《路基路面工程》课程设计指导书.doc

《路基路面工程》课程设计指导书 Ⅰ、设计目的 《路基路面工程》是高等学校土木工程领域中公路工程、城市道路工程、桥梁隧道工程、机场工程等专业的重要必修课，课程涉及内容广泛并与工程实践联系密切，具有一定的地区特点， 本课程是一门理论与实践并重、工程性较强的课程，讲授本课程除了系统的课堂教学之外，应配合组织实地参观、实物鉴别、课程设计及施工实习等辅助教学环节，以提高学生的感性认识和系统的接受能力， 路基路面课程设计是学生在学习完《路基路面工程》课程后的、教学计划中的一个重要环节，是学生在今后做好毕业设计的前提条件， 课程设计的主要目的是： 1.使学生巩固已学专业知识，系统地了解和掌握本专业工作的程序和内容，并进一步学会综合运用所学到的理论知识， 通过查阅有关资料，提高学生查阅科技文献、专业技术资料和编写设计文件的能力， 进一步培养学生设计、绘图和运算等基本技能，使学生能独立解决与本专业有关的一些问题， 路基路面课程设计的内容很多，主要包括：一般路基设计、特殊路段路基设计、路基防护及支挡结构设计、路基排水设计和路面设计等，根据教学条件和时间限制，主要安排路面设计，以培养学生的设计能力， Ⅱ、设计原始资料 某地区拟新建一条汽车专用二级公路，经调查得，沿线所在地区的地质资料为：0～1.2m为普通粘土（Ⅱ级），1.2m以下为次坚石（Ⅴ级）；地下水平均埋深2.5m；多年平均最大冻深2.0m；该路路基平均填土高度1.5m；近期交通量如下表所示，交通量年平均增长率为5%～10%（自己拟定），沿线各种材料供应充足，施工工期为一年，试设计该路路面，要求按柔性路面（使用年限15年）或刚性路面（使用年限25年）进行设计， 交通量表(仅作参考，自己拟定) 车 型 黄 河JN150 跃 进NJ130 解 放CA 10B 东 风EQ140 上 海SH130 日 野KF300D 小汽车 辆/日 500～800 300～900 650～900 800～1400 400～800 300～600 800～1200 III、设计内容及步骤 路面设计的主要内容包括：原材料的选择、混合料配合比设计和设计参数的测试与确定，路面类型、路面结构层组合与厚度计算，以及路面结构的方案比选等，下面分别介绍沥青路面和水泥混凝土路面的设计步骤， 沥青路面的设计步骤： 根据设计任务书的要求及交通量的大小，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次Ne和设计弯沉值ld， 轴载换算公式： 累计当量轴次: 设计弯沉值: 进行路段划分，根据各路段所处自然区划、路基土类型与干湿类型，确定各路段土基回弹模量值E0， 根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，确定各结构层材料的设计参数， 根据设计弯沉值计算路面厚度，验算沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层的拉应力，若不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算， 各层材料的容许层底拉应力： 式中：为各层材料的劈裂强度； 为抗拉强度系数，对于沥青混凝土面层：=0.09Aa·N/Ac 对无机结合料稳定集料类：=0.35N/Ac 对无机结合料稳定细粒土类：=0.45N/Ac 对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面，尚应验算防冻厚度是否满足要求， 为了防止高温季节道路交叉口、停车场等汽车经常启动、制动地方沥青面层产生推挤和拥包等破坏现象，尚应验算沥青面层材料的剪应力是否满足要求， 进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案， 水泥混凝土路面的设计步骤： 进行交通量分析，计算设计年限内一个车道的标准轴载累计作用次数Ne， 轴载换算公式： 标准轴载累计作用次数: 根据道路的交通繁重程度，结合当地环境条件和材料供应情况，进行路面结构层组合设计，它包括：土基、垫层、基层和面层的结构组合设计，各层的路面结构类型、弹性模量和厚度， 按照设计标准的要求，确定满足设计年限内使用要求所需的混凝土面层的厚度， 根据混凝土面层板内产生的荷载应力和温度应力作出板的平面尺寸设计，确定接缝的位置，设计接缝的构造，并采取有效措施提高接缝的传荷能力， 路肩设计，高速公路和二级公路中间带和路肩路缘带的结构应与行车道的混凝土路面相同，并与行车道部分的混凝土面板浇筑成整体，路肩可采用水泥混凝土面层或沥青混合料面层，其基（垫）层结构应满足行车道路面结构和排水的要求，一般公路的混凝土路面应设置路缘石或加固路肩，路肩加固可采用沥青混合料或其它材料， 普通混凝土路面的钢筋配筋率设计，当混凝土路面板较长或交通量较大时、地基有不均匀沉降或板的形状不规则时，可沿板的自由边缘加设补强钢筋，在角隅处加设发针形钢筋或钢筋网，以阻止