求一篇中专的土木工程实习报告,我在中铁8局实验室学习…各位老大,小 ...
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发布时间：2024-07-15 16:31
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时间：2024-08-10 10:46
某二级公路，原路面宽12 m，土路肩2*3.0m，根据建设方的要求，改建后为一级路面的宽度为42 m，硬路肩2*2.5 m，双向8车道，近期交通量如表一所示，交通量年增长率为10%，该路段路基属于干燥类型，在不利季节（干季）用黄河JN150车测得的路段30个测点的弯沉值如表2，测定时路表温度与前5H平均气温之和为76.05`C，原路面结构如图1所示。土基回弹模量为40MPa,基层、底基层选用6%水泥稳定石粉（E=600MPa，劈裂强度为0.6MP，弯拉回弹模量为2800MPa）、4%水泥稳定石粉（E=350MPa，劈裂强度为0.4MPa，弯拉回弹模量为1500MPa）。
表1
车型 黄河JN150 交通SH141 太脱拉138 上海SH130
辆/d 420 1200 150 120
实测弯沉值（单位：mm） 表2
48 110 40 51 33 107 81 36 75 36 35 83 40 32 39 49 41 80 35 47 34 42 41 99 89 31 43 73 30 79
图1 原路面结构图
表3
材料名称 抗压回弹模量（MPa） 弯拉回弹模量（MPa） 劈裂强度（MPa）
20C 15C
细粒试沥青混泥土 1400 1800 1.4
中粒试沥青混泥土 1200 1600 1.0
粗粒试沥青混泥土 1000 1400 0.8
6%水泥石粉 600 2800 0.6
4%水泥石粉 350 1500 0.4
二、设计
1、新建柔性路面
（1）交通量的计算
根据柔性路面设计弯沉值作为设计指标时计算的当量交通量由相关规定可以得出下表4，由 得 表4
车型 交通量 前轴（单轮） 后轴 总换算系数 当量轴次
前轴重（KG） 轴数系数 轮组系数 换算系数 后轴重（KG） 轴数系数 轮组系数 换算系数
黄河JN150 420 49.0 1 6.4 0.287 101.6 1 1 1.071 1.358 570
交通SH141 1200 25.6 1 6.4 0.017 55.1 1 1 0.075 0.092 110
太脱拉138 150 51.4 1 6.4 0.354 2*80 2.2 1 0.833 1.187 178
上海SH130 120 16.5 / / / 23.0 / / / / /
858
其中在《路基路面工程》查表12-1得t=15,r=10%，=0.3
（2）确定土基回弹模量值
由设计资料可以得到其土基回弹模量值E0=40MPa
（3）路面等级以及路面类型的确定
由建设方要求其道路等级为一级道路，路面等级选为一级公路，路面类型为沥青混凝土。
（4）基层类型的确定
根据设计需要，基层设置如下 ：基层、底基层分别用6%的水泥稳定石粉同4%水泥稳定石粉。
（5）确定路面结构层次、初拟各结构层厚度
查《路基路面工程》表12-3，参考其各材料的施工最小厚度，初步拟定厚度如图2所示
图2 初拟结构层以及其厚度
（6）计算确定路面设计弯沉值ld
根据《路基路面工程》表12-9、12-10、12-11得Ac=1.0、As=1.0、Ab=1.0
由此计算ld，
（7）计算待求层厚度
①根据ls=ld，求理论弯沉系数
由、
代入数据，即
、
②计算基层高度h4
把此多层体系换算成三层体系，如下图3所示，计算方法如下：
图3 换算当量三层体系图
（8）验算整体性材料层底部的最大弯拉应力
①确定各土层底部的容许拉应力
因有，则
细粒式沥青混凝土的容许拉应力
；
粗粒式沥青混凝土的容许拉应力
；
6%水泥稳定石粉
；
4%水泥稳定石粉
；
其中为半刚性路面路面时，由车辆资料得到到的累计当量轴次，其由下表计算可以得到，
表5
车型 交通量 前轴（单轮） 后轴 总换算系数 当量轴次
前轴重（KG） 轴数系数 轮组系数 换算系数 后轴重（KG） 轴数系数 轮组系数 换算系数
黄河JN150 420 49.0 / / / 101.6 1 1 1.135 1.135 478
交通SH141 1200 25.6 / / / 55.1 1 1 0.008 0.008 10
太脱拉138 150 51.4 1 18.5 0.090 2*80 3 1 0.503 0.593 89
上海SH130 120 16.5 / / / 23.0 / / / / /
577
②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，则选的抗压回弹模量，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，如下图；
查表12-18，得，表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，如下图；
c、确定6%水泥石粉层底的弯拉应力
将多层体系换算成当量三层体系，如下图；
d、确定4%水泥石粉层底的弯拉应力
2、旧柔性路面上的沥青加铺层设计
（1）确定计算弯沉值
①计算所测弯沉值平均值及标准差
说明：JN150并非标准车，但其与标准车的轴载相差不大，故不再换算成标准轴载就算 其所测弯沉值平均值及标准差。
②确定计算弯沉值
（2）确定容许弯沉值
（3）初拟结构层厚度
因为,而需要补强设计，初步拟定为面层为细粒试沥青混泥土h1=3cm，基层为粗粒试沥青混泥土。如下图示
初拟补强路面结构图
（4）计算加铺层厚度
a、经验法
查表12-12，得，代入
b、理论法（解析法）
原路面当量回弹模量计算
确定容许弯沉值
计算理论弯沉系数
反算厚度h2
因其为当量三层体系，则有：
由两种方法计算得出的H值相差不大，都去H=8cm
（5）验算整体性材料层底部的最大弯拉应力
①确定容许拉应力
见右图：
细粒式沥青混凝土的容许拉应力
；
粗粒式沥青混凝土的容许拉应力
；
确定细粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力
查表12-18，得，表明该层层底受弯曲压应力，自然满足要求。
确定粗粒式沥青混凝土层层底的弯拉应力
因其直接与原路面接触，所以Et需要另外求，利用公式：
完全满足要求，验算完毕。
3、新建刚性路面
（1）交通量的计算
计算刚性路面累计当量轴次
利用公式计算各轴型标准轴载当量轴次。其中。现将各车型的标准轴载当量轴次列于下表。
车型 交通量 前轴（单轮） 后轴 总换算系数 当量轴次
前轴重（KG） 轴数系数 换算系数 后轴重（KG） 轴数系数 换算系数
黄河JN150 420 49.0 1 1.1 101.6 1 1.29 1.29 543
交通SH141 1200 25.6 / / 55.1 1 7.22 7.22 0
太脱拉138 150 51.4 1 2*80 2.16 2.6 2.6 0
上海SH130 120 16.5 / / 23.0 / / / /
543
由此
其中：因=543的交通等级为重交通，则按表14-8得=0.2
（2）刚性补强
A、水泥板的尺寸选择为3.75m5m,和4.25m5 m
B、确定材料参数
按照表14-7，初步估计板厚h=24cm，取混凝土的设计弯拉强度为fcm=5.0MPa；参照表14-10，取混凝土弯拉弹性模量Ec=30 MPa；用下式计算原路面顶部的当量回弹模量。
计算原路面顶面当量回弹模量
满足基层顶部的当量回弹模量的要求（>100MPa）
因此不需要补强,直接在原路面加铺24cm的水泥板。
计算荷载应力时的模量修正系数：
计算地基的计算回弹模量：
C、计算荷载疲劳应力
由由查图14-13可得板纵边中部的最大应力
D、计算温度疲劳应力
计算板的相对刚度半径：
板纵边缘中部的温度翘曲应力为:
F、检验初拟板的尺寸
由此知验算通过。
（3）新建刚性路面设计
按照表14-7，初步估计板厚h=24cm，取混凝土的设计弯拉强度为fcm=5.0MPa；参照表14-10，取混凝土弯拉弹性模量Ec=30 MPa；
计算基层顶部的当量回弹模量
由设计资料可以知道，土基的回弹模量为
<100 MPa
因此需要补强,初步拟定为6%的水泥稳定石粉,厚度h’=18cm(>15cm),按照有关规范取材料回弹模量为E1=600MPa
则可知符合要求。
计算荷载应力时的模量修正系数：
计算地基的计算回弹模量：
计算荷载疲劳应力
由由查图14-13可得板纵边中部的最大应力
计算温度疲劳应力
计算板的相对刚度半径：
板纵边缘中部的温度翘曲应力为:
F、检验初拟板的尺寸
由此知验算通过。
三、参考资料
《路基路面工程》，华南理工出版社
