db0dbb1M0tgα=Ntgβ=1/M0tgα0=N2tgj=MβαjNh1dbaθN2a0h0dhH 10.5.3计算结果:
①求破裂角θ
假设破裂面交与荷载内,采用相应的公式计算:
挡墙的总高度:H=6.675m 挡墙的基地水平总宽度:B=3.876m
ψ=j+a+d=61.031
A=ab+2h0(b+d)-H(H+2a+2h0)tana=0.07
(H+a)(H+a+2h0)tanq=-tan眏(cot+tanψ)(tanψ+A)=0.657 则θ=arctanq=33.305 验算破裂面是否交于荷载内:
堤顶破裂面至墙踵:(H+a)tanq=6.357m 荷载内缘至墙踵:b-Htana+d=4.249m 荷载外缘至墙踵:b-Htana+d+b0=11.249m
故破裂面交于荷载内,与原假设相符,所选用公式正确。
②求主动土压力系数K和K1
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K=h1=cos(q+j)=0.299
sin(q+ψ)d=0.929
tanq+tanab-atanqh3==3.134
tanq+tanah4=H-h1-h3=2.612
K1=1+h2hh2a(1-3)+024=1.782 H2HH③求主动土压力及作用点位置
1E=gH2KK1=213.761KN
2Ex=Ecos(a+d)=192.077KN
Ey=sin(a+d)
=93.81KN
Ha(H-h3)2+h0h4(3h4+2H)=1.559m Zy=+233HK1Zx=B-Zytana=3.526m
④抗滑稳定性验算
挡土墙体积V=14.499m3 挡土墙自重G=304.489KN
Kc=[Gcosa0+Esin(a+d+a0)]f=1.36
Ecos(a+d+a0)-Gsina0因为Kc≥1.3,则抗滑稳定性验算通过。
⑤抗倾覆稳定性验算
K0=GZG+EyZxExZy=3.316
因为K0≥1.5,则抗倾覆稳定性验算通过。
⑥基底应力验算 B=3.876m
Zn=GZG+EyZx-ExZyG+Ey=1.742m
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B-Zn=0.196m 2B
因为e£
6e=smax=G+EyB(1+6e)=133.964KPa Bsmin=G+EyB(1+6e)=71.541KPa B因为smax 通过上述计算及验算,所拟截面满足各项要求,故决定采用此截面:顶宽b=1.0m,墙面倾斜1:0.25,墙背倾斜1:0.15,,倾斜基底1:5,仰斜式浆砌片石重力式路肩墙。 十一、路面设计 路面是用各种材料混合料铺筑在路基上供车辆行驶的层状结构物。路面按面层的使用品质,材料组成类型以及结构强度和稳定性,路面可分为四个等级,即高级路面,次高级路面,中级路面和低级路面。从力学性能来分路面可分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面三类。本二级公路可选的路面结构采用沥青混凝土路面,下面将主要介绍这种路面的特点: 11.1沥青混凝土路面概述 沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构,是在柔性基层、半刚性基层上铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。 由于沥青路面使用沥青结合料,因而增强了矿料间的粘结力,提高了混合料的强度和稳定性,使路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点,因而得到越来越广泛的应用。20世纪50年代以来,各国修建沥青路面的数量迅猛增长,所占比重很大。我国的公路和城市道路近20年以来使用沥青材料修筑了相当数量的沥青路面,沥青路面是我国高等级公路的主要路面形式。 沥青路面属柔性路面,其强度与稳定性在很大程度上取决于土基和基层的 38 特性。沥青路面的抗弯强度较低,因而要求路面的基础应具有足够的强度和稳定性。在低温时,沥青路面的抗变形能力很低,在寒冷地区为了防止土基不均匀冻胀导致的沥青路面开裂,需设置防冻层。沥青面层修筑后,由于透水性小,土基和基层的水分难以排出,在潮湿路段易发生土基和基层变软,导致路面破坏。因此,必须提高基层的水稳性,尽可能采用结合料处治的整体性基层。对交通量较大的路段,为使沥青路面具有一定的抗弯拉和抗疲劳开裂的能力,宜在沥青面层下设置沥青结合料的联结层。采用较薄的沥青面层时,特别是在旧路面上加铺面层时,要采取措施加强面层与基层之间的粘结,以防止水平力作用而引起沥青面层的剥落、推挤等破坏。 沥青路面设计的任务是根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件,密切结合当地实践经验,设计确定经济合理的路面结构,使之能承受交通荷载和环境因素的作用,在预定的使用期限满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求。路面设计包括原材料的选择、混合料配合比设计和设计参数的测试与确定、路面结构层组合与厚度计算,以及路面结构的方案比选等内容。路面设计除行车道部分的路面外,对高速公路、一级公路还应包括路缘带、硬路肩、加减速车道、紧急停车带、收费站和服务区的场面设计及路面排水系统的设计,对其他各级公路应包括路肩加固、路缘石和路面排水设计。 11.2沥青路面的设计计算 (1)设计交通资料: 表11.1 路面设计交通资料 前轴重序号 车 型 名 称 (kN) 1 小客车 11.8 (kN) 28 1 后轴重后轴数 数 双轮组 2 中客车SH130 25.55 55.1 1 双轮组 3 大客车CA50 28.7 68.2 1 双轮组 150 1100 (m) 1500 后轴轮组后轴距交通量 39 4 小货车BJ130 13.55 27.2 1 双轮组 2400 5 中货车CAD50 24.5 68.6 1 双轮组 750 6 中货车EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 110 7 大货车JN150 49 101.6 1 双轮组 300 8 拖挂车五十铃 60 100 3 双轮组 >3 60 设计年限 12 车道系数η=0 .6 交通量平均年增长率γ =4.5 % (2)轴载分析: 路面设计以Bzz-100作为标准轴载,以设计弯沉值为指标验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。 ①轴载换算 轴载换算公式:N= )4.35; 式中 N——标准轴载的当量轴次(次/d) ni——被换算车型的各级轴载作用次数(次/d); P——标准轴载(kN); Pi——被换算车型的各级(单根)轴载(kN); C1,i——被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时,按单独的一个轴计 算,轴数系数即为轴数m;当轴间距小于3m时,按双轴或多轴计算,轴数 系数为C1,i=1+1.2(m-1); C2,i——被换算轴载的轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轮组为0.38。 轴载换算结果如下表: 表11.2 轴载换算结果 40