路基路面课程设计

路基路面工程 课 程 设 计 指导老师： 学 院： 班 级： 姓 名： 学 号： （一）重力式挡土墙 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 1. 某二级公路重力式路肩挡土墙设计资料如下： （1）墙身构造：墙高5m，墙背仰斜坡度为1:0.25（=14°02′），墙身分段长度20m，其余初始拟采用尺寸如图所示 （2）土质情况：墙背填土重度 =18kN/m3，内摩擦角 ( )，填土与墙背之间的摩擦角 ；地基为岩石地基容许承载力 ，基地摩擦系数 ； （3）墙身材料：砌体重度 ，砌体容许压应力 ，容许剪应力 。 图1 初定挡土墙尺寸图 2、具体设计 破裂棱体位置确定： （1）破裂角（ ）的计算（路肩式挡土墙且荷载沿路肩边缘布置，所以a=b=d=0） 荷载当量土柱高度计算：因为墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q＝16.25kN/m2， 假设破裂面交于荷载范围内， =33o，取则有： 4.25 所以破裂棱体的断面积 因此破裂棱体自重 ，将G代入，得： 令 ，整理化简得： 将 代入得： （2）验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度： 车辆荷载分布宽度： 所以 ，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。 （3）车辆荷载换算 墙高5米，处于2～10m之间，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q＝16.25kN/m2， （4）土压力计算 由上边计算的 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： 土压力作用点计算 （5）稳定性验算 ①抗滑稳定性验算 挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形： 取 ， 所以 故抗滑稳定性不足，应采取改进措施以增强抗滑稳定性。 重新拟定b＝1.3m倾斜基地，则 代入得 所以抗滑稳定性满足要求 ②抗倾覆稳定性验算： 所以倾覆稳定性满足。 （6）基地应力及合理偏心距计算 ①、基础底面的压应力 1）轴心荷载作用时 取1.2. 2）偏心荷载作用时 作用于基底的合力偏心距e为 其数值见下表 上式中弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。 可知按 M=1.4MEI+1.2MG计算 由几何关系 故 基地应力验算 所以基底应力满足要求。 ②、基底合力偏心距 由坚密的岩石地基得 ，满足条件。 ③、地基承载力抵抗值 得 ，故满足要求。 （7）截面墙身强度计算 为了保证墙身具有足够的强度，应根据经验选择1～2个控制断面进行验算，如墙身底部、1/2墙高处、上下墙（凸形及衡重式墙）交界处。 强度计算 每延米墙长计算： 式中： ——设计轴向力（kN）； ——重要性系数，取0.9； ——荷载组合系数，取1.0； ——恒载引起的轴向力（kN）和相应的分项系数； 取1.2， 取 ——主动土压力引起的轴向力（kN）；取 ——全部取0； ——抗力分项系数，取2.31； ——材料极限抗压强度，取500kPa； ——挡土墙构件的计算截面积，取1.2 ； ——轴向力偏心影响系数，取0.84； 将以上取值代入 ，得 =72.89kN 又因为 故满足强度计算要求。 （8）挡土墙正面图（包括排水设施设计）及断面图 ①典型断面如图1所示，立面布置图2所示， 平面布置图3所示。 ②挡土墙工程数量见表1。 工程数量表 表1 墙高 （单位：m） 断面尺寸（单位：m） 7.5号浆砌片石 （单位：m3/ m） h1 H H 1 B1 b1 5.0 0.26 5.0 4.74 1.3 1.3 4.84 调整后的设计挡土墙 路肩墙墙体间隔20米设置沉降缝一道，缝内用沥青麻絮嵌塞；泄水孔尺寸10×10cm，2--3米布置一个，泄水孔应高出地面不小于30厘米；墙背均应设置50厘米砂砾透水层，并做土工布封层； 图1 典型断面图 图2 立面布置图 图3 平面布置图 （二）边坡稳定性验算 1.资料：某浸水路堤H1=10m-15m，堤顶宽度B=10-12m，设计最大水深为7.0m,，m=1.5。试验得知：土的重度 ，干重度 ，孔隙率 ， ， ， ， ，换算土柱高 。 按条分法的步骤如下： (1) 此挡土墙横断面如图所示，用4.5H法作圆心辅助线，定圆心（本例仅计算一个滑动面）划分七个土条；选取H1=10m，B=10m量得R=18.48m，d=16.10m，干土条=2.58m ，取=0.08, . (2) 分别量取各土条重心与竖局的间距（左正右负），计算；量面积（干与湿分开），分别计算重力。 其中湿重度 （3）量滑动圆弧两端点对竖局的间距，计算圆心角和全弧长L，浸水圆弧长=L-=24.95m-2.58m=22.37m。 （4）分别计算各土条圆弧面上的法向力与切向力（区分正负）。 以上所有结果，列于下表中： 土条号 x（m） L（m） F1 F2 Q1 Q2 Ni1 Ni2 Ti1 Ti2 1 15.91 62 0.8829 0.4695 11.15 - 211.8 - 211.8 99.4 - 187.0 - 2.58 2 12.39 47 0.7314 0.6820 63.94 58.8 1215.0 657.2 1872.2 - 1276.8 - 1369.2 22.37 3 7.49 27 0.4540 0.8910 27.25 109.7 517.8 1225.7 1743.5 - 1553.5 - 791.5 4 3.98 15 0.2588 0.9659 - 65.1 - 727.2 727.2 - 702.4 - 188.2 5 0.83 7 0.1219 0.9925 - 72.4 - 809.7 809.7 - 803.7 - 98.7 6 -3.18 11 0.1908 0.9816 - 30.8 - 343.8 343.8 - 337.4 - 65.6 合计 - - 336.7 - - - 99.4 4673.9 187.0 2513.3 24.95 (5)计算动水压力 (6)由式 得： 结论：此时第一个圆心的K值，不符合稳定要求，应重新设计后再计算（采用同样的方法），直到同一个图示经3～5个以上圆心试算后，取Kmin判别稳定性。 2、如果此路堤为非浸水路堤，其稳定性计算如下： 计算过程与浸水路堤大致相似，如下 土条号 x（m） L（m） 1 15.91 62 0.8829 0.4695 11.15 211.8 99.4 187.0 2.58 2 12.39 47 0.7314 0.6820 122.74 2332.1 1590.5 1705.6 22.37 3 7.49 27 0.4540 0.8910 136.91 2601.2 2317.7 1180.9 4 3.98 15 0.2588 0.9659 65.06 1236.1 1194.0 319.9 5 0.83 7 0.1219 0.9925 72.44 1376.4 1366.1 167.7 6 -3.18 11 0.1908 0.9816 30.75 584.3 573.6 111.5 合计 - 336.7 336.71 7141.3 3672.7 24.95 由上表可知 ， ， ， 代入 ，得 就已计算的滑动面而言，边坡稳定性符合规定的要求。 （三）路基路面排水设计 1.资料：河南焦作地区修建高速公路，选用沥青混凝土路面，单侧路面和路肩横向排水的宽度为11.25mm，坡度为2%；路线纵向坡度为1%。拟在路肩外边缘设置拦水带。 2.设计内容 （1）试计算设计流量。 （2）根据设计流量，设计沟渠，已知i=0.006，对称梯形断面m=1.5，重砂质粘土n=0.025。 3、具体设计 （1）设计流量。 1）汇水面积和径流系数 设出水口间距为l两个出水口之间的汇水面积为 由下表， 查得径流系数 =0.95. 2）汇流历时 设汇流历时为5min 3）设计重现期 按公路的重要程度，由下表取设计重现期为5年。 4）降雨强度 按公路所在地区，由图1查得5年重现期10min降雨历时的降雨强度为q5,10=2.1mm/min。由下表查得该地区5年重现期的重现期转换系数为cp=1.0。由图2查表的该地区的60min降雨强度转换系数为c60=0.42，再由表7-10查得5min降雨历时转换系数c5=1.25。 图1 图2 于是，按式 可计算得到降雨强度为 5）设计流量 按式 ，设计流量为 如选取出水口间距为l=45m，则设计径流量为 6）检验汇流历时假设 按式 ，由表7-8查得地表粗度系数为m1=0.013，路面横坡为is=0.02，坡面长度为Ls=11.25m，可计算得到地面汇流历时 按式 ，由沟底（即路线）纵坡iR=1%，可计算得到平均流速为 再按式 ，可计算得到沟管汇流历时 汇流历时为 结论 假设汇流历时验算合格，设计径流量取为0.02106m3/s。 （2）设计沟渠 采用选择法（试算法） 1） 假定b=0.09m，参照下表，得b/h=0.61，取h=0.15m。 2） 由式 ，得 ； 由式 ， ，得 ； 由式 ，得 ； 3） 按式 ，得 由式 ，得 ； 由式 ，得 ； 由式 ，得 ； 4） 验算 参照下表，得 ； 由式 ，当α=0.5时， ； 因为设计结果 ，介于 和 值之间，所以流速符合要求。 又因为计算流量 ，与 仅仅相差1.9%，未超过10%，流量亦符合要求。 结论 通过验算，流速和流量均符合要求，本沟渠可采用底宽为0.1m（取整数）；而沟深H，应为水深h加安全高度Δh=0.10～0.20m，本 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 中取Δh=0.15m，所以 。 纵坡坡段上拦水带对称泄水口的平面布置 参考文献：《路基路面工程》 第三版 邓学钧著 人民交通出版社 《路基设计原理与计算》 李峻利著 人民交通出版社 《路基工程》 李东侠著 北京理工大学出版社 h1=0.19 1:0.25 0.2:1 b1=0.98 1:0.25 H=5.0 h0 H1=4.81 H1=4.74 h0 H=5.0 1:0.25 b1=1.3 0.2:1 1:0.25 h1=0.26 PAGE 1 _1434481284.unknown _1434548947.unknown _1434629690.unknown _1434656420.unknown _1434658792.unknown _1434721015.unknown _1434721691.unknown _1434721886.unknown _1434722079.unknown _1434722661.unknown _1434721912.unknown _1434721879.unknown _1434721428.unknown _1434721690.unknown _1434721278.unknown _1434703897.unknown _1434704216.unknown _1434705469.unknown _1434705551.unknown _1434706175.unknown _1434704367.unknown _1434704031.unknown _1434704075.unknown _1434703064.unknown _1434703429.unknown _1434703001.unknown _1434656658.unknown _1434657494.unknown _1434657552.unknown _1434657572.unknown _1434657542.unknown _1434657479.unknown _1434656573.unknown _1434656628.unknown _1434656527.unknown _1434629882.unknown _1434630013.unknown _1434630136.unknown _1434630318.unknown _1434630187.unknown _1434630035.unknown _1434629918.unknown _1434629721.unknown _1434629831.unknown _1434629697.unknown _1434620313.unknown _1434629338.unknown _1434629415.unknown _1434629675.unknown _1434629574.unknown _1434629370.unknown _1434629295.unknown _1434621022.unknown _1434629154.unknown _1434619254.unknown _1434619547.unknown _1434620026.unknown _1434619327.unknown _1434618304.unknown _1434618668.unknown _1434552878.unknown _1434618192.unknown _1434553057.unknown _1434552853.unknown _1434544751.unknown _1434547234.unknown _1434547992.unknown _1434548593.unknown _1434548597.unknown _1434548532.unknown _1434548425.unknown _1434547831.unknown _1434547885.unknown _1434547382.unknown _1434546247.unknown _1434546657.unknown _1434546769.unknown _1434546610.unknown _1434545198.unknown _1434546189.unknown _1434544813.unknown _1434532816.unknown _1434543948.unknown _1434544448.unknown _1434544535.unknown _1434544343.unknown _1434541805.unknown _1434542104.unknown _1434541509.unknown _1434481345.unknown _1434481372.unknown _1434481426.unknown _1434481315.unknown _1434385122.unknown _1434386655.unknown _1434387216.unknown _1434387794.unknown _1434388062.unknown _1434481233.unknown _1434481246.unknown _1434481266.unknown _1434388150.unknown _1434388595.unknown _1434388104.unknown _1434387994.unknown _1434388025.unknown _1434387907.unknown _1434387535.unknown _1434387628.unknown _1434387723.unknown _1434387556.unknown _1434387394.unknown _1434387478.unknown _1434387359.unknown _1434386960.unknown _1434387068.unknown _1434387144.unknown _1434387036.unknown _1434386847.unknown _1434386891.unknown _1434386725.unknown _1434386007.unknown _1434386210.unknown _1434386284.unknown _1434386075.unknown _1434385723.unknown _1434385860.unknown _1434385558.unknown _1433993858.unknown _1434384472.unknown _1434384825.unknown _1434385021.unknown _1434384621.unknown _1434383564.unknown _1434383723.unknown _1433993976.unknown _1433993924.unknown _1433960187.unknown _1433993701.unknown _1433993775.unknown _1433993815.unknown _1433993752.unknown _1433960304.unknown _1433993598.unknown _1433960226.unknown _1433960095.unknown _1433960142.unknown _1331884965.unknown _1433959968.unknown _1433959992.unknown _1433944464.unknown _1331885269.unknown _1331884320.unknown _1331884330.unknown _1300518307.dwg _1331883058.unknown _1300518491.dwg _1296572365.unknown _1296657110.dwg