【正文】 《 路基路面工程 》 課程設計指導書 東北大學資源與土木工程學院 2020 年 05 月 20 日 1 課程設計的思想、效果及課程目標 路基路面的課程設計 是對路基路面 工程 課堂教學的 必 要補充和深化，通過設計 讓學生 可以更加切合實際地和靈活地掌握路基路面 的基本理論，設計 理論體系，加深對路基路面設計方法和設計內容的理解，進而提高和 培養(yǎng)學生分析、解決工程實際問題的能力。 課程設計分路基設計和路面設計兩部分內容。以教師提供的設計資料為主，學生在查閱相關文獻資料的基礎上， 結合當?shù)氐臍夂驐l件、地質條件、水文條件以及 給定的交通條件，擬定路基路面的 設計方案， 對路基的穩(wěn)定性、 路面結構厚度 的 計算 和驗算。課程設計 要求設計計算條理清晰， 計算的方法和結果能 符合 我國現(xiàn)階段路基路面設計規(guī)范的 要求 。 課程設計方式 是 在教學周內安排 2 周 獨立進行課程設計，安排指導老師專門指導。 本課程設計分路基工程課程設計和路面工程課程設計。 2 路基工程 課程內容 路基課程設計是 ，以擋土墻設計為主的設計內容， 以 浸水高填路堤 、 基坑開挖與支護 、 加筋墻路堤 和 浸水擋土墻路堤 設計 為主的 穩(wěn)定分析 內容。 設計資料 某新建公路 K2+345~K2+379 路段采用漿砌片石重力式路堤墻，具體設計資料 如 下： 1．路線技術標準，山嶺重丘區(qū)一般二級公路，路基寬 ，路面寬 。 2．車輛荷載，計算荷載為汽車 20 級，驗算荷載為掛車 100。 3．橫斷面原地面實測值及路基設計標高如表 1 所 列 。 4 ． K2+361 擋墻橫斷面布置及擋墻型式如圖 1 所示（注：參考尺寸：1 ? m, dl =, dh =）。 5．填料為砂性土 ，其密度 ?? 18KN/m3，計算內摩擦角 ? =35，填料與墻背間的摩擦角 ? = 2/? 。 6．地基為整體性較好的石灰?guī)r，其允許承載力 ? ?0? =450KPa，基地摩擦系數(shù)為f=。 7．墻身材料采用 5 號砂漿砌 30 號片石，砌體 a? =22KN/m3，砌體容許壓應力為? ? 600?a? KPa，容許剪應力 [? ]=100KPa，容許拉應力 [ wl? ]=60 KPa。 橫斷面原地面實測值及路基設計標高 表 1 左側 樁號 右側 中樁標高（ m） 路基設計標高（ m） 8() 4(3) K2+345 4(2) 6() 6() 6() K2+350 4() 6() 7(3) 6(3) K2+356 4() 6() 6(3) 6(1) K2+361 4() 6() 6(2) 6() K2+367 5(2) 5() 5() 7(3) K2+373 4(2) 6(2) 6() 6() K2+379 2(1) 8(1) 1 : 51:0.25 1 : 1 . 5B = 8 . 5 mb = 3 mb1H=8mhdlda=2m1:0.25 圖 1 K2+361 擋墻橫斷面布置及擋墻型式示意圖 設計 要求 擋土墻設計包括擋土墻的平面、立面、橫斷面設計，其中擋土墻橫斷面設計以K2+361 橫斷面設計為例。大致步驟如下： 1．擋土墻平面、立面布置 2．擋土墻橫斷面布置，并擬定斷面尺寸（圖 1 供參考） 3．計算主動土壓力 4．驗算擋土墻抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性 5．驗算基底應力及偏心距 6．驗算墻身截面強度 7．擋土墻的伸縮縫與沉降縫，以及排水設施設計 8．繪制擋土墻平面、立面、橫斷面圖 9．編寫設計說明書 穩(wěn)定性分析 要求 浸水高填路堤、基坑開 挖與支護、加筋墻路堤和浸水擋土墻路堤邊坡穩(wěn)定性分析，詳見 PPT。 設計完成后應提交的文件 ① 浸水高填路堤、基坑開挖與支護、加筋墻路堤和浸水擋土墻路堤 的 穩(wěn)定性分析 報告。 ② 以擋土墻設計為主的設計內容 計算 與穩(wěn)定性分析 說明書。 3 路面 工程 課程設計 設計資料 東北某地 (II4)擬建 一 級公路，全長 40km(K0+000～ K40+000)，除由于 K31＋ 150～ K33＋ 350 路段縱坡較大 (一般為 5%左右 )，采用水泥混凝土路面外，其余均采用瀝青類路面，其中 K15＋ 600～ K 22＋ 440 路段為老路 改造，采用補強措施，有關資料如下 （見表 2 和 3 所列） ： ① 公路技術等級為一級公路，路面寬度為 。 ② 交通狀況，經調查交通量為 4100 輛 /日，交通組成如表 2 所示，交通量年平均增長率γ = %。 交通組成 表 2 黃河 JN150 解放 CA10B 東風 EQ140 太脫拉 138 小汽車 25% 50% 15% 3% 7% 汽車參數(shù) 表 3 車 型 總重 (KN) 載重 (KN) 前軸重 (KN) 后軸重 (KN) 后軸數(shù) 后輪 輪組數(shù) 前輪 輪組數(shù) 軸 距 (cm) JN150 49 l 雙 單 CA10B 40 1 雙 單 EQ140 1 雙 單 太脫拉 138 2 80 2 雙 單 132 ③ 路基土質為粘性土，干濕狀態(tài)為潮濕，道路凍深為 160cm。 ④ K15+600～ K22＋ 440 路段原路面為瀝青路面，瀝青面層厚度 h＝ 3cm，路面實測彎沉值分別為： 7 8 7 6 6 6 6 7 7 7 6 7 6 7 7 7 8 8 7 79()等共 20 測點，彎沉測定采用標準軸載，測定時路表溫度為 ℃，前 5 小時的平均溫度為 25℃ (注：季節(jié)影響系數(shù)以 Kl=，溫度影響系數(shù) K2=)。 設計要求 (1) 交通分析； (2) 擬定路面結構，并說明選用該種路面結構的原因；確定材料參數(shù)及水泥混凝土路面板的平面設計； (3)計算或驗算路面結構層厚度； ① 瀝青路面采用手工計算和計算機計算兩種方式，并分析其結果以及說明理由； ② 擬定幾種瀝青路面厚度，采用計算機計算，分析瀝青面層變化對基層 厚度的影響，基層厚度變化對底基層厚度的影響； ③ 對于水泥混凝土路面采用手工計算 。 (4) 繪制路面結構圖及水泥混凝土路面平面布置圖，接縫構造圖； (5) 編寫設計說明書。 提交的設計文件 ① 路面結構圖； ② 水泥混凝土路面平面布置圖，接縫構造圖； ③ 設計計算說明書。 4 課程組織形式與教師指導方法 課程組織形式 第一步， 根據(jù)設計題目，利用各種途徑查閱專業(yè)資料，如設計規(guī)范、教材等 。 第二步，根據(jù)設計指導書及老師的現(xiàn)場答疑指導進行各部分的設計計算 。 第三步，編制設計計算說明書，并將其提交給指導老師檢查認可 。 課程設計組織形式： 首先把布置設計任務，每天安排指導老師到教室進行整體答疑 2～ 3 課時，學生將在設計過程中遇到的問題集中，向老師提問，如果問題具有普遍性，老師將向全體學生解答，答疑結束后學生繼續(xù)完成各自的設計計算，每隔兩天指導老師檢查學生完成設計的情況，再根據(jù)完成的情況指導老師統(tǒng)一意見后繼續(xù)指導學生做后續(xù)的設計。 學生 應 在指導教師的指導下，獨立完成設計內容；內容上要求條理清晰，盡量采用簡圖和表格形式；外觀上要求字體工整，紙張和封面統(tǒng)一。 具體要求如 下： (1) 初步掌握路基路面工程設計的內容、設計計算步驟及方法； (2) 能夠比較全面地 收集和查詢有關技術資料； (3) 合理 擬定 路基 路面 的 設計方案； (4) 獨立完成 路基穩(wěn)定性和 路面結構 設計的 計算 和驗算 ； (5) 能夠分析路基路面設計時存在的問題并能加以解決。 課程設計內容和時間安排 (1) 布置 設計 任務。 教師提供路基路面課程設計的基本資料，并交待課程設計的目的、方法、要求等。 天 (2) 路基設計資料分析、設計方案的擬定 。 天 (3) 路基 結構形式設計、繪制，路基 邊坡穩(wěn)定性驗算 ； 路基擋 土墻的 設計、繪制，擋土墻穩(wěn)定性的 計算及驗算 。 天 (4) 整理及 編寫 整理 路基工程課程設計的設計報告、計算書整理 。 (5) 路面 設計資料分析、 確定路面等級和面層類型 。 天 (6) 路面結構設計、路面結構參數(shù)及設計參數(shù)確定，應 擬定三種可能的路面結構組合與厚度方案 ；路面厚度計算和應力驗算，提出合理路面合理的路面結構型式 。 天 (7) 整理及 編寫 整理路面工程課程設計的設計報告、計算書整理 。 天 5 考核內容與方法 課程設計考核方式 課程設計成績 以 設計成果 的 質量 為主，結合 平時 的 考 差進行 評定。凡成績不及格者，必須重修。平時考查主要檢查學生的出勤情況、學習態(tài)度、是否獨立完成設計等幾方面。設計成果的檢查，著重檢查設計圖紙和計算書的完整性和正確性。成績的評定要按課程的目的要求，突出學生獨立解決工程實際問題的能力和創(chuàng)新性的評定。課程設計的成績按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五級評定。 課程設計成績評定標準 (1) 優(yōu) ① 能 夠 熟練綜合運用所學知識，全面 獨立 完成設計任務 ，設計過程中能夠提出自己的見解 ； ② 設計方案合理， 設計計算正確，數(shù)據(jù)可靠； ③ 圖面質量整潔，能很好地表達設計意圖； ④ 計算書表達清 楚，文字通順，書寫工整。 (2) 良 ① 能綜合運用所學知識，全面完成設計任務； ② 設計方案合理， 設計計算基本正確； ③ 圖面質量整潔，能 夠 較好地表達設計意圖； ④ 計算書表達清楚，文字通順，書寫工整。 (3) 中 ① 能運用所學知識，按期完成設計任務； ② 能基本掌握設計與計算方法； ③ 圖面質量一般，能較好地表達設計意圖； ④ 計算書表達一般，有多處不夠確切。 (4) 及格 ① 基本能運用所學知識，按期完成設計任務； ② 設計與計算沒有原則性錯誤； ③圖面質量不夠完整，基本能表達設計意圖； ④ 計算書表達一般，有多處錯誤存在。 (5) 不及 格 ① 運用所學知識能力差，不能按期完成設計任務； ② 設計與計算有嚴重錯誤； ③圖面不整潔，不能表達設計意圖； ③ 計算書不完整，有多處錯誤存在。 《路基路面工程》課程設計指導書 高速公路瀝青路面設計 東北大學資源與土木工程學院 2020 年 05 月 20 日 一、高速公路 路面設計 資料 主要技術指標，全線按平原丘陵山區(qū)高速公路修建。路基寬度為 ，雙向 6 車道，中央分隔帶 。土路肩為 2 ，硬路肩為 2 ，行車道為 6 ，中央兩左側路緣帶 2 。設計車速 ： 80~100km/h。根據(jù)交通量情況及公路性質設計機動車道的路面結構。設計交通標準軸載為 BZZ100。 交通組成如 下 表所示，交通量年平均增長率γ =%。 二、設計要求 (1) 交通分析； (2) 擬定路面結構，并說明選用該種路面結構的原因；確定材料參數(shù)及水泥混凝土路面板的平面設計； (3)計算或驗算路面結構層厚度； ①瀝青路面采用手工計算和計算機計算兩種方式，并分析其結果以及說明理由； ②擬定幾種瀝青路面厚度（干燥、中濕、潮濕、過濕