公路瀝青路面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范_第1頁
公路瀝青路面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范_第2頁
公路瀝青路面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范_第3頁
公路瀝青路面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范_第4頁
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文檔簡介

《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》JTGD50-條文說明9月16日

1總則1.0.1因為國民經(jīng)濟發(fā)展,帶來交通量激增和重載車增多,對路面設(shè)計和施工是一個挑戰(zhàn)。為提升路面設(shè)計水平和工程質(zhì)量,降低早期損害,總結(jié)工程實踐經(jīng)驗教訓(xùn),吸納新科研結(jié)果,有必需對原規(guī)范進行修訂。1.0.3路面設(shè)計工作是一個系統(tǒng)工程,它不是單純地厚度計算。因原材料性質(zhì)決定瀝青混合料或多種基層混合料物理力學(xué)特征,多種混合料性質(zhì)決定了各結(jié)構(gòu)層路用性能,所以,材料直接影響路面質(zhì)量和耐久性。各結(jié)構(gòu)層組合和當(dāng)?shù)貧夂?、交通量和交通組成親密相關(guān),合理結(jié)構(gòu)組合,使路面取得經(jīng)濟、耐久效果。厚度計算和材料設(shè)計參數(shù)取值直接相關(guān),沒有實測材料參數(shù)厚度計算缺乏依據(jù)。若缺原材料調(diào)查,無合理材料單價,可造成變更設(shè)計,突破投資。故設(shè)計人員應(yīng)重視材料調(diào)查,選擇符合技術(shù)要求,經(jīng)濟合理材料,預(yù)防簡單地套用路面結(jié)構(gòu),把設(shè)計變成是厚度計算。設(shè)計工作包含以下具體內(nèi)容:1調(diào)查和搜集相關(guān)交通量及其組成資料,主動開展軸載譜分布調(diào)查、測試工作;2搜集當(dāng)?shù)貧夂?、水文資料,了解沿線地質(zhì)、路基填挖及干濕情況,經(jīng)過試驗或論證確定路基回彈模量;3設(shè)計人員應(yīng)認真做好路用多種材料調(diào)查,并取樣試驗,依據(jù)試驗結(jié)果選定路面各結(jié)構(gòu)層所需材料;4施工圖設(shè)計階段應(yīng)進行混合料目標(biāo)配合比設(shè)計,并測試、確定材料設(shè)計參數(shù);5確定路面結(jié)構(gòu)組合,采取專用程序計算厚度;6對路面結(jié)構(gòu)方案進行概算、技術(shù)經(jīng)濟比較,進行早期投資或長久成本壽命分析,提出推薦設(shè)計方案。不過現(xiàn)在中國還未建立早期投資、營運中維修、養(yǎng)護費用等全過程技術(shù)經(jīng)濟預(yù)估模型,期望有條件設(shè)計、科研單位開展這方面工作,積累資料。7認真做好路面排水、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水和中央分隔帶排水系統(tǒng)設(shè)計,使路面排水通暢,路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部無積水滯留。1.0.4該條文僅增加了路面設(shè)計應(yīng)符合國家環(huán)境保護相關(guān)要求,設(shè)計中應(yīng)注意廢棄料處理,不能污染環(huán)境。激勵主動開展舊瀝青面層、破碎水泥混凝土1.0.5分期修建方案,由設(shè)計單位依據(jù)實際情況決定。1.0.6新條文強調(diào)了設(shè)計目標(biāo)不僅確定路面結(jié)構(gòu)厚度,還應(yīng)為行車提供快捷、舒適、安全、穩(wěn)定、耐久服務(wù)功效?,F(xiàn)行彈性層狀理論設(shè)計方法和設(shè)計指標(biāo),關(guān)鍵是考慮在車輛荷載反復(fù)作用下,使路面含有對應(yīng)整體剛度(即承載能力),和抵御各結(jié)構(gòu)層因拉應(yīng)力或拉應(yīng)變而產(chǎn)生疲憊破壞。對于目前出現(xiàn)水損害、車轍、推移、擁包等病害,用彈性層狀理論尚難以得出符合實際設(shè)計結(jié)果,故需經(jīng)過瀝青混合料性能設(shè)計,合理結(jié)構(gòu)組合等原因間接地控制。瀝青混合料高溫、低溫、疲憊、水穩(wěn)性等性能各影響原因,有是相互矛盾,所以在瀝青混合料設(shè)計時,應(yīng)結(jié)合各地環(huán)境條件,抓住關(guān)鍵矛盾,綜合、全方面地考慮多種性能平衡進行設(shè)計。2術(shù)語及符號2.1術(shù)語2.1.1~2.1.8多年來,因為交通事業(yè)發(fā)展而出現(xiàn)了路面結(jié)構(gòu)類型多樣化趨勢,有必需明確多種瀝青路面結(jié)構(gòu)定義,以避免路面結(jié)構(gòu)概念稱呼混亂,更有針對性地開展研究工作。所以,將基層分為三種:半剛性、柔性、剛性基層。瀝青路面分為半剛性基層瀝青路面,柔性路面,貧混凝土路面,混合式基層路面。。2.1.16~2.1.17原規(guī)范未明確最大粒徑和公稱最大粒徑定義,新規(guī)范加以明確。級配粒徑以公稱最大粒徑命名,如AC-13其公稱最大粒徑為13mm,最大粒徑為16mm。最大粒徑是指混合料中篩孔經(jīng)過率為100%最小篩孔尺寸。公稱最大粒徑是指混合料中篩孔經(jīng)過率為90~100%最小篩孔尺寸。2.1.24在路面結(jié)構(gòu)或混合料設(shè)計應(yīng)考慮其最不利狀態(tài)。在厚度計算時應(yīng)考慮路面材料、路基回彈模量在十二個月季節(jié)改變中處于強度最低狀態(tài)為最不利。對路基而言,冰凍地域系指春季凍融時期,非冰凍地域系指雨季,因各地雨季對瀝青混合料設(shè)計而言,對無冰凍地域以夏季高溫狀態(tài)為最不利季節(jié);對冰凍地域以冬季低溫狀態(tài)為最不利季節(jié)。3通常要求3.1交通量3.1.1依據(jù)《重載瀝青路面設(shè)計規(guī)范》研究匯報,國外資料表明“世界上采取100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載國家最多,占34%;以80KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載國家次之,占28%;標(biāo)準(zhǔn)軸載大于100KN國家占26%;標(biāo)準(zhǔn)軸載為60KN或90KN國家各占6%?!币驗橹袊扇〖訌娦姓芾矸椒?,限制超載,仍以雙輪組單軸100KN3.1.2以彎沉值為設(shè)計指標(biāo)時軸載換算公式,原規(guī)范限定在雙輪組單軸重為130KN之內(nèi)使用,據(jù)《重載瀝青路面設(shè)計規(guī)范》研究匯報,從理論計算和實際檢測結(jié)果,再次確定路面彎沉比和荷載比b次方成正比關(guān)系,并依據(jù)ALF加速加載試驗,湖北襄樊試驗路,津圍公路,和用落錘式彎沉儀FWD在鄭洛高速公路、八達嶺高速公路試驗分析結(jié)果,當(dāng)路面彎沉在20—40(0.01mm)內(nèi),b值平均為0.93,原規(guī)范b值平均為0.87,前者比后者大6%,考慮柔性結(jié)構(gòu)彎沉值比半剛性基層大些,b值應(yīng)小些,所以,軸載公式可不改變。依據(jù)研究匯報,實測軸重達200KN,計算分析軸重達250KN,故將軸重適用范圍可擴大至200KN。瀝青面層以拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時,b值取0.87,指數(shù)方為3.95,b值取0.93,指數(shù)方為4.22,法國柔性路面用5次方,Al美國瀝青協(xié)會采取4次方計算,英國采取4次方計算,澳大利亞采取5次方,日本采取4次方,所以,我們推薦和彎沉等效相同用4.35次方。當(dāng)以半剛性基層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時,軸載系數(shù)公式未變,仍以8次方計算。相關(guān)貧混凝土基層以拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時,怎樣進行軸載換算?用拉應(yīng)力等效模式軸載換算公式,對貧混凝土基層疲憊方程做工作不多,從長安大學(xué)研究結(jié)果得悉,貧混凝土疲憊方程以下式推導(dǎo),軸載換算為12.79次方。Ks=σs/σr=0.513Ne0.0677依據(jù)國外資料可知,法國為12次方,澳大利亞對穩(wěn)定類指數(shù)也為12次方,所以本規(guī)范提議貧砼基層采取指數(shù)為12次方計算。3.1.3路面設(shè)計年限是指路面完工開始營運起,在正常養(yǎng)護和維修、罩面條件下至路面服務(wù)性能下降到需大修時時間,原規(guī)范通常要求為6~。但和國外相比,中國要求設(shè)計年限較短。依據(jù)國外資料,路面設(shè)計中有設(shè)計年限和分析年限之分,設(shè)計年限概念和中國相同,分析年限是用于進行長久性能、壽命評價用。如美國AASHTO設(shè)計法,分析年限對交通量大城市道路為30~50年,交通量大郊區(qū)道路為20~50年;對交通量小城市道路為15~25年,交通量小砂礫路面為10~20年。設(shè)計年限通常為10~20年。英國、法國、德國、南非設(shè)計年限通常為20年。澳大利亞設(shè)計年限為20~40年,加鋪罩面為10~20年。日本設(shè)計年限,從疲憊開裂出發(fā)為203.1.4新建公路依據(jù)《工程可行性研究匯報》提供交通量OD調(diào)查資料,可得到多年多種汽車交通量(自然車輛數(shù))組成,即小客車、小型貨車、大客車、中型貨車、大型貨車、拖掛車等多種車型組成百分比,和預(yù)估第十二個月或設(shè)計年末日平均汽車交通量。設(shè)計時應(yīng)對多種車型軸重分布情況進行調(diào)查,可不考慮小客車,小貨車,中客車,關(guān)鍵調(diào)查大客車,中貨車、大型貨車,拖掛車等數(shù)量和軸重分布情況,并應(yīng)依據(jù)交通載重實際情況,計入空載、滿載、超載等原因,更真實地預(yù)估設(shè)計交通量。對改建工程可依據(jù)有代表性月、日、時實測軸載譜,或調(diào)查各類型車軸載分布資料,可將單軸大于或等于25KN多種車輛分別按軸重每10KN分級排列,按本節(jié)要求計算前、后軸軸重換算系數(shù)αi,并考慮輪組系數(shù)C1和軸數(shù)系數(shù)C2影響。3.1.8增加交通量等級原因:1路面厚度計算中采取設(shè)計年限內(nèi)一個車道累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次Ne作為依據(jù),不過,累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次它不能完全反應(yīng)車輛荷載對路面產(chǎn)生車轍、平整度、耐磨抗滑等性能指標(biāo)直接作用,則難以用累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次建立直接相關(guān)性。2在材料和混合料設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面,通常均考慮公路等級關(guān)聯(lián),但從相關(guān)調(diào)查資料分析可知,同一公路等級交通量及組成卻大不相同。這么造成對交通量小高速公路技術(shù)要求過高,而對交通量很大二級公路技術(shù)要求卻偏低,所以,有必需依據(jù)中國交通實際情況,在考慮公路等級同時,也考慮交通量等級。3國外交通量分級,多采取日平均貨車或大型車分級,如澳大利亞、法國、德國、日本等,也有用累計當(dāng)量軸次(萬次)進行交通量分級,如美國瀝青協(xié)會AI、南非等,通常分為四至七級或更多。中國過去多以累計當(dāng)量軸次(萬次)表征交通量大小,鑒于考慮多個性能指標(biāo),和對材料、混合料設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面技術(shù)要求,有必需增加以汽車為主劃分交通量等級方法。依據(jù)國家干線公路交通調(diào)查資料劃分等級為七級,經(jīng)綜合分析,考慮中國汽車交通量組成百分比、國道交通量和高速公路上(中型標(biāo)準(zhǔn)車)分級,將中國交通量劃分為五級,分為特輕、輕、中、重、特重交通等級。因中國地域大、東西南北地域經(jīng)濟發(fā)展極不平衡,交通量分布相差也很大,所以劃為五級是合理。3.2對路用材料技術(shù)要求3.2.1瀝青標(biāo)號和瀝青技術(shù)指標(biāo)選擇和工程所在地氣候親密相關(guān)。通常情況下宜按公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范選擇劃分氣候區(qū)、選擇瀝青標(biāo)號。因為最熱月份天天最高氣溫平均值表征氣溫低于最熱月份連續(xù)七天最高氣溫平均值,而車轍最輕易在最熱幾天發(fā)生。所以,有地域在選擇瀝青標(biāo)號和瀝青技術(shù)指標(biāo)時,參考了美國SuperpavePG分級方法,用歷年最高月氣溫中連續(xù)七天高溫平均值和98%確保率,并考慮氣溫和路面溫度相關(guān)關(guān)系,計算路面最高溫度,以此選擇瀝青高溫技術(shù)指標(biāo)。同時以歷年極限最低氣溫選擇低溫技術(shù)指標(biāo)。該方法己在部分省中使用。附錄B提供部分地域1960年至累計氣象資料整理,供使用。當(dāng)連續(xù)七天高溫平均值小于30℃地域可視為涼區(qū);當(dāng)平均值為30℃~35℃地域為溫區(qū);當(dāng)平均值大于35℃地域為熱區(qū)。各地可依據(jù)氣溫資料,建立和路面下氣候區(qū)劃為熱區(qū),對夏季連續(xù)高溫較長,或重載車較多高速公路,可選擇稠度高、60℃粘度大瀝青;對氣候區(qū)劃為涼區(qū),宜選擇稠度較低、低溫延度較大瀝青。當(dāng)瀝青層為二至三層或瀝青層較厚時,表面層宜考慮選擇高溫、低溫性能均很好,并耐老化瀝青;對中面層、下面層宜選擇高溫抗車轍、熱穩(wěn)性好瀝青,或選擇稠度高一級瀝青。3.2.4改性瀝青是依據(jù)對瀝青路面使用要求,在基質(zhì)瀝青選擇改性劑應(yīng)依據(jù)使用要求考慮以下原因,并結(jié)合當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗和投資條件綜合確定。1為提升高溫抗車轍能力,宜使用熱塑性橡膠類、熱塑性樹脂類或其它化學(xué)、物理改性劑及天然湖瀝青等。熱塑性橡膠類改性劑——最廣泛利用是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物(簡稱SBS)改性劑。熱塑性樹脂類改性劑——己有實踐經(jīng)驗乙稀—醋酸乙烯脂聚合物(簡稱EVA),聚乙烯(簡稱PE)等。天然瀝青——有天然湖瀝青(如特立尼達湖瀝青),頁巖瀝青等。2為提升低溫抗裂能力,宜使用熱塑性橡膠類或橡膠類,及其它化學(xué)改性劑。橡膠類改性劑——使用較多是丁苯橡膠(簡稱SBR)乳液,和廢舊橡膠粉等。3當(dāng)交通繁重或氣候條件嚴(yán)酷,可采取兩種改性劑進行改性,以綜合改善路用性能。4當(dāng)采取新品種改性劑時,宜參考中國外相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,經(jīng)實踐驗證是合理。5改性瀝青品種較多,同一改性劑取得改性瀝青其質(zhì)量也有差異,應(yīng)加強試驗檢測工作,嚴(yán)格控制改性瀝青質(zhì)量。3.2.7路面橫向力系數(shù)和瀝青混合料石料品質(zhì),結(jié)構(gòu)深度和集料級配親密相關(guān)。設(shè)計人員應(yīng)認真調(diào)查瀝青表面層用粗集料,選擇強度較高、磨光值大、耐磨耗、符合石料磨光值PSV要求石料。常見石料有玄武巖、安山巖、片麻巖、輝綠巖,砂巖,花崗巖,閃長巖,硅質(zhì)石灰?guī)r和經(jīng)軋制破碎礫石等。瀝青表面層用粗集料除應(yīng)滿足3.2.7條相關(guān)石料磨光值要求外,為提升混合料水穩(wěn)性,在年平均降雨量大于500mm地域,高速公路和一級公路抗滑表面層所用細集料,可摻入一定量石灰?guī)r石屑或其它磨光值較小石屑;二級公路和三級公路表面層所用粗集料,可摻入一定量石灰?guī)r碎石或其它磨光值較小碎石。在年平均降雨量小于500mm地域,表面層粗、細集料均可摻入一定百分比石灰?guī)r或其它磨光值較小碎石或石屑。3.2.8當(dāng)粗集料和瀝青粘附性達不到要求時,應(yīng)進行試驗確定摻入消石灰或水泥劑量,因各地石質(zhì)不一樣,不宜照搬。通常在瀝青混合料中摻入總質(zhì)量為1.5—2%消石灰或摻入總質(zhì)量為2—3%水泥替換礦粉,使瀝青混合料達成本規(guī)范第7章中相關(guān)水穩(wěn)性指標(biāo)要求;若仍不能滿足水穩(wěn)定性要求時,可在瀝青中采取摻入耐高溫、耐水性持久抗剝落劑或采取改性瀝青等方法,以提升其粘附性,預(yù)防瀝青和石料間剝離。

4結(jié)構(gòu)層和組合設(shè)計4.1結(jié)構(gòu)層設(shè)計4.1.2原規(guī)范將瀝青混凝土路面全部稱為高級路面,表面處治為次高級路面,泥結(jié)碎石、級配碎礫石等為過渡式路面,砂石路面為低級路面。因為瀝青混凝土適適用于各級公路,但僅因不一樣公路等級瀝青層厚度不一樣。若三級公路鋪筑30~50mm瀝青混凝土也稱高級路面顯然是不妥。所以,本規(guī)范修改了沿用四十年路面等級劃分方法。4.1.3瀝青路面結(jié)構(gòu)層最小厚度有部分調(diào)整,關(guān)鍵是考慮瀝青層厚度和瀝青混合料公稱最大粒徑相適應(yīng),并結(jié)合實踐經(jīng)驗提出表4.1.3,方便于輾壓密實,提升其耐久性、水穩(wěn)性,預(yù)防水損害。最小厚度是從施工角度考慮能夠施工最小厚度限制,但并不是適宜鋪裝厚度,設(shè)計各結(jié)4.1.5對半剛性材料基層,因為發(fā)覺有設(shè)計單位將一層厚度設(shè)計為25~27cm,施工單位則將一層分為12+13、15+12或13+14兩層施工情況,使半剛性材料結(jié)構(gòu)層小于最小厚度,在重載車作用下,薄半剛性基層易產(chǎn)生過大拉應(yīng)力而出現(xiàn)開裂,所以,該條強調(diào)在設(shè)計時應(yīng)避免設(shè)置過厚或過薄基層或底基層?;鶎印⒌谆鶎右粚訑備佪殙汉穸纫藶?8~20cm4.2結(jié)構(gòu)組合設(shè)計4.2.1伴隨公路事業(yè)發(fā)展,瀝青路面結(jié)構(gòu)由單一半剛性基層瀝青路面,向多樣化發(fā)展。近十幾年來,中國廣泛采取半剛性基層瀝青路面,因該結(jié)構(gòu)整體性好、強度較高,含有一定剛度,公路承載能力普遍比過去提升了,正因為采取了半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu),中國公路基礎(chǔ)滿足了近十年公路交通運輸飛速發(fā)展,適應(yīng)了國民經(jīng)濟發(fā)展需要,過去公路上網(wǎng)裂、龜裂,尤其是翻漿、沉陷、鼓包等嚴(yán)重破壞現(xiàn)象大為降低。不過,它存在著如低溫開裂,抗沖刷能力不足,層間結(jié)合不良等問題,為此,首先改善現(xiàn)有半剛性基層存在問題,其次改善和增加新路面結(jié)構(gòu)類型。1半剛性基層瀝青路面——中國常見經(jīng)典結(jié)構(gòu),適合各級公路選擇,是在半剛性基層上通常鋪筑小于180mm以下瀝青混合料或粒料結(jié)構(gòu)。半剛性基層是它關(guān)鍵承重層,該結(jié)構(gòu)當(dāng)層間為連續(xù)狀態(tài)時瀝青層底多數(shù)為壓應(yīng)力,設(shè)計時關(guān)鍵考慮半剛性基層拉應(yīng)力。2柔性路面——是沒有沒有機結(jié)合料穩(wěn)定層路面結(jié)構(gòu),故它含有較大塑性變形,路基強度大小直接影響柔性路面結(jié)構(gòu)承載能力,要求瀝青層較厚,早期投入成本高,柔性路面用于重型、特重交通公路中國尚缺乏實踐經(jīng)驗,應(yīng)認真對待,逐步累積經(jīng)驗。全厚式瀝青混凝土——在處治或未處治過路基上,路面結(jié)構(gòu)全部用瀝青混合料鋪筑,通常瀝青層達400~500mm以上,屬柔性路面范圍之內(nèi)。它關(guān)鍵用于繁重交通或當(dāng)標(biāo)高受到限制街區(qū)道路特殊路段。這類結(jié)構(gòu)因瀝青層較厚,路面維修可不翻修、基層、底基層而只修面層,國外教授認為它含有較長壽命。3剛性基層——在工程實踐中有運輸煤、礦石、建筑材料等公路,為滿足重載交通需要采取了貧混凝土、混凝土等剛性基層;在改建工程中對部分強度很差路段,為了降低開挖深度時也采取了貧混凝土基層。為適應(yīng)生產(chǎn)需要,在總結(jié)現(xiàn)有試驗結(jié)果和經(jīng)驗基礎(chǔ)上,增加了該結(jié)構(gòu)內(nèi)容。因為該類結(jié)構(gòu)利用還僅是開始,尚需不停累積新經(jīng)驗。4混合式瀝青路面——在半剛性基層上設(shè)有厚度小于300mm以下瀝青混合料或粒料等柔性基層,它和其下半剛性材料層組合組成承重層。因為在半剛性材料層上設(shè)計了較厚柔性材料層,使半剛性材料層位下放,以至成為底基層。所以,設(shè)計時可視交通量、柔性材料層厚度,可合適降低半剛性材料要求,降低水泥用量,降低低溫裂縫。同時瀝青層增厚或設(shè)置級配碎石過渡層,也含有減緩動水壓力和反射裂縫作用?;旌鲜浇Y(jié)構(gòu)實質(zhì)上可屬于半剛性基層瀝青路面,它們僅是在半剛性基層鋪筑柔性材料層厚度不一樣,前者薄后者厚而己,但后者使用性能界于半剛性基層瀝青路面和柔性路面之間,取二者之長,避二者之短。另外,對特重交通,有國家采取連續(xù)配筋混凝土或水泥混凝土上加厚度小于90~160mm薄層高品質(zhì)改性瀝青混凝土結(jié)構(gòu),實踐證實含有很高承載能力,且車轍較小。不過,從中國目前工程質(zhì)量、施工水平、管理水平、和經(jīng)濟條件考慮,從中國是一個缺乏瀝青資源國家出發(fā),對一些公路合適增厚瀝青層是需要,但柔性結(jié)構(gòu)、全厚式瀝青混凝土距國情差距較大。路面結(jié)構(gòu)類型選擇關(guān)鍵是依據(jù)中國實際情況,現(xiàn)在仍應(yīng)以半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)為主,混合式瀝青路面己在多省公路上采取,取得了很好效果。柔性路面結(jié)構(gòu)開始試驗研究中。中國地域?qū)拸V、氣候、材料、水文條件和經(jīng)濟發(fā)達程度、交通量和組成情況差異很大,規(guī)范難以概括全部情況,所以,期望各省市應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、材料、路基、交通情況提出適合當(dāng)?shù)貤l件路面推薦結(jié)構(gòu)。4.2.3依據(jù)理論分析可知,路面結(jié)構(gòu)厚度和層間模量比有親密關(guān)系,故提出合適控制層間模量比要求。瀝青層回彈模量通常小于半剛性基層材料和貧混凝土基層材料回彈模量,從理論分析,若瀝青層和半剛性基層材料和貧混凝土基層材料之間是連續(xù)體系時,瀝青層多數(shù)處于受壓狀態(tài),而不出現(xiàn)拉應(yīng)力,只有半剛性基層材料和貧混凝土基層本身層底受拉應(yīng)力,上下層間模量比越小,下層拉應(yīng)力越大,故半剛性基層剛度不宜太大。若層間接觸面在浸水狀態(tài)可能造成界面產(chǎn)生滑移時,上層底面可能出現(xiàn)比連續(xù)狀態(tài)大一至二倍拉應(yīng)力。所以從設(shè)計上應(yīng)采取可靠技術(shù)方法,預(yù)防層間滑移。層間合適模量比,使結(jié)構(gòu)層受力更合理;確保層間結(jié)合狀態(tài)連續(xù),是提升路面耐久性關(guān)鍵。4.2.4半剛性基層或貧混凝土基層模量增大,層底拉應(yīng)力增加,瀝青層剪切應(yīng)力、或瀝青層和半剛性基層界面之間剪切應(yīng)力越大。所以,在進行半剛性基層或貧混凝土基層混合料設(shè)計時,剛度不宜過高,若選擇較大材料模量時,對這類結(jié)構(gòu)不僅以層底拉應(yīng)力為控制指標(biāo),還應(yīng)驗算瀝青層剪應(yīng)力和界面剪應(yīng)力,并應(yīng)使瀝青混合料含有較高抗剪強度,在層間界面結(jié)合更牢,預(yù)防層間界面推移。在有條件單位,應(yīng)開展這方面試驗和研究工作。4.2.7瀝青應(yīng)力吸收膜、瀝青應(yīng)力吸收層、聚脂土工布粘層含有預(yù)防反射裂縫和加強層間結(jié)合作用。在半剛性基層上灑布含有富有彈性恢復(fù)能力聚合物改性瀝青,如SBS改性瀝青、橡膠瀝青等,灑布量為1.0~1.6kg/m2,再灑適量小碎石或預(yù)拌碎石3~8mm,無須滿鋪,約占灑布面積60~70%即可,經(jīng)碾壓形成應(yīng)力吸收膜,含有一定減裂和加強層間結(jié)合作用。瀝青應(yīng)力吸收層是采取粘結(jié)力大、彈性恢復(fù)能力很強改性瀝青做成砂粒式或細粒式瀝青混凝土,含有空隙率較小、不滲水、抗變形能力和抗疲憊能力很強薄層結(jié)構(gòu),通常為20~25mm,含有很好抗疲憊、預(yù)防反射裂縫效果。聚脂土工布粘層是在灑熱瀝青或改性瀝青、改性乳化瀝青后,布設(shè)長絲無紡聚酯土工布,經(jīng)輪胎壓路機輾壓使瀝青向上浸漬而形成含有減裂、防水、加強層間結(jié)合作用粘結(jié)層。瀝青灑布數(shù)量宜經(jīng)過試驗確定,通常見量為0.8~1.4kg/m2。4.2.8粘層瀝青和原規(guī)范要求不一樣是各瀝青層之間全部要求灑布粘層瀝青。通常新建瀝青面層之間可灑布乳化瀝青,乳化瀝青灑布量宜為0.3~0.5L/m2(瀝青含量約為0.15~0.25L/m2);在舊瀝青路面或水泥混凝土路面及橋面板上灑布粘層瀝青時,應(yīng)灑布改性瀝青或同標(biāo)號熱瀝青。瀝青灑布量宜為0.8~1.4L/m2,并灑預(yù)拌碎石或4.75~9.5mm或3~8mm碎石。也可灑布改性乳化瀝青。4.2.9下封層是設(shè)在半剛性基層表面上,為了保護基層不被施工車輛破壞,利于半剛性材料養(yǎng)生,同時也為了預(yù)防雨水下滲到基層以下結(jié)構(gòu)層內(nèi),和加強面層和基層之間結(jié)合而設(shè)置結(jié)構(gòu)層。下封層雖有多個做法,實踐證實瀝青單層表處是經(jīng)濟、有效方法之一。4.2.10上封層結(jié)合料應(yīng)依據(jù)設(shè)置上封層用途,公路等級,交通量等級,氣候

5路基和墊層5.1路基本節(jié)刪除和《公路路基設(shè)計規(guī)范》相關(guān)內(nèi)容,即路基填料、壓實度等,保留和路面工程親密相關(guān)部分。5.1.6原條文要求“當(dāng)采取重型擊實標(biāo)按時,路基回彈模量值可較表列數(shù)值提升15%~30%”,依據(jù)土基回彈模量專題研究結(jié)果:對多個省不一樣土質(zhì)室內(nèi)承載板進行重輕型擊實標(biāo)準(zhǔn)對比試驗結(jié)果分析表明,在相同壓實度條件下(最好含水量分別按各自擊實試驗結(jié)果選擇),重型標(biāo)準(zhǔn)模量基礎(chǔ)上是輕型標(biāo)準(zhǔn)模量2倍。所以,該條可合適提升20~35%。5.1.7依據(jù)土基回彈模量專題研究結(jié)果:對多個省不一樣路基土室內(nèi)承載板試驗結(jié)果表明,路基回彈模量和壓實度基礎(chǔ)呈線性關(guān)系,所以,提議“繪成壓實度和回彈模量曲線”改為“繪成壓實度和回彈模量直線”。同時,因為室內(nèi)承載板試驗時,杠桿儀試驗臺如同剛性下臥層,為此,推導(dǎo)了含有剛性下臥層彈性層應(yīng)力、應(yīng)變和位移計算公式,并經(jīng)過軸對稱有限元分析和現(xiàn)場承載板實測結(jié)果對比驗證,表明室內(nèi)承載板法路基回彈模量結(jié)果理論修正系數(shù)為0.8120,要求“宜乘以0.7~0.9折減系數(shù)修正”是適宜。為了實際設(shè)計操作方便,提議改為“并乘以0.8折減系數(shù)修正”。5.1.8當(dāng)路基建成后,應(yīng)在不利季節(jié)實測各路段土基回彈模量代表值以檢驗是否符合設(shè)計值要求,即采取現(xiàn)場實測。實測法有承載板法、彎沉值、便攜式落錘彎沉儀(PFWD)依據(jù)土基回彈模量專題研究,公式(5.1.7-1)式不應(yīng)采取原規(guī)范式(6.1.5-3),因為路基回彈模量實測結(jié)果變異性往往很大,當(dāng)變異系數(shù)超出0.5時,高速公路和一級公路()就會出現(xiàn)負值,這顯然不符合實際情況。所以提議采取折減系數(shù)Ka方法。對于Ka取值不宜對不相同級公路進行要求,因為當(dāng)值相同時,會出現(xiàn)公路等級越高而路基設(shè)計模量值反而越小,這么對路面結(jié)構(gòu)設(shè)計有利,但當(dāng)采取路基彎沉進行驗收時,結(jié)合5.1.10條,就會出現(xiàn)公路等級越高路基設(shè)計彎沉反而越大矛盾。所以提議Ka取值不明確公路等級,能夠稍微模糊一點,可改為“Ka為折減系數(shù),在1.5~2.0之間依據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗選擇”,公路等級高宜取高值,等級低宜取低值。同時,取值在1.5~2.0之間偏嚴(yán),因為同時考慮K1,提議可考慮在1.25~1.75之間選擇。5.1.9用貝克曼梁測定土基彎沉值,計算該段路土基彎沉代表值,以檢驗土基壓實是否達成設(shè)計土基回彈模量值要求。當(dāng)測定時間在非不利季節(jié)時,檢驗彎沉值應(yīng)將不利季節(jié)E/K1(5.1.9)式中:K1為非不利季節(jié)系數(shù),K1因各地氣候濕度改變而異,從過去對砂石路面調(diào)查結(jié)果,該系數(shù)為1.1~1.7,各地應(yīng)依據(jù)經(jīng)驗取值。E0D為最不利季節(jié)土基回彈模量,即設(shè)計值。5.1.10提議式(5.1.9-1)和式(5.1.10)形式相同,Ka和K1取值也相同。因為按理論上說,便攜式落錘彎沉儀(PFWD)實測模量結(jié)果為動模量,要比承載板靜模量大,實際上,PFWD荷載在0.10~0.15MPa之間,比承載板荷載小得多,其大小更靠近車輪荷載傳輸?shù)铰坊斆鎵毫?,因為路基土非線性,所以依據(jù)我們實測結(jié)果對比分析表明,PFWD模量和承載板模量十分靠近。所以,取式(5.1.9-1)和式(5.1.10)形式相同。5.1.11用現(xiàn)場便攜式(單點)落錘彎沉儀測定、計算土基回彈模量值,及利用該結(jié)果,換算、估量土基回彈模量值是依據(jù)西部交通建設(shè)科技項目“公路路基回彈模量研究”課題結(jié)果而推薦,供各地參考。便攜式落錘彎沉儀(PFWD:PortableFallingWeightDeflectometer),或稱手持式落錘彎沉儀(HFWD:Hand-holdFallingWeightDeflectometer),或稱微型落錘彎沉儀(MFWD:MiniFallingWeightDeflectometer),由加載機械裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。結(jié)合幾條高速公路路基回彈模量現(xiàn)場檢測部分測試結(jié)果,PFWD測得回彈模量和承載板回彈模量和彎沉關(guān)系以下:1湖南省機場高速公路1)礫石土填方路基 (n=14,r=0.9101)(5.1.12-1) (n=14,r=0.8721) (5.1.12-2)紅粘土填方路基 (n=14,r=0.7095) (5.1.12-3) (n=14,r=0.8655) (5.1.12-4)2云南省硯平高速公路1)弱風(fēng)化碎石土填方路基 (n=12,r=0.9154) (5.1.12-5) (n=13,r=0.6817) (5.1.12-6)弱風(fēng)化碎石土挖方路基 (n=14,r=0.5448) (5.1.12-7) (n=13,r=0.3440) (5.1.12-8)弱風(fēng)化碎石土半填半挖路基 (n=16,r=0.7045) (5.1.12-9) (n=16,r=0.7633) (5.1.12-10)上列式中:Ep、Eb和l分別表示PFWD回彈模量值(MPa)、承載板回彈模量值(MPa)和貝克曼梁彎沉(0.01mm);n和r分別表示樣本數(shù)和相關(guān)系數(shù)。因為西部課題還在研究中,以上資料僅供參考5.2墊層和抗凍層設(shè)計5.2.2墊層采取未篩分碎石和天然砂礫時,應(yīng)依據(jù)結(jié)構(gòu)層厚度(h)確定最大粒徑,通常最大粒徑應(yīng)在1/3-2/3h之間,以確保集料骨架形成,提升結(jié)構(gòu)層穩(wěn)定性。5.2.4~5.2.5該條是新增加內(nèi)容,因季凍區(qū)路面在路基豎向凍脹力作用下發(fā)生變形,產(chǎn)生凍脹值。由不均勻凍脹值使材料彎曲變形超出材料極限應(yīng)變時,路面產(chǎn)生縱向裂縫乃至破壞。將路面結(jié)構(gòu)按1米寬簡支梁來計算,驗算路面材料許可變形。參考《東北片區(qū)柔性路面厚度計算方法,東北片區(qū)修訂‘公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范’1977,元月》和《柔性路面抗凍厚度設(shè)計方法研究,哈爾濱建筑大學(xué),1995》凍脹觀察資料確定。是路面材料安全系數(shù),高速、一級公路或材料試驗均勻性不好時宜取大值。是瀝青面層材料工作溫度系數(shù),表中路面材料低溫拉應(yīng)變指標(biāo)是依據(jù)各凍區(qū)年最低氣溫而提出路面材料低溫拉應(yīng)變指標(biāo)。系數(shù)是把瀝青路面材料-10℃彎拉應(yīng)變試驗指標(biāo)轉(zhuǎn)換成各凍區(qū)實際溫度下彎拉應(yīng)變指標(biāo)。確實定依據(jù)現(xiàn)有不一樣溫度下瀝青混合料彎拉應(yīng)變試驗結(jié)果。對于半剛性基層材料,從現(xiàn)在掌握試驗資料看,在低溫下一定范圍內(nèi)材料彎拉應(yīng)變隨溫度改變不大,所以對半剛性材料取1。對于瀝青碎石基層因為其在面層之下,冬季工作溫度要高于瀝青面層,所以瀝青碎石基層和半剛性基層一樣不考慮溫度系數(shù)影響。對于二灰土、水泥土等底基層材料,因為其材料彎拉應(yīng)變值(210~190μ)靠近于二灰碎石和水泥穩(wěn)定砂礫基層彎拉應(yīng)變值,且底基層在基層之下,所以不做底基層材料凍脹變形破壞驗算。對于二級及二級以下公路可按最小防凍厚度進行驗算,其瀝青路面結(jié)構(gòu)層總厚度應(yīng)大于最小防凍厚度要求。

6基層、底基層6.1半剛性材料基層6.1.5骨架密實型混合料要求集料最大粒徑不宜太大,以減小混合料離析。試驗確定骨架密實型粗集料級配時,應(yīng)先將粗集料劃分成二至三擋,經(jīng)過表面振動壓實方法逐層填充,并計算振實密度和空隙率,直到找出振實密度最大粗集料組成。在此基礎(chǔ)上,用體積法計算確定細集料和結(jié)合料壓實體積和重量,從而確定細集料組成和結(jié)合料百分比。為尋求強度高、抗裂性、抗沖刷性好基層性能,部分教授、學(xué)者也在穩(wěn)定集料基層混合料組成和集料級配方面提出了部分改善意見??倎砜?,全部趨向于形成骨架密實結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上總結(jié)提出骨架密實結(jié)構(gòu)集料級配范圍。不過,骨架密實狀態(tài)是否形成,必需依據(jù)具體級配和混合料配合比進行檢驗。原規(guī)范中提出各類無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料類基層材料,其級配是按最大密實原理設(shè)計連續(xù)級配。經(jīng)試驗分析均屬于懸浮密實結(jié)構(gòu)類型。研究結(jié)果和工程實踐表明:伴隨混合料中4.75mm、2.36mm、0.075mm經(jīng)過量降低,尤其是0.075mm經(jīng)過量降低,基層抗裂和抗沖刷性能顯著提升。所以,懸浮密實結(jié)構(gòu)集料級配中對2.36mm以下細料含量,尤其是0.075mm以下細料含量限制要求提升。6.1.6即使伴隨水泥劑量提升,基層強度會對應(yīng)提升,但脆性也對應(yīng)增大,所以有必需限制水泥劑量。這么也符合經(jīng)過改善集料級配和混合料結(jié)構(gòu)形態(tài)來達成設(shè)計強度要求。6.1.7不管是水泥穩(wěn)定基層還是石灰粉煤灰穩(wěn)定基層,混合料中4.75mm以上粗集料形成骨架狀態(tài)時,粗集料分布狀態(tài)應(yīng)該是一樣。不過從粒度上講,細集料粒度對于水泥穩(wěn)定基層包含小于4.75mm細集料和約6%水泥,對于石灰粉煤灰穩(wěn)定基層包含小于4.75mm細集料和約20%粉煤灰?;旌狭厦芏然鶞?zhǔn)不一樣,所以形成骨架密實狀態(tài)時細集料重量比或混合料中粗集料重量比不一樣。形成骨架密實狀態(tài)時,水泥穩(wěn)定類基層混合料中粗集料百分比約在65%左右,石灰粉煤灰類基層混合料中粗集料百分比約在75%左右。這一界線百分比伴隨混合料中水泥或石灰粉煤灰百分比改變而改變,伴隨粗集料具體級配改變而改變。6.1.9石灰粉煤灰混合料配合比改善各地研究較多。關(guān)鍵是尋求基層抗裂和抗沖刷性能改善。部分級配提出是期望減小石灰粉煤灰混合料中細集料含量,但最終結(jié)果從粗集料分布狀態(tài)分析,所提出改善型級配全部向骨架密實結(jié)構(gòu)方向靠近。所以,本規(guī)范在總結(jié)各地實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上提出推薦集料級配范圍。6.1.13水泥粉煤灰穩(wěn)定基層在應(yīng)用中因為缺乏對應(yīng)技術(shù)要求。各工程通常按水泥穩(wěn)定基層強度標(biāo)準(zhǔn)進行配合比設(shè)計。實際上水泥粉煤灰穩(wěn)定類材料強度發(fā)展特征介于水泥穩(wěn)定和石灰粉煤灰穩(wěn)定情況之間,即早期強度高于石灰粉煤灰穩(wěn)定而低于水泥穩(wěn)定;后期強度發(fā)展幅度高于水泥穩(wěn)定而低于石灰粉煤灰穩(wěn)定。本規(guī)范所列水泥粉煤灰穩(wěn)定類基層材料配合比設(shè)計時強度標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)相關(guān)室內(nèi)試驗和工程應(yīng)用情況提出。6.1.14水泥粉煤灰穩(wěn)定類基層材料強度伴隨水泥劑量增大而增大。由相關(guān)試驗結(jié)果,從基礎(chǔ)強度要求和抗沖刷角度考慮,水泥劑量不宜低于3%。同水泥穩(wěn)定類基層材料一樣,伴隨水泥劑量增大,材料收縮性增大,脆性增大。即使水泥粉煤灰穩(wěn)定時收縮性要好和單純水泥穩(wěn)定時情形,但從強度和收縮性角度綜合考慮,水泥劑量不宜大于7%。6.2柔性基層6.2.2~6.2.4依據(jù)近幾年來研究,空隙率較大開級配排水基層(空隙率在18%-24%)所包含到問題較多,其抗疲憊性能令人擔(dān)心。如瑞典國家道路和運輸研究所(SwedishNationalRoadandTransportResearchInstitute)經(jīng)過試驗室研究、加速加載試驗、現(xiàn)場FWD檢測等研究,比較了四種不一樣結(jié)構(gòu)瀝青基層材料使用性能時,認為空隙率較大開級配排水基層其耐久性能較差。為了兼顧排水和耐久性,我們對半開級配瀝青碎石混合料排水性能進行了研究,通常條件下,當(dāng)半開級配瀝青碎石混合料空隙率大于12%時,其滲透系數(shù)(根據(jù)ASTMPS129-01試驗方法測定)>0.01cm/s其中半開級配基層瀝青混合料(LSM30、LSM52)在美國中西部部分州如印第安納州應(yīng)用取得了良好使用效果?,F(xiàn)在如印第安納州標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(IndianaDOTSTANDARDSPECIFICATION1999)將半開級配基層瀝青混合料作為關(guān)鍵基層材料,推薦了兩種級配組成。表6.2.5篩孔尺寸(mm)5237.526.51913.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC含量AM-2510070-9850-8528-6215-506-296-182-151-100-70-60-43.2AM-3510045-7530-6020-5015-4010-355-256-182-151-100-70-60-43.0半開級配大粒徑瀝青碎石混合料級配組成通常采取特殊體積法級配設(shè)計,NCHRP386采取體積填充方法經(jīng)過線性計劃求解混合料級配組成。6.2.5瀝青碎石在原規(guī)范中關(guān)鍵是指半開級配瀝青碎石AM,空隙率通常為12%~18%。多年來國外普遍采取瀝青碎石類材料分為兩類:(1)密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料(ATB),其公稱最大粒徑大于26.5mm,設(shè)計空隙率為3~6%,國外也稱其為大粒徑瀝青混合料(LSM);(2)半開級配或開級配排水瀝青碎石混合料基層,其公稱最大粒徑通常大于19mm。半開級配排水瀝青碎石基層設(shè)計空隙率15%~18%,開級配排水瀝青碎石基層設(shè)計空隙率19%~24%,在結(jié)構(gòu)層內(nèi)起到排水作用。據(jù)國外研究資料表明,開級配排水瀝青碎石基層抗疲憊性能較差,實際上設(shè)計空隙率15%~18%已含有一定排水作用,經(jīng)過中國初步實踐,綜合考慮推薦半開級配排水瀝青碎石混合料基層。厚度計算時,不宜作為計算層,宜確定該層厚度,計算其它結(jié)構(gòu)層。排水基層適適用于特殊路段,在中國也只是處于試驗階段。相關(guān)試驗路取芯結(jié)果表明,室內(nèi)壓實標(biāo)準(zhǔn)采取標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾擊實法,壓實度易于達成規(guī)范所要求98%并全部超出100%,大致波動范圍為105%~114%,而壓實標(biāo)準(zhǔn)采取振動壓實時,壓實度為97%~101%,另外擊實法易打壞石料,改變原有級配。因為瀝青碎石作為基層用,最大公稱粒徑通常大于26.5mm,應(yīng)采取大型馬歇爾試件,成型試件尺寸為φ152.4×95.3mm,推薦用振動成型,旋轉(zhuǎn)壓實儀成型,只有在沒有設(shè)備時,臨時暫用擊實法成型。依據(jù)大粒徑瀝青混合料研究結(jié)果及大量實體工程經(jīng)驗,提議采取大粒徑瀝青混合料(LSM)基層可取得較經(jīng)濟合理使用效果。大粒徑瀝青混合料集料級配和配合比設(shè)計是依據(jù)專題研究結(jié)果,和國外資料提出,供設(shè)計參考。LSM混合料配合比設(shè)計包含目標(biāo)配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計及生產(chǎn)配合比驗證階段,作為設(shè)計關(guān)鍵進行目標(biāo)配合比設(shè)計。經(jīng)過配合比設(shè)計確定混合料材料品種及配比、礦料級配、最好瀝青用量,并進行混合料性能驗證,以確?;旌狭瞎羌芙Y(jié)構(gòu)良好性能。6.2.7級配碎石是一個古典路面結(jié)構(gòu)層,常見多個粒徑不一樣碎石和石屑摻配拌制而成,分為骨架密實型和連續(xù)型。在汽車交通早期,用以修筑面層和基層,當(dāng)汽車交通發(fā)展到現(xiàn)代,在國外廣泛用于路面結(jié)構(gòu)基層和底基層,在中國已較少應(yīng)用。正因為是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),所以現(xiàn)有技術(shù)成熟一面,也肯定會有受傳統(tǒng)約束一面。今天在以半剛性為主中國,重新提出級配碎石適適用于各級公路基層和底基層,并不是簡單復(fù)古,更不是對半剛性否定,而是柔性和半剛性兩類基層結(jié)構(gòu)優(yōu)化組合以滿足新形勢下交通需求。分析多個關(guān)鍵國家級配提議值,幾十年來極少改變,關(guān)鍵有以下特點:1)級配提議值范圍波動幅度太寬(日本瀝青路面綱要,美國AASHO)。2)即使有按粗,中,細分為三類以供選擇,但基礎(chǔ)上全部屬于較為圓滑連續(xù)級配。3)作為上基層,中國級配碎石級配提議值經(jīng)過幾次調(diào)整后甚至較現(xiàn)行規(guī)范瀝青下面層(AC-25Ⅰ)還偏細。即使各國規(guī)范給出級配提議值范圍甚寬,能夠在提議范圍內(nèi)做成不一樣類型組成結(jié)構(gòu)(如密實—懸浮、骨架—密實、骨架—空隙等)和不一樣級配標(biāo)準(zhǔn)(如連續(xù)級配、間斷級配等),這就為就地取材設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)拓寬了空間。相關(guān)試驗研究表明符合緊排骨架—密實標(biāo)準(zhǔn)級配碎石,當(dāng)達成振動壓實標(biāo)準(zhǔn)98%壓實度時,其回彈模量全部改變在500~550MPa,現(xiàn)在提議回彈模量提議值能夠提升到500~550Mpa。所以,對于交通較大公路可選擇骨架密實型級配。級配碎石仍然沿用以擊實法為基礎(chǔ)重型壓實標(biāo)準(zhǔn),研究成熟時也可采取旋轉(zhuǎn)搓揉法、振動壓實法、輪胎壓實法等,在混合料組成設(shè)計時盡可能考慮材料和碾壓工藝相互作用,方便混合料形成最好組成結(jié)構(gòu)。擊實法形成背景是剛輪壓路機,有它條件性和適用范圍?,F(xiàn)在壓實工藝已發(fā)展為以調(diào)頻調(diào)幅式振動壓路機為主,輪胎壓路機噸位也不停增加,所以,試件成型方法應(yīng)和壓實工藝相協(xié)調(diào)一致。對于級配碎石施工質(zhì)量檢測和控制,傳統(tǒng)灌砂(水)法或輪跡法,但控制壓實度精度較低,現(xiàn)場承載板法又太麻煩,中國外全部沒有一個公認可靠方法。最近有一個被認為有發(fā)展前景動力響應(yīng)法,包含錘擊動力響應(yīng)法和應(yīng)力波法,在國外正在進行研究,中國也在開啟。所以,現(xiàn)在中國仍采取壓實度法,或輪跡法較為方便。對于高速公路、一級公路采取級配碎石用作基層時,應(yīng)注意抓好材料規(guī)格、施工工藝管理、工程質(zhì)量過程控制,不能盲目地推廣。在質(zhì)量檢驗時,應(yīng)加強級配管理、壓實度檢驗,并應(yīng)進行現(xiàn)場承載板或簡易落錘彎沉儀檢驗。依據(jù)綜合模量檢測,為以后修訂提供資料。6.3剛性基層6.3.1貧混凝土基層和其它基層相比含有較高強度、剛度,很好整體性和穩(wěn)定性,良好抗沖刷性和抗裂性,多孔透水貧混凝土還兼有內(nèi)部排水功效,較為適用作為重載交通下路面基層。從結(jié)構(gòu)組成特征看,貧混凝土基層可分為密實貧混凝土(有濕貧和干貧之分)和多孔貧混凝土。密實濕貧混凝土即塑性貧混凝土;密實干貧混凝土采取振動碾壓工藝成型,即碾壓式貧混凝土;多孔貧混凝土指無砂或少砂透水貧混凝土。6.3.2-6.3.3貧混凝土基層材料配合比設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計齡期均取28天。研究表明,不摻粉煤灰貧混凝土強度隨齡期增加幅度較低,90天抗壓強度是28天105%,180天為119%;摻粉煤灰貧混凝土抗壓和抗彎拉強度隨齡期增加幅度高于不摻灰貧混凝土;摻粉煤灰對強度增加是有利。采取28d齡期設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),也是兼顧摻粉煤灰貧混凝土基層強度發(fā)展特征。貧混凝土基層材料配合比設(shè)計指標(biāo)通常為28d抗彎拉強度。貧混凝土基層7d抗壓強度用于施工質(zhì)檢。因為摻粉煤灰貧混凝土基層強度增加較慢,施工質(zhì)檢以14d抗壓強度控制較為穩(wěn)定。6.3.4貧混凝土基層屬剛性基層,在原材料選擇、配合比設(shè)計和施工技術(shù)要求等方面,均和半剛性基層差異較大,而更靠近于水泥混凝土,標(biāo)準(zhǔn)上可沿用水泥混凝土現(xiàn)有原材料檢驗、配合比設(shè)計、施工設(shè)備、鋪筑技術(shù)及全部試驗檢測方法和手段,設(shè)計時可參考現(xiàn)行《公路水泥混凝土設(shè)計規(guī)范》進行。

7瀝青面層7.1瀝青混凝土面層7.1.2瀝青路面抗滑技術(shù)指標(biāo)條文是依據(jù)交通部公路科研所<瀝青路面抗滑標(biāo)準(zhǔn)>研究結(jié)果進行修改。該結(jié)果是依據(jù)東北地域、華北地域、西北地域、華東地域、華南地域等7條高速公路(長平,長吉、石安、西寶、滬寧、杭甬、泉廈)路面抗滑能力調(diào)查,并結(jié)合氣候數(shù)據(jù)、交通事故等9萬多個原始數(shù)據(jù)分析結(jié)果提出。據(jù)此,修訂表7.1.2數(shù)據(jù)調(diào)查資料地域路線長度(km)氣候數(shù)據(jù)路面數(shù)據(jù)事故數(shù)據(jù)東北地域長平832406500488長吉13314441251320華北地域石安2161440105251984西北地域西寶13057668961840華中地域滬寧2757201220022544華東地域杭甬14514468616512華南地域泉廈819640162224累計1063336051123369121雨天路面抗滑性能下降,雨天事故比日常多事實是早己被調(diào)查研究證實,所以,原規(guī)范未考慮降雨量大小,全國統(tǒng)一抗滑標(biāo)準(zhǔn)是不妥。本規(guī)范仍采取摩擦系數(shù)和結(jié)構(gòu)深度雙指標(biāo)控制,但對不一樣降雨量采取了不一樣標(biāo)準(zhǔn),這么能夠放寬對降雨量小地域和干旱地域路面防滑要求,充足利用當(dāng)?shù)夭牧腺Y源,節(jié)省工程造價。和以前規(guī)范相比,這是一大進步。有些國家對部分環(huán)境不良路段(如收費站口、匝道、急彎、陡坡等)提升了對摩擦系數(shù)要求,有些國家對不一樣設(shè)計速度有不一樣摩擦系數(shù)要求。理論上講這是正確。但我們已經(jīng)作了不一樣降雨量分區(qū),若再做其它分類,整個標(biāo)準(zhǔn)體系顯得過于繁雜,這也會給路面設(shè)計帶來很多不便,所以我們沒有這么做。新抗滑標(biāo)準(zhǔn)考慮了不一樣年降雨量,不一樣公路等級提出了不一樣指標(biāo)值是合理。2交工驗收測試時間為開放交通前或開放交通后12個月內(nèi)除嚴(yán)寒冬季之外任意時段。原規(guī)范中要求是完工驗收標(biāo)準(zhǔn),測試時間要求為交工驗收后第一個夏季,認為夏季是最不利季節(jié)?,F(xiàn)在改為交工驗收時間是完工驗收時間往往滯后很長時間,多達三、五年。另外,即使路面摩擦系數(shù)隨季節(jié)改變有一定波動,但這種波動是有限,除去冬天外,春季、秋季和夏季之間差異就更小。所以沒有必需要求在夏季測試。3本標(biāo)準(zhǔn)中摩擦系數(shù)值以SFC60作為關(guān)鍵控制指標(biāo)。動態(tài)摩擦系數(shù)測試儀測定DF為輔助指標(biāo),可用于施工控制和匝道、標(biāo)線和其它沒有橫向力系數(shù)測定車場所。原規(guī)范中SFC測試速度50km/h,本規(guī)范中提升到60km/h,這么調(diào)整關(guān)鍵考慮了測試速度和實際交通流速度適應(yīng)性。動態(tài)摩擦系數(shù)測試儀(DFT)標(biāo)準(zhǔn)和測試方法參見美國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)ASTM(E1911-98)?,F(xiàn)在還沒有SFC60和DF60之間換算關(guān)系,SFC50和DF60之間換算關(guān)系為:SFC50=85.882DF60+4.6121(R=0.95)對于二級和三級公路可用改善型擺式摩擦系數(shù)測定儀測定摩擦系數(shù)。改善型擺式儀關(guān)鍵技術(shù)特征為:①用專用配方制成橡膠片;②用掛重法測定橡膠片對路面正向靜壓力為22.2±0.5N。BPN和SFC60參考相關(guān)關(guān)系為:BPN=0.4064SFC60+36.353(R=0.82)4相關(guān)結(jié)構(gòu)深度。結(jié)構(gòu)深度測試方法可用鋪砂法或激光測量法。結(jié)構(gòu)深度并非越大越好,結(jié)構(gòu)深度過大時行車噪聲增大,透水性增大,施工工藝難度也增大。為降低噪聲,很多歐洲國家推崇“細而糙”路面。依據(jù)中國高速公路路面結(jié)構(gòu)深度總體水平調(diào)查數(shù)據(jù)和對抗滑要求、噪聲要求和工藝水平等原因綜合考慮,理想狀態(tài)下MTD在0.8~1.2mm之間為宜,所以提議結(jié)構(gòu)深度最好小于1.5本規(guī)范中SFC和MTD是最終控制指標(biāo)。要達成這個指標(biāo)必需在設(shè)計和施工中控制材料品質(zhì)和混合料配合比。通常來說SFC關(guān)鍵影響原因是石料磨光值(PSV),本規(guī)范給出了多種條件下PSV提議值,供設(shè)計和施工參考。MTD關(guān)鍵影響原因是混合料級配型式,通常認為斷級配密實型混合料如多碎石瀝青混凝土、SMA、等能夠滿足要求。在路面防滑尤其關(guān)鍵或有減噪要求時,排水瀝青或OGFC也是很好選擇??够韺佑眉铣龖?yīng)滿足磨光值(PSV)要求外還應(yīng)滿足沖擊值(LSV)和道瑞磨耗值(AAV)技術(shù)要求。因為沖擊值、道瑞磨耗值和洛杉磯磨耗值相關(guān)關(guān)系很好,而且洛杉磯磨耗應(yīng)用很普及,為簡化指標(biāo),在工程上通常見洛杉磯磨耗值指標(biāo)替換沖擊值和道瑞磨耗值指標(biāo)。對路面材料有特殊要求時宜對沖擊值和道瑞磨耗值進行檢驗。(1)本規(guī)范仍采取橫向力摩擦系數(shù)和結(jié)構(gòu)深度雙指標(biāo)控制,并對不一樣降雨量采取了不一樣標(biāo)準(zhǔn)。有些國家對部分環(huán)境不良路段(如收費站口、匝道、急彎、陡坡等)提升了對摩擦系數(shù)要求,有些國家對不一樣設(shè)計速度有不一樣摩擦系數(shù)要求。理論上分析這是正確。但我們考慮了不一樣降雨量分區(qū)、不一樣公路等級劃分表現(xiàn)了中國實際情況,對混合交通、行車安全條件較差二、三級公路,設(shè)計人員路線所經(jīng)地域環(huán)境、結(jié)合具體情況參考條文要求進行設(shè)計。當(dāng)無路面摩擦系數(shù)測定儀時,可用DFT動態(tài)摩擦系數(shù)測試儀。橫向力系數(shù)及動態(tài)摩擦系數(shù)均是在潮濕條件下、測定車輛在一定速度之下,測定剎車時路面抗滑性能,和實際情況較為相符。擺值只能測量低速條件下路面抗滑性能,它僅反應(yīng)路面局部微觀結(jié)構(gòu)情況,難以衡量高速交通條件下路面抗滑性能。故它僅用于二級以下公路。結(jié)構(gòu)深度反應(yīng)了路面表面紋理深度,結(jié)構(gòu)深度大,表示車輛高速行駛時輪隙下,路表水可快速排出,減薄水膜厚度,預(yù)防水漂現(xiàn)象,使在雨天抗滑性能衰減小,它是路面抗滑性能一項關(guān)鍵指標(biāo)。(2)路面抗滑標(biāo)準(zhǔn)由完工驗收改為交工驗收標(biāo)準(zhǔn),這是因為從交工驗收到完工驗收時間因各工程而異,通??蛇_十二個月至五年,不過路面抗滑性能指標(biāo)隨時間而衰變,衰減規(guī)律因石料品質(zhì)、交通量、環(huán)境條件而異,完工驗收指標(biāo)難以控制,所以,將瀝青面層抗滑性能檢驗改在交工驗收。6本標(biāo)準(zhǔn)中摩擦系數(shù)值以SFC60作為關(guān)鍵控制指標(biāo)。DFT和BPN指標(biāo)可用于施工控制、匝道、標(biāo)線和其它不便用橫向力系數(shù)測定車場所。原規(guī)范中SFC測試速度50km/h,本規(guī)范中提升到60km/h,這關(guān)鍵是考慮測試速度和實際行車速度更靠近。動態(tài)摩擦系數(shù)測試儀(DFT)標(biāo)準(zhǔn)和測試方法參見美國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)ASTM(E1911-98)。現(xiàn)在中國橫向力系數(shù)測試車可測速度為50km/h條件下橫向力系數(shù),故還未建立SFC60和DF60之間換算關(guān)系,經(jīng)過實測建立SFC50和DF60換算關(guān)系式(7.1.3-1),可參考使用。BPN和SFC60相關(guān)關(guān)系式為7.1.3-2。條文中橫向力系數(shù)測試車以SFC50=85.882DF60+4.6121(s=0.95)(7.1.3-1)BPN=0.4064SFC60+36.353(s=0.82)(7.1.3-2)另外需要說明是,BPN值必需用改善型擺式摩擦系數(shù)測定儀測定,改善型擺式儀關(guān)鍵技術(shù)特征為:①用專用配方制成橡膠片;②用掛重法測定橡膠片對路面正向靜壓力為22.2±0.5N。7結(jié)構(gòu)深度并非越大越好,結(jié)構(gòu)深度過大,行車噪聲增大,透水性增大,施工難度也增大。為降低噪聲,很多歐洲國家推崇“細而糙”路面。所以,交工時結(jié)構(gòu)深度MTD在0.6~1.2mm之間為宜,提議結(jié)構(gòu)深度最好小于1.4mm。7.1.3細級配是細集料含量多于粗集料一個連續(xù)級配;粗級配是以粗集料含量多于細集料,以粗集料為主、碎石之間相互嵌擠而成骨架密實型級配;斷級配瀝青混合料是集料級配曲線不連續(xù)、其中缺乏一或兩個篩孔無篩余或極少篩余量級配,它仍是以粗集料為主骨架嵌鎖結(jié)構(gòu)。瀝青瑪蹄脂碎石SMA屬斷級配,SAC、FAC(富油瀝青混凝土)等靠近斷級配。多年來很多工程,己從傳統(tǒng)連續(xù)級配逐步調(diào)整為骨架密實型粗級配,如AK、SUP、細級配因細集料較多,施工和易性很好,水穩(wěn)定性、低溫抗開裂及抗疲憊開裂性能等很好。不過,表面結(jié)構(gòu)深度較小,高溫穩(wěn)定性較差,它適宜于降雨量小于500mm干旱氣候區(qū),交通量較少,氣候較嚴(yán)寒、積雪較多地域等。OGFC是一個開級配,其設(shè)計空隙率宜為18~24%,它用做排水表面層。排水表面層含有排水、降低水膜厚度,預(yù)防水漂及抗滑功效,又可降低噪音作為減噪表面層。7.1.4表7.1.4瀝青混合料類型層位密級配半開級配開級配最大粒徑mm厚度mm斷級配型粗級配細級配空隙率%3~53~43~6(8)3~68~12>18超薄磨耗層SAC-10ACG-10SMA-10ACF-10OGFC-1013.220~25表面層SAC-13ACG-13SMA-13AK-13SUP-13ACF-13AM-13OGFC-131640SAC-16SMA-16AK-16ACF-16AM-16OGFC-161940~50中面層FAC-20SAC-20SMA-20ACG-20SUP-1926.550~60下面層ACG-25LSM-2531.570~1001表面層應(yīng)含有一定結(jié)構(gòu)深度、良好抗滑性能,當(dāng)表面層厚度為40mm時,宜選擇公稱最大粒徑13mm瀝青混合料,如AK-13、SAC-13、SUP-13、SMA-13等級配類型。對路線處于坡道、彎道或重車多路段,表面層厚度宜為50mm,可選擇公稱最大粒徑16mm瀝青混合料,如AK-16、SAC-16、SUP-16、SMA-16等級配類型。2中面層宜選擇骨架密實型級配,以提升其熱穩(wěn)性和水穩(wěn)性,如選擇ACG-20、SAC-20、SUP-19、或SMA-20,F(xiàn)AC-20等級配類型。下面層可結(jié)合其厚度,選擇瀝青混凝土ACG-25或密級配大粒徑瀝青碎石。3設(shè)計人員應(yīng)依據(jù)公路等級和使用要求、氣候特點、交通條件、面層結(jié)構(gòu)厚度等原因,結(jié)合使用經(jīng)驗,可參考表7.1.4選擇瀝青層級配類型和級配范圍。7.1.5相關(guān)密級配瀝青混合料配合比設(shè)計方法,詳見《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》相關(guān)方法?,F(xiàn)在關(guān)鍵采取馬歇爾試驗方法,中國部分單位引進了美國Superpave方法和GTM1為了追求密實而粗糙路面,克服水損害,搜集了近期各地改善型瀝青混合料級配,在匯總分析各地經(jīng)驗基礎(chǔ)上,提出多種瀝青混合料推薦級配。分析表明,原空隙率較大抗滑面層AK型向密實型調(diào)整,連續(xù)級配AC型向S型調(diào)整,使各地級配多數(shù)向粗集料為主骨架密實型級配靠近。多種名稱即使不一樣,但級配卻比較靠近。從表7.1.4可知(從附錄C,表C.1可知?),原規(guī)范AK-13A基礎(chǔ)包含各方面設(shè)計級配線。原規(guī)范中AK-13B偏粗,易出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,使用效果不佳,不推薦。新規(guī)范仍保留AK-13A這一級配,更名為AK-13。(1)由表7.1.4可知,原規(guī)范AK-16A(2)原規(guī)范中面層用AC-20I級配,經(jīng)過4.76mm篩孔細集料顯著太多,瀝青混合料呈懸浮密實結(jié)構(gòu),對高溫穩(wěn)定性不利,易出現(xiàn)車轍。但SAC和FAC型級配經(jīng)過4.76mm篩孔細集料顯著降低,所以,推薦級配ACG-20增加了粗集料含量。同理,推薦級配ACG-25也將原規(guī)范AC-25I級配考慮熱穩(wěn)性和抗疲憊、耐久性,合適地降低了細集料,增加了粗集料含量,使新級配介于原I型和II型之間。2對密級配瀝青混合料配合比設(shè)計指標(biāo)作了如表7.1.5調(diào)整。表7.1.5指標(biāo)級配類型空隙率每面擊實次數(shù)壓實度粘附性等級凍融劈裂強度比密級配AC-I3—6%75次97%采取雙控指標(biāo)5級全國采取抗滑面層AK型3—6%75次3設(shè)計人員應(yīng)依據(jù)推薦級配曲線范圍內(nèi)選擇一至二條曲進行配合比設(shè)計,并要求進行瀝青混合料性能指標(biāo)檢驗,經(jīng)比較確定推薦設(shè)計級配曲線,供施工單位參考。7.1.6熱拌瀝青碎石(AM)是半開級配,通??障堵?—15%,當(dāng)用于三、四級公路瀝青面層時,可用AM-13或AM-16,因為它空隙率大,滲水嚴(yán)重,應(yīng)設(shè)密級配上封層。當(dāng)做單層式時,應(yīng)合適增加細集料,控制空隙率小于10%。若拌和設(shè)備條件許可,應(yīng)盡可能選擇密級配瀝青混合料。當(dāng)用于調(diào)平層時,依據(jù)瀝青層厚度選擇級配,瀝青層最小厚度應(yīng)為公稱最大粒徑2—2.5倍。當(dāng)用于改建工程需要較厚調(diào)平層或柔性路面下基層,為降低瀝青用量,設(shè)計空隙率不宜大于15%。7.1.7上一世紀(jì)九十年代中國路面車轍問題不太突出,不過進入二十一世紀(jì)后,這個問題逐步成為繼水損害以后第二大問題了,尤其是在爬坡路段,重車、超載車多路段,在連續(xù)高溫作用下,沿行車道上輪跡帶路面出現(xiàn)嚴(yán)重縱向車轍、或推擁變形。據(jù)調(diào)查瀝青混合料推移、變形關(guān)鍵是產(chǎn)生在中、下面層,少數(shù)在下面層。分析原因:關(guān)鍵是運輸車輛嚴(yán)重超重,夏季氣溫持繼高溫,這是外因;瀝青混合料設(shè)計或施工不妥,瀝青混合料級配中細料偏多,空隙率偏小,有瀝青用量偏大,瀝青稠度偏低(偏稀)等。另外,因石料加工場市場規(guī)格、品質(zhì)不統(tǒng)一,管理混亂,石料不潔凈,級配控制不嚴(yán)、細料偏多,和粉膠比過大等造成高溫?zé)岱€(wěn)定性不足等內(nèi)因。設(shè)計人員應(yīng)依據(jù)交通、氣候、路線線形等環(huán)境條件,重視提升瀝青混合料熱穩(wěn)定性問題。1對瀝青混合料熱穩(wěn)定性評價方法,在國際上也無統(tǒng)一、公認方法和采取指標(biāo)體系,試驗設(shè)備也不一樣。七五攻關(guān)時引進了日本輪跡試驗設(shè)備和動穩(wěn)定度評價指標(biāo),并采取當(dāng)初國產(chǎn)瀝青和連續(xù)級配做試驗結(jié)果,所提出動穩(wěn)定度標(biāo)準(zhǔn)偏低。評價高溫穩(wěn)定性指標(biāo)有動穩(wěn)定度,相對變形,蠕變試驗等,雖在瀝青混合料專題研究認為相對變形和動穩(wěn)定度有良好關(guān)系,單軸蠕變試驗蠕變勁度也可表征瀝青混凝土熱穩(wěn)定性能,但因資料較少未能提出推薦值。故此次仍用車轍試驗所取得動穩(wěn)定度表示。2對溫區(qū)和熱區(qū)高速公路、一級公路表面層、中面層高溫穩(wěn)定性宜用車轍試驗所取得動穩(wěn)定度評價,試驗溫度通常為60℃,輪壓為0.7Mpa;對于重載交通可合適提升輪壓;對氣候情況炎熱或嚴(yán)寒地域,可依據(jù)具體氣候條件,提升或降低試驗溫度。在高溫期長、超重車多交叉口、大型車輛出入口、停3從對一些車轍路段剖析看,流動關(guān)鍵產(chǎn)生在中面層。通常表面層剪應(yīng)力是很大,但因考慮表面粗糙度,混合料設(shè)計粗集料較多,有還采取了改性瀝青,所以,表面層抗剪強度較大,還未產(chǎn)生流動變形,而中面層正處于剪應(yīng)力較大位置。不過,在設(shè)計混合料時,關(guān)鍵考慮預(yù)防雨水下滲,從路面鉆孔看空隙率較小有達1~3%;有施工控制不妥,或細集料偏多或瀝青用量偏大,使熱穩(wěn)定性下降。所以,在中面層混合料設(shè)計,應(yīng)綜合考慮全衡滲水性和熱穩(wěn)性兩個矛盾統(tǒng)一,不能偏費。4目前交通量增大、重車和超載車越來越多,對瀝青路面產(chǎn)生車轍影響很大,客觀要求提升了;實踐證實,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)交通要求。依據(jù)多年來瀝青混合料級配設(shè)計進行了大量研究,瀝青混合料由連續(xù)級配轉(zhuǎn)向骨架密實型粗級配,大大提升了瀝青混合料嵌鎖能力,提升了瀝青混合料內(nèi)摩擦角Φ。另外,采取比面層更稠一級瀝青或用改性瀝青、高粘度改性瀝青,對提升瀝青和石料之間粘結(jié)力,對提升熱穩(wěn)性全部有不一樣程度貢獻。排水路面采取高粘度改性瀝青對提升熱穩(wěn)性含有顯著效果。有摻入一定化學(xué)纖維,對提升熱穩(wěn)性有一定效果。據(jù)調(diào)查資料,生產(chǎn)單位實測動穩(wěn)定度全部有較大提升。鑒于中國氣候差異大,交通量分布懸殊,為修改原規(guī)范一刀切做法,針對公路自然區(qū)劃Ⅳ為主范圍,考慮最熱月份連續(xù)七天最高氣溫平均值和98%確保率代表值來劃分熱區(qū)和溫區(qū)。當(dāng)連續(xù)七天高溫代表值小于30℃地域可視為涼區(qū),通常情況可不檢驗動穩(wěn)定度;現(xiàn)代表值為30℃~35℃地域為溫區(qū);現(xiàn)代表值大于355應(yīng)補充說明是現(xiàn)在還未建立動穩(wěn)定度指標(biāo)和車轍深度、交通量相關(guān)關(guān)系,動穩(wěn)定度指標(biāo)還僅僅是一個相對指標(biāo),不能完全控制不一樣交通量下車轍深度。期望各省深入研究,累積資料。7.1.8瀝青路面水穩(wěn)定性除采取瀝青和石料間粘附性指標(biāo)外,還采取了浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度及凍融劈裂試驗評價瀝青混合料水穩(wěn)定性。國外采取浸水車轍試驗評價瀝青抗剝離性能,中國尚缺資料,需累積資料。原規(guī)范依據(jù)“八五攻關(guān)結(jié)果”僅限于在年最低氣溫低于-21.5℃嚴(yán)寒地域,不過經(jīng)過多年實踐,該方法是以嚴(yán)酷試驗條件評價瀝青混凝土水穩(wěn)定性,南方多雨地域全部采取該指標(biāo)評價瀝青混凝土水穩(wěn)定性,取得良好效果。所以,此次修訂條文將凍融劈裂試驗評價混合料水穩(wěn)性適用范圍擴大至全國,使瀝青混凝土含有一定水穩(wěn)定性,以避免路面出現(xiàn)早期水損害現(xiàn)象。7.1.9瀝青混凝土路面低溫抗裂性能,受到廣泛重視,新規(guī)范依據(jù)中國科研結(jié)果和多年試驗結(jié)果,提出了瀝青混合料低溫彎曲試驗破壞應(yīng)變(με)技術(shù)指標(biāo),以降低低溫收縮裂縫。該指標(biāo)是相對指標(biāo),僅用于評價瀝青混凝土路面低溫抗裂性能,并不能控制低溫裂縫產(chǎn)生,對涼區(qū)、嚴(yán)寒地域是一個參考性指標(biāo)。7.1.11排水路面它具表面粗糙抗滑,路面雨水可由凹凸不平表面快速滲透路表層并經(jīng)過內(nèi)部排水系統(tǒng)排出。行車無濺水、且視線良好,無水漂現(xiàn)象,顯著提升行車穩(wěn)定性,降低行車噪音。排水路面在歐、美、日本等國己使用了多年,并制訂了從設(shè)計、施工、養(yǎng)護機械等成套技術(shù),取得了良好綜合效益。中國正開展研究,為此,參考國外資料和初步實踐,初步提出了排水路面結(jié)合料、級配、混合料要求,供設(shè)計參考。高粘度瀝青性能指標(biāo)可參考表7.1.11-1表7.1.11-1高粘度試驗項目技術(shù)指標(biāo)針入度(25℃,50g,5s)/0.1mm≥40軟化點TR&B/℃≥80.0延度(5cm/min,15℃)/cm≥50閃點℃≥260薄膜加熱質(zhì)量改變率%≤0.6薄膜加熱針入度比%≥65韌性N*m(kgf*cm)≥20(200)粘附性N*m(kgf*cm)≥15(150)60℃粘度Pa*s(Poise)≥0(00)表7.1.11-2排水表類型經(jīng)過以下篩孔尺寸(mm)百分率(%)191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075OGFC-1010090-10027-478-167-146-125-104-84-7OGFC-1310090-10070-8115-267-206-176-145-124-93-7OGFC-1610090-10075-8550-604-203-203-173-153-123-93-7表7.1.11試驗項目單位技術(shù)要求設(shè)計空隙率%17~23馬歇爾試驗穩(wěn)定度kN≥3.5析漏損失%≤0.3飛散損失%≤20車轍試驗動穩(wěn)定度次/mm≥3000水穩(wěn)定性:殘留馬歇爾穩(wěn)定度凍融劈裂試驗浸水飛散損失%%%≥80≥70≤30排水性能:滲透系數(shù)滲水量cm/sml/15s>0.01>9007.2瀝青貫入式路面和表面處治7.2.1瀝青貫入式路面原規(guī)范中要求瀝青貫入式上部加鋪拌和層厚度宜為30mm~40mm,其總厚度宜為70mm~100mm,此次修改為拌和層厚度宜為20mm~40mm,其總厚度宜為60mm~100mm,這是依據(jù)已經(jīng)有道路成功經(jīng)驗進行修改。7.2.5拌和法瀝青表面處治原規(guī)范中要求拌和法瀝青表處厚度宜為30mm~40mm,因為瀝青貫入式路面中拌和層厚度已修改為20mm~40mm,所以拌和法瀝青表處厚度也修改為7.2.6~7.2.7稀漿封層稀漿封層是新增加內(nèi)容,增加原因以下:稀漿封層可用于新建瀝青面層,作為磨耗層或保護層,也可作下封層,這在中國已經(jīng)有了成功經(jīng)驗,尤其是對于缺乏優(yōu)質(zhì)石料作抗滑層地域,能夠節(jié)省造價。稀漿封層礦料級配及決定配合比方法、指標(biāo)是參考ASTMD3910、ISSA(國際稀漿封層協(xié)會)T100編寫,這些方法已在中國很多地域推廣應(yīng)用,證實是適用。稀漿封層應(yīng)選擇堅硬、粗糙、耐磨、潔凈集料,不得含有泥土、雜物。粗集料應(yīng)滿足熱拌瀝青混合料所使用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求,表觀相對密度、壓碎值、洛杉磯磨耗值等指標(biāo)可使用較粗集料或原石料進行試驗。當(dāng)采取和結(jié)合料粘附性達不到4級以上酸性石料時必需摻加消石灰或抗剝落劑。細集料宜采取潔凈優(yōu)質(zhì)堿性石料生產(chǎn)機制砂、石屑,小于4.75mm部分細集料砂當(dāng)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求,且不得使用天然砂。如發(fā)覺集料中有超規(guī)格大粒徑顆粒時,必需在運往攤鋪機前將集料過篩。當(dāng)有實際工程證實當(dāng)?shù)厥褂眉壟淠軌驖M足稀漿封層使用要求,有足夠耐久性時,經(jīng)過教授論證并得到當(dāng)?shù)毓分鞴懿块T認可,也可使用?;旌狭细骱Y孔經(jīng)過率必需在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)級配許可波動范圍內(nèi)波動,所得級配曲線應(yīng)盡可能避免出現(xiàn)鋸齒。

8新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算8.0.1~8.0.4瀝青路面設(shè)計方法可分為理論法或經(jīng)驗法。經(jīng)驗法關(guān)鍵是經(jīng)過試驗路或使用性能調(diào)查、分析而得,如CBR法、AASHTO法、英國道路29號指示第一至三版,和德國、法國經(jīng)典結(jié)構(gòu)方法。理論法實際上是理論和經(jīng)驗相結(jié)合半經(jīng)驗半理論法,多數(shù)是以彈性層狀體系理論為基礎(chǔ)并經(jīng)過實踐驗證而提出,如比利時,殼牌石油企業(yè)、英國運輸部、澳大利亞、南非、美國瀝青協(xié)會。也有用理論分析法和經(jīng)驗相結(jié)合方法,如法國、日本、美國聯(lián)邦公路局等。本規(guī)范仍以采取理論法國外設(shè)計方法中,大多采取瀝青層彎拉疲憊,路基頂面壓應(yīng)變,關(guān)鍵是國外路面以柔性結(jié)構(gòu)為主。對有半剛性基層國家,穩(wěn)定類材料結(jié)構(gòu)層多采取拉應(yīng)力。另外,對柔性路面結(jié)構(gòu)還考慮永久變形指標(biāo),以此控制路面車轍。表8.0.1部分國家或單位采取設(shè)計指標(biāo)表國家或單位設(shè)計指標(biāo)瀝青層疲憊穩(wěn)定粒料層拉應(yīng)力路基頂面壓應(yīng)變粒料層剪切應(yīng)力永久變形路表彎沉變形美國AIOO補強0ShellOOO澳大利亞、OOO日本OO南非OOOO諾丁漢大學(xué)OO比利時OOOLCPCOOO法國OOO俄羅斯OO在舊路補強設(shè)計中,美國了瀝青協(xié)會AI、加州交通運輸局(動彎沉)、加拿大道路瀝青協(xié)會(貝克曼梁)、和英國交通和道路研究試驗室等利用彎沉測量數(shù)據(jù)進行補強設(shè)計。1為何選擇路面彎沉值為設(shè)計指標(biāo),其關(guān)鍵原因為:1)路面總變形是指在車輛荷載作用下,彈性層狀體系理論計算中一個指標(biāo),它表征路面各結(jié)構(gòu)層變形和路基頂面變形之和,它和基頂面壓應(yīng)變、總變形有親密關(guān)系。為了測試方便,我們采取了回彈變形。路面彎沉值大小,反應(yīng)了路面整體剛度弱強,過大塑性變形造成路面下沉變形、車轍。當(dāng)路面在車輛荷載反復(fù)作用下不停地彎曲使變形積累、增大到某種程度時,路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了疲憊開裂。2)路表彎沉值能夠簡單地用貝克曼梁量測,操作簡便,真實可靠,易于推廣到科研、施工、養(yǎng)護單位。和承載板法相比,測試速度快,不破損路面。而壓應(yīng)變、拉應(yīng)變指標(biāo)測試很困難,現(xiàn)在僅有少數(shù)科研單位可能含有測試條件,它無法用于質(zhì)量檢驗、舊路面養(yǎng)護水平評價。彎沉指標(biāo)既可作為設(shè)計指標(biāo),又能夠作為質(zhì)量檢驗、路面養(yǎng)護評價手段。以上優(yōu)點至今存在,它和繁雜承載板法、精密而高貴落錘式彎沉儀、自動彎沉測試車等相比,貝克曼梁仍有顯著優(yōu)一勢,當(dāng)然伴隨交通事業(yè)發(fā)展,測試手段將向快速、簡便方向發(fā)展,落錘式彎沉儀、自動彎沉測試車將會得到更廣泛利用。2在1986年規(guī)范中,已增加瀝青層、半剛性材料基層抗彎拉應(yīng)力,新規(guī)范仍保留這一指標(biāo)。對半剛性材料基層路面破損情況調(diào)查表明,半剛性基層瀝青路面伴隨路面使用年限增加其彎沉值增大,路面結(jié)構(gòu)破壞表現(xiàn)為縱橫向開裂。當(dāng)路面彎沉值通常達成40(1/100mm)以上,基層基礎(chǔ)失去了板體性,嚴(yán)重出現(xiàn)松散。這說明半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞,很可能是基層產(chǎn)生過大拉應(yīng)力而造成基層疲憊開裂,進而造成瀝青路面產(chǎn)生疲憊開裂。所以,半剛性材料基層以抗彎拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)。3瀝青層層底在車輛荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)變或拉應(yīng)力,在輪荷載反復(fù)作用下造成路面疲憊開裂。從現(xiàn)行理論出發(fā),路面裂縫是由下而上發(fā)生、發(fā)展,它外觀特征是先發(fā)生縱向裂縫再逐步發(fā)展成縱向網(wǎng)裂、龜裂破壞。不過,路面出現(xiàn)裂縫原因還有以下三種:瀝青層也因氣候日溫差或季節(jié)熱冷改變,使路表面產(chǎn)生溫度應(yīng)力疲憊開裂;因忽然寒流攻擊,驟然降溫而使溫度應(yīng)力大于瀝青抗拉強度而使路面拉裂;瀝青層老化可能引發(fā)開裂。多年來調(diào)查,有路面出現(xiàn)網(wǎng)裂,從鉆孔可知,有裂縫是從上向下發(fā)展,產(chǎn)生在表面層、中面層,并不是半剛性裂縫反射結(jié)果。有是裂縫貫穿瀝青層。上述后三種裂縫是從上向下發(fā)展,而現(xiàn)規(guī)范中層底拉應(yīng)力或拉應(yīng)變?nèi)坎荒鼙碚鬟@些破損現(xiàn)象。從國外文件中,也有很多裂縫是在輪跡邊緣瀝青層由上而下擴展。實際上裂縫產(chǎn)生、發(fā)展過程是復(fù)雜問題,多種可能性全部存在,最終表現(xiàn)在路表全部是以縱向裂縫為多。許可彎沉值是以路面出現(xiàn)縱向裂縫臨界狀態(tài),以縱向網(wǎng)裂為破壞狀態(tài),它關(guān)鍵反應(yīng)在車輛荷載作用下路面結(jié)構(gòu)整體、包含結(jié)構(gòu)層部分應(yīng)力和抗力對比失衡狀態(tài)時表觀特征。路表彎沉指標(biāo)不能反應(yīng)溫度應(yīng)力作用、瀝青老化等原因引發(fā)裂縫,也不能處理瀝青混合料熱穩(wěn)性不足而產(chǎn)生車轍變形。路面破壞形態(tài)、原因是多個多樣,以后研究任務(wù)是應(yīng)從結(jié)構(gòu)組合、材料、混合料等著手,全方位、多指標(biāo)地完善設(shè)計方法。對于半剛性基層或貧混凝土基層瀝青路面,首先土基頂面壓應(yīng)變均較??;其次基層上瀝青層不管層間連續(xù)還是滑動,大多處于受壓區(qū),瀝青層產(chǎn)生是壓應(yīng)力(壓應(yīng)變),二者均不能控制設(shè)計,瀝青層底拉應(yīng)變或拉應(yīng)力通常只對柔性基層瀝青路面起作用。4相關(guān)剪應(yīng)力指標(biāo)對于半剛性基層或貧混凝土基層瀝青路面,彎沉和瀝青層拉應(yīng)力或應(yīng)變指標(biāo)均不能控制設(shè)計,所以,除用基層拉應(yīng)力為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)外,對瀝青層則應(yīng)進行抗剪強度檢驗。因為中國重車增多、超載嚴(yán)重,丘陵、山區(qū)高速公路修建,上坡道、彎道、匝道和夏季連續(xù)高溫等,近兩年有公路出現(xiàn)了較嚴(yán)重車轍,使得大家對瀝青混合料抗剪切指標(biāo)注視。剪切指標(biāo)和瀝青混合料熱穩(wěn)性親密相關(guān),高溫時瀝青混合料粘結(jié)力C和內(nèi)摩阻力Φ有顯著改變。所以,對有條件單位宜在瀝青混合料配合比設(shè)計時,進行抗剪強度檢驗。對山區(qū)高速公路或縱坡較大、坡度超長路段應(yīng)考慮車輛荷載水平分量所產(chǎn)生路表剪應(yīng)力,貧砼基層、舊水泥砼板上界面剪應(yīng)力,和交叉口制動時剪應(yīng)力等理論計算,抗剪強度測定、許可剪應(yīng)力等問題,尚需進行研究,故此次規(guī)范尚不能納入規(guī)范?,F(xiàn)在只能經(jīng)過瀝青混合料設(shè)計、加強層間結(jié)合方法等,填補不足。5層間接觸狀態(tài)瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力和應(yīng)變分析表明,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中層間結(jié)合條件對設(shè)計結(jié)果有較大影響,尤其是對拉應(yīng)力(包含剪應(yīng)力),滑動狀態(tài)下基層拉應(yīng)力設(shè)計比連續(xù)狀態(tài)提升1-2倍。設(shè)計中采取什么樣層間接觸條件取決和施工條件和材料特征。假如路面按滑動狀態(tài)設(shè)計就顯得過于保守,路面厚度太厚。標(biāo)準(zhǔn)上我們設(shè)計時應(yīng)采取工藝方法盡可能確保各層緊密結(jié)合,使其層間處于連續(xù)狀態(tài),按連續(xù)狀態(tài)設(shè)計。若設(shè)計時,論證瀝青層和半剛性基層可能出現(xiàn)層間移動,依據(jù)具體情況選定層間結(jié)合系數(shù)進行計算。6中國瀝青路面近幾年來出現(xiàn)了水損害、抗滑性能不足、高溫車轍變形、低溫收縮開裂等,這些現(xiàn)象多數(shù)是在路面整體剛度基礎(chǔ)滿足要求情況下,瀝青面層出現(xiàn)了使用功效性損壞。它和路面總厚度大小沒有直接關(guān)系,換句話說,它和現(xiàn)在采取以設(shè)計彎沉值、彎拉應(yīng)力設(shè)計指標(biāo)體系、厚度計算理論關(guān)系不大。現(xiàn)行結(jié)構(gòu)厚度計算關(guān)鍵是處理結(jié)構(gòu)承載力、荷載作用下結(jié)構(gòu)層疲憊破壞問題。上述損壞現(xiàn)象,現(xiàn)行規(guī)范關(guān)鍵是經(jīng)過結(jié)構(gòu)組合、材料選擇和混合料性能設(shè)計處理。所以,此次規(guī)范修訂關(guān)鍵并不是理論體系和厚度計算方法問題,而是針對不一樣結(jié)構(gòu)類型設(shè)計指標(biāo)進行完善和補充。現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計規(guī)范仍用雙圓均布荷載作用下彈性層狀理論體系,以設(shè)計彎沉值和彎拉應(yīng)力為指標(biāo)厚度計算法。8.0.5混合式基層路面是從柔性向半剛性過渡結(jié)構(gòu),設(shè)計彎沉應(yīng)界于二者之間,采取內(nèi)插方法處理,即半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度小于18cm時為剛性,取值為1.0;大于30cm為柔性結(jié)構(gòu),取值為1.6。18-30cm之間線性內(nèi)插。8.0.7長久以來路面設(shè)計人員忽略材料設(shè)計參數(shù)測定,而設(shè)計參數(shù)是材料設(shè)計、混合料設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵內(nèi)容,造成路面設(shè)計僅僅是抄規(guī)范參數(shù)進行厚度計算局面。所以,中國路面設(shè)計參數(shù)資料積累很少。為了加強這一工作,依據(jù)不一樣公路等級、設(shè)計階段提出了路面設(shè)計參數(shù)測試和取值要求。8.0.8~8.0.9設(shè)計參數(shù)應(yīng)依據(jù)路面損壞類型、受力模式采取不一樣測定方法測定對應(yīng)參數(shù)。對于拉應(yīng)力計算考慮到梁式試件試驗繁瑣及數(shù)據(jù)離散性大缺點,曾在97規(guī)范修訂時簡化了材料參數(shù)試驗方法,提出了用抗壓模量替換彎拉模量、劈裂強度替換彎拉強度,便于普及應(yīng)用。已經(jīng)有專題研究了抗壓模量替換彎拉模量、劈裂強度替換彎拉強度可行性,并對彎拉疲憊和劈裂疲憊進行了對比分析。但從現(xiàn)在路面設(shè)計來看,這套參數(shù)體系造成拉應(yīng)力基礎(chǔ)不控制路面結(jié)構(gòu)設(shè)計,從對比結(jié)果看,采取抗壓模量替換彎拉模量、劈裂強度替換彎拉強度其取值偏于保守,半剛性基層推薦抗壓模

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