【文章內容簡介】 抗剪強度參數(shù)為c=，φ=176。2. 汽車換算荷載本設計按照雙向兩車道計算，考慮最不利汽車荷載550KN，進行當量土柱高度h0換算： （31）式中： N橫向分布的車輛數(shù)，單車道N=1，雙車道N=2；Q每一輛車的重量，550kN；路基填料的容重，kN/；L汽車前后軸（履帶）的總距，按《公路工程技術標準》（JTGB012003）；B橫向分布車輛輪胎最外緣之間總距，； （32）其中：b每一車輛的輪胎外緣之間的距離，； m—相鄰兩輛車后輪的中心間距，； d相鄰兩輛車輪胎之間的凈距。荷載分布寬度，可以分布在行車道的范圍，考慮到實際行車可能有橫向偏移或車輛停放在路肩上，也可認為厚的當量土層分布在整個路基寬度。本設計考慮：N=2，Q=550kN，L=，d=，B=2+(21)+=。算得： = 5. 穩(wěn)定性驗算。 ：1. 由坡腳E向下引垂線并截取邊坡高度H得F點；2. ；3. 連接坡腳E和坡頂S，求ES的斜度i0＝1/m，根據(jù)i0查表得ββ2的角值；4. 自E點引與ES成β1角的直線，又由S點引與水平線成β2角的直線，兩直線交于l點； 5. 連接M與I，并向左上方延長，即得輔助線。 如土僅有粘結力，而Ψ=0，則最危險滑動圓弧的圓心就是I點；如土除粘結力外還有摩擦力，則最危險滑動面的圓心將隨Ψ值的增加，而在輔助線上向外移動。圖32 表33 計算參數(shù)表邊坡坡度邊坡角β1β21：60176。00′29176。40176。1：145176。00′28176。37176。1：33176。41′26176。35176。1：226176。34′25176。35176。1：318176。26′25176。35176。1：414176。03′25176。36176。1：511176。19′25176。37176。1. 取圓心點O點，；圓心點。 圓點，其半徑為R=。2. 分條。將滑動土體分成8條，各土條寬度為（i=1，2……8），量出各土條底部滑動圓弧中點至圓心的水平距離，計算其傾角； （33）再求得各弧長 ： （34）3. 量出各土條的平均高度（中心高度），并求出各土條面積=，取1m長路堤，計算各土條的重力=；上述計算的結果如圖所示：圖33 邊坡滑動計算示意圖當R=，計算表表34如下：表34土條編號(m)(m)(m)(m)（)（KN）12.345678=＞ 可見，該路堤的穩(wěn)定性滿足要求。當R＝，計算表表35如下：表35土條編號(m)(m)(m)(m)（)（KN）12345678=＞ 故滿足路堤穩(wěn)定性驗算。當R＝，計算表表36如下：表36土條編號(m)(m)(m)(m)（)（KN）12345678=＞ 滿足路堤穩(wěn)定性要求。 地基沉降驗算地基土中的應力不僅有車輛通過時產(chǎn)生附加應力，而且還有地基土自身的自重應力。因此，為了保證路基的正常使用，必須預先對路基可能產(chǎn)生的最大沉降量的估算。就地基土層而言，使土體產(chǎn)生固結或壓縮的應力主要有兩種：其一是土的自重應力；其二是外荷載在地基內部引起的附加引力。對于新近沉積的土或人工填土，起初土尚處于懸浮狀態(tài)，土的自重應力由空隙水承擔，有效應力為零。隨著時間的推移，土在自重應力下漸漸沉降固結，最后自重應力全部轉化有效應力，故這類土的自重應力就是固結應力。但對于大自然天然土，由于經(jīng)歷了漫長的地質年代，在自重應力下已固結，此時的自重應力已不再引起土層固結，于是能夠進一步使土層產(chǎn)生固結的，只有外荷載引起的附加應力，故此時的固結應力僅指附加應力。如果將時間推移到土層剛沉積時算起，那么固結應力也應該包括自重應力。地基沉降量指地基最終沉降量，采用計算方法分層總和法。沉降計算的分層總和法的基本原理：分別計算路基中心點下地基各分層土的壓縮變形量，認為地基的沉降量S等于的總和。分層總和法的計算步驟：（1）選擇沉降計算剖面，在每個剖面上選擇若干計算點，再計算基低壓力和地基中附加應力時，根據(jù)路基的截面和荷載的性質，求出基底壓力的大小和分布，再結合地基土層的形狀，選擇沉降計算點的位置；（2）將地基分層，再分層時天然土層的交界面和地下水位面應為分層面，同時在同一類土層中分層的厚度不宜過大。一般取厚≤＝1～2m，b路基寬度；（3）求出計算點垂線上各分層層面處的豎向自重應力，并繪出它的分布曲線；（4）求出計算點垂線上各分層層面處的豎向附加應力，并繪出它的分布曲線，?。?；（5）求出各分層的平均自重應力；（6）計算地基各分層的累計沉降量。已知底面尺寸lb＝37m10m，地面荷載N＝550kN，各土層指標見下圖：H＝4m，＝，＝，地基容許承載力=130kPa，基底附加壓力：＝（H＋）＝（4＋）＝，取水的重度＝10 kN/m3，則有效重度＝－10，路面中心線的自重應力和附加應力計算結果見圖53。到亞粘土層，＝ ＝=，因此，沉降計算深度取為H＝10m，＝10＝4m分層。取＝2m。n＝z/b，m=l/b，α的值的值如下表37 基底附加應力計算表點mznασ00012243648510表38 分層總和法計算沉降量計算表點深度自重應力附加應力厚度自重應力平均值附加應力平均值自重應力加附加應力00001222423624825102承載力驗算：＝＋＝ kPa =130kPa滿足地基承載力要求。按公式計算：＝Σ/ （35）＝ mm計算過程見表39表39 沉降量計算表深度 z246810圖34 自重應力和附加應力示意圖第4章 路面設計路面結構是直接為行車服務的，不僅受各種汽車荷載的作用，且直接暴露與自然環(huán)境中，經(jīng)受各種自然因素的作用，路面工程的質量對公路的壽命造成影響。同時路面工程的工程造價占公路造價的很大部分，最大時可達到造價的50%以上。因此，路面設計占這次設計的很大部分。因此，路面設計既要保證質量，又要經(jīng)濟合理。貴州省湄潭至余慶段二級公路，路基為粘性土，土基回彈模量40MPa。交通量年增長率為8%，交通組成和代表車型如下表。 表41 交通量組成代表車型小客車SH130大客車SH141躍進牌HJ130黃河牌JN150太脫拉138東風牌EQ140交通量（輛/d）1200300900420150100表42 交通等級交通等級BZZ100kN累計標準軸次Ne (萬次/車道)中型以上貨車及大客車（日/輛）A特輕交通100300B輕交通100～400300～1000C中交通400～12001000～4000D重交通1200～25004000～10000E特重交通250010000 表43交通量計算車型交通量前軸（單輪）前軸重（KN） 軸數(shù)系數(shù) 輪組系數(shù)后軸后軸重（KN） 軸數(shù)系數(shù) 輪組系數(shù)小客車SH1301200111大客車SH141300111躍進牌HJ130900111黃河牌JN150420111太脫拉138150121東風牌EQ140150111A. 彎沉和瀝青層底拉應力為設計指標小客車 大客車 躍進牌 黃河牌 太脫拉 東風牌 +++++=設計年限內累積標準軸載（查閱資料：t=12,=）=次小客車 大客車 躍進牌 黃河牌 太脫拉 東風牌 +++++=設計年限內累積標準軸載=次由設計資料可得其土基回彈模量柔性路面細粒式瀝青混凝土3cm中粒式瀝青混凝土5cm瀝青穩(wěn)定碎石18cm級配碎石15cm二灰穩(wěn)定碎石8cm土基圖41 新建柔性路面簡圖半剛性基層瀝青路面細粒式瀝青混凝土4cm中粒式瀝青混凝土4cm粗粒式瀝青混凝土6cm二灰穩(wěn)定碎石20cm二灰土20cm土基圖42 新建半剛性路面簡圖組合基層瀝青路面細粒式瀝青混凝土3cm中粒式瀝青混凝土5cm瀝青穩(wěn)定碎石10cm二灰穩(wěn)定碎石20cm級配碎石15cm土基圖43 新建組合路面簡圖2. 路面設計彎沉的計算1） 柔性路面=2） 半剛性基層瀝青路面=3） 組合基層瀝青路面1）對瀝青混凝土面層：、中粒式瀝青混凝土: ==: == 2) 對無機結合料穩(wěn)定集料類： == 3） 對無機結合料穩(wěn)定細粒土類： == 計算結果如下： 表44材料力學特性表材料名稱材料類型抗壓模量(MPa)劈裂強度(MPa)容許拉應力(MPa)20176。C15176。C瀝青瑪蹄脂碎石SMA13瀝青混凝土14002000中粒式瀝青混凝土Superpave20瀝青混凝土12001800粗粒式瀝青混凝土Superpave25瀝青混凝土10001400大粒徑瀝青穩(wěn)定碎石LSAM2535瀝青混合料12001400二灰穩(wěn)定碎石穩(wěn)定集料1500級配碎石非整體性300二灰土無機結合料750 Bisar計算結果修正（表面彎沉需要修正，Bisar計算的應力無需修正）注：根據(jù)教材《路基路面工程》和《瀝青路面設計規(guī)范》JTG D502006：由于力學計算模型，土基模量、材料特性和參數(shù)等方面在理論假設和實際狀態(tài)之間存在一定差異，理論彎沉值和實測彎沉值之間存在一定的誤差，因此需要對理論彎沉值進行修正（即對Bisar計算得到的彎沉予以修正），通過大量實測資料進行分析，得到如下實測彎沉和理論彎沉關系式：理論彎沉系數(shù)： 彎沉綜合修正系數(shù)：