【正文】 繪制，擋土墻穩(wěn)定性的 計(jì)算及驗(yàn)算 。 第二步，根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及老師的現(xiàn)場(chǎng)答疑指導(dǎo)進(jìn)行各部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 。 3 路面 工程 課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料 東北某地 (II4)擬建 一 級(jí)公路，全長(zhǎng) 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(bǔ)強(qiáng)措施，有關(guān)資料如下 （見表 2 和 3 所列） ： ① 公路技術(shù)等級(jí)為一級(jí)公路，路面寬度為 。 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 =）。以教師提供的設(shè)計(jì)資料為主，學(xué)生在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上， 結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地質(zhì)條件、水文條件以及 給定的交通條件，擬定路基路面的 設(shè)計(jì)方案， 對(duì)路基的穩(wěn)定性、 路面結(jié)構(gòu)厚度 的 計(jì)算 和驗(yàn)算。 本課程設(shè)計(jì)分路基工程課程設(shè)計(jì)和路面工程課程設(shè)計(jì)。 7．墻身材料采用 5 號(hào)砂漿砌 30 號(hào)片石，砌體 a? =22KN/m3，砌體容許壓應(yīng)力為? ? 600?a? KPa，容許剪應(yīng)力 [? ]=100KPa，容許拉應(yīng)力 [ wl? ]=60 KPa。 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(shí)測(cè)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(cè)點(diǎn)，彎沉測(cè)定采用標(biāo)準(zhǔn)軸載，測(cè)定時(shí)路表溫度為 ℃，前 5 小時(shí)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=)。 學(xué)生 應(yīng) 在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)內(nèi)容；內(nèi)容上要求條理清晰，盡量采用簡(jiǎn)圖和表格形式；外觀上要求字體工整，紙張和封面統(tǒng)一。 天 (6) 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)參數(shù)及設(shè)計(jì)參數(shù)確定，應(yīng) 擬定三種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案 ；路面厚度計(jì)算和應(yīng)力驗(yàn)算，提出合理路面合理的路面結(jié)構(gòu)型式 。 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn) (1) 優(yōu) ① 能 夠 熟練綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，全面 獨(dú)立 完成設(shè)計(jì)任務(wù) ，設(shè)計(jì)過程中能夠提出自己的見解 ； ② 設(shè)計(jì)方案合理， 設(shè)計(jì)計(jì)算正確，數(shù)據(jù)可靠； ③ 圖面質(zhì)量整潔，能很好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖； ④ 計(jì)算書表達(dá)清 楚，文字通順，書寫工整。設(shè)計(jì)車速 ： 80~100km/h。 二、 交通分析 ： 軸載分析路 面設(shè)計(jì)以 BZZ100 為標(biāo)準(zhǔn)軸載。 （ 2） 結(jié)構(gòu)組合與材料選取及材料設(shè)計(jì)參數(shù)確定 根據(jù) 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》表 及 附錄 E 確定 各層材料 設(shè)計(jì)參數(shù) 。 （ 2） 結(jié)構(gòu)組合與材料選取及材料設(shè)計(jì)參數(shù)確定 根據(jù) 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》表 及 附錄 E 確定 各層材料 設(shè)計(jì)參數(shù) 。 防凍厚度驗(yàn)算 根據(jù) 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》表 “最小防凍厚度” 土 質(zhì) 類型 ： 粉 質(zhì)土 路基干濕狀態(tài)： 潮濕 狀態(tài) 路面結(jié)構(gòu)材料層：穩(wěn)定土類 道路多年最大凍深： 200cm 路面最小防凍厚度 ： 60~70cm 驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求。 交通組成如 下 表所示，交通量年平均增長(zhǎng)率γ =%。調(diào)查分析雙向交通的分布情況，選取交通量方向分布系數(shù)，一般取 ，車道數(shù)為 6，所以交通量車道分布系數(shù)取 ?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿假縫。底基層厚度為 h2= 的級(jí)配碎石。 板長(zhǎng) ml 5? ， ??rl 由圖 可查普通混凝土板厚mh ? , ?xB , 按式（ ），最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為 MP aBhTE xgcctm 5 ???????? ??? 溫度疲勞應(yīng)力系數(shù) tk ，按式（ ）計(jì)算為 5 ????????? ?????????????????? ?????????? bfafk crtmtmrt ?? 再由式（ ）計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為 M P ak tmttr 0 0 5 9 ???? ?? 可靠度計(jì)算 由《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》表 ，高速公路的安全等級(jí)為一級(jí)，相應(yīng)于一級(jí)安全等級(jí)的變異水平等級(jí)為低級(jí)，目標(biāo)可靠度為 95%，再根據(jù)查的目標(biāo)可靠度變異水平等級(jí)，查《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》表 ，確定可靠度系數(shù) ?r? ， 按式（ ） ? ? ? ? M P afM P a rtrprr ??????? ??? 因而所選的普通混凝土面層厚度 mh ? ，可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用?？紤]設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù) ? ? . 9 ??? nef Nk 。 四、確定結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)參數(shù) 根據(jù) 《公路水泥砼路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D402020)》 的建議值取定路面各結(jié)構(gòu)層適宜厚度 ，設(shè)計(jì)水泥 混凝土路面方案如下，并按照上面方法進(jìn)行驗(yàn)算符合要求。 706填料縫100防銹涂料拉桿 縱向縮縫（單位： mm） 橫向接縫 橫向施工縫其位 置盡可能選在縮縫或脹縫處。 (3)為使混凝土路面使用壽命較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)水泥混凝土板厚為 20cm。 選用 HRB335 螺紋鋼筋，直徑 為 ： 16mm，查附錄 ，得到 彈性模量 Es= 200GPa、屈服強(qiáng)度 syf =335MPa?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿假縫。查附錄 ,水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取 MPaE 15001 ? ，天然砂礫回彈模量取 MPaE 2502 ? ?？紤]設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù) ? ? . 9 ??? nef Nk 。下面對(duì)潮濕、中濕、干燥 3 種狀態(tài)分別討論。不同軸輪型和軸載的作用次數(shù)，按下式 換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。土路肩為 2 ，硬路肩為 2 ，行車道為 6 ，中央兩左側(cè)路緣帶 2 。 （四）過濕 狀態(tài) 土基回彈模量的確定 根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》中表 “土基干濕狀態(tài)的稠度建議值” 土 質(zhì) 類型 ： 粉 質(zhì)土 路基干濕狀態(tài)： 中濕 狀態(tài) 土基土質(zhì)稠度： Wc = 根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》中附表 “二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值 (MPa)” 公路自然區(qū)劃： Ⅳ 2 區(qū) 土基回彈模量： E0 = MPa 路面參數(shù)設(shè)計(jì) （ 1） 確定路面等級(jí)和面層類型 交通量設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次 Ne= 107次 ，由公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范， 該路交通等級(jí)為重交通，高速 公路路面等級(jí)為高級(jí)路面，面層類型為瀝青混凝土。 （ 2） 結(jié)構(gòu)組合與材料選取及材料設(shè)計(jì)參數(shù)確定 根據(jù) 《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D502020)》表 及 附錄 E 確定 各層材料 設(shè)計(jì)參數(shù) 。 ??????PPnCC ii211 ????????? PPnCCN iili 驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次 （ 1）軸載換算 車型 iP (KN) C1 C2 iN (次 /日 ) 小客車 前軸 1 6750 后軸 1 1 6750 中客車 SH130 前軸 1 2020 后軸 1 1 2020 大客車 CA50 前軸 1 1250 后軸 1 1 1250 小貨車 BJ130 前軸 1 4250 后軸 1 1 4250 中貨車 CA50 前軸 1 1500 后軸 1 1 1500 中貨車 EQ140 前軸 1 2125 后軸 1 1 2125 大貨車 JN150 前軸 1 2125 后軸 1 1 2125 特大車日野 KB222 前軸 1 1500 后軸 1 1 1500 拖掛車 五十鈴 前軸 1 后軸 100（ 3軸） 3 1 注：軸載小于 50KN 的軸載作用不計(jì) （ 2）累計(jì)當(dāng)量軸次 根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，高速 公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取 15 年， 六 車道的車道系數(shù) η 取 ～ ，取 。 二、設(shè)計(jì)要求 (1) 交通分析； (2) 擬定路面結(jié)構(gòu)，并說明選用該種路面結(jié)構(gòu)的原因；確定材料參數(shù)及水泥混凝土路面板的平面設(shè)計(jì)； (3)計(jì)算或驗(yàn)算路面結(jié)構(gòu)層厚度； ①瀝青路面采用手工計(jì)算和計(jì)算機(jī)計(jì)算兩種方式，并分析其結(jié)果以及說明理由； ②擬定幾種瀝青路面厚度（干燥、中濕、潮濕、過濕狀態(tài)），采用計(jì)算機(jī)計(jì)算，分析瀝青面層變化對(duì)基層厚度的影響，基層厚度變化 對(duì)底基層厚度的影響； ③對(duì)于水泥混凝土路面采用手工計(jì)算。 (5) 不及 格 ① 運(yùn)用所學(xué)知識(shí)能力差，不能按期完成設(shè)計(jì)任務(wù)； ② 設(shè)計(jì)與計(jì)算有嚴(yán)重錯(cuò)誤； ③圖面不整潔，不能表達(dá)設(shè)計(jì)意圖； ③ 計(jì)算書不完整，有多處錯(cuò)誤存在。平時(shí)考查主要檢查學(xué)生的出勤情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、是否獨(dú)立完成設(shè)計(jì)等幾方面。 天 (2) 路基設(shè)計(jì)資料分析、設(shè)計(jì)方案的擬定 。 4 課程組織形式與教師指導(dǎo)方法 課程組織形式 第一步， 根據(jù)設(shè)計(jì)題目，利用各種途徑查閱專業(yè)資料，如設(shè)計(jì)規(guī)范、教材等 。 ② 以擋土墻設(shè)計(jì)為主的設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算 與穩(wěn)定性分析 說明書。 3．橫斷面原地面實(shí)測(cè)值及路基設(shè)計(jì)標(biāo)高如表 1 所 列 。 課程設(shè)計(jì)分路基設(shè)計(jì)和路面設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容。 2 路基工程 課程內(nèi)容 路基課程設(shè)計(jì)是 ，以擋土墻設(shè)計(jì)為主的設(shè)計(jì)內(nèi)容， 以 浸水高填路堤 、 基坑開挖與支護(hù) 、 加筋墻路堤 和 浸水擋土墻路堤 設(shè)計(jì) 為主的 穩(wěn)定分析 內(nèi)容。 橫斷面原地面實(shí)測(cè)值及路基設(shè)計(jì)標(biāo)高 表 1 左側(cè) 樁號(hào) 右側(cè) 中樁標(biāo)高（ m） 路基設(shè)計(jì)標(biāo)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(shè)計(jì) 要求 擋土墻設(shè)計(jì)包括擋土墻的平面、立面、橫斷面設(shè)計(jì)，其中擋土墻橫斷面設(shè)計(jì)以K2+361 橫斷面設(shè)計(jì)為例。 設(shè)計(jì)要求 (1) 交通分析； (2) 擬定路面結(jié)構(gòu)，并說明選用該種路面結(jié)構(gòu)的原因；確定材料參數(shù)及水泥混凝土路面板的平面設(shè)計(jì)； (3)計(jì)算或驗(yàn)算路面結(jié)構(gòu)層厚度； ① 瀝青路面采用手工計(jì)算和計(jì)算機(jī)計(jì)算兩種方式，并分析其結(jié)果以及說明理由； ② 擬定幾種瀝青路面厚度，采用計(jì)算機(jī)計(jì)算，分析瀝青面層變化對(duì)基層 厚度的影響，基層厚度變化對(duì)底基層厚度的影響； ③ 對(duì)于水泥混凝土路面采用手工計(jì)算 。 具體要