JTJ 01497 公路沥青路面设计规范.doc

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1、 华人民共和国行业标准 公路沥青路面设计规范 发布 实施 华人民共和国交通部发布 华人民共和国行业标准 公路沥青路面设计规范 编部门 交通部公路规划设计院 批准部门 中华人民共和国交通部 施行日期 年 月 日 关于发布 公路沥青路面设计规范 的通知 交公路发 号 各省 自治区交通厅 北京市交通局 上海市市政工程管理局 天津 市市政工程局 部属公路设计 施工 科研 监督 监理单位 公路院 校 现批准发布 公路沥青路面设计规范 编号 作 为行业标准 自 年 月 日起施行 年发布的 公路柔 性路面设计规范 同时废止 公路沥青路面设计规范 由交通部公路规划设计院主编 由 人民交通出版社出版 希望各单位

2、在实践中注意积累资料 总结 经 及时将发现的问题和修改意见函告交通部公路规划设计院 以便修订时参考 中华人民共和国交通部 一九九七年一月六日 前 言 公路柔性路面设计规范 公布实行以来 对我 国的公路建设发挥了重要作用 近年来高等级公路的建设 多采 用半刚性基层沥青路面 原规范部分内容已不适应发展的需要 根 据交通部下达的编制 修订公路工程建设标准 规范等工作计划的 安排 由交通部公路规划设计院 持该规范修订工作 为修订规范曾二次发函到各省 市有关交通部门征求意见 在 此基础上提出规范修订大纲 并于 年至 年底开展了 沥 青路面设计指标与参数的研究 该课题由交通部公路规划设计 院 持 有关交通

3、部门的教学 科研 设计 管理等 个单位参加 历时 年 课题以现行规范的设计理论为基础 以完善弯沉和抗 拉设计指标 设计参数为中心 对轴载换算公式 容 弯沉值 沥青 路面和半刚性材料疲劳规律 材料设计参数 弯沉综合修正系数以 及设计方法的 证 抗冻厚度设计等 个专题进行了研究 研究 成果于 年 月通过了交通部科技司 持的专家鉴定 并建议 将成果纳入规范 规范编写组于 年成立 年 月 月 分别召开了征求意见会和送审稿的专家审查会 月提出报批 稿 并经部审定 批准颁布执行 本次规范修订的 要内容如下 原规范 公路柔性路面设计规范 名称与近年来公路多采用 半刚性基层的沥青路面结构不符 因此 更名为 公

4、路沥青路面设 计规范 新规范现有 章 条 增加第二章 术语及符号 和第九 章 其他路面工程 并将原规范第三章的内容分解为三 四 五章 根据课题研究成果 对沥青路面厚度计算方法进行了全面 修订 并删除了查图法和旧路补强的经 公式 新方法在理论计 算体系上更加完善合理 且适合于半刚性基层和柔性基层的沥青 路面的特点 设计参数的测试更加简便 计算结果更加符合实际 为吸收新的科学技术成果和公路建设的新鲜经 对分期 修建 抗滑标准 沥青层厚度等内容进行了修改 增加了沥青玛蹄 脂碎石 沥青混合料的车辙指标和水稳性指标 水泥混凝土桥面 装等内容 为了与相关规范协调一致 对有关章节的内容也作了 相应的调整 本

5、规范及其条文说明是根据近年来的科研成果 国外的有关 资料及工程实践经 而编制的 在此 对参加专题研究和为规范修 订提供资料的各单位以及关心支持修订工作的各位专家 工程技 术人员表示衷心地感谢 规范颁布后 各单位在使用过程中如发 现有问题或有修改意见 请随时函告交通部公路规划设计院 地 址 北京东四前炒面胡同 号 邮编 以便下次修订时参 考 编单位 交通部公路规划设计院 主编单位 长沙交通学院 交通部公路科学研究所 哈尔滨建筑大学交通学院 西安公路研究所 吉林省公路勘察设计院 江西省交通设计院 主要起草人 杨孟余 郑建龙 杨世基 郭大智 胡鸣琴 李桂伦 陈国垣 目录 总 则 术语及符号 术语 符

6、号 结构设计 沥青面层 一般规定 高级路面 次高级路面 基层 底基层及垫层 基层 底基层 垫层 路基与排水 路基 排水 新建路面的结构厚度计算 改建路面设计 其他路面工程 水泥混凝土桥面铺装 附属部位的路面设计 中 低级路面 附录 各级公路路面推荐结构 附录 各种沥青面层的级配 材料规格及用量表 附录 中级路面 基层及底基层级配组成表 附录 材料设计参数 附录 土基回弹模量参考值 本规范用词说明 总 则 目的 为适应公路交通量不断增长的需要 贯彻 精心设计 质量第 一 的方针 提高路面设计质量 使路面在设计年限内满足各级公 路相应的承载能力 耐久性 舒适性 安全性的要求 确 工程质 量 降低工

7、程造价 特制定本规范 适用范围 本规范适用于各级公路沥青路面新建和改建设计 以及四级 公路的中 低级路面设计 设计内容 路面设计应包括路面结构层原材料的选择 混合料配合比设 计 设计参数的测试与确定 路面结构层组合与厚度计算 路面结 构的方案比选等内容 以及路面排水系统设计和路肩加固等的设 计 路面结构层设计除包括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 爬坡车道 紧急停 车带 匝道 收费站和服务区的路面设计 设计原则 路面设计应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 进行路基路面综合设计 在满足交通量和使用要求的前提下 应遵循因地制

8、宜 合 理选材 方便施工 利于养护 节约投资的原则 进行路面设计方案 的技术经济比较 选择技术先进 经济合理 安全可靠 有利于机械 化 工厂化施工的路面结构方案 结合当地条件 积极推广成熟的科研成果 对行之有效的 新材料 新工艺 新技术应在路面设计方案中积极 慎重地加以运 用 路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全 为提高路面工程质量 应推行机械化施工 对高速公路 一级公路 应采用大型 高效的成套机械设备施工 以确 工程质 量 高速公路 一级公路的路面不宜分期修建 对软土地区或高填方路基等可能产生较大沉降的路段 宜按 分期修建 或 一次设计分期实施 的原则进行设计 设计时 应 按远景

9、交通量设计路面结构与厚度 铺筑时可减薄沥青面层 待路 基趋于稳定后 视路面实际情况再加 沥青面层 设计理论与方法 路面设计应采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体 系理论 以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标 计算路面结构 厚度 对高速公路 一级公路 二级公路的沥青混凝上面层和半刚性 材料的基层 底基层应进行层底拉应力的验算 计算路面厚度应采用多层弹性连续体系理论解的专用设计程 序 特殊地区的路面结构 多年冻土 沙漠 盐渍土 膨胀土等特殊地区的路面结构 除按 本规范的规定进行设计外 应考虑当地的气候 水文 土质 材料等 特点 并结合各地的科研成果和实践经 进行设计 公路自然区划 设计路面时

10、 路面结构类型的选择 路基和路面各项设计参数 的确定 以及对筑路材料的要求等 应结合公路工程所在地的自然 区进行考虑 自然区的划分应按交通部颁发的 公路自然区划标 准 执行 相关规范 设计路面时除应符合本规范的规定外 还应符合现行国家或 行业有关标准 规范的规定 术语及符号 术 语 设计年限 高级路面的设计年限是指在规定期限内满足预测标准累计轴 次所需承载力 并允 在该期限内进行一次恢复路表功能的维修 罩面 路面应具有的使用寿命 次高级路面或中 低级路面的设计年限是指满足规定时间内 预测标淮累计轴次所需承载力 在小修保养的条件下 路面应具有 的使用寿命 当量轴次 按弯沉等效或拉应力等效的原则

11、将不同车型 不同轴载作用 次数换算为与标准轴载 相当的轴载作用次数称为当量轴 次 累计当量轴次 在设计年限内 考虑车道系数后 一个车道上的累计当量轴次 总和 设计弯沉值 根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次 公路 等级 面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值 竣工 收弯沉值 竣工 收弯沉值是检 路面是否达到设计要求的指标之一 当路面厚度计算以设计弯沉值为控制指标时 则 收弯沉值应等 于设计弯沉值 当厚度计算以层底拉应力为控制指标时 应根据拉 应力计算所得的结构厚度 重新计算路表弯沉值 该值即为竣工 收弯沉值 抗拉强度结构系数 抗拉强度结构系数是一个考虑沥青混合料和半刚性材料疲劳 破坏特

12、性的安全系数 它是根据一次荷载作用下的破坏强度与不 同轴次作用下的疲劳破坏强度之比 并考虑公路等级 室内与现场 差异等因素而确定 容 拉应力 容 拉应力是混合料的极限抗拉强度与抗拉强度结构系数之 比 半刚性基层 采用无机结合料稳定集料或稳定土类 且具有一定厚度的基 层结构称为半刚性基层 半刚性基层沥青路面 在半刚性基层上铺筑一定厚度沥青混合料面层的结构称为半 刚性基层沥青路面 柔性基层 用有机结合料或有一定塑性细粒土稳定各种集料的基层 沥 青贯入碎石基层 热拌沥青碎石或乳化沥青碎石混合料 不加任何 结合料的各种集料基层和泥灰结碎石等结构均称为柔性基层 柔性路面 在柔性基层上铺筑沥青面层或用有一

13、定塑性的细粒土稳定各 种集料的中 低级路面结构 因具有较大的塑性变形能力而称这类 结构为柔性路面 沥青路面 在柔性基层 半刚性基层上 铺筑一定厚度的沥青混合料面层 的路面结构均称为沥青路面 中级路面 用水结碎石或泥结碎石 级配碎 砾 石 不整齐石块等作面层 的路面 称中级路面 低级路面 用当地砂砾 未筛分碎石 碎砖 炉渣 矿渣等粒料或其他地方 材料改善土的路面 称低级路面 弯沉综合修正系数 由于理论假设与实际路面工作状态的差异而形成实测弯沉值 与理论计算值不等 将实测弯沉值与理论弯沉值之比定义为弯沉 综合修正系数 符 号 标准轴载 表示单后轴载为 的标准轴载 以弯沉值为设计指标时 各种轴载换算

14、为 标准轴载的当量轴次 次 日 标准轴载的轮胎接地压强 标准轴载单轮传压面当量圆直径 标准轴载单轮传压面当量圆的半径 被换算车型的各级轴载 以弯沉值为设计指标时 被换算车型的各级轴载 轴数系数 以弯沉值为设计指标时 被换算车型的各级轴载 的轮组系数 以拉应力为验算指标时 标准轴载当量轴次 次 日 以拉应力为验算指标时 被换算车型的各级轴载 的轴数系数 以拉应力为验算指标时 被换算车型的各级轴载 的轮组系数 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 次 路面竣工后第一年的双向日平均当量轴次 次 日 设计年限末年的双向日平均当量轴次 次 日 设计年限内交通量年平均增长率 设计年限 年 车道系数 标准轴载

15、作用下轮隙中心处的路表弯沉值 路面设计弯沉值 公路等级系数 面层类型系数 沥青混凝土级配类型系数 基层类型系数 结构层底面某计算点的拉应力 沥青混凝土或半刚性基层材料的极限劈裂强度 抗拉强度结构系数 路床 深度内的平均稠度 路床 深度内的平均含水量 平衡锥所测土样液限含水量 平衡锥所测土样塑限含水量 用 平衡锥测定而求得的塑性指数 分别为干燥 中湿 潮湿状态的路基临界高度 或 土基回弹模量 结构层材料回弹模量 结构层厚度 理论弯沉系数 弯沉综合修正系数 理论层底拉应力系数 某路段的代表弯沉值 某路段内的平均弯沉值 某路段内弯沉值的标准差 证率系数 季节影响系数 湿度影响系数 度修正系数 结构设

16、计 路面结构组成 沥青路面结构层可由面层 基层 底基层 垫层组成 面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结 构层 可由一至三层组成 表面层应根据使用要求设置抗滑耐磨 密实稳定的沥青层 中面层 下面层应根据公路等级 沥青层厚度 气候条件等选择适当的沥青结构层 基层是设置在面层之下 并与面层一起将车轮荷载的反复 作用传布到底基层 垫层 土基 起 要承重作用的层次 基层材 料的强度指标应有较高的要求 底基层是设置在基层之下 并与面层 基层一起承受车轮 荷载反复作用 起次要承重作用的层次 底基层材料的强度指标 要求可比基层材料略低 基层 底基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两 层 当基层

17、或底基层较厚需分两层施工时 可分别称为上基层 下 基层 或上底基层 下底基层 垫层是设置在底基层与土基之间的结构层 起排水 隔水 防冻 防污等作用 路面等级与类型 路面等级 面层类型应与公路等级 交通量相适应 路面等 级 面层类型的选择应根据公路等级与使用要求 设计年限内标准 轴载的累计当量轴次 筑路材料和施工机械设备等因素按表 确定 表 路面类型的选择 公路等级路面等级 面层类型 设计年限 设计年限内累计标准轴次 年 万次 一车道 高速公路 高级路面 沥青混凝土 一级公路 高级路面 沥青混凝土 二级公路 次高级 热拌沥青碎石混合料 路面 沥青贯入式 三级公路 次高级 乳化沥青碎石混合料 路面

18、 沥青表面处治 水结碎石 泥结碎石 中级路面 级配碎 砾 石 四级公路 半整齐石块路面 低级路面 粒料改善土 对有特殊使用要求的公路 其路面等级与面层类型的选择可 根据实际情况选用 标准轴载及轴载换算 路面设计以双轮组单轴载 为标准轴载 以 表 示 标准轴载的计算参数按表 确定 表 标准轴载计算参数 标 准 轴 载 标 准 轴 载 标准轴载 单轮传压面当量圆直径 轮胎接地压强 两轮中心距 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 凡轴 载大于 的各级轴载 包括车辆的前 后轴 的作用次数 均应按公式 换算成标准轴载 的当量作用次数 式中 标准轴载的当量轴次 次 日 被换算车型 的各级轴载作用

19、次数 次 日 标准轴载 被换算车型的各级轴载 轴数系数 轮组系数单轮组为 双轮组为 四轮组为 当轴间距大于 时 应按单独的一个轴载计算 此时轴数系 数为 当轴间距小于 时 按双轴或多轴计算 轴数系数按公 式 计算 式中 轴数 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 凡轴载大于 的各级轴载 包括车辆的前 后轴 的作用次数 均应按公式 换算成标准轴载 的当量作用次数 式中 轴数系数 轮组系数 单轮组为 双轮组为 四轮组为 当轴间距小于 时 双轴或多轴的轴数系数按式 计算 上述轴载换算公式 仅适用于单轴轴载小于 的各种 车型的轴载换算 累计当量轴次 设计时应按公式 或 计算设计年限内一 个车道上的累计当量

20、轴次 式中 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 次 设计年限 年 路面竣工后第一年双向日平均当量轴次 次 日 设计年限末年双向日平均当量轴次 次 日 设计年限内交通量的平均年增长率 应根据实 际情况调查 预测交通量增长 经分析确定 车道系数 应根据调查分析结果或参照表 确 定 公路无分隔时 路面窄宜选高值 路面宽宜选低值 表 车道系数 车 道 特 征 车 道 系 数 车 道 特 征 车 道 系 数 单 车 道 四 车 道 有分隔 六 车 道 双车道 无分隔 当上下行交通或轻 重车比例有明显差异时 应区别对待按实 际情况进行厚度设计 当交通流出现明显的超载时 设计人员应根 据调查资料对累计当量轴

21、次进行修正 沥青层厚度 设计时应根据公路等级 交通量及其组成 沥青品种和质量以 及气候条件等因素 按照半刚性基层上沥青层推荐厚度表 综合论证地选用 若交通量较小或选用经实践证明行之有 效的改性沥青 可选用推荐沥青层厚度的低值或中值 表 半刚性基层上沥青层推荐厚度 公 路 等 级 沥青层推荐厚度 公 路 等 级 沥青层推荐厚度 高速 公路 三 级 公路 一级 公路 四级 公路 二级 公路 高级路面的基层选择原则 高速公路 一级公路应采用水泥或石灰 粉煤灰稳定粒料类半 刚性基层 以增强基层的强度和稳定性 减少低 收缩裂缝 条件 允 时底基层宜采用水泥或石灰 粉煤灰或石灰稳定各种集料或 土类做半刚性

22、底基层 若当地石料丰富也可采用级配碎石或填隙 碎石或天然砂砾等粒料做底基层 当采用半刚性基层有困难时 可选用热拌或冷拌沥青碎石混 合料或沥青贯入碎石做柔性基层 结构层厚度 路面面层 基层 底基层的结构和厚度 应与公路等级 气 候 水文 筑路材料 交通量及其组成等相适应 为了方便施工组 织和管理 路面结构层次不宜太多 材料变化不宜频繁 基层或底基层厚度应根据交通量大小 材料的力学性能和 扩散应力的效果 压实机具的功能以及有利于施工等因素选择各 结构层的厚度 表 中各种结构层的适宜厚度以及施工 的最小厚度 可供设计时参考 表 各类结构的最小厚度 结构层类 型 施工最小厚度 结构层适宜厚度 粗 粒

23、式 沥青混凝土 中 粒 式 热拌沥青碎石 细 粒 式 沥 青 石 屑 沥 青 砂 沥青 贯 入 式 沥青上拌下贯式 沥青表面处治 层 拌和 水 泥 稳 定 类 石 灰 稳 定 类 石灰工业废渣类 级配碎 砾 石 泥 结 碎 石 填 隙 碎 石 推荐结构 根据使用经 和理论计算 附录 推荐了高速公路 一级公 路 二 三级公路的路面结构 可供各地区参考 各地区应结合当 地的交通量 筑路材料 自然条件 施工条件等因素选用适当的结 构类型 其结构厚度应按本规范的方法进行计算 层间结合 设计时 应采取以下的技术措施 加强路面结构各层之间的紧 密结合 提高路面结构整体性 应使各结构层之间不产生层间滑 移

24、在沥青面层与半刚性基层或粒料基层之间应设置透层沥 青 当半刚性基层表面有可能出现细集料松散现象或因不能立即 加 沥青层且有施工车辆通行时 还应在透层沥青上增撒 的粗砂或石屑 在多雨地区或多雨季节施工 宜用层 法的单层表面处治做下封层 以防止雨水渗入基层 当沥青层由双层或三层组成时 若不能连续施工而沥青层 表面被污染 或在旧沥青面层及水泥混凝土面层上加 沥青层时 均应在层间设粘层沥青 透层沥青 粘层沥青 下封层的材料规格和用量应符合 公 路沥青路面施工技术规范 的要求 半刚性基层沥青路面减少缩裂的措施 根据实践经 应选用符合 重交通道路石油沥青技术要 求 或改性沥青 以减少半刚性基层沥青路面的低

25、温缩裂 各地区宜结合当地材料 气候条件和使用要求 在沥青层 与半刚性层之间设沥青贯入碎石或级配碎石层 或在半刚性基层 顶面 设耐高 的土工合成材料等 经铺筑试 路 总结减裂效 果 逐步完善 提高和推广 沥 青面层 一般规定 沥青面层的技术要求 为了给汽车运输提供安全 快速 舒适的行车条件 沥青路面 应具有坚实 平整 抗滑 耐久的品质 同时 还应具有高 抗车辙 低 抗开裂 抗水损害以及防止雨水渗入基层的功能 沥青面层分类及适用范围 沥青面层分为沥青混凝土 热拌沥青碎石 乳化沥青碎石混合 料 沥青贯入式 沥青表面处治五种类型 沥青混凝土适用于做各级公路的沥青路面面层 对高速公 路 一级公路的表面层

26、 中面层 下面层应采用沥青混凝土 二级公 路的表面层宜用沥青混凝土 热拌沥青碎石适用于做二级及二级以下公路的面层 柔性路 面的上基层以及调平层 乳化沥青碎石混合料适用于做三级 四级公路的沥青面层 二 级公路养护罩面以及各级公路的调平层 沥青贯入式碎石 含上拌下贯式 适用于做二级及二级以下公 路的沥青面层 若沥青贯入碎石设在沥青混凝土层与半刚性基 层 粒料基层之间时 沥青贯入式碎石应不撒封层料 也不做上封 层 沥青表面处治适用于三级 四级公路的面层 旧沥青面层上加 罩面或抗滑层 磨耗层等 选择沥青 高速公路 一级公路的沥青路面 应选用符合 重交通道路石 油沥青技术要求 的沥青 以及经过试验论证

27、行之有效的改性沥 青 二级及二级以下公路的沥青路面 可采用符合 中 轻交通道 路石油沥青技术要求 的沥青或改性沥青 沥青路面所用沥青标号 应根据气候条件 面层结构类型 施 工方法和施工季节等按表 选用 表 各类沥青路面选用的沥青标号 气 路面类型 候 沥 沥青表面沥青贯入式及 分 沥青 青 标 处 治 上拌下贯式 沥青碎石 沥青混凝土 区 种类 号 寒 石 油 区 沥 青 石 油 区 沥 青 热 石 油 区 沥 青 注 气候分区应根据工程所在地年最低月平均气 划分 年最低月平均气 为 以下属寒区 年最低月平均气 为 属 区 年最低月平均气 为 以上属热区 乳化沥青应符合 道路乳化石油沥青技术要求 的规定 对酸 性石料 潮湿的石料 以及低 季节施工 宜选用阳离子乳化沥青 对碱性石料 以及在与水泥 石灰 粉煤灰共同使用时 宜