路基路面工程课程设计
学院建筑与环境学院
班级土木12102班
姓名 xxxxxxxx 学号
指导教师
成绩
目 录
重力式挡土墙设计
1设计任务书 (1)
1.1设计题目 ............................................................. 1 1.2设计资料 . (1)
1.2.1背景资料 ....................................................... 1 1.2.2挡土墙设计资料 . (1)
2设计计算书 (2)
2.1挡土墙参数确定 (2)
2.1.1墙面高度 ....................................................... 2 2.1.2坡度 ........................................................... 2 2.1.3墙顶及基底宽度 ................................................. 2 2.1.4摩擦系数 ....................................................... 2 2.1.5摩擦角 ......................................................... 2 2.1.6承载力及粘聚力 ................................................. 2 2.1.7材料选用 ....................................................... 2 2.2主动土压力计算 . (2)
2.2.1计算破裂角 ..................................................... 2 2.2.2求主动土压力系数a ,K K ： ........................................ 3 2.2.3计算土压力 ..................................................... 3 2.3挡土墙稳定性验算 .. (3)
2.3.1抗滑稳定性验算 ................................................. 4 2.3.2抗倾覆稳定性验算 ............................................... 4 2.4基地应力验算 (5)
2.4.1承载力特征值 ................................................... 5 2.4.2基础地面的竖向力 ............................................... 5 2.4.3偏心距 ......................................................... 5 2.4.4基底压力 ....................................................... 5 2.5进行排水设施及沉降缝设计 (5)
2.5.1泄水孔 (5)
2.5.2沉降缝和伸缩缝 (6)
参考文献 (7)
沥青路面设计
1设计任务书 (1)
1.1设计题目 (1)
1.2设计资料 (1)
1.2.1背景资料 (1)
1.2.2挡土墙设计资料 (1)
2设计计算书 (2)
2.1轴载分析 (2)
2.1.1交通参数 (2)
2.1.2累计交通轴次 (2)
2.2结构组合与材料选取 (3)
2.2.1材料的选取 (3)
2.2.2各层材料的抗压模量和劈裂强度 (4)
2.2.3土基回弹模量的确定 (4)
2.2.4设计指标的确定 (4)
2.2.5设计弯沉值 (4)
2.2.6各层材料容许层底拉应力 (4)
2.2.7设计资料总结 (6)
2.3计算待求层厚度 (6)
2.3.1对多层路面体系进行等效换算 (6)
2.3.2计算待求层厚度 (6)
2.4验算各层层底拉应力 (7)
2.4.1对细粒密级配沥青混凝土层底拉应力验算 (7)
2.4.2对中粒密级配沥青混凝土层底拉应力验算 (7)
2.4.3对粗粒密级配沥青混凝土层底拉应力验算 (8)
2.4.4层底最大拉应力 (8)
2.4.5对二灰砂砾层底拉应力验算 (8)
2.4.6对二灰砂砾层底拉应力验算 (9)
2.4.7层底最大拉应力 (9)
参考文献 (10)
总结 (11)
重力式挡土墙设计
1设计任务书
1.1设计题目
重力式挡土墙设计
1.2设计资料
1.2.1背景资料
新建一高速公路，该路段处于中国公路自然区划Ⅲ1区，路基为粘质土，稠度为1.1，双向六车道，交通量年平均增长率5%，设计年限15年。地下水位较深，最大冻深0.9m，非地震区域。在穿过一农田路段，由于建筑红线范围较小，在填方路段需设置挡土墙。在此区域，石材比较丰富，挡土墙设计过程中应就地取材，路基材料众多，均能满足施工要求。
1.2.2挡土墙设计资料
（1）墙后填土为碎石土，重度γ0=18KN/m3；内摩擦角φ=30+φ0（φ0 为每位学生按0.5的倍数递增，每组的φ0 起始点都是0.5）；内粘聚力C=0；地基为沙石类土，承载力特征值Fk=300KPa；墙底与岩土摩擦系数μ=0.5。
（2）墙体材料采用MU40片石，M10水泥砂浆，砌体重度γ0=23KN/m3。
（3）挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示：
图1.1挡土墙参数图（单位：m）
2设计计算书
2.1挡土墙参数确定
2.1.1墙面高度
墙面高度H=4+0.9+0.25=5.15m 。 2.1.2坡度
墙面坡度为1∶N1=1∶0.3，基底坡度N2∶1=0.15∶1。 2.1.3墙顶及基底宽度
墙顶宽度a=0.53m ，基底宽度B=2.47m 。 2.1.4摩擦系数
墙体与岩土摩擦系数μ=0.5。 2.1.5摩擦角
内摩擦角?=36.5°，外摩擦角δ=1/2?=18.25° 2.1.6承载力及粘聚力
承载力特征值Fk=300KPa ，粘聚力C=0。 2.1.7材料选用
墙体材料采用MU40片石，M10水泥砂浆，砌体重度γ=23KN/m 3，填土碎石土重度γ0=18（kn/?）。
2.2主动土压力计算
2.2.1计算破裂角
ψ=φ+δ+α=35o+0o+17.5o=54.75o
P=）（）（βαψθ?ψβα--+cos cos sin cos sin cos (式2.1)
=-0.39
Q=）（）（）（）（δα?ψ?ψβα+--+-cos cos cos cos (式2.2)
=-0.91
R=β?ψαβαψ?cos con sin cos sin cos ）（）
（--- (式2.3) =0.65
由θtan =
P
PR
Q Q
242
-±
-可得θtan 1=-3.0（舍）θtan 2=0.6 θ=31o
2.2.2求主动土压力系数a ,K K ：
因静止、主动及被动土压力沿墙高均为三角形分布，故??='。 静止土压力系数：
14.06.53sin 1sin 1sin 1k =?-=-='-=??
主动土压力系数：
）
（2/45Ka tan 2
?-?==0.26
2.2.3计算土压力
(1)计算土压力系数
2
)cos()cos()sin()sin(1)cos(2cos )
(2cos ??
?
?
????-+-+++-=
βαδαβ?δ?δααα?Ka (式2.4)
=0.25 (2)计算土压力
a
2
12
a
K H
E
γ=
(式2.5)
kn/m 17.88= (3)计算水平土压力
Ey=Eacos(α+δ) (式2.6)
=84.09kn/m (4)计算垂直土压力
Ey=Easin(α+δ) (式2.7)
=32.35 kn/m
2.3挡土墙稳定性验算
Hn=0.37m
S1=(0.53+2.47)×4.780×0.5＝7.17m2
S2=0.37×2.47×0.5＝0.47m2 G=(7.17+0.47)×23＝175.4 kn/m
2.3.1抗滑稳定性验算
自重G=)
m /kn (22.872223
6)7.253.0(=??+ 根据基底内坡度可确定出基底内坡度角的值
α
=9°故可以得到G G n
t 和。
）m /kn （4.93sin 0t
=?=αG G
，）
m /kn （20.132cos 0n =?=αG G 。
）
m /kn （128.9）8109（cos 49.761）（cos 0a
at
=++?=++=
δααE E
)
/(65.7)8109sin(49.761)sin(0an
m kn E
E
a
=++?=++=δαα
3
.11.534.9
-128.95
.0)65.720.132(）（t
at
an
n s
K
≥=?+=
++
=G E
E
G μ
抗滑稳定性满足要求。∴
2.3.2抗倾覆稳定性验算
可用惯性矩就出水平距离，挡土墙重心至墙趾的水平距离x 0=2（m ），代入下面公式可得：
Z
E E K f
ax
G x x f
az 0t +=
(式2.8)
6.161.12.80
*137.77
4.244.747.122.872≥=?+?=
Zy
m
Zx=2.47m ZG=1.2m
0.9GZG+γQ1(Eyzx-Exzy)＞0
0.9×175.41×1.2+1.4×(32.35×2.47-84.09×1.97)=69.37＞0
所以抗倾覆稳定性验算满足要求。
2.4基地应力验算
2.4.1承载力特征值
fa=fak+εbγ(b-3)+εdγm(d-0.5) (式2.9)
=300+3×18﹙3-3﹚+4.41×18×﹙1.15-0.5﹚
＝387.12kpa
2.4.2基础地面的竖向力
F=G+Ey (式2.9)
=175.4+32.35=207.75kn/m
2.4.3偏心距
满足要求。
2.4.4基底压力
满足要求。
2.5进行排水设施及沉降缝设计
2.5.1泄水孔
挡墙背回填构造：（自下而上）墙脚夯实粘土隔水层、下部滤水层（包括@2000排水孔道）、中部隔水层、中部滤水层（包括@2000排水孔道）、回填土夯实、顶面水泥砂浆硬化防渗，汇水面大的应有拦截水沟排水。挡墙正面构造：墙脚排水沟、下部中部两排排水孔道梅花格布置。墙背应设置50cm的砂砾透水层，并做土工布封层。如下图所示。
图6-1挡土墙参数图
2.5.2沉降缝和伸缩缝
为防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝应设置伸缩缝，避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，根据地基地质的变化和墙高、墙身断面的变化情况设置沉降缝，在平曲线地段，挡土墙可按折线布置，并在转折处以沉降缝断开。设计中一般将沉降缝和伸缩缝合并设置，沿线路方向每隔10-20m设置一道，缝宽为2-3m。自墙顶做到基底，缝内沿墙的内、外、顶三边填塞青麻筋或沥青木板，塞入深度不小于0.2m。当墙背为岩石路堑或填实路堤时，可设置空缝，路肩、路堤挡土墙两端应设置椎体护坡。
如下图所示。
图6-2护坡参数图
参考文献
[1] 刘谋佶, 吕志咏, 丘成昊, 等. 边条翼与旋涡分离流[M]. 北京: 北京航空学院出版社,1988.
[2]邓学均，路基路面工程，北京：人民交通出版社,2000.
[3]姚祖康，道路路基路面工程，上海：同济大学出版社,1994.
[4]方左英，路基工程，北京：人民交通出版社,1987.
[5]方福森，路面工程，北京：人民交通出版社,1987.
[6]陆鼎中，程家驹，路基路面工程，上海：同济大学出版社,1992.
[7]沙庆林，高等级公路半刚性基层沥青路面，北京：人民交通出版社,1989.
[8]林锈贤，柔性路面结构设计方法，北京：人民交通出版社,1988.
沥青路面设计
1设计任务书
1.1设计题目
沥青路面设计
1.2设计资料
1.2.1背景资料
新建一高速公路，该路段处于中国公路自然区划Ⅲ1区，路基为粉质土，稠度为1.1，双向六车道，交通量年平均增长率5%，设计年限15年。地下水位较深，最大冻深0.9m，非地震区域。在穿过一农田路段，由于建筑红线范围较小，在填方路段需设置挡土墙。在此区域，石材比较丰富，挡土墙设计过程中应就地取材，路基材料众多，均能满足施工要求。
1.2.2挡土墙设计资料
（1）各种车型前后轴重、轴数、轮组数、轴距参照《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）；
（2）各结构层抗压回弹模量，劈裂强度参照《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）。
2设计计算书
2.1轴载分析
2.1.1交通参数
实际道路上行驶的车辆类型较多，轴重也差别很大。为了设计的方便必须选择一种车型和轴重作为道路设计的标准，其他车辆按一定的要求转化为标准轴载。考虑到我国公路运输的特点，我国路面设计以双轮组单轴载100KN为标准荷载，以BZZ-100表示。标准轴载计算参数按下表确定。
表2.1标准轴载计算参数
表2.2累计交通轴次
计规范。
γ=5%，η=0.35，t=15。
重力式挡土墙设计实例 1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下： （1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图3－40示； （2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5； （3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝80kPa 。 图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图 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： 14021730353828ψαδφ'''++-++＝＝＝ 90ω<因为 00000111 ()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01 (2)tan 2 H H h α=-+ 00011 (2)()(2)22 A a H h a H H H h =+++=+
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： tg tg θψ=- tg ψ=-+ ()()3828 35382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+ ++ 0.7945=-+ 0.7291= 36544θ'''= （2）验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度：()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=?++= 所以0L L <，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。 3、荷载当量土柱高度计算： 墙高5米，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：q ＝16.25kN/m 2， 016.25 0.918 q h m γ==＝ 4、土压力计算 ()()()()011 20 5.020 5.01722 A a H a H +++=++?+=0＝ h 0.9 ()()()()0111 22tan 5.0502tan 142 4.25 222 B ab b d H H a α'++-++?++?-=00＝h h ＝0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： ()() ()()()() a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=??-=+'''''+cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+=cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+= 5、土压力作用点位置计算： 5 1.36H =?=10K ＝1+2h 1+20.9 X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+?=－查数学手册
（一）重力式挡土墙设计实例 1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下： （1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图3－40示； （2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5； （3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝80kPa 。 图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图 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： 14021730353828ψαδφ'''++-++ ＝＝＝ 90ω< 因为 00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 2 2 2 B a b b d h H H a h h H H h αα = ++- ++=++- + 01(2)tan 2 H H h α=- + 00011(2)()(2)2 2 A a H h a H H H h =+++= + 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：
tg tg θψ=-+ tg ψ=-+ 3828tg '=-+ 0.7945=-+0.7291= 36544θ'''= （2）验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度：()()0 50.72910.25 2.4L H tg tg m θα =+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L N b N m d m =+-+=?++= 所以0 L L <，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。 3、荷载当量土柱高度计算： 墙高5米，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：q ＝16.25kN/m 2， 016.250.918 q h m γ ==＝ 4、土压力计算 ()()()()01120 5.020 5.01722 A a H a H +++=++?+=0＝ h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25 2 2 2 B a b b d H H a α'++- ++?++?-= 00＝ h h ＝0+0- 0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： () () ()() () () a 0 03654435 tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B K N θφ γ θθψ'''++=- =??-=+'''''+ c o s c o s ()()X a 49.25142173049.14E E K N αδ''=+=-+= cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E K N αδ ''=+= -+= 5、土压力作用点位置计算： 5 1.36H =?=10K ＝1+2h 1+20.9 X 101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+?=－查数学手册 X 1Z －土压力作用点到墙踵的垂直距离；
挡土墙设计毕业设计论文
毕业设计（论文）题目：挡土墙设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下： （1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图4－41示； （2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5； （3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝80kPa 。 图4－41 初始拟采用挡土墙尺寸图 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： 14021730353828ψαδφ'''++-++＝＝＝ 90ω<因为 00000111 ()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01 (2)tan 2 H H h α=-+ 00011 (2)()(2)22 A a H h a H H H h =+++=+ 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：
tg tg θψ=-+ tg ψ=-()()38 2835382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+ ++ 0.7945=- 0.7291= 36544θ'''= （2）验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度：()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=?++= 所以0L L <，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。 3、荷载当量土柱高度计算： 墙高5米，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：q ＝16.25kN/m 2， 016.25 0.918 q h m γ==＝ 4、土压力计算 ()()()()011 20 5.020 5.01722 A a H a H +++=++?+=0＝ h 0.9 ()()()()0111 22tan 5.0502tan 142 4.25 222 B ab b d H H a α'++-++?++?-=00＝h h ＝0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： ()() ()()()() a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=??-=+'''''+cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+=cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+= 5、土压力作用点位置计算： 5 1.36H =?=10K ＝1+2h 1+20.9 X101/3/35/30.9/3 1.36 1.89Z H h K m =+=+?= X1Z －土压力作用点到墙踵的垂直距离；
路基与路面工程课程设计任务书 题目: 重力式挡土墙设计 （一）初始条件： （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=0.5φ；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； 墙后砂性土填料的内摩擦角φ： 34° 墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度（1:n ）： 1:0.25 墙高H ： 7m 墙顶填土高a ： 3.0m （二）要求完成的主要任务： 按《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）“5.4 挡土墙”一节，采用极限状态设计法进 行设计： （1）车辆荷载换算； （2）计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置； （3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性 验算及抗倾覆稳定性验算； （4）基础稳定性验算与地基承载力验算； （5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。
重力式挡土墙设计 1 设计参数 挡土墙墙高H=7m ，取基础埋置深度D=1.5m ，挡土墙纵向分段长度取L=10m ； 路基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； 墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，α=－14.03°，墙底（基 底）倾斜度tan 0α=0.190，倾斜角0α=10.76°； 墙顶填土高度a =3.0m ，填土边坡坡度1:1.5，β=arctan （1.5）1-=33.69°， 汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m 墙后填土砂性土内摩擦角φ=?34，填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=?17，填 土容重γ=18kN/m 3 ；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30； 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重 k γ=22kN/m 3,砌体容许压应力[ a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力[wl σ]=60kPa ； 地基容许承载力[0σ]=250kPa 。 2 车辆荷载换算 0.78m 3 主动土压力计算 3.1 计算破裂角θ ===18 140γq h
洛阳某工程扶壁式挡土墙设计 摘要 扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，其主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。适用于缺乏石料及地震地区。一般在较高的填方路段采用来稳定路堤，以减少土石方工程量和占地面积。扶壁式挡土墙，断面尺寸较小，踵板上的土体重力可有效地抵抗倾覆和滑移，竖板和扶壁共同承受土压力产生的弯矩和剪力，相对悬臂式挡土墙受力更好，适用6～12m高的填方边坡，可有效地防止填方边坡的滑动。 本设计剖析了挡土墙的作用原理；分析了挡土墙的应用现状、研究现状及发展趋势；并完成了该扶壁式挡土墙的总体设计（主要尺寸的拟定）、荷载及土压力的计算，内力计算，滑移稳定计算，倾覆稳定计算，地基承载力计算，结构计算；完成了图纸绘制；设计了施工组织；并进一步根据地质条件和现场要求进行优化设计。以求达到安全适用的目的，寻求最佳经济效益。 关键词：扶壁式挡土墙、土压力、荷载计算、结构、施工
The Buttress Retaining Wall Design of a Project of Luoyang ABSTRACT Help retaining wall is a reinforced concrete thin-wall retaining wall, its main features is that its structure is simple and its construction is easy, the wall of the section is small, its own quality is light, it can better play to the strength properties of the material, and it can adapt to bearing the capacity of the lower foundation and apply to the lack of stone and earthquake areas. In order to reduce the amount and cover an area of earth and stone works，generally it usually uses a higher fill section to stabilize the embankment. Buttresses retaining wall has a smaller section size, heel panel soil weight force can effectively resist overturning and sliding, vertical panels and buttresses can stand the earth pressure moments and shear forces, the relative cantilever retaining wall by the force is good to use the 6 ~ 12m high fill slope, can effectively prevent the sliding of the fill slope. The design analysis the principle of retaining walls, understands the status quo of retaining wall and development trend. And it can also complete the overall design of the supporting retaining wall (the formulation of the main dimensions)，the supporting retaining wall loads and earth pressure，internal force calculation，slip stability calculation，overturning stability calculations，foundation bearing capacity calculation，structural calculations，completing the drawings（including elevations and drawing detail），completing of the construction design of the retaining wall of the buttress, and optimize the design according to the geological conditions and site requirements further. By using this design to achieve the safety applicable to the purpose of seeking the best value for money. KEY WORDS:buttresses, retaining walls, earth pressure, load calculation
重力式挡土墙课程设计 作者姓名 学号 班级 学科专业土木工程 指导教师 所在院系建筑工程系 提交日期
设计任务书 一、 设计题目 本次课程设计题目：重力式挡土墙设计 二、 设计资料 1、线路资料：建设地点为某一级公路DK23+415.00~DK23+520.00段，在穿过一条深沟时，由于地形限制，无法按规定放坡修筑路堤，而采取了贴坡式（仰斜式）浆砌片石挡土墙。线路经过的此处是丘陵地区，石材比较丰富，挡土墙在设计过程中应就地选材，结合当地的地形条件，节省工程费用。 2、墙后填土为碎石土，重度30/18m kN =γ，内摩擦角 35=?；墙后填土表面为水平，即 0=β，其上汽车等代荷载值2/15m kN q =；地基为砾石类土，承载力特征值 kPa f k 750=；外摩擦角δ取 14；墙底与岩土摩擦系数6.0=μ。 3、墙体材料采用MU80片石，M10水泥砂浆，砌体抗压强1.142/mm N ，砌体重度30/24m kN =γ。 4、挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示： 图4-1 挡土墙参数图（单位：m ）
目录 设计任务书 (2) 一、设计题目 (2) 二、设计资料 (2) 设计计算书 (4) 一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸 (4) 二、主动土压力计算 (4) 1、计算破裂角 (4) 2 、计算主动土压力系数K和K1 (4) 3、计算主动土压力的合力作用点 (5) 三、挡土墙截面计算 (5) 1、计算墙身重G及力臂Z G (6) 2、抗滑稳定性验算 (6) 3、抗倾覆稳定性验算 (6) 4、基底应力验算 (7) 5、墙身截面应力验算 (7) 四、设计挡土墙的排水措施 (8) 五、设计挡土墙的伸缩缝和沉降缝 (8) 六、参考文献 (8) 七、附图 (8)
挡土墙设计实例 挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。 根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。 本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。 1、重力式挡土墙 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 6.500(m) 墙顶宽: 0.660(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) ===================================================================== 组合1（仅取一种组合计算）
挡土墙课程设计
目录 一、挡土墙的用途 (3) 二、荷载计算 (4) 三、挡土墙稳定性验算 (7) 四、基地应力及合力偏心距验算 (7) 五、墙身截面强度验算： (8) 六、墙身排水、沉降缝、伸缩缝和变形缝的设置 (9)
挡土墙设计计算 一、挡土墙的用途 挡土墙定义：用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。 按照设置位置，挡土墙可分为：路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等类型。 1.作用： 1）路肩墙或路堤墙：设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有重要建筑物。 2）滨河 及水库路堤挡 土墙：在傍水 一侧设置挡土 墙，可防止水 流对路基的冲 刷和浸蚀，也 是减少压缩河 床或少占库容 的有效措施。 3）路堑挡 土墙设置在堑 坡底部，用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡，同时可减少挖方数量，降低边坡高度。 4）山坡挡土墙设在堑坡上部，用于支挡山坡上可能坍滑的覆盖层，兼有拦石作用。 二、荷载计算 (一)、车辆荷载换算 采用浆砌片石重力式路堤墙，墙高米，填土髙4米，填土边坡1：，墙背俯斜，1：（α=19°），墙身分段长度15米。 按墙高确定的附加荷载强度进行换算
附加荷载强度q 墙高H （m ） q(kPa) ≤ 20 ≥ 10 注：H=～时，q 由线性内插法确定. 墙高米，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：q ＝m2。 (二)、土压力计算 其中： 676.05 .185 .12γ0===q h 基挡土墙因路基形式和荷载分布的不同，土压力有多种计算图式. 以路堤挡土墙为例，按破裂面交于路基面的位置不同，可分为5种图示：破裂面交于内边坡，破裂面交于荷载的内侧、中部和外侧，以及破裂面交于外边坡。 破裂棱体位置确定： a=4m, d = , H= 8 m ,α= 19o （1）破裂角θ的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： Ψ = φ + α + δ = 38o+19o+19o =76o A 0 =
重力式挡土墙计算实例 一、 计算资料 某二级公路，路基宽8.5m ，拟设计一段路堤挡土墙，进行稳定性验算。 1．墙身构造：拟采用混凝土重力式路堤墙，见下图。填土高a=2m ，填土边坡1：1.5（'?=4133β），墙身分段长度10m 。 2．车辆荷载：二级荷载 3．填料：砂土，容重3 /18m KN =γ，计算内摩擦角?=35?，填料与墙背的摩擦角2 ? δ= 。 4．地基情况：中密砾石土，地基承载力抗力a KP f 500=，基底摩擦系数5.0=μ。 5．墙身材料：10#砌浆片石，砌体容重3 /22m KN a =γ，容许压应力[a σ]a KP 1250=， 容许剪应力[τ]a KP 175= 二、挡土墙尺寸设计 初拟墙高H=6m ，墙背俯斜，倾角'?=2618α（1：0.33），墙顶宽b 1=0.94m ，墙底宽B=2.92m 。 三、计算与验算 1．车辆荷载换算 当m 2≤H 时，a KP q 0.20=；当m H 10≥时，a KP q 10=
由直线内插法得：H=6m 时，()a KP q 1510102021026=+-??? ? ??--= 换算均布土层厚度：m r q h 83.018 150=== 2．主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） （1）破裂角θ 由'?== ?='?=30172 352618? δ?α，， 得： '?='?+'?+?=++=56703017261835δα?ω 149 .028 .77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=?+++' ??++-+?+??= +++++-++= ） ）（（）（）（） ）（（）（） （tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α 55 .0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'?'?+?+'?-=+++-=））（（） ）（（） ）（（tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωω?ωθ '?=?=492881.28θ 验核破裂面位置： 路堤破裂面距路基内侧水平距离： m b Htg tg a H 4.3333.0655.0)26()(=-?+?+=-++αθ 荷载外边缘距路基内侧水平距离： 5.5+0.5=6m 因为：0.5〈3.4〈6，所以破裂面交于荷载内，假设成立 （2）主动土压力系数K 和1K 152.2261855.055.0231='?+?-=+-= tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05 .02=' ?+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h 395 .0261855.0() 56704928sin() 354928cos(()sin()cos(=?+'?+'??+'?=+++= ） ）tg tg tg K αθωθφθ 698 .1151.0547.016282 .383.02)12152.21(6412)21(212 23011=++=??+ -+=+-+ =H h h H h H a K
重力式挡土墙设计 一、设计依据 1.某公路8+636~8+652段需设路肩墙 2.公路等级：三级公路 3.设计荷载：汽车—20级，挂车—100 4.路基宽：9米 5.墙后填料：碎石土，内摩擦角m KN /.61840==γ? 6.墙身材料：2.5号砂浆砌片石，m kN a /3.22=γ 片石：[]KPa 680=σ压 []KPa 78=σ拉 []KPa 100=σ剪 7.地基：坚硬岩石，地基容许承载力[]KPa 1470=σ，地基与墙底摩擦 系数f=0.6 8.墙背摩擦角：2? δ= 9.路堑边坡1:0.25，边沟底宽0.4米，深0.4米 10.8+636~8+652段纵坡i=0.5%，路基设计标高：8+636处为37.74米 11.中桩地面高：8+636处为39.94米，8+642处为40.38米，8+652处为39.54米 12.路基横断面地面线：
注：表中单位为米 二、车辆荷载换算 当m H 2≤时，q=20.0KPa 当m H 10≥时，q=10.0KPa 由直线内插法得到：H=8m 时，().5KPa 122020102 1028=+-?-- 换算均布土层厚度：672.06 .185.120===r q h 三、主动土压力计算 假设破裂面交于荷载中部 1.破裂角θ 由 202 14014====?δ?α得到：
()()()()()()()()' 0000003225.02232.914tan 672.0202882 1672.0000021tan 222 121376 .3780672.02802 122 174201440???? ???==-=??+?+??-?++??=++-++==+??++?=+++==++=++=θαδα?ψh a H H h d b ab H a h H a B A 验核破裂面位置 路肩破裂面位置距路基内侧水平距离为9m 由于5.23m<9m ，所以破裂面交于荷载内，假设成立。 2.主动土压力系数K 和1K ()() ()()()()168.18 8672.021********.014tan 05.22tan 7405.22sin 4005.22cos tan tan sin cos 223011=??+=+??? ??-+==+++=+++=H h h H h H a K K αθψθ?θ 其中： 0tan tan tan 1=+-=α θθa b h
重力式挡土墙设计 一、设计资料： 1.浆砌片石重力式路堤墙，墙身高6米，墙上填土高3米，填土边坡1:1.5，墙背仰斜，坡度1：0.25，墙身分段长度15米。 2.公路等级高速公路，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 。 3.墙背填土容重γ＝18kN ／m 3，计算内摩擦角Φ＝35°,填土与墙背间的内摩擦角 δ＝Φ/2。 4.地基为砂类土，容许承载力f ＝250kPa ，基底摩擦系数μ＝0.40。 5.墙身材料2.5号砂浆砌25号片石，砌体容重23kN ／m 3，砌体容许压应力[σa ]=600kPa ，容许剪应力[τ]＝50kPa ，容许弯拉应力[σwl ]＝80 KPa 。 二、确定计算参数 设计挡墙高度H=6m ，墙上填土高度a=3m ，填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.25。 墙背填土计算内摩擦角 035=φ，填土与墙背间的摩擦角?==5.172/?δ;墙背与竖直平面的夹角 ?-=-=036.1425.0arctan α。墙背填土容重γ＝18kN ／m 3。查看资料知《公路工程技术 标准（2003）》中公路-Ⅱ级设计荷载为《公路工程技术标准（97）》中的汽车-20级荷载且验算荷载为：挂车-100。 三、车辆荷载换算
1．试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度B ； (1)假定破裂面交于荷载内 不计车辆荷载作用r q h /0==0.83m 计算棱体参数A0、B0： 5.24)52(21 )(21))(2(212200=+=+=+++= H a H a h H a A 62 .8)036.14tan()225(521 3221tan )2(21)(21000=-?+??-??=++-++=αh a H H h d b ab B 497 .0) 83.0236()36() 036.14tan()83.02326(6)75.35.4(83.025.43) 2)((tan )22()(2000=?++?+?-??+?+++??+?= +++++-++=h a H a H h a H H d b h ab A α 46.385.1704.1435=?+?-?=++=δα?ψ； 9 .0)352.046.38(tan )46.38tan 35(cot 46.38tan ) )(tan tan (cot tan tan =+???+?+?-=++±-=A ψψφψθ 则：?=++?>==?6.266 33 25.06arctan 99.41802.0arctan θ 计车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B ： m b H a H B 10.25.4)04.14tan(69.0)36(tan tan )(=-?-?+?+=-+?+=αθ 由于路肩宽度d=0.75m
路基与路面工程课程设计任务书 题目:重力式挡土墙设计 （一）初始条件： （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=0.5φ；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； 墙后砂性土填料的内摩擦角φ：34° 墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度（1:n ）： 1:0.25墙高H：7m 墙顶填土高a ： 3.0m （二）要求完成的主要任务： 按《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）“5.4挡土墙”一节，采用极限状态设计法进行设计： （1）车辆荷载换算； （2）计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置； （3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算； （4）基础稳定性验算与地基承载力验算； （5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。
重力式挡土墙设计 1设计参数 挡土墙墙高H=7m，取基础埋置深度D=1.5m，挡土墙纵向分段长度取L=10m；路基宽度26m，路肩宽度3.0m； 墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，α=－14.03°，墙底（基底）倾斜度tan 0α=0.190，倾斜角0α=10.76°； 墙顶填土高度a =3.0m，填土边坡坡度1:1.5，β=arctan（1.5）1-=33.69°， 汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m 墙后填土砂性土内摩擦角φ=?34，填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=?17，填 土容重γ=18kN/m 3 ；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30；墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重 k γ=22kN/m 3,砌体容许压应力[ a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力[wl σ]=60kPa； 地基容许承载力[0σ]=250kPa。 2车辆荷载换算 0.78m 3主动土压力计算 3.1计算破裂角θ ===18 140γq h
1路基设计 挡土墙是用來支撑天然边坡或人工边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的形式, 挡土墙可以分为重力式挡土墙，加筋挡土墙。锚定式挡土墙，薄壁式挡土墙等形式。本设计采用重力式挡土墙。 1.1挡土墙设计资料 1?浆砌片石重力式路堤墙，填土边坡1:1.5,墙背仰斜，坡度1： 0.15-1： 0.35o 2.公路等级二级，车辆荷载等级为公路一11级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。 3.墙背填土容重7 = 17.8kN/m3,计算内摩擦角。=42°，填土与墙背间的内摩擦角 <5=0/2=21° o 4.地基为砂类土，容许承载力[<7]=810kPa,基底摩擦系数“=0.43。 5.墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体y a =22kN/m3,砌体容许压应力为 [a a]= 600kPa,容许剪应力[r ]=100kPa,容许拉应力[]=60 kPa。 1.2确定计算参数 设计挡墙高度H=4m,墙上填土高度a=2m,填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜，坡度 1:0.25。填土内摩擦角：0 = 42°，填土与墙背间的摩擦角5=02 = 21。;墙背与竖直平面的夹角a = - aictaii 0.25 =-14.036° □墙背填土容重17.8kN/m3,地基土容重:17.7kN/m3o
1.3车辆荷载换算 1.3.1试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度 (1)假定破裂面交于荷载内侧 不计车辆荷载作用iio=o：计算棱体参数4、％： 4 = L(a + H + 21)o)(a + H) = -(a + H)2 =l(2 + 4)2 =18 2 2 2 B Q =— ab- —H(H + 2a)tan a =丄x2x3-丄x4 x (4 + 2x2) tan(-14.036) = 7 2 2 2 2 A= — = — = 0.389 A) 18 屮=0+ 2+ $ = 42。一14.036° + 21。= 4 8.964°; t aii8 = -1 any/ ± J(cot0+ tanp)(tanp+ 刃 =-tan4 8.964° + 7(cot42° + t an4 8.964°) x (t an4 8.964° + 0.3 89) =0.715 则：6 = arctail 0.715 = 35.57° > arctan ° "W +' = 33.59° 2 + 4 计算车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B： B = (H + a)xt an0 + H t ana - b = (4 + 2)x0.715+4xtan(-14.03^)-3 = 0.29m 由于路肩宽度d=1.5m>B=0.29m,所以可以确定破裂面交与荷载内侧。 (2)计算主动土压力及其作用位置 最大主动土压力： COS(0 +(P)E a=yUotan^-^o)sin(, + 0) cos(33.69# + 42，) =17.8 x (18 x 0.715 -7)x sin(33.69 + 48.964 ) =26.04kN 土用力的水平和垂直分力为： E x = E a cos(a + 6) =26.04 X cos(-14.036° + 21°) =25.85kN Ey = E a sin(a + 6) =26.04 x sin(-14.036°十21*) =3.16kN
目录 一、挡土墙设计资料----------------------------------- 1 二、主动土压力计算----------------------------------- 1 三、挡土墙抗滑稳定性验算---------------------------- 3 四、抗倾覆稳定性验算-------------------------------- 3 五、基底应力及偏心距验算---------------------------- 3 六、墙身截面强度验算-------------------------------- 4 七、伸缩缝与沉降缝----------------------------------- 6 八、排水设计---------------------------------------- 6 九、挡土墙的平面、立面、横断面图--------------------- 6
一、挡土墙设计资料 1.车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100，当量土高度为0.8m 。 2.K0+420挡墙墙身的尺寸 墙面坡度为1:0.35，墙背坡度为0，墙顶宽度为1.6m ，基础的埋置深度为6.5m 。则。o 0=α挡墙横断面布置及挡墙型式如下图： 图1 K0+420挡墙横断面布置及挡墙型式示意图 3.填料为粘性土，其密度=γ19KN/m 3，计算内摩擦角o 20=?，粘聚力c=20kPa ，填料与墙背间的摩擦角o 102/==?δ，塑限8.5%，液限16.8%。 4.地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力[]0σ=500KPa ，基地摩擦系数为f=0.45。 5.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 。 如某些具体指标没有列出，请结合区划及当地具体情况自行选取，并要进行注释说明。 二、主动土压力计算 裂缝深度： m c h o o c 0.322045tan 1920 2245tan 2o =??? ? ??+??=??? ??+=?γ 令o 30=++=δα?ψ 破裂角为：