路基路面课程设计交通工程

发布 2022-10-03 11:25:28 阅读 4369

路基与路面工程课程设计任务书。

题目: a重力式挡土墙设计。

b 沥青路面设计。

c 水泥混凝土路面设计。

1. 课程设计教学条件要求

设计室:制图教室。

2. 课程设计任务。

1)了解设计任务,拟定工作计划,查阅资料。

2)按《公路路基设计规范》(jtg d30-2004)“5.4 挡土墙”一节,采用极限状态设计法进行重力式挡土墙设计;

3)按《公路沥青路面设计规范 jig d50-2006》的内容及要求进行沥青路面结构设计;

4)按《公路水泥混凝土路面设计规范 jtg d40-2002》的内容及要求进行水泥混凝土路面结构设计;

5)根据指导教师的要求,采用指定的初始条件进行设计:

重力式挡土墙、水泥混凝土路面的设计计算按所选方案手算;

沥青路面的设计,在完成路面结构组合设计后,利用设计软件进行结构层厚度计算及各层底拉应力验算。

在设计说明书(设计报告书)中应画计算图,采用a4纸打印设计报告书。(6)出图:重力式挡土墙、沥青路面设计不出图(留待毕业设计时训练出图);水泥混凝土路面设计,绘制面板接缝构造及钢筋布置图,a3图纸1页。

3. 课程设计报告书主要内容。

a 重力式挡土墙设计。

一)初始条件:

1)浆砌片石重力式仰斜路堤墙,墙顶填土边坡1:1.5,墙身纵向分段长度为10m;路基宽度26m,路肩宽度3.0m;

2)基底倾斜角:tan=0.190,取汽车荷载边缘距路肩边缘=0.5m;

3)设计车辆荷载标准值按公路-i级汽车荷载采用,即相当于汽车超20级、挂车120(验算荷载);

4)墙后填料砂性土容重=18,填料与墙背的外摩擦角=0.5;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30,地基容许承载力=250;

5)墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,圬工容重=22,容许压应力,容许剪应力,容许拉应力;

6) 以下设计参数区别为每人一题,根据指导教师的安排指定采用(对所采用的参数值打“√”标记):

墙后砂性土填料的内摩擦角: 34°

墙面与墙背平行,墙背仰斜坡度(1:):1:0.25

墙高h: 7m

墙顶填土高: 3.0m

二)要求完成的主要任务:

按《公路路基设计规范》(jtg d30-2004)“5.4 挡土墙”一节,采用极限状态设计法进行设计:

1)车辆荷载换算;

2)计算墙后主动土压力及其作用点位置;

3)设计挡土墙截面,墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算;

4)基础稳定性验算与地基承载力验算;

5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。

b 沥青路面设计。

一)初始条件:

广西南宁地区(iv区)某新建双向4车道一级公路,拟采用沥青混凝土路面,路基土为高液限粘土,地下水位为-1m,路基填土高度1.2m,预计通车初年的交通量如下:

交通量年平均增长率7%,沿线可开采碎石、砂砾,并有粉煤灰、石灰、水泥等材料**。

二)要求完成的主要任务:

1)确定路面等级和面层类型;

2)确定土基的回弹模量;

3)路面结构组合设计;

4)根据设计弯沉值计算路面厚度(采用沥青路面设计专用程序,输入设计弯沉值及设计参数汇总表的设计参数后,对需进行厚度计算的结构层进行厚度计算,并进行各层底拉应力验算)。

c 水泥混凝土路面设计。

广州郊区(iv区)某新建双向2车道二级公路,拟采用水泥混凝土路面,行车道宽度为9m。路基土为中液限粘土,地下水位为-0.7m,路基填土高度0.6m,预计通车初年的交通量如下:

交通量年平均增长率8.5%,沿线可开采碎石、砂砾,并有粉煤灰、石灰、水泥等材料**。

二)要求完成的主要任务:

1)可靠度设计标准及变异系数范围、可靠度系数的选用;

2)标准轴载作用次数的换算。

3)确定交通分级及混凝土弯拉强度标准值。

4)结构组合设计。

5)接缝设计。

6)混凝土板应力分析及厚度计算。

7)面板接缝构造及钢筋布置图。

4. 课程设计要求。

1) 学生按时到课程设计指定地点签到,遵守课程设计纪律。

2) 学生独立完成课程设计任务。指导教师分时段验收学生完成的阶段任务。

3) 学生按时提交课程设计成果和打印的课程设计报告书。

课程设计评分表。

a 重力式挡土墙设计。

1 设计参数。

挡土墙墙高h=7m,取基础埋置深度d=1.5m,挡土墙纵向分段长度取l=10m;路基宽度26m,路肩宽度3.0m;

墙面与墙背平行,墙背仰斜,仰斜坡度1:0.25, =14.03°,墙底(基底)倾斜度tan=0.190,倾斜角=10.76°;

墙顶填土高度=3.0m,填土边坡坡度1:1.5, =arctan(1.5)=33.69°,汽车荷载边缘距路肩边缘=0.5m

墙后填土砂性土内摩擦角=,填土与墙背外摩擦角=/2=,填土容重=18kn/m;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30;

墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,墙身砌体容重=22kn/m,砌体容许压应力=600kpa,砌体容许剪应力=100kpa,砌体容许拉应力=60kpa;

地基容许承载力=250kpa。

2 车辆荷载换算。

0.78m3 主动土压力计算。

3.1 计算破裂角。

墙底到路肩的水平距离为3.75m,路肩宽3m,墙底至破裂面与路基交点距离为,3+3.75=6.75<8.17 破裂面交于荷载内进行计算。

直线形仰斜墙背,且墙背倾角较小,不会出现第二破裂面。

3.2 计算主动土压力及其作用点位置。

3.2.1计算主动土压力。

0.82m3.1m

3.2.2计算主动土压力的合力作用点位置。

墙底(基底)倾斜,需把求得的、修正为、,即:=-tan(见“附录”的图)

3.3 被动土压力。

墙前的被动土压力忽略不计。偏于安全。

4 挡土墙计算。

只对荷载组合ii进行计算。

4.1 拟定挡土墙顶宽。

经试算,取挡土墙顶宽为=1.6m

4.2 抗滑动稳定性验算。

墙身体积计算:

墙身自重计算:,=抗滑稳定性验算:

墙身自重力臂计算:

抗滑稳定系数:

满足要求。4.3 抗倾覆稳定性验算。

抗倾覆稳定系数:

满足要求。4.4 基底合力偏心距验算。

至墙趾a的距离。

基底合力偏心距;

4.5 地基承载力验算。

满足要求。4.6 墙身强度验算。

墙面与墙背平行,截面最大应力位于接近基底处。由基底应力计算结果知墙身正应力满足墙体材料强度要求。墙身剪应力及弯拉应力很小,计算从略。

b 沥青路面设计。

1 确定路面等级和面层类型。

1.1 设计年限内一个车道的累计当量轴次计算。

1) 轴载分析。

路面设计以双轮组单轴载100kn为标准轴载。

当以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力时。

当验算半刚性基层层底拉应力时:

各级轴载(轴载小于50kn的不计)

则用半刚性基层层底拉应力验算的累计当量轴次为:

1.2 确定路面等级和面层类型。

根据“沥规”并结合上面的计算,确定路面等级为高级路面;面层类型为沥青混凝土。

2 确定土基的回弹模量。

1)确定路基的干湿类型:该路处于区,路槽底距地下水位高度平均为,查表可知此高度高于,属于干燥路基。

2)确定路基的平均稠度:查表可知路基平均稠度介于和之间,取。

3)查表可得土基的回弹模量。

3 路面结构组合设计。

3.1 拟定路面结构组合方案。

经计算,路基设计使用年限内一个车道上累计标准轴载次为次左右,查表可得路面为高级路面,面层宜选择沥青混凝土,又由于该路为一级公路,因此采用双层式结构。

3.2 拟定路面结构层的厚度。

表面层采用4cm厚细粒式密集配沥青混凝土,下面层采用6cm厚粗粒式密集配沥青混凝土。由于沿线可开采碎石、砂砾,并有粉煤灰、石灰、水泥等材料**,基层和底基层分别采用刚度较高、水稳定性好的石灰粉煤灰稳定碎石基层(厚20cm)和石灰稳定土底基层(厚度待计算确定)。

3.3 各层材料设计参数。

土基及路面材料的回弹模量及各强度值列于下表中。

4 根据设计弯沉值计算路面厚度。

4.1 计算设计弯沉值。

一级公路,取,面层为沥青混凝土,取,半刚性基层、底基层总厚度大于20cm,取。

设计弯沉:计算各层材料的容许层底拉应力。

细粒式密集配沥青混凝土:

中粒式密集配沥青混凝土:

粗粒式密集配沥青混凝土:

两灰碎石:石灰土:

设计参数汇总表。

路基路面工程课程设计

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