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1、燕山大学路基路面课程设计计算说明书学院（系）:专业:学生姓名:学号:指导教师:完成日期:建筑工程与力学学院道路桥梁工程10-12013年12月20日目录一、设计资料21. 1公路概况21.2 路基设计资料3L3路面设计资料41.4 交通量调查情况4二、重力式挡土墙设计52. 1挡土墙平面、立面布置52.2 挡土蜡横断面布置，拟定断面尺寸52.3 土压力计算62.4 滑动稳定性验算72. 5倾覆稳定性验算72.4 地基应力及偏心距脸算72.5 根基强度验算7三、路面设计3.1水泥混凝土路面设计路基为粘性土，采用普通混凝土路面，路面宽7米。3. 1.1交通分析可靠度设计标准及变异系数范围、可靠度的
2、选用公路技术等级二级安全等级三级设计基准期20年目标可靠度0. 85目标可靠指标1.04变异水平系数中级可靠系数1. 10笫9组车型轴型Pi (KN)轴轮系数Ni （次/ 日）N小客车前轴单轴单轮16.5665. 0212000. 000后轴单轴单轮23576.5112000. 000中客车前轴单轴单轮25. 55551.0310000. 000SH130后轴单轴单轮45. 1431.5810001.264大客车前轴单轴单轮28.7524.1611000. 001CA50后轴单轴双轮68.21.0011002.410小货车前轴单轴单轮13.4727. 2712000. 000NsBJ130后轴
3、单轴单挑27.4534.7112000. 0012177.480中货车前轴单轴单轮28.7524. 168000. 001CA50后轴单轴双轮68.21.008001.752Ne中货车前轴单轴单轮23.7569. 1310000. 00015768102EQ140后轴单轴双轮69.21.0010002. 7651577大货车前轴单轴单轮49416. 465502. 530重交通JN150后轴单轴双轮101.61.00550709. 026特大车日野前轴单轴单轮50.2112. 157004.693KB222后轴单轴双轮104. 31.007001372. 926拖挂车前轴单轴单轮60381.
4、7217518. 845五十铃后轴三轴双轮1008.133E-0917561.267容级级数型等系内等的存类平度计路水靠层异靠 设公变可面3. 1.2水泥混凝土路面设计新建单层水泥混凝土路面设计二级公路中级1.1普通混凝土面层序路面行驶号车辆名称轴载 总重 （kN）单轴双轮组的个数轴载 总重 （kN）双轴双轮轴载 组的个数总重 （kN）三轴双轮轴载交通量 组的个数总重（kN）1 标准轴载行驶方向分配系数1轮迹横向分布系数0.6车道分配系数1交通量年平均增长率5 %混凝土弯拉强度5 MPa混凝土弯拉模量31000 MPa混凝土面层板长度5 nl地区公路自然区划II没有（I区，取II区计算，验算路
5、面最小防冻厚度取较大值,取800mm面层最大温度梯度88 /m接应力折减系数0.87基（垫）层类型一一新建公路路基上修筑的基（垫）层HB：拟定的:昆凝土下面层厚度（mm）层位 基（垫）层材料名称厚度（mm）回弹模量（MPa）1水泥稳定粒料18013002石灰粉煤灰土1503新建路基基层顶面当量回弹模量ET= 165.5 MPa60030中间计算结果：（以下符号的意义请参看”程序使用说明)HB二 220r=0 .676SPS= 1.26SPR= 7.61BX= 0.71SCR= 8. 74STM= 2. 12GSCR= 9.61KT=0. 53RE= 92. 2 %STR= 1. 13HB= 3
6、45r= 1.061SPS= 0. 67SPR= 4. 05BX= 0.31SCR= 4. 65STM = 1.45GSCR= 5. 12KT= 0.41RE= 2. 4 %STR= 0. 6HB= 350r= 1.076SPS= 0. 66SPR= 3. 97BX= 0. 3SCR= 4. 56STM = 1.44GSCR= 5. 02KT= 0.41RE= 0.4 %STR= 0. 59HB= 352r= 1.082SPS= . 65SPR= 3. 94BX= 0. 29SCR= 4. 48STM= 1.37GSCR= 4. 93KT= .4RE=-1.4 %STR= . 54rg：双层混
7、凝土板的相对刚度半径（m）SPS1：混凝土下面层的荷载应力（MPa）SPR1：混凝土下面层的荷载疲劳应力（VPa）BX1：温度应力系数STM1：混凝土下面层的温度应力（MPa）KT：温度疲劳应力系数STR1：混凝土下面层的温度疲劳应力（MPa）SCR1：海凝土下面层的综合应力（荷载疲劳应力与温度疲劳应力之和）（MPa）GSCR1：可靠度系数与混凝土下面层徐合应力的乘积（MPa）REI： GSCR1与下面层混凝土弯拉强度标准值的相对误差（%）SPS2:混凝土基层的荷载应力(MPa)SPR2：混凝土基层的荷载疲劳应力(MPa)GSPR2:可靠度系数与混凝土基层荷载疲劳应力的乘积(MPa)RE2：
8、GSPR2与基层混凝土弯拉强度标准值的相对误差() 设计车道使用初期标准轴载日作用次数：2177 路面的设计基准期：20年设计基准期内标准轴载累计作用次数：15768102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：352 mm验算路面防冻厚度：路面最小防冻厚度800 mm新建基(垫)层总厚度330 mm验算结果说明，路面总厚度比路面最小防冻厚度小118 mm , 程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足。通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度缺乏局部增补到路面 最下层以及设计人员对路面厚度进一步的修改，最后得到路面构造 设计结果如下：普通混
9、凝土面层350 mm水泥稳定粒料180 mm石灰粉煤灰土270 mm新建路基3.2沥青路面设计3. 2.1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其他车16.523112002其他车25. 5545. 1110003其他车28. 768.2111004其他车13.427.4112005其他车28. 768.218006其他车23.769.2110007其他车49101.615508其他车50.2104. 31双轮组7009五十铃EXR181 601003双轮组3175设计年限12车道系数 0.6交通量平均年增长率 5%一个
10、车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=3195 ,属特重交通等级当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：3347设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1. 166714E+07属中等交通等级当以半刚性材料构造层层底拉应力为设计指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：2446设计年限内一个车道上的累计当量轴次：8526391属中等交通等级路面设计交通等级为特重交通等级公路等级二级公路公路等级系数1.1 面层类型系数1 路面构造类型系数1路面设计弯沉值：25.5 （0.01mm）公路等级二级公路新建路面的层数5标准轴载BZZ-100路面设计弯沉值25
11、. 5 (0. 01mm)路面设计层层位4设计层最小厚度150 (mm)层位构造层材料名称厚度200C平均抗压(nun)模量(MPa)1细粒式沥青混凝土6014002中粒式沥青混凝土8012003粗粒式沥青混凝土1109004石灰粉煤灰碎石?15005石灰土4005506新建路基36按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 25. 5 (0. 01mm)公路等级二级公路新建路面的层数5标准轴载BZZ-100路面设计弯沉值25. 5 (0. 01mm)路面设计层层位4设计层最小厚度150 (mm)层位构造层材料名称厚度200C平均抗压(nun)模量(MPa)1细粒式沥青混凝土6014002中粒式沥青混凝
12、土8012003粗粒式沥青混凝土1109004石灰粉煤灰碎石?15005石灰土4005506新建路基36按设计弯沉值计算设计层厚度LD= 25. 5 (0. 01mm)H( 4 )= 150 mm LS= 20.6 (0. 01mm)标准差15平均抗压标准差容许应力(MPa)模量(MPa)(MPa)(MPa)0200000.80160000.70120000.60150000. 14055000. 08层位结构层材料名称劈裂强度度Pa）容许拉应力（MPa）1中粒式沥青混凝土10. 342粗粒式沥青混凝土0.80 .273粗粒式沥青碎石4石灰粉煤灰碎石0.60. 335石灰土0. 250. 11
13、3. 2.2新建路面构造厚度计算11( 4 )=H( 4 )=H( 4 )=IK 4 )=H( 4 )=150 mm (第150 mm (第150 mm (第150 mm (第150 mm (第由于设计层厚度11（ 4 ）=Hmin时LS 1,300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足：方程值=49. 121 (kN) 0.0倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw = 2. 241 (m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx = 3.023 (m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy = 2. 491 (m)脸算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=271.324(kN-m)抗倾覆力矩=722. 080(k
14、N-m)倾覆脸算满足：K0 = 2. 661 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足：方程值=310. 325(kN-m) 0.0地基应力及偏心距验算根基为天然地基，验算墙底偏心距及压应力作用于根基底的总竖向力=319. 873(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=450.756(kN-m)根基底面宽度B = 2. 400 (m)偏心距e = -0. 209(m)根基底面合力作用点距离根基趾点的距离Zn = 1.409(m)基底压应力：趾部=63. 584踵部=202. 977(kPa)最大应力与最小应力之比=202. 977 / 63. 584 = 3.192作用于基底的合力偏心距验算满足：
15、e=-0. 209 = 0. 167*2. 400 = 0. 400(in)培趾处地基承载力骏算满足：压应力=63. 584 = 540. 000(kPa)墙踵处地基承栽力验算满足：压应力=202. 977 = 585, 000(kPa)地基平均承载力验算满足：压应力= 133. 280 = 450. 000(kPa)2. 7根基强度验算根基为天然地基，不作强度验算2. 8墙身截面强度验算1 .塔底截面强度验算脸算截面以上，墙身截面积=14. 240(m2)重量=313. 280 kN相对于验算截面外边绿，墙身重力的力臂Zw = 2. 241 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx = 3
16、. 023 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy = 2. 491 (m)容许应力法:法向应力检算：作用于验算截面的总竖向力=319. 873 (kN)作用于墙趾下点的总弯矩=450.756(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn = 1.409(m)截面宽度 B = 2. 400 (m)偏心距 el = -0. 209(m)截面上偏心距验算满足:el= -0. 209 = 0. 250*2. 400 = 0. 600(m)截面上压应力：面坡=63. 584背坡=202. 977(kPa)压应力验算满足：计算值=202. 977 = 800. 000(kPa)切向应力检算：剪应
17、力验算满足：计算值=-7. 929 = 80. 000(kPa)极限状态法:重要性系数?0 = 1. 100验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 319. 873(kN)轴心力偏心影响系数著=0.916挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2. 400(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600. 000(kPa)垮工构件或材料的抗力分项系数 = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数领=0. 964计算强度时：强度验算满足：计算值=351,860 = 1523. 469(kN) 计算稳定时：稳定验算满足：计算值=351.860 = 1469. 009(kN).台顶截面强度脸算土压力计算计算高度为6.400(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=37. 945(度)汽车-20级(计算荷载)路基面总宽=8. 500 (m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0. 500 (m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350(m),车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆3列布置宽度=1.950(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)010. 5000. 30030. 00030. 000022. 3000. 300