城道路設(shè)計(jì)規(guī)范9柔性路面設(shè)計(jì)

1、第九章 柔性路面設(shè)計(jì)第一節(jié) 設(shè)計(jì)原則與規(guī)定第 9.1.1 條 柔性路面設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)組合、厚度計(jì)算與材料組成，其原則如下：一、路面設(shè)計(jì)應(yīng)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(hù)的原則，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對路基路面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，以達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理， 安全 適用的目的。柔性路面結(jié)構(gòu)應(yīng)按土基和墊層穩(wěn)定，基層有足夠強(qiáng)度，面層有較高抗疲勞、抗變形和抗 滑能力等要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)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(chǔ)，采用路 表容許回彈彎沉、 容許彎拉應(yīng)力及容許剪應(yīng)力三項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。 路面結(jié)構(gòu)用計(jì)算機(jī)計(jì)算； 無計(jì)算機(jī) 時(shí)對于三層以上體系用當(dāng)量層厚度法

2、換算為三層體系后查諾模圖計(jì)算。三、面層材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與溫度穩(wěn)定性；上基層應(yīng)采用強(qiáng)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(yīng)合理選擇路面結(jié)構(gòu)組合，確定設(shè)計(jì)厚度，使前期工 程在后期能充分利用。第 9.1.3 條 路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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?；鶎佑梢粚踊驍?shù)層組 成。墊層為介于基層與土基之間的結(jié)構(gòu)層，在土基水、溫狀況不良時(shí)，用以改善土基的水、 溫狀況，提高路面結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)性和抗

3、凍脹能力，并可擴(kuò)散荷載，以減小土基變形。第二節(jié) 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)第 9.2.1 條 路面設(shè)計(jì)以軸載 100kN 的雙輪組單軸為標(biāo)準(zhǔn)軸載。 各輪輪載為 25kN ，輪胎 壓強(qiáng)為0.7MPa，單輪輪跡當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)軸載的軸數(shù)。軸載大于或等于 20kN 的軸數(shù)均應(yīng)換算為標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)，軸載小于 20kN 者不計(jì)。第 9.2.2 條 設(shè)計(jì)指標(biāo)及適用范圍規(guī)定如下：一、設(shè)計(jì)指標(biāo)1 、為防止路面出現(xiàn)沉陷、車轍、軟彈、網(wǎng)裂等整體強(qiáng)度不足的損壞，路表容許回彈彎沉值1應(yīng)大于或等于路表實(shí)際回彈彎沉值Is,即1ls。計(jì)算時(shí)其差值應(yīng)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(yīng)力:(T 應(yīng)大于或等于該層的實(shí)際彎拉應(yīng)力b ,即(T 。計(jì)算時(shí)其差值應(yīng)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(yīng)力:T 應(yīng)大于或等于面層破裂面上的實(shí)際剪應(yīng)力T a即T T a。計(jì)算時(shí)其差值應(yīng)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(yīng)采用容許回彈彎沉、 彎拉應(yīng)力和剪應(yīng)力三項(xiàng)指標(biāo)設(shè)計(jì)。 在交通 量小的支路上鋪筑瀝青混凝土面層時(shí)，可僅用容許彎沉值設(shè)計(jì)。2 、對瀝青碎石面層采用容許回彈彎沉和剪應(yīng)力兩項(xiàng)指標(biāo)設(shè)計(jì)。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(biāo)設(shè)計(jì)。4 、采用半剛性基層時(shí)，應(yīng)對基層按彎拉指標(biāo)設(shè)計(jì)。第9.2.3條路表的容許回彈彎沉值1按式(9.2.3-1 )計(jì)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(yīng)力(T 按下式計(jì)算。一、瀝青混凝土面層材料容許彎拉應(yīng)力(T a 二、半剛性基層材料容許彎拉應(yīng)力(T a 第 9.2.5 條 瀝青混合料面層材料的容許剪應(yīng)力 T

6、 按式( 9.2.5-1 )計(jì)算：第三節(jié) 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)第 9.3.1 條 結(jié)構(gòu)組合的基本原則如下：一、面層、基層的結(jié)構(gòu)類型及厚度應(yīng)與交通量相適應(yīng)。交通量大、軸載重時(shí)，應(yīng)采用高 等級面層與強(qiáng)度較高的結(jié)合料穩(wěn)定類材料基層。二、層間結(jié)合必須緊密穩(wěn)定，以保證結(jié)構(gòu)的整體性和應(yīng)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(dāng)灑布透層瀝青、粘層瀝青或采用瀝青封層。三、各結(jié)構(gòu)層的材料回彈模量應(yīng)自上而下遞減，基層材料與面層材料的回彈模量比應(yīng)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(shí)，對等級較高的道路應(yīng)適當(dāng)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(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：一、面層類型可按設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)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(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)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(shí)，為防水和平整，應(yīng)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?yàn)r青混凝土路面的下層。作面層時(shí)，應(yīng)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(yīng)符合下列要求：1 、具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；2 、材料強(qiáng)度應(yīng)均勻一致；3 、底基層宜利用符合設(shè)計(jì)要求的當(dāng)?shù)夭牧希?如天然砂礫等， 并應(yīng)按路基干濕類型控制 細(xì)料含量。二、用作基層的材料主要有：1 、整體型材料（1 ）無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料無機(jī)結(jié)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(qiáng)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(shí)，其細(xì)粒土的塑性指數(shù)應(yīng)大于或等于10。塑性指數(shù)小于 10時(shí)，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。（2）工業(yè)廢渣混合料 工業(yè)廢渣混合料的強(qiáng)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(yīng)穩(wěn)定、 無風(fēng)化、 無腐蝕。 工業(yè)廢渣種類多， 規(guī)格和性質(zhì)差異較大， 應(yīng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(nèi)的土可用干石灰土。有機(jī)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(shí)，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。（4）水泥穩(wěn)定土 有機(jī)質(zhì)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(xì)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(yīng)通過試驗(yàn)確定。2 、嵌鎖型和級配型材料（ 1 ）泥結(jié)（泥灰結(jié)）碎（礫）石 泥結(jié)碎（礫

10、）石的水穩(wěn)定性較差，在中濕和潮濕路段應(yīng)采用泥灰結(jié)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(yīng)與骨料的最小粒徑銜接。（ 2）水結(jié)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(yīng)與骨料的最小徑銜接。（3）級配碎（礫）石級配碎（礫）石層應(yīng)密實(shí)穩(wěn)定。為防止凍脹和濕軟，應(yīng)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(shí)，應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)級配要求時(shí)，其使用范圍和要求與級配礫石相同。不符合標(biāo)準(zhǔn)級配 要求時(shí)，只宜

11、用作底基層或墊層，并應(yīng)按路基干濕類型適當(dāng)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(yīng)設(shè)墊層。二、墊層材料有粒料和無機(jī)結(jié)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(shí)，小于0.074mm的顆粒含量應(yīng)小于 5%采用爐渣時(shí)，小于2mm的顆粒含量宜小于 20%。三、墊層厚度可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)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(shí)，應(yīng)以墊層材料補(bǔ)足。第 9.3.5 條路面常用結(jié)構(gòu)層最小厚

12、度見表 9.3.5 。第四節(jié) 新建路面結(jié)構(gòu)層的計(jì)算第 9.4.1 條土基回彈模量應(yīng)在不利季節(jié)用標(biāo)準(zhǔn)承載板實(shí)測確定。受條件限制時(shí)，可在土質(zhì)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(nèi)測定。第9.4.2條路面結(jié)構(gòu)材料的抗壓回彈模量E、彎拉強(qiáng)度fm、彎拉模量Em粘結(jié)力c和內(nèi)摩阻角$均應(yīng)通過試驗(yàn)確定。第 9.4.3 條 計(jì)算路面結(jié)構(gòu)受荷載產(chǎn)生的回彈彎沉值與彎拉、剪切應(yīng)力應(yīng)采用以下公式 及諾模圖計(jì)算。一、路表回彈彎沉值的計(jì)算計(jì)算點(diǎn)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(diǎn)1.5 r處，見圖9.4.3- 1 。二、上層和中層底面彎拉應(yīng)力的計(jì)算1 、上層底面彎拉應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)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(shí)，用下式計(jì)算。（2）路面基層換算為三層體系的上層時(shí)，用下式計(jì)算。2 、中層底面彎拉應(yīng)力計(jì)算點(diǎn) 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(yīng)力的計(jì)算計(jì)算點(diǎn)D取在行車前進(jìn)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(jié)構(gòu)可用計(jì)算機(jī)計(jì)算。用諾謨圖時(shí)，應(yīng)先用當(dāng)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(jìn)行計(jì)算。一、計(jì)算路表彎沉值和路面剪應(yīng)力時(shí)，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(dāng)量層厚度為 H而構(gòu)成三層體系，見圖9.4.4-1 。二、計(jì)算第 n-1 層以外的任一結(jié)構(gòu)層底面彎拉應(yīng)力時(shí)，保持計(jì)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(jì)算層X層以上各層換算為模量值為EX的上層，當(dāng)量層厚度為h ;把計(jì)算層以下各層用式（9.4.4-3 ）換算成模量為 EX + 1的中層，當(dāng)量層厚度為H,見圖9.4.4-2。三、計(jì)算第 n-1 層底面彎拉應(yīng)力時(shí)，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(dāng)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(jì)算彎沉與剪切時(shí)，各層材料應(yīng)采用抗壓回彈模量，并采用連續(xù)體系。2 、計(jì)算彎拉應(yīng)力時(shí)， 計(jì)算層與計(jì)算層以上的整體型各層材料應(yīng)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(jì)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(jì)算瀝青面層底面彎拉應(yīng)力時(shí)，用上、中層間滑動(dòng)，中、下層間連續(xù)體系； 計(jì)算整體型基層底面彎拉應(yīng)力時(shí)，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(shè)計(jì)時(shí)采用設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道上標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)數(shù)及材料 設(shè)計(jì)齡期的參數(shù)計(jì)算； 驗(yàn)算

16、時(shí)采用竣工后第一年末設(shè)計(jì)車道上的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)數(shù)及材料驗(yàn)算齡期 的參數(shù)計(jì)算。半剛性基層材料的設(shè)計(jì)齡期及驗(yàn)算齡期見表 9.4.5 。第五節(jié) 舊路面補(bǔ)強(qiáng)厚度計(jì)算第 9.5.1 條 舊路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行下列調(diào)查與測定：一、調(diào)查交通量、交通組成與交通量增長率。二、調(diào)查道路設(shè)計(jì)、修建與養(yǎng)護(hù)的有關(guān)資料。三、調(diào)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(yàn)路面結(jié)構(gòu)，判明各結(jié)構(gòu)層厚度、材料組成及污染情況。必要時(shí)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(biāo)準(zhǔn)承載板測定，以求 得回彈彎沉值與回彈

17、模量的關(guān)系。第 9.5.2 條 按下述方法確定舊路面的計(jì)算彎沉值： 在確定各路段的計(jì)算彎沉值時(shí)，應(yīng)根據(jù)下列因素將道路全線劃分為若干段落。 一、在一個(gè)段落內(nèi)土基干濕類型、土質(zhì)應(yīng)相同。二、在一個(gè)段落內(nèi)各測點(diǎn)的彎沉值比較接近，每段的彎沉值測點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于或等于20 點(diǎn)。三、段落的最小長度應(yīng)與施工方法相適應(yīng)，可視實(shí)際情況確定。用標(biāo)準(zhǔn)軸載測定的路段計(jì)算彎沉值的代表值 丨r (cm)用下式計(jì)算。測定瀝青路表彎沉值的標(biāo)準(zhǔn)溫度為20 Co第9.5.3條舊路路表當(dāng)量回彈模量 ES按式(9.5.3-1 )或式(953-2 )計(jì)算確定。第 9.5.4 條 在補(bǔ)強(qiáng)層的設(shè)計(jì)中，需設(shè)置兩層或兩層以上的補(bǔ)強(qiáng)層時(shí)，按照本章 第四節(jié)的計(jì)算方法進(jìn)行，將舊路頂面的計(jì)算回彈模量ECS作為三層體系的E