平原微丘地区路基路面课程设计.docx
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平原微丘地区路基路面课程设计
《路基路面课程设计》
姓名:
学号:
班级:
土木092班
院校:
宁波大学建筑工程与环境学院
2012.05.30
《道路勘测设计》课程设计任务............................................3
一.路基设计
1.设计原始资料和依据..................................................4
2.路基横断面..........................................................4
3.路基排水设计........................................................5
4.路基填土与压实......................................................6
5.边坡防护............................................................7
二、路面设计
A、沥青路面路面设计...............................................8
1标准轴载及轴载换算...........................................8
2材料选择与参数确定..........................................10
3路面材料参数验算............................................13
B、水泥混凝土路面设计............................................15
1设计参数的确定与换算........................................15
2路面层数及其厚度确定........................................16
3接缝设计....................................................18
设计说明书
一、工程概况
拟设计道路路线位于平原微丘地区,公路自然区划分为II1区,地震烈度为六级,设计标高为243.50mm,地下水位1.5m。
二、设计资料
2.1土质
所经过地区多为粉性土
2.2交通
根据最新路网规划,预测使用初期2007年年平均日交通量见下表,年平均增长率为6.5%:
车型
解放
CA10B
黄河
JN150
日野
KF300
斯柯达
706R
依士兹
TD50
交通
SH141
长征
XD980
小汽车
量/d
400
210
160
90
50
80
70
600
三、设计任务与内容
(1)根据所给资料,利用HPDS2003公路路面设计程序系统进行路面结构的设计(至少两种不同的路面结构)
(2)编写设计说明书,包括混凝土路面及沥青路面结构,厚度设计,水泥混凝土路面板接缝设计等。
(3)对所选定的路面结构方案,绘制路面结构图,包括沥青路面结构设计土,水泥混凝土路面结构设计图及其接缝设计图等,需用A3图纸。
四、设计依据及标准
【1】《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)
【2】《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)
【3】《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2002)
【4】《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTGF30-2003)
一、路基设计
1.设计原始资料和依据
由《公路自然区划标准》得公路二级区划的特征和指标:
见表1
二级区名
(包括副区)
水热状态
潮湿系数
(K)
年降水量
(mm)
雨型
多年平均最大冻深
(cm)
最高月平均地温(。
c)
地下水埋深(m)
II1区东北东部山地湿冻区
0.75~1.50
600~1200
夏雨
80~250
<30.0
一般>0洼地、谷地1~1.5
2.路基横断面设计
2.1道路技术等级确定
由交通量组成表,折算成以小客车为标准进行计算,见表2:
表2交通量折算表
车型
解放CA10B
黄河JN150
日野KF300D
斯柯达706R
依士兹TD50
交通SB141
长征XD980
小汽车
交通量辆/d
400
210
160
90
50
80
70
600
车辆折算系数
1.5
2.0
2.0
2.0
2.0
1.5
3.0
0.5
标准车辆数
600
420
320
180
100
120
210
300
总计每日交通量N0=600+420+320+180+100+120+210+300=2250辆/d
计算远景设计年限平均昼夜交通量由公式:
计算
式中:
Nd—远景设计年平均日交通量,辆/日;
N0—起始年平均日交通量,辆/日;
γ—年平均增长率,取6.5%;
n—远景设计年限,取12年
所以:
辆/d
根据《公路工程技术标准》JTGB01-2003,拟定该条道路为双车道的二级公路,设计车速为80km/h,设计采用的服务水平为一级,采用整体式路基。
2.2横断面布置
根据设计交通量,拟建高速公路,其横断面各组成部分的取值可根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件和抗震设防等因素确定,并且应该符合公路建设的基本原则和相关规范的具体要求。
本路段路基按二级公路双向两车道(80km/h)标准,其标准横断面如图1:
路基全宽24.5m,单向行车道2×3.75m,左侧路缘带0.5m,硬路肩2.5m(含右侧路缘带0.5m),中央分隔带2.0m,土路肩为0.75m。
路基宽度=行车道宽+分隔带宽+路肩宽=24.5m
图1标准横断面示意图
2.3路拱横坡
路拱坡度需要考虑路面类型和当地的自然条件。
查《公路工程技术标准》(JTGB01-2003),考虑到该地区降雨量,路面排水状况和施工行车安全舒适,拟采用2.0%的路拱横坡。
公路的硬路肩,采用与行车道相同的横坡。
土路肩的横坡采用3%,路拱形式拟采用直线形式。
2.4.路基高度及边坡坡度
由任务书知,设计标高为243.50mm,拟路堤填土高度为2.5m,路基填料为细粒土,取路基边坡坡率为1:
1.5。
3.路基排水
3.1边沟排水
边沟设置:
边沟的排水量不大,一般不需进行水文和水力计算。
依据沿线情况,选用标准横断面形式。
边沟的纵坡一般与路线纵坡一致。
边沟横断面采用梯形,内测边坡坡率为1׃1.5,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。
由于该公路位于东北东部,降雨量较大,梯形边沟的底宽和深度都采用0.6m。
由于水量较大,边沟采用浆砌片石铺砌,砌筑用砂浆M7.5号。
边沟断面如图2所示:
图2
3.2排水沟设计
排水沟主要用于排泄来至边沟、截水沟或其他水源的水流,以形成整个排水系统。
排水沟的平面布置,取决于排水要求与当地地形。
排水沟的布置,必须结合地形自然条件,因势利导,平面上力求短捷平顺,以直线为宜,必须转向时,尽量采用较大半径(10~20m以上),徐缓改变方向,保证水流舒畅;纵面上控制最大和最小纵坡,以1%~3%为宜,纵坡大于3%,需要加固,大于7%,则应改用急流槽。
(1)排水沟断面形式:
排水沟一般为梯形断面,其大小应根据流量确定,深度与宽度不小0.5米。
排水沟边坡视土质而异,一般在1:
1-1:
1.5。
排水沟沟底纵坡不小于0.5%,在特殊情况下允许减小到0.2%。
(2)排水沟的平面线形:
排水沟应尽量采用直线,如必须转弯时,其半径不小于10-20米,排水沟的长度根据实际需要而定,通常在500米以内。
(3)排水沟与水道的衔接。
排水沟采用梯形断面,h=0.5m,b=0.5m,边坡率m=1。
3.3截水沟设计
截水沟的设计包括天沟和路堤坡脚处的截水沟,本设计主要考虑坡脚的截水沟设计,按照规范要求,坡脚截水沟应设置在离坡脚2m以外的,并结合地形和地质条件顺等高线合理布置。
截水沟一般采用梯形断面,沟壁坡度取1:
1.3。
如图3
图3
4.路基填土与压实
4.1填土的选择
路基的强度与稳定性,取决于土的性质和当地的自然因素。
并与填土的高度和施工技术有关。
在填土时应综合考虑,据《路基设计规范》可知,二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表:
路基压实度及填料要求表
项目分类
路面底面以下深度(cm)
填料最小强度
(CBR)(%)
填料最大粒径(cm)
填
方
路
基
上路床
0~30
6
10
下路床
30~80
4
10
上路堤
80~150
3
15
下路堤
150以下
2
15
零填及路堑路床
0~30
6
10
4.2不同土质填筑路堤
如透水性较小的土层,位于透水性较大的土层下面,则透水性较小的土层表面应自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。
如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面,则透水性较大的土层表面应做成平台。
为了防止雨水冲刷,可覆盖透水性较小的土层。
允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。
水的土与不透水的土,不能非成层使用,以免在填方内形成水囊。
4.3路基压实与压实度
路堤填土需分层压实,使之具有一定的密实度。
土的压实效果同压实时的含水量有关。
对于路基的不同层位应提出不同的压实要求,上层和下层的压实度应高些,中间层可低些。
据《路基设计规范》,高速公路路基压实度应满足下表:
路基压实度(重型)要求表
填挖类型
路面底面以下深度(cm)
压实度(%)
填方路基
上路床
0—30
≥95
下路床
30—80
≥95
上路堤
80—150
≥94
下路堤
150以下
≥92
零填及路堑路床
0—30
≥95
5.边坡防护
路基边坡防护,主要是保证路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏,从而提高边坡的稳固性,还可美化路容,增加行车的舒适感。
本路段路基的边坡采用拱形骨架护坡(填方)和锚杆挂网喷射混凝土防护(挖方)。
骨架采用7.5号的浆砌片石填筑,采用20号的混凝土预制板嵌边,骨架间种草。
二、路面设计
<一>沥青路面设计
1.标准轴载及轴载换算
1.1以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次
根据我国公路沥青路面设计规范中提出的轴载换算公式,当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底的拉应力时,规定要求凡轴载大于25KN的各级轴载(包括车辆的前、后轴)Pi的作用次数ni,按以下公式换算成标准轴载p的当量用次数N:
式中:
—被换算车型各级轴载的轴数系数。
当轴间距大于3m时,按单独的一个轴计算,轴数系数即为轴数m;当轴间距小于3m时,双轴或多轴的轴数系数为
;
—被换算轴载的轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轮组为0.38。
上述轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于130kN的轴载换算。
各种汽车当量轴次计算见表
车型
Pi(kN)
C1,i
C2,i
C1,i*C2,i*(Pi/P)4.35
ni次/日
nbi次/日
解放CA10B
后轴
60.85
3
1
0.345
400
138.27
黄河JN150
后轴
101.60
1
1
1.071
210
225.01
前轴
49.00
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