路基路面工程计算书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流路基路面工程计算书.精品文档.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

2、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

3、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 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支

4、持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）

5、设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论

6、文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二

7、、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、

8、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日目 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

9、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.22.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.93.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

10、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.3

11、3 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.401 设计任务书 1.1路基部分 1.1.1设计资料（1） 某公路边坡高为H=3.3m，边坡坡度为1:0.25（1402）（如图1.1所示）。（2） 土质情况：土重度=21kN/m3，内摩擦角=34.7；填土与墙背间的摩擦角=16.8；地基为岩石，地基容许承载力=600kPa，基底摩擦系数f=0.5。（3） 墙身材料：砌体重度=19.8kN/m3，砌体容许压应力=650kPa，容许剪应力=100kPa。图1.1 路基边坡 1.1.2设计任务

12、根据上述资料，设计重力式挡土墙以保持边坡稳定。1.2路面部分 1.2.1.基本设计资料该路段设计年限20年，交通量年平均增长6.6%，车道系数=0.5，该路段处于中国公路自然区划V4区，公路等级为一级，路面宽度为B=24.5m，行车道为四车道27.5m，此公路设有一个收费站，且处于中湿路段。路基土为粉质中液限土，潮湿路段E0=24Mpa，中湿路段E0=32.2Mpa，干燥路段E0=36Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应。表1-1交通组成及交通量表车型双向交通量跃进NJ230595解放CA10B902黄河JN150387长征XD250317依土姿TD501511菲亚特650E251太

13、脱拉13850 2.2.2 设计任务（1） 收费站采用水泥混凝土路面，其他路段采用沥青混凝土路面；（2） 沥青混凝土路面设计主要内容包括：轴载分析、结构层组合设计、材料参数确定、设计指标计算、路表弯沉和层底拉应力检算。（3） 水泥混凝土路面设计包括：交通量分析、路面结构组合设计、材料参数确定、荷载疲劳应力计算、温度疲劳应力计算、防冻厚度计接缝设计、角隅钢筋设计。2.路基部分设计 2.1重力式挡土墙设计 某二级公路重力式路肩墙设计资料如下：（1）墙身构造：墙高3.3m，墙背仰斜坡度：1：0.25（1402），墙身分段长度20m，其余初始拟采用尺寸如图2.1示；（2）土质情况：墙背填土容重=21k

14、N/m3，内摩擦角=34.7；填土与墙背间的摩擦角16.8；地基为岩石地基容许承载力600kPa，基地摩擦系数f=0.5；（3）墙身材料：砌体容重=19.8kN/m3， 砌体容许压应力650kPa，容许剪应力100kPa。图2.1 初始拟采用挡土墙尺寸图2.2破裂棱柱体位置确定（1）破裂角（）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：3728 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： =0.7447（2）验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度：m车辆荷载分布宽度：所以，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。2.3荷载当量土柱高度计算墙高3.3米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性

15、内插法，计算附加荷载强度：q18.375kN/m2，2.4土压力计算 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式：2.5土压力作用点位置计算：土压力作用点到墙踵的垂直距离；2.6土压力对墙趾力臂计算基地倾斜，土压力对墙趾力臂：2.7稳定性验算（1）墙体重量及其作用点位置计算：挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形：m（2）抗滑稳定性验算：倾斜基地 0.2：1，验算公式：所以抗滑稳定性满足。（3）抗倾覆稳定性验算：所以倾覆稳定性不足，应采取改进措施以增强抗倾覆稳定性。重新拟定b11.2m倾斜基地，土压力对墙址力臂：所以倾覆稳定性满足

16、。2.8基地应力和合力偏心矩验算1）合力偏心矩计算上式中弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。所以基底合力偏心矩满足规范的规定。2）基地应力验算所以基底应力满足要求。2.9截面内力计算墙面墙背平行，截面最大应力出现在接近基地处，由基地应力验算可知偏心矩及基地应力满足地基承载力，墙身应力也满足，验算内力通过，墙顶顶宽1.2m，墙高3.3m。2.10设计图纸及工程量（1）典型断面如图2.2所示，立面布置图2.3所示， 平面布置图2.4所示。（2）挡土墙工程数量见表2-1。工程数量表 表2-1墙高（单位：m）断面尺寸（单位：m

17、）7.5号浆砌片石（单位：m3/ m）h1HH 1 B1 b13.30.193.33.111.21.23.2路肩墙墙体间隔20米设置沉降缝一道，缝内用沥青麻絮嵌塞；泄水孔尺寸1010cm，2-3米布置一个，泄水孔应高出地面不小于30厘米；墙背均应设置50厘米砂砾透水层，并做土工布封层；3.路面部分设计3.1 基本设计资料该路段设计年限20年，交通量年平均增长6.6%，车道系数=0.5，该路段处于中国公路自然区划V4区，公路等级为一级，路面宽度为B=24.5m，行车道为四车道27.5m，此公路设有一个收费站，且处于中湿路段。路基土为粉质中液限土，潮湿路段E0=24Mpa，中湿路段E0=32.2M

18、pa，干燥路段E0=36Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应。表1-1交通组成及交通量表车型双向交通量跃进NJ230595解放CA10B902黄河JN150387长征XD250317依土姿TD501511菲亚特650E251太脱拉138503.2 沥青路面设计 3.2.1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 标准轴载计算参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮当量圆直径d（mm）21.30轮胎接地压强P（Mpa）0.70两轮中心距（cm）15d1当以设计

19、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的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。式中： 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； 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； 标准轴载（）； 各种被换算车型的轴载（）； C1 轴数系数； C2轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38； 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：式中：m轴数。表3-2 轴载换算结果车型（）（次/日）跃进NJ230前轴23.7016.4595-后轴69.2011

20、595119.94解放CA10B前轴19.4016.4902-后轴60.8511902103.93黄河JN150前轴49.0016.4387111.24后轴101.6011387414.67长征XD250前轴37.8016.43174.6后轴72.602.21317173.20依土姿TD50前轴42.2016.41511226.75后轴90.00111511955.48菲压特650E前轴33.0016.425112.93后轴72.001125160.13太脱拉138前轴51.4016.45017.664后轴80.002.215041.67N2242.20则其设计年限内一个车道上的累计量轴次：

21、式中 设计年限内一个车道的累计当量次数； t 设计年限，由材料知，t=20年； 设计端竣工后一年双向日平均当量轴次； 设计年限内的交通量平均增长率，由材料知，=0.066； 车道系数，由材料知=0.5。则：次。2验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于50KN的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。式中： 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； 被换算车型的各级轴载换算次数（次/日）； 标准轴载（）； 各种被换算车型的轴载（）； 轴数系数 轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。表3-3轴载换算结果车型（）（次/日）跃进

22、NJ230前轴23.70118.5595后轴69.201159531.29解放CA10B前轴19.40118.5902后轴60.851190216.95黄河JN150前轴49.00118.5387后轴101.6011387439.4长征XD250前轴37.80118.5317后轴72.603131773.40依士姿TD50前轴42.20118.51511后轴90.00111511650.44菲压特650E前轴33.00118.5251后轴72.001125118.13太脱拉138前轴51.40118.5504.44后轴80.003150 25.1N1259.15则其设计年限内一个车道上的累计量

23、轴次为：次。3.2.2 结构组合与材料选取(干燥路段路面设计） 该地区属于区，沿线土质为粉质粘土混碎石，路基回弹模量干燥段为 。 因为交通量100104927.71042000104次，故可知交通属于重交通。由以上可知相应于安全等级为三级的变异水平等级为中级，根据一级公路、重交通等级和中级变异水平等级。根据公路沥青路面设计规范，路面结构层采用沥青混凝土（210），基层采用水泥稳定碎石（300mm），底层采用二灰土（厚度待定），采用三层式沥青混凝土面层，表层采用细粒式密级配沥青混凝土(AC-13)（40），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(AC-16)（70），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(

24、AC-25)（100）。3.2.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度 土基回弹模量的确定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂强度已参照规范给出的推荐值确定。见表3-4。表3-4结构组合参数层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂（Mpa）15C模量20C模量细粒式沥青混凝土4200014001.2中粒式沥青混凝土7180012001.0粗粒式沥青混凝土10120010000.8 水泥稳定碎石30150015000.6二灰土待定7507500.25土基36363.2.4 设计指标的确定1设计弯沉值公路为一级，则公路等级系数取1.0；面层是沥青混凝土，则面层类型的系数取1.0；路面结构为半

25、刚性基层沥青路面，则路面结构类型系数取1.0。式中： 设计弯沉值 设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数 公路等级系数，一级公路为1.0 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0 基层类型系数，半刚性基层为1.0所以 2各层材料按容许层底拉应力，按下列公式计算：式中 ： 路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）； 路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载的疲劳 弯拉应力（MPa）； 抗拉强度结构系数。 对沥青混凝土面层的抗拉强度结构系数： 对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数： 对无机结合料稳定细土类的抗拉强度结构系数：表3-5 结构层容许弯拉应力材料名称（Mpa）（Mpa）细粒沥青

26、混凝土1.23.070.39中粒沥青混凝土1.03.070.33粗粒沥青混凝土0.83.070.26水泥稳定碎石0.62.040.29二灰土0.252.630.103.2.5 路面结构层厚度的计算1理论弯沉系数的确定式中： 当量圆半径；F 弯沉综合修正系数， 。因此： =2确定设计层厚度采用三层体系表面弯沉系数，由诺莫图算设计层厚度。h/=4/10.65=0.376 E2/E1=1800/2000=0.9；由三层体系弯沉系数诺莫图查得：=6.22。h/=4/10.65=0.376 =36/1800=0.02；由三层体系弯沉系数诺莫图查得K1=1.430。又因为K2= /(K1）=3.369/（

27、6.221.430）=0.379，由上查表得：H/=7.4，H= 10.657.4=78.8cm。由可知：，因为H=78.8cm，可知h=36.11cm，故取cm。如图所示： _ _ _h1=4cm E1=2000MPa h=4cm E1=2000Mpa h2=7cm E2=1800MPa h3=10cm E3=1200MPa H=？cm E2=1800MPah4=30cm E4=1500MPa h5=37cm E5=750MPa E0 =36 MPa E0=36MPa 3.2.6 沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算 其中 （1）对于细粒式沥青混凝土层 三层体系如图_ _h1=4cm E1=2000MPa h=4cm E1=2000Mpa h2=7cm E2=1800MPa h3=10cm E3=1200MPa H=41.86cm E2=1800MPah4=30cm E4=1500MPa h5=37cm E5=750MPa E0 =36 MPa