GB50422-2007 預應力混凝土路面工程技術規(guī)范

中華人民共和國國家標準prestressedconcre中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局江蘇省交通規(guī)劃設計院南京東大現代預應力工程有限責任公司江蘇新筑預應力工程有限公司西安公路研究所張健康馮健欒文彬張晉牛赫東3.1設計參數·3.2結構構造和組合·4.1幾何尺寸·4.7后澆帶·5.2普通鋼筋(材)和預應力鋼筋·5.4接縫材料·6施工方法及技術要求·6.2施工準備··(2)6.3施工工序·6.4枕梁和伸縮縫施工·6.6預應力鋼筋與普通鋼筋鋪放·6.7預應力混凝土路面澆筑·6.8預應力鋼筋張拉·6.10后澆帶混凝土施工·6.11伸縮縫整修及填縫·6.12特殊氣候條件下的施工·7.1一般規(guī)定·7.3混凝土工程· 1.0.1為適應交通運輸發(fā)展的需要，確保預應力混凝土路面工程1.0.2本規(guī)范適用于新建無粘結預應力混凝土路面的設計、施工1.0.3預應力混凝土路面工程的建設，應積極采用新技術、新材件的要求。1.0.4預應力混凝土路面工程的設計、施工及驗收，除應執(zhí)行本規(guī)范外，尚應符合國家現行有關標準的規(guī)定。2.1.1水泥混凝土路面cementc2.1.2預應力混凝土路面prestressedom-—第n項預應力損失值；h?——底基層或墊層的厚度；x——計算荷位距板端的距離。2.2.4計算系數及其他t——設計使用年限；T?——路面面板溫差最大值；T?——混凝土面板的最大溫度梯度計算值；k——考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數；μ——預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數；k?——考慮設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力ke·考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系v——與混合料性質有關的指數；wo——原路面計算回彈彎沉值；k——考慮溫度應力累計疲勞作用的疲勞應力系數；ae—混凝土溫度膨脹系數；ve——混凝土的泊松比。3.1.1預應力混凝土路面設計應以100kN的單軸-雙輪組荷載作為標準軸載。不同軸-輪型和軸載的作用次數與標準軸載的作用次數應按下列公式進行換算：式中N,——標準軸載的作用次數(次/d);N;——各類軸型i級軸載的作用次數；P;-各類軸型的總重(kN);a;——軸-輪型系數。單軸-雙輪組時，a;=1;單軸-單輪時，按式(3.1.1-2)計算；雙軸-雙輪組時，按式(3.1.1-3)計算；三軸-雙輪組時，按式(3.1.1-4)計算。3.1.2預應力混凝土路面的交通等級，按其在設計使用年限內設計車道所承受的標準軸載累計作用次數分為四級，并應符合表3.1.2的規(guī)定。設計車道的交通量分析應按本規(guī)范附錄A采用。交通等級重中等輕3.1.3預應力混凝土路面的設計使用年限和累計作用次數，應符合下列規(guī)定：1路面設計使用年限，可按表3.1.3-1采用。表3.1.3-1設計使用年限設計使用年限(a)重中等輕2設計使用年限內車道的標準軸載累計作用次數，可按下式計算確定：g,——交通量年平均增長率(%),由調查確定；t——設計使用年限(a);γ——車輪輪跡橫向分布系數，可按表3.1.3-2采用。表3.1.3-2車輪輪跡橫向分布系數3.1.4預應力混凝土路面工程的可靠度設計標準、變異系數及可靠度系數應符合下列要求：1預應力混凝土路面的設計安全等級、目標可靠度和可靠度指標，應符合表3.1.4-1的規(guī)定。路面的材料性能和結構尺寸參數的變異水平等級，宜按表3.1.4-1選用。四級目標可靠度(%)低低、中中中、高2材料性能和結構尺寸參數的變異系數變化范圍應符合表3.1.4-2的規(guī)定。低中高3可靠度系數應依據所選目標可靠度及變異水平等級按表3.1.4-3選用。目標可靠度(%)低中高 3.1.5預應力混凝土路面混凝土強度應按28d齡期的混凝土彎拉強度控制，且不得低于表3.1.5的規(guī)定。彎拉強度標準值J.(MPa)3.1.6預應力混凝土路面面板的最大溫度梯度計算值，可根據公路所在地的公路自然區(qū)劃，按表3.1.6確定。區(qū)劃ⅢH3.2結構構造和組合肩、排水及材料選型與要求應符合國家現行標3.2.2預應力混凝土路面面板與基層之間應設置滑動層。4路面結構設計4.1.1預應力混凝土路面面板長度宜為90～210m,面板寬度不宜超過兩個標準車道寬度。4.1.2預應力混凝土路面面板厚度宜為140～240mm。4.1.3預應力混凝土路面面板最小厚度應能滿足板內預應力鋼筋及錨具系統(tǒng)最小混凝土保護層厚度的要求。4.1.4預應力混凝土路面面板厚度和預應力鋼筋配置應符合下式中γ——可靠度系數，可按本規(guī)范第3.1.4條取值；ou——荷載疲勞應力(MPa);oar;——溫度疲勞應力(MPa);f;——混凝土彎拉強度標準值(MPa);o,——有效預應力引起的混凝土中的平均壓應力(MPa);ap——路基摩阻應力(MPa)。4.2.1預應力鋼筋的有效預應力應按下式計算確定：式中ow——預應力鋼筋的有效預應力(MPa);own——預應力鋼筋張拉控制應力(MPa);ou——第n項預應力損失值(MPa)。預應力損失值應取下列五項：張拉端錨具變形和預應力鋼筋內縮on;預應力鋼筋的摩擦σ;預應力鋼筋的應力松弛σa;混凝土的收縮和徐變ou;采用分批張拉時，張拉后批預應力鋼筋所產生的混凝土彈性4.2.2預應力鋼筋的預應力損失值計算應符合現行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010的有關規(guī)定。預應力鋼筋的摩擦系數可按表4.2.2采用。鋼絞線公稱直徑d。(mm)kμ4.2.3在一般氣候環(huán)境下的預應力混凝土路面，預應力總損失也可按預應力鋼筋張拉控制應力的20%確定，且預應力總損失值不應小于80MPa。積上建立的平均預壓應力。預應力混凝土路面的平均預壓應力在扣除路基摩阻力后不應小于0.7MPa,平均預壓應力不應大于4.0MPa。4.2.5預應力鋼筋應配置在路面面板板厚1/2下10～30mm范圍內；預應力鋼筋的配筋率及構造要求應符合現行國家標準《混凝4.2.6橫向鋼筋的配筋率可按式(4.2.6)計算，且最小配筋率不應小于預應力鋼筋配筋率的1/8;橫向鋼筋的間距及構造應符合國家現行標準《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》JTGD40的有關fyk——普通鋼筋的強度標準值(MPa);E,——鋼筋彈性模量(MPa);4.3.1預應力混凝土路面的滑動層應符合下列規(guī)定：1滑動層應鋪設在基層的頂面，基層應平整無坑凹。2滑動層材料可選用防水材料、細粒狀材料及瀝青材料。防水材料可選用土工織物、油毛氈、聚乙烯薄膜，細粒狀材料可選用粒徑相近的細砂或石屑。當采用細粒狀材料滑動層時，細粒狀材料的厚度不宜大于20mm,其上應鋪設防水材料。4.4.1預應力混凝土路面面板伸縮縫的寬度應大于路面面板端部的位移值。路面面板端部的位移值應按下列公式計算確定：p——混凝土密度(g/mm3);ac——混凝土溫度膨脹系數；T?——路面面板溫差最大值(℃),取路面面板年最高溫度與路面合攏時溫度的差值；L,——滑動區(qū)計算長度(m),滑動區(qū)計算長度不應大于路面面板長度的1/2。4.4.2預應力混凝土路面伸縮縫應符合下列規(guī)定：1伸縮縫的間距宜為90～210m。伸縮縫宜采用鋼梁型(見圖4.4.2-1)或毛勒型(見圖4.4.2-2),當采用其他類型伸縮縫時，其材質應符合國家現行有關標準的規(guī)定。伸縮縫應涂專用防腐油脂或環(huán)氧樹脂。2伸縮縫預留的膨脹寬度不宜小于20mm,收縮寬度宜控制在50～80mm;預應力混凝土路面封錨澆筑后，在伸縮縫預留槽口內應填充聚氨酯等嵌縫材料。在環(huán)境溫差小，且經試驗驗證不需4.5.1預應力混凝土路面枕梁(見圖4.5.1)應1枕梁應采用現澆鋼筋混凝土。枕梁內配筋應符合現行國2枕梁寬度應與路面面板寬度相同，長度宜為2～4m,厚度4.6.1預應力混凝土路面面板端部的局部受壓承載力計算應符2板端加厚區(qū)變截面處宜采用線性漸變過渡。板端加厚厚度不應小于板厚的1.2倍，且不應小于200mm;當板厚大于200mm時，板端可不加厚。變截面區(qū)的長度不宜小于加厚區(qū)長度的1/5(見圖4.6.2)。3在板端內部應配置雙層加強鋼筋網，縱向加強鋼筋的配筋率不宜小于2%。當板端不加厚時，縱向加強鋼筋的配筋率應適當提高。張拉端的加強鋼筋網應延伸至后澆帶。雙層鋼筋網的設置及混凝土保護層厚度應符合國家現行標準《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》JTGD40與現行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》4.6.3預應力鋼筋的錨具系統(tǒng)及防腐體系應符合國家現行標準《無粘結預應力混凝土結構技術規(guī)程》JGJ92的有關規(guī)定。4.7.1預應力混凝土路面后澆帶構造應符合下列規(guī)定：1后澆帶預留尺寸應滿足張拉設備施工的要求。2后澆帶寬度應與路面面板寬度相同；后澆帶的混凝土強度不應低于路面面板的混凝土強度。3后澆帶用混凝土宜摻人膨脹劑。4后澆帶混凝土底部滑動層的滑動能力不應低于預應力混凝土路面的滑動能力。5后澆帶的加強鋼筋不應削弱。5.1混凝土材料5.1.1水泥應采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。水泥的質量應5.1.2預應力混凝土路面使用的粗集料、細集料應符合國家現行標準《公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范》JTGF30的有關規(guī)定。5.1.3清洗集料、拌和混凝土及養(yǎng)護所用的水應符合國家現行標5.1.4混凝土的配合比設計應符合國家現行標準《公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范》JTGF30的有關規(guī)定；混凝土性能要求應符合現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB50204的有關規(guī)定。5.2普通鋼筋(材)和預應力鋼筋5.2.1預應力混凝土路面用普通鋼筋宜采用HRB335級、HRB400級熱軋帶肋鋼筋，也可采用HPB235級和RRB級鋼筋。普通鋼筋(材)可根據使用部位和功能，按表5.2.1確定，也可根據施工實際情況確定。鋼筋直徑(mm)12或16鋼筋直徑(mm)12或16[、工型鋼或鋼板5.2.2預應力混凝土路面用預應力鋼筋應符合下列要求：1鋼絞線性能應符合現行國家標準《預應力混凝土用鋼絞2預應力鋼筋用的鋼絞線不應有死彎，當有死彎時必須切3預應力鋼筋外包材料，應采用高密度聚乙烯，嚴禁使用聚氮乙烯；涂料層應采用專用防腐油脂。預應力鋼筋性能還應符合國家現行標準《無粘結預應力混凝土結構技術規(guī)程》JGJ92的有5.3.1預應力混凝土路面用錨具應符合現行國家標準《預應力筋5.3.2夾具應具有良好的自錨性能、松錨性能和重復使用性能。錨具性能應符合國家現行標準《無粘結預應力混凝土結構技術規(guī)5.4.1預應力混凝土路面接縫材料宜采用塑膠、橡膠泡沫板或瀝青纖維板。5.4.2預應力混凝土路面應優(yōu)選耐老化性能好的樹脂類、橡膠類或改性瀝青類填縫材料。填縫材料包括常溫施工式和加熱施工式，其技術指標應符合國家現行標準《公路水泥混凝土路面施工技6.1.1預應力混凝土路面施工機具應滿足施工進度和質量的要6.1.2混凝土拌和物可采用工廠生產或現場拌制。現場拌制時，混凝土拌和機具應符合下列要求：1混凝土拌和機具總功率不應低于20m3/h。 6.1.3混凝土拌和物運輸機具及運輸要求應符合國家現行標準《公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范》JTGF30的有關規(guī)定。6.1.4混凝土的攤鋪成型可采用滑模式攤鋪機、軌道式攤鋪機或傳統(tǒng)的小型機具配合人工進行，所需的攤鋪成型機具宜按表6.1.4防護帳蓮6.2.1預應力混凝土路面面板施工前應由設計單位向施工單位層的工程質量應符合國家現行標準《公路路基施工技術規(guī)范》JTGF10和《公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ034的有關規(guī)定。6.2.3材料進場時應按相關規(guī)范的規(guī)定進行進場驗收；預應力混凝土路面面板施工前，應檢查所需材料的儲量、性能，確保所有材料的數量和質量。6.3.1預應力混凝土路面施工應有施工組織設計和施工技術方6.3.2預應力混凝土路面面板的施工，可采用順序施工法或交替施工法(見圖6.3.2)。6.3.3預應力混凝土路面面板的施工可按圖6.3.3所示的工序圖6.3.3預應力混凝土路面面板施工工序6.4.4枕梁及伸縮縫施工可按圖6.4.4所示的工序進行。6.5滑動層鋪設6.5.1在混凝土澆筑前應在基層頂面設置滑動層?；瑒訉拥脑O置應符合本規(guī)范第4.3.1條的要求。當采用瀝青表面處治或乳化瀝青稀漿封層作下封層時，下封層可直接作為滑動層。也可在下封層上鋪設土工織物作為滑動層。6.5.2當滑動層采用瀝青表面處治時，其性能及施工要求應符合國家現行標準《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTGF40的有關規(guī)定；當滑動層采用乳化瀝青稀漿封層時，其性能及施工要求應符合國家現行標準《路面稀漿封層技術規(guī)程》CJJ66的有關規(guī)定。6.5.3當采用土工織物作滑動層時，其設置應符合下列規(guī)定：1滑動層鋪設前，應清掃預應力混凝土板塊范圍內的雜物，進行基層質量的全面檢查，對發(fā)現破損處應進行修補。2滑動層鋪設時，宜先鋪設細粒狀材料，再覆以土工織物。細粒狀材料鋪設厚度應符合本規(guī)范第4.3.1條的規(guī)定，且應均勻。3細粒狀材料和土工合成材料的性能應符合國家現行有關端下層鋼筋網；下料時應機械切割，嚴禁使用電焊或者氣割下6.7.2澆筑混凝土時，除應符合本規(guī)范第6.1預應力鋼筋張拉應采用二次張拉工藝。第一次張拉宜在面板澆筑完成12h后，且混凝土強度不低于設計抗壓強度的拉應力宜為0.30o,也可根據工程經驗確定；第二次張拉在面板澆筑完成6～7d后，且混凝土強度不低于設計抗壓強度的75%,第械方法，嚴禁采用電弧切斷。預應力鋼筋切于設計彎拉強度的80%。養(yǎng)護天數宜為14～21d,高溫天氣不宜少于14d,低溫天氣不宜少于21d。6.10.1后澆帶施工應在第二次預應力施加完48h后進行，施工6.11.2填縫料的性能要求應符合本規(guī)范第5.4.2條的規(guī)定，伸7質量檢查與驗收7.1.2預應力混凝土路面中的路基材料及施工要求應符合國家7.1.3預應力混凝土鋼筋工程及模板工程應符合國家現行標準《公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范》JTGF30及現行國家標準2瀝背表面處治滑動層的質量檢查標準應符合國家現行標3乳化瀝青稀漿滑動層的質量檢查標準應符合國家現行標符合本規(guī)范第6.5.3條的規(guī)定。7.3.1預應力混凝土路面施工中的檢驗項目及質量評定標準應7.3.2預應力混凝土路面應檢驗在預應力張拉前的混凝土抗壓符合國家現行標準《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ104的有關規(guī)A.1交通調查與分析A.1.1設計車道使用初期的年平均日貨車交通量，可按下述方利用當地交通量觀測站的觀測和統(tǒng)計資料，或通過設立站點進行交通量觀測，獲取所設計公路的初期年平均日交通量(雙向)和車輛組成數據，剔除2軸4輪以下的客、貨車輛交通量，得到初期年平均日貨車交通量(雙向)。般情況可采用0.5。依據設計公路的車道數，交通量車道分配系數宜按表A.1.1確定。使用初期年平均日交通量(雙向)乘以方向分配系數和車道分配系數，即為設計車道的年平均日貨車交通l23A.1.2設計基準期內交通量年平均增長率，可按公路等級和功能以及所在地區(qū)的經濟和交通發(fā)展情況，通過調查分析，預估設計基準期內的交通增長量，確定交通量年平均增長率g,。A.2軸載調查與分析A.2.1利用當地稱重站的測定和統(tǒng)計資料，或通過設立站點進行軸載調查和測定，獲取所設計公路的車型、軸型和軸載組成數據，計算設計車道使用初期的標準軸載日作用次數。計算時可選統(tǒng)計1000輛2軸6輪以上客、貨車輛中單軸、雙聯(lián)軸和三聯(lián)按10kN分級，雙聯(lián)軸和三聯(lián)軸軸載按20kN分級。各種軸型不式中k,——各種軸型不同軸載級位的標準軸載當量換算系ay—i種軸型j級軸載的軸-輪型系數，按本規(guī)范第n;——每1000輛2軸6輪以上客、貨車輛中i種軸型出現將2軸6輪以上客、貨車輛分為三大類：整軸和5軸以上三類；全掛車類，細分為4軸、5軸、6軸和6軸以上A.2.2設計基準期內水泥混凝土面層臨界荷位處所承受的標準yq預應力混凝土路面的預應力損失計算按本規(guī)范第4.2.2條的規(guī)定確定。本規(guī)范第4.2.2條中的各項應力損失不是同時發(fā)生在有限元模型分析中，將以上計算的an、o、σa、ois等效為一組和預施應力方向相反的外力，分別作用于錨固端混凝土上。B.0.3鋼筋的處理模型應符合下列要求：預應力混凝土路面面板采用整體式模型。在整體式有限元模型中，將鋼筋彌散于整個單元中，單元視為連續(xù)均勻材料，即將鋼筋和混凝土綜合為一種材料，其彈性矩陣為：[D]=[D.]+[D.]式中[D]——模型單元的應力應變矩陣；[D.]——混凝土的應力應變矩陣；[D,]——等效分布鋼筋的應力應變矩陣。式中Ee——混凝土彎拉彈性模量(MPa);ve——混凝土的泊松比。對于等效的分布鋼筋，其應力應變關系矩陣[D.]可按下式計定在板中處不發(fā)生位移，即板中附近處摩阻力很小，板端處最對于細砂滑動層，w.≈0.6mm,可采用圖B.0.5中的圖B.0.5板底摩阻力隨位移變化圖1在沿板長的某個斷面上，假定板底摩阻力r是均勻分布板長)最大位移確定摩擦系數。當w≥0.6mm時，μ,=f(給定附錄C預應力混凝土路面面板應力分析及計算流程C.1荷載應力分析C.1.1預應力混凝土路面面板的臨界荷位為面板縱向邊緣中部。C.1.2標準軸載在臨界荷位處產生的荷載疲勞應力可按下式計算確定：dLy=k?k?oi.o?——荷載應力(MPa);kr—-考慮設計基準期內荷載應力累計疲勞作用的疲勞應力系數，按本規(guī)范附錄C第C.1.4條計算確定；k?——考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜表C.1.2綜合系數k.公路等級C.1.3標準軸載在臨界荷位處產生的荷載應力可按下列公式計σi.=0.077r?.60h-2(C.1.3式中r——預應力混凝土板的相對剛度半徑(m),按式(C.1.3-2)計算；h——混凝土板的厚度(m);Ee——混凝土彎拉彈性模量(MPa);E?——基層頂面當量回彈模(MPa),按本規(guī)范附錄