《路基路面课程设计》
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学号：
班级：土木092班
院校：宁波大学建筑工程与环境学院
2012.05.30
目录
《道路勘测设计》课程设计任务 (3)
一.路基设计
1.设计原始资料和依据 (4)
2.路基横断面 (4)
3.路基排水设计 (5)
4.路基填土与压实 (6)
5.边坡防护 (7)
二、路面设计
A、沥青路面路面设计 (8)
1 标准轴载及轴载换算 (8)
2 材料选择与参数确定 (10)
3 路面材料参数验算 (13)
B、水泥混凝土路面设计 (15)
1 设计参数的确定与换算 (15)
2 路面层数及其厚度确定 (16)
3 接缝设计 (18)
设计说明书
一、工程概况
拟设计道路路线位于平原微丘地区，公路自然区划分为II 1区，地震烈度为六级，设计标高为243.50mm，地下水位1.5m。
二、设计资料
2.1土质
所经过地区多为粉性土
2.2交通
根据最新路网规划，预测使用初期2007年年平均日交通量见下表，年平均增长率为6.5%：
三、设计任务与内容
（1）根据所给资料，利用HPDS2003公路路面设计程序系统进行路面结构的设计（至少两种不同的路面结构）
（2）编写设计说明书，包括混凝土路面及沥青路面结构，厚度设计，水泥混凝土路面板接缝设计等。
（3）对所选定的路面结构方案，绘制路面结构图，包括沥青路面结构设计土，水泥混凝土路面结构设计图及其接缝设计图等，需
用A3图纸。
四、设计依据及标准
【1】《公路路基设计规范》（JTGD30-2004） 【2】《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006） 【3】《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002） 【4】《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30-2003）
一、路基设计
1. 设计原始资料和依据
由《公路自然区划标准》得公路二级区划的特征和指标：见表1
2. 路基横断面设计
2.1 道路技术等级确定
由交通量组成表，折算成以小客车为标准进行计算,见表2：
表2 交通量折算表
总计每日交通量 N 0 = 600+420+320+180+100+120+210+300=2250 辆/d 计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式：1
(1)n d
N N γ-=?+计算
式中 :
N d—远景设计年平均日交通量，辆/日；N0—起始年平均日交通量，辆/日；γ—年平均增长率，取6.5%；
n—远景设计年限，取12年
所以：
121
22504498
(10.065)
d
N-
=?=
+
辆/d
根据《公路工程技术标准》JTG B01-2003 ，拟定该条道路为双车道的二级公路，设计车速为80km/h,设计采用的服务水平为一级，采用整体式路基。
2.2 横断面布置
根据设计交通量，拟建高速公路，其横断面各组成部分的取值可根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件和抗震设防等因素确定，并且应该符合公路建设的基本原则和相关规范的具体要求。
本路段路基按二级公路双向两车道（80 km/h）标准,其标准横断面如图1：
路基全宽24.5m，单向行车道2×3.75 m，左侧路缘带0.5 m，硬路肩2.5 m(含右侧路缘带0.5 m)，中央分隔带2.0 m，土路肩为0.75 m。
路基宽度=行车道宽+分隔带宽+路肩宽＝24.5 m
图1 标准横断面示意图
2.3 路拱横坡
路拱坡度需要考虑路面类型和当地的自然条件。查《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)，考虑到该地区降雨量，路面排水状况和施工行车安全舒适，拟采用 2.0%的路拱横坡。公路的硬路肩，采用与行车道相同的横坡。土路肩的横坡采用3%，路拱形式拟采用直线形式。
2.4.路基高度及边坡坡度
由任务书知，设计标高为243.50mm，拟路堤填土高度为2.5m，路基填料为细粒土，取路基边坡坡率为1 : 1.5。
3.路基排水
3.1 边沟排水
边沟设置：边沟的排水量不大，一般不需进行水文和水力计算。依据沿线情况，选用标准横断面形式。边沟的纵坡一般与路线纵坡一致。边沟横断面采用梯形，内测边坡坡率
为1?1.5，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。由于该公路位于东北东部，降雨量较大，梯形边沟的底宽和深度都采用0.6m。由于水量较大，边沟采用浆砌片石铺砌，砌筑用砂浆M7.5号。边沟断面如图2所示：
图2
3.2排水沟设计
排水沟主要用于排泄来至边沟、截水沟或其他水源的水流，以形成整个排水系统。排水沟的平面布置，取决于排水要求与当地地形。排水沟的布置，必须结合地形自然条件，因势利导，平面上力求短捷平顺，以直线为宜，必须转向时，尽量采用较大半径（10～20m以上），徐缓改变方向，保证水流舒畅；纵面上控制最大和最小纵坡，以1%～3%为宜，纵坡大于3%，需要加固，大于7%，则应改用急流槽。
（1）排水沟断面形式：
排水沟一般为梯形断面，其大小应根据流量确定，深度与宽度不小0.5米。排水沟边坡视土质而异，一般在1：1-1：1.5。
排水沟沟底纵坡不小于0.5%，在特殊情况下允许减小到0.2%。
（2）排水沟的平面线形：
排水沟应尽量采用直线，如必须转弯时，其半径不小于10-20米，排水沟的长度根据实际需要而定，通常在500米以内。
（3）排水沟与水道的衔接。
排水沟采用梯形断面，h=0.5m,b=0.5m,边坡率m=1。
3.3 截水沟设计
截水沟的设计包括天沟和路堤坡脚处的截水沟，本设计主要考虑坡脚的截水沟设计，按照规范要求，坡脚截水沟应设置在离坡脚2m以外的，并结合地形和地质条件顺等高线合理布置。截水沟一般采用梯形断面，沟壁坡度取 1：1.3。如图3
图3
4.路基填土与压实
4.1填土的选择
路基的强度与稳定性，取决于土的性质和当地的自然因素。并与填土的高度和施工技术有关。在填土时应综合考虑，据《路基设计规范》可知，二级公路的路
基填料最小强度和最大粒径如下表：路基压实度及填料要求表
4.2不同土质填筑路堤
如透水性较小的土层，位于透水性较大的土层下面，则透水性较小的土层表面
应自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小
的土层下面，则透水性较大的土层表面应做成平台。为了防止雨水冲刷，可覆盖透
水性较小的土层。允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。水的土与不透水的土，不能非成层使用，以免在填方内形成水囊。
4.3路基压实与压实度
路堤填土需分层压实，使之具有一定的密实度。土的压实效果同压实时的含水
量有关。对于路基的不同层位应提出不同的压实要求，上层和下层的压实度应高
些，中间层可低些。
据《路基设计规范》，高速公路路基压实度应满足下表：
5.边坡防护
路基边坡防护，主要是保证路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏，从而提高边坡的稳固性，还可美化路容，增加行车的舒适感。
本路段路基的边坡采用拱形骨架护坡（填方）和锚杆挂网喷射混凝土防护（挖方）。骨架采用7.5号的浆砌片石填筑，采用20号的混凝土预制板嵌边，骨架间种草。
二、路面设计
<一> 沥青路面设计
1. 标准轴载及轴载换算
1.1以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次
根据我国公路沥青路面设计规范中提出的轴载换算公式，当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底的拉应力时，规定要求凡轴载大于25KN 的各级轴载（包括车辆的前、后轴）P i 的作用次数n i ，按以下公式换算成标准轴载p 的当量用次数N ：
4.35
''1,2,1K
i
i i i i P N C C n P =??'=
???
∑
式中：'
1,i C —被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m 时，按单独的一个轴
计算，轴数系数即为轴数m ；当轴间距小于3m 时，双轴或多轴的轴数系数为'
1,12(1)i C m =+-；
'
2,i C —被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。
上述轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于130kN 的轴载换算。 各种汽车当量轴次计算见表
由表可得N=∑n bi =915次/日
在设计年限内，一个车道上的累计当量轴次e N 参照式(1-1)进行计算：
()111365
t e N N γηγ
??+-???= (1-1)
式中：N e —设计年限内一个车道上的累计当量轴次；t —设计年限，取15年；
N 1—路面竣工后第一年的平均日当量轴次，次/d ； N t —设计年限最后一年的平均日当量轴次，次/d ；
γ—设计年限内交通量的平均年增长率，为6.5%；
η—车道系数，取0.7。
()()115611365
10.0651365
=9150.7
0.065
=5.6510 t e N N γη
γ
??+-???=??+-??????次
1.2验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：8
''1,2,1K
i i
i
i i P N C C n P =??
'= ???
∑ ，
计算结果如下表所示:
表4.2 轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力）
∑＝340.8 次
根据《城市道路设计规范》[8]，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双向二车道的车道系数是0.6～0.7，取0.7。
累计当量轴次
()()15
636511365340.81 6.5%10.7 2.110()6.5%
t e N N γηγ????
+-??+-????=
=?=?次 2.材料选择与参数确定
1、方案初拟
由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次500万。根据规范
[7]
推荐结构，路面结构面层采用沥青混凝土（取9cm ），基层采用25cm 水泥稳定集料，底基层采用石灰土（厚度待定）。
路面面层采用两层结构，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度4cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度5cm ） 2、各层材料的抗压模量与劈裂强度
查《路基路面工程》[1]，得到各层材料的抗压强度和劈裂强度。抗压强度取20C o
的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20C o
的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa ，粗粒式密级配混凝土为1000MPa ，水泥稳定集料为1500MPa ，石灰土为（8%～12%）。各层材料的劈裂强度为：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa ，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa ，水泥稳定集料为0.5MPa ，石灰土为0.225MPa 。 3、确定土基回弹模量
根据设计资料可知，路线位于II1区，路基设计标高为243.50m 。所经过的地区大多为粉性土。设填方的高度为2.5m 。地下水位是1.5m 。所以有H=1.5+1.0=4.0m 。根据《路基路面工程》可知，H>H1 可知路基的干湿类型为干燥类。通过表2-7可知Wc 大于1.05取Wc=1.15；根据《路基路面工程》可知土基回弹模Eo=33.5MPa 4、设计指标的确定
对于一级城市主干道，《城市道路设计规范》[8]
要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算和面层的剪应力验算。
1）设计弯沉值。
路面设计弯沉值根据公式（如下）计算：
0.2600d e c s b L N A A A -=
式中：d L ——路面设计弯沉值，0.01mm ，该值是在标准温度和标准轴载作用下，测定的路
表回弹弯沉值；
e N ——设计年限内一个车道上累计当量轴次；
c A ——公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公
路为1.2；
s A ——面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上
拌下贯或贯入式路面为1.1，沥青表面处治为1.2；中低级路面为1.3；
b A ——基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm 时，b A =1；
若面层与半刚性基层之间设置等于或小于15cm 级配碎石层、沥青贯入碎石、沥青碎石的半刚性基层结构时，仍为1.0；柔性基层、底基层或柔性基层厚度大于15cm ，底基层为半刚性下卧层时为1.6。
该公路为二级公路，公路等级系数取c A =1.1；面层是沥青混凝土，面层类型系数取
s A =1.0；底基层总厚度大于20cm ，基层类型系数取b A =1.0。
设计弯沉值为
()
0.2
0.26600600 5.6510 1.0 1.1 1.029.45d e c s b L N A A A --==?????=（0.01mm ）
2）各层材料的容许层底拉应力
/R sp s K σσ=
式中：R σ——路面结构层材料的容许拉应力（MPa ）； sp σ——结构材料层的极限抗拉强度（MPa ）; s K ——抗拉强度结构系数。
细粒式密级配沥青混凝土
0.2260.220.09/0.09 1.0(5.6510)/1.0 2.7523s a e K A N A ==???=
/ 1.4/2.75230.5087R sp s K MPa σσ===
粗粒式密级配沥青混凝土
0.2260.220.09/0.09 1.1(5.6510)/1.0 3.0275s a e K A N A ==???=
/0.8/3.17360.2521R sp s K MPa σσ===
水泥稳定集料
0.1160.110.35/0.35(5.6510)/1.0 1.9355s e c K N A ==??=
/0.5/1.93550.2583R sp s K MPa σσ===
石灰土
0.1160.110.45/0.45(5.65)/1.0 2.4885s a e c K A N A ==??=
/0.225/2.48850.0904R sp s K MPa σσ===
3）资料总结
设计弯沉值为29.45（0.01mm ），相关设计资料汇总如下表所列：
5.1.标准轴载计算参数：当量圆半径10.65cm δ=，p=0.7MPa ，
1/4/10.650.376h δ==，21/1000/14000.714E E ==，02/40/10000.040E E ==；
由上述数据，查《城市道路设计规范》[8]
，a =6.8，K1=1.38令
29.45(0.01)s d L L mm ==，则弯沉综合修正系数
0.36
0.38
0.38
0.36
029.45401.63 1.630.54342000200010.650.7s L E F p δ????
?
???==??= ? ?
? ?
???
??
??
??
又12100033.80(0.01)s c p L F mm E δα==
式中：s L —路面实测弯沉值（0.01mm ）；
P ，δ—标准车型的轮胎接地压强（MPa ）和当量圆半径； F —弯沉综合修正系数；
c α—理论弯沉系数。
则：c α=12ak k =4.432，21
4.4320.47236.8 1.38
c k ak α===?
由上述数据，查《城市道路设计规范》[8]
， 6.75H δ=
所以H=6.75 6.7510.65δ=?=71.8875cm
采用的换算公式 1
23
n k k H h h -==+
∑
所以1
2.4
2.4
2.4
243
2
15005505251000
1000
n k k k E H h h h E -==+=+??∑
由H=71.8875cm ，解出：447.8832h cm =，取450h cm =。
3.路面材料参数验算
1.弯沉值的验算
1
2.4 2.42.4
23215005505255073.576510001000
n k k k E H h h cm E -==++??=∑ 故：/73.5765/10.65 6.9086H δ==，1/4/10.650.3756h δ==，
21/1000/14000.714E E ==，02/40/10000.040E E ==，
根据《城市道路设计规范》[8]
,k1=1.76，21
0.45c
k ak α=
=， 6.9a =，
12 5.4648c ak k α==；则1220.710.65
1000
1000 5.46482200
s c p L F F E δα??==??? 将0.36
0.38
0.38
0.36
0401.63 1.632000200010.650.7s s L E L F p δ??
??
??
??==?? ?
?
? ????
????
??
代入上式
得：s L =17.36（0.01mm ） 2.验算层底底面拉应力 （1）细粒式密级配沥青混凝土 14h h cm == 1 0.90.90.9 3 215005505255069.9610001000 n k k k E H h cm E -===+??=∑ 故：/4/10.650.3756h δ==，21/1000/14000.714E E ==， 02/40/10000.040E E ==， 根据《城市道路设计规范》[8] ，0σ<,所以拉应力120p m m οσ=<（压应力），不需验 算。 （2）粗粒式密级配沥青混凝土 4 1400459.3511000h =?+=；0.9550 255050.7321000 H cm =+?= 故：/9.351/10.650.878h δ==，21/1500/1400 1.071E E ==， 02/40/15000.027E E ==，查《城市道路设计规范》[8]，0σ<,所以拉应力 120p m m οσ=<（压应力），不需验算。 （3）水泥稳定集料底部 4 414001000 452533.45015001500 h cm =?+?+=， 50H = 故：/33.450/10.65 3.141h δ==，21/550/15000.367E E ==， 02/40/5500.073E E ==，/50/10.65 4.695H δ==，根据《城市道路设计规范》[8]， 0.15σ=,1 1.25m =，20.62m = 所以拉应力120.70.15 1.25 3.620.0814[]0.2401p m m MPa σσσ==???=<=，满足要求 综上所述，路面结构各层层底拉应力均满足要求。 <二> 水泥混凝土路面设计 水泥混凝土路面板为刚性路面，具有较高的力学强度，在车轮荷载作用下变形较小。所以，混凝土板通常工作在弹性阶段。本水泥混凝土路面设计主要依据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2002)。在荷载图示方面采用静力作用均布面荷载，在地基模型方面，采用温克勒地基模型。在路面板形态方面，采用半空间弹性地基有限大矩形板理论。 1.设计参数的确定与换算 （1）标准轴载与荷载轴数的换算 根据《公路水泥混凝土路面设计规范》：水泥混凝土路面设计以100KN 单轴——双轮 组荷载为标准轴载，各级轴载P i 的作用次数N i 按下式换算为标准轴载P s 的作用次数N s 。 式中： ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载通行次数 ——各级轴—轮型i 级轴载的总重（KN ） ——轴—轮型系数。单轴—双轮组时；单轴—单轮组时 双轴—双轮组时 三轴—双轮组时 N i——各类轴—轮型i级轴载的通行次数 车型(kN) 次/日次/日 解放 CA10B 后轴60.85 1 400 0.14 前轴19.4 ~ 400 ~ 黄河JN150 后轴101.60 1 210 270.7 前轴49.0 416.5 210 0.97 日野 KF300D 后轴79.0 ~ 160 ~ 前轴40.75 450.8 160 0.042 斯柯达 706R 后轴90.0 1 90 16.7 前轴50.0 412.8 90 0.57 依士兹 TD50 后轴80.0 1 50 1.4 前轴42.2 444.1 50 0.02 交通 SH141 后轴55.1 1 80 0 前轴25.55 ~ 80 ~ 长征 XD980 后轴72.65 ~ 70 ~ 前轴37.10 ~ 70 ~ 290.542 设计使用年限内设计车道的标准轴载累计当量作用次数Ne 按下式计算： 式中——标准轴载累计当量作用次数 ——交通量年平均增长率6.5（%） t——设计使用年限（为20年） ——临街荷位处的车辆轮迹横向分布系数，查规范得二级公路η=0.54～0.62取 为0.54 根据《路基路面工程》可知交通等级为重交通 由15-8可知水泥混凝土的弯拉强度标准值是5.0MPa 2.路面层数及其厚度确定 材料名称h(cm) 20o抗压模量（MPa) 水泥混凝土? 1500 水泥稳定碎石10 1500 级配碎砾石18 560 设计内容 : 新建单层水泥混凝土路面设计；公路等级 : 二级公路；变异水平的等级 : 中级；可靠度系数 : 1.13 ；面层类型 : 碾压混凝土面层 车辆名称单轴单 轮组的 个数 轴载总 重(KN) 单轴双 轮组的 个数 轴载总 重(KN) 双轴双 轮组的 个数 轴载总 重 三轴双 轮组的 个数 轴载总 重(KN) 交通量 解放 CA10B 1 19.4 1 60.85 0 0 0 0 400 黄河 JN150 1 49 1 101.6 0 0 0 0 210 日野 KF300D 1 40.75 0 0 1 79 0 0 160 斯柯达 706R 1 50 1 90 0 0 0 0 90 依士兹 TD50 1 42. 2 1 80 0 0 0 0 50 交通 SH141 1 25.55 1 55.1 0 0 0 0 80 长征 XD980 1 37.1 0 0 1 72.65 0 0 70 数：0.54 交通量年平均增长率： 6.5 ％混凝土弯拉强度： 4.5MPa 混凝土弯拉模量：29000 MPa混凝土面层板长度： 6 m 地区公路自然区划：Ⅱ面层最大温度梯度： 88 ℃/m 接缝应力折减系数：0.87 基(垫)层类型----新建公路土基上修筑的基(垫)层 路面的设计基准期 : 15 年; 设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 2226868 ; 路面承受的交通等级 :重交通等级; 基层顶面当量回弹模量 : 165.5 MPa; 混凝土面层设计厚度 : 232 mm 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下 --------------------------------------- 碾压混凝土面层 240 mm --------------------------------------- 水泥稳定碎石 100 mm --------------------------------------- 级配碎砾石 180 mm --------------------------------------- 土基 混凝土路面的构造 3.接缝设计 1）.横缝 ①横向缩缝 横向缩缝采用假缝，其构造如下图所示，在特定交通公路上，横向缩缝宜加设传力杆，其他各级交通公路上，在邻近胀缝或路面自由端部的3条缩缝内，均宜加设传力杆，传力杆长50cm，直径15mm,每隔50cm设一根。 ②横向胀缝 在邻近桥梁或其他固定构筑处，与柔性路面相接处，板厚改变处隧道口，小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处，均应设置胀缝，在邻近构造物处的胀缝，应根据施工温度至少设置二条，上述设置以外的胀缝宜尽量不设或少设，其间距可根据施工温度混凝土集料的膨胀性并结合当地经验确定，胀缝采用滑动传力杆，长50cm，直径35cm的光圆钢筋，每隔30cm设一根，杆的半段固定在混凝土内，另半段涂的沥青，套上长100mm的小套子，筒底与杆端之间留出约30mm的空隙并用木屑与弹性材料填充，固一条胀缝上的传力杆，设有套筒的活动端在两边交错布置（如图） ③横向施工缝 横向施工缝位置宜设在胀缝或缩缝处，设在胀缝处的施工缝，其构造与横向胀缝处相同，设在缩缝处的施工缝采用平缝加传力杆型，传力杆长度的一半再加5cm应涂以沥青，其构造形式有两种，分别如下图所示。 （3）拉杆：拉杆采用螺纹钢筋，设在板厚中央，并对应拉杆中部10cm范围内进行防锈处理。 （4）传力杆：传力杆采用光面钢筋，其长度一般再加5cm，应涂以沥青或者加塑料套 （5）接缝材料：接缝材料按使用性能分为接缝板和填缝料两种，接缝板可采用松木板、纤维板、泡抹橡胶板、泡抹树脂板等。其技术要求见JTJ012-94表5.3.2。填缝料应采用与混凝土面板缝壁粘结力强，回弹好，适应混凝土面板收缩，不溶于水和不渗水，高温时不溢出，低温时不脆裂和耐久性好的材料。 （6）特殊部分混凝土路面的处理：混凝土面板纵、横向自由边边缘下的基础，当有可能产生较大的塑性变形时，宜在边缘加设补强钢筋，角隅处加设发针形钢筋式钢筋网。 2）纵缝 ①纵向缩缝 根据规范，一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置纵向缩缝，它采用假缝，并设置拉杆，拉杆直径为20mm，长70cm，间距为1m，其构造如下图所示： ②纵向施工缝（一般情况下于缩缝为同一条） 一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝，采用平缝，设拉杆，直径15mm，长80cm，间距1m。构造如下图所示： 路基路面工程-----课程设计 某：赵文杰 学号：09182172 班级：土木91 日期：2012.6.20 一、工程概况 某地区拟新建一级公路，设计年限为15年。夏季近30年连续平均最高温度35℃，冬季最低气温－8℃，土质为红褐色粘性土，近十年冻结指数平均值为250℃?d。 交通年增长率前十年为8%，后5年为6%，路基平均填高2.0m ，地下水距地面1.2m 。交通量如下：小汽车2500辆/日，解放CA15 500辆/日，东风EQ140 500辆/日，黄河JN162 300辆/日。 沿途有碎石、砂石、石灰、粉煤灰、水泥供应。 二、路基路面设计 根据工程概况的特点，以及交通量的要求，新建道路设计为4车道的一级公路，采用沥青路面 1、轴载分析 我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表3-1确定。 表3-1 标准轴载计算参数 ﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载 P的作用次数i n均换算成标准 i 轴载P 的当量作用次数N 。 35.4211 )( p p n C C N i i K i ∑== 式中：N — 以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数； i n — 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； P — 标准轴载（kN ） ； i P — 各种被换算车型的轴载（kN ）； C 1— 轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38； C2— 轴数系数。 K — 被换算车型的轴载级别。 当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算： ()11 1.21C m =+- 式中：m —轴数。 通过hpds 路面结构设计系统计算结果如下： 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 解放CA15 20.97 70.38 1 双轮组 500 2 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 500 3 黄河JN162 59.5 115 1 双轮组 300 则其设计年限内一个车道上的累计量轴次e N ： 《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 中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 《公路勘测设计及道路CAD》 一、单选题： 1、各级公路设计交通量是指（）。 A. 公路设计时的交通量 B.公路竣工开放交通时的交通量 C. 预测的设计年限末交通量 2、横向力系数的含义是（）。 A. 单位车重上受到的横向力 B. 横向力和竖向力的比值 C.横向力和垂向力的比值 3、无中央分隔带的公路缓和段上的超高，绕内边轴旋转时，是指（）的路面内侧 边缘线保留在原来的位置不动。 A. 路基未加宽时 B. 路面未加宽时 C. 路面加宽后 4、双车道公路一般情况下应保证（）。 A. 超车视距 B. 停车视距 C .会车视距 5、新建双车道公路的超高方式一般采用（）。 A.内边轴旋转 B.中轴旋转 C.外边轴旋转 6、基本型平曲线，其回旋线、圆曲线、回旋线的长度之比宜为（）。 A. 1：1：1 B.1：2：1 C. 1：2：3 7、横净距是指视距至（）的法向距离。 A. 路中线 B.行车轨迹线 C.路面内边缘线 . 8、设有中间带的高速公路和一级公路，其路基设计标高为（）。 A.中央分隔带外侧边缘标高 B.两侧路面边缘标高 C.两侧路面中线标高 9、竖曲线起终点对应的里程桩号之差为竖曲线的（）。 A.切线长 B. 切曲差 C. 曲线长 10、确定路线最小纵坡的依据是（）。 A.公路等级 B.排水要求 C.自然因素 11、公路纵断面设计时，竖曲线一般采用（）。 A. 二次抛物线 B. 高次抛物线 C. 回旋曲线 12、各级公路的最小合成坡度，不应小于（）。 A. 0.3% B. 0.4% C. 0.5% 13、路基土石方的体积数量（）。 A. 应扣除桥涵，挡土墙的体积 B.不扣除桥涵体积，但应扣除挡土墙的体积 C. 应扣除大、中桥及隧道所占路线长度的体积 14、护坡道的作用是（）。 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 高速公路设计 一设计说明书 （一）毕业设计的目的 通过毕业设计，使学生对公路建设程序和内容有一个系统的、全面的了解，培养学生独立进行路线、路基路面结构及有关设施设计、计算的能力；选择桥涵标准图的能力，使学生得到公路工程师的初步训练。 （二）设计任务 1路基路面设计 在路线设计的基础上完成以下工作：路基、排水、防护、支挡工程、特殊路基等设计；路面工程设计（路面的结构组合设计、厚度设计与方案比选）。 2桥涵初步设计 根据所提供的数据资料，完成桥涵标准图的选择，包括相关的图纸、表格、工程数量及相关说明。 （三）技术标准 平原微丘区高速公路技术标准，计算行车速度120Km/h。 设计荷载：公路—Ⅰ级，人群荷载3KN/m。 （四）设计概况 1.在纵断面设计中，充分考虑平纵组合平衡和填挖平衡的原则，对沿线地形、地质、水文、排水等综合考虑，全线共设4个竖曲线，最大纵坡1.41％，最小纵坡-0.35%。 2.路基宽度28m，路面宽8.25m，路肩宽4.25m，路拱横坡2%，，硬路肩横坡2%，土路肩横坡3%，挖方边坡视地质情况设置为1：0.5～1：1，填方边坡≤8米，设为1：1.5，填方边坡＞8米变坡，采用1：1.75。 3.路基排水设施有边沟、截水沟、排水沟等，边沟的高度和宽度等于0.6米，水沟的宽度和高度宜大于或等于0.6米。 4.路面结构设计以双轮组单轴轴载100KN为标准轴载，路面结构选用沥 青混凝土面层厚度为15cm；基层采用20 cm水泥石灰稳定矿渣，25 cm石灰 土稳定碎石;底基层20cm天然砂砾。 5.根据本路段实际情况，设圆管涵3座，箱型通道1座，跨线桥1座。 二平、纵、横三维断面设计 （一）平面线形设计 1选线 本设计路段设计资料已提供平面线形资料，故不需要再进行选线设计。 2技术指标 查相关资料确定主要技术标准 （1）.公路用地 新建公路路堤两侧排水沟外缘（无排水沟时为路堤或护坡道坡脚）以外，路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不小于1m的土地为公路用地范围；在有条件的地段，高速公路、一级公路不小于3m，二级公路不小于2m的土地为公路用地范围。高真深挖路段，为保证路基的稳定，应根据实际情况确定用地范围。 公路用地还包括立体交叉、服务设施、安全设施、交通管理设施、停车设施、公路养护管理及绿化和苗圃等工程的用地范围。 （2）.路线 ①车道宽度 设计车速为120km/h，车道宽度为3.75m ②高速公路整体式断面必须设置中间带，中间带由两侧路缘带和中央 分隔带组成，其各部分宽度应符合表2.1的规定： 表2.1中间带宽度表 ③路肩宽度： 表2.2 路肩宽度表 《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 设计年限内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 设计年限内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 1）案例背景： 该工程为某国道的一部分，简称XX改建一级公路，编制桩号为K0+000～K5+000。该路为不中断交通施工，高峰交通量为8000次，平均交通量近6000次。 2）编制依据 （1）属性表数据： ①工程所在地：山东省德州市。 ②取费标准：交通部部颁费率标准（JTG B06—2007）。 ③工程标准：路面改建工程，一级公路。 ④工程规模：全长5km（编制范围：K0+000～K5+000）。 ⑤利润7%，税率3.41%。 ⑥地形：平原微丘区，行车干扰5000次以上。 ⑦计列的其他工程费和间接费有：行车干扰工程增加费、施工标准化与安全措施费、临时设施费、施工辅助费、职工探亲费、职工取暖费、企业管理费基本费用、财务费用。 （2）第二部分费用不计。 （3）第三部分费用按下列参数计算： ①建设单位管理费按累进费率计算，工程监理费按建安费的2.5%计算。 ②施工期一年以内，不计造价价差预备费。 ③基本预备费：按直接费和间接费之和的3%计（预算系数包干）。 ④青苗补偿按30×4000=120000元（亩×单价）计算。 （4）工料机单价：人工单价46.06元/工日；砂、碎石采用计算单价：原价分别为65.0元/m3、45.0元/m3，运距15km，运费1.2元/t·km，毛重系数均为1.5吨/m3，装卸费单价3.0元/吨.次，装卸一次；其他材料采用部颁定额单价。不计车船使用费。机械台班单价取用《公路工程机械台班费用定额》（JTG/T B06-03-2007）中的定额基价。 一、建筑安装工程费计算 （一）、直接费计算 1.人工费计算 1.1厂拌水泥稳定碎石底基层（厚200mm（水泥含量5%）一层铺筑） 拌和：工程量Q=328992m3 定额2-1-7-5 厂拌水泥稳定碎石基层厚15cm 单位1000㎡人工2.8 劳动量D=(328992/1000)*2.8=921.17 运输：工程量Q=65952m3 定额2-1-8-21 15t以内自卸汽车运第1km 单位1000m3人工5.90 劳动量D=(65952/1000)*5.90=389.12 摊铺：工程量Q=328992m3定额2-1-9-11 12.5m以内摊铺机摊铺单位1000㎡ 人工0.18 劳动量D=328992/1000*0.18 =59.22 拌和站安拆：工程量Q=0.369m3 定额2-1-10-3 水泥稳定土拌和站安拆单位1座人工868.3 劳动量 D=0.369/1000*=0.32 人工费=(921.17+389.12+59.22+0.32)*46.06=63094.37元 1.2厂拌水泥稳定碎石基层（厚360mm（水泥含量5%）分两层铺筑） 拌和：工程量Q=312096m3 定额2-1-7-5 厂拌水泥稳定碎石基层厚15cm 单位1000㎡人工2.8 劳动量D=873.87 运输：工程量Q=112355m3 定额2-1-8-21 15t以内自卸汽车运第1km 单位1000m3人工5.90 劳动量D=662.89 摊铺：工程量Q=312096m3定额2-1-9-11 12.5m以内摊铺机摊铺单位1000㎡人 工0.18 劳动量D=56.17 拌和站安拆：工程量Q=0.631m3 定额2-1-10-3 水泥稳定土拌和站安拆单位1座人工868.3 劳动量D=0.55 人工费=（873.87+662.89+56.17+0.55 ）*46.06=73395.69元 目录 一、设计题目： (2) 二、设计资料： (3) 1．设计任务书要求 (3) 2．气象资料 (3) 3．地质资料与筑路材料 (3) 4．交通资料 (4) 5．设计标准 (5) 三、路基设计 (5) 1．填土高度 (5) 2．横断面设计 (6) 3．一般路堤设计 (6) 4．陡坡路堤 (7) 5．路基压实标准 (7) 6．公路用地宽度 (8) 7．路基填料 (8) 四、路基路面排水设计 (9) 1．路基排水设计 (9) 2．路面排水设计 (10) 3．中央分隔带排水设计 (10) 五、沥青路面设计分析与计算 (11) 1．轴载分析 (12) 2.方案一 (13) 2.1当E0=30Mp时 (13) 2.2、当E0=60MPa 时 (18) 3．第二方案： (22) 3.1当E0=30MPa时 (22) 3.2当E0=60MPa时 (26) 六、水泥混凝土路面结构分析与计算 (30) 1.当EO=30MPa时 (31) 2.当EO=60MPa时 (35) 七、方案比较 (39) 八、参考书目 (41) 九、附图 (41) 一、设计题目： 某高速公路的路面结构计算与路基设计 二、设计资料： 1、设计任务书要求 河南某公路设计等级为高速公路，设计基准年为2010年，设计使用年限为15年，拟比选采用沥青路面结构或水泥混凝土路面，需进行路面结构设计。 2、气象资料 该公路处于Ⅱ5区，属于温暖带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。年气温平均在14℃~14.5℃，一月份气温最低，月平均气温为-0.2℃~0.4℃，七月份气温27℃左右，历史最高气温为40.5℃，历史最低气温为-17℃，年平均降雨量为525.4毫米~658.4毫米，雨水多集中在6~9月份，约占全年降雨量50%以上。平均初霜日在11月上旬，终霜日在次年3月中下旬，年均无霜日为220天~266天。地面最大冻土深度位20厘米，夏季多东南风，冬季多西北风，年平均风速在3.0米/秒左右。 3、地质资料与筑路材料 路线位于平原微丘区，调查及勘探中发现，该地区属第四系上更新统（Q3al+pl），岩性为黄土状粘土，主要分布于低山丘陵区，坡地前和山前冲积、倾斜平原表层，具有大空隙，垂直裂隙发育，厚度变化大，承载能力低，该层具轻微湿陷性。应注意发生不均匀沉陷的可 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》 第一部分总说明 省道S308线黄沙坪至东坪公路改建工程第A合同段，起讫桩号为K0+000～K3+000、K4+600～K9+000，全长7.4公里。主要工程量有：路基挖方70.7963万m3，路基填方17.6969万m3；级配砂砾基层6.4541万m2，水泥稳定砂砾基层5.7195万m2；防排工程32449.7 m3；水泥砼面层5.2271万m2；大中桥28.4m/1座，小桥34m/2座，涵洞400.03m/24道及交通安全设施工程等。 该工程属二级公路新改建项目，由于边通车、边施工、加之石方比较多，增加了施工难度。为了较好的完成本工程的施工任务，我部根据投标文件有关承诺及结合以往的施工经验，按照：“精心设计，精心施工”的要求，用务实的态度编制了此施工组织设计。 此设计按照轻重缓急的原则考虑了明年雨季到来之前必须完成软土路基处理、清淤、回填及路床顶以下的填方、岩石切方路段盖山土的开挖处理、桥梁等工程的施工任务，当雨季或洪水到来时，路基、路面有施工空间。不会影响整体施工进度，为了不影响明年的春耕生产，在涵洞、水渠施工方面尽量提前和加快对农田灌溉影响较大的涵洞和灌溉渠道的施工。 为了保证关键和难点工程的施工质量，除了制定详细的施工方案和施工方法外，我们还准备采用“专门的设备、专门的队伍、专门的技术人员”三专进行精心施工。 投标文件编制时，根据当时能参与施工的管理人员和技术人员可以调集的情况，编制了当时的施工组织机构，由于此后一些项目相继中标，人员有所变动，但为了圆满的完成本工程的施工任务，经公司领导研究，抽调了有管理水平、有施工经验能吃苦耐劳的技术人员，组成了现有的项目经理部组织机构。我们一定会秉承业主提出的“倡一流的管理、保一流的质量、争 一、工程概述 1、项目简介 本项目位于河南省的东南部，路线经过平舆、新蔡、正阳三县，路线起点位于项城与平舆交界的安李庄北（桩号K0+000），路线经高阳店西偏向西南行，于杨埠西先后跨过洪河与S333线，在上跨S333线时设平舆互通式立交。尔后南行，经常湾西跨越小清河，由此出平舆入新蔡。路线折向东南行，经三空桥西、砖店东并跨越S211线，在陈店东南设新蔡互通式立交，东南行跨越S335线，经王寨西、柳乐庄东，跨越李大湖后路线折向南行，跨越汝河后路线出新蔡入正阳。向南经曹岗西，折向东南行穿过东、西肖庄之间，于岳城东上跨汝岗路，设正阳互通式立交，而后折向西南行。终点位于正阳与息县交界的李寨西约500米处（桩号K52+045）。高速公路全长52.045KM，本监理标段设4个施工标段，本项目由河南正平高速公路有限公司投资 建设。 主要技术指标表 序号项目单位 1 公路等级高速公路 2 计算行车速度Km/h 120 3 路基宽度m 28.0 4 平曲线最小半径一般值m 1000 极限值m 650 5 不设超高最小平曲线半径m 5500 6 停车视距m 210 7 最大纵坡% 3 8 最短坡长m 300 9 凸型竖曲线最小半径一般值m 17000 极限值m 11000 10 凹型竖曲线最小半径一般值m 6000 极限值m 4000 11 桥梁设计荷载汽车-超20级，挂车-120 12 设计洪水频率大、中、小桥涵1/100 路基1/100 13 大、中桥桥面净空（半幅）m 0.5+净12.0+1.0+1.0/2 14 小桥涵与路基同宽 15 地震基本烈度Ⅵ度 2、本工程采用的主要经济技术指标 本项目采用交通部颁发的《公路工程技术标准》（JTJ001-97），按平原微丘区双向四车道高速公路设计，路基宽28m，计算行车速度120km/h，实行全部控制出入和收费管理，采用的主要技术指标见表1： 二、监理工作的范围 本合同段招标内容包括路基工程、路面工程、桥涵工程、立交工程、防护排水工程。监理JNo 2合同段，下辖4个施工标段，路线全长共23.445公里，起止桩号为K28+600～K52+045。本合同段监理工作主要工程内容如表2： JNo2监理合同段主要工程内容 表2 合同段标段 号 起讫桩号 里程 （KM） 项目内容主要结构物 JNo 2 No 5 K28+600～K34+700 6.100 路基工程、路面基层、底 基层、结构物、防排水 分离式立交5处，大桥1座， 中桥3座 No 6 K34+700～K41+233 6.533 路基工程、路面基层、底 基层、结构物、防排水 互通式立交1处，分离式立交 桥9处，天桥1处 No 7 K41+233～K46+550 5.317 路基工程、路面基层、底 基层、结构物、防排水 大桥2座，中桥5座，分离式 立交2处 No 8 K46+550～K52+045 5.495 路基工程、路面基层、底 基层、结构物、防排水 互通式立交1处，分离式立交 10处，中桥3座 三、监理工作内容 监理工作的主要内容如下： 1、监理规划或计划及监理实施细则； 2、熟悉合同文件，了解施工现场； 3、参与交桩和设计交底工作，审查承包人提交的复测成果和施工图设计； 4、督促和检查承包人建立质量保证体系； 5、主持召开第一次工地会议和常规工地会议； 6、发布开（复）工令，批准单项工程开工报告； 一、 二、 三、路基（挡土墙）设计 1.1 设计资料 某新建公路重力式路堤墙设计资料如下。 （1）墙身构造：墙高8m ，墙背仰斜角度)0214(25.0:1' ，墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图1-1所示。 图1-1 初始拟采用挡土墙尺寸图 （2）土质情况：墙背填土为砂性土，其重度3kN/m 517.=γ，内摩擦角 30=?；填土与墙背间的摩擦角 152/==?δ。地基为整体性较好的石灰岩，其容许承载力 kPa 485][=σ，基底摩擦系数5.0=f 。 （3）墙身材料：采用5号砂浆砌30号片石，砌体重度3a m /kN 23=γ，砌体容许压应力kPa 610][a =σ，容许剪应力kPa 66][a =τ，容许压应力kPa 610][al =σ。 1.2 劈裂棱体位置确定 1.2.1 荷载当量土柱高度的计算 墙高6m ，按墙高缺点附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强度：2kN/m 15=q ，则： m 8605 1715 0..q h == = γ 1.2.2 破裂角()θ的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： ' '583030150214 =++-=++=?δαψ 因为 90<ω，则有 ()()H a h H a A +++= 0022 1 ()()65086026502 1 +?++=... 72 26.= ()()α tan 222 121000h a H H h d b ab B ++-++= ()()'.......5830tan 8602502662 1 86025251515021 ??+?+?+?++??= 30 19.= 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： 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 第一章平面线形设计 公路是一条三维空间的实体。它由桥梁、路面、路基、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线形构造物。对路段平面线形设计，是道路最基础的，也是最重要的设计阶段，此阶段的设计将决定后面的道路构造物设计，排水设计，土石方数量，路面工程及其他结构物，对汽车行驶的安全、舒适、经济以及公路的通行等都产生很大的影响。因此，路线线形设计必须在结合汽车动力学，司机视觉和心理的要求，必须与地物环境相协调，与沿线的土地利用，自然资源开发和社会经济等相适应。合理利用地形，正确选用标准，确保路线线形的均衡性，处理好远期和近期的关系，总体与局部的关系，充分考虑农业等方面的要求，既要使工程量小，投资少，又要考虑施工养护管理、经济效益、交通运营等方面的利弊得失。选用较合理的技术标准，以提高道路的使用质量，严格按照规范做到技术上可取、经济上合理。 1.1平面线性的约束条件 1.1.1平面线形设计的原则 平面线性设计含有很多设计要素，包括圆曲线设计，缓和曲线设计和直线设计。不论哪个要素的设计都必须符合平面线形设计的原则。平面设计原则总结如下： (1) 平面线形须直捷、连续、顺畅，并和地形相适应，与周边自然环境相协调。 (2) 设计时不仅要考虑车辆行驶力学，还应考虑驾驶员以及乘客视觉上和心里上的感受。 (3) 为了尽可能的使车辆可以匀速行驶不能出现各种技术指标突然。 (4) 应避免连续急弯的线形。这不仅增加了驾驶的难度更影响乘客乘车的舒适性。设计时我们可以在两个圆曲线中加入直线或者缓和曲线保证车辆行驶的安全性和舒适性。 (5) 如果道路中平曲线过短会使驾驶者来不及控制发生交通意外，所以设计中我们要保证平曲线具有一定的长度避免车祸的发生，我们以平曲线的最小长度为指标。 1.1.2 平面线形设计各要素 如上所述，平面线形设计的要素有三个，分别是直线、圆曲线和缓和曲线。这三条线就构成了公路平面线形，在实际公路中直线是常见的也是最方便驾驶员操作的，但是由于公路是带状构造物，几十上百公里甚至几千公里，全部的直线是不合实际也不利于安全驾驶，在特殊地段和必要地段公路需要转弯，在转弯处就需要圆滑过渡，若是过渡太急可能会造成交通事故等危险。在这个时候圆曲线和缓和曲线就帮助公路在转弯处圆滑转弯，使公路更加通畅安全。 1.1. 2.1直线 直线是公路线性的主要组成部分，在直线段，司机的视野开阔，才能加快速度，直线是公路交通速度的保证，试想一下若是一条公路到处弯弯扭扭， 路基路面课程设计 目录 1章重力式挡土墙设计 (1) 1.1重力式路堤墙设计资料 (1) 1.2破裂棱体位置确定 (1) 1. 3荷载当量土柱高度计算 (2) 1.4土压力计算 (2) 1.6基地应力和合力偏心矩验算 (4) 1.7 墙身截面强度计算 (5) 1.8设计图纸 (6) 第2章沥青路面设计 (7) 2.1基本设计资料 (7) 2.2轴载分析 (7) 2.3结构组合与材料选取 (10) 2.4压模量和劈裂强度 (10) 2.5 设计指标的确定 (10) 2.6 路面结构层厚度的计算 (11) 2.7 防冻层厚度检验 (12) 2.8沥青路面结构图 (12) 第3章水泥混凝土路面设计 (13) 3.1 交通量分析 (13) 3.2 初拟路面结构 (14) 3.3 确定材料参数 (14) 3.4 计算荷载疲劳应力 (15) 3.5 计算温度疲劳应力 (16) 3.6防冻厚度检验和接缝设计 (16) 3.7混凝土路面结构结构图 (17) 参考文献 (18) 附录A HPDS计算沥青混凝土路面结果 (19) 1章 重力式挡土墙设计 1.1重力式路堤墙设计资料 1.1.1墙身构造 墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图1.1示； 1.1.2土质情况 墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角032φ=；填土与墙背间的摩擦角δ＝16°；地基为石灰岩地基，容许承载力[σ]＝480kPa ，基地摩擦系数0.5μ=； 1.1.3墙身材料： 5号砂浆，30号片石，砌体容重γ=22kN/m3， 砌体容许压应力[σ]＝610kPa ，容许剪应力[τ]＝110kPa ，容许压应力[]65l MPa σ=。 图1. 1初始拟采用挡土墙尺寸图 1.2破裂棱体位置确定 1.2.1破裂角（θ）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 14163234ψαδφ++-++ ＝＝＝，90ω< 因为 一、任务依据及测设经过 1.任务依据： 本项目依据新疆维吾尔自治区克拉玛依市交通局下达的设计委托书和克拉玛依市交通局与乌鲁木齐华士杰工程技术有限公司签定的《建设项目勘察设计合同》的要求进行勘察设计工作。 2、外业概述： 根据合同和设计委托书的要求乌鲁木齐华士杰工程技术有限公司，经过充分的准备工作，测量队于2006年10月9日组队，进行前期准备工作，收集国家控制点平面、高程资料及沿线水文、地质、气象、地震资料。2006年10月11日进入现场开始外业测量作业，并进行了导线控制、中桩敷设、纵横断面测量、地形测绘及地质桥涵和筑路材料的调查，对原有道路及构造物也进行了详细的调查。历时9天，于2006年10月19日外业勘测结束。 自治区公路局和克拉玛依市交通局组织的有关专家领导与2007年03月30日-2007年04月01日对克拉玛依市农业开发区农村公路改建项目外业勘测成果进行了检查验收，验收组对外业工作成果基本满意。认为资料收集齐全，能满足要求，可以进行下一步内业设计工作，检查验收组对外业工作的不足之处也提出了意见，意见在设计中已考虑。 3、路线起讫点、中间主要控制点、全长 项目名称为克拉玛依市农业开发区农村公路改建项目，本项目分为A、B两段： 农业开发区种牛场至云森农业公司公路改建工程（A段）起点位于开发区防风林北路，沿途与北一路（K1+636.2）、主干道（K5+002.70）、南三路（K8+391.6）相交，终点位于云森农业公司，全长10.880Km。 克榆路至亨发养殖场公路改建工程（B段）起点位于白云村，沿途与西一路（K2+214.9）、西二路（K3+873.4）、西三路（K5+531.1）、国道G217- 1 绪论 1.1 工程概况 1.1.1 概述 此次我的毕业设计题目是某二级公路AF段施工图设计，该路段全长2707.934m，路线按平原微丘区二级公路，路基宽12m，设计阶段为一阶段施工图设计，设计车速80km，终点高程226.9 m，高差29.4 m。全路段设三个平曲线，平曲线最小半径300 m，最大纵坡3.459%，凹竖曲线最小半径8000 m，凸形竖曲线最小半径12000 m。 设计的主要内容是完成在指定的起终点之间的新建公路设计，在设计中，我严格按照我国颁布的公路工程技术标准、规范、准则来进行设计，并且参考了一些文献，运用所学知识努力完成设计。 1.1.2 设计原始资料 (1)一张地形图及电子图 (2)交通量:交通量年增长率为8%，近期交通量如表1.1所示。 (3)沿线自然情况 某公路东南起丹东市古城镇，西北止于本溪市南芬。自然地理条件：设计路段为平原微丘区，部分地区纵坡起伏较大，地表植被为草地、树林，间有水塘、河流。沿线所出自然区划为II2a区，属东部温润季冻区，该地区路面结构突出的问题是防止翻浆和冻胀。翻浆的轻重程度取决于路基的潮湿状态，可根据不同的路基潮湿状态采取措施。该区采用稳定土已取得一定的经验。沿线地层为粉性土、砂类土及砂砾石，山地较强烈隆起。一般填方路段，中塑性粘土及高塑性粘土深5m，地下水位在地面线以下1.5m处；一般挖方路段，路表土为塑性粘土深2m，风化砂深5m，以下为砂岩。 (4)材料供应 1 沿线附近可采集到砂、碎石、片石、块石，沥青、水泥、钢材、木材、石灰、粉煤灰等主要材料可根据计划需要供应。 (5)有关资料由指导老师给定（如起、终点位置、等级、设计车速、交通量等）。 1.2 设计任务 1.2.1 毕业设计的指导思想及任务依据 根据鲁东大学土木工程学院下达的毕业设计任务书, 要求进行一阶段施工图设计，并按照有关规范、标准完成路线线形设计、结构设计、土石方计算、并编制说明书。 1.2.2 设计任务及内容 完成在指定的起、终点(共2707.934m)的公路设计,设计阶段为一阶段施工图设计,要求按公路等级二级公路,设计车速80km，比例1:400） (4)路基标准横断面图 (5)路面结构图 (6)涵洞设计图（一道） (7)平面交叉设计示意图 3)设计表格： (1)主要经济技术指标表 (2)直线、曲线及转角表(全线) (3)路线逐桩坐标表 (4)路基设计表(1km) (5)路基土石方数量表(1km) (6)路基超高加宽表(1km) (7)每公里土石方数量汇总表 (8)桥涵位置表 (9)平面交叉设置表 (10)路面工程数量表 本设计共分五个阶段： (1)路线设计：绘制路线平面图，进行路线纵断面设计。 (2)路基设计：路基横断面设计及土石方计算，路基排水设计。 (3)路面设计：沥青混凝土路面设计。 (4)平面交叉设计：路段进行平面交叉设计。 (5)涵洞设计：完成一座涵洞设计。路基路面课程设计汇本
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