瑞金K26+000K28+218二级道路设计.doc
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瑞金K26+000K28+218二级道路设计.doc
瑞金K26+000-K28+218二级道路设计 摘 要在本设计中,主要是进行瑞金二级公路的设计。设计部分的公路全长2218m,设计车速80km/h,双向两车道,使用公路级荷载。根据使用性质和任务,确定了公路的等级。查找相应技术规范和以及设计需要的各种参数,结合地形条件在平面图中进行路线方案比选。选择一个最佳方案进行详细技术设计,内容包括路线平、纵、横设计,路基路面设计和排水设计,桥梁设计以及施工组织设计,并完成施工图设计阶段应完成的各种图、表和设计说明书。关键词 :平、纵、横设计;路基路面;桥梁;施工组织The Secondary Road Design of RuijinFrom K26+000 to K28+218AbstractThe design is mainly the secondary road design of the west of Jiangxi province and the length of this road which I devised is 2218m.the speed of the design is 80km/h and it is two-lane two-way. the design loading for road is highway-level.According to the given service level and attribute of the highway , the highway is defined as the second-grade road. After Searching corresponding technical specifications and the parameters of the design and combining the local natural condition and through analysis and comparision of several feasible plans,the most proper one of these is recommended and subsequently carried out in detail which it includes line level, longitudinal and transverse design, pavement design,drainage design, bridge design and construction design.During the construction design phase, a variety of graphs, charts and design specifications should be completed.Keywords: line level, longitudinal and transverse design subgrade;pavement; Bridge; construction organization绪论一、概况该公路位于丘岭区,为平原微丘区二级公路,双向二车道,设计行车速度为80km/h,路基宽度12米,路面结构拟选沥青混凝土路面。桥涵设计荷载:公路-级。二、自然地理条件1.地形地貌 本合同段在大的地貌单元上属瑞金地区,区内次一级的地貌单元主要为丘峰沟地地貌,峰丛洼地、残丘坡地地貌,其地势起伏较大,地面标高在238362。2.气象条件该段公路,处于亚热带季风,潮湿型气候区,其特点是温湿多雨,干旱季节分明,区内气温一月最冷,七月最热,多年平均气温13.719.1,最高39,最低-7,每年冬春(12月至翌年4月)气候干暖,降水量少,夏秋(5月至8月)湿热,降雨量集中,年降水量10001400。三、工程地质条件1.地层 路线经过地段,基岩普遍出露,植被较稀少。2. 地质构造:区内地层总的呈单斜构造,主要断层为上木札断层。 单斜构造:勘区岩层走向总的呈北西、南东方向延伸,倾向北东,岩层产状:45°70°19°52°,局部地段受断层影响略有变化。上木札断层:该断层长26公里以上,逆断层兼有顺扭平移,地层断距800,在本合同段延伸方向为340°左右。断层产状:倾向北东、倾角5070°,见糜棱岩宽5。该断层总体走向与路线走向基本一致,在某些部位与路线发生交叉。对路线的兴建有一定的影响。3.水文地质 受构造及岩性控制,勘区地下水类型有碳酸盐岩岩溶水,基岩裂隙水、松散土层孔隙水三种类型。碳酸盐岩岩溶水分布最广,水量较大,一般以泉水的形式出现,除当地居民饮用外,还用于灌溉农田。基岩裂隙水,属于风化带裂隙水,分布于裂隙发育的山体表层,一般地下水埋藏较浅,且随地形起伏变化,一般27,受大气降水补给,就地排泄,一般水量不大。孔隙水、零星分布于有泉点出露的冲沟一带及落水洞被堵塞的低洼地段,水量微小,以渗流为主。4. 不良地质现象:勘区经过大量农田和池塘,软土地基较多,地质情况较差,需进行路基处理。5. 地震:工程区内地震活动频繁,但震级不大,一般对工程建筑危害轻微。该区域属地震烈度度区,一般工程可不设防。四、路线主要技术指标道路作为一条三维空间的实体,是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的带状构造物。公路的路线位置受社会经济、自然地理和技术条件等因素的制约。我们设计的任务就是在调查研究、掌握大量材料的基础上,设计出一条有一定技术标准、满足行车要求、工程费用最省的路线。路线的各项指标如下表格:指标名称单位指标名称单位计算行车速度80km/h车道数2设计年限年平均昼夜交通量500015000辆路基宽度12m路面宽度7.5m土路肩宽0.75m硬路肩宽1.5m会车视距220m停车视距110m 圆曲线一般最小半径400m超车视距550m缓和曲线最小值67m圆曲线极限 半径值250m最小坡长250m不设超高最小半径2500m最大纵坡6%竖曲线极限最小半径3000m(凸)竖曲线一般最小半径4500m(凸)2000m(凹)3000m(凹)竖曲线最小长度70m超高横坡度最大值8%根据本段路线所处路段,综合全路段的路线走向及线形要求,本路段共有2个交点,平曲线线形见下图。 平曲线线形图五、路线布设情况1.丘陵区选线要点。丘岭区选线应综合考虑平、纵、横三者的关系,恰当地掌握标准,提高线形质量。设计中应注意。 2.路线应随地形的变化布设,在确定路线平、纵面线位的同时,应注意横向填挖的平衡。横坡较缓钓地段,可采用半填半挖或填多子挖韵路基,横坡较陡的地段,可采用全挖或挖多于填的路基。同时还应注意纵向土、石方平衡,以减少废方和借方。3.平、纵、横三个面应综合设计,不应只顾纵坡平缓,而使路线弯曲,平面标准过低,或者只顾平面直捷、纵坡平缓,而造成高填深挖,工程过大:或者只顾工程经济,过分迁就地形,而使平、纵面过多地采用极限或接近极限的指标。六、路基路面设计 包括路面结构层设计和高填深挖路基的稳定性验算。七、桥涵该段内共有桥梁1座,涵洞4座。涵洞分别为圆管涵,箱涵,拱涵,盖板涵,各一座。 路线设计第一章 平纵横设计一.平面线性设计 1.平面线形设计要求1)轨迹连续。这个轨迹是连续的和圆滑的,即在任何一点上下出现错头和破折;2)曲率连续。其曲率是连续的,即轨迹上任一点不出现两个曲率的值;3)曲率变化连续。其曲率的变化率是连续的,即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率的值。 2.平曲线线形设计原则1)在条件允许的情况下尽量使用大的曲线半径(R<10000m)。2)一般情况下使用极限半径的48倍或超高为24%的原曲线半径值,即3901500m为宜。3)从现行设计要求方面考虑,曲线长度按最小值58倍。4)地形受限时曲线半径应该尽量大于一般最小半径。5)从视觉连续性角度,缓和曲线长度与平曲线半径间应有如下关系。6)为使线形连续协调宜将回旋线与原曲线长度比例定位1:1:1,当曲线半径较大,平曲线较长时 也可以为1 :2:1。7)尽量保证全线指标均衡。二.平曲线计算 1. 平曲线要素计算现在取JD1作为计算,具体计算过程如下:图 1-2 圆曲线几何要素JD1处:取圆曲线半径R=360m,缓和曲线长度确定如下:,取 则各要素计算如下:m切线长m曲线长m外矢距m校正值主点桩号计算如下:JD2桩号为K27+602.113, 直缓点桩号:ZH=JD1-122.15=K27+479.959缓圆点桩号:HY=ZH+80=K27+559.959曲中点桩号:QZ=ZH+241.25/2=K27+600.585圆缓点桩号:YH=HZ-80=K27+641.211缓直点桩号:HZ=ZH+241.25=K27+721.211校核无误 2.逐桩坐标计算图1-3 中桩坐标计算示意图三.纵断面设计 根据各里程桩号及对应的地面高程,点绘出路线地面线。确定设计高程时,应根据公路路线设计规范规定公路的最大纵坡、限制坡长、纵坡折减、合成坡度等,并结合路线起终点、桥隧、交叉口、越岭线垭口、沿溪线水位等控制点和经济点的高程,确定出公路路线纵断面设计线。该设计线必须满足技术标准,又尽可能照顾平纵面线形的协调。同时还是最经济的设计。高程纵断面设计线不宜太碎,应保证最小坡长要求,变坡点位置应选择在整10m桩号上,变坡点高程精确到小数点后三位,中桩精度小数点后三位。选取各变坡点处竖曲线半径:计算各竖曲线要素。根据设计资料绘制出路线中桩点的地面线,并写出纵断面设计图的地质土壤情况,地面标高里程桩号、桥涵位置、孔径、结构类型、水准点的高程和位置坡度、填挖高度、与公路交叉的位置。纵坡设计应考虑汽车的性能。有利于安全.提高车速. 减少大气污染。应当避免出现小于0.3%的不利于排水的纵坡度。另须注意: 1. 平、竖曲线应相互重合,且平曲线应稍长于竖曲线。2. 平、竖曲线大小应保持均衡。3. 暗、明弯与凸、凹竖曲线的组合合理。4. 有些平、竖曲线应避免组合。1. 竖曲线设计竖曲线是设在纵断面上两个坡段的转折处,为了便于行车,起缓和作用的一段曲线。竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线,在使用范围二者几乎没有差别。2.竖曲线诸要素的计算(1) 计算竖曲线要素如图3-1所示,i1和i2分别为两相邻两纵坡坡度,= i2- i1,为“+”时,表示凹形竖曲线;为“-”时,表示凸形竖曲线。图3-1 竖曲线要素示意图竖曲线长度L或竖曲线半径R: 或 (1-11)竖曲线切线长T: (1-12)竖曲线任意一点竖距h: (1-13)竖曲线外距E: 或 (1-14)以变坡点1为例计算如下:K27+190.000,高程为264.2729m,i1=1.91%,i2=4.95%,= i2-i1=3.04%,为凹形。取竖曲线半径R=4500m。曲线长=4500×3.04%=136.8m切线长=68.39m外距=0.52m(2)计算设计高程竖曲线起点桩号=K27+190-T=K27+121.61竖曲线起点高程=264.2729+T×3.05%=266.359m变坡点2按照同样方法计算,具体结果见竖曲线表。四.横断面设计道路横断面,是指中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地面线构成的。横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟等设施构成的。路拱坡度:根据规范二级公路的应采用双向路拱坡度,由路中央向两侧倾斜,不小于1.5%。本公路段选择路拱横坡为2.0%,土路肩横坡为3.0%。道路横断面的布置及几何尺寸应能满足交通、环境、城市面貌等要求,横断面设计应满足以下一些要求:(1)设计应符合公路建设的基本原则和现行公路工程技术标准规定的具体要求。(2)设计时应兼顾当地农田基本建设的需要,尽可能与之相配合,不得任意减、并农田排灌沟渠。(3)沿河线的横断面设计,应注意路基不被洪水淹没或冲毁。(4)路基穿过耕种地区,为了节约用地,如当地石料方便,可修建石砌边坡。1.路基宽度的确定路基宽度是指公路路幅顶面的宽度,即两路肩外缘之间的宽度,公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。根据规范,二级公路采用单幅路形式,行车道宽2×3.75m,硬路肩宽度:2×1.5m,土路肩宽度:2×0.75m。路基宽:7.5+2+1.5=12m,路拱坡度2%,路肩坡度3% 。 布置如下图所示:路基设计简图2.路堤和路堑边坡坡度的确定由公路路基设计规范,结合实际的工程地质条件综合考虑:路堤边坡坡度取为1:1.51:1.75;路堑边坡取为1:0.51:0.75。3. 超高与加宽1)超高过渡方式二级公路无中间带,其超高过渡有如下几种(1)绕内边线旋转先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面再绕未加宽前的内侧车道边线旋转,直至超高横坡值。(2)绕中线旋转先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面绕中线旋转,直至超高横坡度。(3)绕外边缘旋转先将外侧车道绕外边缘旋转,与此同时,内侧车道随中线的降低而相应降低,待达到单向横坡后,整个断面仍绕外侧车道边缘旋转,直至超高横坡度。2)超高过渡长度绕边线旋转超高值计算公式超高位置计算公式注xx0xx0圆曲线上外缘1计算结果均为与设计高之高差2临界断面距过渡起段点: 3x距离处的加宽值: 中线内缘过渡段上外缘)中线内缘公路路线设计规范规定:二级公路的最大超高值为8%。为了行车的舒适、路容的美观和排水的通畅,必须设置一定长度的超高过渡段,超高的过渡则是在超高过渡段全长范围内进行的。双车道公路最小超高过渡段长度按下式计算:式中:LC 最小超高过渡长度(m); B 旋转轴至行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘的宽度(m); i 超高坡度与路拱坡度的代数差(%); P 超高渐变率,即旋转轴与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间相对升降的比率。超高缓和段长度按上式计算结果,应取为5m的倍数,并不小于10m的长度。除此之外还要与缓和曲线LS比较,在LC<LS的情况下,一般取LCLS,但超高渐变率不得小于1/330。3)超高过度计算 由于道路为二级公路设计,选用绕内测行车道边线旋转的方式,渐变方式采用线性,外侧土路肩随行车道一起超高。采用纬地软件计算横断面超高,结果见路基超高加宽表五、平纵横综合设计 1.平纵线形的协调为了保证汽车行使的安全与舒适,应把道路平、纵、横三面结合作为主体线形来分析研究,平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司机的视线,并保持视觉的连续性,平原地区地势平坦,纵断面以平坡为主,上、下坡多集中中在大、中桥头,由于有通航要求,桥面标高相对两侧路面标高要求高出许多,因此在桥头,桥面通常设置竖曲线,竖曲线半径要适当,既要符合一级公路技术指标要求,又不宜使竖曲线长度太长而使桥头填土过高而增加造价,而平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交,以减少构造物的工程量及设计施工难度,节约经费,减少造价。 2.线形与环境的协调1)定线时尽量避开村镇等居民区,减少噪音对居民生活带来的影响,同时采用柔性,沥青混凝土路面以减少噪音。2)路基用土由地方政府同意安排,利用开挖鱼塘或沟渠,避免乱开挖,同时又利于农田、水利建设。3)注意绿化,对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护,在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。4)对位置适当的桥梁在台前坡脚(常水位以下)设置平台,以利非机动车辆和行人通过。5)对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格,以求和道路想协调,增加美感。第二章.路基路面设计 一.路基设计 路基是公路的重要组成部分,它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,必须具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性,中期设计在公路设计中占有重要的地位。 1.一般路基设计1) 路基的类型和构造(1)路堤路基设计标高高于天然地面标高时,需要进行填筑,这种路基形式称为路堤。按填土高度的不同,划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取1:1.5和1:1.75,在路基的两侧设置边沟。高路堤的填方数量大,占地多,为使路基稳定和横断面济济合理,可以在适当位置设置挡土墙。为防止水流侵蚀和坡面冲刷,高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。(2)路堑路基设计标高低于天然地面标高时,需要进行挖掘,这种路基形式称为路堑。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线,一般坡度取1:0.5和1:0.75。挖方边坡的坡脚设置边沟,以汇集和排除路基范围内的地表径流,路堑的上方设置截水沟,以拦截和排除流向路基的地表径流。(3)半挖半填路基半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点,上述对路堤和路堑的要求均应满足。2)设计依据公路路基设设计规范公路工程技术标准3)路基填土与压实(1)填土的选择路基的强度与稳定性,取决于土的性质和当地的自然因素。并与填土的高度和施工技术有关。在填土时应综合考虑,据路基设计规范可知,二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表: 路基压实度及填料要求表项 目 分 类路面底面以下深度(cm)填料最小强度(CBR)(%)填料最大粒径 (cm)填方路基上路床030610下路床3080410上路堤80150315下路堤150以下215零填及路堑路床030610 (2)不同土质填筑路堤如透水性较小的土层,位于透水性较大的土层下面,则透水性较小的土层表面应自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面,则透水性较大的土层表面应做成平台。为了防止雨水冲刷,可覆盖透水性较小的土层。允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。水的土与不透水的土,不能非成层使用,以免在填方内形成水囊。(3)路基压实与压实度路堤填土需分层压实,使之具有一定的密实度。土的压实效果同压实时的含水量有关。对于路基的不同层位应提出不同的压实要求,上层和下层的压实度应高些,中间层可低些。据路基设计规范,高速公路路基压实度应满足下表:路基压实度(重型)要求表填挖类型路面底面以下深度(cm)压实度(%)填方路基上路床03095下路床308095上路堤8015094下路堤150以下92零填及路堑路床03095 2.软基处理软土地基,通常情况下地基承载力达不到其上面构造物要求的承载力,或虽在建筑物施工时能达到要求,但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因,使地基失稳,造成路面严重破坏,处理好路基,是设计的重大环节。公路是一条带状的承受动静两种荷载的特殊人工建筑物,由于它分布较广,使用要求较高,因而对地基提出了较高的要求。本设计所经过的路段除田间地段有淤泥的不良地段外,其它地段的地基承载力很好,地质也良好。对于有淤泥层的地段,由于深度都在3m以内,一般通过清淤泥换填法进行处理。填料采用碎石土,石渣等,其上铺0.5m的砂砾垫层土工隔栅。对于地质条件差,且在路基范围内有少量地下水渗出的土质地段,边坡采用护面墙进行防护。 3. 路基防护路基防护是确保道路全天候使用,使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施,是路基设计的主要项目之一。路基的防护的方法,一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护主要有植物防护和工程防护两类。对于土路堤的坡面铺砌防护工程,最好待填土沉实或夯实后施工,并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平,坑洼处应填平夯实。冲刷防护有间接和直接防护两类。对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等。(1)路堤边坡防护路堤高度小于3米边坡均直接撒草种防护;路堤高度大于3米均采用方格网植草护坡,具体尺寸见图纸路堤方格网植草防护图。(2)路堑边坡防护路堑高度小于3米边坡均直接撒草种防护;路堑高度大于3米均采用人字形骨架植草护坡。 二.路面结构设计1)路面结构组成(1)面层面层是直接承受车辆荷载作用及大气降水和温度变化影响的路面结构层次,并为车辆提供行驶表面,直接影响行车的安全性、舒适性和经济性。因此,面层应具有足够的结构强度,抗变形能力,较好的水稳定性和温度稳定性,而且应当耐磨,不透水;其表面还有良好的抗滑性和平整度。面层可由一层或多层组成;其上层可为磨耗层,其下层可为承重层、连接层或整平层。修筑面层所用的材料主要有:水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料等。(2)基层基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并扩散到下面的垫层和土基中去。它应具有足够的强度和刚度,具有良好的扩散应力的能力及足够的水稳定性。基层厚度大时,可设为两层,分别称为上基层和底基层,并选用不同强度或质量要求的材料。修筑基层所用的材料主要有:各种结合稳定土、天然砂砾,各种碎石和砾石、片石,各种工业废渣等。(3)垫层垫层介于土基与基层之间,将基层传下来的车辆荷载应力加以扩散,以减小土基产生的应力和变形,阻止路基土挤入基层中,影响基层结构的性能。修筑垫层的材料强度不一定要高,但水稳定性和隔温性能要好,常用的材料有:砂、砾石、炉渣、水泥或石灰稳定土等。2)路面类型按面层所用的材料来分,有水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等。高等级公路路面的特点是强度高、刚度大、稳定好、使用寿命长,能适应较繁重的交通量,一般采用水泥混凝土路面或沥青路面。3)沥青路面设计(1)设计资料本路段采用柔性路面进行设计,即沥青路面。二级公路沥青路面的设计年限为12年。路面设计以双轴组单轴载100KN作为标准轴载,双车道二级公路折合成小客车的平均日交通量为500015000辆,取10000辆作为轴载分析的依据。(2) 轴载分析路面设计以双轴组单轴载100KN作为标准轴载。一)以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标计算累计当量轴次 注:轴载小于25KN的轴载作用不计,故取1500次/日作为标准轴载当量轴次。a.轴载换算轴载换算公式为: (7.1) 式中: N 标准轴载当量轴次,次/日 被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日 P标准轴载,KN 被换算车辆的各级轴载,KN轮组系数,双轮组为1,单轮组为6.4,四轮组为0.38。轴载系数,当轴间距小于3m时,双轴或多轴的轴数系数按式:,m是轴数计算;当轴间距离大于3m时,按单独的一个轴载计算,此时轴数系数为1。b.累计当量轴数计算根据设计规范,二级公路沥青路面的设计年限为12年,双车道取0.65, 交通平均年增长率=5%,累计当量轴次计算公式为: 由式得 二)以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标计算累计当量轴次注:轴载小于50KN的轴载作用不计,故取1000次/日作为标准轴载当量轴次。a.轴载换算轴载换算公式为: (7.3)式中:为轮组系数,双轮组为1.0,单轮组为1.85,四轮组为0.09。为轴载系数,当轴间距小于3m时,双轴或多轴的轴数系数按式:,m是轴数计算;当轴间距离大于3m时,按单独的一个轴载计算,此时轴数系数为1。 b.累计当量轴数计算由式7.2得 三) 确定交通等级以设计年限内一个车道沿一个方向通过的标准当量轴次进行划分。以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标计算累计当量轴次=596.406万次车道,以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标计算累计当量轴次=407.711万次车道,二者取最大值确定交通等级为:400万次车道=596.406万次车道1200万次车道,故交通等级为中交通C型。(3)路面结构设计路面设计根据公路区划自然标准,本路段自然区划为区,由设计资料可知:设计年限为15年,在设计年限内一个行车道上的累计标准轴次为240万次。根据资料,初拟路面结构及力学计算参数列于表2-1中。标准轴载计算参数见表2-2。层位结构层名称厚度(cm)高温抗压模量(Mpa)极限强度(Mpa)1沥青混凝土712001.302沥青碎石137000.623石灰土设计层5000.254级配砂砾15160土路基35(干燥) 表2-1标准轴载B22-100轴载P(kN)100轮胎接地压强(MPa)0.7单轮传压面当量圆直径d(cm)21.3两轮中心距(cm)1.5d表2-24.1设计指标的确定(1)设计弯沉值的计算对于二级公路,以设计弯沉值为指标,并进行结构层层底拉应力的验算。路面设计弯沉值(0.01mm);设计年限内一个车道上累计当量轴次;公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1,三、四级公路为1.2;面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0;热拌沥青碎石、上拌下贯式或贯入式路面为1.1;沥青表面处治为1.2;中低级路面为1.3;基层类型系数,对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm时为1.0,若为面层与半刚性基层间设置等于或小于15cm级配碎石、沥青贯入碎石或沥青碎石的半刚性基层时,可取1.0;柔性基层、底基层时取1.6,当柔性基层厚度大于15cm、底基层为半刚性下卧层时,可取1.6。本设计为二级公路,有路面结构可知,取1.1,取1.0,取1.0所以=(0.01mm)(2)各层材料容许层底拉应力沥青混凝土路面:结构抗拉结构强度系数: =容许拉应力:。沥青碎石:结构抗拉结构强度系数:容许拉应力:石灰土:结构抗拉结构强度系数:容许拉应力:4.2设计资料汇总设计弯沉值为34.95(0.01mm),相关资料见表2-2层位结构层名称厚度高温抗压模量(Mpa)容许拉应力(MPa)1沥青混凝土712000.632沥青碎石137000.393石灰土设计层5000.124级配砂砾15160土路基35(干燥)表2-34.3路面结构层厚度计算(1)计算弯沉综合修正系数(2)计算理论弯沉系数即(3)确定石灰土层的厚度这是一个多层体系,将多层体系转换为当量三层体系,求出中间层的厚度H,然后再求出基层厚度,转换图式如图2-1h1=7cmE1=1200MPah2=13cmE2=700MPah3=?cmE3=500MPah4=15cmE4=160MPa土基E0=35MPah1=7cmE1=1200MPaH=?cmE2=700MPa土基E0=35MPa图2-1由,查诺谟图可知:5由于,所以再查诺谟图可知:,则根据等效路表弯沉的结构层转换公式:H=所以:得:=27.00cm,采用石灰土厚为27cm。4.4验算结构层地面层底拉应力验算层底拉应力时根据多层弹性论,层间接触条件为完全连续体系,以双圆荷载作用下按下式计算:,验算拉应力时应满足。(1) 验算沥青混凝土面层的拉应力,见图2-2h1=7cmE1=1200MPah2=13cmE2=700MPah3=27cmE3=500MPah4=15cmE4=160MPa土基E0=35MPah1=7cmE1=1200MPaH=?cmE2=700MPa土基E0=35MPa图2-2由, 查诺谟图知:,发现拉应力已经不能从图中查到,表明沥青混凝土层底将受压应力或者拉应力很微小,视为拉应力验算通过。(2) 验算沥青碎石地面抗弯应力,见图2-3h1=7cmE1=1200MPah2=13cmE2=700MPah3=27cmE3=500MPah4=15cmE4=160MPa土基E0=35MPah1=?cmE1=700MPah2=?cmE2=500MPa土基E0=35MPa图2-3上面层厚度:中面层厚度:由,查诺谟图知:拉应力系数无法从图中查出,表明沥青碎石层底受压应力或者拉应力很小,视为拉应力验算通过。(3) 验算石灰土层层底拉应力 ,见图2-4h1=7cmE1=1200MPah2=13cmE2=700MPah3=27cmE3=500MPah4=15cmE4=160MPa土基E0=35MPah1=?cmE1=500MPah2=15cmE2=160MPa土基E0=35MPa图2-4上面层厚度:由,查诺谟图知:所以:。满足要求4.5验算高温月份紧急制动时沥青混凝土面层剪应力仍将五层体系简化为上层为沥青混凝土、中层为沥青碎石的三层体系,设计计算时, ,查图知:又查图知:抗剪强度:抗剪强度结构系数:所以容许剪应力为:,满足要求。江西为华东地区,无需进行抗冻层验算。三 边坡稳定分析瑞典条分法: 采用瑞典条分法进行稳定验算。瑞典条分法是将假定滑动面以上的土体分成n个垂直土条,对作用在各土条上的力进行力和力矩平衡分析,求出在极限平衡状态下土体稳定的安全系数。该法由于忽略土条间的相互作用力的影响,因此是条分法中最简单的一种方法。路基稳定性验算 1、 路基整体稳定性分析 选择最大填土高度为9.2m的桩号K0+740处的横断面进行稳定性分析。由资料可知:该路堤填土为低液限粘土,土的重度土的内摩擦角,黏聚力Kpa。为简化计算,可假设破坏面为一圆弧滑动面,采用简单条分法进行计算。2、 确定圆形辅助线 先由4.5H法确定圆心辅助线位置:,为路基高度,为汽车荷载换算高度。车辆荷载的换算在进行路堤稳定性验算时,将车辆荷载按最不利情况排列,并换算成相当的土层厚度。公路一级汽车荷载换算成土柱高:由路基路面工程有 ;式中:-并列车辆数标准车辆轴距 一辆重车的重力 路基填料的重度为20KN/m3; B荷载横向分布宽度本设计公路为二车道,设计荷载采用:汽车-20,挂车-100,则,=则。计算知:。加上汽车荷载换算高度后,换算后的边坡坡度为,查表知,作图如下,得到0点。(图附后) 3、 条分法验算路基稳定性O1点为圆心点土条编号11.769.5342.12.372.9859.644.240.021.767.9133.82.127.29145.8121.281.131.766.1525.61.959.99199.8180.286.341.764.3817.91.8511.17223.4212.6 68.751.762.5210.21.799.78195.6192.534.661.760.913.71.769.16183.2182.811.871.76-1.02-4.11.767.98169.6169.2-12.181.76-2.73-11.11.795.97119.4117.2-22.991.76-4.59-18.81.863.9278.474.2-25.3101.76-6.22-25.91.961.42825.2-12.219.211319.3250Ks3.14>0.972点为圆心点土条编号11.7412.7959.83.462.65226.244.921.7411.3049.82.736.913889.1105.431.749.4839.82.269.7194149124.241.747.6931.32.0410.5210179.4109.151.745.8323.21.899.4188172.874.161.744.1516.31.818.8176168.949.471.742.379.21.767.5150148.1248