河海大学文天学院课程设计报告课题名称： 道路工程课程设计 ： 吕小峰 学号： 110740122 专业班级： 交通工程一班 指导教师： 云 2014-2-26?道路工程?课程设计任务书 一、设计任务及容： 一设计任务：1沥青路面构造设计 2旧路面补强设计 3水泥混凝土路面构造设计二设计容：1车辆荷载换算； 2初拟沥青路面构造构造、材料、层厚 6确定计算参数各层材料和土基的回弹模量 7用容许弯沉值验算路面整体强度； 8验算沥青混凝土层和整体性材料构造层的弯拉应力； 9计算旧路面的计算弯沉值、确定补强层构造、计算补强层厚度； 10初拟水泥混凝土路面构造构造、材料、层厚、平面尺寸及接缝； 11确定各层回弹模量及当量回弹模量； 12荷载及温度疲劳应力计算； 13检验并确定水泥混凝土路面构造； 14确定沥青路面与水泥混凝土路面的衔接方式。 二、设计资料 5区平原微丘区某二级公路，原有路面宽度9米 ，厚度为 25 cm 天然砂砾垫层，20cm 石灰土基层，2.5cm 沥青外表处治层。近年来由于大吨位车辆的增加，个别路段不能适应交通运输的需要，对以下路段的路面按一级路面改造，并作如下处理： k0+500k3+500 段，改线需在新路基上铺沥青混凝土路面；k3+500k5+000 段，旧路面强度缺乏，需进展补强设计； k5+000k6+300 段，接近城镇为改线路段，在新路基上铺水泥混凝土路面。 三、路状调查资料1交通调查在不利季节调查的双向双车道平均日交通量见表1。表1 双向双车道平均日交通量车 型 总重 KN 后轴重 KN 后轴数 轮组数后轴距辆 / 日解放 CA-10 B 80.25 60.0 1 双-900 黄河 JN-150 150.60 101.6 1 双-360 日野 KB-211 147.55 100 1 双-123 太脱拉 138 211.40 160 2 双3m1030黄河 JN162 190.0 127 1 双-21 跃进 230 48.5 33.3 1 双-350 预计未来十年，交通量年平均增长率为6% ， 10 年后增长率为 3% 。 2自然条件调查沿线土质为粉质亚粘土， 液限wL=30% ，塑限wp18%。当地多年平均最大冻深为 1.1 米 。气象部门调查的田野冻深。 k0+500k1+500 段，路槽底距地下水位 2.6 米； k1+500k3+500 段，路槽底距地下水位 2.1 米； k3+500k5+000 段，测得路槽底以下 80 cm 分层含水量为： 19.55%、19.90% 、 20.78%、21.10% 、 21.74% 、 21.10% 、 21.66% 、 21.90% 080cm , 每 10cm 为一层 k5+000k6+300段，路基填土高度为0.8米，调查得地下水埋深为 1.4 米。 对k3+500k5+000 段，在冻前进展路面弯沉实测弯沉值为：28、40、 50、 31、53、40、28、46、40、29、45、40、50、25、50、39、41、30、35、37、24 、52 、31、39、49、31、33、33、20、49单位为 1/100mm 。 3材料调查 沿线可采集各种砂、石料；附近有矿渣、炉渣可利用；水泥、石灰、沥青等材料当地可供给。 四、设计方法、步骤一沥青路面构造设计 1. 计算标准轴载的作用次数； 2 . 确定道路的交通分级，选定设计年限及车道系数 3 . 计算使用年限累计当量轴次 4 . 确定容许回弹弯沉值 LR 新建沥青路面设计： a . 确定各路段干湿类型和路基与各层的回弹模量值； b . 进展路面构造组合设计；c . 按三层体系理论计算路面厚度，确定采用方案，并验算防冻厚度。 绘制路面构造图。 二原有路面补强设计： a .确定路段干湿类型和计算弯沉值 L0 ； b .路面补强方案拟定d . 采用双层或多层弹性层状体系计算路面补强厚度，确定采用方案；e .绘制路面补强设计图。三新建混凝土路面设计 计算标准荷载的作用次数； 确定交通量分级，选定设计年限及轮迹横向分布系数； 计算设计使用年限累计当量轴次； 初拟路面构造，包括构造层次、类型和材料组成，各层的厚度、面板平面尺寸和接缝构造； 确定材料参数，确定混凝土的设计弯拉强度和弹性模量，基层垫层和路基得回弹模量，基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量； 计算荷载疲劳应力： a . 查应力计算图得最大荷载应力； b . 定接缝传荷系数，疲劳应力系数，综合系数； c . 计算荷载疲劳应力； d . 计算温度应力。 由自然区划选最大温度梯度；按路面构造和板平面尺寸计算最大温度梯度时的翘曲温度应力，最后计算温度疲劳应力。 检验初拟路面构造 按 0.95fcm p+t 1.03fcm 公式检验，如不满足，重拟路面构造，重新计算，直到满足要求为止。计算厚度取整至厘米。 画出最后选定的路面构造图。 三、课程设计文件装订 完成设计工程后，将设计任务书、说明书、计算书、设计图纸装订成册。 一 沥青混凝土路面构造设计1.1以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，换算为标准轴P的当量轴次N路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，以BZZ-100表示小于25KN的轴载不计。解放 CA-10B黄河 JN-150=日野KB-211太脱拉 138由于后轴距3，故轴数系数为湘江HQP40由于后轴距3，故黄河 JN162跃进 2301.2 进展半刚性基层层底拉应力验算时，换算为标准轴P的当量轴次N小于50KN的轴载不计。解放 CA-10B 黄河 JN-150 日野KB-211 太脱拉 138 由于后轴距3，故轴数系数为湘江HQP40 由于后轴距3，故黄河 JN162 跃进 230 1.3 设计年限一个车道上的累计当量轴次数拟建公路为一级公路，路面的设计年限为10年，使用期交通量的平均增长率为6%，按双向两车道设计，车道系数取=0.5。a.以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，设计年限一个车道上的累计当量轴次数： b.当进展半刚性基层层底拉应力验算时，设计年限一个车道上的累计当量轴次数：1.4 确定路面等级、交通等级和面层类型根据设计任务书的要求及交通量设计年限累计标准轴次，由沥青路面设计规表3.1.8交通等级及路面类型选择。累计当量轴次100400万次/车道，交通等级为轻交通，应属于高级路面，面层类型为沥青混凝土。1.5 确定容许回弹弯沉值2.1 各路段干湿类型和路基与各层的回弹模量值该地区属于5区，由自然条件调查可知，在 段其路槽底距地下水位的高度H=2.6m，查表可得5区粉性土路基的临界高度。再根据路基干湿类型表，该路段属于中湿类型。在 段其路槽底距地下水位高度H=2.1m，查表可知该路段属于中湿类型。在段，路基填土高度为0.8米，调查得地下水埋深为 1.4 米，其路槽底距地下水位高度H=2.2m，那么该路段也属于潮湿类型。在和段铺沥青混凝土路面，查得分界稠度为：。因H值偏近值，估计该路段路基上层80cm围的平均稠度约为1.00左右。查表二级自然区划各土组土基回弹模量参考值可得。2.2 确定路面构造层次、初拟各构造层厚度查?沥青路面设计规?表A.2.2-1、表A.2.2-2中各参数值，初步拟定方案如下表2-1：表2-1 路面各层分配情况层位构造层材料名称厚度mm)抗压模量MPa劈裂强度MPa20151细粒式沥青混凝土AC-1030140020001.22中粒式沥青混凝土AC-16601200180013粗粒式沥青混凝土AC-2580100012000.846%水泥石粉2006000.654%水泥石粉3500.4初步拟定厚度如图1细粒式密级配沥青混凝土 h1=3cm,E1=1400MPa粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm,E2=1000MPa6%水泥石粉 h3=20cm,E3=600MPa4%水泥石粉 h4=？cm,E=350MPaE0=42.5MPa图1 初拟构造层以及其厚度2.2.1 计算确定路面设计弯沉值，其中由此计算2.2.2 计算待求层厚度根据，求理论弯沉系数由、代入数据，即计算基层高度H5 把此多层体系换算成三层体系，如以下图2，计算方法如下：细粒式密级配沥青混凝土 h1=3cm,E1=1400MPa粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm,E2=1000MPa6%水泥石粉 h3=20cm,E3=600MPa4%水泥石粉 h4=？cm,E4=350MPaE0=42.5MPa细粒式密级配沥青混凝土 h1=3cm E1y=1400MPa粗粒式密级配沥青混凝土 h2=3cm E2y=1000MPaE0=42.5MPa图2 换算当量三层体系图2.2.3 验算整体性材料层底部的最大弯拉应力确定各土层底部的容许拉应力因有，那么a、 细粒式沥青混凝土的容许拉应力,b、 粗粒式沥青混凝土的容许拉应力 c、 6%水泥稳定石粉d、 4%水泥稳定石粉确定各层层底拉应力说明：计算层层底以上层的回弹模量E取弯拉回弹模量，而因为细粒式沥青混凝土同粗粒式沥青混凝土的弯拉回弹模量无给出，那么选的抗压回弹模量，如计算层层底以下各层的回弹模量E取抗压回弹模量。a、确定细粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如以下图；细粒式密级配沥青混凝土 h1=3cm,E1=1800MPa粗粒式密级配沥青混凝土 h2=8cm,E2=1400MPa6%水泥石粉 h3=20cm,E3=600MPa4%水泥石粉 h4=32cm,E4=350MPaE0=42.5MPah=3cm E1y=1800MPaH=?cm E2y=1400MPaE0=42.5MPah=3cm E1y=1800MPaH=?cm E2y=1400MPaE0=42.5MPa,查表得，说明该层层底受弯曲压应力，自然满足要求。b、确定粗粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如以