公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范一級(jí)建造師課件

1、 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范 Specifications of Cement Pavement Design for Highway中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JTG D40-20022002-12-04發(fā)布20030601實(shí)施中華人民共和國(guó)交通部發(fā)布10/6/20221.總則1.0.1為適應(yīng)交通運(yùn)輸發(fā)展和公路建設(shè)的需要，提高水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)質(zhì)量和技術(shù)水平，保證工程安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，制定本規(guī)范。1.0.2本規(guī)范適用于新建和改建公路的水泥混凝土路面設(shè)計(jì)。1.0.3水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方案，應(yīng)根據(jù)公路的使用任務(wù)、性質(zhì)和要求，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颉⑺?、土質(zhì)、材料、施工技術(shù)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及環(huán)境保護(hù)要求等，通

2、過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定。水泥混凝土路面設(shè)計(jì)應(yīng)包括結(jié)構(gòu)組合、材料組成、接縫構(gòu)造和鋼筋配置等。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定的安全等級(jí)和目標(biāo)可靠度，承受預(yù)期的交通荷載作用，并同所處的自然環(huán)境相適應(yīng)，滿(mǎn)足預(yù)定的使用性能要求。1.0.4水泥混凝土路面設(shè)計(jì)除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光2 . 術(shù)語(yǔ)、符號(hào)水泥混凝土路面cement concrete pavement 以水泥混凝土路面做面層（配筋或不配筋）的路面，亦稱(chēng)剛性路面。普通混凝土路面plain concrete pavement 除接縫區(qū)和局部范圍外面層內(nèi)均不配筋的水泥混凝土路面，亦稱(chēng)素混凝土路面。

3、鋼筋混凝土路面jointed reinforced concrete pavement 面層內(nèi)配置縱、橫鋼筋或鋼筋網(wǎng)并設(shè)接縫的水泥混凝土路面。連續(xù)配筋混凝土路面continuous reinforced concrete pavement 面層內(nèi)配置縱向連續(xù)鋼筋和橫向鋼筋，橫向不設(shè)縮縫的水泥混凝土路面。鋼纖維混凝土路面steel fiber reinforced concrete pavement 在混凝土面層中摻入鋼纖維的水泥混凝土路面。復(fù)合式路面composite pavement 面層由兩層不同材料類(lèi)型和力學(xué)性質(zhì)的結(jié)構(gòu)層復(fù)合而成的路面。水泥混凝土預(yù)制塊路面concrete block p

4、avement 面層由水泥混凝土預(yù)制塊鋪砌成的路面。碾壓混凝土roller compacted concrete采用碾壓成型的水泥混凝土。貧混凝土lean concrete水泥用量較低的水泥混凝土。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光2 . 術(shù)語(yǔ)、符號(hào)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期design reference period 計(jì)算路面結(jié)構(gòu)可靠度時(shí)，考慮各項(xiàng)基本度量與時(shí)間關(guān)系所取用的基準(zhǔn)時(shí)間。安全等級(jí)safety classes 根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的重要性和破壞可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度而劃分的設(shè)計(jì)等級(jí)?？煽慷萺eliability 路面結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)和規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率。目標(biāo)可靠度objective r

5、eliability 作為設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠度?？煽恐笜?biāo)reliability index 度量路面結(jié)構(gòu)可靠性的一種數(shù)量指標(biāo)。目標(biāo)可靠指標(biāo)objective reliability index 作為設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠指標(biāo)。可靠度系數(shù)reliability coefficient 為保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度，而在極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用的單一綜合系數(shù)。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光3 設(shè)計(jì)依據(jù)3.0.1各級(jí)公路水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全等級(jí)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、目標(biāo)可靠指標(biāo)和目標(biāo)可靠度，應(yīng)符合表3.0.1的規(guī)定。各安全等級(jí)路面的材料性能和結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的變異水平等級(jí)，宜按表3.0.1的建議

6、選用。公路等級(jí)高速一級(jí)二級(jí)三、四級(jí)安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期30年30年20年20年目標(biāo)可靠指標(biāo)1.641.281.040.84目標(biāo)可靠度95%90%85%80%變異水平等級(jí)低低-中中中-高10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光3.0.3水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以行車(chē)荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)，其表達(dá)式為：式中： 可靠度系數(shù)，依所選目標(biāo)可靠度及變異水平等級(jí)確定； 行車(chē)荷載疲勞應(yīng)力（mpa)，計(jì)算方法見(jiàn)后； 溫度梯度疲勞應(yīng)力（mpa),計(jì)算方法見(jiàn)后； 水泥混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(mpa).10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光表3.0.3可靠度系數(shù)變異水平等級(jí)目標(biāo)

7、可靠度(%)95908580低1.201.331.091.161.041.08-中1.331.501.161.231.081.131.041.07高-1.231.331.131.181.071.11注：變異系數(shù)在表3.0.2所示的變化范圍的下限時(shí)，可靠度系數(shù)取低值；上限時(shí)，取高值。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光3.0.5水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累積作用次數(shù)分為4級(jí)，分級(jí)范圍如表3.0.5交通等級(jí)特重重中等輕設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)作用軸次Ne(104)2000100200031002.00中濕路基低、中高液限粘土0.300.500.400.600.

8、500.700.600.95粉土，粉質(zhì)、中液限粘土0.400.600.500.700.600.850.701.10潮濕路基低、中高液限粘土0.400.600.500.700.600.900.751.20粉土，粉質(zhì)、中液限粘土0.450.700.550.800.701.000.801.30注：1）凍深小或填方路段，或者基、墊層為隔溫性能良好的材料，可采用低值；凍深大或挖方及地下水位高的路段，或者基、墊層為隔溫性能稍差的材料，應(yīng)采用高值； 2）凍深小于0.50m的地區(qū)，一般不考慮結(jié)構(gòu)層防凍厚度。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光4結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)4.1路基4.1.1路基應(yīng)穩(wěn)定、密實(shí)、均質(zhì)，對(duì)路面結(jié)

9、構(gòu)提供均勻的支承。4.1.2高液限粘土及含有有機(jī)質(zhì)細(xì)粒土，不能用做高速公路和一級(jí)公路的路床填料或二級(jí)和二級(jí)以下公路的上路床填料；高液限粉土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3的低液限粘土，不能用作高速公路和一級(jí)公路的上路床填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時(shí)，應(yīng)摻加石灰或水泥等結(jié)合料進(jìn)行改善。4.1.3地下水位高時(shí)，宜提高路堤設(shè)計(jì)標(biāo)高。在設(shè)計(jì)標(biāo)高受限制，未能達(dá)到中濕狀態(tài)的路基臨界高度時(shí)，應(yīng)選用粗粒土或低劑量石灰或水泥穩(wěn)定細(xì)粒土做路床或上路床填料；未能達(dá)到潮濕狀態(tài)的路基臨界高度時(shí)，除采用上述填料措施外，還應(yīng)采取在邊溝下設(shè)置排水滲溝等降低地下水位的措施。4.1.4路基壓實(shí)度應(yīng)符合公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（

10、JTJ013)要求。多雨潮濕地區(qū)，對(duì)于高液限土及塑性指數(shù)大于16或膨脹率大于3的低液限粘土，宜采用由輕型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)確定的壓實(shí)度，并在含水量略大于其最佳含水量時(shí)壓實(shí)。4.1.5巖石或填石路床頂面應(yīng)鋪設(shè)整平層。整平層可采用未篩分碎石和石屑或低劑量水泥穩(wěn)定粒料，其厚度視路床頂面不平整程度而定，一般為100150mm。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光4結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)4.2墊層4.2.1遇有下述情況時(shí)，需在基層下設(shè)置墊層：季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面總厚度小于最小防凍厚度要求（表3.0.7）時(shí)，其差值應(yīng)以墊層厚度不足；水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路床土濕度較大時(shí)，宜設(shè)置排水墊層；路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻

11、變形時(shí)，可加設(shè)半剛性墊層。4.2.2墊層的寬度應(yīng)與路基同寬，其最小厚度為150mm。4.2.3防凍墊層和排水墊層宜采用砂、砂礫等顆粒材料。半剛性墊層可采用低劑量無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光4結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)4.3.3濕潤(rùn)和多雨地區(qū)，路基為低透水性細(xì)粒土的高速公路和一級(jí)公路或承受特重或重交通二級(jí)公路，宜采用排水基層。排水基層可選用多孔隙的開(kāi)級(jí)配水泥穩(wěn)定碎石、瀝青穩(wěn)定碎石或碎石，其孔隙率約為20。4.3.4基層的寬度應(yīng)比混凝土面層每側(cè)至少寬出300mm（采用小型機(jī)具施工時(shí)）或500mm（軌道式攤鋪機(jī)施工時(shí)）或650mm（滑模攤鋪機(jī)施工時(shí)）。路肩采用混凝土面層，其厚度與

12、行車(chē)道面層相同時(shí)，基層寬度宜與路基同寬。級(jí)配粒料基層的寬度也宜與路基同寬。4.3.5各類(lèi)基層厚度的適宜范圍見(jiàn)表4.3.54.3.6碾壓混凝土基層應(yīng)設(shè)置與混凝土面層相對(duì)應(yīng)的接縫。貧混凝土基層在其彎拉強(qiáng)度超過(guò)1.8Mpa時(shí)，應(yīng)設(shè)置與混凝土面層相對(duì)應(yīng)的橫向縮縫；一次攤鋪寬度大于7.5m時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向縮縫。4.3.7基層下未設(shè)墊層，上路床為細(xì)粒土、粘土質(zhì)砂或級(jí)配不良砂（承受特重或重交通時(shí)），或?yàn)榧?xì)粒土（承受中等交通時(shí)），應(yīng)在基層下設(shè)置底基層。底基層可采用級(jí)配粒料、水泥穩(wěn)定粒料或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料，厚度一般我200mm.4.3.8排水基層下應(yīng)設(shè)置由水泥穩(wěn)定粒料或密級(jí)配粒料組成的不透水底基層，厚度一般為2

13、00mm。底基層頂面宜鋪設(shè)瀝青封層或防水土工織物。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光表4.3.5各類(lèi)基層厚度的適宜范圍基層類(lèi)型厚度適宜范圍（mm)貧混凝土或碾壓混凝土基層120200水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層150250瀝青混凝土基層4060瀝青穩(wěn)定碎石基層80100級(jí)配粒料基層150200多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層100140瀝青穩(wěn)定碎石排水基層8010010/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光4.4面層4.4.1混凝土面層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。4.4.2一般采用設(shè)接縫的普通混凝土路面；面層板的平面尺寸較大或形狀不規(guī)則，路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設(shè)施，高填方、軟土地基、

14、填挖交界段的路基等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，應(yīng)采用設(shè)置接縫的鋼筋混凝土面層。其它按下表4.4.2選用：面層類(lèi)型適用條件連續(xù)配筋混凝土面層高速公路瀝青上面層與連續(xù)配筋混凝土或橫縫設(shè)傳力桿的普通混凝土下面層組成的符合式路面特重交通的高速公路碾壓混凝土面層二級(jí)及二級(jí)以下公路、服務(wù)區(qū)停車(chē)場(chǎng)鋼纖維混凝土面層標(biāo)高受限制路段、收費(fèi)站、混凝土加鋪層和橋面鋪裝矩形或異形混凝土預(yù)制塊面層服務(wù)區(qū)停車(chē)場(chǎng)、二級(jí)及二級(jí)以下公路橋頭引道沉降未穩(wěn)定段10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光4.4面層4.4.3普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面板一般采用矩形。其縱向和橫向接縫應(yīng)垂直相交，縱縫兩側(cè)的橫縫不得相互錯(cuò)位。

15、4.4.4縱向接縫的間距按路面寬度在3.04.5m范圍內(nèi)確定。碾壓混凝土、鋼纖維混凝土面層在全幅攤鋪時(shí)，可不設(shè)縱向縫。4.4.5橫向接縫的間距按面層類(lèi)型和厚度定：普通混凝土面層一般為46m，面層板的長(zhǎng)寬比不宜超過(guò)1.30，平面尺寸不宜大于25m2 。碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層一般為610m；鋼筋混凝土面層一般為615m。4.4.6普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或連續(xù)配筋混凝土面層所需的厚度，可參照表4.4.6所示參考范圍并按4.4.9條規(guī)定確定。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光表4.4.6水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通等級(jí)特重重公路等級(jí)高速一級(jí)二級(jí)高速一級(jí)二級(jí)變異水平等級(jí)低中低中

16、低中低中面層厚度(mm)260250240240270230260220250交通等級(jí)中等輕公路等級(jí)二級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)三、四級(jí)變異水平等級(jí)高中高中高中面層厚度(mm)24021023022022020023022010/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光4.4面層4.4.7鋼纖維混凝土面層的厚度按鋼纖維摻量確定，鋼纖維體積率為0.61.0時(shí)，其厚度為普通混凝土面層厚度的0.650.75倍。特重或重交通時(shí)，其最小厚度為160mm；中等或輕交通時(shí)，其最小厚度為140mm。4.4.8復(fù)合式路面瀝青上面層的厚度一般為2580mm。4.4.9除混凝土預(yù)制塊面層外，各種混凝土面層的計(jì)算厚度應(yīng)滿(mǎn)足式（3.0

17、.3）的要求。荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按附錄B.1和B.2計(jì)算。面層設(shè)計(jì)厚度依計(jì)算厚度按10mm向上取整。 采用碾壓混凝土或貧混凝土做基層時(shí)，宜將基層與混凝土面層視作分離式雙層板進(jìn)行應(yīng)力分析。上、下層板在臨界荷位處的荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按附錄C.1和C.2計(jì)算。上、下層板的計(jì)算厚度應(yīng)分別滿(mǎn)足式（3.0.3）的要求。 具有瀝青上面層的水泥混凝土板，在臨界荷位處的荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分別按附錄D.1和D.2計(jì)算?；炷涟宓挠?jì)算厚度，應(yīng)滿(mǎn)足式（3.0.3）的要求。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光4.5路肩4.5.1路肩鋪面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的承載能力，其結(jié)構(gòu)層組合和材料選用應(yīng)

18、與行車(chē)道路面協(xié)調(diào)，并保證進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)中的水的排除。4.5.2路肩鋪面可選用水泥混凝土面層或?yàn)r青面層。4.5.3路肩水泥混凝土面層的厚度通常采用與行車(chē)道面層等厚，其基層宜與行車(chē)道基層相同。選用薄面層時(shí)，其厚度不宜小于150mm，基層應(yīng)采用開(kāi)級(jí)配粒料。4.5.4路肩瀝青面層的厚度宜選用密實(shí)型瀝青混合料。其基層可選用無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料或級(jí)配粒料。行車(chē)道路面結(jié)構(gòu)不設(shè)內(nèi)部排水設(shè)施時(shí)，瀝青面層和不透水基層的總厚度不宜超過(guò)行車(chē)道面層的厚度，基層下應(yīng)選用透水性粒料填筑。10/6/2022武漢理工大學(xué) 李月光4.6路面排水4.6.1行車(chē)道路面應(yīng)設(shè)置雙向或單向橫坡，坡度為12。路肩鋪面的橫向坡度值宜比行車(chē)道的橫坡大12。4.6.2行車(chē)道路面結(jié)構(gòu)設(shè)置排水基層或墊層時(shí)，應(yīng)在排水基層或墊層外側(cè)邊緣設(shè)置縱向集水溝和帶孔集水管，并間隔50100m設(shè)置橫向排水管。4.6.3排水基層的縱向邊緣集水溝，路肩采用水泥混凝土面層時(shí)，可設(shè)在路肩下或路肩外側(cè)邊緣內(nèi)；路肩采用瀝青面層時(shí)，可設(shè)在路肩內(nèi)側(cè)邊緣內(nèi)。排水墊層的縱向邊緣集水溝設(shè)在路床邊緣。4.6.4帶孔集水管