力[0σ]=250a kP ； （5）墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重k γ=223/m kN ，容许压应力a a kP 600][=σ，容许剪应力a j kP 100][][==στ，容许拉应力 a L kP 60][=σ （6）墙后砂性土填料的内摩擦角o 37=φ，墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度1:0.27（=0115'o ），墙高H=5m ，墙顶填土高a =4m 。 2.破裂棱体位置确定 （1）破裂角（θ）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 02403703180115'=+'+'-=++=o o o o a φτψ 因为o 90<ω
a h H H a h H H h a h a H H h d b ab B tan )2(2 1 tan )2(2 1 )00(0tan )22(21)(21000000+-=+-++=++-++= )2(2 1 ))(2(21000h H H H a h H a A +=+++= 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： 711.0)tan )( tan (cot tan tan 0 =+++-=ψψφψθA B 5235'=o θ （2）验算破裂面是否交于荷载范围内 破裂砌体长度：m a H L 21..2)27.0711.0(5)tan (tan 0=-?=+=θ 车辆荷载分布宽度：m d m N Nb L 5.36.03.18.12)1(=++?=+-+= 所以L L <0，即破裂面交于荷载范围内，符合设计。 3.荷载当量土柱高度计算 墙高5m ，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：m q h 78.018 14 0== = γ 4.土压力计算 4.16)50)(78.0250(21 ))(2(2100=+?++=+++= H a h H a A a h a H H h d b ab B tan )22(2 1 )(21000++-++= 43.4)0115tan()78.0205(521 00='-??++??-+=o 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部压力计算公式
新建路面设计 1. 项目概况与交通荷载参数 该项目位于西南地区，属于二级公路，设计时速为40Km/h,12米双车道公路，设计使用年限为12.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取 70.0%。根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类，根据表 A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。 表1. 车辆类型分布系数 根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。 表2. 非满载车与满载车所占比例(%) 根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。 表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数
根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710，交通等级属于中等交通。 2. 初拟路面结构方案 初拟路面结构如表4所示。 表4. 初拟路面结构 路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。 3. 路面结构验算 3.1 沥青混合料层永久变形验算 根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为20.1℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。可靠度系数为1.04。 根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。根据式（B.3.2-3）和式（B.3.2-4），计算得到d1=-8.23，d2=0.77。把d1和d2的计算结果带入式（B.3.2-2），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（B.3.2-1）计算各分层永久变形量(Rai)。各计算结果汇总于表5中。 各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量Ra=19.2(mm)，根据表3.0.6-1，沥青层容许永久变形为20.0(mm)，拟定的路面结构满足要求。
某一级公路路路基路面计算书 1、路基设计 〈1〉确定路基横断面形式 根据任务书所给条件确定该路段路基断面形式为路堤式路基，其中前400按照标准断面形式设计，后100米设置挡土墙并采取相应的断面形式. 〈2〉确定自然区划和路基干湿类型 由《公路自然区划标准》知：江淮丘陵区属于Ⅳ2分区. 地基土质为粘性土，由教材表1-9知：路基临界高度 11.6 1.7 H 21.1 1.2 H＝ 30.9 H＝0.8. 该公路为一级汽车专用线，取路基干湿类型为干燥. 〈3〉拟定路基断面尺寸 ，取计算行车速度为80km h ①路基宽度 查《公路工程技术标准》（JTG B01—2003），有： 3．0．2：行车道宽度为：2×8=16m 3．0．4：中央带宽=中央分隔带宽=2m 3．0．5：路肩宽=硬路肩宽+土路肩宽=2×2.5+2×0.75=6.5m 故路基宽度为：行车道宽度+中央带宽+路肩宽=16+2+6.5=24.5m ②路基高度 路基干湿类型为干燥，则由教材表1-8有：路基高度H＞1H，取路基中线高 度作为设计高度，故可取公路路基最小填土高度H=5.3m ③路基边坡坡率 路堤上部高度为：5.3-1.3=4m＜8m，路基填料为细料土. 由教材表3-3可取边坡坡度为：1：m=1：1.5 ，则边坡宽度为：b=1.5H=6m. 2、路基排水设计 〈1〉确定边沟布置，断面形式及尺寸 边沟设置在路堤的坡脚外侧无需水力计算，横断面采用梯形标准横断面式，取梯形边沟内侧边坡坡度为1:1.5,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同，取为1:1.5，因江淮丘陵区降水量较大，故取底宽与深度均为0.6m，边沟纵坡为0.5%，边沟采用浆砌片石，
路基路面课程设计 目录 一、课程设计任务书 二、水泥路面工程设计 沥青路面设计 三、路基挡土墙设计
路基路面课程设计指导书 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。要求至少拟定 2个方案进行计算。 （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，边坡坡度1：1.5，墙后填土的内摩擦角为Φ=32o，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0.5 2）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 180 4.设计参考资料 （1）《公路沥青路面设计规范》 （2）《水泥混凝土路面设计规范》 （3）《公路路基设计规范》
沥青路面结构设计与计算书 1 工程简介 本路段属于安图至汪清段二级公路.K0+000～K3+500，全线设计时速为60km/h的二级公路，路面采用60km/h的二级公路标准。路基宽度为10m，行车道宽度为2×3. 5m，路肩宽度为2×0.75m硬路肩、2×0.75土路肩。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为12年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土和6cm厚中粒式沥青混凝土，基层采用20cm厚水泥稳定碎石，底基层采用石灰粉煤灰土。 2 土基回弹模量的确定 本设计路段自然区划位于Ⅱ3区，当地土质为粘质土，由《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2004）》表F.2查得，土基回弹模量在干燥状态取39Mpa,在中湿状态取34.5Mpa. 3 设计资料 （1）交通量年增长率：5% 设计年限：12年
。 4 设计任务 4.1 沥青路面结构组合设计 4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计 5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ －100表示。标准轴载计算参数如表10－1所示。 5.1.1.1 轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P n C C N ，()11 1.211c m =+?-=，计算结果如下表所示。
注：轴载小于25KN 的轴载作用不计 5.1.1.2 累计当量轴次 根据设计规范，二级公路沥青路面设计年限取12年，车道系数η=0.7，γ=5.0% 累计当量轴次： ()[][] 329841405 .07 .005.8113651)05.01(3651112 =???-+=??-+= ηγ γN N t e 次 5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 5.1.2.1 轴载验算 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：
土木建筑工程学院 土木工程专业( 道路桥梁方向) 《路基路面工程》课程设计计算书 姓名: 年级: 班级: 学号: [题目]: 重力式挡土墙设计
[设计资料]: 1、工程概况 拟建南宁机场高速公路( 城市道路段) K2+770右侧有一清朝房子, 由于该路段填土较高, 若按1: 1.5的边坡坡率放坡, 则路基坡脚侵入房子范围。现为了保留房子, 要求在该路段的恰当位置设挡土墙。为使房子周围保持车辆交通, 要求墙脚边距离房子的距离大约为4m。提示: 路肩350cm内不布置车辆, 慢车道650cm开始布置车辆荷载( 550kN) 。 2、路中线与房子的平面位置关系、路线纵断面、路基标准横断面如下图: 房子 道路中线 图1 道路和房子平面示意图
路基标准横断面(单位:cm ) 图2 路基标准横断面图( 半幅, 单位:cm) K 2+400112.85K 2 + 9 117.851.0%-0.75% R=13500T=?E=?道路纵面图 图3 道路纵断面图
106.50 3.7m 7.8m 粘土Q 承载力标准值f=187kPa 圆砾 承载力标准值f=456kPa 中风化泥岩 地质剖面图 1 : . 3 1:5 墙身剖面图(单位:cm) 图4 地质剖面图 3、房子附近地质情况见地质剖面图, 房子附近地面较大范围( 包括路基范围) 内为平地。 4、挡土墙墙身、基础材料: M7.5浆砌片石, M10砂浆抹墙顶面( 2cm) , M10砂浆勾外墙凸缝。砌体重度γ1=22kN/m3。墙后填土为天然三合土重度γ2=20kN/m3, 换算内摩擦角φ=35°。M10浆砌块石与天然三合土的摩擦角为20°。砌体极限抗压强度为700kPa, 弯曲抗拉极限强度为70kPa, 砌体截面的抗剪极限强度为150kPa。 计算过程 1、道路设计标高计算 由 1 i=1.0%, 2i=-0.75%, R=13500
沥青路面厚度设计 计 算 书 学号： 姓名： 班级： 成绩： 日期：2014年9月
沥青路面厚度设计 A、基本情况 某地拟新建一条二级公路省道，路线总长21km，双向四车道，路面宽度为16m，该地属公路自然区划IV区，路基为低液限粘土土质，填方路基最大高度2.1m，路床顶距地下水位平均高度1.4m，属中湿状态，根据室内试验法确定土基回弹模量50MPa，年降雨量1200mm，最高气温39℃，最低气温-10℃。拟采用沥青混凝土路面，根据规范规定，查表得其设计使用期12年。 B、交通荷载情况 根据区域交通分析预测近期交通组成和交通量如表1所示，交通量年平均增长率为4%。 表1 近期交通组成与交通量 要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据进行沥青路面厚度设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例附后）。
一、基本设计条件与参数 依题意得，基本设计条件如下：新建二级公路，双向四车道，路面宽度16m ，公路自然区划IV 区，低液限粘土土质，填方路基最大高度2.1m ，路床顶距地下水位平均高度1.4m ，中湿状态，年降雨量1200mm ，最高气温39℃，最低气温-10℃。 基本参数如下：土基回弹模量50MPa ，设计使用期12年，交通量年平均增长率为4%。 二、交通量分析 本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN 为标准轴载，以BZZ-100表示。 1. 当设计弯沉值为指标时，当量轴次计算公式及计算结果如下： 4.35 121 k i i i P N C C n P =?? = ? ??∑ 注：轴载小于25kN 的轴载作用不计 查《规范》得该公路车道系数为0.4，累计当量轴次计算如下： ()[]()[] （次）6 12 10835.84.0418.402704 .0365104.0136511?=???-+=?-+= ηN r r N t e 属于中等交通。 2. 以半刚性基层层底拉应力为指标计算当量轴次
水泥混凝土路面设计 (1)交通分析 初换算与累计轴载 由式：Ns=()16100/i 1 Pi iN n i ∑=δ 得 N S =1×869×(45.1/100)16+1×458×(68.20/100)16+1×897×(269.20/100)16+1 × 556 × (68.20/100)16+1 × 726 × [(49.00+101.60)/100〕16+1×654×[(50.20+104.30)/100]16+2.24×10-8×(60.00+100.00)-0.22×62×[(60.00+100.00)/100]16=1198498 已知年增长率r g =0.094 ,查表得横向分布系数η=0.22，路面宽度为28米 又已知高速公路设计基准期为30年。所以t=30 根据公式累计作用次数Ne=()[]r t r s g g N /365*11η-+ 得Ne=1.414×107 因此属于特重交通等级
(2)初拟路面结构 相应于安全等级为一级的变异水平等级为低级，根据一级公路、重交通等级、低级变异等级，初拟水泥混凝土路面层厚度为h=260mm，低剂量无机结合料稳定土，基层为选用水泥稳定碎石（水泥用量为5%），厚度为h1=220mm。底基层厚度为h2=210mm的级配碎石。普通水泥混凝土板的平面尺寸宽为3.75m，长为5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 (3)路面材料参数确定 设计要求路基回弹模量取o E=35Mpa。由表1-6取普通混泥土路面层的弯拉强度标准值 f= 5Mpa，查表得到相应弯拉弹性模量标准值 r 为c E=31Gpa。参照《公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D2004-2002）》水泥稳定料基层回弹模量取1E=1500Mpa，级配碎石回弹模量取2E=250Mpa。 (4)计算基层顶面当量回弹模量
沥青路面设计错误!未定义书签。 1 设计资料2 1.1 公路等级情况及周边情况2 1.2 公路2007年交通量调查情况如下表:2 1.3 沿线地理特征3 2 轴载分析3 2.1以设计弯沉值为设计指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴 次3 2.1.1 轴载换算3 2.1.2 计算累计当量轴次4 2.2 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次4 2.2.1 轴载换算4 2.2.2 计算累计当量轴次5 3 确定路面等级和面层类型5 3.1 路面等级5 3.2 面层类型5 3.3 结构组合与材料的选取5 4 确定各结构层材料设计参数。6 4.1 各层材料的抗压模量与劈裂强度6 4.2 土基回弹模量的确定6 4.2.1 确定路基的平均稠度6 4.2.2 确定土基回弹模量7 5 设计指标的确定7 5.1 设计弯沉值7 5.2 各层材料的容许底层拉应力7 6 设计资料总结8 7 确定石灰土层的厚度8 8 计算路面结构体系的轮隙弯沉值（理论弯沉值）10 9 验算各层层底拉应力10 9.1 上层底面弯拉应力的验算10 9.1.1 第一层地面拉应力验算11 9.1.2 第二层地面拉应力验算11 9.1.3 第三层换算12 9.1.4 第四层换算12 9.2 计算中层底面弯拉应力。13 水泥路面设计13 1 设计资料13 1.1 公路等级情况及周边情况13 1.2 公路1998年交通量调查情况如下表:14 1.3 沿线地理特征14 2 交通分析14 2.1 标准轴载与轴载换算14 2.2 交通分级，设计使用年限，和累计作用次数15 2.2.1 设计年限内一个车道累计作用次数15
2.2.2 交通等级的确定及初估板厚16 3 路面结构层组合设计16 4 确定结构层材料设计参数16 4.1 基层顶面的当量回弹模量与计算回弹模量16 4.2 复合式混凝土面层的截面总刚度与相对刚度半径17 5 荷载应力计算17 5.1荷载疲劳应力计算17 5.2 温度疲劳应力计算18 6 路面接缝处理19 6.1 纵向接缝19 6.1.1 根据规范的要求纵向接缝的布设应路面宽度和施工铺筑宽 度而定。19 6.2 横向接缝20 6.3 端部处理21 6.4 接缝填封材料21 7 纵向配筋设计22 7.1 计算参数22 7.2 横向裂缝间距计算22 7.3 裂缝宽度的计算22 7.4 钢筋应力的计算23 7.5 钢筋间距或根数的计算23 8 补强钢筋的设计23 8.1 边缘钢筋设计23 8.2 角隅钢筋设计23 沥青路面设计 1设计资料 1.1 公路等级情况及周边情况 沪杭高速人民广场至枫泾段公路，共有4车道，路面宽度为2×7.50m，设计年限为20年。交通量年平均增长率为6%。沿途有大量的碎石集料，砂砾并有石灰供应。 1.2 公路2007年交通量调查情况如下表:
成都学院 课程名称：路基路面工程 学院：建筑与土木工程学院专业：土木工程 学号： 201210209108 年级： 2012级 学生姓名：聂跃 指导教师：陈小平 二O一五年六月
目录 1. 设计任务书 1.1路基部分 (1) 1.1.1设计资料 (1) 1.1.2设计任务 (1) 1.2.路面部分 (1) 1.2.1基本设计资料 (1) 1.2.2 设计任务 (2) 2.路基部分设计 2.1重力式挡土墙设计 (3) 2.2破裂棱柱体位置确定 (3) 2.3荷载当量土柱高度计算 (3) 2.4土压力计算 (3) 2.5土压力作用点位置计算 (6) 2.6土压力对墙趾力臂计算 (6) 2.7稳定性验算 (6) 2.8基地应力和合力偏心矩验算 (8) 2.9截面内力计算 (9) 2.10设计图纸及工程量 (9) 3.路面部分设计 3.1 基本设计资料 (10) 3.2 沥青路面设计 (11) 3.2.1轴载分析 (11) 3.2.2 .1结构组合与材料选取（干燥路段） (15) 3.2.2.2 各层材料的抗压模量和劈裂强度 (15) 3.2.2.3 设计指标的确定 (16) 3.2.2.4 路面结构层厚度的计算 (18)
3.2.2.5沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算 (19) 3.2.2.6防冻层厚度检验 (23) 3.2.3.1结构组合与材料选取（潮湿路段） (24) 3.2.3.2 各层材料的抗压模量和劈裂强度 (24) 3.2.3.3 设计指标的确定 (25) 3.2.3.4路面结构层厚度的计算 (27) 3.2.3.5沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算 (28) 3.2.3.6防冻层厚度检验 (30) 3.3水泥混凝土路面设计 (31) 3.3.1 交通量分析 (31) 3.3.2 初拟路面结构 (33) 3.3.3 确定材料参数 (33) 3.3.4 计算荷载疲劳应力 (34) 3.3.5 计算温度疲劳应力 (37) 3.3.6防冻厚度检验和接缝设计 (38) 3.3.7角隅钢筋设计 (39) 参考文献 (40)
《路基路面工程》课程设计
沥青路面设计 方案一： （1）轴载换算及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 三菱T653B 29.3 48 1 双轮组2000 2 日野KB222 50.2 104. 3 1 双轮组1000 3 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组2000 4 解放CA10B 19.4 60.8 5 1 双轮组1000 5 黄河JN163 58. 6 114 1 双轮组1000 设计年限12 车道系数 1 序号分段时间(年) 交通量年增长率 1 5 6 ％ 2 4 5 ％ 3 3 4 ％ 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时: 路面竣工后第一年日平均当量轴次: 4606 设计年限一个车道上累计当量轴次: 2.745796E+07 当进行半刚性基层层底拉应力验算时: 路面竣工后第一年日平均当量轴次: 4717 设计年限一个车道上累计当量轴次: 2.811967E+07 公路等级二级公路 公路等级系数 1.1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值: 21.5 (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 .28 2 粗粒式沥青混凝土.8 .21 3 石灰水泥粉煤灰土.8 .3 4 天然砂砾 （2）新建路面结构厚度计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 路面设计弯沉值: 21.5 (0.01mm)
路面设计层层位: 4 设计层最小厚度: 10 (cm) 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 容许应力(MPa) (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 1.2 2 粗粒式沥青混凝土7 1200 1300 .8 3 石灰水泥粉煤灰土25 900 900 .4 4 天然砂砾? 250 250 5 土基32 按设计弯沉值计算设计层厚度: LD= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 80 cm LS= 22.2 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm LS= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(第1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 85 cm(第3 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度: H( 4 )= 85 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 85 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度: 路面最小防冻厚度50 cm 验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求. 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: 细粒式沥青混凝土 3 cm 粗粒式沥青混凝土7 cm 石灰水泥粉煤灰土25 cm 天然砂砾85 cm 土基 （3）竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 公路等级: 二级公路 新建路面的层数: 4 标准轴载: BZZ-100 层位结构层材料名称厚度(cm) 抗压模量(MPa) 抗压模量(MPa) 计算信息 (20℃) (15℃) 1 细粒式沥青混凝土 3 1500 1600 计算应力
. 土木建筑工程学院 土木工程专业（道路桥梁方向）《路基路面工程》课程设计计算书 姓名： 年级： 班级： 学号：
[题目]：重力式挡土墙设计 [设计资料]： 1、工程概况 拟建机场高速公路（城市道路段）K2+770右侧有一清朝房子，由于该路段填土较高，若按1：1.5的边坡坡率放坡，则路基坡脚侵入房子围。现为了保留房子，要求在该路段的恰当位置设挡土墙。为使房子周围保持车辆交通，要求墙脚边距离房子的距离大约为4m。提示：路肩350cm不布置车辆，慢车道650cm 开始布置车辆荷载（550kN）。 2、路中线与房子的平面位置关系、路线纵断面、路基标准横断面如下图： 房子 道路中线 图1 道路和房子平面示意图 路基标准横断面(单位:cm) 图2 路基标准横断面图（半幅，单位:cm）
K 2+400 112.85K 2+900 117.851.0% -0.75% R=13500T=?E=? 道路纵面图 图3 道路纵断面图 106.50 3.7m 7.8m 粘土Q 承载力标准值f=187kPa 圆砾 承载力标准值f=456kPa 中风化泥岩 地质剖面图 1:0.3 1:5 墙身剖面图(单位:cm ) 图4 地质剖面图 3、房子附近地质情况见地质剖面图，房子附近地面较大围（包括路基围）为平地。 4、挡土墙墙身、基础材料：M7.5浆砌片石，M10砂浆抹墙顶面（2cm ），M10砂浆勾外墙凸缝。砌体重度γ1=22kN/m 3。墙后填土为天然三合土重度γ 2 =20kN/m 3，换算摩擦角φ=35°。M10浆砌块石与天然三合土的摩擦角为
20°。砌体极限抗压强度为700kPa ，弯曲抗拉极限强度为70kPa ，砌体截面的抗剪极限强度为150kPa 。 计算过程 1、 道路设计标高计算 由1i =1.0%，2i =-0.75%，R=13500 得21135000.75%1%=236.25L R i i =?-=?--，2 L E ==118.125 所以竖曲线起点桩号为K2+781.875。 K2+766的设计标高为112.853661%=116.51+?。 K2+782的坡线标高为112.853821%=116.67+?， 高程改正 ()2 782781.875=0213500 -?， 所以K2+782的设计标高为116.67。 而地面高程为106.05，所以房子正对着的道路标高与地面高程最大之差为10.62m 。 2、挡土墙设计方案 ①挡土墙墙脚与房子的平面位置关系如下：
路基路面课程设计示例
《路基路面工程》课程设计示例 一、设计条件 1.气象资料 区，项目区内气候属亚热带该路所处自然区划为Ⅴ 3 湿润季风气候区,气候干燥炎热,冬无严寒,少云多日照,年平均气温15.3～19.6℃, 年月平均最高气温26.90℃，月平均最低气温5.70℃。 雨水充沛,雨季主要集中在4～10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。 全线皆可常年组织施工。 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，附近有小型采石场和石灰厂，筑路材料丰富。路面所用水泥和沥青均需外购。 3.地震基本烈度
本项目沿线地震烈度相当于Ⅵ度区，属基本稳定至稳定区。 4.交通资料 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】
交通量年增长率γ（表1-2） 二、设计要求 1.设计中学生学生应在独立思考的基础上有方向、有 目的的查阅有关文献资料。 2.学生应根据设计进度要求，提交设计成果。 3.设计结束时，应提交完整的设计说明书（包括计算
书）和设计图纸。 设计说明书主要介绍设计任务概况、设计标准、设计思路、设计原则、设计方案的比较和说明、设计工作概况、工作的特点和难点、主要技术问题与解决办法，以及主要技术资料。要求用A4白纸，使用钢笔书写，做到工整、准确、清晰、精炼。 设计图纸应根据工程制图标准绘制，做到正确、丰满、美观、整洁。 设计内容 1.根据交通资料确定道路和交通等级。 2.进行路基路面结构方案设计，至少包括1个比较方 案。 3.路基设计部分包括对原地面的处理，路基填料的选 择，路基干湿类型的确定及土基的回弹模量的确 定过程。 4.对确定的路基路面结构进行详细设计，包括路面类 型的选定，路面结构层材料参数的选取，进行路 面结构的厚度计算。 5.对所选定路线的路基路面结构方案绘制路基标准 横断面图，结构层设计图。
路基路面工程课程设计计算书 指导老师： 专业年级： 班级，学号： 学生姓名： 完成时间：2010 年 6 月24 日
路面结构设计的计算 基本资料：某地区规划修建一条四车道的一级公路，沿线筑路材料的情况：石料：本地区 山丘均产花岗岩、流纹岩和凝灰熔岩；储量丰富，岩体完整。石料强度高。砂：海岛沿岸多处沙滩可供取砂，运输较方便。土料：沿线丘岗均有砖红色亚粘土和黄褐色砂砾质粘土可供路基用土。 此公路的设计年限为20年，拟采用沥青路面结构进行设计。一、轴载分析。 ” +篦 +丫3+丫4 1设计年限内交通量的平均增长率：=-一2 3一4 4 由主要预测年交通量表可算得： 2000年到2005年的年增长率：12266（1 ? J5=18293，可算得：^8.3% 5 2005年到2010年的年增长率：18293（1，2）=26204，可算得：2=7.5% 5 2010年到2015年的年增长率：26204（1，3） =35207，可算得：3=6.1% 5 2015年到2020年的年增长率：35207（1 ? 4）= 55224，可算得：4=9.4% 故 1 2 3 48.3% 7.5% 6.1% 9.4% - 4 ~ 4 2、设计年限内一个车道的累计当量轴次的计算。 路面设计采用双轮组单轴载100KN为标准轴载，以BZZ —100 表示。 1）当以设计弯沉值为设计指标时，换算成标准轴载P的当量作用次数N的公式为: P N=：严2叶4.35 对于跃进: 前轴：R=16.20KN<25KN，省略不算 后轴：C1=1, C2=1, P=38.30KN，P=100KN, n =702 P 4 3 5 38.30 4 3 5 N =C1C2n i( L) 51 1 702 ( ) =3彳0.8次/d P 100 对于解放CA10B : 前轴：R=19.40KN<25KN,省略不算。
路基路面工程课程设计计算书( 第一组) 班级: 姓名: 学号: 一、沥青路面设计 1.轴载换算
（1）以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时 表一 （2）以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时 表二
已知设计年限内交通量平均增长率%8=r 该道路为高速公路, 其设计年限15=t 。 设该高速公路为双向四车道, 取车道系数45.0=η, 则 ( 1) 以弯沉值及沥青层的层底弯拉应力为设计指标时 61511019.345.014.71636508 .0]1)08.01[(365]1)1[(?=???-+=???-+=ηN r r N t e 次 ( 2) 以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时 6152 1042.245.049.54236508 .0]1)08.01[(365]1)1[(?=???-+=???-+=ηN r r N t e 次 2.初拟结构组合和材料选取 ( 1) 由以上计算结果得, 设计年限线内一个车道上的累计标准轴次为319万次, 属中等交通, 给出以下两种组合方案 方案一: ①路面结构采用沥青混凝土( 厚18cm) , 基层采用水泥碎石( 厚38cm) , 底基层采用水泥石灰沙砾土( 厚度待定) , 以水泥石灰沙砾土为设计层。 ②采用三层式沥青面层, 表面采用细粒式沥青混凝土( 厚4cm) , 中面层采用中粒式沥青混凝土( 厚6cm) , 下面层采用粗粒式沥青混凝土( 厚8cm) 方案二: ①路面结构采用沥青混凝土( 厚27cm) , 基层采用水泥砂砾( 厚度待定) , 底基层采用级配沙砾( 厚18cm) , 以水泥稳定砂砾为
三长线 新建路面设计 1. 项目概况与交通荷载参数 该项目位于江西省，属于一级公路，起点桩号为K0+000，终点桩号为K44+086，设计使用年限为15.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为3855辆/日, 交通量年增长率为5.0%, 方向系数取55.0%, 车道系数取60.0%。根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC3类，根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。 表1. 车辆类型分布系数 根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。 表2. 非满载车与满载车所占比例(%) 根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。 表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数
根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为22,351,024, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为1,670,542,389。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为10,019,677，交通等级属于重交通。 2. 初拟路面结构方案 初拟路面结构如表4所示。 表4. 初拟路面结构 路基标准状态下回弹模量取90MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.80,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.85,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为61MPa。 3. 路面结构验算 3.1 沥青混合料层永久变形验算 根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为23.8℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为25.4℃。可靠度系数为1.28。 根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。根据式（B.3.2-3）和式（B.3.2-4），计算得到d1=-7.67，d2=0.76。把d1和d2的计算结果带入式（B.3.2-2），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（B.3.2-1）计算各分层永久变形量(Rai)。各计