网站地图 | Tags | 热门标准 | 最新标准 | 订阅
您当前的位置:首页 > JTG 3340-2026 公路水泥混凝土路面设计规范 > 下载地址2

JTG 3340-2026 公路水泥混凝土路面设计规范

  • 名  称:JTG 3340-2026 公路水泥混凝土路面设计规范 - 下载地址2
  • 类  别:路桥标准
  • 下载地址:[下载地址2]
  • 提 取 码
  • 浏览次数:3
下载帮助: 发表评论 加入收藏夹 错误报告目录
发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表
新闻评论(共有 0 条评论)

资料介绍

中华人民共和国强制性行业标准 JTG 3340 2026

公路水泥混凝土路面设计规范

2026-06-24 发布 2026-10-01实施

中华人民共和国交通运输部发布

前言

根据《交通运输部关于下达2016年度公路工程行业标准制修订项目计划的通知》 (交公路函〔2016〕234号)的要求,由中交公路规划设计院有限公司承担《公路水泥混凝土路面设计规范》( JTG D40—2011) ( 以下简称“原规范”)的修订工作。

本次修订按继承和发展相结合的原则,充分吸收了近年来水泥混凝土路面的科研成果、工程建设经验,广泛征求了业内有关单位和专家的意见,是对原《公路水泥混凝土路面设计规范》( JTG D40—2011) 的全面修订。经批准后以《公路水泥混凝土路面设计规范》( JTG 3340—2026) ( 以下简称“本规范”)颁布实施。

修订后的规范分8章和3个附录,主要内容包括:1总则、2术语和符号、3设计标准、4结构组合设计、5材料性质要求和设计参数、6接缝设计、7混凝土面层配筋设计、8加铺层结构设计,附录 A 交通荷载分析、附录 B 混凝土板应力分析及厚度计算、附录 C 连续配筋混凝土面层板厚和纵向配筋率验算。

本次修订的主要内容为:

1. 提高了四级公路设计使用年限,增加了连续配筋混凝土面层顶部车辆荷载作用下横向疲劳拉应力设计指标及计算方法,增补了贫混凝土、碾压混凝土强度标准值和面层交工验收的初始横向力系数要求。

2. 强调了粒料层的缓冲协调变形及排水功能设置,修订了路基顶面回弹模量值要求和路基顶面验收弯沉值的计算方法。

3. 增加了按照兰个水平确定路面材料设计参数值的规定,给出了材料参数试验方法与推荐值范围。

4. 优化了传力杆尺寸要求,修订了连续配筋混凝土面层配筋率极重交通荷载等级的推荐值。

5. 增加了板底脱空状况评定的分级标准,细化了加铺改建方案。

6. 改进了荷载应力和荷载疲劳应力、温度应力和温度疲劳应力计算式,增补了全国各公路区划50年一遇的最大温度梯度和疲劳温度梯度的限值及预估公式。

本规范由刘伯莹负责起草第1、2、4章,刘伯莹、谈至明、杨学良负责起草第3 章,张修负责起草第5章,杨学良负责起草第6章,张洪亮负责起草第7章,朱洪洲负责起草第8章,周玉民负责起草附录 A 及附录B 条文说明算例,谈至明负责起草附录 B, 张洪亮负责起草附录 C。

请各有关单位在执行过程中,将发现的问题和意见,函告本规范日常管理组,联系人:杨学良(地址:北京市东城区朝阳门内大街296号,中交公路规划设计院有限公司;邮编:100010;电话:010-57507575),以便下次修订时参考。

主编 单位:中交公路规划设计院有限公司

参编 单位:中国交通建设集团有限公司

同济大学

山西交通科学研究院集团有限公司

重庆交通大学

长安大学

贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司

主编:刘伯莹

主要参编人员:杨学良谈至明

张越峰周细威

主审:王选仓

参与审查人员:于光 李华 田波 梁军 林朱 洪洲 张翛 李连生顾兴宇申俊敏周绪利熊剑平

朱孔法

交通 运输 部

1 总则

1.0.1 为适应交通运输发展的需要,提高水泥混凝土路面的设计质量和使用性能, 保证工程安全可靠、经济合理,制定本规范。

条文说明

《公路水泥混凝土路面设计规范》( JTG D40—2011)发布实施以来,我国水泥混凝土路面建设积累了许多设计和实际使用经验。一方面,国内外在交通荷载作用、环境因素影响、材料、结构、路基以及试验和检测技术等方面取得了不少研究成果,与水泥混凝土路面建设相关的新材料、新装备、新工艺、新技术不断涌现,为提高水泥混凝土路面设计质量奠定了基础。另一方面,随着我国经济社会的快速发展,人们对水泥混凝土路面的使用性能和品质提出了新的更高需求,成为水泥混凝土路面技术进步的内在驱动力。为反映近年来水泥混凝土路面设计的经验积累 √技术进步和更高需求,提高水泥混凝土路面的设计水平、工程质量和使用品质,对原规范进行修订,以适应我国水泥混凝土路面建设不断发展的需要。

1.0.2 本规范适用于各等级新建、改扩建公路及其所属站场、服务设施的水泥混凝土路面设计。

其他应用场合和各类专用公路的水泥混凝土路面新建和改建设计,依据该公路水泥混凝土路面的使用要求和特性,参考使用。

1.0.3 水泥混凝土路面应根据公路等级、路面使用性能要求和所需承担的交通荷载, 结合当地气候、水文、地质、材料、建设和养护条件、工程实践经验及环境保护要求等,通过勘察、试验检测、计算分析、技术经济比选进行设计。

水泥混凝土路面设计需要考虑的因素众多,包括公路等级(工程重要性)、路面使用性能要求(抗疲劳强度、表面抗滑性能、表面平整度、耐久性、降噪、排水等)、所需承担的交通荷载、当地的气候、路基状况、材料与结构等,以及施工条件、养护条

件、工程实践经验和环境保护的要求,需通过材料试验、结构计算、技术经济比选及全寿命周期费用分析,并考虑其他非经济因素后,确定路面合适的结构组合及各层厚度。改扩建公路还需对旧路进行检测评价,结合交通运输的发展需要,确定最佳设计方案。

1.0.4 水泥混凝土路面设计内容应包括结构组合设计、结构层厚度设计、材料组成设计、接缝构造设计、钢筋配置设计及路表功能设计等。

水泥混凝土路面设计内容由以下部分组成:

(1)交通荷载分析——根据项目所在区域交通量数据,划分交通荷载等级。确定设计使用年限内车道设计轴载累计作用次数,参见附录A, 作为结构组合设计与厚度计算的基本依据。

(2)结构组合设计——按使用要求和当地条件,选择行车道和路肩的结构层类型和层次以及各结构层的组成材料类型和厚度,并选择、 布设路面表面和内部排水设施,组合成初步拟定的路面结构。

(3)结构层厚度设计——通过力学计算和损坏预估分析,对初拟路面结构进行验证和修正,使之满足预定的使用性能要求,由此确定各结构层和路面结构所需的设计厚度。

(4)材料组成设计——依据各结构层的功能要求和力学性质要求,选择合适的组成材料,进行混合料组成设计和性质测试。

(5)接缝构造设计兵确定面层板块的平面尺寸,选择和布设接缝的类型和位置, 设计接缝的构造(传荷装置和填封)

(6)钢筋配置设计—确定特殊部位、钢筋混凝土面层或连续配筋混凝土面层的配筋量和钢筋布置。

(7)路表功能设计——确定抗滑、耐磨及降噪要求的路表技术指标。

1.0.5 膨胀土、黄土等特殊性岩土及沙漠、冻土等特殊地区的水泥混凝土路面设计, 除应符合本规范的相关规定外,尚宜结合当地经验,采取相应技术处治措施。

在我国境内,分布有面积不等的膨胀土、黄土、盐渍土和沙漠、季节性冻土等特殊地区,这些地区的水文、地质、气候等具有特殊性。比如膨胀土遇水膨胀,承载力大大下降;黄土具有洞穴、湿陷的特点,遇水塌陷;盐渍土遇水盐分溶解,若渗入混凝土中,容易腐蚀埋设其中的钢筋;沙漠地区干旱缺水、昼夜温差大、多风少雨;多年冻土遇水、热等融冻,路基承载力大大下降。因此,在这些特殊地区设计水泥混凝土路面

时,建议充分考虑其特殊性,切实结合当地成熟经验,采取相应工程措施。

1.0.6 水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可靠度要求,在设计使用年限内承受预期的交通荷载作用,适应所处的自然环境,满足预定的使用性能要求。

1.0.7 水泥混凝土路面设计除应符合本规范的规定外,尚应符合国家和行业现行有关强制性标准的规定。

2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 水泥混凝土路面 cement concrete pavement 以水泥混凝土作面层(配筋或不配筋)的路面。

2.1.2 普通混凝土路面 jointed plain concrete pavement

除接缝区和局部范围外,面层内不配筋的水泥混凝土路面,亦称素混凝土路面。

2.1.3 钢筋混凝土路面 jointed reinforced concrete pavement

面层内配置纵、横向钢筋或钢筋网并设接缝的水泥混凝土路面。

2.1.4 连续配筋混凝土路面 continuously reinforced concrete pavement

面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋,横向不设缩缝的水泥混凝土路面。

2.1.5 钢纤维混凝土路面 steel fiber reinforced concrete pavement 在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。

2.1.6一复合式路面 composite pavement

面层由不同材料类型和力学性质的结构层复合而成的路面。

2.1.7 水泥混凝土预制块路面 precast concrete block pavement 面层由水泥混凝土预制块铺砌成的路面。

2.1.8 贫混凝土 lean concrete

由粗、细级配集料与一定水泥和水拌和而成的一种水泥用量较低的混凝土,也称为经济混凝土(economic concrete)。

2.1.9 碾压混凝土 rolled and compacted concrete 采用碾压成型的干硬性水泥混凝土。

2.1.10 路面设计使用年限 design service life of pavement

在正常的设计、施工、使用和养护条件下,路面不需要结构性维修的预定年限,简称设计使用年限。

2.1.11 安全等级 safety grade

根据路面结构的重要性和破坏可能产生后果的严重程度而划分的设计等级。

2.1.12 可靠度 reliability 年

路面结构在规定时间内和规定条件下完成预定功能的概率。要求设计结构物达到的可靠度称作目标可靠度。

2.1.13 可靠指标 reliability index

度量路面结构可靠度的一种数量指标。要求设计结构物具有的可靠度指标称作目标可靠指标。

2.1.14 可靠度系数 reliability coefficient

为保证所设计的结构具有规定的可靠度,而在极限状态设计表达式中采用的单一综合系数。

2.2 符号

2.2.1 作用及作用效应 N——轴载的作用次数;

P ——轴载;

l—二弯沉值;

σ— 应力 ;

ε——应变。

2.2.2 设计参数和计算系数 C——温度应力系数;

T——温度;

t——时间;

c,——变异系数;

y,——可靠度系数;

p ——配筋率。

2.2.3 几何参数 A——面积;

L ——间距 ;

b——宽度;

d——直径、轮距; h——结构层厚度。

2.2.4 材料性能 D——弯曲刚度; E——弹性模量; f——强度 ;

r——相对刚度半径; α ——线膨胀系数;

v——泊松比。

3 设计标准

3.0.1 各级公路水泥混凝土路面结构的安全等级应根据公路等级选用,各安全等级下路面结构的设计使用年限、目标可靠度与可靠指标应不低于表3.0.1的规定。

表3 .0 . 1 可靠度设计标准

《公路工程结构可靠性设计统一标准》( JTG 2120—2020)规定的公路工程结构的设计安全等级为三个等级,根据结构破坏可能产生的后果的严重程度划分,一级为破坏后果很严重、二级为严重、三级为不严重。路面工程的安全等级仅考虑高速、一级和二级公路的路面,相应的安全等级要求规定为一级、二级和三级。为使本规范适用范围内的路面都能应用可靠度设计统一标准,本规范对《公路工程结构可靠性设计统一标准》 (JTG 2120—2020)的规定作了调整,将一级公路路面的安全等级提升为一级,二级公路路面的安全等级提升为二级,三级和四级公路路面的安全等级列为三级,并相应地调整了路面结构的目标可靠指标和目标可靠度。

考虑到公路的地位和功能,二级及二级以下公路根据结构破坏可能产生的很严重后果,如具有政治、经济、国防或抢险救灾等重要作用,或其结构损坏危及人的生命、造成经济损失、对社会和环境产生影响等,可以提高一级设计安全等级。

此次修订三级公路的设计使用年限保持不变,依然为15年,根据调研成果,考虑到四级公路在低等级农村公路中的实际使用寿命及功能要求,将其设计使用年限提高到与三级公路一致。

目标可靠度是所设计路面结构所具有的可靠度水平。它的选取是一个工程经济问题:目标可靠度定得较高,则所设计的路面结构较厚,初期修建费用较高,但使用期间的养护费用和车辆运行费用较低;目标可靠度定得较低,初期修建费用可以降低,但养护费用和车辆运行费用需提高。通常采用“校准法”来确定目标可靠度。“校准法”是对按

现行设计规范或设计方法设计的已有路面进行隐含可靠度的分析,参照隐含可靠度制定目标可靠度,则所设计的路面结构接纳了以往的工程设计和使用经验,包含了与原有设计方法相等的可接受性和经济合理性。本规范的目标可靠度,是在分析了30余条已建公路混凝土路面的隐含可靠度,并结合国外的分析数据和沥青路面的隐含可靠度后制定的。

3.0.2 路面的材料性能和结构尺寸参数的变异水平可分为低、中和高三级,相应的变异系数应符合表3.0.2的规定。安全等级为一级时的变异水平等级宜为低级,安全等级为二级时的变异水平等级应不大于中级。

表3.0.2变异系数c、的范围

材料性能和结构尺寸参数的变异水平等级,按施工技术施工质量控制和管理水平分为低、中、高三级。由滑模或轨道式机械化施工,并严格按规范和操作规程等进行施工质量控制和管理的工程,选用低变异水平等级;由滑模机械化施工,但施工质量控制和管理水平较弱的工程,或者采用小型机具施工,而施工质量控制严格和管理规范的工程,选用中低变异水平等级;采用小型机具施工,施工质量控制和管理水平较弱的工

程,选用高变异水平等级。

各变异水平等级主要设计参数的变异系数变化范围,系依据代表性路段上采集的实际数据,经统计分析整理后提出的。这些路段的技术等级包括高速、 一级和二级公路, 施工方法包括机械化和小型机具,因而所提出的变化范围大体上代表我国公路混凝土路面施工技术及质量控制和管理的已有(可达到)水平。

按选定的变异等级进行设计,设计文件需提示施工时采取相应的质量控制和管理措施,以保证主要设计参数的变异系数符合表3.0.2中相应等级的规定。

3.0.3 水泥混凝土路面结构宜采用弹性地基板理论分析,根据路面结构组合和路基状况,简化为弹性地基单层板或双层板模型进行荷载应力和温度应力分析计算。

路面结构分析有多层弹性层状体系理论、弹性地基板理论和弹性地基上固体理论等。对水泥混凝土路面而言,多层弹性层状体系理论仅适用于板中受荷的情形,板边、 板角受荷时不适用;弹性地基上固体理论较为符合实际,但难于获得解析解,需要

采用有限元法、边界元法等数值方法求解。考虑到混凝土面层为有限尺寸的板块,其刚度(弹性模量)远大于面层下的结构层刚度,故而水泥混凝土路面结构分析推荐采用弹性地基板(薄板、中厚板)理论。

3.0.4 水泥混凝土路面结构设计应以面层板在设计使用年限内,在行车荷载和温度梯度综合作用下,不产生疲劳断裂作为设计标准;并以最重轴载和最大温度梯度综合作用下,不产生极限断裂作为验算标准。其极限状态表达式可分别采用式(3.0.4-1)和式(3.0.4-2)。

y₁(σc.pr+σc.t)≤fer

y₁(σc.p max+0c.1 max)≤f.r

式中: σa.p—— 面层板在临界荷位处产生的车辆荷载疲劳应力(MPa), 计算方法见本规范附录 B;

σc—— 面层板在临界荷位处产生的温度疲劳应力( MPa), 计算方法见本规范附录 B;

σc.p.max—— 最重轴载在临界荷位处产生的最大荷载应力 (MPa), 计算方法见本规范附录B;

oc tmax——所在地区最大温度梯度在临界荷位处产生的最大温度翘曲应力( MPa), 计算方法见本规范附录B;

fe.——水泥混凝土弯拉强度标准值( MPa);

Y,——可靠度系数,按式(3.0.4-3)计算;

X=1+ψy+ψ₂ (3.0.4-3)

ψ——材料与结构参数变异水平影响系数,按表3.0.4取值;

ψ₂去材料参数确定水平的影响系数,水平一取0,水平二取0.05,水平三取0.10。

表3.0.4 材料与结构参数变异水平影响系数

按本规范设计的路面结构可以在设计使用年限内经受住行车荷载(以设计轴载表征)和温度梯度的综合疲劳作用。但轴载谱中存在一些特重轴载,在最重轴载和最大温

度梯度的综合作用下,有可能产生超出混凝土弯拉强度的极限断裂破坏。极限断裂破坏的验算作为一项验核标准,便是为了控制少数超重轴载对面层板的断裂破坏作用。

本次规范修订水泥混凝土路面结构可靠度系数γ时有所调整,其内涵从原规范考虑结构重要性和施工变异性两个因素,扩展至计入路面材料参数确定水平的影响。

对于允许带裂缝工作的钢纤维混凝土路面,在控制最重轴载与最大温度梯度综合作用下不产生极限断裂时,式(3.0.4-2)中的水泥混凝土弯拉强度标准值f., 改为(1+ R.300)f:, 其中,f:、R.30 分别为钢纤维混凝土初裂强度、裂后弯曲韧性比。

3.0.5 贫混凝土或碾压混凝土基层应以设计使用年限内行车荷载不产生疲劳断裂作为设计标准。其极限状态设计表达式可采用式(3.0.5)。

Y,σb.pr≤fh.r (3.0.5)

式中:on.p——基层内产生的行车荷载疲劳应力( MPa), 计算方法见本规范附录B;

f—— 基层材料的弯拉强度标准值( MPa), 按表3.0.9取值。

贫混凝土或碾压混凝土基层弯曲刚度较大,会产生较大的层底拉应力,需要进行应力分析,以确定合适的层厚或所需的强度。在与混凝土面层组合成分离式双层板进行结构分析时,因基层经受的温度梯度较小,相应的温度翘曲应力可以忽略不计,因此,极限状态设计表达式中删除了温度梯度疲劳应力部分。

3.0.6 连续配筋混凝土应以纵向钢筋处的横向裂缝缝隙宽度和设计使用年限内横向裂缝密集区不产生行车荷载纵向疲劳断裂作为验算标准。其极限状态表达式可采用式(3.0.6)。

式中:b;— 纵向钢筋埋置深度处的横向裂缝缝隙平均宽度(mm), 计算方法见本规范附录C;

σa.p ——混凝土面层顶部车辆荷载产生的疲劳拉应力( MPa), 计算方法见本规范附录C。

连续配筋混凝土面层的纵向钢筋配筋率设计,主要考虑横向裂缝密集区在行车荷载作用下不产生纵向疲劳断裂,同时兼顾对裂缝缝隙宽度的控制。当横向裂缝密集区发生纵向疲劳断裂时,即形成冲断。冲断指由两个间距很小(一般小于0.6m) 的横向裂缝、 短的纵向裂缝和路面边缘(或纵向接缝)所围成的区域及出现剥落、破碎等严重病害的

Y 形裂缝。本次规范修订单独列出了连续配筋混凝土路面设计的两个准则,适用于连续配筋混凝土面层或复合式路面的连续配筋混凝土下面层。

冲断是连续配筋混凝土最主要的破坏形式,严重影响路面的平整度和使用寿命。连续配筋混凝土在使用前期,由于混凝土的干缩和温缩所产生的细微横向裂缝并不会降低路面的服务水平。随着连续配筋混凝土使用年限的增加,在车辆荷载以及环境因素的作用下,横向裂缝数量增多、间距变小,裂缝缝隙宽度增大,裂缝处的传荷系数降低,甚至会出现板底脱空现象,进而造成板顶的横向拉应力增大。在车辆荷载的反复作用下, 混凝土的弯拉疲劳强度降低。当板顶的横向拉应力大于板的弯拉疲劳强度时,会出现垂直于横向裂缝的疲劳开裂,并向对向的横向裂缝延展而形成纵向裂缝,标志着冲断的产生。增加配筋量,可以减小裂缝缝隙宽度,提高裂缝处的传荷能力,进而减少冲断。

原规范试图通过控制横向裂缝缝隙宽度、横向裂缝间距、横向裂缝处钢筋所承受的拉应力来控制冲断。但国内外调查表明,冲断一般出现在裂缝间距较小的位置,大约 90%的冲断出现在密集的横向裂缝区域,即横向裂缝间距为0.3~0.6m 时。冲断与平均裂缝间距之间没有明显的相关性,故舍弃原规范的设计指标。

在密集的横向裂缝之间形成纵向裂缝,是冲断形成的必要条件。本规范假设横向裂缝间距为0.3m, 计算连续配筋混凝土顶部的最大横向拉应力,控制其在路面设计使用年限内小于混凝土的弯拉疲劳强度,这样可以有效预防纵向裂缝的产生。当两个横向裂缝间距较大、裂缝缝隙宽度较大时,裂缝处传荷系数降低,裂缝处出现剥落,也可能会产生冲断。因此,将平均裂缝间距对应的裂缝缝隙宽度也作为一项设计指标。

3.0.7 按疲劳断裂设计标准进行结构分析时,宜取100kN 单轴-双轮组荷载作为设计轴载,对于极重交通荷载等级的水泥混凝土路面,可选用货车中主导车型的轴载作为设计轴载。各级轴载作用次数N 按式(3.0.7)换算为设计轴载的作用次数N。

式中:P— 第 i 级轴载重( kN), 多联轴按每根轴重独立计算;

P ₅——设计轴载重(kN);

n——各种轴型的轴载级位数;

N——i 级轴载的作用次数;

N₅——设计轴载的作用次数。

轴载换算公式[式(3.0.7)]是以疲劳损伤等效原则推导出的。由于水泥混凝土路面的疲劳损伤量对轴重很敏感,为减小轴载换算带来的误差,对于一些行驶特重轴载车辆或特种车辆的公路,建议选取货车中主导车型的轴载作为设计轴载。

多联轴驶过混凝土面层板时,临界荷位处会产生多次应力峰值,相邻轴引起负弯

矩,应力峰值要比单轴作用时降低7%~17%。 根据轴载调查发现,多联轴各根轴之间的轴重差异较大。双联轴的前轴重与平均轴重之比平均为1.03;三联轴的前轴重与平均轴重之比平均为1.05。综合这两方面因素,为了简化计算,对多联轴的轴载换算作偏保守的处理,忽略邻轴的影响(应力降低作用),双联轴按2次单轴计,三联轴按3次单轴计,从而避免考虑多联轴的轴重不均匀问题,并可以直接利用称重站的轴载数据。

3.0.8 水泥混凝土路面设计车道在设计使用年限内所承受的设计轴载累计作用次数应按本规范附录 A 进行调查和分析,按设计使用年限内设计车道临界荷位处所承受的100kN单轴-双轮组荷载累计作用次数分为5级,交通荷载等级应按表3.0.8 确定。

表3.0.8 交通荷载分级

选用货车中主导车型的轴载作为设计轴载时,交通荷载等级仍按100kN 单轴-双轮组荷载累计作用次数确定。

3.0.9 水泥混凝土、钢纤维混凝土、贫混凝土、碾压混凝土的设计强度应采用28d 龄期的弯拉强度,其标准值应不低于表3.0.9的规定值。

表3.0.9水泥混凝土、钢纤维混凝土、贫混凝土、碾压混凝土的弯拉强度标准值(MPa)

本次修订增补贫混凝土、碾压混凝土28d 龄期的弯拉强度标准值,用于贫混凝土、 碾压混凝土作为基层时疲劳开裂破坏的控制。当碾压混凝土用作低等级公路的面层时, 其弯拉强度标准值建议不低于3.5MPa。

3.0.10 在季节性冻土地区,路面结构层的总厚度应不小于表3.0.10规定的最小防冻厚度。若路面结构层总厚度小于最小防冻厚度,应增设防冻层,使其满足最小防冻厚度的要求。

表3.0.10 最小防冻厚度( m)

注:1.当地最大冰冻深度,通过收集当地气象站不少于10年的年最大冻深数据,按最大值采用。

2. 冻胀土I—— 细粒土质砾(GM、GC), 除极细粉土质砂外的细粒土质砂(SMSC), 塑性指数小于12的黏质土(CL、CH)。

3. 冻胀土Ⅱ——粉质土(ML、MH), 极细粉土质砂(SM), 塑性指数大于12小于22的黏质土(CL)。

4. 冻深小或填方路段,或者防冻层采用隔温性能良好的材料,可采用低值;冻深大或挖方及地下水位高的路段,或者防冻层采用隔温性能稍差的材料,应采用高值。

5. 冻深小于0.50m 的地区,可不考虑结构层防冻厚度。

路基干湿类型划分,参见现行《公路路基设计规范》(JTG D30)。对于季节性冻土地区,路面冻胀病害时有发生,原因在于冬季气温下降,路基上层土体开始冻结,路基下部土体温度仍然较高,水分在土体内由温度较高处向温度较低处移动,使得路基上层土体水分增多并随温度降低冻结成冰,形成冰透镜体,体积膨胀致使路面发生胀起病害。 《公路路基设计规范》( JTG D30—2015)对中冻区和重冻区路基填料进行了规定,提出了季节冻土地区路基容许总冻胀量要求。由于季节性冻土地区冰冻线深度差异较大,当道路多年最大冻深较大时,路基总冻胀量可能超出限值要求,特别是对于低等级公路。此时除改善路基土防冻性能外,需要求路面结构层厚度满足最小防冻厚度的要求。季节性冰冻地区的干燥路基,由于路基工作区处于地下水毛细润湿面之上,因而可以不必考虑路面结构层最小防冻厚度要求。

当地最大冰冻深度与气象观测标准术语一致,数据可以直接从当地气象站获取,避免了通过当地标准冻深再考虑路基路面材料热物性、路基湿度、路基断面形式求取道路多年最大冻深。

表3.0.10的最小防冻厚度是根据防止冻胀病害发生确定的,在春季升温较快的地区,此最小防冻厚度对防止春融病害可能是不足的。因此,在春融多发地区建议根据当地经验适当增加防冻层的厚度。

3.0.11 路面表面的抗滑性能应满足行车安全要求,交工验收的初始构造深度及横向力系数应符合表3.0.11的规定。

表3 .0 . 11 公路混凝土面层抗滑性能要求

注:高速和一级公路特殊路段包括立交匝道、平交口、弯道、变速车道、组合坡度不小于3%坡度段、桥面、隧道路面及收费站广场等处;其他公路特殊路段包括超高路段、组合坡度大于或等于4%坡度段、交叉口路段、桥面及其上下坡段、隧道路面及集镇附近路段等处。

水泥混凝土路表可以采用拉毛、拉槽、压槽或刻槽等方法筑作表面构造,确保交工验收时表面抗滑性能指标满足要求。刻槽、拉槽等仅是提高宏观构造深度的措施,对于微观构造深度,更强调水泥混凝土路面在施工养生后未刻槽前的抗滑性能,为此需注重上层混凝土材料的选用,本次修订增补了交工验收时初始横向力系数的要求。

对于特长隧道水泥混凝土路面抗滑性能下降较快的问题,除做好材料的选择、严格要求施工及养生外,近年也有尝试露石混凝土的工程应用,相关要求见本规范第

4.4.7条。

3.0.12 路基顶面回弹模量应符合表3.0.12的规定。

表3.0.12 路基顶面回弹模量最小值

本次修订明确了以平衡湿度状态下路基顶面动态回弹模量E₀为设计参数。根据路基设计规范推荐的标准状态下各类路基土动态回弹模量M 参考值,考虑湿度及干湿循环或冻融循环调整系数,并经过结构组合验算核定后,确定表3.0.12的回弹模量分级要求。调整后的模量分级要求与《公路沥青路面设计规范》( JTG D50—2017)一致。

4 结构组合设计

4.1 一般规定

4.1.1 水泥混凝土路面应依据公路等级、交通荷载、路基条件、当地温度和湿度状况、材料来源、使用性能要求,并结合地方经验进行结构组合设计。

路面结构是由多个层次组成的复合结构,各个结构层由不同类型和性质的材料组成。结构设计首先要选择层次、各层的类型和材料性质以及各层的厚度,组合成预期能满足使用性能要求的路面结构。选择和组合时主要考虑:

(1)公路等级和交通荷载——公路等级高或交通荷载等级高的路面结构需选用较多的结构层次及较强和较厚的结构层;反之,低等级公路或轻交通荷载的路面结构可以选用较少的结构层次及较弱和较薄的结构层。

(2)路基条件——对于较弱的路基,首先采取改善路基的措施,在满足规定的最低支承要求后再考虑路面结构;对于较强的路基,可以相应减少路面结构层的强度或厚度。

(3)当地温度和湿度状况——在季节性冻土地区,需考虑防冻层最小厚度的要求; 在多雨潮湿地区,需考虑采用路面结构内部排水措施等。

(4)材料来源结构层材料首选当地适宜的材料,避免超远距离大规模外运。对于改扩建项目,破除的旧路面尽可能再生利用,减少废弃。

(5)使用性能要求——水泥混凝土路面的使用性能要求包含结构性要求和功能性要求两个方面。混凝土路面结构设计,主要考虑满足结构性使用性能方面的要求,同时通过采用结构性措施(如接缝设置传力杆等)兼顾对平整度的要求。结构性要求主要体现为对结构承载能力和结构完好程度(损坏)的要求,而水泥混凝土路面的结构损坏主要有混凝土板块断裂和接缝错台两类。

(6)地方经验——包括了路基建造、结构层组合、材料选择、施工工艺等从设计到施工及管养各方面已有的使用经验,进行路面结构设计前需进行充分地调研。

4.1.2 路面结构可由面层、基层、底基层及必要的功能层组合而成,各结构层应满足相应的结构性能和功能要求。

水泥路面结构由面层(板)、基层(上基层、下基层)、底基层和必要的功能层组合而成,功能层包括沥青夹层、防冻层、排水层等。各个结构层可以由不同类型和性质的材料组成,各具不同的力学特性。路面结构对各个结构层次有不同的结构性能和功能要求,为各个结构层所选择的组成材料需满足相应层位的要求。

本次修订保持与《公路沥青路面设计规范》( JTG D50—2017)一致,取消了垫层的概念,相应的层位按功能区分,统一归入功能层。为提高路床性能而在路床厚度范围内所做的各种措施,如采用低剂量无机结合料改良等,仍属于路基范畴。

4.1.3 结构组合应充分考虑各结构层之间的相互作用、层间结合条件和要求,保证结构组合的协调与平衡。

选择和组合结构层时,需考虑结构层上下层次的相互作用以及层间结合条件和要求,如:

(1)上下层的刚度(模量)比,是否会引起上层底面产生过大的拉应力,是否会使混凝土面层产生过大的温度和湿度翘曲应力

(2)无结合料的上层和其下层的集料粒径和级配,是否会引起水或细粒土的渗漏。

(3)下面层次的透水性,是否会引起渗入水的积滞和下层表面的冲刷。

(4)层次间采取结合或隔离措施,对层内应力状况的不同影响以及对缩缝的及早开裂和缝隙张开宽度的影响等等。

路面结构是个多层体系,整个结构的性能和寿命受制于系统内最薄弱的环节(层次)。因而,在考虑并合理处理上下层次的相互作用的同时,还需要顾及整个路面结构体系中各组成部分(层)性能的协调,以能提供平衡的路面结构组合。

4.1.4结构组合应充分考虑地表水的渗入和冲刷作用,采取封堵和疏排措施,减少地表水入渗,/防止渗入水积滞在路面结构内。

路表水会沿面层板的接缝和裂缝渗入路面结构内,造成冲刷、唧泥、错台和板块断裂等损坏。除了采取路表排水、接缝填封或设置沥青类封层等措施以减少水的渗入外, 组合设计时,还需考虑采取各种疏导和排除措施,防止渗入水积滞在路面结构内,如:

(1)路肩结构建议含透水性层次,以便横向排除路面结构内的渗入水。

(2)设置内部排水系统,如排水基层排水系统或路面边缘排水系统等。

(3)为减少面层底面脱空区内的积滞水对基层顶面的冲刷,建议选用抗冲刷能力强的材料做基层。

4.1.5 路面结构计算分析应按本规范附录B 进行。

4.2 路基

4.2.1 路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承,应符合现行《公路路基设计规范》(JTG D30)的有关规定。

通过混凝土路面结构传到路床顶面的荷载应力很小,因而,对路基承载能力的要求并不高。但路基出现不均匀变形时,混凝土面层与下卧层之间会出现局部脱空,面层应力会由此增加而导致面层板的断裂。因此,对路基的基本要求是提供均匀的支承,即路基在环境和荷载作用下产生的不均匀变形要小。大量的调研表明水泥混凝土路面早期损坏或运营过程中的损坏基本由路基的不均匀沉降引起,特别是在软土、湿陷性黄土路段、高填方路段、细粒土填筑的路段。路基不均匀变形的主要来源为:

(1)膨胀性土(包括高液限细粒土)的不均匀收缩和膨胀变形。

(2)软弱地基的不均匀沉降。

(3)填挖交替或新老填土交替。

(4)季节性冻土地区的不均匀冻胀。

(5)排水不良的土质路堑、受水易于软化的软质岩路堑。

(6)填料和填筑方式所导致的不均质。

(7)填土因压实不足或不均匀而产生的压密变形,受湿度变化影响而产生的膨胀和收缩变形。

(8)路表渗入水积滞在路面结构内,或者地表排水不畅,浸湿路基。

为控制路基的不均匀变形,建议在地基、填料、压实和排水等方面采取相应的措施。

4.2.2 路床填料应满足相应CBR 强度及粒径等要求,对软土、湿陷性黄土、高填方等路段的路床宜选择耐风化、受水不易软化的粗粒土或稳定土。

为增加路基稳定性,协调路面板与路基变形,减少不均匀沉降带来的基层脱空、面板纵向裂缝等病害,上述路段的路床材料性能需加强。受水易于软化、崩解的泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、页岩等不建议用作路床填料。

4.2.3 新建道路路基宜采用落锤式弯沉仪进行验收,落锤式弯沉仪荷载为50kN, 荷载盘半径应为150mm, 路段内实测路基顶面弯沉代表值 l₀ 应符合式(4.2.3-1)的要求, 并按式(4.2.3-2)计算。路基顶面验收弯沉值l 应按式(4.2.3-3)进行计算。

l₀ ≤l g (4.2.3-1)

l₀=l+β·s (4.2.3-2)

式中:l₀、L₀—— 路段内实测路基顶面弯沉代表值、平均值(0.01mm);

s——路段内实测路基顶面弯沉标准差(0.01mm);

β——目标可靠指标,根据公路等级按表3.0.1取值;

E。——交工验收状态下路基顶面回弹模量( MPa), 可按标准状态下的路基回弹模量值 M 取用;

p—— 落锤式弯沉仪承载板施加荷载( MPa);

r——落锤式弯沉仪承载板半径(mm),r=150mm;

K₁——季节影响系数,根据当地经验确定。当缺少经验时,可按1.1~1.3 选用。

路基是路面结构的基础。路面结构施工前需对路基进行验收,确保达到路面结构所要求的支承条件。新建路基顶面采用落锤式弯沉仪( FWD) 进行验收,其量测的弯沉值意义和计算与本规范动态参数体系是一致的。对已建成的路基进行现场检测表明,路面中心区域下路基湿度的变化在建成后2~5年内才将逐渐趋于稳定的“波动”范围,即达到平衡湿度状况,因此交工验收弯沉值的计算不能使用平衡湿度状态下的模量E₀ ( 通常还未达到),而需使用交工验收状态下的模量E%, 或使用路基在最佳含水量条件下压实

成型的模量,这个模量与标准试验下试件的模量相近,可以按Mg取用,即0

弯沉检测受检测时短时期内的路基土状态影响很大,即使已达到所谓的“平衡湿度”,其在短时间内也是波动的。为保证平衡湿度下的回弹模量满足设计要求,检测需在最不利季节进行,但实际检测通常在良好状态,因此实测路基顶面弯沉值需考虑季节

修正, 按各地经验,K₁一般为1.1~1.3。

路基填料在平衡湿度状态下的模量 E。与标准状态下模量M 的关系为: E₀= K,KMR, 根据《公路路基设计规范》( JTG D30—2015)3.2.5 条,K, 为路基回弹模量湿度调整系数,Kn 为干湿循环或冻融循环条件下路基模量折减系数,因此路基顶面验收

弯沉值可以写为: 公式适用于路基填料为未处治材料的情况,对采用粒料或无机结合料处治材料改善层的路基,根据路基分层情况采用弹性层状体系理论分析路基顶面竖向位移,并结合当地工程经验确定路基顶面验收弯沉值。

《公路沥青路面设计规范》( JTG D50—2017)明确提出路基顶面采用落锤式弯沉仪 (FWD) 进行检测、验收,经过几年的使用,各地普遍反馈根据其式( B.7.1) 计算的验收弯沉值偏大,往往不能很好地起到控制路基填筑质量的作用。本次修订从标准状态、 平衡湿度状态下路基模量的本义出发,对式(B.7.1) 进行了调整。根据以往贝克曼梁与落锤式弯沉仪( FWD) 现场对比检测的研究成果,以及室内试槽、室外试验路段的检测数据,按本规范式(4.2.3-3)计算的验收弯沉值与路基实际检测弯沉值相当,能够较好地区分路基填料和压实质量。

4.2.4 路基顶面回弹模量值不满足第3.0.12条要求时,宜通过改变填料或通过掺加适量的石灰、水泥等结合料进行改善。当路基工作区底面接近或低于地下水位时,宜采取更换填料、设置渗沟等措施。

路基工作区根据交通荷载等级,按路床顶面下80cm 或120cm 确定。地下水位高而标高受限制不能提高路基时,需采取相应的措施,提高填料的水稳定性;而在工作区接近地下水位或部分进入地下水位,路基处于过湿状态时,需采用降低地下水位的措施。

4.2.5 季节性冻土地区的中湿、潮湿类路基,冰冻线深度范围内宜采用碎石、砂砾、 中粗砂等抗冻性好的粗粒料。

路基土冻胀与作方面因素有关:路基土的冻胀性、冰冻线深度和离地下水位的距离。冰冻线深度范围内可以容许有部分冻胀类别为冻胀或强冻胀的填料,但这部分土层所产生的不均匀冻胀不能使路表面的不平整度超出容许值。冰冻线深度范围内即使采用砂砾料等粗粒料也不能完全避免冻结,但这些粗粒料的透水性能好,能够迅速排除春融时期的融化水,在含水率较高的条件下仍能保持较高的强度,从而保障路基强度不致下降较多。

4.2.6 水文地质条件不良的土质路堑、炭质岩及粉砂质泥岩等遇水易软化的软质岩路堑,应采取地下截、排水措施。

4.2.7 填挖交界或新老路基结合路段,应采取防止差异沉降的技术措施。

4.2.8 石质挖方或填石路床顶面应铺设整平层。整平层可采用碎石、低剂量无机结合料稳定粒料、贫混凝土等材料,其厚度可根据路床顶面平整程度确定,最小厚度应不小于150mm。

4.3 基层和底基层

4.3.1 基层和底基层应具有足够的强度、抗冲刷能力和适当的刚度。

对水泥混凝土面层下基层的首要要求是抗冲刷能力。不耐冲刷的基层表面,在渗入水和荷载的共同作用下,会产生冲刷、唧泥、板底脱空和错台等病害,加速和加剧面层板的断裂。

提高基层的刚度,有利于改善接缝的传荷能力,但只能在基层未受冲刷的前提下才能得到保证。此外,提高基层刚度虽然可以增加路面结构的弯曲刚度,降低面层板的荷载应力,但也会增加面层板的温度翘曲变形(增加板底脱空区范围)和翘曲应力,对路面结构产生不利影响,并不一定能减薄面层厚度。

4.3.2 基层和底基层的材料可依据交通荷载等级、结构组合要求和材料供应,分别参照表4.3.2-1和表4.3.2-2选用。

表4.3.2-1基层材料类型

表4.3.2-2 底基层材料类型

基层和底基层可以按组成材料分为混凝土类(贫混凝土、碾压混凝土)、无机结合

料稳定类(水泥稳定级配碎石、水泥稳定砂和石灰粉煤灰稳定级配碎石等)、沥青混合料类(沥青混凝土、沥青碎石等)和粒料类(级配碎石、级配砾石、未筛分碎石等)四大类型。

基层的受冲刷程度与水的渗入、交通荷载作用和基层材料的抗冲刷能力有关。各类基层具有不同的抗冲刷能力,取决于基层材料中结合料的性质和含量以及细料(小于 0.075mm)的含量。对于基层的抗冲刷能力,目前尚未有标准的试验方法和定量评定指标。 一些试验研究结果表明,较耐冲刷的是贫混凝土(水泥剂量7%或8%)和沥青混凝土(沥青含量6%)基层,其次是水泥稳定级配碎石(水泥剂量5%)基层,再次是低剂量水泥稳定级配碎石(水泥剂量3.5%)和沥青稳定碎石(沥青含量3%)基层,较易冲刷的是石灰粉煤灰稳定碎石和级配碎石基层,各种稳定土、未筛分碎砾石、细粒土等均不耐冲刷。按照所承受的交通荷载等级和基层的抗冲刷能力,表4.3.2-1提出了各类基层的适用场合。

表4.3.2-2针对不同的交通荷载等级分别提出了适宜选用的底基层类型。通常情况下,底基层建议采用粒料类材料。采用无机结合料稳定碎石类底基层时,有可能因底基层与路床的模量比大而产生过大的拉应力,并为其收缩裂缝提供了水分下渗的通路及产生冲刷和唧泥的条件,此时无机结合料稳定碎石类底基层与路基之间宜加设一层粒料层。

4.3.3 承受中等及以上交通荷载的路面,基层下应设置底基层。承受轻交通荷载时, 可不设底基层。

为增加路面结构的弯曲刚度,降低面层的荷载应力,承受中等及以上交通荷载时, 往往选用刚度较大的基层。这时,为了缓解由于基层与路床的刚度比过大而产生的问题,在基层下需设置底基层。而对于承受轻交通荷载的路面,面层和基层通常能提供足够的弯曲刚度,因而可以不设底基层。

4.3.4 多雨地区,路基由低透水性细粒土组成的高速公路、 一级公路或者承受极重或特重交通荷载的二级公路,宜设置开级配沥青或水泥稳定碎石排水基层。排水基层下应设置不透水底基层,其顶面宜铺设沥青类封层或防水土工织物。

多雨地区(年平均降水量1000mm 以上),通过接缝或裂缝渗入混凝土路面内的水量较大。在混凝土路面结构内设置排水基层排水系统或纵向边缘排水系统以排出渗入水,可减少渗入水对基层的冲刷作用,从而降低唧泥、错台和板底脱空等病害出现的可能性和程度。

为防止排水基层内的水分下渗,在排水基层下需设置透水性小的底基层,如选用密

级配粒料或水泥稳定碎石,或在底基层上铺设沥青类封层或不透水的土工织物。

4.3.5 各种基层和底基层的结构层适宜压实厚度,可参考表4.3.5并应按所选集料的公称最大粒径及压实设备确定;基层或底基层的设计层厚大于相应材料的适宜压实厚度上限时,宜分层铺设和压实。

表4.3.5基层和底基层适宜施工层厚参考范围

各类基层和底基层的厚度范围,依据结构层成型、施工方便(单层摊铺碾压)或排水要求等因素选择。增加基层或底基层的厚度,对于降低面层的应力或者减薄面层的厚度影响不大。因而,混凝土面层下的基层或底基层不必很厚。按设计轴载数和路床的强弱程度选定基层和底基层的厚度,如果设计厚度超出适宜厚度,可以按所提供的施工机具、施工条件决定是否需要采用分层铺筑和压实。

4.3.6 贫混凝土或碾压混凝土基层厚度应满足本规范第3.0.5条的要求。应设置横向接缝,可根据需求设置纵向接缝。

贫混凝土或碾压混凝土基层与底基层的刚度可能比较大,有可能产生较大的层底拉应力,因此需要根据式(3.0.5)通过厚度调整来控制其疲劳开裂。贫混凝土或碾压混凝土的弯拉强度也是控制疲劳开裂的重要因素,这类基层不建议采用过大的强度值,致使基层与底基层的模量比仍处于高位,层底拉应力和相应的疲劳开裂得不到缓解。

碾压混凝土和贫混凝土基层会产生收缩裂缝,导致混凝土面层出现反射裂缝。因而对这两种基层规定了设置接缝的要求。设置横向接缝时需与面层板接缝对齐。

4.3.7 开级配沥青稳定碎石或水泥稳定碎石排水基层的计算厚度应满足排水要求, 其设计厚度宜依据计算厚度按10mm 向上取整后再增加20mm。

排水基层的计算厚度需满足路表水的设计渗入量需求,按现行《公路排水设计规范》( JTG/T D33)计算确定。根据已有观测资料,因混凝土面层内水泥浆下渗而引起的排水基层堵塞深度约为20mm 以内,故结构层厚度需预留出排水功能折减的厚度。

4.3.8 硬路肩采用混凝土面层时,其结构与厚度宜与行车道相同。基层的宽度比混凝土面层每侧宽出宜不小于300mm。

当采用小型机具施工时,基层的宽度比混凝土面层每侧宽出建议不小于300mm。 当采用滑模式摊铺机施工时,基层的宽度比混凝土面层每侧宽出建议不小于600mm。

4.4 面层

4.4.1 水泥混凝土面层应具有足够的强度和耐久性,表面应抗滑、耐磨、平整。

混凝土面层是路面结构的主要承重层,同时也是与行车直接接触的表面层。因而, 一方面要求面层具有足够的承载能力和耐久性,另一方面要求面层具有良好的行驶质量。

4.4.2 面层宜采用设接缝的普通水泥混凝土板。当面层板的平面尺寸较大或形状不规则,路面结构下埋有地下设施,高填方、软土地基、填挖交界段等有可能产生不均匀沉降的路基段,宜采用接缝设置传力杆的钢筋混凝土面层。连续配筋混凝土、碾压混凝土和钢纤维混凝土等其他面层类型可依据适用条件参照表4.4.2选用。

表4.4.2 其他面层类型及适用条件

由于表面平整度难以满足要求以及接缝处难以设置传力杆,碾压混凝土不建议用作高速或一级公路或者承受特重或重交通的二级公路的面层。

4.4.3 水泥混凝土面层厚度,可参照表4.4.3依据交通荷载等级、公路等级和变异水平等级,按式(3.0.4-1)、式(3.0.4-2)、式(3.0.6)计算确定。各种混凝土面层的设计厚度应依据计算厚度加6mm 磨耗层后,按10mm 向上取整。

表4.4.3水泥混凝土面层厚度的参考范围

表4.4.3所建议的面层厚度参考范围,是在对标准的普通水泥混凝土路面结构和设定的条件进行计算分析后归纳而成的。标准路面结构是按本规范第4.2、4.3节对路床、 底基层和基层的有关要求拟定的。设定的条件包括:设计安全等级和设计使用年限、各安全等级的目标可靠度和变异水平分级、变异系数变化范围以及不同目标可靠度和变异水平等级的可靠度系数。对于极重交通荷载等级,所提出的厚度参考值是依据各项有利的参数值计算得到的下限。对于轻交通荷载等级所提出的厚度参考范围高限,是依据各项不利的参数值计算得到的上限,其低限则为面层最小厚度的限值。表4.4.3供路面结构组合设计及初拟面层厚度时参考。在所建议的各级面层厚度参考范围内,设计轴载作用次数多、变异系数大、最大温度梯度大或者基层、底基层厚度或模量值低时,取高值。高速公路的施工水平只能达到中等变异水平等级时,参照低变异水平等级的厚度范围的高限或者高于此高限选用。

钢筋混凝土和连续配筋混凝土的初拟面层厚度也适用表4.4.3范围。对于连续配筋混凝土面层,由于钢筋对于路面结构的加强作用,厚度范围在表4.4.3的基础上可以减小20mm。对于碾压混凝土面层,由于碾压混凝土设计弯拉强度较低,厚度范围在表4.4.3的基础上可以增加20mm。对于重要的二级公路在交通荷载等级为特重、极重时,厚度在表4.4.3的基础上进一步提高。

针对小交通量农村公路(年平均日设计交通量小于或等于1000辆小客车的公路), 当交通组成中有大型、重载车辆时,需按本规范要求进行设计。当交通组成中无大型、

重载车辆时,可以参照表4-1 中典型结构按经验法设计,其中结构组合 I 适用于双车道公路,年平均日设计交通量在1000辆小客车及以下;结构组合Ⅱ适用于单车道公路, 年平均日设计交通量在400辆小客车及以下。

表4-1 小交通量农村公路水泥混凝土路面典型结构

注:1.基层、底基层材料建议优先就地取材,充分利用当地筑路材料。

2. 鉴于小交通量农村公路交通组成差异大、各地经济发展水平不均衡,采用典型经验法设计时在结合当地实践经验并经充分论证后,水泥混凝土面层厚度可以较典型值减薄1~2cm。

4.4.4 钢纤维混凝土面层的厚度宜为普通混凝土面层厚度的0.85~0.60倍。重交通及以上交通荷载等级时,厚度应不小于180mm; 中等或轻交通荷载等级时,厚度应不小于160mm。

在行车荷载和温度梯度综合作用下,钢纤维混凝土路面板纵缝边缘中部板底首先产生裂缝,由于裂缝处的钢纤维桥接作用,裂缝缓慢从纵缝边缘中部板底向板内及板顶扩展,裂缝扩展期间板裂缝细小不影响路面使用性能,因此不建议将板底不产生裂缝作为具有良好韧性的钢纤维混凝土路面结构损坏的控制准则。本次规范在荷载疲劳应力系数 k(B.2.5 条),以及最重轴载的极限状态方程中的弯拉强度标准值推荐式(1+Re 300)f:, (条文说明3.0.4)中计入了部分钢纤维混凝土的裂后韧性及寿命,即将控制纵缝边缘中部裂缝再向上扩展至贯通截面为其结构极限状态。

纵缝边缘中部裂缝向上扩展的同时也向板内横向扩展,它会削弱路面纵向弯曲刚度,使得纵缝边缘中部荷载应力减小,横缝边缘中部、路面板中部垂直行车方向荷载应力增加。当纵向弯曲刚度小于某值时,路面板临界荷位将转向横缝边缘中部或路面板中部;当横缝边缘中部或路面板中部的板底弯拉应力超过钢纤维混凝土初裂疲劳强度时, 路面板将出现纵向裂缝,从而使路面板发生影响行车舒适与安全的,由纵、横向裂缝相交形成的冲断破坏。因此,钢纤维混凝土路面的结构极限状态定义为路面板不发生冲断破坏。

路面板纵缝中部出现裂缝后的结构响应,可以采用正交异性地基板模型分析。在考

察行车荷载与变温荷载综合作用时发现,横缝为非邻近胀缝的缩缝或有传力杆时,路面板中部板底纵向荷载与温度综合应力大多超过横缝边缘中部板底纵向综合应力,即钢纤维混凝土路面出现冲断破坏的临界荷载为板中。因此,控制不出现冲断破坏的钢纤维混凝土路面极限状态方程可以表示为:在板出现横向裂缝条件下板中部不出现纵向疲劳开裂。

当允许钢纤维混凝土路面带裂缝工作,且设计极限状态为不出现冲断破坏时,设计弯曲强度≥6.0MPa、裂后弯曲韧性比Re300为0.3~1.5的钢纤维混凝土面层厚度,约为设计弯曲强度为5.0 MPa的普通混凝土面层厚度的0.85~0.60倍,约为按控制板纵缝边缘中部贯通断裂时面板厚度的0.90~0.75倍。

4.4.5 新建复合式路面的沥青混凝土上面层的厚度不宜小于40mm。水泥混凝土下面层的计算厚度,应满足式(3.0.4-1)、式(3.0.4-2)、式(3.0.6)的要求。水泥混凝土表面应进行处理,层间设置黏层或应力吸收层。

对于新建水泥混凝土下面层+沥青上面层的复合式路面,水泥混凝土板底条件、接缝传荷能力较好,当交通荷载等级及气候、水文条件有利时,沥青混凝土上面层可以选择一层。当条件不利时,为延缓水泥板接缝产生的反射裂缝速率,沥青上面层建议选为两层。依据国内外的经验,增加40mm 厚的沥青混凝土上面层约可以减薄10mm 混凝土下面层。近年来,随着对水泥路面行车舒适性要求的提高以及材料性能的技术进步,水泥混凝土面板上采用超薄沥青磨耗层加铺时厚度可以做到1.0~1.5cm。超薄磨耗层及黏结层多采用高比例、高性能聚合物改性沥青及聚合物改性乳化沥青,使用寿命通常为 8~10年。

水泥混凝土表面的处治及防水黏结层的设置是保证复合式路面耐久性的重要措施。 为提高黏结性,水泥混凝土表面采用拉毛、抛丸、精铣刨等措施后先喷洒一层底层油 (同黏层材料),可以选用改性乳化沥青PCR。为减缓接缝处的反射裂缝,也可以进一步增设应力吸收层。

4.4.6 预制梁顶面直接浇筑水泥混凝土桥面时,梁板顶面应洁净,并具有足够的粗糙度。水泥混凝土桥面宜采用双层钢筋网,底层钢筋网与梁板剪力钢筋焊接,厚度不宜小于150mm。预制梁顶面单独设置调平层时,调平层表面应具有足够的粗糙度并预埋钢筋,桥面铺装层可采用单层钢筋网,与调平层预埋钢筋进行焊接,厚度不宜小于80mm。

水泥混凝土桥面铺装有两种方式,即在预制梁上直接铺装或在水泥混凝土调平层上

铺装。两种方式都需保证铺装层与梁板或调平层的结合牢固,为此通常采用两种措施: 首先需对预制梁顶面或调平层顶面进行处治,包括凿毛等措施以增加粗糙度;其次需使铺装层钢筋网与梁板剪力筋或调平层预埋钢筋焊接。施工过程中需长期保湿,避免早期收缩产生脱层。通过上述措施提高层间抗剪能力,保证不分层,防止桥面铺装早期破损。

4.4.7 露石混凝土面板厚度设计应与普通混凝土面板相同,分为露石混凝土上层和普通混凝土下层,层间应采用湿接方式联结。露石混凝土上层厚度应不小于60mm, 其公称最大粒径不宜超过13.2mm, 粗集料磨光值不应小于42。

为改善水泥混凝土路面的使用功能,如提高抗滑性、降低噪声,国外水泥混凝土路面早已有对路表进行露石化处理的工程经验,如奥地利、比利时、德国、韩国等,近几年国内也在长隧道路面中进行了相关的技术探索,其中露石剂的配制、施工机具和工艺的选择是技术难点。粗集料在露石混凝土中发挥着独特的作用,是材料选择中最重要的环节之一,其抗磨光和耐磨耗及坚固性对路面抗滑力的大小及持久性起着决定性作用, 因此技术性能要求较普通混凝土高,特别是磨光值指标。高性能粗集料仅设置于上层即可,采用湿法双层施工,两层厚度之和与普通水泥混凝土厚度相同。

4.4.8 混凝土预制块可采用矩形块或异形块。矩形块的长度宜为200~250mm, 宽度宜为100~125mm, 厚度宜为80~150mm。预制块下砂垫层的厚度宜为20~30mm。

4.5 功能层

4.5.1 贫混凝土或碾压混凝土基层、无机结合料稳定级配碎石基层上应铺设隔离层。 贫混凝土或碾压混凝土基层上隔离层宜采用沥青混凝土,层厚不宜小于40mm。无机结合料稳定级配碎石基层上隔离层,对于重交通及以上交通荷载等级宜选用厚度不小于 20mm的热拌沥青混凝土,中、轻交通荷载等级可选用封层和透层,其中封层可选用热沥青碎石封层、同步碎石封层,透层可采用渗透性良好的乳化沥青。

贫混凝土或碾压混凝土基层的刚度较大,虽然可以增加路面结构的弯曲刚度,降低面层板的荷载应力,但会使面层板产生过大的温度和湿度翘曲变形,从而增加板底脱空区的范围和板内的温度和湿度翘曲应力。经理论分析和实体工程验证,设置沥青混凝土隔离层能够有效缓解这种状况。但需注意的是,对于易出现极端低温天气的地区,考虑到沥青混凝土隔离层脆硬化下刚度也较大,可能并不适用。

为减缓无机结合料稳定碎石基层顶面遭受面层渗入水的冲刷作用,防止渗入水沿基层收缩裂缝下渗,同时为降低面层与基层的黏结程度,减小摩阻力,需在基层上铺设隔离层。可以选择沥青类材料,如 AC-10 沥青混凝土。对于封层和透层而言,最重要的是平整和防水。热沥青碎石封层厚度薄,如施工质量控制不严,则导致基层易受冲刷, 适用中、轻交通荷载等级。对于膜层材料,施工过程中受机械影响易于起皱,不易展平,单层沥青表处质量较差,这两种封层的实际使用效果都不好,本次修订不再做推荐选择。

4.5.2 基层或底基层采用贫混凝土、碾压混凝土或无机结合料稳定类材料时,基层或底基层与路床之间宜设置厚度不小于180mm 且与路基同宽的粒料层,其材料宜选用级配碎石、级配砾石等。

当基层底基层采用贫混凝土、碾压混凝土或无机结合料材料时,或路床未能采用粗粒土或改良土,特别是当路床由细粒土组成时,路面板及基层底基层与路基之间的刚度差可能过大,会引起基层或底基层因拉应力过大而开裂,并且会产生水沿裂缝的下渗, 引起路床的冲刷和唧泥病害。因此,需在路床顶面设置一层粒料层。粒料层材料除了级配碎石、级配砾石外,还包括多类回收材料,如混凝土破碎料、其他建筑废料及工业废渣等,可以用于低等级水泥路面。粒料层需始终保持颗粒状态和透水性,因此需限制一定的细粒含量。为防止路基土侵入,还可以在路床顶面设置土工材料防水层。

4.5.3 季节性冻土地区,路面结构厚度不满足本规范第3.0.10条规定的最小防冻厚度要求时,路床顶面应增设防冻层。

防冻层主要设置在温度和湿度状况不良的路段上,以改善路面结构的使用性能。主要出现在季节性冻土地区路面结构厚度小于最小防冻厚度要求时,设置防冻层可以使路面结构免除或减轻冻胀和翻浆病害。

4.5.4 水文地质条件不良的土质路堑、裂隙水发育的岩质挖方路段,可在基层或底基层与路床间设置粒料排水层,粒料层应与边沟下渗沟相连接。

在水文条件不良的路段上,设置排水层可以疏干路床土,改善路面结构的支承条件。

4.5.5 防冻层或排水层宜采用碎石、砂砾等粒料类材料,厚度应不小于150mm。

除碎石、砂砾等颗粒材料外,在供应条件许可时,防冻层还可以采用煤渣、矿渣等隔温性材料。

4.6 路肩

4.6.1 路肩铺面结构应具有一定的承载能力,其结构组合和材料选用应与行车道路面相协调,应加强横向排水,不应使渗入的路表水积滞在行车道路面结构内。

路肩为行车道路面结构提供侧向支承,同时也供车辆临时或紧急停靠。因此,路肩铺面需与行车道路面作为一个整体进行结构设计,协调结构层次和组成材料的选用,统一考虑路面和路肩结构的内部排水。这一方面是出于方便施工的考虑,另一方面是为了解决渗入行车道路面结构内的路表水的横向排流问题,避免行车道路面形成槽式结构。

4.6.2 行车道混凝土面层宜宽出外侧车道边缘线0.5~0.75m, 至路缘带范围。

行车道混凝土面层加宽后,/可以减小车辆轮载作用于面层板边缘的概率,从而降低荷载应力,增加面层的疲劳寿命。

4.6.3 高速公路和一级公路以及承受极重、特重和重交通荷载等级的公路,路肩宜采用与行车道路面相同的结构组合和组成材料类型;其他公路路肩铺面的基层和底基层应采用与行车道路面结构相同的材料类型和厚度。

4.7 路面排水

4.7.1 行车道路面横坡坡度应不小于1.5%,降雨强度较大地区坡度可适当增大。 硬路肩坡度值宜与行车道横坡相同且不大于5%,土路肩横坡宜为3%~4%。

4.7.2 行车道路面结构设置排水层时,应在排水层外侧边缘设置纵向集水沟和带孔集水管,并间隔50~100m 设置横向排水管。

4.7.3 带孔集水管的管径宜采用100~150mm。集水沟

74144396074
下载排行 | 下载帮助 | 下载声明 | 信息反馈 | 网站地图  360book | 联系我们谢谢