广西梧州绕城高速东段k15400到k16800段路基路面综合设计毕业设计计算书(编辑修改稿)

广西梧州绕城高速东段k15400到k16800段路基路面综合设计毕业设计计算书(编辑修改稿)内容摘要：

因而沟内汇流历时为： t2 =220/== 由此，汇流历时为 t= t1+ t2 =+=10min 故 设计径流量 Q= /ms满足要求。 拦水带验算。 本验算取 K15+700到 K15+850填方路段每 40m设置泄水口路面纵坡为 . 有关参数 查表 n=，路肩的横向坡度为 Ih=， I=. 根据（ ）， 88113322110 . 3 7 7 0 . 3 7 7 0 . 0 2 5 0 . 0 5 30 . 0 3 0 . 0 1 3hQ h I hin    可以算的水深 h=。 则得到水面宽度 B=h/ih=（ m） 路肩宽度 =（ m） 因而。 出现设计降雨时拦水带内过水断面的水面不会侵入行车道。 广西 梧州绕城高速东段 K15+400到 K16+800段路基路面综合设计 第 21 页 共 62 页 泄水口水力计算 K15+700到 K15+850填方路段每 40m设置泄水口路面纵坡为 ，设置 L=（ m），开口处净高为 H=。 设计流量 Q=假设泄水口处水流呈堰流状 态。 （ 1） 开口出设在低凹区时，由规范图 ，在 Q=L=（ m）时，满足堰流要求的最小高度为 （ m） (m) （ 2） 开口出不设在低凹区时，由规范式 ： 1. 5 1. 51. 66 1. 66 1. 5 0. 05 3iiQ L h h     得： hi=(m) (m) 由此，无论开口出设或不设低凹区，泄水口处的水深均小于拦水带高度。 在坡度为 ，设计泄水量取 /ms，泄水口开口长度为 ，低凹区宽度为 ，下凹区深度为 3cm，路肩宽度 B=3(m)。 （ 1） 上方第一个泄水口位置 设计流量同泄水口间距的关系为 Q=。 拦水带内缘处水深为 h=Bih=3 =（ m） 由规范 ，可以计算拦水带过水断面的泄水量为： 8811 33322110 . 3 7 7 0 . 3 7 7 0 . 0 9 0 . 0 2 5 0 . 2 4 9 /0 . 0 3 0 . 0 1 3c hQ h I m sin    由 Qc=Q，便可以得到第一个泄水口距坡段起点的位置为： L=(m).取整数为 400（ m）。 （ 2）下方泄水口的间距 由附表 C图 C1可查取得到，水面宽度为 3米，纵坡为 ，横坡为 时，开口的截流率为 Q/Qc=，泄水量 Q= =。 由 Qc=Q，便可以得到泄水口的间距为 l=(m)取整数为 85（ m）。 广西 梧州绕城高速东段 K15+400到 K16+800段路基路面综合设计 第 22 页 共 62 页 第一个泄水口的位置离坡起点 400米，距离过长。 为采用统一的泄水口间距，将第一个泄水口也设在距坡段起点 85米处。 由于间段缩短，路面表面径流量相应的减少为 Q= 80= m3/s。 拦水带过水断面的水深降为： 88113322110 . 3 7 7 0 . 3 7 7 0 . 0 2 5 0 . 5 3 00 . 0 3 0 . 0 1 3hQ h I hin    h= 过水断面的水面宽度减少为 B=坡段上最后一个泄水口向竖曲线底部泄水口溢流的流量为（ ）= m3/ 40，则此段间距内的表面径流量为 40= m3/s，从一侧坡段上流底部泄水口的径流量为 += m3/s m3/s 因此泄水口开口长度为 ，低凹区宽度为 ，下凹区深度为 3cm，间距为 40米时满足排水要求。 广西 梧州绕城高速东段 K15+400到 K16+800段路基路面综合设计 第 23 页 共 62 页 6 水泥路面结构设计 广西梧州绕城高速公路 K15+400～ K16+800 段，在自然区划上属于 IV 区， 本测区为亚热带地区，属南亚热带季风气候，气候温暖湿润，阳光充足，雨量充沛，湿度较大，无霜期较长，夏长冬短，夏湿冬干，春季阴雨连绵，夏季暴雨频繁，气候呈显著的季节性变化。 气候受地形影响较大，气温随地势升高而逐渐降低。 拟新建一条绕城高速公路，双向四车道，交通量年平均增长率为 %，路基填土为低液限黏土。 计算设计年限内通过的标准轴载作用次数 计算设计年限内通过的标准轴载作用次数表 车型 车轴 轴 轮型 轴重 Kp,i Ni pi Kp,ip i 中客车 SH130 前轴 1— 1 869 后轴 1— 2 869 大客车 CA50 前轴 1— 1 458 后轴 1— 2 458 小货车BJ130 前轴 1— 1 1768 后轴 1— 2 1768 中货车CA50 前轴 1— 1 556 后轴 1— 2 556 中货车EQ140 前轴 1— 1 897 后轴 1— 2 897 大货车JN150 前轴 1— 1 726 后轴 1— 2 +00 726 特大车日野 KB222 前轴 1— 1 654 后轴 1— 2 +00 654 拖挂车 五十铃 前轴 1— 1 62 后轴 1 1— 2 +00 62 后轴 2 1— 2 +00 62 后轴 3 1— 2 +00 62 表中 16, ()ipi sPK P ,piK 为不同单轴轴重级位 i的设计轴载当量换算系数； iP 为单轴级位 i的轴重（ kN）； sP 为设计轴载的轴重（ kN）。 采用车辆当量轴载系数法计算分析设计车道使用初期的设计轴载日作用次数。 广西 梧州绕城高速东段 K15+400到 K16+800段路基路面综合设计 第 24 页 共 62 页 ,k,1 ,ip p iiK K P= ,k,2 ,ip p iiK K P= 其中 ：,kp kK 为 类 车 辆 的 设 计 轴 载 当 量 换 算 系 数 ； iP ki为 类 车 辆 单 轴 轴 重 级 位 的 频 率。 初期年平均日货车交通量乘以方向分配系数和车道分配系数，即为设计车道的年平均日货车交通量（ ADTT）。 则 ADTT=5990 =2396 确定设计车道使用初期的设计轴载日作用次数； ,( K ) 2 3 9 6 0 . 6 3 7 5 6 1 5 2 8s p k kiN A D TT P      设计基准期内水泥混凝土路面设计车道临界荷位处所承受的设计轴载类此作用次数的计算确定。     3401 1 3 6 5 1 5 2 8 1 0 .0 9 4 1 3 6 50 .2 20 .0 91 8 0 1420tererNgNg                次 由《公路水泥混凝土 路面设计规范》表 ，属于重交通。 初拟 路面结构验算 方案一 假定路基为干燥状态 由 3. 0. 1《 公 路 水 泥 路 面 设 计 规 范 》 表， 相应于安全等级一级的变异水平等级为低级。 根据 公路等级为 高速公路、 交通量为 重交通等级和低级变异水平等级，初拟 路面结构如下图，设置 普通混凝土板的平面尺寸为 ，长 5m。 纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。 广西 梧州绕城高速东段 K15+400到 K16+800段路基路面综合设计 第 25 页 共 62 页 普通水泥混凝土(2 70 mm )PA1封层5%水泥 稳定碎石(180mm)级配碎石(180mm)新建路基 材料参数的确定 混凝土的设计弯拉强度与弯拉弹性模量按表 ，取普通混凝土面 层的弯拉强度标准值 fr = ，相应弯拉弹性模量标准值和泊松比为 31GPa和 ，砾石粗集料混凝土的线膨胀系数取 ℃。 土基的回弹模量参照《公路水泥混凝土路面设计规范》附录，路基回弹模量取 80MPa湿度调整系数 取 ，综合 回弹 模量为 80 =76MPa， 查附录 ， 水泥稳定碎石 基层回弹模量取20xxMPa， 泊松比取 ， 级配 碎石底基层回弹模量取 220MPa， 泊松比取。 21121 220x hEE M P ah 1 h m 0 .2 6 l n ( h ) 0 .8 6 0 .2 6 l n ( 0 .1 8 ) 0 .8 6 0 .4 1 4x      0220( ) ( ) 7 6 1 1 876xt EE E M P aE     板底地基综合回弹模量 tE 取 118MPa 混凝土面层板的弯曲刚度 Dc，半刚性基层板的弯曲刚度 Db,路面结构总相对刚度半径 rg为： 3 3223 1 0 0 0 0 . 2 7 5 2 .1 2 ( 1 ) 1 2 ( 1 0 . 1 5 )ccc cEhD M N m      3 31 221 2 0 0 0 0 . 1 8 1 . 0 .1 2 ( 1 ) 1 2 ( 1 0 . 2 )bbb bEhD M N m      广西 梧州绕城高速东段 K15+400到 K16+800段路基路面综合设计 第 26 页 共 62 页 3 3112 221 2 2 0 0 . 1 8 0 . 1 .1 2 ( 1 ) 1 2 ( 1 0 . 3 )b EhD M N m      12 1 .0 0 .1 1 .1 .b b bD D D M N m     5 2 1 . 11181 .2 1 ( ) 1 .2 1 ( ) 0 .9 2 7 mbtDDg Er      标准轴载和极限荷载在临界荷载位处产生的荷载应力为： 0. 65 2 0. 94 0. 65 2 0. 940. 00 01 45 0. 00 01 45 0. 92 7 0. 27 10 0 1. 411. 111 52ps g c sbcr h p M PaDD       0. 65 2 0. 94 0. 65 2 0. 180 11 52pm g c pmbcr h p M PaDD       计算面层荷载疲劳应力和最大荷载应力为： 0. 87 1. 10 2. 59 2 1. 41 3. 64pr r f c psk k k M P a      m a x 0. 87 1. 10 1. 46 1. 46p r c pmk k M P a     其 中 应力 折 减系 数  ； 综 合系 数  ： 疲 劳应 力 系 数4 0 . 0 5 7(18 02 10 ) 2. 59 2fekN    。 温度最大梯度取 90℃ /m。 计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数： 111 1 0 . 2 7 0 . 1 8( ) ( ) 5 0 6 5 /2 2 3 1 0 0 0 2 0 0 0cbncbhhk K P a mEE       . 2 7 0 . 1 8 0 . 1 2 2( D D ) k ( 0 . 2 7 0 . 1 8 ) 5 0 6 5cbc b nDDrm        43 434 3 4 3( k r D ) r ( 5 0 6 5 0 . 9 2 7 0 . 2 7 ) 0 . 1 2 2 0 . 1 6 3( k r D ) r ( 5 0 6 5 0 . 1 2 2 0 . 2 7 ) 0 . 9 2 7n g cn c g           5 1 .8 03 3 0 .9 2 7gLt r   1 s in h ( 1 . 9 0 ) c o s ( 1 . 9 0 ) c o s h ( 1 . 9 0 ) s in ( 1 . 9 0 ) 0 . 2 0 01 ( ) 1 ( ) 0 . 7 7 21 c o s ( 1 . 9 0 ) s in ( 1 . 9 0 ) s in h ( 1 . 9 0 ) c o s h ( 1 . 9 0 ) 1 0 . 1 6 3LC         广西 梧州绕城高速东段 K15+400到 K16+800段路基路面综合设。