河南城建学院路基路面课程设计

-..-.-总结资料-优选--.-总结资料-城建学院?路基路面?课程设计书课程名称:路基路面题目:专业:道路桥梁与渡河工程学生XX:学　　号:072410128指导教师:振羽会远夏英志辉锐铎设计教室:10#B502开场时间:年月日完成时间:年月日课程设计成绩：学习态度及平时成绩〔30〕技术水平与实际能力〔20〕创新〔5〕说明书撰写质量〔45〕总分〔100〕等级指导教师签名：年月日..-.-总结资料-..word.zl.-目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc358825327"1根本设计资料PAGEREF_Toc358825327\h1HYPERLINK\l"_Toc358825328"2.沥青路面设计PAGEREF_Toc358825328\h1HYPERLINK\l"_Toc358825329"2.1沥青路面设计的容PAGEREF_Toc358825329\h1HYPERLINK\l"_Toc358825330"2.2标准轴载及轴载当量换算PAGEREF_Toc358825330\h1HYPERLINK\l"_Toc358825331"2.3构造组合与材料选取PAGEREF_Toc358825331\h1HYPERLINK\l"_Toc358825332"2.4各层材料的抗压模量和劈裂强度PAGEREF_Toc358825332\h1HYPERLINK\l"_Toc358825333"2.5设计指标确实定PAGEREF_Toc358825333\h1HYPERLINK\l"_Toc358825334"2.6路面构造层厚度的计算PAGEREF_Toc358825334\h1HYPERLINK\l"_Toc358825335"2.7沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算PAGEREF_Toc358825335\h1HYPERLINK\l"_Toc358825336"2.8防冻层厚度检验PAGEREF_Toc358825336\h1HYPERLINK\l"_Toc358825337"3.水泥混凝土路面设计PAGEREF_Toc358825337\h1HYPERLINK\l"_Toc358825338"3.1水泥混凝土路面设计的容PAGEREF_Toc358825338\h1HYPERLINK\l"_Toc358825339"3.2交通量PAGEREF_Toc358825339\h1HYPERLINK\l"_Toc358825340"3.3初拟路面构造PAGEREF_Toc358825340\h1HYPERLINK\l"_Toc358825341"3.4确定材料参数PAGEREF_Toc358825341\h1HYPERLINK\l"_Toc358825342"3.5计算荷载疲劳应力PAGEREF_Toc358825342\h1HYPERLINK\l"_Toc358825343"3.6计算温度疲劳应力PAGEREF_Toc358825343\h1HYPERLINK\l"_Toc358825344"3.7防冻厚度验算及接缝设计PAGEREF_Toc358825344\h1HYPERLINK\l"_Toc358825345"参考文献PAGEREF_Toc358825345\h1....word.zl.1根本设计资料道路等级：高速公路气象资料：该公路地处V区；当地多年平均最大冻深为0.5米，水文情况：地下水位大于5米，地无积水；地质资料：粉质轻亚粘土筑路材料及供给状况：沿线可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供给。交通量平均年增长率：6.5%车道数：双向四车道车道系数：η=0.45汽车交通量组合：表1-1交通组成及交通量表车型交通量〔辆/日〕解放CA10B145解放CA30A240东风EQ140160黄河JN150130黄河JN162160黄河JN360200长征XD160170交通SH1411002.沥青路面设计2.1沥青路面设计的容沥青路面设计包括原材料的调查与选择、沥青混合料配合比以及基层材料配合比设计、各项设计参数的测试与选定、路面构造组合设计、路面构造层厚度验算以及个路面构造的比选。2.2标准轴载及轴载当量换算表2-1标准轴载BZZ-100各项参数标准轴载名称BZZ-100标准轴载名称BZZ-100标准轴载P〔KN〕100单轮当量圆直径d〔mm〕21.3轮胎接地压强P〔Mpa〕0.7两轮中心距〔cm〕1．5dP378﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时，凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载的作用次数均换算成标准轴载的当量作用次数。式中：—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；—被换算车型的各级轴载换算次数〔次/日〕；—标准轴载〔〕；—各种被换算车型的轴载〔〕；C1—轴数系数。C2—轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38；—被换算车型的轴载级别。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算：式中：m—轴数。那么其设计年限一个车道上的累计量轴次：式中—设计年限一个车道的累计当量次数；t—设计年限，由材料知，t=15年；—设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；—设计年限的交通量平均增长率，由材料知，γ=0.065；—车道系数，由材料知η=0.45。表2-2轴载换算结果车型PiC1C2nN解放CA10B前轴19.401.006.40145.00后轴60.851.001.00145.0016.71解放CA30A前轴29.502.206.40240.0016.69后轴36.752.201.00240.006.78东风EQ140前轴23.701.006.40160.00后轴69.201.001.00160.0032.25交通SH141前轴25.551.006.40100.001.69后轴55.101.001.00100.007.48黄河JN162前轴59.501.006.40160.00107.02后轴115.001.001.00160.00293.87黄河JN360前轴50.002.206.40200.00138.09后轴110.002.201.00200.00666.06黄河JN150前轴49.001.006.40130.0037.37后轴101.601.001.00130.00139.29长征XD160前轴42.602.206.40170.0058.48后轴85.202.201.00170.00186.33ΣN1708.11那么其设计年限一个车道上的累计量轴次：式中—设计年限一个车道的累计当量次数；t—设计年限，由材料知，t=15年；—设计端竣工后一年双向日平均当量轴次；—设计年限的交通量平均增长率，由材料知，γ=0.065；—车道系数，由材料知η=0.45。那么：﹙2﹚验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时，凡轴载大于50KN的各级轴载的作用次数均按下式换算成标准轴载的当量作用次数。式中：—以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数；—被换算车型的各级轴载换算次数〔次/日〕；—标准轴载〔〕；—各种被换算车型的轴载〔〕；—轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09。—轴数系数；表2-3轴载换算结果车型PiC1C2nN解放CA10B前轴19.401.0018.50145.000.01后轴60.851.001.00145.002.73解放CA30A前轴29.503.0018.50240.000.76后轴36.753.001.00240.000.24东风EQ140前轴23.701.0018.50160.000.03后轴69.201.001.00160.008.41交通SH141前轴25.551.0018.50100.000.03后轴55.101.001.00100.000.85黄河JN162前轴59.501.0018.50160.0046.50后轴115.001.001.00160.00489.44黄河JN360前轴50.003.0018.50200.0043.36后轴110.003.001.00200.001286.15黄河JN150前轴49.001.0018.50130.007.99后轴101.601.001.00130.00147.60长征XD160前轴42.603.0018.50170.0010.23后轴85.203.001.00170.00141.61ΣN2185.95表2-4沥青路面交通等级交通等级BZZ-100累计标准轴次Ne〔次/车道〕大客车及中型以上各种货车交通量Nn〔辆/d/车道〕轻交通<3×10E+6<600中等交通3×10E+6--1.2×10E+7600-1500重交通1.2×10E+7--2.5×10E+71500-3000特重交通>2.5×10E+7>3000那么其设计年限一个车道上的累计量轴次为：次。根据表2-4可知，交通等级均为中等交通。2.3构造组合与材料选取根据?公路沥青路面设计规?，并考虑公路沿途有碎石、砂砾、并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供给，路面构造层采用沥青混凝土〔180〕，基层采用水泥稳定碎石〔厚度待定〕，底层采用二灰土〔300〕，采用三层式沥青混凝土面层，表层采用细粒式密级配沥青混凝土〔40〕，中面层采用中粒式密级配沥青混凝土〔60〕，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土〔80〕。2.4各层材料的抗压模量和劈裂强度土基回弹模量确实定可根据查表法查得。各构造层材料的抗压模量及劈裂强度已参照规给出的推荐值确定。见表2-5。表2-5构造组合参数层次材料名厚度(cm)抗压回弹模量强度劈裂〔Mpa〕15°C模量20°C模量①②细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土4620001800140012001.41.0③粗粒式沥青混凝土8120010000.8④水泥稳定碎石待定150015000.5⑤二灰土307507500.25⑥土基—3030—2.5设计指标确实定〔1﹚设计弯沉值公路为高速公路，那么公路等级系数取1.0；面层是沥青混凝土，那么面层类型的系数取1.0；路面构造为半刚性基层沥青路面，那么路面构造类型系数取1.0。式中：—设计弯沉值—设计年限的累计当量年标准轴载作用次数—公路等级系数，一级公路为1.0—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0—基层类型系数，半刚性基层为1.0所以﹙2﹚各层材料按容许层底拉应力，按以下公式计算：式中：—路面构造材料的极限抗拉强度〔Mpa〕；—路面构造材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限次加载的疲劳弯拉应力〔Mpa〕；—抗拉强度构造系数。对沥青混凝土面层的抗拉强度构造系数：对无机结合料稳定集料类的抗拉强度构造系数：对无机结合料稳定细土类的抗拉强度构造系数：表2-6构造层容许弯拉应力材料名称〔Mpa〕〔Mpa〕细粒沥青混凝土1.43.100.45中粒沥青混凝土1.03.100.32粗粒沥青混凝土0.83.100.26水泥稳定碎石0.52.050.24二灰土0.252.640.092.6路面构造层厚度的计算﹙1﹚理论弯沉系数确实定式中：δ—当量圆半径；F—弯沉综合修正系数，。因此：=﹙2﹚确定设计层厚度采用三层体系外表弯沉系数，由诺莫图算设计层厚度。h/δ=4/10.65=0.376E2/E1=1200/1400=0.857；由三层体系弯沉系数诺莫图查得：=6.22。h/δ=4/10.65=0.376=30/1200=0.025；由三层体系弯沉系数诺莫图查得K1=1.460。又因为K2=/(K1〕=3.516/〔6.22×1.460〕=0.387，，，由上查表得：H/δ=7.8，H=10.65×7.8=83。由可知：，因为H=83cm，可知h4=20.10cm，故取h4=21cm。如以下图：____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=4cmE1=2000Mpah2=6cmE2=1800MPah3=8cmE3=1200MPaH=？cmE2=1800MPah4=21cmE4=1500MPah5=30cmE5=750MPaE0=30MPaE0=30MPa2.7沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算﹙1﹚沥青混凝土面层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=21.5cmE1=1400Mpah2=6cmE2=1800MPah3=8cmE3=1200MPaH=56.8cmE2=1000MPah4=21cmE4=3600MPah5=30cmE5=2400MPaE0=30MPaE0=30MPa；，。查三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图，知，故满足要求。﹙2﹚水泥稳定碎石层层底拉应力验算____________________________________________h1=4cmE1=2000MPah=49.4cmE1=3600Mpah2=6cmE2=1800MPah3=8cmE3=1200MPaH=35cmE2=2400MPah4=21cmE4=3600MPah5=30cmE5=2400MPaE0=30MPaE0=30MPah==49.4cm，=35cm由H/=35/10.65=3.286385,=30/2400=0.0125,查表得=0.05MpaH/=3.286385,E2/E1=2400/3600=0.67,查表得n1=2.1H/=3.286385,h/=51.84/10.65=4.8676,查表得n2=0.50由公式m=Pn1n2得m=0.7×0.05×2.1×0.50=0.037Mpa7m0.34～0.390.54～0.62行车道宽≤7m混凝土交通等级分类，根据表3-4确定交通量等级，为重型交通等级。表3-4公路混凝土路面交通分级交通等级特重重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数Ne〔×10E+4〕>2000100-20003-100<33.3初拟路面构造因为交通量属于重交通。可知相应于平安等级为一级的变异水平等级为中级，根据高速公路、重交通等级和中级变异水平等级。查规知：初拟普通混凝土面层厚为250mm；基层选用水泥稳定碎石，厚为200mm；垫层为150mm的石灰粉煤灰稳定砂砾。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m；长为4.5m。3.4确定材料参数取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0Mpa，相应弯拉弹性模量标准值为30Gpa；路基回弹模量为30Mpa；石灰粉煤灰稳定砂砾垫层回弹模量去1300Mpa；水泥稳定碎石基层回弹模量取1500Mpa。基层顶面当量的回弹模量值计算如下：=====0.395m==4.57==普通混凝土面层的相对刚度半径为：3.5计算荷载疲劳应力根据高速公路、重交通，由?路基路面工程?查得初拟普通混凝土面层厚度为0.25m。由以下公式求得：式中γ—混凝土板的相对刚度半径〔m〕；H—混凝土板的厚度〔m〕；Ec—水泥混凝土的弯沉弹性模量〔Mpa〕；σp—标准轴载Ps在临界荷位处产生的荷载疲劳应力〔Mpa〕；kr—考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设杆拉的平缝，kr=0.87～0.92，纵缝为不设杆拉的平缝或自由边界kr=1.0，纵缝为设杆拉的企口缝，kr=0.76～0.84，；kc—考虑偏载和动载因素对路面疲劳损坏影响综合系数，按公路等级查下表3-5；表3-5综合系数kc公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc1.301.251.201.10σps—标准轴载Ps在四边自由板的临界荷载处产生的荷载应力〔Mpa〕。=，=2.51根据公路等级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综和系数,那么荷载疲劳应力为：=2.51×0.87×1.30×0.978=2.78MPa3.6计算温度疲劳应力由?路基路面工程?知，II区最大温度梯度取88﹙℃/m﹚。板长4.5m，L/r=4.5/0.680=6.62；混凝土板厚0.25m，Bx=0.63。那么可知最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力：式中：αc—混凝土的温度线膨胀系数；Tg—最大温度梯度，Tg=88°c/m；Bx—综合温度翘区应力和应力的温度应力系数；σtm—最大温度梯度时土板的温度翘取应力〔Mpa〕。=温度疲劳系数，式中a，b和c为回归系数，按所在地区公路自然区划查下表3-6。表3-6回归系数a，b和c系数公路自然区ⅡⅢⅣⅤⅥⅦa0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270=那么温度疲劳应力：综合，高速公路的平安等级为一级，相应于一级的平安等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为95﹪。再根据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数。，故满足要求。3.7防冻厚度验算及接缝设计1﹚防冻厚度检验由?公路水泥混凝土路面设计规?知，路面防冻厚度为0.5m，而设计路面总厚度为0.60m，由于0.5<0.60，故满足设计要求。﹙2﹚接缝设计为防止由温度产生的应力破坏，所以，在混凝土板中设置横缝与纵缝，这段路为重交通，缝中设拉杆，拉杆长0.5m，直径22mm，每隔40cm设置一个。横向胀缝缝隙宽20mm，缝隙上部5cm深度浇填缝料拉杆的半段固定在混凝土，另一半涂以沥青，套上长约10cm的塑料套筒，筒底与杆端之间留有3cm空隙，用木屑与弹性材料填充。横向缩缝缩缝采用假缝，缝隙宽5mm，深度为5cm.施工缝施工缝采用平头缝或企口缝的构造形式，缝上深5cm，宽为5mm的沟槽，浇填缝料。横缝的布置缩缝间距一般为5m，混凝土路面设置胀缝。纵缝的设置在平行于混凝土路面行车方向设置纵缝，缝间距3.75cm，设置为假缝带拉杆形式，缝的上部留有5cm的缝隙，浇注填缝料，缝与横缝一般做成垂直正交，使混凝土具有90°的角隅。参考文献注：容均采用楷体小四，行间距设置为固定值20磅。参考文献中阿拉伯数字、英文字符、括号均采用TimeNewRoman小四字体。参考文献以文献在整个设计〔论文〕中出现的次序用[1]、[2]、[3]……形式统一排序、依次列出。参考文献书写格式应符合GB7714－1987?文后参考文献著录规那么?。各类参考文献条目的编排格式及例如如下：续出版物[序号]主要责任者．文献题名[J]．刊名，出版年份，卷号(期号)：起止页码．著[序号]主要责任者．文献题名[M]．出版地：出版者，出版年：44~47．文集[序号]主要责任者．文献题名[C]．主编．论文集名．出版地：出版者，出版年：起止页码．位论文[序号]主要责任．文献题名[D]．保存地：保存单位，年份．告[序号]主要责任．文献题名[R]．

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