路基路面工程课程设计--六车道高速公路

路基路面工程课程设计--六车道高速公路内容摘要：

Q— 一辆重车的重力（标准车辆荷载为 550KN）； γ — 路基填料的重度为 17KN/m3； B— 荷载横向分布宽度， B=Nb+（ N1） m+△ =6179。 +（ 61）179。 += 数值带入计算可得： h0=，取 h0= m，偏于安全计算。 （ 2） 路堤横断面 法滑动面圆 心位置的辅助线，确定不同圆心可得各计算好下图表： 第 12 页 共 74 页 图 滑动面距道路边缘 1/4H= 时 其计算如下： 表 分段 Xi（ cm） SINai=Xi/R ai COSai 面积（ cm2） Gi Ni Ti L/cm ∑ K 在上表中： 10ii1 cosi iN G   (111) 10i1 sinii iTG (112) 第 13 页 共 74 页 liiiiiiis wfwlcks in])c o s([.`  (113) 同理可得： 图 滑动面距道路边缘 3M 时 其计算如下： 表 分段 Xi(cm) SINai=Xi/R ai COSai 面积(cm2) Gi Ni Ti L/cm ∑ K 第 14 页 共 74 页 图 滑动面距道路边缘 4M 时 其计算如下： 表 分段 Xi（ cm） SINai=Xi/R ai COSai 面积（ cm2） Gi Ni Ti L/cm ∑ K 第 15 页 共 74 页 图 滑动面距道路边缘 5M 时 其计算如下： 表 分段 Xi(cm) SINai=Xi/R ai COSai 面积（ cm2） Gi Ni Ti L/cm ∑ K 经计算可知当距道路边缘 4M 时计算所得 K值最小，即 K=＞ （简单毕肖普法最小值）。 所以路基稳定符合要求。 第 16 页 共 74 页 施工设计 路基施工的一般规定 ⑴路基施工宜以挖作填，减少土地占用和环境污染。 ⑵路基施工中各施工层表面不应有积水，填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况，做成 2%~4%的排水横坡。 ⑶雨季施工或因故中断施工时，必须将施工层表面及时修理平整并压实。 ⑷施工过程中，当路堑或边坡内发生地 下水渗流时，应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低地下水位。 ⑸排水沟的出口应通至桥涵进出口处。 ⑹取土坑应有规则的形状，坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统。 ⑺当设计未规定取土坑位置或规定的取土坑的贮土量不能满足要求须另寻土源上四，应按照下列规定办理： 当地面横坡定于 1： 10 时，路侧取土坑应设在路基上侧，在桥头两侧不宜设取土坑，特殊情况下，可在下游一侧设置，但应留有宽度不小于。 取土坑的边坡，内侧宜为 1： ，外侧宜小于 1： 1，沿河地段的坑底纵坡可减少至 %，沿线取土坑的坑底纵坡不宜小于 %，坑底一般宜高出附近水域的常年水位，取土坑的坑底横坡可做成向路线外侧倾斜的单向坡，坡厚为2%~3%，当取土坑坑底宽度大于 6m时，可做成向中间倾斜的双向横坡，并在中间设置底宽 ，当坑底纵坡大于 %时，可以不设排水沟。 当沿河弃土时，不得阻塞河流，挤压挤孔和造成河岸冲刷。 填方路基的施工 ⑴ 土方路基应分层填筑压实，用透水性不良的土填筑路堤时，应控制其含水量在最佳压实含水量大 2%之内。 ⑵ 土方路基，必须根据设计断面，分层填筑、分 层压实，采用机械压实时， 第 17 页 共 74 页 分层的最大摊铺层厚，按土质类别，压实机具功能碾压遍数等，经过经验确定，但最大摊铺厚度，不宜超过 50cm，填筑至路床底面，最后一层的最小压实厚度，不应小于 8cm。 ⑶ 路堤填土宽度每侧应宽于填层设计厚度，压实厚度不得小于设计宽度，最后削坡。 ⑷ 填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。 ⑸ 原地面纵坡大于 2%的地段，可采用纵向分层法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。 ⑹ 若填方分几个作业段施工，两段交接处，不在同一时间填筑则先填地段应按 1： 1 坡度分层留台阶。 若两个地段同时填，则应分层相 互交叠、衔接，其搭接长度不得小于 2m。 ⑺ 河滩路堤填土，应连同护坡道在内，一并分层填筑，可能受水浸淹部分的填料，应选用水稳性比较好的土料，河槽加宽，加深工程应在修筑路堤前完成，调治构造物应提前修建。 ⑻ 两侧取土，提高在 3m 以内的路堤可用推土机从两侧分层推填，并配合平地机分层填平，土的含水量不够多时，用洒水车并用压路机分层碾压。 ⑼ 填方集中地区路基的施工 A．取土场运距在 1km 范围内时，可用铲运机运送，辅以推土机开道，翻松硬土，取整取土段，清除障碍等。 B．取土场运距超过 1m 范围时，可用松土机翻松 ，用挖掘机或装载机配合自卸车运输，用平地机平整填土，配合洒水车压路机碾压。 边沟的施工 ⑴边沟应分段设置出水口，梯形边沟没段长度不宜超过 300m，三角形边沟不宜超过 200m。 ⑵平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生，曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。 ⑶土质边沟当沟底纵坡大雨 3%的应采用加固措施 第 18 页 共 74 页 2 水泥混凝土路面设计 水泥混凝土路面板为刚性路面，具有较高的力学强度，在车轮荷载作用下变形较小。 所以，混凝土板通常工作在弹性阶段。 本水 泥混凝土路面设计主要依据 《公路 水泥混凝土路面设计 规范》 (JTG D40— 2020)。 在荷载图示方面采用静力作用均布面荷载，在地基模型方面，采用温克勒地基模型。 在路面板形态方面，釆用半空间弹性地基有限大矩形板理论。 行车荷载 车辆的类型和轴型 由交通调查和预测得知，本路建成初期每昼夜双向混合交通量组成如下： 表 交通参数 根据交通调查结果，查阅相关资料可得 表如下： 表 车辆轴重参数参考表 车型序号 车型名称 前轴重（ KN） 后轴重（ KN） 后轴数 后轴轮组数 后轴距 交通量 01 桑塔纳 2020 2909 02 江淮 AL6600 1 2 0 426 第 19 页 共 74 页 03 黄海 DD680 1 2 0 514 04 北京 BJ130 1 2 0 234 05 东风 EQ140 1 2 0 557 06 黄河 JN163 1 2 0 904 07 东风 SP9250 3 2 4 299 交通年平均值增长率（ %） 轴载换算 由 《公路 水泥混凝土路面设计 规范》 (JTG D40— 2020)得标准轴载的有关计算参数见表 ： 表 标准轴载计算参数 标 准 轴 载 BZZ— 100 轴载 P（ KN） 100 轮胎接地压强 p（ MPa） 单轮传压面当量直径 d（ cm） 两轮中心距（ cm） 水泥混凝土路面结构设计以 100KN 的单轴 双轮组荷载作为标准轴载。 不同轴轮型和轴载的作用次数，换算为标准轴载的作用次数。 由 《公路 水泥混凝土路面设计 规范》 (JTG D40— 2020) 有 161 100n is i ii PNN   (21) 3 0. 10iiP  (22) 或 5 0. 10iiP  (23) 或 8 0 .2 22 .2 4 1 0iiP  (24) 式中： Ns— 100KN 的单轴 双轮组标准轴载的作用次数； Pi— 单轴 单轮、单轴 双轮组、双轴 双轮组或三轴 双轮组轴型 i 级轴载的 第 20 页 共 74 页 总重（ KN）； n — 轴型和轴载级位数； iN — 各类轴型 i 级轴载的作用次数； i — 轴 轮型系数，单轴 双轮组时， i =1；单轴 单轮时，按 （ 22）计算；双轴 双轮组时，按（ 23）计算；三轴 双轮组时， 按 （ 24）计算。 对于标准轴载作用次数的统计，去掉影响较小的轴载小于 40KN 的交通量。 并由式 ~ 计算结果列表如下： 表 轴载换算计算表 轴载级位Pi(KN) 每日通过次数（次 /d） i 100iP BZZ100 轴次 （次 /d） 514 1 179。 105 514 1 557 1 904 1 904 1 299 1 179。 105 3179。 299 179。 109 合计 ∑ = 则可知本路建成初期每昼夜双向混合交通量换算成标准轴载的作用次数为 次 /d。 由于本公路运 2020 年末建成通车，故那时的每昼夜双向混合交通量换算成标准轴载的作用次数为： 55(1 )8 071 .24 (1 95 )eN N r   第 21 页 共 74 页 交通分析 《公路 水泥混凝土路面设计 规范》 (JTG D40— 2020)可得高速公路的设计基准期为 30年，具体数值见表 ： 表 可靠度设计指标 公路技术等级 高速公路 一级公路 二级公路 三、四级公路 安全等级 一级 二 级 三级 四级 设计基准期（ a） 30 30 20 20 目标可靠度（％） 95 90 85 80 目标可靠指标 变异水平等级 低 低～中 中 中～高 则设计基准期内路面所承受的标准轴载累计作用次数为 Ni，则有：  1365 11ti NNrr    (25) 其中， t =30， N1=，γ =%。 则有 ：   3036 5 12 70 6. 05 8 1 0. 09 5    =（次） 由于路面设计依据的交通量是设计车道上的交通量，所以，应对道路交通量乘以方向不均匀系数及车道不均匀系数。 调查分析双向交通的分布情况，选取交通量方向分配系数，一般情况可采用 O． 5。 依据设计公路的车道数，参照表 确定交通量车道分配系数 表 交通量车道分配系数 单向车道数 1 2 3 ≥ 4 车道分配系数 O． 8～ O． 6～ ～ 注：交通量大时，取低值；交通量小时，取高值。 本设计为六车道高速公路，。