1 挡土墙设计计算书。
1.1计算资料。
1) 墙身构造:拟采用浆砌片石重力式路肩墙,计算简图如下图所示,拟建墙高h=6m ,墙背俯斜,倾角墙身分段长度15 m ,初拟墙底宽。
挡土墙计算简图。
2) 填料重度粘聚力,内摩擦角填料与墙背的摩擦角。
3) 地基情况:中密砾石,容许承载力基底摩擦系数。
4)墙身材料:5号水泥砂砌片石,砌体毛体积密度,容许压应力,容许切应力。
1.2 主动土压力计算。
1)计算主动土压力:
由挡土墙的计算简图可知。
根据库伦理论。
可得: 0.152
则主动土压力=1/2×19×36×0.152=51.98kn
e=cos()=51.98kn
e=sin(=51.98kn
z== z=b-tan=2.50
1.3计算挡土墙自重。
g=h=23×3×6=414kn
g到挡土墙趾的水平距离=0.5×3-0.5×6×tan(-142.25m
1.4挡土墙稳定性的验算;
1.4.1抗滑稳定性验算:
一般情况下, 抗倾覆稳定性较易满足,墙身断面主要由抗滑稳定性和基底承载力来控制, 取墙长度1.
满足要求。当计算的kc大于[kc]=1.3时,表示挡土墙的抗滑性满足要求,否则要采取增加抗滑稳定性的措施;
1.3.2抗倾覆稳定性验算。
倾覆稳定系数k0计算公式:
满足要求。当计算的k0大于[k0]=1.5时,表示挡土墙的抗倾覆性满足要求,否则要采取增加抗倾覆稳定性的措施;
展宽墙趾;1) 改变墙面及墙背坡度;
2) 改变墙身断面类型;
1.3.3基底应力及合力偏心距验算:
基础地面的压应力=417.63kn
作用于基底的合力的竖向分力对墙趾的力臂。
2.003m
满足要求。1.4墙身应力验算。
由于墙背为直线,最大应力接近基底处,多基底应力验算知其基底应变力与偏心距均能满足要求。故墙身材料法向应力也能满足要求。
切应力验算:
满足要求。1.5 挡土墙纵断面设计。
1)确定挡土墙的起讫点(k2+310~k2+420),如图纸02所示。选择挡土墙与路基或其他结构物的衔接方式;
2)按地基及地形情况进行分段,确定伸缩缝与沉降缝的位置,每隔15m设置一道,伸缩缝与沉降缝可以设在一起;如图纸02所示。缝宽为3cm,自墙顶做到基底。缝内沿墙的内、外、顶三边填塞沥青麻筋或沥青木板,塞入深度不小于0.
2 m,当墙背为岩石路堑或填石路堤时,可设置空缝。
3)布置各段挡土墙的基础,包括基础的形式和相应的埋置深度;墙地面有纵坡时,挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时,为减少开挖,可沿纵向做成台阶。如图纸02所示。
4) 挡土墙排水设施的作用在于疏干墙后土体中的水和防止地表水下渗后积水,以免墙后积水致使墙身承受额外的静水压力;减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力;消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。墙身排水主要是为了排除墙后积水,通常在墙身的适当高度处布置一排或数排泄水孔,如图纸02所示。泄水孔的尺寸可视泄水量的大小分别采用0.
05m×0.1m、0.1m×0.
1m、0.15m×0.2m的方孔或直径为0.
05m~0.1m的圆孔。孔眼间距一般为2~3m,干旱地区可予增大,多雨地区则可减小。
泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层,以防孔道淤塞。泄水孔应有向外倾斜的坡度。
2、柔性路面设计。
计算过程:2.1轴载分析。
路面设计以双轮组单轴载100kn为标准轴载。
1)根据设计题目计算各车型日平均当量轴次数n。
轴载换算结果表(弯沉)
2. 2结构组合与材料选择。
根据规范《公路沥青路面设计规范jtgd 50-2004》和该地区盛产水泥、石灰、粉煤灰、砂并有砾石,路面等级为高级路面,路面结构采用沥青混凝土(15 cm),基层采用石灰粉煤灰碎石(取25 cm),底基层采用石灰土(22cm),设计年限为15年。
规范规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成,拟采用三层式沥青面层,表面层采用细粒式密级配沥青混凝土(厚度4 cm),中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度5 cm),下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度6 cm)。
2.3 各层材料的抗压模量与劈裂强度。
查表得各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取20 ℃的模量,各值均取规范给定范围中的值,因此得到20 ℃的抗压模量和各层的劈裂强度如表3。
表3 各层材料的抗压模量以及劈裂强度。
2.4土基回弹模量的确定。
该路段处于4区,路基土为潮湿状态,由表16.2.2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值”查得土基回弹模量为40mpa。
2.5 计算设计层厚度。
新建路面设计成果文件汇总*
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 黄河 jn150 49101.6 1 双轮组1266
2 解放 ca10b 19.4 60.85 1 双轮组1686
3 东风 eq140 23.7 69.2 1 双轮组636
4 太脱拉 138 51.4 802 双轮组 <3 216
设计年限 15 车道系数 .45 交通量平均年增长率 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 : 2316
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 7617033
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 : 1709
设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 5620686
公路等级一级公路。
公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1
路面设计弯沉值 : 25.2 (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1.448
2 中粒式沥青混凝土134
3 粗粒式沥青混凝土825
4 石灰粉煤灰碎石631
5 石灰土251
新建路面结构厚度计算。
公路等级 : 一级公路。
新建路面的层数 : 5
标准轴载 : bzz-100
路面设计弯沉值 : 25.2 (0.01mm)
路面设计层层位 : 4
设计层最小厚度 : 15 (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)
1 细粒式沥青混凝土 4 1400200048
2 中粒式沥青混凝土 5 1200160034
3 粗粒式沥青混凝土 6 900120025
4 石灰粉煤灰碎石1500150031
5 石灰土22 5505501
6 土基40
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
ld= 25.2 (0.01mm)
h( 4 )=20 cm ls= 28.5 (0.01mm)
h( 4 )=25 cm ls= 25.1 (0.01mm)
h( 4 )=24.9 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
h( 4 )=24.9 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
h( 4 )=24.9 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
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