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日
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》(JTGD30-2004)“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JIGD50-2006》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JTGD40-2002》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》(JTGD30-2004)“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。
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:
车型
黄河JN150
解放CA10B
长征CZ160
上海SH130
小汽车
交通量(辆/d)
720
1100
280
120
100
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、水泥等材料供应。
(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)。
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:
上海SH142
930
交通量(辆/日)
400
750
650
600
700
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、水泥等材料供应。
(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。
5.课程设计参考资料
(1)中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTGD30-2004).北京:
人民交通出版社,2004
(2)中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006).北京:
人民交通出版社,2006
(3)中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2002).北京:
人民交通出版社,2002
(4)中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTGB01-2003).北京:
人民交通出版社,2003
(5)邓学钧.路基路面工程.北京:
人民交通出版社,2000
撰写者:
陆永青指导教师:
陆永青
课程设计评分表
评分标准:
1.学生是否严格遵守课程设计纪律,按照规定时间完成设计任务(占30%)
2.课程设计报告书质量:
(占40%)
(1)是否采用了良好的设计方法,独立完成课程设计。
(2)课程设计各分段的任务是否按时完成及完成的质量。
(3)是否完成课程设计任务书指定的全部要求。
3.课程设计报告书的撰写规范(占30%)
课程设计报告书的撰写规范要求与毕业设计(论文)的要求相同。
教师评分:
1.学生出勤得分:
_________
2.内容质量得分:
3.撰写规范得分:
最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定):
_________
教师评语:
签字:
日期:
年月日
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;
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
0.78m
3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
0.82m
3.1m
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:
>1.3
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
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。
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
各级轴载换算采用计算(小于25的轴载不计),计算结果列表所示
轴载换算结果汇总表(以弯沉为标准时)
前轴
49
1
6.4
206.9
后轴
101.6
771.5
60.85
126.7
45.2
56.6
83.7
2.2
284.1
16.5
\
23
1445.8
一级公路沥青路面的设计年限为15年,双向四车道的车道系数0.45则设计使用期累计当量轴次为:
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)
106.6
1200.5
20.7
3
202.3
1423.5
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、水泥等材料供应,基层和底基层分别采用刚度较高、水稳定性好的石灰粉
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- 关 键 词:
- 挡土墙 路面