福建农林大学路基路面工程课程设计.docx
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福建农林大学路基路面工程课程设计.docx
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福建农林大学路基路面工程课程设计
福建农林大学交通学院
课程设计
课程名称路基路面工程
设计题目A、重力式挡土墙设计
B、沥青混凝土路面设计
姓名
专业年级2012级交通工程
学号
指导教师郑小燕
成绩
日期
福建农林大学交通学院
《路基路面工程》课程设计教学大纲........................2
《路基路面工程》课程设计任务书..........................3
《路基路面工程》课程设计指导书..........................5
《路基路面工程》课程设计计算书..........................6
1.重力式挡土墙设计......................................6
主动土压力计算......................................7
抗滑动稳定性验算...................................10
抗倾覆稳定性验算...................................10
基底应力与偏心距验算...............................11
2.沥青混凝土路面设计...................................12
初拟各结构层厚度...................................13
路基厚度验算结果...................................14
3.参考书目.............................................15
路基路面工程课程设计教学大纲
1.课程设计名称:
路基路面工程课程设计
2.总周数:
1周学分:
1.0学分
3.目的及任务、要求
⑴目的
课程的教学目的是通过课程设计,使学生将所学的专业基础和专业课(土质学与土力学、道路勘测设计、道路建筑材料、路基路面工程)知识在课程设计过程中有机的联系在一起,熟悉相关的设计规范和施工规范;使学生熟练掌握路面及路基挡土墙的选型、受力分析与计算,以及结构验算的全过程;巩固和加深所学的专业知识,掌握实际工程结构设计的全过程。
⑵任务
重力式挡土墙设计、沥青混凝土路面结构设计
⑶要求
深入领会挡土墙设计的基本理论,掌握挡土墙基本的设计思路;
熟练掌握其设计方法和设计的基本程序;
通过挡土墙的结构验算,进一步掌握调整挡土墙稳定性的措施和方法;
对比了解其他类型挡土墙的设计方法,明确设计的差异;
深入领会路面设计的基本理论,掌握基本设计思路;
熟练掌握其设计方法和设计的基本程序;
能运用有关的资料综合解决沥青混凝土路面结构设计中的实际问题;
学会使用相关的规范,取用数据应有充分的根据;
独立完成设计任务,设计计算条理清楚,计算正确(手算或编程求解均可);
设计计算书的编制应结构完整、思路清析,按任务书的要求逐项完成。
4.成绩评定
设计资料的完整性25%
设计文件质量75%
封面
挡土墙
结构验算
沥青混凝土路面结构设计
挡土墙结构图
路面结构图
挡土墙
结构尺寸拟定
挡土墙
结构验算
沥青混凝土路面结构设计
沥青混凝土路面结构验算
挡土墙结构图
路面
结构图
5
5
5
5
5
5
17
8
15
15
15
《路基路面工程》课程设计任务书
⒈课程设计任务
①重力式挡土墙设计
②沥青混凝土路面设计
⒉课程设计内容
(1)重力式挡墙设计
1)设计资料
双向四车道高速公路某横断面,为了收缩边坡,增强路基的稳定性,拟设一段仰斜式路提挡土墙,拟采用浆砌片石仰斜式路提墙,墙高H米,顶宽1.2米,填土坡度采用1:
1.5,墙背仰斜,坡度为1:
0.25,基底摩擦系f=0.5,地基容许承载力400KPa,墙身分段长度为10m。
设计荷载公路-I级。
填土性质见表1。
墙身材料采用7.5号砂浆,25号片石,砌体容重为23kN/m3;按规范:
砌体容许压应力为600KPa,容许剪应力为100KPa,容许拉应力为=60KPa。
表1挡墙设计资料
填土性质
填土为砂性土,内摩擦角φ=34°,
墙背与填土间的摩擦角17°,容重为γ=18kN/m3。
学生学号
3126207002
墙高H=8.5m
填土高a=2.5m
2)提交设计计算书(包含土压力计算、设计挡土墙截面尺寸、挡土墙强度与稳定性验算等)。
3)绘制与设计挡土墙一致的挡土墙设计图一张,含挡土墙横断面、立面布置、锥坡布置、单位长度工程量清单等(至少一张A3图纸)。
4)挡土墙设计资料根据学生班级及学号尾数按照表1采用,(学生也可自拟,但原则上要求自拟数值不和其他同学相似)。
(2)沥青混凝土路面设计(双向4车道高速公路)
①路面结构设计图(一张A3图纸)
②沥青混凝土路面结构组合设计计算书
③交通量根据学生班级及学号尾数按照表2采用
表2沥青混凝土路面设计交通量与土基资料
学号
3126207002
交通量(辆/昼夜)
路基中湿,E=35MPa路基干燥,E=50MPa
黄河JN150
3018
太脱拉138
691
交通SH141
658
上海SH130
1534
交通量
年平均增长率(%)
11.5
注:
上表为双车道双向交通量调查结果,学生采用相应的交通量与路基资料。
表3沥青混凝土路面设计轴载换算系数
车型
前轴(单轮)
后轴
总换算系数
前轴重(KG)
轴数系数
轮组系数
换算系数
后轴重(KG)
轴数系数
轮组系数
换算系数
黄河JN150
49.0
1
6.4
0.287
101.6
1
1
1.071
1.358
交通SH141
25.6
1
6.4
0.017
55.1
1
1
0.075
0.092
太脱拉138
51.4
1
6.4
0.354
2*80
2.2
1
0.833
1.187
上海SH130
16.5
/
/
/
23.0
/
/
/
/
⒊设计要求
⑴要求综合应用有关基础课、技术基础课及专业课所学的知识,依照部颁有关设计规范,独立完成本设计中的各项设计任务。
⑵掌握路面设计参数的选用及计算。
⑶说明设计原则,考虑设计问题的条件与原因,说明材料规格、施工技术、施工方法、程序、要求、质量控制标准等。
设计图表中要有说明。
⑷要求能独立的、认真的完成设计的内容,设计思想正确、合理,图纸清晰、正确,设计计算无误,文理通顺,字迹端正。
⑸设计文件要求
设计部分:
设计计算与说明书,内容包括:
目录、设计内容简介、指导书、设计计算书等。
提交设计要求的相关图纸。
所提交的设计文件,应充分考虑施工的可行性,并注重经济性,选择最佳的设计方案。
必要时可进行论证。
《路基路面工程》课程设计指导书
(一)重力式挡土墙
课程设计的步骤与方法:
1.研读挡土墙设计算例及路面结构设计与计算的有关例题;
2.认真分析设计任务书所提供的设计依据;
3.进行挡土墙设计计算;
4.进行车辆荷载换算;
5.利用所学知识中的相应公式,计算主动土压力,求出土压力的大小、方向及作用点;
6.设计挡土墙截面先拟定墙身尺寸,然后进行:
1)抗滑稳定性验算;
2)抗倾覆稳定性验算;
3)基底应力验算;
4)截面应力验算;
7.挡土墙截面尺寸的调整与选取
8.画出选用的挡土墙横断面图,整理计算书等有关设计文件。
(二)沥青混凝土路面
课程设计的步骤与方法:
1.计算标准轴载的作用次数;
2.确定道路的交通分级,选定设计年限及车道系数;
3.计算使用年限内累计当量轴次;
4.确定容许回弹弯沉值LR;
5.确定各路段干湿类型和路基与各层的回弹模量值;
6.进行路面结构组合设计;
7.按三层体系理论计算路面厚度,确定采用方案,并验算防冻厚度。
8.绘制路面结构图。
《路基路面工程》课程设计计算书
1.课程设计:
重力式挡土墙设计
一、计算资料
双向四车道高速公路设计速度120km/h,路基宽度25m,增强路基的稳定性,拟设一段仰斜式路堤挡土墙,进行稳定性验算。
一、计算资料
1.墙身构造:
拟采用浆砌片石重力式路堤墙,见下图。
墙高H=8.5m,填土高
a=2.5m,填土边坡1:
1.5(),墙背仰斜,倾角(1:
0.25),
墙身分段长度10m,初拟墙顶宽b1=5m,墙底宽B=6.16m。
2.车辆荷载:
I级荷载
3.填料:
砂性土,容重γ=18kN/m3,计算内摩擦角φ=34°,填料与墙背的摩
擦角
4.地基情况:
中密砺石土,地基容许承载力f=400KPa,,基底摩擦系数。
5.墙身材料:
7.5号砂浆,25号浆砌片石,砌体容重,容许压应力[],容许剪应力[],容许拉应力[]为=60KPa。
二、计算公式
采用路堤墙,破裂面交于荷载内的主动土压力计算公式
,,
,
三、计算与验算
1.车辆荷载换算
当时,;当时,
由直线内插法得:
H=8.5m时,
换算均布土层厚度:
2.主动土压力计算(假设破裂面交于荷载中部)
(1)破裂角
由b=6md=0.75m
a=2.5mH=8.5m
得:
验核破裂面位置:
路堤破裂面距路基内侧水平距离:
荷载外边缘距路基内侧水平距离:
7.5+0.75=8.25m
因为:
1.313m〈8.25m,所以破裂面交于荷载内,假设成立
(2)主动土压力系数K和
(3)求主动土压力及土压力的作用点
3.稳定性验算
一般情况下,挡土墙的抗倾覆稳定性较容易满足,墙身断面尺寸主要由抗滑稳定性和基底承载力来控制,故选择基底倾斜
(1)计算墙身重G及力臂(取墙长1m计)
b1=5mB=6.16m
由力矩平衡原理:
其中:
,,
)
则:
(2)抗滑稳定性验算
,()
由于617.763〉207.91,故满足抗滑稳定性的要求。
(3)抗倾覆稳定性验算
故满足抗倾覆稳定性的要求
4.基底应力与偏心距验算
1)偏心荷载作用时,作用于基底的合力偏心距:
因为,故,故满足基底合力偏心距的要求。
2)基底应力验算
,,
其中
当基底有倾斜时:
取
验算通过,所拟尺寸合理,可以使用。
2.课程设计:
沥青混凝土路面设计
一、设计资料
新建一条双向四车道的高速公路,路面宽25m,硬路肩宽度为2*2.5m,交通量年增长率为11.5%,路基属于干燥类型,土基回弹模量为35MPa,
表1
车型
黄河JN150
交通SH141
太脱拉138
上海SH130
辆/d
3018
658
691
1534
表3
二、设计
1、新建柔性路面
交通路年增长率r=11.5%,设计年限t=15年
(1)交通量的计算
根据柔性路面设计弯沉值作为设计指标时计算的当量交通量由相
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- 福建 农林 大学 路基 路面 工程 课程设计