土木工程毕业设计计算书(8)

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4.2.5确定土基回弹模量

查表得：处于IV5区中湿区黏性土。土基稠度是1.0时，土基回弹模量为40MPa。 容许弯拉应力：

?R??sp（4-3）Ks

表4-6 容许弯拉应力表

材料名称 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥稳定碎石 石灰水泥砂砾 石灰粉煤灰砂砾 石灰粉煤灰碎石 石灰土 ?sp?MPa? 1.4 1.0 0.8 0.6 0.6 0.5 0.5 0.25 Ks 3.29 3.29 3.29 2.12 2.12 2.12 2.12 2.73 ?R?MPa? 0.42 0.31 0.25 0.29 0.29 0.24 0.24 0.09 4.2.6 HPDS2006软件计算结果

设计年限是 15，车道系数取 0.4，交通量平均年增长率为9 %。根据所给的交通量计算得，高速公路单个车道上大客车和中型以上的各类货车的日平均交通量Nh= 1478，属于上中等交通等级。

1)当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标。路面上营运的第一年双向日平均当量轴次是 ：2984 设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.279149E+07 属于重交通等级

2)当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时。路面营运第一年双向日平均当量轴次 ：2432 设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.042524E+07 属中等交通等级。路面设计交通等级应该以第一个指标为准，为重交通等级。

上述软件计算结果值，经验算与笔算结果基本相符。所以可知软件计算结果是有效的。以下数据表4-7、A方案的计算结果。

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表4-7 路面结构设计表 结 构 层 层位 材 料 名 称 1 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥稳定碎石 水泥砂砾土 石灰土 新建路基 厚度(mm) 20℃平均抗压模量标准差 15℃平均抗压模量标准差 层底拉应力容许应力?MPa? 1400 145 ?MPa? 2000 332 ?MPa? ?MPa? 0.138 0.42 40 2 50 1200 213 1800 202 0.095 0.3 3 90 1000 168 1200 169 0.075 0.24 4 150 1500 98 3500 78 0.16 0.29 5 6 7 200 180 - 1500 500 40 145 132 - 3500 1500 - 145 254 - 0.39 0.08 - 0.29 0.09 - B方案计算结果见表4-8。

表4-8 路面结构设计表 结 构 层 层位 材 料 名 称 1 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 石灰粉煤灰砂砾 石灰粉煤灰碎石 石灰土 新建路基 厚度(mm) 20℃平均抗压模量标准差 15℃平均抗压模量标准差 层底拉应力容许应力?MPa? 1400 145 ?MPa? 2000 332 ?MPa? ?MPa? 0.138 0.42 40 2 60 1200 213 1800 202 0.084 0.3 3 90 1000 168 1200 169 0.073 0.24 4 160 1500 245 3500 98 0.062 0.26 5 6 7 200 200 - 1200 500 40 320 68 - 2500 1500 - 78 98 - 0.078 0.088 - 0.26 0.09 - C方案计算结果见表4-9。

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表4-9 路面结构设计表 结 构 层 层位 材 料 名 称 1 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥稳定碎石 水泥砂砾土 石灰土 新建路基 厚度(mm) 20℃平均抗压模量标准差 15℃平均抗压模量标准差 层底拉应力容许应力?MPa? 1400 145 ?MPa? 2000 145 ?MPa? ?MPa?) 0.134 0.42 40 2 60 1200 213 1800 202 0.099 0.3 3 90 1000 168 1200 169 0.077 0.24 4 150 1500 69 3500 245 0.061 0.29 5 6 7 200 200 - 1500 500 40 148 98 - 3500 1500 - 237 68 - 0.113 0.088 - 0.29 0.09 - 4.2.7方案选择

通过软件计算可知，以上三个方案经验算修改均满足要求，综合经济实用方面的考虑，选用B方案，因为三个方案的面层设计厚度B方案最为经济，且当地盛产石灰，运输和材料成本都相对较低，更为重要的是粉煤灰作为当地煤炭生产中的废物能够变废为宝，再次利用是现在社会作为提倡的。在满足路面结构设计要求的前提下，选择B方案更为合理。

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5 挡土墙设计

5.1挡墙介绍 5.1.1挡土墙的用途

挡土墙的设置是为了支承高路堤路基的填土，或者高挖方山坡土体。预防土体失稳或者被破坏。本段高速公路的设计，设置的路堤挡土墙最主要是稳定边坡，保持路基的稳定，在一些农田附近设置挡土墙也可以收缩坡脚减少放坡。

公路建设中挡土墙广泛应用于保护路堤，本段江西某高速公路K3～K6段，处在平原微丘地段，填方地段相对来说不少，综合考虑后设置重力式路堤挡墙。 5.1.2重力式挡土墙设计的要求

能够有很好的整体稳定性和足够墙身截面强度，是重力式挡土墙的重大特性。具有这些特点才能使挡土墙能够抵御墙后的土体和荷载的压力，因而，根据《公路路基设计手册》（第二版）重力式挡土墙设计要求见表5-1。

表5-1 重力式挡土墙设计要求 要求 指标 滑动稳定系数KC?1.3 倾覆稳定系数K0?1.5 作用与基地的合力偏心距不致产生墙身沿基底的滑移 不致产生墙身绕墙趾倾覆 不出现基地过度的不均匀沉陷引起的墙身倾斜 e?11B?土质地基?；e?B?岩质地基?65 地基不出现过大的下沉 墙身截面不产生开裂、破坏 基底的最大压应力小于地基的容许承载力????? 强身截面的压应力?max及剪应力?1小于材料的容许承载力?max????，?1???? 5.2设计资料

（1）设计段K4+440~K4+500，填土量是整段中填方最大的，附近的土以砾石土为主可最为回填土的土原料；（2）墙体土基是粘性土摩擦系数f= 0.4,基础承载力????500kPa；

墙背的填料为就地开挖砾石土，容重r=17kN/m3计算内 填土边坡1：m?1:1.5；（3）（4）

摩擦角??35?；?5?墙体用砂浆砌片石，容重r?24kN/m3,容许压应力??a??400kPa墙

体砌体与砌体间的摩擦系数是?1?0.4，容许剪应力????100kPa，土体与墙背的摩擦

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角=17.5?；?6?设计荷载用汽车-20级；验算荷载是挂车?100；?7?路基宽度是34.5m； ?8?稳定性系数：滑动稳定系数?1.3，倾覆稳定系数?1.5。5.3挡墙的形式设置

基于当地开挖的砾石比较多能够作为砌筑材料，所以拟设计以那些砾石为挡土墙的砌筑材料。根据路线横断面形式和设计资料，高路堤的挡土墙设置地方比较长，边坡高度一般在6m以上，选用路肩挡墙时超过10米的挡土墙会有不少这样对于施工来说会有比较大的难度，所以考虑到施工和造价上的因素，应该优先选用路堤墙。参照选用石砌挡土墙（路堤墙），墙身断面较为经济。由土压力《公路路基挡土墙标准图》，作用，选择挡土墙最不利位置进行验算，就是断面K4+460此处墙体最高，此处如果验算满足要求，那么别的挡土墙设计也应该满足要求。同时根据公路设计手册《路基》可知在没河流的冲刷时，挡土墙的基础埋深应在地面以下至少1m。所以这里的设计用基础形式为浆砌片石重力式路堤墙，埋深大于1m。

图5-1 仰斜式挡墙结构图（单位：m）

如上图参照规范初步拟定墙高是8.16，挡墙的边坡1:1.5填料容重是r?17kN/m3.其容许

???12?，??压应力是??a??500kPa。1?,墙身的分段长度是10m。 25.4挡墙验算

5.4.1车辆荷载的换算

车辆荷载的换算由墙高确定附加荷载值见表5-2。

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