
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文檔簡介
我國公路路面設(shè)計新規(guī)范
2011.9
公路路面設(shè)計規(guī)范有:公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范(JTGD40-2002)公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(JTGD50-2006)
兩規(guī)范頒布實施8年(水泥路面)和5年(瀝青路面),期間進(jìn)行大規(guī)模路面建設(shè),積累豐富經(jīng)驗,取得先進(jìn)科研成果,原規(guī)范已不適應(yīng)需要,制訂新規(guī)范條件具備。交通運輸部分別于2007年和2010年啟動新規(guī)范研究編制工作。公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范
完成編制工作,報交通部審批
1結(jié)構(gòu)設(shè)計方法1.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
混凝土面層
設(shè)計標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)行車荷載和溫度度梯度綜合作用面層板產(chǎn)生疲勞斷裂。
驗算標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)最重軸載和最大溫度梯度綜合作用面層板產(chǎn)生極限斷裂。
貧混凝土或碾壓混凝土基層設(shè)計標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計荷載產(chǎn)生疲勞斷裂。式中σpr——面層板在臨界荷位處產(chǎn)生的行車荷載疲勞應(yīng)力(MPa);
σtr——面層板在臨界荷位處產(chǎn)生的溫度梯度疲勞應(yīng)力(MPa);
σp,max
——最重的軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力(MPa);
σt,max——最大溫度梯度在臨界荷位處產(chǎn)生的最大溫度翹曲應(yīng)(MPa);γγ——可靠度系數(shù),依據(jù)所選目標(biāo)可靠度及變異等級確定;
fr——水泥混凝土彎拉強度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)。
1.2力學(xué)模型★彈性地基單層板模型——粒料基層上混凝土面層;粒料類基層及各類底基層和墊層,與路基一起視作多層彈性地基,以地基頂面當(dāng)量回彈模量表征;★彈性地基雙層板模型——無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層或瀝青混合料類基層上混凝土面層;舊混凝土路面上加鋪分離式混凝土面層;★
復(fù)合板模型——兩層不同性能材料組成的面層或基層復(fù)合板,舊混凝土路面上加鋪結(jié)合式混凝土面層。面層板及基層的臨界荷位均位于縱縫邊緣中部。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)分析采用彈性地基板理論。
1.3單層板應(yīng)力
荷載應(yīng)力
設(shè)計軸載在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力最重軸載在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力
溫度應(yīng)力面層板臨界荷位處產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力式中σt..max——最大溫度梯度時面層板產(chǎn)生的最大溫度應(yīng)力(MPa);
kt
——考慮溫度應(yīng)力累計疲勞作用的溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)。
最大溫度梯度時混凝土面層板最大溫度應(yīng)力
式中
αc——混凝土的線膨脹系數(shù);
Tg——最大溫度梯度;
BL——溫度應(yīng)力系數(shù)。
1.4雙層板應(yīng)力荷載應(yīng)力面層板或上面層板的荷載疲勞應(yīng)力及其荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)kf、應(yīng)力折減系數(shù)kr和綜合系數(shù)kc的確定方法,與單層板的相同,設(shè)計軸載Ps在上層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力
貧混凝土或碾壓混凝土基層板或者下面層板的荷載疲勞應(yīng)力及其疲勞應(yīng)力系數(shù)kf和綜合系數(shù)kc的確定方法與單層板的相同;設(shè)計軸載Ps在下層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力
式中σbpr——下層板的荷載疲勞應(yīng)力(MPa);
σbps——設(shè)計軸載Ps在下層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力(MPa)
。
溫度應(yīng)力上層板的溫度疲勞應(yīng)力σtr、最大溫度翹曲應(yīng)力σt.max、綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度應(yīng)力系數(shù)BL的計算式與單層板的基本相同。下層板的溫度疲勞應(yīng)力不需計算分析。
1.5復(fù)合板應(yīng)力荷載應(yīng)力
面層復(fù)合板的荷載疲勞應(yīng)力和最大荷載應(yīng)力計算,與單層板或上層板完全相同,只需用面層復(fù)合板的截面彎曲剛度和等效厚度替代單層板或上層板的彎曲剛度Dc和厚度hc即可,板相對剛度半徑r或rg需依據(jù)面層復(fù)合板彎曲剛度重新計算。
溫度應(yīng)力
面層復(fù)合板的疲勞溫度應(yīng)力計算和疲勞溫度應(yīng)力系數(shù)與單層板的相同。最大溫度應(yīng)力σt.max
1.6設(shè)計軸載交通荷載分級交通荷載等級極重特重重中等輕設(shè)計車道設(shè)計軸載(100kN)累計作用次數(shù)Ne(104)①>1×106②1×106~20002000~100100~3<3注:①據(jù)交通軸載調(diào)查和分析;
②承受特重軸載車輛或特種車輛作用的路面,按所選設(shè)計軸載計算累計作用次數(shù)。
軸載換算
按疲勞斷裂設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時,以100kg雙輪組荷載作為設(shè)計軸載。行駛特重軸載車輛或特種車輛的水泥混凝土路面,宜選用重車或特種特車中主導(dǎo)車輛的軸載作為設(shè)計軸載。各種軸型的軸載作用次數(shù)Ni累計作用次數(shù)
為了簡化計算,對多聯(lián)軸的軸載換算作偏保守處理,忽略鄰軸的影響(應(yīng)力降低作用),雙聯(lián)軸按2次單軸計,三聯(lián)軸按3次單軸計2結(jié)構(gòu)組合設(shè)計
2.1結(jié)構(gòu)組合設(shè)計原則◆依據(jù)公路技術(shù)等級、交通荷載、路基條件以及當(dāng)?shù)販囟群蜐穸葼顩r,選擇及組合與之相適應(yīng)的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu),并滿足預(yù)定的使用性能要求?!袈访娼Y(jié)構(gòu)組合設(shè)計,應(yīng)使各個結(jié)構(gòu)層的力學(xué)特性及其組成材料性質(zhì)滿足各自的功能要求。◆應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)層上下層次的相互作用、層間結(jié)合條件和要求以及組合結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)和平衡?!魬?yīng)充分考慮地表水的滲入和沖刷作用,采取封堵和疏排措施,以減少地表水入滲和防止?jié)B入水積滯在路面結(jié)構(gòu)內(nèi),并選用抗沖刷能力強的材料做基層。
2.2路基
混凝土路面下路床頂面的荷載應(yīng)力很小,對路基承載能力的要求并不高。路基出現(xiàn)不均勻變形時,混凝土面層與下臥層之間會出現(xiàn)局部脫空,導(dǎo)致面層板斷裂。對路基的基本要求是提供均勻的支承,即路基在環(huán)境和荷載作用下產(chǎn)生的不均勻變形小。
為控制路基的不均勻變形,須在地基、填料、壓實和排水等方面采取相應(yīng)的措施。路基彈性模量按照交通荷載等級,路床頂?shù)木C合回彈模量值應(yīng)分別不低于:40MPa(輕交通荷載等級),60MPa(中等或重交通荷載等級),80MPa(特重或極重交通荷載等級)。對于不能滿足綜合回彈模量值要求的路應(yīng)采取更換填料、增設(shè)粒料層或低劑量無機結(jié)合料穩(wěn)定層等措施。
2.3墊層
設(shè)置條件防凍墊層:路面結(jié)構(gòu)厚度小于最小防凍厚度排水墊層:水文地質(zhì)條件不良土的質(zhì)路塹
2.4基層、底基層
基層要求具有足夠的抗沖刷能力,適當(dāng)?shù)膭偠葮O重、特重、重交通時設(shè)基層和底基層
基層為無機結(jié)合料穩(wěn)定類材料、上路床為細(xì)粒土?xí)r設(shè)粒料類底基層中等、輕交通時可不設(shè)底基層
交通荷載等級基層類型底基層類型極重、特重貧混凝土、碾壓混凝土級配碎石瀝青混凝土級配碎石、水泥穩(wěn)定碎石、石灰-粉煤灰穩(wěn)定碎石重密級配瀝青穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石級配碎石中等、輕級配碎石未篩分碎石、級配礫石,或不設(shè)水泥穩(wěn)定碎石、石灰-粉煤灰穩(wěn)定碎石未篩分碎石適宜于各交通荷載等級的基層和底基層類型貧混凝土或碾壓混凝土基層應(yīng)鋪設(shè)瀝青混凝土夾層,層厚不宜小于40mm。無機結(jié)合料穩(wěn)定碎石基層應(yīng)設(shè)置封層,可采用單層瀝青表面處治等,層厚不宜小于6mm。
潮濕多雨地區(qū),路基由低透水性細(xì)粒土組成的高速公路和一級公路或者承受極重或特重交通的二級公路,宜設(shè)置開級配配瀝青穩(wěn)定碎石或開級配水泥穩(wěn)定碎石排水基層。排水基層下應(yīng)設(shè)置密級配粒料或水泥穩(wěn)定碎石不透水底基層。底基層頂面宜鋪設(shè)瀝青類封層或防水土工織物。
基層和底基層材料的結(jié)構(gòu)層適宜厚度材料種類適宜層厚(mm)貧混凝土、碾壓混凝土120~200無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料150~200瀝青混凝土集料公稱最大粒徑9.5mm25~40集料公稱最大粒徑13.2mm35~65集料公稱最大粒徑16mm40~70集料公稱最大粒徑19mm50~75瀝青穩(wěn)定碎石集料公稱最大粒徑19mm集料公稱最大粒徑26.5mm75~100多孔隙水泥穩(wěn)定碎石100~150級配碎石、未篩分碎石、級配礫石或碎礫石100~200
2.5面層
面層一般采用接縫設(shè)置傳力桿的普通水泥混凝土。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、填挖交界段的路基有可能產(chǎn)生不均勻沉降時,應(yīng)采用接縫設(shè)置傳力桿的鋼筋混凝土面層。
其他面層類型可依據(jù)適用條件選用。
其他面層類型選擇面層類型適用條件連續(xù)配筋混凝土面層高速公路復(fù)合式面層密級配瀝青混合料上面層極重、特重交通荷載的高速公路連續(xù)配筋混凝土下面層設(shè)傳力桿普通混凝土下面層碾壓混凝土面層二級及二級以下公路、服務(wù)區(qū)停車場鋼纖維混凝土面層標(biāo)高受限制路段、收費站、混凝土加鋪層、橋面鋪裝混凝土預(yù)制塊面層二級及二級以下公路橋頭引道沉降未穩(wěn)定段、服務(wù)區(qū)停車場
水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通荷載等級極重特重重公路等級-高速一級二級高速一級二級變異水平等級低低中低中低中低中面層厚度(mm)320320~280300~260280~240270~230260~220交通荷載等級中等輕公路等級二級三、四級三、四級三、四級變異水平等級高中高中高中面層厚度(mm)250~220240~210230~200220~190210~180面層設(shè)計厚度依據(jù)計算厚度加6mm磨耗層后,按10mm向上取整。
2.6路肩
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)與行車道路面相協(xié)調(diào),并使進(jìn)入行車道路面結(jié)構(gòu)中的水不被封堵。高速和一級公路的水泥混凝土路肩宜采用與行車道相同的路面結(jié)構(gòu)和厚度。選用薄混凝土面層時,其厚度不宜小于150mm,基層用級配粒料或多孔隙水泥穩(wěn)定碎石。路肩與行車道之間的縱縫應(yīng)設(shè)置拉桿。
3.1材料試驗方法
土和粒料的回彈模量采用重復(fù)加載三軸壓縮試驗測定。無機結(jié)合料穩(wěn)定類材料的彈性模量采用單軸壓縮試驗測定。水泥穩(wěn)定類材料的試件齡期為90d,石灰粉煤灰穩(wěn)定類材料的試件齡期為180d,測定前試件浸水1d。瀝青混合料動態(tài)模量采用周期加載單軸壓縮試驗測定。3材料設(shè)計參數(shù)
3.2材料參數(shù)取值按經(jīng)驗數(shù)值范圍確定路基和路面各結(jié)構(gòu)層的各項設(shè)計參數(shù)值時,可參照附錄查取。路基回彈模量按土類查取經(jīng)驗參考值,并按路床底距地下水位的距離查取路基的濕度調(diào)整系數(shù),二者相乘后得到回彈模量值。粒料層彈性模量按材料類型由附錄查取無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層彈性模量采用考慮結(jié)構(gòu)層收縮開裂后的有效模量,參照附錄選用。瀝青混合料基層動態(tài)模量值參照附錄查取。
路基回彈模量經(jīng)驗參考值土組取值范圍(MPa)代表值(MPa)級配良好礫(GW)240~290250級配不良礫(GP)170~240190含細(xì)粒土礫(GF)120~240180粉土質(zhì)礫(GM)160~270220粘土質(zhì)礫(GC)120~190150級配良好砂(SW)120~190150級配不良砂(SP)100~160130含細(xì)粒土砂(SF)80~160120粉土質(zhì)砂(SM)120~190150粘土質(zhì)砂(SC)80~120100低液限粉土(ML)70~11090低液限粘土(CL)50~10070高液限粉土(MH)30~7050高液限粘土(CH)20~5030注:1.對于礫和砂,D60(通過率為60%時的顆粒粒徑)大時,模量取高值,D60小時,模量取低值;
2.對于其他含細(xì)粒的土組,小于0.075mm顆粒含量大和塑性指數(shù)高時,模量取低值,反之,模量取高值。
路基回彈模量濕度調(diào)整系數(shù)土組路床頂距地下水位的距離(m)1.01.52.02.53.04.0礫(GW、GP)0.64~0.790.75~0.970.85~1.140.94~1.271.02~1.461.15~1.48含細(xì)粒土礫(GF)細(xì)粒土質(zhì)礫(GM、GC)1.00~1.471.20~1.701.38~1.881.50~1.971.58~2.041.71~2.12砂(SW、SP)0.56~0.660.61~0.780.65~0.890.69~1.020.73~1.090.80~1.21含細(xì)粒土砂(SF)細(xì)粒土質(zhì)砂(SM、SC)0.82~1.321.00~1.551.15~1.751.27~1.851.35~1.921.47~2.02低液限粉土(ML)0.79~1.010.94~1.221.07~1.401.16~1.511.24~1.611.36~1.73低液限粘土(CL)0.71~0.990.84~1.200.94~1.381.01~1.501.07~1.581.22~1.70高液限粉土(MH)高液限粘土(CH)0.72~0.790.82~0.940.89~1.070.94~1.160.97~1.241.04~1.36注:1.對于礫和砂,D60(通過率為60%時的顆粒粒徑)大時,調(diào)整系數(shù)取高值,D60小時,調(diào)整系數(shù)取低值;
2.對于其他含細(xì)粒的土組,小于0.075mm顆粒含量大和塑性指數(shù)高時,調(diào)整系數(shù)取低值,反之,調(diào)整系數(shù)取高值。
粒料類基層和底基層材料回彈模量經(jīng)驗參考值材料類型
取值范圍(MPa)代表值(MPa)級配碎石(基層)200~400300級配碎石(底基層)180~250220未篩分碎石180~220200級配礫石(基層)150~300250級配礫石(底基層)150~220190天然砂礫105~135120
材料類型7d浸水抗壓強度試件模量收縮開裂后模量疲勞破壞后模量水泥穩(wěn)定類3.0~6.03000~140002000~2500300~5001.5~3.02000~100001000~2000200~400石灰-粉煤灰穩(wěn)定類≥
0.83000~140002000~2500300~5000.5~0.82000~100001000~2000200~400石灰穩(wěn)定類≥
0.82000~4000800~2000100~3000.5~0.81000~2000400~100050~200開級配水泥穩(wěn)定碎石(CTPB)≥4.01300~1700--
無機結(jié)合料類基層和底基層材料彈性模量經(jīng)驗參考值(MPa)
瀝青混合料類基層材料動態(tài)模量經(jīng)驗參考值材料類型條件取值范圍(MPa)瀝青混凝土(AC-10)20°C,10Hz,AH-90、-110,空隙率7%,瀝青用量6%4700~5600瀝青混凝土(AC-16)4500~5400瀝青混凝土(AC-25)4000~5000密級配瀝青碎石(ATB-25)3500~4200開級配瀝青穩(wěn)定碎石(ATPB)20°C,瀝青用量2.5%~3.5%600~800
水泥混凝土強度和彈性模量經(jīng)驗參考值彎拉強度(MPa)1.52.02.53.03.54.04.55.05.5抗壓強度(MPa)71115202530364249抗拉強度(MPa)0.891.211.531.862.202.542.853.223.55彈性模量(GPa)151821232527293133水泥混凝土線膨脹系數(shù)經(jīng)驗參考值粗集料類型石英巖砂巖礫石花崗巖玄武巖石灰?guī)r水泥混凝土線膨脹系數(shù)10-6/?C1212111097
混凝土面層與基層間摩阻系數(shù)經(jīng)驗參考值材料取值范圍代表值級配碎石、級配礫石或碎礫石0.5~4.02.5瀝青混凝土、瀝青碎石2.5~157.5無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料3.5~138.9貧混凝土、碾壓混凝土3.0~208.5注:當(dāng)基層不是瀝青混合料,但基層與面層間設(shè)置瀝青隔層時,摩阻系數(shù)按照瀝青混合料基層時選取。
4其它混凝土路面結(jié)構(gòu)4.1連續(xù)配筋混凝土路面4.1.1機理與要求
縱向鋼筋配筋率設(shè)計,主要控制橫向裂縫縫隙寬度、橫向裂縫間距、裂縫傳荷能力、鋼筋所承受的拉應(yīng)力以及混凝土出現(xiàn)由縱向裂縫產(chǎn)生的斷裂塊,最主要的是控制裂縫縫隙寬度。連續(xù)配筋混凝土路面會在橫向開裂后出現(xiàn)縱向疲勞開裂,進(jìn)一步發(fā)展為縱向斷裂塊。增加配筋量,可減小裂縫間距和縫隙寬度,減少混凝土的斷裂破壞,提高面層的平整度。橫向裂縫是各影響因素交互作用,使收縮變形和收縮受阻帶有很大的隨機性,裂縫間距和縫隙寬度也就存在很大的變異性。規(guī)范的要求和指標(biāo),是指平均情況和平均值。
4.1.2配筋設(shè)計連續(xù)配筋混凝土面層的縱向配筋量按下述要求確定:縱向鋼筋埋置深度處的裂縫縫隙平均寬度不大于0.5mm;橫向裂縫的平均間距不大于1.8m;鋼筋所承受的拉應(yīng)力不超過其屈服強度。滿足上述要求所需的縱向配筋率,一般為0.6%~0.7%(中等交通)、0.7%~0.8%(重交通)、0.8%~0.9%(特重交通)或0.9%~1.0%(極重交通)。冰凍地區(qū)路面的配筋率宜高于一般地區(qū)0.1%。
4.1.3縱向配筋率計算步驟①初擬配筋率,計算橫向裂縫平均間距Ld.當(dāng)Ld>1.8m時,應(yīng)增大配筋率,重復(fù)上述計算至符合要求。②計算裂縫縫隙平均寬度bj,當(dāng)bj≤0.5mm時,滿足要求;否則應(yīng)增大配筋率,重復(fù)上述計算至符合要求。
③計算鋼筋應(yīng)力。當(dāng)不大于鋼筋屈服強度時,滿足要求;否則應(yīng)增大配筋率,重復(fù)上述計算至符合要求。
④綜合上述計算結(jié)果,最終確定配筋率,并進(jìn)一步確定鋼筋根數(shù)。在滿足縱向鋼筋間距要求的條件下,宜選用直徑較小的鋼筋。
4.2鋼纖維混凝土路面鋼纖維體積率:一般為0.6%~1.0%。面層厚度:普通混凝土面層厚度的0.75~0.65倍,按鋼纖維摻量確定。最小厚度,極重、特重或重交通180mm;中等或輕交通160mm。集料公稱最大粒徑:鋼纖維長度的1/2~2/3,并不宜大于26.5mm(銑削型鋼纖維)或19mm(剪切型或熔抽型鋼纖維)。鋼纖維抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值:不宜小于600級(600~1000MPa)。水泥用量:不得少于,非冰凍地區(qū)360kg/m3,冰凍地區(qū)380kg/m34.3復(fù)合式路面瀝青混凝土上面層的厚度不宜小于40mm?;炷料旅鎸拥挠嬎愫穸龋瑧?yīng)滿足設(shè)計要求?;炷料旅鎸优c瀝青混凝土上面層之間應(yīng)設(shè)置粘層。
混凝土下面層的臨界荷位,為板的縱向邊緣中部。設(shè)計軸載Ps在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力,按單層板計算確定。應(yīng)力折減系數(shù)、荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)和綜合系數(shù)的確定方法,與無瀝青上面層時完全相同。設(shè)計軸載Ps和最重軸載Pm在混凝土下面層臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力和最大荷載應(yīng)力分別按下式計算。
4.4加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4.1路面損壞狀況調(diào)查評定舊混凝土路面的損壞狀況采用斷板率和平均錯臺量兩項指標(biāo)評定路面損壞狀況分為4個等級,各個等級的斷板率和平均錯臺量的分級標(biāo)準(zhǔn)見下表。路面損壞狀況分級標(biāo)準(zhǔn)
等級優(yōu)良中次差斷板率(%)≤55~1010~20>20平均錯臺量(mm)≤33~77~12>12
4.4.2接縫傳荷能力和板底脫空狀況調(diào)查評定?舊混凝土面層板的接縫傳荷能力和板底脫空狀況采用彎沉測試法調(diào)查評定,彎沉測試宜采用落錘式彎沉儀。?測定接縫傳荷能力的試驗荷載應(yīng)接近于設(shè)計軸載的一側(cè)輪載。將荷載施加鄰近接縫的路面表面,實測接縫兩側(cè)邊緣的彎沉值。按下式計算傳荷接縫的系數(shù)
舊混凝土面層的接縫傳荷能力分為4個等級。接縫傳荷能力分級標(biāo)準(zhǔn)等級優(yōu)良中次差(%)≥8060~8040~60<40
4.4.3瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計瀝青加鋪層可設(shè)單層或雙層瀝青面層,至少有一層采用密級配瀝青混料,可根據(jù)需要設(shè)置調(diào)平層,在路面邊緣設(shè)置內(nèi)部排水系統(tǒng)。瀝青加鋪層與原水泥混凝土面板之間宜撒布改性瀝青,加強層間結(jié)合,避免層間滑移。減緩反射裂縫的措施:
⑴增加瀝青加鋪層的厚度;
⑵采用摻加纖維及橡膠等改性瀝青混合料;
⑶在舊混凝土板頂面或加鋪層內(nèi)設(shè)置應(yīng)力吸收層等夾層;⑷瀝青加鋪層下層可采用大粒徑瀝青碎石。瀝青加鋪層厚度應(yīng)與混合料的公稱最大粒徑相匹配,按減緩反射裂縫的要求確定。高速公路和一級公路的最小厚度宜為100mm,其他等級公路的最小厚度宜為80mm。
4.4.4分離式混凝土加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計在舊混凝土面層與加鋪層之間應(yīng)設(shè)置隔離層。隔離層材料宜選用瀝青混凝土,厚度不宜小于40mm。分離式混凝土加鋪層的接縫形式和位置,按新建混凝土面層的要求布置。加鋪層可采用普通混凝土、鋼纖維混凝土、鋼筋混凝土和連續(xù)配筋混凝土。普通混凝土、鋼筋混凝土和連續(xù)配筋混凝土加鋪層的厚度不宜小于180mm;鋼纖維混凝土加鋪層的厚度不宜小于140mm。加鋪層和舊混凝土面層應(yīng)力分析,按分離式雙層板進(jìn)行,舊混凝板各參數(shù)采用實測值。加鋪層的設(shè)計厚度,按加鋪層和舊混凝土板的應(yīng)力分別滿足要求確定。
4.4.5結(jié)合式混凝土加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計采用銑刨、噴射高壓水或鋼珠、酸蝕等方法,打毛清理舊混凝土面層表面,并涂敷粘結(jié)劑,使加鋪層與舊混凝土面層結(jié)合成整體。結(jié)合式加鋪層厚度不宜小于60mm。加鋪層的接縫形式和位置應(yīng)與舊混凝土面層的接縫完全對應(yīng)和對齊,加鋪層內(nèi)可不設(shè)拉桿或傳力桿。加鋪層和舊混凝土板的應(yīng)力分析,按結(jié)合式雙層板進(jìn)行。舊混凝土板的參數(shù)實測值。加鋪層的設(shè)計厚度,按計算及要求確定。
4.4.6舊瀝青路面加鋪水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計在舊瀝青面層與水泥混凝土加鋪層之間應(yīng)設(shè)置調(diào)平層。調(diào)平層材料可選用瀝青混凝土等。加鋪層可采用普通混凝土、鋼纖維混凝土、鋼筋混凝土和連續(xù)配筋混凝土。普通混凝土、鋼筋混凝土和連續(xù)配筋混凝土加鋪層的厚度不宜小于180mm;鋼纖維混凝土加鋪層的厚度不宜小于140mm.計算確定舊瀝青路面頂面的當(dāng)量回彈模量,并按照新建水泥混凝土路面進(jìn)行加鋪層設(shè)計。超薄水泥混凝土加鋪層的厚度宜為80~130mm,面板平面尺寸1.0~2.5m,切縫深度為面層板厚的1/4~1/3,縫寬3~5mm,無需封縫。
公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范
組織管理編寫組12單位,14人顧問組7人工作基礎(chǔ)
交通部原公路司、西部中心分別立項進(jìn)行研究,取得重要成果,在此基礎(chǔ)上開展規(guī)范研究與編制。調(diào)研工作前期研究基礎(chǔ)上,需進(jìn)行一些調(diào)研:典型路面結(jié)構(gòu)交通軸載參數(shù)典型路段資料收集設(shè)計方法驗證工作進(jìn)度瀝青路面設(shè)計規(guī)范對相關(guān)規(guī)范規(guī)程如施工規(guī)范、材料試驗規(guī)程等具有帶動作用,要求編制科學(xué)合理,迅速完成。編制工作2011年啟動,2012年底完成報批稿。
瀝青路面設(shè)計規(guī)范編制工作
1.1瀝青路面設(shè)計指標(biāo)
瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)能保證路面結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi),在所在地環(huán)境條件和交通荷載作用下,符合相應(yīng)損壞標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)定保證率的要求。
瀝青路面設(shè)計指標(biāo)有:瀝青層和無機結(jié)合料穩(wěn)定層的疲勞開裂粒料層和路基頂面的永久變形瀝青面層的低溫開裂1.2路面結(jié)構(gòu)力學(xué)模式
應(yīng)用彈性層狀體理論解析解(層間連續(xù)接觸)分析各特征計算點的力學(xué)響應(yīng)量。計算分析的響應(yīng)量為:瀝青層底面的彎拉應(yīng)變、無機結(jié)合料層底面的彎拉應(yīng)力、粒料層及路基頂面的豎向壓應(yīng)變。1.路面結(jié)構(gòu)分析
1.3路面疲勞開裂預(yù)估瀝青路面疲勞分析的響應(yīng)為瀝青層底面的拉應(yīng)變、無機結(jié)合料層底面的拉應(yīng)力,分別計算平行于行車方向和垂直于行車方向的力學(xué)響應(yīng)量,確定力學(xué)響應(yīng)的關(guān)鍵位置和方向。瀝青層疲勞壽命依據(jù)該層底面的最大拉應(yīng)變以及瀝青混合料的組成和性質(zhì),計算瀝青層的疲勞壽命。(1.3.2)
式中:Nf——瀝青層的疲勞壽命;
ε——瀝青層底面最大拉應(yīng)變(10-6);
S——瀝青混合料參考溫度20℃下的動態(tài)模量(MPa);
VFA——有效瀝青飽和度(%);
hac——瀝青層厚度(mm);
KT1——瀝青層溫度換算系數(shù),按所在地區(qū)和瀝青層厚度參照下表選用;
KR——保證率系數(shù),高速公路0.1528;一級公路0.2328;二級公路0.3060;三級和四級公路0.7523。
溫度修正系數(shù)(瀝青層疲勞)無機結(jié)合料穩(wěn)定層的疲勞壽命
依據(jù)該層底面的最大彎拉應(yīng)力計算確定。
式中:Nf——無機結(jié)合料穩(wěn)定層的疲勞壽命;
σt——無機結(jié)合料穩(wěn)定層底面的最大彎拉應(yīng)力(MPa);
ke——考慮收縮裂縫影響的應(yīng)力增大系數(shù);
k1——考慮裂縫擴展的壽命增大系數(shù);
kT2——溫度換算系數(shù);
kR——保證率系數(shù),高速公路,kR
=1.6278;一級公路,kR
=1.2628;二級公路,kR
=1.0260;三級和四級公路,kR
=0.2466;
a,b——試驗回歸系數(shù),水泥穩(wěn)定類材料,a=12.409,b=12.570;二灰穩(wěn)定類材料,a=11.853,b=13.317.應(yīng)力增大系數(shù)ke材料無側(cè)限抗壓強度(MPa)穩(wěn)定層厚度(mm)200>200<31.10~1.151.20~1.303~121.251.40
壽命增大系數(shù)k1穩(wěn)定層厚度(mm)100150200250300350400k11.001.361.892.633.655.067.03溫度換算系數(shù)kT2瀝青層厚度(mm)黑河大連北京、濟(jì)南、鄭州合肥、上海、杭州、長沙、南寧福州武漢、韶關(guān)、廣州成都騰沖1002.401.552.00~2.052.30~2.402.582.93~3.191.691.352002.701.592.08~2.112.57~2.702.863.26~3.571.761.25
1.4瀝青面層低溫開裂預(yù)估
依據(jù)設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)及磨耗層瀝青勁度模量,計算路面在通車不同年份的低溫及裂縫指數(shù)。
式中:I——裂縫指數(shù),定義為兩個車道100米區(qū)間內(nèi)裂縫條數(shù),貫穿兩個車道的算1條,貫穿1個車道的算1/2條,裂縫小于1個車道的不計入;
S——磨耗層瀝青BBR試驗勁度模量(MPa),試驗溫度為路面低溫設(shè)計溫度提高10℃;
m——路面低溫設(shè)計溫度(℃);
hac——瀝青層厚度(mm);
a——路齡(年);
d——路基類型參數(shù),砂d=5,粉質(zhì)粘土d=3,粘土d=2。
1.5路面永久變形預(yù)估
瀝青層永久變形
依據(jù)各分層瀝青混合料的輪轍試驗參數(shù),計算各瀝青層的永久變形量并進(jìn)行累加。
式中:R——各瀝青層的永久變形量(mm);
T——路面高溫設(shè)計溫度(℃);
P——設(shè)計荷載作用下,各層層頂?shù)膲簯?yīng)力(MPa);
Ns——設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計軸載累計作用次數(shù);
V——各分層施工完成后的空隙率代表值(%);
hi——各分層厚度(mm),各分層厚度不得大于50mm,大于50mm時分為兩層或兩層以上計算;T0、P0、N0、V0、d0、R0——分別為標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下對應(yīng)的試驗溫度、壓強、作用次數(shù)、空隙率、試件厚度、輪轍深度。
粒料層永久變形
粒料層最大主應(yīng)力比不大于容許主應(yīng)力比。計算主應(yīng)力時,瀝青層的動態(tài)壓縮模量按參照溫度20?C時的數(shù)值取用。
式中:——粒料層主應(yīng)力比;
Ns——設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計軸載累計作用次數(shù)。
路基永久變形分析
路基頂面的最大豎向壓應(yīng)變應(yīng)不大于容許壓應(yīng)變值。計算壓應(yīng)變時,瀝青層的動態(tài)壓縮模量參照溫度20?C時的數(shù)值取用。
式中:εz——路基頂面容許壓應(yīng)變(10-6);
kR——保證率系數(shù),高速公路0.545;一級公路0.622;二級公路0.732;三級和四級公路0.928。
1.6交通荷載荷載分級
瀝青路面所承受的交通荷載作用,按設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計車道所承擔(dān)的設(shè)計軸載累計作用次數(shù)分為5個等級。
表1.6交通荷載等級交通荷載等級極重特重重中等輕設(shè)計車道設(shè)計軸載累計作用次數(shù)Ne(×106)>100100~2525~1212~3<3
參數(shù)采集
依據(jù)設(shè)計項目的重要性(公路等級)、工程規(guī)模和投資量的差別,分別按3個層次對交通荷載參數(shù)采集的精細(xì)和可靠程度提出不同要求:1第一層次,采集交通量和實測軸載譜數(shù)據(jù);2第二層次,采集貨車交通量數(shù)據(jù)和本地區(qū)各類貨車軸載譜數(shù)據(jù);3第三層次,采集年平均日交通量和貨車比例數(shù)據(jù)。
1.7路面結(jié)構(gòu)設(shè)計流程采用力學(xué)-經(jīng)驗法建立基于多層彈性體系理論的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計流程。
否是交通初擬路面結(jié)構(gòu)損壞分析疲勞永久變形低溫開裂相應(yīng)損壞標(biāo)準(zhǔn)合適?選定路面結(jié)構(gòu)和材料要求環(huán)境路基路面材料特性2.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計
2.1一般要求積極采用經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證和實踐檢驗的瀝青路面新結(jié)構(gòu)和新材料。結(jié)構(gòu)組合設(shè)計時,應(yīng)注意控制相鄰結(jié)構(gòu)層的剛度比,以減小瀝青面層剪應(yīng)力和結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力。采取技術(shù)措施,增強路面結(jié)構(gòu)層間結(jié)合,提高結(jié)構(gòu)的整體性。包括設(shè)置合適的透層、粘層、下封層,改進(jìn)施工工藝減少層間污染,加強界面處理等。設(shè)計完善的排水、防水體系,避免雨雪水、層間水等在路面結(jié)構(gòu)中滯留。
季節(jié)性冰凍地區(qū)的路面結(jié)構(gòu)總厚度不應(yīng)小于規(guī)定的最小防凍厚度。瀝青路面結(jié)構(gòu)最小防凍厚度(mm)路基干濕類型路基土質(zhì)當(dāng)?shù)刈畲蟊鶅錾疃龋╩m)500~10001010~15001510~2000>2000中濕粘質(zhì)土300~450350~500400~600500~700粉質(zhì)土300~500400~600450~700500~750潮濕粘質(zhì)土350~550450~600500~700550~800粉質(zhì)土400~600500~700600~800650~1000注:凍深小或填方路段,或者防凍層采用隔溫性能良好的材料,可選用低值;凍深大或挖方及地下水位高的路段,或者防凍層選用隔溫性能差的材料,應(yīng)采用高值。
2.2路面結(jié)構(gòu)組合原則貫徹路基路面一體化設(shè)計的理念,確保路基具有足夠的承載能力,路面結(jié)構(gòu)組合與路基狀況相適應(yīng)。不同結(jié)構(gòu)層組合的瀝青路面使用過程中的損壞特點有差異,應(yīng)根據(jù)工程的水文地質(zhì)、氣候、交通、材料特點,結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓こ探?jīng)驗,擬定合適的瀝青路面結(jié)構(gòu)層組合方案。各種結(jié)構(gòu)組合方案的瀝青路面損壞類型路面類型瀝青類基層和粒料類基層無機結(jié)合料類基層面層厚度厚中厚薄厚中厚、薄主要損壞類型永久變形(面層為主)疲勞開裂永久變形(粒料層和路基)永久變形(面層)反射裂縫(面層)次要損壞類型疲勞開裂永久變形-疲勞開裂冰凍地區(qū)低溫縮裂(面層)
粒料類基層選用優(yōu)質(zhì)集料級配碎石或水結(jié)碎石做基層。其底基層可以選用質(zhì)量稍差的級配碎(礫)石或水結(jié)碎石,也可以選用水泥、石灰-粉煤灰(二灰)或石灰穩(wěn)定碎(礫)石或土。粒料類基層瀝青路面結(jié)構(gòu)層組合方案結(jié)構(gòu)類型粒料類基層面層磨耗層密級配瀝青混合料、瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)、開級配瀝青磨耗層、瀝青表面處治聯(lián)結(jié)層密級配瀝青混合料或不設(shè)置(輕交通路面)基層基層級配碎石、填隙碎石底基層級配碎(礫)石、填隙碎石水泥、石灰-粉煤灰或石灰穩(wěn)定碎(礫)石或土防凍層(季凍區(qū))不易凍脹的粒料(細(xì)料含量小于6%~10%的礫類土)路基路床頂面模量要求50MPa、80MPa或
100MPa
瀝青混合料類基層選用熱拌瀝青混合料(包括密級配瀝青混合料和開級配瀝青碎石)或者瀝青貫入碎石。底基層可以選用粒料(級配碎石)、無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料(水泥穩(wěn)定碎石或石灰-粉煤灰穩(wěn)定碎石)或者熱拌瀝青混合料(全厚式瀝青路面)。選用開級配瀝青碎石做排水基層或者反射裂縫減緩層時,其底基層必須滿足不透水的要求。結(jié)構(gòu)類型瀝青結(jié)合料類基層面層磨耗層密級配瀝青混合料、瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)、開級配瀝青磨耗層、瀝青表面處治聯(lián)結(jié)層密級配瀝青混合料基層基層熱拌瀝青混合料熱拌瀝青混合料、瀝青貫入碎石開級配瀝青碎石底基層級配碎石水泥或石灰-粉煤灰穩(wěn)定碎石防凍層(季凍區(qū))不易凍脹的粒料(細(xì)料含量小于6%~10%的礫類土)路基路床頂面模量要求50MPa、80MPa或100MPa瀝青結(jié)合料類基層瀝青路面結(jié)構(gòu)層組合方案
無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層采用水泥穩(wěn)定碎石、石灰-粉煤灰穩(wěn)定碎石等材料;其底基層可以選用粒料,如級配碎(礫)石或水結(jié)碎石等,也可以選用無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料(礫石、未篩分碎石、天然砂礫等)或土,見下表。結(jié)構(gòu)類型無機結(jié)合料類基層面層磨耗層密級配瀝青混合料、瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)、開級配瀝青磨耗層、瀝青表面處治聯(lián)結(jié)層密級配瀝青混合料或不設(shè)置基層基層水泥或石灰-粉煤灰穩(wěn)定碎石底基層水泥、石灰-粉煤灰或石灰穩(wěn)定碎(礫)石或土級配碎(礫)石、填隙碎石防凍層(季凍區(qū))不易凍脹的粒料(細(xì)料含量小于6%~10%的礫類土)路基路床頂面模量要求50MPa、
80MPa或100MPa
無機結(jié)合料類基層瀝青路面結(jié)構(gòu)層組合方案
2.3基層和底基層基層和底基層具有足夠的強度(承載能力)、良好的抗車轍和抗疲勞開裂性能,及耐久性和水穩(wěn)定性(抗剝落、耐沖刷)。依據(jù)交通荷載等級、材料供應(yīng)情況和結(jié)構(gòu)層組合要求,選用基層和底基層的組成材料種類。無機結(jié)合料穩(wěn)定類和瀝青混合料類基層和底基層的厚度及相應(yīng)材料的抗疲勞性能,應(yīng)滿足設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)基層或底基層的疲勞壽命要求。各種基層和底基層的結(jié)構(gòu)層適宜厚度,按所選集料的公稱最大粒徑和壓實效果的要求而定?;鶎踊虻谆鶎拥脑O(shè)計層厚超出相應(yīng)材料的適宜層厚范圍的上限時,需分層鋪設(shè)和壓實。當(dāng)采用重型壓實機械時,經(jīng)過論證,壓實厚度可適當(dāng)放寬。
基層和底基層組成材料種類選用類型材料類型適用場合無機結(jié)合料穩(wěn)定類水泥穩(wěn)定碎石,石灰-粉煤灰穩(wěn)定碎石各交通等級的基層和底基層貧混凝土極重交通、特重交通的基層水泥穩(wěn)定開級配碎石多雨地區(qū)、特重或重交通的排水基層水泥穩(wěn)定未篩分碎石、礫石石灰-粉煤灰穩(wěn)定未篩分碎石、礫石石灰穩(wěn)定未篩分碎石、礫石輕交通的基層各交通等級的底基層水泥土、石灰土、石灰-粉煤灰土輕交通的基層中等交通和輕交通的底基層瀝青混合料類密級配瀝青碎石,半開級配瀝青碎石極重交通、特重交通和重交通的基層開級配瀝青碎石多雨地區(qū)、特重或重交通的排水基層瀝青貫入碎石中等和輕交通的基層粒料類級配碎石(優(yōu)質(zhì)碎石)重交通、中等交通和輕交通的基層級配碎石(未篩分碎石)輕交通的基層各交通等級的底基層級配礫石、級配碎礫石填隙碎石
選用無機結(jié)合料穩(wěn)定類材料做基層或底基層時,應(yīng)控制它與下臥層的相對剛度,勿使其層底出現(xiàn)過大的拉應(yīng)力。并且,其下臥層宜選用細(xì)料含量少的無結(jié)合料類材料,以防止產(chǎn)生唧泥病害。無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層或底基層的上層可選用由半開級配瀝青碎石或開級配瀝青碎石組成的反射裂縫緩解層。同時,必須設(shè)置路面邊緣排水系統(tǒng),將滲入水排引出路基。年降水量大于1000mm的潮濕多雨地區(qū),路基為低透水性細(xì)粒土的高速公路和一級公路,宜在瀝青面層下設(shè)置開級配瀝青碎石排水基層,并設(shè)置路面邊緣排水系統(tǒng),將滲入水排引出路基。排水基層下應(yīng)設(shè)置不透水的結(jié)構(gòu)層次。貧混凝土基層必須設(shè)置橫向縮縫,一次攤鋪寬度大于7.5m時,必須設(shè)置縱向縮縫。
2.4面層磨耗層材料按公路等級、交通荷載等級、使用要求的不同,選擇面層磨耗層的材料類型。密級配瀝青混合料可適用于各種交通等級。極重、特重交通或重交通的磨耗層,可選用SMA。重交通或中等交通的高速公路或者有低噪聲要求的路段,可選用開級配瀝青混合料作為抗滑磨耗層或透水磨耗層。輕交通或中等交通的三級和四級公路,可選用瀝青表面處治作為磨耗層。聯(lián)接層材料面層聯(lián)結(jié)層宜選用密級配瀝青混合料。在極重、特重交通和重載公路上,可以選用SMA。平整度新建高速公路和一級公路的路表平整度應(yīng)滿足國際平整度指數(shù)(IRI)不低于2.0m/km的要求,二級公路應(yīng)滿足國際平整度指數(shù)(IRI)不低于3.5m/km的要求。高速公路、一級公路和二級公路交工驗收時的路表抗滑性能,宜符合橫向力系數(shù)SFC6054,構(gòu)造深度TD0.55mm的要求。
瀝青混合料輪轍試驗蠕變率(次/mm)的要求(不小于)
交通分級(×106軸次數(shù))
距路表深度(mm)溫度分區(qū)I-1、I-2、I-3、I-4II-1II-2、II-3、II-4III-210~1001500(2400)600800600>10060060060060030~1003200(4500)10001500600>1001000(1500)600600600120~1005500320045001500>100250010001500600注:1.按30年最熱月平均日最高氣溫的平均值分為:I(夏炎熱區(qū))->30°C;II(夏熱區(qū))-20~30°C;III(夏涼區(qū))-<20°C;
2.按30年極端最低氣溫分為:1(冬嚴(yán)寒)-<-37°C;2(冬寒)--37~-21.5°C;3(冬冷)--21.5~-9°C;4(冬溫)->-9°C;
3.括號內(nèi)數(shù)值表示??诨蝾愃频貐^(qū)的性能要求。
面層熱拌瀝青混合料的抗車轍性能以輪轍試驗的蠕變率表征,按氣候條件、交通等級和結(jié)構(gòu)層位的不同,應(yīng)分別符合技術(shù)要求。
瀝青混合料的抗疲勞性能應(yīng)滿足設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)瀝青面層的疲勞壽命要求。瀝青面層的厚度依據(jù)公路等級、交通荷載等級、基層類型、氣候條件和當(dāng)?shù)厥褂媒?jīng)驗,經(jīng)技術(shù)論證后選定。瀝青路面面層厚度參考范圍交通荷載等級極重、特重重中等輕面層參考厚度(mm)≥200150~20080~150≤80
密級配瀝青混合料的結(jié)構(gòu)層最小厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2.5~3.0倍。瀝青瑪蹄脂碎石混合料和開級配瀝青混合料的結(jié)構(gòu)層最小厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2.0~2.5倍。
各種磨耗層的結(jié)構(gòu)層適宜厚度,按所選集料的公稱最大粒徑和壓實效果的要求確定。瀝青混合料類型集料公稱最大粒徑(mm)4.759.513.219.0密級配瀝青混合料(細(xì)型)12.5~1925~37.530~62.550~70密級配瀝青混合料(粗型)-30~5037.5~7557.5~75瀝青瑪蹄脂碎石-25~37.537.5~5050~62.5開級配瀝青磨耗層-19~2525~37.5-瀝青表面處治單層式10~15,雙層式15~25,三層式25~30各種瀝青混合料組成的磨耗層的適宜層厚(mm)
各種聯(lián)結(jié)層的結(jié)構(gòu)層適宜厚度,按所選集料的公稱最大粒徑和壓實效果的要求確定。聯(lián)結(jié)層設(shè)計層厚超出相應(yīng)材料的適宜層厚范圍時,需分層鋪設(shè)和壓實。
各種瀝青混合料組成的聯(lián)結(jié)層的適宜層(mm)瀝青混合料類型集料公稱最大粒徑(mm)1925密級配瀝青混合料(細(xì)型)50~7075~100密級配瀝青混合料(粗型)57~7575~150瀝青瑪蹄脂碎石50~62.5-
選用開級配瀝青混合料做抗滑磨耗層或透水磨耗層時,應(yīng)設(shè)置路面邊緣排水系統(tǒng),將滲入水排引出路基。
2.5橋面鋪裝水泥混凝土橋面瀝青鋪裝體系由防水粘結(jié)層、瀝青鋪裝層、防水及排水設(shè)施組成,應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計。橋面混凝土應(yīng)進(jìn)行處理,確保干燥、清潔、平整,處理方式包括人工或機械清掃、噴砂、打毛、精銑刨等,橋面的處理方式應(yīng)與防水粘結(jié)層材料性能相適應(yīng)。高速公路、一級公路的橋面防水粘結(jié)層應(yīng)專門設(shè)計,二級及以下等級公路橋面防水粘結(jié)層可采用與其他路段下封層相同的形式。
防水粘結(jié)層的選擇應(yīng)與公路等級、橋梁類型、工程環(huán)境條件等相適應(yīng)。應(yīng)檢驗防水粘結(jié)層與橋面及瀝青鋪裝間的抗剪強度和拉拔強度。高速公路、一級公路的橋面瀝青鋪裝層的厚度宜為70~100mm,須采用上下兩層,鋪裝下層應(yīng)能與防水粘結(jié)層共同組成防水體系,鋪裝上層厚度不小于30mm,采用密實、抗滑、耐磨耗的瀝青混合料。二級及以下等級公路的橋面瀝青鋪裝層的厚度宜為50~90mm。橋面瀝青鋪裝層方案應(yīng)與其他段落的路面結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào),以便于施工組織。橋頭搭板的面板處理、防水粘結(jié)層及瀝青鋪裝層的材料、結(jié)構(gòu)應(yīng)與橋面一致。
3.材料設(shè)計參數(shù)
3.1氣候因素分區(qū)3.1.1
等效溫度系數(shù)
按地區(qū)、路面結(jié)構(gòu)和設(shè)計指標(biāo)查附表取用。
3.1.2濕度指數(shù)
濕度指標(biāo)(TMI)由干旱指數(shù)Ia(年水不足量與年潛在水蒸散量之比)和濕度指數(shù)Ih(年水徑流量與年潛在水蒸散量之比)兩部分組合確定。式中:Ry——y年的水徑流量(cm);
DFy——y年的水不足量(cm),在DFy項前加入系數(shù)60,是基于水滲入土要易于從土中提取出的假設(shè);
PEy——y年的潛在水蒸散量(cm)。
全國TMI區(qū)劃圖
3.2路面材料和路基土性質(zhì)參數(shù)確定依據(jù)設(shè)計項目的重要性(公路等級)、工程規(guī)模和投資量差別,分別按3個層次提出要求:1第一層次,按標(biāo)準(zhǔn)試驗方法,實測材料和土的性質(zhì)參數(shù);2第二層次,實測材料和土的物性參數(shù),利用經(jīng)驗關(guān)系式確定材料和土的性質(zhì)參數(shù);3第三層次,參照規(guī)范附錄的參考值表,按項目具體情況酌情選用。
瀝青混合料動態(tài)模量試驗和分析等級和標(biāo)準(zhǔn)的選定。瀝青混合料動態(tài)模量試驗與分析等級的選擇混合料特性等級1等級2等級3等級4基于標(biāo)準(zhǔn)試驗的全面分析基于標(biāo)準(zhǔn)試驗的簡化分析基于預(yù)估模型的簡化分析基于推薦值基質(zhì)瀝青常規(guī)級配可選用以提高精度或滿足研究需要可選用以提高精度推薦采用可參考使用基質(zhì)瀝青非常規(guī)級配可選用以提高精度或滿足研究需要推薦采用可酌情參考使用不可采用改性瀝青推薦采用推薦采用不可采用不可采用
青混合料動態(tài)模量試驗與分析分級標(biāo)準(zhǔn)等級1234模量取用基于標(biāo)準(zhǔn)試驗的全面分析基于標(biāo)準(zhǔn)試驗的簡化分析基于預(yù)估模型的簡化分析基于推薦值試驗類型單軸壓縮動態(tài)模量試驗材料性質(zhì)參數(shù)的試驗不做試驗試驗溫度(°C)-10、5、20、35、50或5、20、3520--加載頻率(Hz)25、10、5、1、0.5、0.1或10、5、1、0.110--
3.3材料性質(zhì)參數(shù)值3.3.1土和粒料回彈模量土和粒料物性參數(shù)與回彈模量模型3參數(shù)的經(jīng)驗關(guān)系式:
1.土(3.4.1)
2.級配碎石式中:PI——塑性指數(shù)(%);
w——含水量(%);
γdmax——最大干密度(g/cm3;
CD___壓實度(%);P0.075——
0.075mm篩通過百分率(%);
P5——
5mm篩通過百分率(%);
d6060%——通過百分率對應(yīng)的粒徑(m
(3.4.2)(3.4.3)%
標(biāo)準(zhǔn)條件下粒料層回彈模量參考值范圍。
粒料層回彈模量參考值(MPa)范圍材料分類輕交通中等交通重、特重、極重交通注釋取值范圍代表值取值范圍代表值取值范圍代表值級配碎石250~650450200~500350150~400*300*上基層250~550400200~400300--基層180~300220180~250215180~250210底基層級配礫石200~400300150~300250--基層150~250195150~220190150~200180底基層注:*-當(dāng)超載現(xiàn)象顯著時,取值范圍為200~500,代表值為350;級配偏粗的取高值,級配偏細(xì)的取低值。
路基回彈模量參考值(MPa)范圍材料分類輕交通中等交通重、特重、極重交通取值范圍代表值取值范圍代表值取值范圍代表值G(礫)110~125120115~130125120~135130GF(含細(xì)粒土礫)100~120110105~125115110~130120GM(粉土質(zhì)礫)100~115110105~120110110~125115GC(黏土質(zhì)礫)95~11510595~120105100~120110S(砂)95~11010095~115105100~120110SF(含細(xì)粒土砂)90~1059595~110100100~115105SM(粉土質(zhì)砂)65~857570~908075~9585SC(黏土質(zhì)砂)60~807065~857570~9080ML(低液限粉土)50~706050~756555~8070MLS/MLG(含砂/含礫低液限粉土)60~806565~857070~8575CL(低液限粘土)50~706055~756555~8065CLS/CLG(含砂/含礫低液限粘土)60~806565~807065~8570注:無塑性土,級配偏粗的取高值,級配偏細(xì)的取低值;帶塑性土,塑性指數(shù)大的取高值,塑性指數(shù)(2<PI≤18)的取低值。標(biāo)準(zhǔn)條件下路基回彈模量參考值范圍。
路基回彈模量參考值(MPa)范圍材料分類輕交通中等交通重、特重、極重交通取值范圍代表值取值范圍代表值取值范圍代表值礫類土110~125110105~130115110~135120土質(zhì)礫95~11510595~120105100~125110砂類土90~11010095~1
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