18路基路面工程公路水泥溷凝土路面設(shè)計規(guī)范.ppt

2020 3 13 公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范SpecificationsofCementPavementDesignforHighway 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTGD40 20022002 12 04發(fā)布2003 06 01實施中華人民共和國交通部發(fā)布 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 1 總則 1 0 1為適應(yīng)交通運輸發(fā)展和公路建設(shè)的需要 提高水泥混凝土路面的設(shè)計質(zhì)量和技術(shù)水平 保證工程安全可靠 經(jīng)濟合理 制定本規(guī)范 1 0 2本規(guī)范適用于新建和改建公路的水泥混凝土路面設(shè)計 1 0 3水泥混凝土路面設(shè)計方案 應(yīng)根據(jù)公路的使用任務(wù) 性質(zhì)和要求 結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?水文 土質(zhì) 材料 施工技術(shù) 實踐經(jīng)驗以及環(huán)境保護要求等 通過技術(shù)經(jīng)濟分析確定 水泥混凝土路面設(shè)計應(yīng)包括結(jié)構(gòu)組合 材料組成 接縫構(gòu)造和鋼筋配置等 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定的安全等級和目標(biāo)可靠度 承受預(yù)期的交通荷載作用 并同所處的自然環(huán)境相適應(yīng) 滿足預(yù)定的使用性能要求 1 0 4水泥混凝土路面設(shè)計除應(yīng)符合本規(guī)范外 尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 2 術(shù)語 符號 水泥混凝土路面cementconcretepavement以水泥混凝土路面做面層 配筋或不配筋 的路面 亦稱剛性路面 普通混凝土路面plainconcretepavement除接縫區(qū)和局部范圍外面層內(nèi)均不配筋的水泥混凝土路面 亦稱素混凝土路面 鋼筋混凝土路面jointedreinforcedconcretepavement面層內(nèi)配置縱 橫鋼筋或鋼筋網(wǎng)并設(shè)接縫的水泥混凝土路面 連續(xù)配筋混凝土路面continuousreinforcedconcretepavement面層內(nèi)配置縱向連續(xù)鋼筋和橫向鋼筋 橫向不設(shè)縮縫的水泥混凝土路面 鋼纖維混凝土路面steelfiberreinforcedconcretepavement在混凝土面層中摻入鋼纖維的水泥混凝土路面 復(fù)合式路面compositepavement面層由兩層不同材料類型和力學(xué)性質(zhì)的結(jié)構(gòu)層復(fù)合而成的路面 水泥混凝土預(yù)制塊路面concreteblockpavement面層由水泥混凝土預(yù)制塊鋪砌成的路面 碾壓混凝土rollercompactedconcrete采用碾壓成型的水泥混凝土 貧混凝土leanconcrete水泥用量較低的水泥混凝土 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 2 術(shù)語 符號 設(shè)計基準(zhǔn)期designreferenceperiod計算路面結(jié)構(gòu)可靠度時 考慮各項基本度量與時間關(guān)系所取用的基準(zhǔn)時間 安全等級safetyclasses根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的重要性和破壞可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度而劃分的設(shè)計等級 可靠度reliability路面結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率 目標(biāo)可靠度objectivereliability作為設(shè)計依據(jù)的可靠度 可靠指標(biāo)reliabilityindex度量路面結(jié)構(gòu)可靠性的一種數(shù)量指標(biāo) 目標(biāo)可靠指標(biāo)objectivereliabilityindex作為設(shè)計依據(jù)的可靠指標(biāo) 可靠度系數(shù)reliabilitycoefficient為保證所設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度 而在極限狀態(tài)設(shè)計表達式中采用的單一綜合系數(shù) 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 3設(shè)計依據(jù) 3 0 1各級公路水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計安全等級及相應(yīng)的設(shè)計基準(zhǔn)期 目標(biāo)可靠指標(biāo)和目標(biāo)可靠度 應(yīng)符合表3 0 1的規(guī)定 各安全等級路面的材料性能和結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的變異水平等級 宜按表3 0 1的建議選用 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 3 0 2材料性能和結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的變異水平分為低 中 高三級 各變異水平等級主要設(shè)計參數(shù)的變異系數(shù)變化范圍 應(yīng)符合表3 0 2的規(guī)定 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 3 0 3水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以行車荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設(shè)計的極限狀態(tài) 其表達式為 式中 可靠度系數(shù) 依所選目標(biāo)可靠度及變異水平等級確定 行車荷載疲勞應(yīng)力 mpa 計算方法見后 溫度梯度疲勞應(yīng)力 mpa 計算方法見后 水泥混凝土彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 mpa 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 表3 0 3可靠度系數(shù) 注 變異系數(shù)在表3 0 2所示的變化范圍的下限時 可靠度系數(shù)取低值 上限時 取高值 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 3 0 4水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以100KN的單軸 雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載 不同軸 輪型和軸載的作用次數(shù) 按式3 0 4 1換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù) 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 3 0 5水泥混凝土路面所承受的軸載作用 按設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累積作用次數(shù)分為4級 分級范圍如表3 0 5 注 交通調(diào)查和分析及Ne計算 參照本規(guī)范附錄A 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 3 0 6水泥混凝土的強度以28天齡期的彎拉強度控制 當(dāng)混凝土澆筑后90天內(nèi)不開放交通時 可采用90天齡期的彎拉強度 各交通等級要求的混凝土彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值不得低于下表的規(guī)定 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 3 0 7在季節(jié)性冰凍地區(qū) 路面總厚度不應(yīng)小于表3 0 7規(guī)定的最小防凍厚度 注 1 凍深小或填方路段 或者基 墊層為隔溫性能良好的材料 可采用低值 凍深大或挖方及地下水位高的路段 或者基 墊層為隔溫性能稍差的材料 應(yīng)采用高值 2 凍深小于0 50m的地區(qū) 一般不考慮結(jié)構(gòu)層防凍厚度 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 3 0 8水泥混凝土路面的最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg 可按照公路所在地的公路自然區(qū)劃按表3 0 8選用 注 海拔高時 取高值 濕度大時 取低值 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4結(jié)構(gòu)組合設(shè)計 4 1路基4 1 1路基應(yīng)穩(wěn)定 密實 均質(zhì) 對路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支承 4 1 2高液限粘土及含有有機質(zhì)細(xì)粒土 不能用做高速公路和一級公路的路床填料或二級和二級以下公路的上路床填料 高液限粉土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3 的低液限粘土 不能用作高速公路和一級公路的上路床填料 因條件限制而必須采用上述土做填料時 應(yīng)摻加石灰或水泥等結(jié)合料進行改善 4 1 3地下水位高時 宜提高路堤設(shè)計標(biāo)高 在設(shè)計標(biāo)高受限制 未能達到中濕狀態(tài)的路基臨界高度時 應(yīng)選用粗粒土或低劑量石灰或水泥穩(wěn)定細(xì)粒土做路床或上路床填料 未能達到潮濕狀態(tài)的路基臨界高度時 除采用上述填料措施外 還應(yīng)采取在邊溝下設(shè)置排水滲溝等降低地下水位的措施 4 1 4路基壓實度應(yīng)符合 公路路基設(shè)計規(guī)范 JTJ013 要求 多雨潮濕地區(qū) 對于高液限土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3 的低液限粘土 宜采用由輕型壓實標(biāo)準(zhǔn)確定的壓實度 并在含水量略大于其最佳含水量時壓實 4 1 5巖石或填石路床頂面應(yīng)鋪設(shè)整平層 整平層可采用未篩分碎石和石屑或低劑量水泥穩(wěn)定粒料 其厚度視路床頂面不平整程度而定 一般為100 150mm 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4結(jié)構(gòu)組合設(shè)計 4 2墊層4 2 1遇有下述情況時 需在基層下設(shè)置墊層 季節(jié)性冰凍地區(qū) 路面總厚度小于最小防凍厚度要求 表3 0 7 時 其差值應(yīng)以墊層厚度不足 水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹 路床土濕度較大時 宜設(shè)置排水墊層 路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變形時 可加設(shè)半剛性墊層 4 2 2墊層的寬度應(yīng)與路基同寬 其最小厚度為150mm 4 2 3防凍墊層和排水墊層宜采用砂 砂礫等顆粒材料 半剛性墊層可采用低劑量無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4結(jié)構(gòu)組合設(shè)計 4 3基層4 3 1基層應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和一定的剛度 4 3 2基層類型宜依照交通等級按表4 3 2選用 混凝土預(yù)制塊面層應(yīng)采用水泥穩(wěn)定粒料基層 表4 3 2適宜各交通等級的基層類型 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4結(jié)構(gòu)組合設(shè)計 4 3 3濕潤和多雨地區(qū) 路基為低透水性細(xì)粒土的高速公路和一級公路或承受特重或重交通二級公路 宜采用排水基層 排水基層可選用多孔隙的開級配水泥穩(wěn)定碎石 瀝青穩(wěn)定碎石或碎石 其孔隙率約為20 4 3 4基層的寬度應(yīng)比混凝土面層每側(cè)至少寬出300mm 采用小型機具施工時 或500mm 軌道式攤鋪機施工時 或650mm 滑模攤鋪機施工時 路肩采用混凝土面層 其厚度與行車道面層相同時 基層寬度宜與路基同寬 級配粒料基層的寬度也宜與路基同寬 4 3 5各類基層厚度的適宜范圍見表4 3 54 3 6碾壓混凝土基層應(yīng)設(shè)置與混凝土面層相對應(yīng)的接縫 貧混凝土基層在其彎拉強度超過1 8Mpa時 應(yīng)設(shè)置與混凝土面層相對應(yīng)的橫向縮縫 一次攤鋪寬度大于7 5m時 應(yīng)設(shè)置縱向縮縫 4 3 7基層下未設(shè)墊層 上路床為細(xì)粒土 粘土質(zhì)砂或級配不良砂 承受特重或重交通時 或為細(xì)粒土 承受中等交通時 應(yīng)在基層下設(shè)置底基層 底基層可采用級配粒料 水泥穩(wěn)定粒料或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料 厚度一般我200mm 4 3 8排水基層下應(yīng)設(shè)置由水泥穩(wěn)定粒料或密級配粒料組成的不透水底基層 厚度一般為200mm 底基層頂面宜鋪設(shè)瀝青封層或防水土工織物 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 表4 3 5各類基層厚度的適宜范圍 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4 4面層 4 4 1混凝土面層應(yīng)具有足夠的強度 耐久性 表面抗滑 耐磨 平整 4 4 2一般采用設(shè)接縫的普通混凝土路面 面層板的平面尺寸較大或形狀不規(guī)則 路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設(shè)施 高填方 軟土地基 填挖交界段的路基等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時 應(yīng)采用設(shè)置接縫的鋼筋混凝土面層 其它按下表4 4 2選用 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4 4面層 4 4 3普通混凝土 鋼筋混凝土 碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面板一般采用矩形 其縱向和橫向接縫應(yīng)垂直相交 縱縫兩側(cè)的橫縫不得相互錯位 4 4 4縱向接縫的間距按路面寬度在3 0 4 5m范圍內(nèi)確定 碾壓混凝土 鋼纖維混凝土面層在全幅攤鋪時 可不設(shè)縱向縫 4 4 5橫向接縫的間距按面層類型和厚度定 普通混凝土面層一般為4 6m 面層板的長寬比不宜超過1 30 平面尺寸不宜大于25m2 碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層一般為6 10m 鋼筋混凝土面層一般為6 15m 4 4 6普通混凝土 鋼筋混凝土 碾壓混凝土或連續(xù)配筋混凝土面層所需的厚度 可參照表4 4 6所示參考范圍并按4 4 9條規(guī)定確定 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 表4 4 6水泥混凝土面層厚度的參考范圍 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4 4面層 4 4 7鋼纖維混凝土面層的厚度按鋼纖維摻量確定 鋼纖維體積率為0 6 1 0 時 其厚度為普通混凝土面層厚度的0 65 0 75倍 特重或重交通時 其最小厚度為160mm 中等或輕交通時 其最小厚度為140mm 4 4 8復(fù)合式路面瀝青上面層的厚度一般為25 80mm 4 4 9除混凝土預(yù)制塊面層外 各種混凝土面層的計算厚度應(yīng)滿足式 3 0 3 的要求 荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按附錄B 1和B 2計算 面層設(shè)計厚度依計算厚度按10mm向上取整 采用碾壓混凝土或貧混凝土做基層時 宜將基層與混凝土面層視作分離式雙層板進行應(yīng)力分析 上 下層板在臨界荷位處的荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按附錄C 1和C 2計算 上 下層板的計算厚度應(yīng)分別滿足式 3 0 3 的要求 具有瀝青上面層的水泥混凝土板 在臨界荷位處的荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按附錄D 1和D 2計算 混凝土板的計算厚度 應(yīng)滿足式 3 0 3 的要求 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4 4面層 4 4 10路面表面構(gòu)造應(yīng)采用刻槽 壓槽 拉槽或拉毛等方法制作 構(gòu)造深度在使用初期應(yīng)滿足表4 4 10的要求 注 1 特殊路段 對于高速公路和一級公路系指立交 平交或變速車道等處 對于其它等級公路系指急彎 陡坡 交叉口或集鎮(zhèn)附近 2 年降雨量600mm以下的地區(qū) 表列數(shù)值可適當(dāng)降低 4 4 11混凝土預(yù)制塊可采用異形塊或矩形塊 預(yù)制塊的長度為200 250mm 寬度為100 125mm 長寬比通常為2 1 預(yù)制塊的厚度為100 120mm 預(yù)制塊下穩(wěn)平層的厚度為30 50mm 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4 5路肩 4 5 1路肩鋪面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的承載能力 其結(jié)構(gòu)層組合和材料選用應(yīng)與行車道路面協(xié)調(diào) 并保證進入路面結(jié)構(gòu)中的水的排除 4 5 2路肩鋪面可選用水泥混凝土面層或瀝青面層 4 5 3路肩水泥混凝土面層的厚度通常采用與行車道面層等厚 其基層宜與行車道基層相同 選用薄面層時 其厚度不宜小于150mm 基層應(yīng)采用開級配粒料 4 5 4路肩瀝青面層的厚度宜選用密實型瀝青混合料 其基層可選用無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料或級配粒料 行車道路面結(jié)構(gòu)不設(shè)內(nèi)部排水設(shè)施時 瀝青面層和不透水基層的總厚度不宜超過行車道面層的厚度 基層下應(yīng)選用透水性粒料填筑 武漢理工大學(xué)李月光 2020 3 13 4 6路面排水 4 6 1行車道路面應(yīng)設(shè)置雙向或單向橫坡 坡度為1 2 路肩鋪面的橫向坡度值宜比行車道的橫坡大1 2 4 6 2行車道路面結(jié)構(gòu)設(shè)置排水基層或墊層時 應(yīng)在排水基層或墊層外側(cè)邊緣設(shè)置縱向集水溝和帶孔集水管 并間隔50 100m設(shè)置橫向排水管 4 6 3排水基層的縱向邊緣集水溝 路肩采用水泥混凝土面層時 可設(shè)在路肩下或路肩外側(cè)邊緣內(nèi) 路肩采用瀝青面層時 可設(shè)在路肩內(nèi)側(cè)邊緣內(nèi) 排水墊層的縱向邊緣集