路基路面工程课程设计计算书详细指南.docx

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1、路基路面工程课程设计计算书指导老师：专业年级：班级，学号：学生姓名：完毕时间：2010年6月24日路面构造设计的计算基本资料：某地区规划修建一条四车道的一级公路，沿线筑路材料的状况：石料：当地区山丘均产花岗岩、流纹岩和凝灰熔岩；储量丰富，岩体完整。石料强度高。砂：海岛沿岸多处沙滩可供取砂，运送较以便。土料：沿线丘岗均有砖红色亚粘土和黄褐色砂砾质粘土可供路基用土。此公路的设计年限为23年，拟采用沥青路面构造进行设计。一、轴载分析。1、设计年限内交通量的平均增长率：/，+/+八十小4由重要预测年交通量表可算得：2023年到2023年的年增长率：12266(1+%产=18293,可算得：%=8.3%

2、2023年到2023年的年增长率：18293(1+外P=26204,可算得：2=7.5%2023年到2023年时年增长率：26204(1+)5=35207,可算得：3=6.1%2023年到2023年的年增长率：35207(1+4)5=55224,可算得：4=9.4%.%+%+居+%8.3%+7.5%+6.1%+9.4%故/=-=7.8%442、设计年限内一种车道的合计当量轴次的计算。路面设计采用双轮组单轴载100KN为原则轴载，以BZZ-100表达。1)当以设计弯沉值为设计指标时，换算成原则轴载P的当量作用次数N的公式为：n=c1c(5f=l交通量(WB)预测交通构成表前轴重(KN)前轴重(K

3、N)车型后轴数后轴轮组数I后轴距(m)跃进NJ13016.2038.301双轮组702解放CAlOB19.4060.851双轮组962黄河JNI5049.00101.601双轮组661对于跃进NJ130：前轴：E=16.2OKN25KN,省略不算后轴：C=l,C2=I,6=38.30KN,P=100KN,ni=702PQQQHN=C1C2Hf(-)435=IXIX702X()435=10.8次/d对于解放CA10B：前轴：E=I9.40KNV25KN,省略不算。后轴：G=L。2=1，=60.85KN,P=100KN,%=962N=C1C2n,啥严=1X1X962X()4j5=110.8次/d对

4、于黄河JN150:前轴：C=l,C2=6.4,=49.00KN,P=100KN,n,=661P4900N=GGq(彳产5=16.4661(-)435=190.0次/d后轴：G=l,C2=I,C=IoI.60KN,P=100KN,11=661N=GG4(个产药=1X1X661X严5=708.3次/d最终可汇成下表:轴载换算成果表（弯沉）车型Pi(KN)GC2%（次/日）CC,今设计年限内一种方向上一种车道的合计当量轴次的计算：设计年限为t=23年,/=7.8%,双向四车道，故车道系数选为0.4。故车型Pi(KN)G%(次/日)CC喈严跃进NJ130前轴16.2016.47020后轴38.3011

5、70210.8解放CAIOB前轴19.4016.49620后轴60.8511962110.8黄河JN150前轴49.0016.4661190.0后轴101.6011661708.3合计AN=W/=1019.9Z(l+r),-l365Z(l+0.078)20-l365nnCzIN,=-N.=1019.0.4=6665106次ey,0.0782）当进行半刚性基层层底拉应力验算时，换算成原则轴载PH勺当量作用次数N的公式kp为：N=ECxC2nir=l同理，计算成果可如下表所示：轴载换算成果（半刚性基层层底拉应力）跃进NJ130前轴16.2011.857020后轴38.30117020解放CAlOB

6、前轴19.4011.859620后轴60.851196218.1黄河JN150前轴49.0011.856610后轴101.6011661750.5合计kPN=EGG%)8/=I768.6设计年限内一种方向上一种车道的合计当量轴次的计算：-XNlX=Tx365X7686X04=5022846次e,0.078二、确定路面构造组合方案及厚度。组合方案，确定了两种，其简图如下所示：方案一：方案二：细粒式沥青混凝土h1=4cm细粒式沥青混凝土hl=4cm中粒式沥青混凝土h2=5cm中粒式沥青混凝土h2=6cm粗粒式沥青混凝土h3=6cm粗粒式沥青混凝土h3=8cm水泥稳定碎石h4=20cm水泥稳定碎石h

7、4=?石灰土M=?二灰土h5=16cm级配碎、砾石h6=12cm填隙碎石h6=10cm-L甘三、各层材料的）抗压模量与劈裂强度、土基的回弹模量确实定。1）确定各层材料欧）抗压模量与劈裂强度。查表可得下列设计参数，汇表如下:材料名称抗压回弹模量（MPa）15C劈裂强度（MPa）2015C细粒式沥青混凝土140020231.4中粒式沥青混凝土120014001.0粗粒式沥青混凝土100O12000.8水泥稳定碎石15000.5石灰土5500.225二灰土7500.25级配碎、砾石225填隙碎石2502）确定土基的回弹模量。该路段处在M区，为黏质土,且稠度为1.00o查公路沥青路面设计规范可得土基回

8、弹模量为34.5MR7四、设计指标确实定。对于一级公路，规范规定以设计弯沉值作为设计指标，并进行构造底层拉应力验算。1、设计弯沉值的计算：1.j=600V2AA该公路为一级公路，故公路等级系数4=.o,且是沥青混凝土面层，故面层类型系数A=LOo方案一：半刚性基层上设置40mm+50mm+60mm=150mm160mml沥青混合料构造层，Ab=LOo故L,=600NJ2a,A4,=6006665106-02i.0i.0i.0=25.91mm方案二:半刚性基层上设置40mm+60mm+80mm=180mm,介于160mm和26Omm之间用、J沥青混合料构造层，故由线性内插可求得4=1.12。故L

9、d=60()Ne42AA4=60066651O6-021.01.01.12=29.0Imm2、各层材料H勺容许层底拉应力的计算。容许拉应力Or=牛细粒式沥青混凝：KS=9A%=0.09X1.0X5022846%。=2.68OR=久=0.5224MParKs2.68中粒式沥青混凝土：KS=C)094N%=0.09X1.0X5022846%。=2.68外=2=L=O.3731MParKs2.68粗粒式沥青混凝土：K,=9Ar%=0.09X1.Ix5022846/。=2.95lt=0.2712MParKx2.957K泥稳定碎石：KS=(135M%=O.355O22846/0=.91%=耍=0.261

10、8MPaRKs1.91石灰土：Ks=045N,%=o.455O22846%o=2.46A=丝纹二00915MPaKs2.46二灰土：Ks=45N0%=0.4550228460%=2.46=-=0.1016MPaKs2.46计算成果列于下表:各层材料的容许拉应力材料名称(MPa)v,Kfi(MPa)细粒式沥青混凝土1.42.680.5224中粒式沥青混凝土1.02.6803731粗粒式沥青混凝土0.82.950.2712水泥稳定碎石0.51.910.2618石灰土0.2252.460.0915二灰土0.252.460.1016五、确定设计层的厚度。1、方案一计算:（采用三层体系为计算体系）1）令

11、实际弯沉A=乙，则弯沉综合修正系数F=1.63(一)38(组)，3620003p=1.63(旦里一)0-38(一)0-36=0.52200010.650.7弹性三层体系的实际弯沉4=100O现囚尸1故理论弯沉系数二IE25.91x140020005/ 2000 0.7l 0.65 X 0.524.682）将多层体系照弯沉等效的原则换算为按三层体系，如下图所示:El h1E2 HEo则中层厚度的换算公式为:U , 11000 2 /1500 f=5 + 6J+ 2()20FV1200 V1200 /550 S 12252卜 122V1200 V1200= (38.5 + 0.7)cn3)% =

12、% = %).65 = 38% =%(X) = O.03查三层体系表面弯沉系数诺谟图可得/C1 =1.44=12%00 = 09,查诺谟图可得 =5.8由三层体系表面弯沉系数诺谟图上的）计算理论弯沉的公式可得：al=aK,K2M “ al 4.68 故 K,= aK5.81.44= 0.56再查诺漠图可得% = 4.8故 H =4.8x10.65 = 51. Icm故/7 =38.5+ 0.7% =51.1由此可解得：5=18ch2、方案二计算：（采用三层体系为计算体系）1）令实际弯沉（=。，则弯沉综合修正系数F=1.63（一）38（丘）。3620005p=1.63（辿U）038（一）o36=

13、O.54200010.650.7弹性三层体系的实际弯沉A=IOoo四囚尸29.01x1400_CMEl2000pF20000.7l0.650.542）将多层体系照弯沉等效的原则换算为按三层体系，如下图所示:EihE2H则中层厚度的换算公式为:= （31.8l.l4）cm3)%J%=%0.65=S38%2=34%OO=(U)3查三层体系表面弯沉系数诺谟图可得/C1=1.44%=120%=0.9,查诺谟图可得=5.8由三层体系表面弯沉系数诺谟图上H勺计算理论弯沉的公式可得：al=aK.K2,Ua,5.04八故K,=0.602aKx5.81.44再查诺谟图可得%=4.3故H=4.3x10.65=45.8c故”=31.8+1.1%=45.8由此可解得：h4=l3cm六、层底弯拉应力验算。公路为一级公路，故对沥青混凝土面层、半刚性基层、底基层都应进行