1、82 中华人民共和国行业标准附件:公路沥青路面设计规范JTJ 014_:97 条文说明1997 .北京修订说明自交通部下达了修订公路柔性路面设计规范JTJ014-86 的任务后，我院曾发函到各省、市有关交通部门征求意见，在此基础上提出了修订规范大纲和前青路面设计指标与参数研究的研究课题。1991年6月4日由交通部原工程管理司主持召开了专家评审会。根据评审意见，研究工作以现行规范的设计理论为基础，以完善弯沉和弯拉设计指标、设计参数为中心，对轴载换算公式、设计弯沉值、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验证和抗凉厚度设计等八个专题进行了研究。该课题由交通部公路
2、规划设计院主持，同济大学、长沙交通学院、哈尔滨建筑大学交通学院、交通部重庆公路所、山西省交通科研所、吉林省公路勘察设计院、湖北省公路局、广西交通规划勘察设计院、江西省交通设计院、广西交通科研所、山东省公路局、西藏公路勘察设计院、上海市公路处等十八个单位参加。研究成果于1996年1月通过了交通部科技司主持的专家鉴定，并建议将成果纳入规范。规范修订工作是根据八个专题研究成果和近年来的科研成果，以及公路实践经验进行的。在编写过程中曾发函收集资料，并召开一次座谈会，并于1996年4月召开了公路拥青路面设计规范征求意见稿的会议，根据会议纪要修改了规范条文，同年11月提出规范送审稿和编写条文说明.12月提
3、出规范报批稿，经部审定批准，颁布执行。本次规范修订内容，除规范更名和章节调整外，还修订了以下内容z83 1.根据专题研究成果，对沥青路面厚度计算方法进行了修订，其中包括取消BZZ-60轴载标准、修改轴载换算公式p容许弯沉值改为设计弯沉值;根据疲劳试验结果调整了沥青路面和半刚性基层材料的抗拉强度结构系数;无论以设计弯沉值还是以容许拉应力计算，均采用多层弹性体系层间完全连续接触条件的解析解，并编制了专用计算机设计程序;材料回弹模量用圆柱体试件，按无侧限压缩试验测得抗压回弹模量，材料抗拉强度用劈裂试验测得抗拉强度;在试验路资料的基础上，结合试算和现有公路的验证，调整了弯沉综合修正系数p提出了按道路冻
4、深和考虑路面材料热物性的抗冻厚度计算方法。2.鉴于近年来计算机广泛而迅速地普及，原规范的查图法计算厚度既不准确，也落后于时代，因此，本规范删除了这方面的内n与tf 0 3.改建路面中的原有路面补强设计方法与新建路面设计方法统一，增加了旧路面的综合模量计算法。4.随着科学技术的进步和公路建设的实践经验的积累，对某些内容作了适当的修改和补充。如修改了分期修建、抗滑标准、沥青层厚度等条文规定，增加了沥青玛蹄脂碎石、沥青海合料的车辙指标和水稳定指标、水泥混凝土桥面铺装等内容，以及对路基的填料、压实度等技术要求。5.考虑与相关规范的协调一致，对有关内容作了相应的调整和增减。随着条文内容的变更，条文说明也
5、作了相应的修改。有的条文简单易懂，则不再加以说明，仅对部分条文给予说明。新规范修正了现行设计方法在容许弯沉值、容许拉应力、弯沉综合修正系数、设计参数等方面的不足;在理论计算体系上更加完善，且更适用于半刚性基层拥青路面的特点;在设计参数的测试上更加简便，有利于设计、施工质量的管理与监理;计算结果更加符合实际，且具有一定安全度。由于吸取了近年来成熟的科研成果，在材料设计和结构设计方面的内容更加充实。修订后的规范，从总体上看其科学技术水平提高了一大步，对提高路面设计和施工质量，提高路面工程的耐久性具有重要意义，对公路建设事业的发展具有显著的社会、经济效益。但是，本规范尚缺乏低温抗裂、半刚性基层材料抗
6、冻性方面的内容，钢桥面铺装的设计还是空白，这些都是今后急需解决的课题。85 1总则1.0.1 目的改革开放政策促进了公路交通事业的迅速发展，公路交通量迅速增长，载重车辆轴重加大，部分公路上超载运输现象严重，致使有的路面出现早期破坏，工程设计人员必须关洼这一事实的存在。精心设计、质量第一是设计人员应该贯彻的重大方针政策，制定设计规范是为了引导设计人员以正确的设计指导思想，遵循一定的技术法规，结合工程的实际情况，以质量第-为目标搞好设计，避免在设计中盲目地照抄照搬，克服片面性、随意性和脱离实际，从而达到确保路面工程质量、降低工程造价的目的。不同等级的公路对路面的使用品质具有不同的要求，主要表现在一
7、定设计年限内允许通过的交通量，以及要求路面提供相应标准的服务水平。一般来说，路面设计应达到下列要求z1.应满足该公路等级在设计年限内，允许通过预测交通量要求的路面整体刚度，即路面应具有一定的承载能力和抗疲劳能力。2.公路是暴露在大自然的带状工程结构物，它长期经受着日晒、雨雪、酷热、严寒、冻融的考验，因此，路面设计应使路面在变化多样的气候条件下，保持一定的稳定性，这就是路面应具有耐久性。如何采取措施减少或不产生低温缩裂和夏季高温车辙，雨季不受水损害，在冰冻地区路面不受冻害，这些都是设计中必须考虑的问题。3.在设计年限内，经一定的维修养护应使路面具有与公路等级相适应的服务水平。不同公路等级的路面，
8、有不同的服务水平。鉴于我国尚未建立统-的路面服务性能的综合评价指标与方法，86 仅按不同等级分别提出一些单项指标，如平整度、竣工弯沉值、抗滑性能(摩擦系数、构造深度)等。因此，对高速公路、一级公路路面服务水平除应满足规范规定的各项指标外，总体上要求应平整坚实、抗滑耐磨、稳定耐久，为高速行驶提供安全可靠、快捷、舒适的服务。1. O. 3 适用范围本规范为交通部颁发的行业规范，它主要适用于各级公路的沥青路面新建和改建路面设计。由于我国还有相当数量的三、四级公路，多数是中、低级路面(砂石路面等)，若单独列一本规范，其内容很少，因此，中、低级路面的设计内容仍然保留于本规范。其他道路是指厂矿道路、城市郊
9、区道路、林区道路、农村道路，设计这些道路时，可结合实际情况参照使用本规范。1. O. 4 设计原则路面工程与自然环境因素的关系十分密切，详细周密的外业调查是搞好设计工作的基础。在新建和改建公路的外业勘测工作中应按照有关规范的规定进行现场调查，搜集资料，进行各种材料和提合料的试验。路面的强度和稳定性，除取决于路面结构层外，还与路基土类或岩性、路基土的湿度、密度、路基横断面型式(填方或挖方等有直接关系，因为路基工程是路面的基础工程。因此，路面设计时必须根据使用要求，充分地考虑当地气候、水文、土质、筑路材料等各因素，结合公路路基实际状况进行路基路面综合设计。所谓综合设计，即是针对不同的路基特征分别进
10、行路面结构选择和厚度设计。对一般土质路基应考虑土的性质、含水量、压实度，估计其土基因弹模量;对填石路堤、岩石挖方或路辈等应根据岩性、风化程度、有无潜水、裂隙水等，结合排水措施选用结构层和厚度;对软弱的地基或软土，应结合不同的处理方法，确定处理后的路基回弹模量。路面设计应进行方案比选，特别是高等级公路路面具有承受交通量大、使用年限长、造价高、通车后维修养护困难等特点，设计87 时必须进行多方案的技术经济论证，比选最佳路面结构方案。高级路面的材料选择，特别是面层材料，应在满足规范技术要求的前提下，合理选材，就近取材。对高级路面的底基层或次高级、低级路面的材料选择应以就地取材为原则，尽量降低工程造价
11、。本条规定高速公路、一级公路不宜分期修建路面，对软土地区和高填方路基等可能产生较大沉降的路段，宜按分期修建或次设计分期实施的原则设计是鉴于下列原因:(1)高速公路、一级公路的交通量较大，且对路面的使用品质有较高的要求，一旦开放交通、实行封闭式收费管理后，再中断交通施工，或边施工边通车，不仅影响行车和经济效益，给交通管理带来困难，而且易造成不良的社会影响。(2)高速公路、一级公路的桥梁、通道、交叉工程、涵洞等结构物很多，通常每公里达4.7座，一般结构物(包括中央分隔带)均为一次施工完成，若分期修建路面，则造成纵断面标高的频繁变化，不仅给施工带来麻烦，而且大大降低高速行车的舒适性和安全性。(3)对
12、路面工程提出分期修建的目的，主要是为了减少初期投资，适当减薄沥青面层厚度，待若干年后再加厚沥青层，这样的节约投资的办法，其实际效果并不明显。从目前国内高速公路建设情况可知，路面工程占总投资的比例大约在15%左右。据了解，近年来切青面层每厘米的单位造价约为5-8元1m2，若减薄沥青面层3cm，每公里约减少32.3-51.6万元。按高速公路单位造价1500万元Ikm汁，仅减少投资2.1%-3.4%;若按单位造价为2500万元Ikm，仅减少投资1.3%-2.1%，可见减薄册青面层厚度对减少投资的作用是不明显的。相反，由于高速公路对路面使用品质有较高的要求，平整、坚实、抗滑、耐久，是体现高速公路快适、
13、安全，保证服务水平和经济效益的必要条件。因此，总结近年来我国高速公路建设和管理的经验，越来越多的建设单位都更加深刻地体会到路面工程质量的重要性。它对高速公路通车后的营运管理、经济效益和社会效益具有重要作用。从我国工程实践来看，对88 路面采取分期修建成功的实绩很少。因此，综上所述本规范条文规定高速公路、一级公路不宜采取分期修建。(4)软土地区或高填方路基，在采取技术措施处理后，预计仍有较大的工后沉降时，可按分期修建或一次设计分期实施的原则设计。分期修建是按两个设计阶段考虑，可先铺一薄的前青层，待路基稳定后，再做二期工程，加铺沥青面层。一次设计分期实施是一次计入设计概算，故不应看作分期修建，而是
14、分期实施飞如杭南高速公路，京津塘高速公路天津和塘沽段，均属一次设计、分期实施。经技术经济论证后，必须分期实施或分期修建时，应按远景交通量进行路面结构和厚度设计，第一期工程应一次将基层、底基层厚度铺足，沥青面层适当减薄。第二期工程因间隔时间较快，路面设计应根据路面外观和弯沉值以及实测纵断面高程，进行罩面或补强设计。. O. 5 设计理论与方法1978年编制的公路柔性路面设计规范).是以双层弹性体系理论为基础，以路表容许弯沉值为设计指标进行路面厚度计算，对三层、多层体系采用等效层当量换算。1986年交通部颁的公路柔性路面设计规范)JTJ014-86，采用了三层体系为主或多层弹性体系理论公式，以路表
15、容许弯沉值为路面整体刚度的控制指标，对高速公路、一级公路的拥青混凝土面层，半刚性基层、底基层进行弯拉应力验算。本次规范修订工作，考虑我国已进入计算机普及到各基层单位的时代，软件系统为用户提供了方便、快捷的服务，完全可以直接采用多层弹性层状理论公式进行计算。因此，本次修订规范删除了三层体系图解法及多层结构的当量换算法，以避免近似解与多层体系精确解之间计算结果的偏差。除层间接触条件改为完全连续条件以及弯拉模量改为抗压模量、弯拉强度改用劈裂强度外，其他条件与原规范相同。在设计方法上，设计弯沉值、抗拉强度结构系数、弯沉综合修正系数F、层底拉应力计算点的位置、材料回弹模量、土基模量等均有变化，并提供一套
16、新的专用设计程89 序(APDS97)供使用。1. O. 6 特殊地区的路面结构我国幅员辽阔，各地的气候、地形、地质水文差异很大。东北地区黑龙江省北部、青藏高原分布着多年冻土地带，甘肃、新疆南部的沙漠，西北、华北等地区分布着大片的盐渍土，广西、云南、湖北等省局部有膨胀土，沿海地区、河湖水网地区的软土，这些地区的气候、土质、水文、筑路材料等都各有特点，鉴于本规范尚未对这些特殊性进行专题研究，故由设计人员根据本规范的一般规定，结合当地经验或试验研究进行路面设计。1. O. 7 公路自然区划公路自然区划系指公路自然区划标准)JTJ033-86，根据该区划选择各气候区划的土基回弹模量值。90 3结构设
17、计3.0.1 路面结构组成本次规范修订工作对路面结构组成的名称有所调整。新规范明确地将承重层分为基层和底基层。这是因为在设计和施工规范中对基层、底基层均提出不同的技术要求，甚至施工方法、工艺的要求也有差别。这样的划分有利于与国际接轨，概念简明，有利于设计人员根据不同层位的特点，选用适宜的路用材料，使设计更加经济合理。关于联结层问题，本次修订规范在广泛听取意见的基础上取消了。其主要原因是原规范所称的联结层，实际上是指沥青碎石的下面层。由于沥青碎石含细集料和矿粉很少，空隙率大于10%.某抗疲劳性能较切青海凝土差，动稳定度也比沥青海凝土低，因此规范规定高速公路、一级公路的上、中、下面层均用沥青混凝土
18、。沥青碎石仅作为柔性基层的上基层或整平层用。为了避免联结层名称与下面层、上基层之间的提乱，因此取消了联结层。3.0.2 路面等级与类型路面类型的选择主要根据公路等级、使用要求、设计年限内预估累计标准轴次(或初期年平均日交通量)以及施工机械设备等因素确定。表3.o. 2与原规范基本相同，仅作了局部调整。高级路面沥青混凝土面层仍然适宜于累计标准轴次大于200万次以上。由于新规范规定热拌沥青碎石不属高级路面面层，仅适用于二级及二级以下公路面层或上基层、调平层用，故热拌沥青碎石面层划入次高级路面范围。这样次高级路面适宜的交通量应相应地扩大。另外，由于国内各省、市都装备了一批进口或国产的拌和、摊铺设备，
19、且拌和法施工比层铺法施工具有明显的优越性，故有条件的地91 方二级公路也采用册青混凝土或热拌沥青碎石。沥青贯入碎石结构越来越少，即使采用沥青贯入碎石，也多采用上拌下贯的施工方法，以提高使用质量。因此，二级公路采用次高级路面时，将累计标准铀次调高为100200万次。根据公路工程技术标准的规定和交通量观测站资料分析:双车道的二级公路，当年平均日交通量为2 000-3 500辆/日或初期日平均交通量为1000- 2 000辆/日时，设计年限10年，其累计标准轴次均可达到100-200万次;当年平均日交通量为35007 000辆/日或初期日平均交通量为2 000-4 000辆/日在设计年限为12年内，
20、累计标准轴次可达到200-400万次以1:，必须采用沥青混凝土路面;若四车道的一级公路，按年平均日交通量为小汽车1000025 000辆/日计或初期日平均交通量(中型汽车)为35007 000辆/日，在设汁年限15年内，累计标准轴次可达400-800万次以上，因此，将400万次作为一级公路、高速公路与二级公路的分界值;表面处泊是三级公路的主要路面类型，它适用于日交通量小于2000辆/日以下公路，在设计年限8年内，累计标准轴次一般为100万次以下，故将原规范的50万次提高为100万次，显然，采用渣油路面是难以胜任这样的交通流量，对表面处泊应尽量选用较好的沥青，特别是交通量较大的三级公路宜考虑拌和
21、法施工，拥青层铺至3cm5cm为宜。3.0.3 标准轴载及轴载换算原规范标准轴载为B22-100和B22-60两种，由于近年来交通运输事业的发展，不仅交通量增长很快，而且重车增多，特别是货车超载现象越来越严重，故应考虑重车对路面的影响。另一方面，广泛采用半刚性基层结构，承载力提高，轻型车对路面的疲劳损伤作用减小。因此，本次规范修订取消轻型车B22-60的标准，统一采用B22-100的标准。轴载换算公式是根据林绣贤教授关于轴载换算公式的研究成果，推荐以铀载比表达的换算公式。该式仍采用原规范的弯沉等效、层底拉应力等效原则，根据多层弹性理论分析弯沉、拉应力与轴载P或户、d因素的关系，结合公路上实测不
22、同轴载汽车的弯沉92 对比、疲劳试验、容许弯沉公式以及直槽测试拉应变验证，分别提出轴载换算公式。新式更加适合半刚性基层底面拉应力的验算。3.0.5 拥青层厚度关于拥青层最小厚度问题，近年来开展了一些研究工作，更重要的是在近十年以来修建了大量的高速公路、一级公路、二级汽车专用公路，获得了-定的使用经验和教训。为修订规毡，曾向各省、市交通部门征求意见，在规范修订过程中也昕取了各方面意见，在送审稿讨论会上，明确对该条作了两点修改z一是将最小沥青层总厚度改为推荐厚度气二是将各级公路的沥青层厚度给一个范围，供设计人员根据各地的具体情况、综合考虑确定。这样既反映规范的原则性和灵活性，另一方面也发挥规范的指
23、导作用，使设计人员根据实际情况确定阴青层厚度。推荐厚度的低限，对一级公路、二级公路未变z对高速公路的低限降为12cm。这是因为:从目前搜集巳施工的高速公路资料来看，设计累计当量轴次由440-2 700万次，一级公路为229- 2 000万次，变化幅度很大，且交通组成也不相同，有的以轻型、中型车为主，有的重车比例较大;各地的气候、水文、土质条件也各不相同，西北干旱地区与南方多雨、湿潮地区.东北重冰冻地区与华北轻冰冻区，其筑路特征差别甚大，规定统一的沥青层厚度是不合理的。因此，根据实际情况推荐高速公路沥青层厚度为12cm- 18cmo对一级公路推荐10cm15cm，这是考虑有的单位认为原规范10c
24、m最小厚度太薄的意见，提高了高限。对二级公路多数单位反映最小厚度5cm太薄，这是因为采用沥青贯入式或双层式结构最小厚度5cm偏薄，但是考虑有的二级公路采用单层式沥青混凝土，低限为5cm仍然可行。但是，二级公路的交通量变化幅度较大，故将高限提高到10cm，对交通量大的工级汽车专用公路可放宽至12cm。三级公路推荐2cm5cm是考虑表面处治拌和法施工，将逐渐增多，且推荐的适用交通量增大，故将高限提高为5cm。设计人员应根据工程所在地区的气候、水文、材料、交通量和交通组成特点、施工队伍的设备和管理水平，考虑、施工变异性，综合确定沥青层厚度。93 4沥青面层4.1.6 沥青路面抗滑性能1.根据泪青路面
25、忧滑标准的研究成果，对原规范的扰滑标准作了适当调整。新规范更加强调高速公路、级公路必须重视安全、防滑问题。对二级、三级公路应根据各路段的具体情况采用必要的技术措施，提高路面抗滑性能。设计人员应对环境不良路段如急弯、陡坡、视线不良等路段，重视防滑问题。2.抗滑指标。第十六届国际道路会议推荐各成员国用SCRIM作为路面抗滑能力的测试工具，英、法、德、澳等国也已先后采用SCRIM测试车。我国也引进并研制生产了这类测试车。该车是英国运输和道路研究所(TRRL)研制的横向力系数常规试验车，在试验车上装有与运行方向成20。角的自由运转的测定轮，前进时产生与轮胎面成垂直的横向力，此力与轮荷载之比即为横向力系
26、数。它是路面纵横向摩擦系数的综合反映。该车自备水箱，能直接喷洒在轮前约30cm宽的路面上，可控制路面水膜厚度，在50km/h时速(最大时速80km/h)测定动态横向力系数，不妨碍交通。因此，它特别适宜于在高速公路、-级公路上进行测试。近年来竣工的京津塘、沈大、济青、京石等高速公路都用摩擦系数测定车进行了竣工时路面抗滑性能的测试。用它代替摆式仪具有显著的优点，故新的标准将以摩擦系数测定车作为测试路面抗滑性能的主要手段，对一般公路若不具备条件时，可以用摆式仪测定摆值。由于摩擦系数测定车测定值SFC与摆值Fb具有良好的相关关系，故可以利用过去的成果，提出测定车的横向力系数建议值。SFC =- 34
27、+ 1. 98f (n = 36 , = o. 94 ,S = 5.48) 94 根据1000多个事故路段调查结果分析，当几42时，则雨天事故较少。由于路面抗滑性能随时间推移而逐渐衰减，因此，竣工验收值是在此界线值之上增加35，若高速公路、一级公路的摆值为4547，由主式换算后，推荐摩擦系数测定车测试值为54。根据实测京津塘高速公路、济青高速公路、沪宁高速公路、太旧一级公路路面抗滑性能，一般均能达到要求，合格率很高。构造深度是高速行车防止水漂和溅水影响司机视线的重要因素。为了使路面形成较大的微观构造深度，设计人员往往选用开级配或半开级配的沥青混合料，这类棍合料空隙率大，密水性和耐久性较差，对冰
28、冻地区尤其不利。因此，考虑表层的抗滑性和耐久性之间平衡，将原规范的构造深度适当降低。近年来国内开展研究和铺筑了?历青玛蹄脂碎石混合料(SMA) ，取得了良好效果。这一结构可获得较大的构造深度(0. 8mm1.1mm)，且空隙率仅为2%4%，密水性和抗疲劳性能较好，是一种理想的面层结构。另外表面层采用经调整后AK-16A的级配，已在济青高速公路、沪宁高速公路使用，据初步观察在空隙率较小的情况下，能获得较好抗滑效果。对一般公路可用摆式仪测定路面抗滑性能，因国产摆式仪的摆值几与英国摆式仪测定值F有如下关系，在检测中两种仪器均可使用。Fb = 1. 22f - 2.76 (n = 13 ,Y = 0.
29、98 5 = 3.8) 表4.1.5抗滑标准是指竣工后第个夏天测定值。若在春秋季节用摆式仪测定，则验收值应提高3，若冬季测试则验收值应提高504.2.3 沥青混凝土的热稳性沥青混凝土的热稳性主要表现在夏季路面是否在车辆荷载的作用下逐渐形成车辙，根据国外资料，路面温度在45C以上的累积时间与车辙增加数量有较密切关系.而交通量次之。车辙的年增加量与沥青的软化点、60C的粘度、沥青混合料的动稳定度有很显95 著的相关性。因此，采用动稳定度来表征沥青混合料的热稳性是适宜的。不少国家也采用车辙试验来评价沥青海合料的热稳性，我国在七五、八五科技攻关中也作了大量工作，提出了科研成果。现在，国内已有厂家生产动
30、稳定度的测试设备，测岚方法简单、直现，故推荐将动稳定度作为高速公路、一级公路沥青混合料设计的热稳性指标。据日本对名古屋地区的东名、名神、中央等七条高速公路共583krn、收费道路22.7krn的调查，其中东名、名神交通量78万辆/日以上，大型车后轴100kN以上)日平均约30000辆的情况下，得到车辙年增加量D(rnrn/年)与现场取样测定动稳定度DS(次/rnrn)的关系如下:D = 152DS-o.617 (Y = 0.81) 由上式计算，若每年允许产生2.5rnrn的车辙，10年达到进行一次维修的极限值25rnrn，则动稳定度约为800次/rnrn。据试验结果，从现场取样测得的动稳定度仅
31、为室内直接拌制试样测得的动稳定度的60%，因此，在沥青混合料设计时，在60C、0.64MPa的轮压下进行车辙试验时.其动稳定度不宜小于1300次/rnrn，日本朋青路面要纲规定不小于1500次/rnrno重交通(大型车多时)的道路，要求动稳定度大于3000次/rnrn，但是当动稳定度大于5000次/rnm时，应进行弯曲疲劳试验，评价混合料的低温抗裂性能。根据我国科研成果，影响沥青混合料动稳定度的因素较多。密级配的动稳定度大于开级配;沥青用量过多，动稳定度下降F试验温度低则动稳定变高E试验荷载大则动稳定度低。表1列出在60 C、0.7MPa的轮压下，对几种国产沥青混合料试验结果的比较，只有符合重
32、交通拥青技术要求的克拉玛依沥青和欢喜岭沥青的动稳定度较高，其他而青混合料的动稳定度较低。若采用改性沥青则可明显地提高动稳定度，但是将增加建设费用。因此，考虑我国的实际情况，并为了保持各相关规范的一致性，本次修订规范暂定高速公路的动稳定度应大于800次/rnm.一级公路的动稳定度应大于600次/mm。若在南方长期持续气温较高的地区，应尽可96 能地提高沥青混合料的功稳定度指标。表1国产沥青混合科动稳定度平均值比较生随配研f.单母1稳心1;: (欠/mm)类ifi1江个数KLM HXL MMN LAL SJS SLI LHE AC- 131 2 1 596 1 115 1 053 1 236 17
33、0 318 360 八C一161 4 1 171 1 105 651 729 162 388 122 AC-25II 3 1 059 703 691 708 333 295 447 4.2.4 沥青混凝土的水稳性沥青混凝土的水稳性是本次规涟修订中增加的指标i亥指标是.八五攻关项目的成果之一。冻融劈裂试验方法是采用了简化的洛特曼试验，用两面击实50次的马歇尔试件，常温下浸水20min. O. 09MPa浸水抽真空15min后.在一18C冰箱中冷冻16h.在60C水洛中放置24h完成一次冻融循环，再在25C水中浸泡2h后测试劈裂强度，将此强度与未经冻融循环试件的劈裂强度相比，求出劈裂强度比，以此指
34、标作为年最低气温低于-21.5C的地区沥青混合料水稳性指标。该指标能较好地判定寒冷地区沥青氓合料的水稳性。4.2.5 沥青玛蹄脂碎石握合料沥青玛蹄脂碎石棍合料(SMA)早在60年代出现于法国.80年代在欧洲开始得到运用.90年代美国、日本也开始铺筑这种沥青路面。我国在1993年修筑首都机场高速公路时首次成功地铺筑了SMA路面，接着1996年在首都机场东跑道加铺沥青面层又获成功，得到了广大工程技术人员的好评和重视u随后八达岭高速公路表面层也采用了SMA这种结构，并开始试用国产胜利、辽河、大港等沥青经改性后铺筑SMA麦面层。由于这种沥青面层结构具有既抗滑又密水、既抗车辙又减少开裂的优点，是值得推荐
35、的沥青面层结构。条文中己对拥青码蹄脂碎石j昆合料的主要技术条件作了规定，表2、表3、表4分别介绍了美国FHWA、NAPA等提出的SMA指南，德国1994年规范中对SMA的矿料级配建议，以及北97 京首都机场东跑道工程等采用的级配，供大家参考。表2羹国SMA建议级配筛fL(mm)25 19 12.5 9.5 4. 75 2. 36 O. 6 0.3 0.075 阳市JUr.过1! l!iJ FHWA 丁字100 8595 90 二6030-40 20- 25 9-13 6.5-7.5 3.5-4.0 。/8S90 90 30-45 20-35 10-13 7.0-7.5 2.5-3.5 。/59
36、0 30-40 10-13 7.2-8.0 1. 52. 5 表4京昌高速公路及首都机场东跑遭采用的矿料级配通过rY1l筛fL(mm)的质最百分率级配类明16 13.2 9.5 4.75 2.36 . 18 0.6 0.3 0.150.075 SMA-16 97.5 82 63 32. :, 24 20 16 12.5 11 9 级配曲线级配范回95-100 72-92 5172 25-40 17-3111-26 10-22 817 8-15 8一11石料应选用抗滑面层用的硬质石料，针片状颗粒含量应少于10%;细集料最好用石质坚硬的石屑或优质粗在;矿粉用磨细的石灰岩石粉，不能用回收的粉尘。除在
37、粗集料、细集料方面有一定的要求外，改性沥青对全面提高路面性能起关键作用。目前国内采用的改性剂种类较多，其中运用较多的有PE、SBS、SBR、EVA等，或单一改性剂、剂量、配比不同，或复合改性，或采用不同的基质沥青.对沥青混合料的使用品质均有一定影响。各单位在推广这一结构中，设计单位可参考国内外资料和在工程实践中总结的经验，通过室内试验，试拌试铺，不断总结经验以指导工程施工。98 5 基层、底基层及垫层5.1.1 一般规定基层是拥青路面的主要承重层，所以必须具有足够的强度，且保证在水、温度作用下具有良好的稳定性。半刚性材料以其强度高、刚度大、水稳性好的特点加上它能充分利用当地材料及工业废渣的经济
38、特性，使其成为倍受青睐的基层材料，广泛应用于各地区及各等级公路。但半刚性材料在温差作用下及干燥过程中会产生较大的收缩变形，特别是当集料为细粒土时，不仅收缩变形大，且表层易浸水软化，抗冲刷能力也差。在此类基层上的沥青面层不仅裂缝多，还常有冲刷嘟浆现象，导致面层破坏。因此，在拥青面层下不应铺筑稳定细粒土基层，高级路面下应选择收缩变形小、抗冲刷能力强的基层如水泥稳定类及密实式二灰稳定集料类等。由于基层在路面结构中是厚度最大的层次，所以从经济性考虑，特别是底基层应贯彻就地取材原则，在设计时，应作多方案的技术经济比较。基层材料配合比设计是基层设计的一个组成部分，它可为原材料的选用、材料数量的决定及路面概
39、预算的编制提供科学依据。主要内容即根据行车荷载对路面基层与底基层材料所提出的强度要求抗压强度或CBR值)和水温情况的影响，通过试验选择适用的原材料，确定合理的配合比。以往有一些设计单位不注重作配合比试验而凭经验套用几个固定的配合比。这样做的结果有很大的盲目性，有可能使设计的基层强度不足或因结合料用量过高而造成浪费、收缩变形大等缺陷。99 因为基层材料的强度与原材料的优劣、结合料的类型、品质与用量等许多因素有关，因此，强调在设计阶段必须做原材料的调查和试验，并进行基层材料组成设计试验，以科学地确定基层材料的设计配合比。5.1.2 基层分类近年来，有些地区(如湖南、江西等)为了提高早期强度或因缺乏
40、石灰，在高等级公路上修筑了水泥粉煤灰稳定类基层，取得了良好的效果。考虑到此种情况，在半刚性基层分类中将含工业废渣的材料列为一类，其活性激发剂可以是石灰，也可以是水泥。5.1.3 对原材料的技术要求表5.1. 3-2中对土的塑指要求是指适宜于稳定的塑指范围。土的塑指偏低时，稳定土的初期强度低，往往达不到要求;土的塑指偏高则不易粉碎，增加拌和困难。如当地土的塑指达不到表5. 1. 3-2要求而又无其它合适的材料时，可以通过配合比试验或采取措施加以应用。如用石灰稳定低塑性土时，往往需要增加石灰剂量或掺入少量水泥;如当地土塑指超过规定上限时，可以用低剂量石灰先处治以降低土的塑指，再用水泥或石灰稳定。5
41、.1.4 水泥稳定类在公路路面基层施工技术规范)JTJ034-93中，对水泥稳定类中集料的颗粒组成按公路等级及层位不同作了相应规定，对高速公路、一级公路应按照表5.1.4-1规定的级配设计。但是在二级及二级以下公路基层的集料颗粒组成中，由于包括了从砂、石屑、碎砾)石土到级配砂砾、碎石等，故颗粒组成范围较大，有些设计人员反映不好选用，对二级公路基层还有失之过宽之弊。为此，在上述颗粒组成的基础上，本着将砂、石屑类与碎(砾)石类分开的原则，将二级及二级以下公路基层适宜于水泥稳定的集料颗粒组成范围调整如表5，供设计人员参考使用。对于二级公路的基层，在可能的条件下，应尽量选用与高速公路、一级公路基层规定
42、相同的集料级配，以获得高质量的水泥稳定100 级配集料基层。表5二级及二级以下公路水泥稳定粒料的级配组成0.075 碎砾)石、碎(砾)石t有关研究成果表明:低塑性土适用于水泥稳定，高塑性土则适用于石灰稳定。所以当采用水泥稳定塑指较大(lp17)的土时，可掺加石灰综合稳定，不仅可以提高强度，还取得节约水泥的经济效果。但如果集料本身含土甚少或不含土，而采用水泥石灰综合稳定，既增加了施工工序，也无明显效果。5.1.5 石灰粉煤灰稳定类研究表明:采用密实式二灰混合料可以减少收缩裂缝，并可提高抗冲刷能力，因此，在高速公路、一级公路的基层上应采用密实式二灰稳定级配集料，其它有条件的地区也应尽量采用。由于各
43、地所用粉煤灰、石灰、集料千差万别，故石灰与粉煤灰之间的比例应通过组成设计试验来确定。一般来说，粉煤灰的烧失量大，石灰比例应大些;如粉煤灰中已含有较多的氧化钙、氧化镜时，石灰比例可小些。当石灰粉煤灰稳定集料时，石灰与粉煤灰的比例宜为1: 21 : 3;当石灰粉煤灰稳定细粒土时，石灰与粉煤灰的比例宜为1: 31 : 4。石灰粉煤灰稳定集料作基层时，石灰粉煤灰与集料的比例常用25: 7515 : 850 石灰粉煤灰稳定细粒土作底基层时，石灰粉煤灰与细粒土的比例常为30: 7050 : 50。5.1.6 石灰稳定类石灰稳定类材料在我国道路上的应用有着悠久的历史，也积累了丰富的经验。虽然它存在着强度低、
44、收缩变形大、水稳性比水泥稳定类、二灰类稍莹的缺点，但是这类材料造价低廉，料源广泛，101 仍适用于二、三级公路基层及各等级公路的底基层。为了提高其初期强度，可以掺入1%-2%的水泥综合稳定:而增加石灰土中粒料的含量，则不仅可提高初期强度，还可改善其收缩性能，对防止灰土表层软化、嘟浆破坏也有作用，所以在高级路面下不宜采用粒料含量小于50%的悬浮式石灰土混合料做基层。实践表明z石灰稳定类材料最容易受水影响而产生表层软化现象。而扼青面层在铺筑初期往往渗水，因此，应在石灰稳定类基层上设下封层，对保护基层、防止拐青面层早期破坏有良好的效果。石灰稳定类材料中石灰剂量一般为8%-12%。5.2.4 道路冻深
45、计算原规范中路面防冻层厚度是根据当地冻结深度查表确定。由于路面结构与材料差异，路基横断面形式不同，其路基冻结深度也不同。故用当地冻探代替路基冻深是不合理的。因此通过沥青路面防冻厚度设计方法的专题研究，获得了确定防冻厚度的计算法和查表法，本规范推荐了查表法。日本在道路冻深计算中采用斯蒂芬公式的简化式，其公式为zD=C fl.式中D为道路冻深，C为常数.f为冻结指数。由于常数C不能完全反映各地路面结构和路基的实际情况，因此，我们运用冻深理论计算公式，考虑路面各结构层材料热物性、道路横断面形式，路基潮湿类型及冻结指数等来计算道路冻深。5.2.5 防冻厚度计算为了检验原规范推荐的防冻厚度，曾对东北三省
46、的部分地区和干旱地区道路冰冻特征进行了调查，如对河北省承德地区，内蒙古赤峰、通辽地区，吉林省白城地区调查研究。调查结果认为原规范推荐的防冻厚度基本合理，但是，干旱地区因降雨量少，路基土含水量小，路面的防冻层厚度应比黑龙江省的潮湿地区减薄L5%-20%。根据调查结果和理论计算对原规范的防冻厚度做了适当的修102 改和补充，并将原来引用的大地陈深改为道路冻深，这样使防冻设计更加科学合理。查表法求算防冻厚度时，应先按公式5.2.4计算道路冻深，再根据路基于湿类型，路基土类、基层材料查表5.2.5即可求得。路面总厚度应等于或大于最小防冻厚度，若路面总厚度小于最小防冻厚度时，则应增加防冻垫层厚度使其满足
47、要求。103 6 路基与排水6. 1路基6.1.1 基本要求公路建设的实践经验表明.路基必须密实、均匀、稳定。路基土的含水量和压实度直接影响路面的强度和稳定性。由三层体系理论分析可知，影响路表弯沉的主要因素是路基的强度，70%95%的弯沉取决于路基。因此，在路基路面综合设计中，为满足弯沉指标的要求，提高路基强度是重要措施，其次是提高基层模量和厚度。为此，(公路路基设计规范)(JTJ013)加强了路基填土的技术要求与压实，并规定了填土材料的力学指标CBR值。为了保持路基的强度与稳定性，必须采取防止地面水与地下水浸入路基的有效技术措施，使路基长期处于干燥或中温状态。潮湿、过湿状态的路基强度与稳定不
48、足，应采取固化材料处理或换填渗水性土等技术措施，改善路基的工作状态，提高路床与路堤的整体强度，使高速公路和一级公路的土基因弹模量不低于30MPa，其他公路的土基回弹模量不低于25MPa。6.1.2 路基干湿类型路基的强度和稳定性与路基所处的干温状态有关，路面设计一般要求路基处于干燥或中温状态。选用土基回弹模量与路面材料模量值，需掌握土基含水量及路基干湿状况。季节性冰凉地区防冻层厚度，也与路基干湿状况有关。因此，需要划分路基的干湿类型。原规范(JTJ014-86)路基干温类型是根据平均相对含水量石x划分，本规范改为平均稠度丑。稠度Wc=(WL -W)/(WL -wp)，式中WL为100g锥测定的
49、液104 限值，其抗剪强度与国际上通用的碟氏仪测定液限值WL等效，F为塑限.W为含水量。当W=F时，c=l.O.是土质处于半固体与硬塑状态的分界值;W=WL时，Wc=O.是土质处于流塑与流动状态的分界值P当含水量w为塑限Wp与流限WL之间时，土质处于可塑状态。稠度指标综合了土的塑性特性，包含了液限与塑限，全面直观地反映了土的硬软程度，物理概念十分明确。相对含水量W.=t旷WY式中Wy为76g锥测定的液限值与国际上通用的WL值不同，且Wx未考虑土的塑限Wp这一重要特性，当土的相对含水量Wx相同时，由于不同土类的塑性各异使土处于不同稠度状态。显然，以x划分干温类型不尽合理。此外，稠度还可作为预控土的可压实性，判断采用重型压实度标准还是轻型标准:还可
