【正文】 +700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 36 第五章 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 交通量計(jì)算 根據(jù) 我國(guó)的《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（ JTJ01386） ，本項(xiàng)目位于湖南省 ,屬于東南濕熱 5IV 區(qū)。初擬水泥混凝土面層厚度 mhc ? 。 按式 和式 計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù) LB : ? ? mkDD DDr nbc bc 4/1 ??????? ??? ? ?? ? 5 9 3434 ????? g cgn rDrk rDrk ? ?? ?? grLt os hs inhs inc os s inc os hc oss inh1 11 ?? ????????? ??? tttt ttttC L ? 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 40 )1( ???? ? LLhL CCeB c 按式 計(jì)算面層最大溫度應(yīng)力為：M P aBThE Lgccct 8 4 1 0 0 5m a x, ???????? ??? 溫 度 疲 勞 應(yīng) 力 系 數(shù) tk 按式 計(jì) 算 為 ： a x,m a x,????????? ????????????????? ?????????? cfafk brttrt ?? 其中a,b,c 為回歸系數(shù)，分別取為 , , 。 縱縫為設(shè)拉桿平縫；橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。根據(jù)高速公路重交通等級(jí)和低變異水平等級(jí)，查表 ，初擬水泥混凝土面層厚度 h=25cm。 (2) 材料參數(shù)的確定 混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度與彎拉彈性模量 因?yàn)樵O(shè)計(jì)為普通水泥混凝土路面且交通等級(jí)為重型交通，由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTG D40—2020)表 和附錄 查得： 設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度 rf ? Mpa， 彎拉彈性模量 31?cE Gpa， 泊松比為 ； 土基的回彈模量 根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTGD402020）附錄 ,路基屬于干 燥狀態(tài)，選用路基土基的回彈模量值： MPaE 1200 ? (取含細(xì)粒土砂的回彈 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 38 模量）。由表 ，臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)為 ?? ,而 gr=﹪。為此，應(yīng)保證設(shè)計(jì)流速在最大和最小允許流速范圍內(nèi)。 由上可得匯流歷時(shí)為 ： m in9 3 6 7 41 ????? 。由于坡面上采用植草防護(hù)，則由《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》得坡面徑流系數(shù)取 C1=。湖南熱量豐富。氣候具有三個(gè)特點(diǎn)：第一、光、熱、水資源豐富，三者的高值又基本同步。土臺(tái)坡腳離路基邊坡頂應(yīng)有一定的距離。排水溝一般為直線，溝底縱坡不小于 %，路基邊坡應(yīng) 設(shè)急流槽，排水溝距路基坡角大于 2m, 邊坡平臺(tái)應(yīng)做成 2～ 5% 的向內(nèi)側(cè)傾斜的排水坡度。 由于 B= g y x x yn yG Z E Z E ZZ GE? ? ?? ? 0 14 9 5 6 9 71 8 0 9 5 6? ??????? 2????? nZBe 因?yàn)?e= 6B = ? ?? ?m a x 23 / 2yGEBe? ?? ? 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 29 ? ? K p a3 82 0 . 014 56(20 ?????????。ǎ?由于 max? = ? ??0? 350Kpa 故基底應(yīng)力符合要求。 本設(shè)計(jì)任務(wù)段的路堤擋土墻，采用一級(jí)臺(tái)階 ,分析方法采用“力多 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 25 邊 形 法 ”， 按 粘 性 土 的 公 式 來(lái) 計(jì) 算 土 壓 力 ； 邊 坡 坡 度 為 1 ： ,（ 39。 土壤地質(zhì)情況 填土為粘性土 , 土的粘聚力 C=20kpa, 采用 等效內(nèi)摩擦角 =arctan(tan +c/rH)計(jì)算得 φ=30176。 二、 在滑動(dòng)圓弧圓心輔助線上 取同一圓心點(diǎn) O3，作半徑為 R3= 的圓弧滑動(dòng)面，按斷面形式將滑動(dòng)面分為 13個(gè)土條，如圖 25計(jì)算其穩(wěn)定性，計(jì)算結(jié)果如下表： 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 17 圖 25 圓心為 O3的滑動(dòng)面示意圖 表 23 土坡穩(wěn)定性計(jì)算表 土條號(hào) li 面積 Wi sinα cosα wi*sinα Wi*tanφ ci*li*cosα 1 2 3 4 5 338 6 7 8 9 10 11 12 27 13 mi(=cosα+sinα*tanφ/K) (Wi*tanφ+c*li*cosα)/mi R φ tanφ K1=1 K2= K3=2..083 K=1 K2= K3=2..083 25 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 18 用迭代法試算假定計(jì)算結(jié)果 Fs 與假定接近，故得土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Fs3= （ 4）確定第四個(gè)過坡腳滑動(dòng)面，在輔助線上做圓 4，半徑 R4 =，將結(jié)果列入表中，驗(yàn)算其穩(wěn)定性： 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 mi(=cosα+sinα*tanφ/K) (Wi*tanφ+c*li*cosα)/mi R φ tanφ K1= K2= K3= K= K2= K3= 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 19 圖 26 圓心為 O4的滑動(dòng)面示意圖 表 24 土坡穩(wěn)定性計(jì)算表 土條號(hào) li 面積 Wi sinα cosα wi*sinα Wi*tanφ ci*li*cosα 1 2 3 4 5 352 6 7 8 9 10 11 12 mi(=cosα+sinα*tanφ/K) (Wi*tanφ+c*li*cosα)/m i R φ tanφ K1=1 K2= K3= K=1 K2= K3= 25 25 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 20 用迭代法試算假定計(jì)算結(jié)果 Fs 與假定接近，得土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，F(xiàn)s4=。 sinα=RXi 式中： X— 分段中心距圓心豎直線的水平距離，圓心豎曲線左側(cè)為負(fù)，右側(cè)為正； R— 滑動(dòng)曲線半徑 m 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 12 最危險(xiǎn)滑動(dòng)面圓心的確定如圖 2 所示： 圖 22 最危險(xiǎn)圓弧圓心位置的確定圖示 用簡(jiǎn)化畢紹普法求穩(wěn)定系數(shù) FS 通過計(jì)算選中的五個(gè)圓心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的安全系數(shù) Ki,得到最小值 K 和對(duì)應(yīng)的圓心點(diǎn)，再進(jìn)行驗(yàn)算。 容重為 ? =18KN/m3， 荷載為公路 I 級(jí)。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)車輛駛?cè)氚夹星€的頂點(diǎn)之前，即能清楚的看到平曲線的始端，辯明轉(zhuǎn)彎的走向，不致因判斷錯(cuò)誤而發(fā)生交通事故。 2= 外距 E1=T21 /(2R1)=178。 2= 外距 E1=T21 /(2R1)=178。以使汽車從失重渡到增重有一個(gè)緩和段。36′″? 2176。規(guī)范規(guī)定當(dāng)設(shè)計(jì)速度 ≥60Km時(shí)，同向直線最小長(zhǎng)度以不小于設(shè)計(jì)速度的六倍為宜。 本次設(shè)計(jì)不但讓我們熟悉了公路設(shè)計(jì)的基本原理、方法和設(shè)計(jì)步驟，而且也讓我們對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一次全面的總結(jié)。 我們所做的工作主要包括：路線設(shè)計(jì)、路基工程設(shè)計(jì)、路基工程設(shè)計(jì)和橋梁涵洞的布設(shè)四部分。 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 4 目錄 第一章 線形設(shè)計(jì) ................................................................................... 6 平面線形設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 6 縱斷面設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 7 平縱線形組合設(shè)計(jì) .............................................................................. 8 第二章 邊坡穩(wěn)定性分析 ........................................................................ 9 汽車荷載當(dāng)量換算 .............................................................................................. 9 簡(jiǎn)化 Bishop 法求穩(wěn)定系數(shù) K.................................................................10 第三章 擋土墻設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 ………………………………………… .....21 3. 1 設(shè)計(jì)資料 ............................................................................................................21 3. 2 墻背土壓力計(jì)算 ................................................................................................22 墻身截面性質(zhì)計(jì)算。 切線增值： q=Ls/2=260/2=130m 內(nèi)移值： p=Ls178。其次為了保證排水，防止水滲入路基影響穩(wěn)定性，應(yīng)設(shè)置不小于 %的縱坡，最小合成坡度不宜小于 %。 247。 247。 247。路基左側(cè)填土高度 ，頂寬 26m，路基填土為粘性土，土粘聚力為 20kPa， 內(nèi) 摩擦角為 25176。 ,以坡角為圓心將 AB線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 26176。 23 圓心為 O1的滑動(dòng)面示意圖 表 21 土坡穩(wěn)定性計(jì)算表 土條號(hào) li 面積 Wi sinα cosα wi*sinα Wi*tanφ ci*li*cosα 1 2 3 4 城南 學(xué) 院 永藍(lán)高速 K78+600～ K80+700 路基路面綜合設(shè)計(jì) 14 5 6 7 8 9 10 11 mi(=cosα+sinα*tanφ/K) (Wi*tanφ+c*li*co