路基路面项目工程课程教学设计.doc

.\ 路基路面工程课程设计任务书 2014年 3 月 12 日至 2014 年 4 月 20 日 课程名称： 路基路面工程实训 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师 ： 2014年3月18日 XX公路A标段路基路面结构设计 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，设计荷载为公路I级。 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，见表1（辆/天）。 表1 汽车交通量的组合 组 车型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 解放 CA10B 220 150 180 160 200 140 200 230 解放 CA30A 150 180 200 220 180 240 170 150 东风 EQ140 170 210 110 180 200 160 150 140 黄河 JN150 80 100 170 110 90 130 80 90 黄河 JN162 120 100 150 200 180 160 180 190 黄河 JN360 160 80 60 210 230 200 120 100 长征 XD160 180 220 200 150 170 170 160 190 交通 SH141 120 260 230 70 50 100 120 120 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。 设计一 路基稳定性设计 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，设计荷载为公路I级。 二、课程设计目标 通过课程设计,让学生初步了解该专业所涉及规范,培养学生独立思考独立进行该课程有关课程创作设计的能力；从而使学生熟练掌握路基路面工程的重要理论知识,为从事该行业打下良好的专业基础。 三、设计依据 1、《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）；人民交通出版社； 2、《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）；人民交通出版社； 3、《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）；人民交通出版社； 4、《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）；人民交通出版社； 5、《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012)；人民交通出版社； 6、《路基路面工程》以及高等教育教科书（李伟） 四、设计要求 道路等级为公路一级，双向四车道，设计荷载为公路Ⅰ级 五、路基边坡坡度 在地质条件良好，边坡高度不大于20m时，其边坡坡度不易陡于表4.1的规 定值。 表4.1路堤边坡坡度 填料类别 边坡坡度 上部高度（H≤8） 下部高度（H≤12） 细粒土 1:1.5 1:1.75 粗粒土 1:1.5 1:1.75 巨粒土 1:1.3 1:1.5 设计选择边坡坡度为1:1.5 六、设计步骤： (1)、路堤横断面图如下图所示： (2)、将汽车荷载换算成当量土柱高度为： (3)、按4.5H法确定滑动圆心辅助线，在此取。 (4)、按4.5H法确定滑动圆心辅助线。将路基左侧坡顶边缘点与坡脚连成一直线，由此线坡率可知β1=26、β2=35，由此条件可画出危险远圆心辅助线。 (5)圆心位置一将土条分为8份如下图所示： 计算表格如下所示： 分段 Ai αi角度 Ｇi＝Aiγ Ｎi＝Ｇisinαi Ｔi＝Ｇicosαitanφi L K 1 3.50168 56.300508 65.1299088 54.18594186 7.681047283 20.69122 1.25715 2 9.184678 44.224466 170.8350108 119.1524953 26.02171876 3 12.202943 34.472788 226.9747398 121.001051 39.77291687 4 12.352314 24.721113 229.9730404 96.08314582 44.35994287 5 10.622997 14.969438 197.5877442 51.0376634 40.57329713 6 8.600848 6.588358 159.9757914 18.35486967 33.77934574 7 5.651653 -1.675188 105.1207458 -3.073026 22.33455477 8 1.947162 -9.4097 36.2172132 -5.291260551 7.594623072 222.1173 (6)圆心位置二将土条分为10条如下图所示： 计算表格如下所示： 分段 Ai αi角度 Ｇi＝Aiγ Ｎi＝Ｇisinαi Ｔi＝Ｇicosαitanφi L K 1 5.629598 63.26956389 104.7105228 93.54184488 10.01101294 28.48228 1.50034 2 14.855964 44.37289444 276.3209304 193.2250326 58.56284889 3 18.733595 39.16643333 348.444867 220.0691343 57.423091 4 21.75317 24.63723056 404.608962 168.6699539 78.17310742 5 23.166247 15.32541667 430.8921942 113.8851973 88.32208429 6 21.926504 5.579391667 407.8329744 39.65153109 86.27688671 7 18.592132 -3.345941667 345.8136552 -20.18324528 73.37966048 8 14.423822 -12.43345833 268.2830892 -57.76285854 55.68789968 9 6.064141 -22.06323333 112.7930226 -42.36840116 22.21921207 10 3.202628 -31.60783333 59.5688808 -31.22019023 10.78345187 (7)圆心位置三将土条分为7条如下图所示： 计算表格如下所示： 分段 Ai αi角度 Ｇi＝Aiγ Ｎi＝Ｇisinαi Ｔi＝Ｇicosαitanφi L K 1 2.82285 52.62139042 52.50501 41.72265039 6.775176702 16.90919 1.269754 2 5.618797 43.37861609 104.5096242 71.77891274 1.622838793 3 6.3916081 34.13586585 119.0043066 66.77943106 20.93702589 4 5.997975 24.8930831 111.562335 46.95952196 21.51021773 5 4.939949 20.27169396 88.1629584 30.54601951 17.57888762 6 3.319597 11.02894358 61.7445042 11.81202315 12.88180433 7 1.150828 6.407528227 21.4054008 23.88832128 0.507761944 (8)圆心位置四将土条分为10条如下图所示： 计算表格如下所示： 分段 Ai αi角度 Ｇi＝Aiγ Ｎi＝Ｇisinαi Ｔi＝Ｇicosαitanφi L K 1 4.158086 61.04438611 77.3400648 67.67215145 7.958711585 25.13954 1.42413 2 10.709545 51.1444167 199.197537 155.1210972 26.56285593 3 13.960371 36.29443889 259.6629006 153.7035468 44.48481389 4 16.731689 26.39448611 311.2094154 138.3478275 59.25380786 5 17.458812 16.49450278 324.7339032 92.1995376 66.18376263 6 15.928852 6.594533333 296.2766472 34.0251126 62.55888206 7 13.515215 1.644541667 251.382999 7.214371773 53.41109719 8 10.492406 -8.255475 195.1587516 -28.0222966 41.05242024 9 6.847899 -13.20545 127.3709214 -29.09705607 26.35762469 10 2.440318 -23.10540556 45.3899148 -17.81208717 8.874010949 七、验证分析： 由图可以确定圆心位置一处最k值最小。 八、结论： 经过比较4个位置对应的K值，知O1点的K值最小，且K1=1.25715>1.25，故边坡是稳定的。 设计二 路基挡土墙设计 一、设计资料如下： 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。 二、课程设计目标 通过对挡土墙的设计，掌握挡土墙设计规范等的使用，熟悉挡土墙的设计过程，掌握挡土墙中的各种计算要求，提高计算能力。提高对专业的认知水平并提高自身的专业水平与专业素养。 3、 设计依据 1、《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）；人民交通出版社； 2、《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）；人民交通出版社； 3、《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）；人民交通出版社； 4、《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）；人民交通出版社； 5、《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012)；人民交通出版社； 6、《路基路面工程》以及高等教育教科书（李伟） 设计三 路面工程设计 路面工程设计资料如下： 1、路段初始年交通量，见表1（辆/天）。 表1 汽车交通量的组合 组 车型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 解放 CA10B 220 150 180 160 200 140 200 230 解放 CA30A 150 180 200 220 180 240 170 150 东风 EQ140 170 210 110 180 200 160 150 140 黄河 JN150 80 100 170 110 90 130 80 90 黄河 JN162 120 100 150 200 180 160 180 190 黄河 JN360 160 80 60 210 230 200 120 100 长征 XD160 180 220 200 150 170 170 160 190 交通 SH141 120 260 230 70 50 100 120 120 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。 附件：课程设计档案袋封面（打印时请删除该行） 路基路面工程课程设计 课程名称： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师 ： 年 月 日