完整版路基路面工程课程设计

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路基路面工程

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书

目录

1 路基设计 (1)

1.1 路基横断面设计 (1)

1.1.1 确定路基横断面形式 (1)

1.1.2 确定自然区划和路基干湿类型 (2)

1.1.3 路基横断面尺寸设计 (2)

1.2 道路横断面排水设计 (4)

1.2.1 边沟设计 (4)

1.2.2 排水沟设计 (5)

1.2.3 截水沟设计 (5)

1.3 路基稳定性验算 (6)

1.3.1 路基稳定性验算 (6)

1.3.2 路基坡面防护 (9)

1.4 路基施工设计 (10)

1.4.1 施工要点 (11)

1.4.2 路基压实 (12)

1.4.3 其它路基设施的施工 (13)

2 刚性路面设计 (14)

2.1 行车荷载 (15)

2.1.1 车辆类型和轴型 (15)

2.1.2 轴载换算 (15)

2.1.3 交通分析 (18)

2.2 路面结构组合设计 (21)

2.2.1 垫层设计 (21)

2.2.2 基层设计 (22)

2.2.3 面层设计 (24)

2.2.4 路肩设计 (26)

2.2.5 路面排水设计 (26)

2.3 路面结构层设计 (27)

2.3.1 初拟路面结构 (27)

2.3.2 路面材料参数确定 (28)

2.3.3 基层顶面回弹模量 (30)

2.3.4 荷载疲劳应力分析 (32)

2.3.5 温度疲劳应力 (35)

2.4 接缝设计 (39)

2.4.1 纵向接缝 (40)

2.4.2 横向接缝 (41)

2.5 水泥混凝土面层混合料设计 (43)

2.5.1 基本要求 (43)

2.5.2 配合比设计 (44)

2.6 钢筋用钢量计算 (47)

2.7 水泥混凝土路面机械摊铺施工 (49)

3 柔性路面设计 (52)

3.1 初拟路面结构方案 (53)

3.2 轴载换算并确定路面容许弯沉值 (54)

3.2.1 车辆类型和轴型 (54)

3.2.2 以设计弯沉值为指标轴载换算 (54)

3.2.3 层底拉应力验算轴载换算 (57)

3.3 确定路基回弹模量 (61)

3.4 确定材料回弹模量 (61)

3.5 三层体系简化确定路面结构 (63)

3.5.1 求算综合修正系数 (63)

3.6 验算结构层底地面拉应力 (65)

3.6.1 验算中粒式沥青混凝土面层 (65)

3.6.2 验算水泥砂砾基层 (67)

3.6.3 验算石灰水泥粉煤灰砂砾底基层 (68)

3.7 各结构层材料组成设计 (70)

3.8 各结构层施工技术要求及质量控制标准 (71)

3.9 工程量及材料组成设计 (71)

参考文献 (73)

1路基设计

路基是在地表按照道路路线位置和一定技术要求开挖或堆填而成的岩土结构物，是道路的主要组成部分之一，其好坏决定道路的使用品质。路基既要有足够的强度和稳定性，又要经济合理。因此在设计时，根据其使用要求和当地自然条件，并结合施工方案进行合理设计，必要时还要设计多种方案，综合比较后，以选最优。在实际工程中，水是影响路基强度和稳定性的一个非常重要的因素，因此在设计时要注意路基的排水，同时要结合路面排水，形成一个统一的排水系统。本设计主要依据《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)、《道路勘测设计》和《路基路面工程》教材进行设计。

1.1路基横断面设计

1.1.1确定路基横断面形式

路基横断面一般有路堤、路堑、半挖半添路基三种方式。根据设计任务书要求，本设计为南京地区的二级公路，主要为平原，因此主要采用路堤形式。设计为二级公路，双车道混合形式。

1.1.2确定自然区划和路基干湿类型

根据《路基路面工程》可知：南京位于Ⅳ1长江下游平原润湿区。路基土质为低液限粘土。由《路基路面工程》得路基临界高度：

表1.1 路基临界高度参考值

根据设计任务书，该公路为二级公路双车道混合行驶，路基高度为0.5m，地下水位1m，因此临界高度H=0.5+1=1.5m，H2

1.1.3路基横断面尺寸设计

南京在长江三角洲地区，以平原为主，本公路为二级公路双车道混合行驶，并考虑该地区经济较发达，取计算行车速度为60Km/h。

（1）路基宽度：

由《道路勘测设计》可归纳得：

表1.2 路基宽度参数

行车道宽度：3.75×2=7.5m

硬路肩宽度：0.75×2=1.5m

土路肩宽度：0.75×2=1.5m

则，路基宽度：7.5+1.5+1.5=10.5m

得路基横断面图如图1.1所示：

单位：m

图1.1 路基横断面图

（2）路基边坡坡率：

路堤填土高度为0.5m，路基填料为细粒土，根据《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)，由表1.3可得，取路基边坡坡率为1?1.5，

则边坡宽度b=1.5H=0.75m。

表1.3 路堤边坡坡率

1.2道路横断面排水设计

1.2.1边沟设计

路基边沟参照规范边沟类型及使用条件表，在一些低填方路（高度小于边沟深度）或者挖方段的路肩外侧设置边沟排水。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。由于该公路位于东南潮热区，降雨量较大，边沟采用浆砌片石铺砌，砌筑用砂浆M7.5号。沟底宽度0.4m 边沟尺寸如图1.2所示。

图1.2 边沟构造图

1.2.2排水沟设计

排水沟用来将边沟、截水沟、和取土坑汇聚的水、边坡坡面水及路基附近的积水引出路基附近。排水沟应尽量采用直线，必须转弯时其半径不宜小于10m，排水沟的长度不宜大于500m。

1.2.3截水沟设计

南京地区由于位于河流下游平原开阔地带，一般不必设截水沟。如必须设置，根据《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)，挖方路基的堑顶截水沟应设在坡口5m之外，并宜结合地形进行布设。填方路基上侧的路堤截水沟距填方坡脚的距离，应不小于2m。截水沟断面形式应结合设置位置、排水量、地形及边坡情况确定，一般情况下，沟底纵坡不宜小于0.3%。截水沟应进行防渗加固。

图1.3 截水沟构造图

1.3路基稳定性验算

1.3.1路基稳定性验算

路堤填土高h1=8m，路堤边坡坡率为m=1?1.5，路堤填料为粘质土，粘聚力C=20KPa，内摩擦角φ=35°（tanφ=0.7）。土的容重取γ=20KN/m3。

（1）车辆荷载的换算

在进行路堤稳定性验算时，需将车辆荷载按最不利情况排列，并换算成相当的土层厚度，在计入条块面积内一起进行重力计算。

由《路基路面工程》有：

0NQ

h

BLγ

=(1-1) 式中：N—并列车辆数，双车道混合形式N=2；

L — 标准车辆轴载为12.8m ；

Q —一辆重车的重力（标准车辆荷载为550KN ）；

γ—路基填料的重度为20KN/m 3；

B —荷载横向分布宽度，近似取路基宽10.5m 。

数值带入计算可得：h 0=0.41m ，取h 0=0.4m ，偏于安全计算。

（2） 路堤横断面

用4.5H 法滑动面圆心位置的辅助线，取通过路堤坡脚和距路基左边缘1/3

路基跨度处的圆弧。

绘出圆弧滑动面的计算图示，如图1.4所示：

图1.4 4.5H 法确定圆心位置图示