城道路設計規(guī)范9柔性路面設計

1、第九章 柔性路面設計第一節(jié) 設計原則與規(guī)定第 9.1.1 條 柔性路面設計包括結構組合、厚度計算與材料組成，其原則如下：一、路面設計應根據(jù)道路等級與使用要求，遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于 養(yǎng)護的原則，結合當?shù)貤l件和實踐經(jīng)驗，對路基路面進行綜合設計，以達到技術經(jīng)濟合理， 安全 適用的目的。柔性路面結構應按土基和墊層穩(wěn)定，基層有足夠強度，面層有較高抗疲勞、抗變形和抗 滑能力等要求進行設計。二、結構設計應以雙圓均布垂直和水平荷載作用下的三層彈性體系理論為基礎，采用路 表容許回彈彎沉、 容許彎拉應力及容許剪應力三項設計指標。 路面結構用計算機計算； 無計算機 時對于三層以上體系用當量層厚度法

2、換算為三層體系后查諾模圖計算。三、面層材料應具有足夠的強度與溫度穩(wěn)定性；上基層應采用強度高穩(wěn)定性好的材料； 底基層可就地取材；墊層材料要求水穩(wěn)定性好。第 9.1.2 條 分期修建的路面工程應合理選擇路面結構組合，確定設計厚度，使前期工 程在后期能充分利用。第 9.1.3 條 路面結構層一般由面層、基層和墊層組成，見圖 9.1.3 。面層為直接承受汽車車輪的作用力和自然因素影響的結構層，由一層或數(shù)層組成。 基層為路面的主要承重部分，和面層一起把荷載作用力傳至土基。基層由一層或數(shù)層組 成。墊層為介于基層與土基之間的結構層，在土基水、溫狀況不良時，用以改善土基的水、 溫狀況，提高路面結構的水穩(wěn)性和抗

3、凍脹能力，并可擴散荷載，以減小土基變形。第二節(jié) 設計標準第 9.2.1 條 路面設計以軸載 100kN 的雙輪組單軸為標準軸載。 各輪輪載為 25kN ，輪胎 壓強為0.7MPa，單輪輪跡當量圓半徑r為10.65cm，雙輪中心間距為 3r。不同軸載的軸數(shù)按式( 9.2.1 )換算為標準軸載的軸數(shù)。軸載大于或等于 20kN 的軸數(shù)均應換算為標準軸數(shù)，軸載小于 20kN 者不計。第 9.2.2 條 設計指標及適用范圍規(guī)定如下：一、設計指標1 、為防止路面出現(xiàn)沉陷、車轍、軟彈、網(wǎng)裂等整體強度不足的損壞，路表容許回彈彎沉值1應大于或等于路表實際回彈彎沉值Is,即1ls。計算時其差值應符合式(9.2.2

4、- 1 )。(1 卜 1s) / 1X 100%C 5%(9.2.2-1 )2 、為防止路面出現(xiàn)疲勞裂縫損壞， 瀝青混凝土面層或半剛性基層材料的容許彎拉應力:(T 應大于或等于該層的實際彎拉應力b ,即(T 。計算時其差值應符合式(922-2 )。(b 卜 b ) / : b x 100%C 5%( 9.2.2-2 )3、為防止路面面層出現(xiàn)車轍、波浪、推擠、滑移和剪裂等損壞，面層材料的容許剪應力:T 應大于或等于面層破裂面上的實際剪應力T a即T T a。計算時其差值應符公式(9.2.2- 3 )(T 卜 Ta) / : tX 100%C 5%(922-3 )二、適用范圍1 、對瀝青混凝土面層

5、應采用容許回彈彎沉、 彎拉應力和剪應力三項指標設計。 在交通 量小的支路上鋪筑瀝青混凝土面層時，可僅用容許彎沉值設計。2 、對瀝青碎石面層采用容許回彈彎沉和剪應力兩項指標設計。3 、對瀝青貫入式碎(礫)石面層、澆灑式施工的瀝青表面處治和粒料路面，只用容許 回彈彎沉指標設計。4 、采用半剛性基層時，應對基層按彎拉指標設計。第9.2.3條路表的容許回彈彎沉值1按式(9.2.3-1 )計算。第9.2.4條瀝青混凝土面層和半剛性基層材料容許彎拉應力(T 按下式計算。一、瀝青混凝土面層材料容許彎拉應力(T a 二、半剛性基層材料容許彎拉應力(T a 第 9.2.5 條 瀝青混合料面層材料的容許剪應力 T

6、 按式( 9.2.5-1 )計算：第三節(jié) 結構組合設計第 9.3.1 條 結構組合的基本原則如下：一、面層、基層的結構類型及厚度應與交通量相適應。交通量大、軸載重時，應采用高 等級面層與強度較高的結合料穩(wěn)定類材料基層。二、層間結合必須緊密穩(wěn)定，以保證結構的整體性和應力傳布的連續(xù)性。面層與基層之 間宜按基層類型和施工情況適當灑布透層瀝青、粘層瀝青或采用瀝青封層。三、各結構層的材料回彈模量應自上而下遞減，基層材料與面層材料的回彈模量比應大于或等0.3 ; 土基回彈模量與基層(或底基層)的回彈模量比宜為0.080.4。四、層數(shù)不宜過多。五、在半剛性基層上鋪筑面層時，對等級較高的道路應適當加厚面層或采

7、取其他措施以 減輕反射裂縫。第 9.3.2 條 面層設計應符合下列要求：一、面層類型可按設計年限內設計車道標準軸載累計數(shù)確定，見表9.3.2-1。1 、瀝青混凝土層的常用厚度和適宜層為見表 9.3.2-2 ，可按使用要求結合當?shù)亟?jīng)驗選用。2 、熱拌熱鋪瀝青碎石可用作雙層式瀝青面層的下層或單層式面層。作單層式面層時，為防水和平整，應加鋪瀝青封層或磨耗層。瀝青碎石的常用厚度為5 7cm。3 、瀝青貫入式碎（礫）石可做面層或瀝青混凝土路面的下層。作面層時，應加鋪瀝青 封層或磨耗層，常用厚度為58cm。4 、瀝青表面處治主要起防水層、磨耗層、防滑層或改善碎（礫）石路面的作用。常用 厚度為 1.5 3c

8、m。第 9.3.3 條 基層的要求與基層材料一、基層應符合下列要求：1 、具有足夠的強度和穩(wěn)定性；2 、材料強度應均勻一致；3 、底基層宜利用符合設計要求的當?shù)夭牧希?如天然砂礫等， 并應按路基干濕類型控制 細料含量。二、用作基層的材料主要有：1 、整體型材料（1 ）無機結合料穩(wěn)定粒料無機結合料穩(wěn)定粒料包括石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫、石灰穩(wěn)定砂礫、石灰煤渣、水泥穩(wěn)定砂粒等，其強度高，整體性好，適用于交通量大、軸載重的道路。砂礫混合料用石灰穩(wěn)定時，其細粒土的塑性指數(shù)應大于或等于10。塑性指數(shù)小于 10時，應經(jīng)試驗確定。（2）工業(yè)廢渣混合料 工業(yè)廢渣混合料的強度、穩(wěn)定性和整體性均較好，適用于各種路面的基層

9、。使用的工 業(yè)廢渣應穩(wěn)定、 無風化、 無腐蝕。 工業(yè)廢渣種類多， 規(guī)格和性質差異較大， 應根據(jù)實踐經(jīng)驗選用。（ 3 ）石灰土石灰土適用于各種路面的基層，特別是底基層。石灰土不能0 在低溫季節(jié)施工，并不能在水文不良地段采用。塑性指數(shù)在 10 27 范圍內的土可用干石灰土。有機含量大于或等于 10%或硫酸鹽含量大于或等于 0.8%的土不宜用石灰穩(wěn)定。必須使用時，應經(jīng)試驗確定。（4）水泥穩(wěn)定土 有機質或硫酸鹽含量高的土不宜用水泥穩(wěn)定處理。很高液限的細粒土由于難以粉碎與 拌合且水泥用量過多，也不宜用水泥穩(wěn)定。水泥含量應通過試驗確定。2 、嵌鎖型和級配型材料（ 1 ）泥結（泥灰結）碎（礫）石 泥結碎（礫

10、）石的水穩(wěn)定性較差，在中濕和潮濕路段應采用泥灰結碎（礫）石，摻灰 量為含土量的 8 12%。骨料的粒徑宜小于或等于40mm并不得大于層厚的 0.7倍。嵌縫料應與骨料的最小粒徑銜接。（ 2）水結碎（碎）石碎石的粒徑宜小于或等于70mm并不得大于層厚的 0.7倍。嵌縫料應與骨料的最小徑銜接。（3）級配碎（礫）石級配碎（礫）石層應密實穩(wěn)定。為防止凍脹和濕軟，應控制小于0.5mm顆粒的含量和塑性指數(shù)。在中濕和潮濕路段，用作瀝青路面的基層時，應摻石灰。摻灰量為小于 0.5mm顆粒含量的 8 12%。（ 4）天然砂礫 天然砂粒符合標準級配要求時，其使用范圍和要求與級配礫石相同。不符合標準級配 要求時，只宜

11、用作底基層或墊層，并應按路基干濕類型適當控制小于0.5mm的顆粒含量。為便于碾壓，礫石最大粒徑宜采用60mm。第 9.3.4 條 墊層使用條件和一般規(guī)定如下：一、路基經(jīng)常處于潮濕和過濕狀態(tài)的路段，以及在季節(jié)性冰凍地區(qū)產(chǎn)生冰凍危害的路段 應設墊層。二、墊層材料有粒料和無機結合料穩(wěn)定土兩類。粒料包括天然砂礫、粗砂、爐渣、礦渣等。采用粗砂和天然砂時，小于0.074mm的顆粒含量應小于 5%采用爐渣時，小于2mm的顆粒含量宜小于 20%。三、墊層厚度可按當?shù)亟?jīng)驗確定，一般宜大于或等于15cm。在季節(jié)性冰凍地區(qū)路面總厚度小于表 9.3.4 規(guī)定時，應以墊層材料補足。第 9.3.5 條路面常用結構層最小厚

12、度見表 9.3.5 。第四節(jié) 新建路面結構層的計算第 9.4.1 條土基回彈模量應在不利季節(jié)用標準承載板實測確定。受條件限制時，可在土質與水文情況相似的鄰近路段上測定，亦可現(xiàn)場取土樣在室內測定。第9.4.2條路面結構材料的抗壓回彈模量E、彎拉強度fm、彎拉模量Em粘結力c和內摩阻角$均應通過試驗確定。第 9.4.3 條 計算路面結構受荷載產(chǎn)生的回彈彎沉值與彎拉、剪切應力應采用以下公式 及諾模圖計算。一、路表回彈彎沉值的計算計算點A取在雙輪間隙中心，距荷載面中心垂直軸線與上層表面交點1.5 r處，見圖9.4.3- 1 。二、上層和中層底面彎拉應力的計算1 、上層底面彎拉應力計算點E取在雙圓荷載的

13、任一荷載面中心垂直軸線與上層底面相交處，見圖9.4.3-1 。（1）路面面層為三層體系的上層時，用下式計算。（2）路面基層換算為三層體系的上層時，用下式計算。2 、中層底面彎拉應力計算點 c 取在雙輪間隙中心垂直軸線與中層底面相交處，見圖9.4.3-1。三、上層破裂面上剪應力的計算計算點D取在行車前進方向的車輪中心后0.9r處，見圖943-2 。第 9.4.4 條 多層體系路面結構可用計算機計算。用諾謨圖時，應先用當量厚度法， 按下列公式把多層體系換算為三層體系，再確定層間接觸條件，然后進行計算。一、計算路表彎沉值和路面剪應力時，hl、E1、E2、En不變，把第二層及其以下各層按式（9.4.4

14、-1 ）換算成模量為E2,當量層厚度為 H而構成三層體系，見圖9.4.4-1 。二、計算第 n-1 層以外的任一結構層底面彎拉應力時，保持計算層 X 層和相鄰下層 X+1層的模量EX、EX+ 1與En不變，用式（944-2 ）把計算層X層以上各層換算為模量值為EX的上層，當量層厚度為h ;把計算層以下各層用式（9.4.4-3 ）換算成模量為 EX + 1的中層，當量層厚度為H,見圖9.4.4-2。三、計算第 n-1 層底面彎拉應力時，保持 En、En-1、En-2 及 hn-1 不變，用式( 9.4.4-4 )把n-2層與以上各層換算成模量為En-2的當量層，厚度為h , n-1層的厚度hn-

15、1 = H,見圖 9.4.4-3 。四、取用何種模量值與層間接觸條件的規(guī)定如下：1 、計算彎沉與剪切時，各層材料應采用抗壓回彈模量，并采用連續(xù)體系。2 、計算彎拉應力時， 計算層與計算層以上的整體型各層材料應采用彎拉回彈模量，非整體型各層材料采用抗壓回彈模量；計算層以下各層材料均用抗壓回彈模量；并分別采用以下規(guī)定的層間接觸條件：計算瀝青面層底面彎拉應力時，用上、中層間滑動，中、下層間連續(xù)體系； 計算整體型基層底面彎拉應力時，不論換算后它是處于新的上層還是新的中層， 均用三層連續(xù)體系。第 9.4.5 條 對半剛性基層，設計時采用設計年限內設計車道上標準軸載累計數(shù)及材料 設計齡期的參數(shù)計算； 驗算

16、時采用竣工后第一年末設計車道上的標準軸載累計數(shù)及材料驗算齡期 的參數(shù)計算。半剛性基層材料的設計齡期及驗算齡期見表 9.4.5 。第五節(jié) 舊路面補強厚度計算第 9.5.1 條 舊路面補強設計時，應進行下列調查與測定：一、調查交通量、交通組成與交通量增長率。二、調查道路設計、修建與養(yǎng)護的有關資料。三、調查道路現(xiàn)況如路基寬度、縱坡度、彎道半徑、路拱橫坡度、路面平整度、裂縫、 坑槽、搓板、翻漿以及排水狀況等。四、挖驗路面結構，判明各結構層厚度、材料組成及污染情況。必要時做材料分析，并 測定土基的土類及濕度。五、在不利季節(jié)測定路表回彈彎沉值，并選擇有代表性的路段做標準承載板測定，以求 得回彈彎沉值與回彈

17、模量的關系。第 9.5.2 條 按下述方法確定舊路面的計算彎沉值： 在確定各路段的計算彎沉值時，應根據(jù)下列因素將道路全線劃分為若干段落。 一、在一個段落內土基干濕類型、土質應相同。二、在一個段落內各測點的彎沉值比較接近，每段的彎沉值測點數(shù)應大于或等于20 點。三、段落的最小長度應與施工方法相適應，可視實際情況確定。用標準軸載測定的路段計算彎沉值的代表值 丨r (cm)用下式計算。測定瀝青路表彎沉值的標準溫度為20 Co第9.5.3條舊路路表當量回彈模量 ES按式(9.5.3-1 )或式(953-2 )計算確定。第 9.5.4 條 在補強層的設計中，需設置兩層或兩層以上的補強層時，按照本章 第四節(jié)的計算方法進行，將舊路頂面的計算回彈模量ECS作為三層體系的E