路基路面设计说明书.docx

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1、京港澳高速公路武汉段路基挡墙及沥青路面设计一、路基挡墙部分京港澳高速公路武汉段K80+100-K80+460段为填方路基，路堤边坡高度6-20m，最大边坡高度为20m。由于该路段临近阳逻城区，建设用地紧张，拟在较高填方路段设计路堤挡土墙。结合地形、地质条件，并考虑地材供应情况、施工条件、工期要求和工程费用等多种因素，初步确定采用浆砌片石重力式挡墙。路堤采用卵石土填筑，要求压实度不小于95%。经试验测定，压实后卵石土的物理力学指标如下:重度γ=20.3kN/m3,内摩擦角,黏聚力c=27kPa.墙背与填土间的外摩擦角δ=17º,基底摩擦系数,地基容许承载力为kPa。（一）挡土墙的横向布

2、置挡土墙按路堤挡土墙设计，墙高为7.69m，墙顶以上土质边坡坡率为1:1.5.按《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）“5.4”款的要求进行挡土墙设计。初步设计此段路堤挡土墙各尺寸如下：1.主动土压力的计算1.1假设破裂面交于内边坡，如图所示：与挡土墙相关的基本参数如下：与挡土墙相关参数参数含义大小H挡土墙高7.69mγ墙后填土的重度（压实后卵石土的重度）20.3KN/m³B挡土墙基底宽度2.76mα墙背倾斜角，俯斜墙背α为正，仰斜墙背α为负18°β墙后填土表面的倾斜角32.69°φ填土的内摩擦角（等效后）33°δ墙背与填土间的摩擦角17°Ψ辅助计算角Ψ=φ+α+δ65°α0

3、基底倾斜角15°P=cosαsinβcos(Ψ-φ)-sinφcosΨcos(α-β)当参数γ、φ、δ、α、β固定时，Ea随破裂面的位置而变化，即Ea是破裂角θ的函数。为求最大土压力Ea，首先要求对应于最大土压力时的破裂角θ。Q=cos(α-β)cos(Ψ+φ)-cos(Ψ-φ)cos(α+δ)其中：=0.23634629；R=cosφsinΨcos(α-β)-sinαcos(Ψ-φ)cosβ=-0.85101955；=0.537383361。tanθ=-Q±Q2-4PR2P则：=0.816696575或2.784035004（舍去）0<θ<40.4507°所以：θ=39.24°。又

4、因为，所以假设正确，即破裂面交于内边坡。1.2计算主动土压力Ea=12γH2Ka=12γH2cos(φ-α)2cosα2cos(α+δ)[1+sin(φ+δ)sin(φ-β）cos(α+δ)cosα-β]2主动土压力：Ex=Eacos(α+δ)=求得Ea=597.5016462KN。Ey=Easin(α+δ)=土压力的水平和垂直分力为：506.7101335KN316.6276327KN2.挡土墙抗滑稳定性验算为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。由《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）“5.4.2”款中第11条：G=γ砌S0

5、=23*S0=11车辆荷载作用在挡土墙墙背填土上所引起的附加土体侧压力，可按式（5.4.2—3）换算成等代均布土层厚度计算，即，其中q=12.8875KN/㎡，所以h0=0.635m。由CAD中图形查得：挡土墙面积S0=12.33㎡，所以每延米挡土墙重K1=1+2h0(1-h1H) H＝283.5716KN。最大土压力系数　　　　　　　　　　1.165149545，h1=d(tanθ+tanα)=其中，设定汽车荷载边缘至路肩边缘d=0，故0。所以土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离为：ZX=B+Htanα-ZYtanα=4.061200076m；土压力水平分力作用点到墙趾的垂直距离为

6、：ZY=H3+h0H-2h12-h0h122H2K1=2.835830543m；墙身、基础及骑上的土重合力重心到墙趾的水平距离：zG=0（由CAD图形质量特性查得）。　　在上述设计的挡土墙情况下，被动土压力为零，即Ep=0。该挡土墙基底倾斜角α0=15°，基础与地基摩擦因数f=0.5。根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中“表5.4.2-5”规定，荷载增大对挡土墙结构起不利作用时：γQ1=1.4；被动土压力分项系数γQ2=0.3，所以根据规范滑动稳定方程，即得：上式左边为：96.97059927>0，故满足滑动稳定方程。3.挡土墙抗滑稳定系数验算由规范，抗滑稳定系数Kc

7、：求得Kc=1.575427833>1.3，故抗滑稳定系数满足要求。4.抗倾覆稳定系数验算由规范，抗倾覆稳定系数，带入数据，求得K0=1.50406191>1.5，故抗倾覆稳定系数满足要求。5.基底应力验算Nd=GγG+γQ1EY-Wcosα0+γQ1EXsinα0基底偏心受压，基底合力偏心距。MG=-G(B2-ZG)其中作用于基底上的垂直组合设计=617.6535012KN，（挡土墙地基计算时，各类作用（或荷载）组合下，作用效应组合设计值计算式中的作用分