路基路面课程设计报告参考计算书

XX公路A标段路基路面结构设计 Ⅰ 设计原始资料：
一、路基稳定性设计 该路段某段路基填土为粘土，填土高度为8米，边坡为直线型，土的重度γ=18.6KN/m3,土的内摩擦角φ=12°，粘聚力系数C=16.7MPa 。

二、路基挡土墙设计 该标段某路基需设计重力式挡土墙，填料为砂性土，土的重度γ=15KN/m3，内摩擦角φ=36°，粘聚力c=10Kpa；
最大密实度16.8KN/m3;挡土墙设计参数为：基底摩阻系数：f=0.4;基底承载力：[σ0]=360Kpa；
墙身材料：25#浆砌片石，2.5#砂浆，重度γ=24KN/m3，容许压应力[σ]= 580KPa，容许剪应力[τ]= 90Kpa，容许拉应力 [σw1]=40Kpa;墙身与填料摩擦角：δ=1/2φ；
挡土墙最大填土高度为6米。

三、路面工程设计 1、路段初始年交通量（辆/天）
汽车交通量的组合 组 车型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 解放 CA10B 220 150 180 160 200 140 200 230 解放 CA30A 150 180 200 220 180 240 170 150 东风 EQ140 170 210 110 180 200 160 150 140 黄河 JN150 80 100 170 110 90 130 80 90 黄河 JN162 120 100 150 200 180 160 180 190 黄河 JN360 160 80 60 210 230 200 120 100 长征 XD160 180 220 200 150 170 170 160 190 交通 SH141 120 260 230 70 50 100 120 120 2、交通量增长率取5％，柔性路面设计年寿命15年，刚性路面设计寿命25年，路面材料参数取规范中的数值，自然区划为Ⅲ区，进行柔性和刚性路面设计。

Ⅱ 设计依据及参考资料 1.路基路面工程：邓学钧，人民交通出版社；

2.公路工程技术标准（JTJ001—97）：人民交通出版社；

3.公路路基设计规范（JTJ013—95）：人民交通出版社；

4.公路水泥混凝土路面设计规范（JTJ012—94）：人民交通出版社；

5.公路沥青路面设计规范（JTJ014—97）：人民交通出版社；

6.公路路基施工技术规范（JTJ033—95）：人民交通出版社；

7.公路沥青基层施工技术规范（JTJ034—93）：人民交通出版社；

8.其他各种交通部颁设计、施工等技术规范；

9.其他各种教材资料等. Ⅲ 设计计算过程：
一、路基稳定性分析 (一)、设计资料 该路段某段路基填土为粘土，填土高度为8米，边坡为直线型，土的重度γ=18.6KN/m3,土的内摩擦角φ=12°，粘聚力系数c=16.7MPa . (二)、路基稳定性验算 该公路按一级公路标准设计，顶宽为18米，荷载为汽-20 (1)、绘出路堤横断面 (2)、将汽-20换算成土柱高度。按下列公式计算：
(3)、按4.5H法确定滑动圆心辅助线，在此取 (4)、绘制不同位置的滑动曲线: ①、滑动曲线过路基中线，将圆弧范围土体分成11块，如下：
分段 Ωi αi角度 Ｇi＝Ωiγ Ｎi＝Ｇicosαi Ｔi＝Ｇisinαi L K 1 2.8795 63.8650571 53.5587 23.5918986 48.0828105 25.86 1.435 2 9.4645 50.38156612 176.0397 112.2555621 135.6048109 3 13.5496 39.06872453 252.0226 195.6679345 158.8377479 4 16.3126 29.35347005 303.4144 264.4596539 148.7325294 5 18.0549 20.4958818 335.8211 314.5627747 117.5844328 6 17.1853 12.12727687 319.6466 312.5131336 67.15264286 7 15.2836 4.01559609 284.275 283.5770722 19.90721008 8 12.4235 -4.01559609 231.0771 230.5098116 -16.18186975 9 9.1853 -12.12727687 170.8466 167.0338537 -35.89213866 10 5.3381 -20.4958818 99.28866 93.00342554 -34.76493697 11 1.1067 -27.52818353 20.58462 18.2541033 -9.5139 ②、滑动曲线过路基右边缘1/4路基宽度处，将圆弧范围土体分成12块，如下：
分段 Ωi αi角度 Ｇi＝Ωiγ Ｎi＝Ｇicosαi Ｔi＝Ｇisinαi L K 1 5.0066 64.87059 93.12276 39.54590194 84.30877813 29.48 1.51 2 12.1473 49.8554 225.9398 145.6676477 172.712827 3 16.1689 38.71407 300.7415 234.6616493 188.0940834 4 18.9018 29.10745 351.5735 307.1729194 171.0225407 5 20.764 20.33225 386.2104 362.1469827 134.1940236 6 21.7186 12.03318 403.966 395.0896294 84.21805976 7 20.0943 3.98485 373.754 372.8504147 25.97317443 8 17.4277 -3.98485 324.1552 323.3715617 -22.52642252 9 14.1937 -7.98914 264.0028 261.440522 -36.69253926 10 10.3559 -12.0332 192.6197 188.3873129 -40.15699931 11 5.827 -20.3323 108.3822 101.6292847 -37.65886032 12 1.0074 -36.6348 18.73764 15.03610794 -11.18099329 ③、滑动曲线过路基左边缘1/4路基宽度处，将圆弧范围土体分成8块，如下图：
分段 Ωi αi角度 Ｇi＝Ωiγ Ｎi＝Ｇicosαi Ｔi＝Ｇisinαi L K 1 2.0785 56.38597 38.6601 21.40205657 32.19557899 19.64 1.271282 2 7.0983 45.58469 132.0284 92.40061788 94.30598571 3 10.1634 35.76171 189.0392 153.3967442 110.4774779 4 10.2085 27.03569 189.8781 169.1288939 86.30822727 5 9.245 18.94591 171.957 162.6413207 55.83019481 6 7.6646 11.23334 142.5616 139.8303589 27.77173247 7 5.5352 3.723125 102.9547 102.7374332 6.685371429 8 3.087 -5.30969 57.4182 57.17182219 -5.313420573 ④、滑动曲线过路基左边缘，将圆弧范围土体分成6块，如下：
分段 Ωi αi角度 Ｇi＝Ωiγ Ｎi＝Ｇicosαi Ｔi＝Ｇisinαi L K 1 1.0474 49.77759 19.48164 12.58039366 14.87507958 14.74 2.353039 2 2.5528 41.7431 47.48208 35.42816444 31.61317898 3 3.0612 34.61367 56.93832 46.86028819 32.34324775 4 2.8461 28.05302 52.93746 46.71798633 24.89587165 5 2.0513 21.87214 38.15418 35.40774589 14.21383066 6 0.761 15.9492 14.1546 13.60972874 3.889471 ⑤、滑动曲线过路基左边缘，将圆弧范围土体分成15块，如下图所示：
分段 Ωi αi角度 Ｇi＝Ωiγ Ｎi＝Ｇicosαi Ｔi＝Ｇisinαi L K 1 8.1575 69.34558 151.7295 53.51962371 141.9770793 42.09 2.705702 2 18.5366 53.99452 344.7808 202.683712 278.9141182 3 23.2234 43.19671 431.9552 314.8987796 295.6756465 4 26.4705 34.05924 492.3513 407.8928439 275.7412383 5 28.798 25.82311 535.6428 482.1551785 233.3229371 6 30.4246 18.12787 565.8976 537.808947 176.0726696 7 31.4614 10.75929 585.182 574.8946302 109.2436914 8 31.9671 3.567693 594.5881 593.4357337 36.99987928 9 31.9652 -3.56769 594.5527 593.4004622 -36.99768015 10 30.0292 -10.7593 558.5431 548.7240183 -104.2706509 11 26.3256 -18.1279 489.6562 465.3518276 -152.3510143 12 22.0324 -25.8231 409.8026 368.8810249 -178.5076839 13 17.0383 -34.0592 316.9124 262.5488994 -177.4867094 14 11.1244 -43.1967 206.9138 150.8418226 -141.6336179 15 3.804 -53.7701 70.7544 41.81772481 -57.07418866 由此可见第三条曲线为极限的滑动面，将五个坡面所求得的K值作圆弧，并作圆弧的切 线，得到，从而稳定性系数满足1.25~1.50范围的要求，故本设计所采用的边坡稳定性满足边坡稳定的要求。

二、公路挡土墙设计 1 选定挡土墙类型并确定分段长度 根据设计要求和路基的实际情况，采用重力式墙背竖直挡土墙，拟 上顶宽 下底宽 分段长度为10m 2 墙后土压力计算 （1）车辆荷载计算 公路为一级公路，4车道 N—横向车辆分布数 G—辆车的重量，汽20—为300KN -前后轴距 汽20-5.6m -轮胎着地宽度 汽20-0.6m （2）确定破裂面计算 ① 破裂面裂缝区深 破裂区实际深度 ② 破裂角θ (3)主动土压力计算 土压力作用点位置计算：
3、挡土墙稳定性验算 (1) 挡土墙自重 (2) 抗滑稳定性验算 所以稳定。

(3) 抗倾稳定性验算 4、基底应力及合力偏心距验算 (1) 作用于基底的合力偏心距e为：
式中 ∵ ∴， 其中， （2）地基承载力抗力体 偏心荷载作用，故P 满足要求。

5．墙身截面强度验算 （1）
截面强度计算 (2)、截面稳定性计算 ， 满足要求。

（3）、因，故无需抗拉验算。

（4）、毛截面直接受剪时验算 ，满足要求 三、公路柔性路面设计 1、轴载分析 路面设计成双轮轴载100为标准轴载 （1）以设计弯沉为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 1）轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式 计算结果如表4-1所示 轴载换算结果表（弯沉）
表4-1 车型 （KN）
(次/日) 解放CA10B 后轴 60.85 1 1 200 23.044 解放CA30A 前轴 29.50 1 1 180 0.889 后轴 2.2 1 180 5.088 东风ZQ140 后轴 69.20 1 1 200 40.317 黄河JN150 前轴 49.00 1 1 90 4.042 后轴 101.60 1 1 90 96.434 黄河JN162 前轴 59.50 1 1 180 18.811 后轴 115.00 1 1 180 330.604 黄河JN360 前轴 50.00 1 1 230 11.278 后轴 2.2 1 230 765.965 长征XD160 前轴 42.60 1 1 170 4.153 后轴 2.2 1 170 186.330 交通SH141 前轴 25.55 1 1 50 0.132 后轴 55.10 1 1 50 3.741 1490.83 注:轴载小于25KN的轴载作用不计 2)累计当量轴次 根据设计规范,一级公路沥青路面设计年限取15年,四车道的车道系数是04~0.5,取0.45 累计当量轴次 N-设计的初始年平均日交通量 (2)验算半刚性基层层底拉应力平均累积当量轴次 1)轴载换算 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为: 计算结果如表4-2所示 轴载换算结果表(半刚性基层层底拉应力) 表4-2 车型 （KN）
(次/日) 解放CA10B 后轴 60.85 1 1 200 3.759 东风EQ140 后轴 69.20 1 1 200 10.517 黄河JN150 后轴 101.60 1 1 90 102.186 黄河JN162 前轴 59.50 1 1 180 2.827 后轴 115.00 1 1 180 550.624 黄河JN360 前轴 50.00 1 1 230 0.898 后轴 3 1 230 1479.076 长征XD160 后轴 3 1 170 141.608 交通SH141 后轴 55.10 1 1 50 0.425 2291.92 注：轴载小于50KN的轴载作用不计 2）累计当量轴次 参数取值同上，设计年限15年，车道系数取0.45 累计当量轴次 次 2、结构组合与材料选取 由上面计算，根据规范推荐结构，路面结构面层采用沥青混凝土（12cm）及层采用水泥粉煤灰等综合稳定基料（厚度待定），底基层采用级配碎石和天然沙砾的集料(20cm) 根据规范采用二层式沥青面层，上面层采用中粒式密级配沥青混凝土厚度(5cm),下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度7cm) 各类结构层的最小厚度和适宜厚度 结构层类型 施工最小厚度(cm) 结构层适宜厚度(cm) 混凝土热拌沥青碎石 粗粒式 5.0 6~8 中粒式 4.0 4~6 细粒式 2.5 2.5~4 沥青石屑 1.5 1.5~2.5 沥青砂 1.0 1.0~1.5 沥青贯入式 4.0 4~8 沥青上拌下贯式 6.0 6~10 沥青表面处治 1.0 层铺1~3，拌和2~4 水泥稳定类 15.0 16~20 石灰稳定类 15.0 19~20 石灰工业废渣类 15.0 16~20 级配碎、砾石 8.0 10~15 泥结碎石 8.0 10~15 填隙碎石 10 10~12 沥青层推荐厚度 公路等级 推荐厚度 公路等级 推荐厚度 高速公路 12~18 三级公路 2~4 一级公路 10~15 四级公路 1~2.5 二级公路 5~10 3、各层材料的抗压模量与劈裂强度 抗压模量取C时的模量，各值取规范给定范围中值 中粒式密级配沥青混凝土：
1200MPa 粗粒式密级配沥青混凝土：
1000MPa 水泥粉煤灰等综合稳定集料：1400MPa 集料粉煤灰等综合稳定集料：200MPa 各层材料劈裂强度 中粒式密级配沥青混凝土：1.0MPa 粗粒式密级配沥青混凝土：0.8MPa 水泥稳定集料：0.5MPa 4、土基回弹模量的确定（查二级自然区划各土组回弹模量参考值，设计资料中已给出）
该路段处于Ⅲ2区，为粘性土，稠度1.10，查表“二级自然区划各图组土基回弹模量（MPa）”查得土基模量为41.5MPa 5、设计指标确定 对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构基地拉应力验算 （1）该公路为一级路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层厚度大于20cm，基层类型系数取1.0，设计弯沉值：（课本P185）
（2）
各层材料容许层底拉应力 中粒式密级配混凝土：
粗粒式密级配混凝土：
水泥稳定集料：
6、设计资料总结 设计弯层值27.14（0.01mm），相关设计资料汇总如表4-3 设计资料汇总 表4-3 材料名称 H（cm）
20℃模量（MPa）
容许拉应力（MPa）
中粒式密级配混凝土 5 1200 0.369 粗粒式密级配混凝土 7 1000 0.268 水泥稳定集料 ？ 1400 0.2481 级配碎石、砂烁集料 20 200 - 土基 - 36.5 - 7、确定水泥稳定集料厚度 单轴双轮组 （上表2--3--4）
弯沉修正系数 （参考p185）
查表14-14（三层体系表面弯沉系数诺模图）得， 又∵ 得 ∴ 由及，查表得 得（弯沉等效换算法：通过对大量多层弹性体系电算结果的分析得出的中层厚度的换算公式：）
故水泥稳定集料厚度为 8 结构层地拉应力验算 说明：计算上层底面弯拉应力的换算方法 这里说的是划算为三层体系之后的上层，当计算第i层底面的弯拉应力时，需将i层以上各层换算为模量为Ei，厚度h的一层即所谓上层，换算公式：
将i+1层至n-1层换算为模量Ei+1、厚度为H的一层即中层，换算公式：
(1)中粒式沥青混凝土层地拉应力 ， ， ， ， ， 查表14-18（三层连续体系上层底面拉应力系数诺模图）得， 即沥青上面层层底受压应力 (2)粗粒式沥青混凝土层底拉应力 ,,, 查表14-18得，，即沥青下面层层底拉应力 (3)水泥稳定类集料层层底拉应力 查图14-18(三层连续体系上层底面拉应力系数诺模图)得， (4)级配碎石集料底基层无需验算底拉应力 故各层层底满足要求 9、剪力计算（本部分省略，不需要计算）
（1）、确定剪力和抗剪强度 等效换算 计算正应力和剪应力 由， ， 查图14-27（三层体系表面最大剪应力系数诺模图）得，，；

查图14-28（三层体系表面主压应力系数诺模图）得，， 应而得时 缓慢制动时 已知沥青混凝土面层：，，则 因而 紧急制动时 因而 （2）、确定容许剪应力 停车站在设计年限内停车标准轴数按累积轴数的15%计，即 次 则缓慢制动时 紧急制动时 （3）、验算剪力条件 对于缓慢制动 对于紧急制动 故满足要求。

四、公路刚性路面设计 1、轴载分析 （1）、标准轴载与轴载换算 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载 轴载换算结果 表5-1 车型 解放CA10B 后期 60.85 1 140 0.0495 东风EQ140 后轴 69.20 1 160 0.4424 黄河JN150 前轴 49.00 1 130 0.0014 后轴 101.60 1 130 167.5879 黄河JN162 前轴 59.50 1 160 0.0395 后轴 115.00 1 160 1497.2193 黄河JN360 前轴 50.00 1 200 0.0031 后轴 200 115.0340 长征XD160 前轴 42.60 1 170 0.0002 后轴 170 1.8038 交通SH141 后轴 55.10 100 0.0072 1782.188 注：小于40KN的单轴载和80KN双轴不计 -----单（双）轴重；

-----轴极系数 单轴时 双轴时 （2）累计作用次数 根据设计规范，一级公路混凝土路面设计年限取25年，车轮轮迹横向分布系数取0.195. 累计作用次数 2.初拟板尺寸 由于,交通等级为特重。查表16—5初拟板厚h=26cm，该路段处于Ⅲ2区，稠度1.05,故查表。本路为一级公路，基层选用二灰碎石，厚为18㎝，，垫层采用级配碎石厚度为20㎝，。（课本248 2-6-2）
各类基层的厚度范围 类型 适宜厚度cm 类型 适宜厚度cm 贫混凝土或碾压混凝土 12~20 级配粒料 15~20 水泥或二灰稳定类 15~25 多孔隙水泥稳定碎石排水 10~14 沥青混凝土 4~6 沥青稳定碎石排水 8~10 沥青碎石 8~10 垫层和基层材料回弹模量经验参考值范围 材料类型 回弹模量 材料类型 回弹模量 中、粗砂 80~100 石灰粉煤灰稳定粒料 1300~1700 天然砂砾 150~200 水泥稳定粒料 1300~1700 未筛分碎石 180~220 沥青碎石（粗粒式，20 oC）
600~800 级配碎砾石（垫层）
200~250 沥青混凝土（粗粒式，20 oC）
800~1200 级配碎砾石（基层）
250~350 沥青混凝土（中粒式，20 oC）
1000~1400 石灰土 200~700 多孔隙水泥碎石（水泥剂量9.5%~11%）
1300~1700 石灰粉煤灰 600~900 多孔隙沥青碎（20 oC，沥青含量2.5%~3.5%）
600~800 汇总：
26 cm 水泥混凝土 18 cm 二灰碎石 20 cm 级配碎石 土基 土基 板平面尺寸选用宽为3.75m,长为5m，纵缝为设计拉杆平缝，横缝为不设拉杆的缩缝。

3．确定基层顶面的计算回弹模量。

（1）混凝土板的设计弯拉强度，弯拉弹性模量为 ,垫层厚20cm; 查图16-11得 ， 基层厚18cm 查图16-11得 ，满足要求。

（2）、基层计算回弹模量 ①、计算荷载应力时 基层顶面计算回弹模量 ②、计算温度应力时， 此时基层顶面的计算架弹模量 4、计算荷载疲劳应力时， 由，和 查图16-13得，纵缝板边缘中部最大应力为Ⅲ 因纵缝为没拉杆平缝，取应力拆减系数 查表16-12得 荷载疲劳应力 5、计算温度疲劳应力 本路段属Ⅲ2区，查表16-3得 取 ，分别为混凝土和基础的泊松比， 故，计算得 混凝土结构相对刚度半径为：
由板长，， 查图16-10（板温度翘曲应力系数值）得5 温度应力为 查表16-13（温度应力疲劳作用系数表）得 温度疲劳应力 6、检验初拟板厚度 路面厚度可以承载荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。

初拟路面结构符合要求。

7、检验是否满足防冻厚度要求 路面结构总厚度防冻最小厚度～ 满足要求。

附设计图纸无 内容仅供参考，如果您需解决具体问题，建议您详细咨询相关领域专业人士。