JTJ012-94公路水泥混凝土路面设计规范.pdf
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1、中华人民共和国行业标准 公路水泥混凝土 路面设计规范 发布实施 中华人民共和国交通部发布 中华人民共和国行业标准 公路水泥混凝土路面设计规范 主编部门 交通部公路规划设计院 水泥混凝土路面技术委员会 批准部门 中华人民共和国交通部 施行日期年月日 关于发布交通行业标准 公路 水泥混凝土路面设计规范 的通知 交公路发号 不另行文 现批准发布交通行业标准 公路水泥混凝土路面设计规范 编号为自年月日起实行该规范由人 民交通出版社出版年发布的 公路水泥混凝土路面设计规 范 同时废止 该规范由交通部公路规划设计院负责解释希各单位在实践 中注意积累资料 总结经验 及时将发现的问题和修改意见函告部 公路规划
2、设计院 以便修订时参考 中华人民共和国交通部 一九九四年六月七日 目录 总则 术语 符号 设计参数 结构构造和组合设计 路基 垫层 基层 混凝土面板 路面横向坡度和路肩 排水 普通混凝土路面 板的平面尺寸和板厚计算 接缝的设计 接缝材料及技术要求 混凝土混合料 特殊部位混凝土路面的处理 其它混凝土路面 一般规定 钢筋混凝土路面 碾压混凝土路面 钢纤维混凝土路面 连续配筋混凝土路面 复合式混凝土路面 旧混凝土路面上加铺层设计 一般规定 设计参数 普通混凝土加铺层 钢纤维混凝土加铺层 附录路面设计用汽车参数 附录土基回弹模量建议值 附录路面材料回弹模量建议值 附录原有柔性路面计算沉值的确定 附录路
3、基临界高度参考值 附录钢筋的强度及弹性模量 附录旧混凝土路面状况评定 附录混凝土路面损坏鉴定细则 附录本规范用词说明 总则 目的 为提高水泥混凝土路面工程的技术水平 保证工程质量 适应 公路建设和交通运输发展的需要 特制定本规范 适用范围 本规范适用于公路水泥混凝土路面的新建和改建设计 设计内容 本规范包括普通混凝土 钢筋混凝土 碾压混凝土 钢纤维混 凝土 连续配筋混凝土路面的结构构造与组合设计 板厚设计 板 的平面尺寸和接缝构造设计 水泥混凝土混合料设计等 设计原则 水泥混凝土路面设计应根据公路交通量及公路的使用任务 性质 并结合当地气候 水文 土质 材料 实践经验以及施工和养 护条件等 通
4、过技术经济比较 做出符合使用要求并与环境条件相 适应的经济合理的路面设计 引用标准 水泥混凝土路面设计除应符合本规范外 尚应符合我国现行 公路工程技术标准公路自然区划标准公 路柔性路面设计规范公路路基设计规范 公路路面基层施工技术规范水泥混凝土路面施工及 验收规范沥青路面施工及验收规范等有关标 准规范的规定 术语 符号 术语 水泥混凝土路面指以水泥混凝土面板和基 垫 层所 组成的路面 亦称刚性路面它包括普通混凝土 钢筋混凝土 碾 压混凝土 钢纤维混凝土 连续配筋混凝土等 普通混凝土 亦称无筋混凝土或素混凝土 路面指除 接缝区和局部范围外均不配筋的水泥混凝土路面 钢筋混凝土路面指为防止可能产生的
5、裂缝缝隙张开 板内配置纵 横向钢筋或钢筋网的水泥混凝土路面 碾压混凝土路面指水泥和水的用量较普通混凝土显 著减少的水泥混凝土混合料经摊铺 碾压成型的水泥混凝土路面 钢纤维混凝土路面指在混凝土中掺入钢纤维的水泥 混凝土路面 连续配筋混凝土路面指沿纵向配置连续的钢筋 除了 在与其它路面交接处或邻近构造物处设置胀缝以及视施工需要设 置施工缝外 不设横向缩缝的水泥混凝土路面 复合式混凝土路面指由两层或两层以上不同强度或 不同类型的混凝土复合而成的水泥混凝土路面 混凝土路面加铺层指为提高原有水泥混凝土路面的 承载能力和改善表面功能 在其上加铺的水泥混凝土面层 结合式加铺层指在经过凿毛并彻底清理的原有水泥
6、 混凝土路面上涂水泥浆 水泥砂浆或环氧树脂等粘结料 再摊铺的 新面层 分离式加铺层指在原有水泥混凝土路面上铺沥青类 材料或其它材料的隔离层 再摊铺的新面层 直接式加铺层 也称部分结合式加铺层 指在经过清 理的原有水泥混凝土路面上直接摊铺的新面层 符号 每延米所需钢筋面积 土的平均稠度 温度翘曲应力系数 复合式混凝土板弯曲刚度 双层混凝土板弯曲刚度 构造物顶面至混凝土板底面的距离 加铺层底面至中性面的距离 旧混凝土板底面至中性面的距离 钢筋直径 土基回弹模量 基层材料回弹横量 混凝土弯拉弹性模量 旧混凝土板混凝土弯拉弹性模量 复合式混凝土板下层混凝土弯拉弹性模量 钢筋弹性模量 基层顶面当量回弹模
7、量 基层顶面计算回弹模量 普通混凝土配合比设计强度 普通混凝土设计弯拉强度 旧混凝土板混凝土弯拉强度 碾压混凝土配合比设计强度 碾压混凝土设计弯拉强度 旧混凝土板混凝土劈裂强度 钢筋的屈服强度 不利季节路槽最低点距地下水或地表积水的水位高度 路基干燥状态的水位临界高度 路基中湿状态的水位临界高度 路基潮湿状态的水位临界高度 混凝土面板厚度 复合式混凝土板的中性面位置 复合式混凝土板上层板厚 复合式混凝土板下层板厚 普通混凝土加铺层厚度 基层厚度 旧混凝土板厚度 等效单层混凝土板厚度 混凝土面板初估厚度 混凝土路面的综合影响系数 普通混凝土板荷载疲劳应力系数 确定混凝土配合比设计强度的提高系数
8、考虑接缝传荷能力的应力折减系数 碾压混凝土板荷载疲劳应力系数 普通混凝土板温度疲劳应力系数 旧混凝土板与加铺层层间结合系数 考虑温度沿混凝土板厚非线性分布的温度应力系数 混凝土面板长度 以后轴重的车测得的计算回弹弯沉值 配筋断面长度 距承载板中心的实测回弹弯沉值 设计使用年限内标准轴载累计作用次数 各级轴载的作用次数 标准轴载的作用次数 基层顶面当量回弹模量修正系数 承载板压力 各级轴载重 标准轴载重 混凝土面板的相对刚度半径 混凝土面板内最大温度梯度 设计使用年限 土的液限含水量 土的平均含水量 土的塑限含水量 混凝土路面的弹性特征系数 混凝土线膨胀系数 轴数系数 纵向钢筋配筋率 交通量年平
9、均增长率 车轮轮迹横向分布系数 摩阻系数 基层与土基综合的泊松比 混凝土泊松比 混凝土加铺层的应力 旧混凝土板的应力 复合式混凝土板底面的应力 混凝土板荷载疲劳应力 标准轴载在临界荷位产生的末考虑接缝传荷能力 的荷载应力 混凝土板温度疲劳应力 最大温度梯度时混凝土板的温度应力 设计参数 标准轴载和轴载换算 水泥混凝土路面设计以重的单轴荷载作为标准轴载 各级轴载的作用次数按式换算为标准轴载 的作用次数 式中各级轴载单轴重或双轴总重 轴数系数 单轴时双轴时 各级轴载的作用次数 小于和等于单轴 和双轴 的轴载 可略去不计 汽车的额定轴重 可参考附录 交通分级 水泥混凝土路面承受的交通 按使用初期设计
10、车道每日通过 的标准轴载作用次数分为四级见表 交通分级表 交通等级使用初期设计车道标准轴载作用次数 特重 重 中等 轻 设计使用年限和累计作用次数 水泥混凝土路面的设计使用年限 一般按表 采用 也可按特定使用要求确定 水泥混凝土路面的 设计使用年限表 交通等级设计使用年限 特重 重 中等 轻 车轮轮迹横向 分布系数表 公路等级纵缝边缘处 高速公路 一级公路 二级 三级 四级公路 行车道宽 行车道宽 注 车道或行车道窄或者交通量较小 取 高值 反之 取低值 设计使用年限内设计车道的标准轴载累计作用次数 可按式确定 式中使用初期设计车道标准轴载作用次数 交通量年平均增长率由调查确定 设计使用年限
11、车轮轮迹横向分布系数 按表选用 基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量 设计新建公路时 基层顶面的当量回弹模量可根 据土类 路基干湿状态 所拟定的基 垫 层结构类型和厚度参 照附录确定 土基和材料的回弹模量值和查图 确定 在原有柔性路面上铺筑水泥混凝土路面时 应通过承载板试 验确定原有柔性路面顶面的当量回弹模量如条件不具备或有 困难时 可用汽车实测路段的回弹弯沉值 按附录确定计算回 弹弯沉值后 再按式确定基层顶面的当量回弹模量 式中以后轴重的车辆测得的计算回弹弯沉值 基层顶面的当量回弹模量确定后 应按式 计算基层顶面的计算回弹模量 式中模量修正系数 计算荷载应力时 按式确 定 计算温度应力时 混
12、凝土面板厚度 基层顶面的当量回弹模量 混凝土弯拉弹性模量 混凝土设计强度和弯拉弹性模量 混凝土的设计强度以龄期的弯拉强度为标准 各级交通要求的混凝土设计弯拉强度不得低于表的规定 当混凝土浇筑后内不开放交通时 可采用龄期强度 其值一般可按龄期强度的倍计 混凝土弯拉弹性模量以试验实测为宜如无条件 可 按表选用 混凝土设计弯拉强度和弹性模量表 交通等级特重重中等轻 设计弯拉强度 弯拉弹性模量 混凝土面板内最大温度梯度 混凝土面板的最大温度梯度计算值可依据公路所在地的 公路自然区划按表选用 最大温度梯度计算值表 公路自然区划 注 海拔高时 取高值 温度大时 取低值 结构构造和组合设计 路基 基本要求
13、混凝土路面下的路基必须密实 稳定和均质影响路基强度 和稳定的地面水和地下水 必须采取拦截或排出路基以外的措施 路面设计应正确地确定路基干湿类型一般要求路基处于干 燥或中湿状态过湿状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态 的路基 必须经过处理 路基干湿类型的划分 路基干湿类型应根据实测不利季节路槽底面以下深度 内土的平均稠度或根据自然区划 土质类型 排水条件以及路 槽底面距地下水位或地表积水水位的高度按表确定 土的平均稠度按式计算 式中土的液限含水量 液塑限联合测定仪测定 土的塑限含水量 液塑限联合测定仪测定 土的平均含水量 路基干燥 中湿和潮湿状态的水位临界高度可根据当地资料 及经验确定当缺乏当
14、地资料时 可参照附录确定 路 基 干 湿 类 型表 路基干湿类型平均稠度一般特征 干燥 路基干燥 稳定 路基上部土层的强度 不受地下水和地表积水影响 中湿 路基上部土层处于地下水或地表积水 影响的过渡带区内 续上表 路基干湿类型平均稠度一般特征 潮湿 路基上部土层处于地下水或地表积水 的毛细影响区内 过湿 路基极不稳定 冰冻区春融翻浆 非冰 冻区雨季软弹 注为不利季节路槽最低点距地下水或地表积水的水位高度 分别为路基干燥 中湿和潮湿状态的水位临界高度 路基压实 路基必须有足够的压实度其压实标准应符合现行的 公路 路基设计规范的规定 垫层 基本要求 在水温状况不良路段的路基与基层之间宜设置垫层垫
15、层应 具有一定的强度和较好的水稳性 在冰冻地区尚需具有较好的抗 冻性 垫层材料以就地取材为原则 一般采用颗粒材料 砂 砂砾 炉 渣等当采用砂和砂砾时 通过筛孔的颗粒含量不宜 大于当采用炉渣时 小于的颗粒含量不宜大于 垫层的最小厚度为其宽度应比基层每侧至少宽出 或与路基同宽 防冻厚度 在季节性冰冻地区 当路面结构总厚度小于表规定的 最小厚度时 应通过设置垫层补足 混凝土路面防冻最小厚度表 路湿 基类 干型 路基土质 设计年限内当地最大冻深 中 湿 路 段 粘性土 细亚砂土 粉性土 续上表 路湿 基类 干型 路基土质 设计年限内当地最大冻深 潮 湿 路 段 粘性土 细亚砂土 粉性土 注冻深小或填方
16、路段 或基 垫层为隔温性能良好的材料 可采用低值 冻深大或挖方及地下水位高的路段 或基 垫层为隔温性能稍差的材 料 应采用高值 冻深小于的地区 一般不考虑防冻厚度 基层 基本要求 基层应具有足够的刚度和稳定性 且断面正确 表面平整基 层材料应根据交通等级 当地条件和经济性等因素选用贫混凝土 沥青混合料 水泥稳定土 石灰稳定工业废渣 级配碎石 级配砾 石 填隙碎石 石灰稳定土等其技术要求应符合现行 公路路面 基层施工技术规范的规定 基层的宽度应比混凝土面板每侧宽出采用小型机 具或轨模式摊铺机施工 或采用滑模式摊铺机施工 或与路基同宽 新建公路的基层 新建公路的混凝土路面基层的最小厚度一般为 基层
17、顶面的当量回弹模量不应低于表的规定 基层顶面的当量回弹模量表 交通等级特重重中等轻 当量回弹模量 岩石路基上铺筑混凝土面板时 应根据需要设置整平层整 平层的厚度一般为 填石路基上铺筑混凝土面板时 填石路基必须稳定 密实 表 面平整 并满足混凝土面板对基层强度的要求 原有柔性路面作基层 原有公路上铺筑混凝土面板时 原有柔性路面应平整密实 符 合路拱要求 其顶面的当量回弹模量与新建公路基层顶面的当 量回弹模量的规定 表相同 当原有公路柔性路面的当量回弹 模量值小于表的规定或不符合 路拱等要求时 应设置补强层或整平 层补强层的厚度可按本规范第 条中当量回弹模量计算图 图 计算确定 但不得小于表 补强
18、层最小厚度的规定 补强层的最小厚度表 补强层名称 最小厚度 级配碎 砾石 填隙碎石 石灰稳定土 石灰稳定工业废渣 水泥稳定土 混凝土面板 基本要求 混凝土面板的弯拉强度应满足设计要求 表面平整 耐磨 抗 滑板的横断面一般采用等厚式其厚度和平面尺寸应符合本规 范各类混凝土路面设计的规定 平整度标准 混凝土路面的平整度以直尺量测为准直尺与路面表 面之间的最大间隙 高速公路和一级公路不应大于其它各级 公路不应大于 抗滑标准 混凝土路面的抗滑以构造深度为指标其竣工验收值 对高速公路 一级公路不应低于对其它各级公路不应低于 对年降雨量在以下的地区 可适当降低 路面横向坡度和路肩 路面横断面和横向坡度 混
19、凝土路面横断面一般如图所示 图混凝土路面横断面示意图 混凝土路面的路面横向坡度一般采用土路肩横 向坡度一般应较路面横向坡度大 高速公路和一级公路的路缘带和路肩 高速公路和一级公路中间带的路缘带和路肩上的路缘带 其 结构一般与行车道混凝土路面相同 并宜与行车道部分的混凝土 面板浇筑成整体 硬路肩 不含路缘带 宜采用沥青混合料面层或水泥混凝土面 层 其基 垫 层结构应考虑行车道路面的结构和排水要求 其它各级公路的路肩 其它各级公路的路肩可视具体情况采用沥青混合料面层或其 它材料加固 排水 基本要求 混凝土路面的排水应根据公路等级 地形 地质 气候 年降雨 量 地下水等条件 结合路基排水进行设计 使
20、之形成良好的排水 系统 确保排水通畅 路基 路面稳定和行车安全 高速公路和一级公路的路面排水 高速公路和一级公路的路面排水 一般由路肩排水 中央分隔 带排水和路面表面渗入水的排除等部分组成 路肩排水设施有路肩边沟 路肩集水井及排水管 集 水槽 由拦水缘石和路肩构成 及泄水口与急流槽等 可根据路段 为填方或挖方等情况选用集水井的间距一般为泄水口的 间距一般为 中央分隔带排水设施有进水口 排水沟 集水井及排 水管等如有雨水渗入中央分隔带内时 应设置中央分隔带地下 排水设施如盲沟 排水管 进水口 横向排水管等 将水引到路基之 外排走 路面渗入水的排除可采用开级配粒料做成透水基 垫 层 汇集由面板接
21、裂 缝和路面外侧边缘渗下的水 通过空隙 和横坡排向基 垫 层的外侧 并由纵向集水管汇集后横向排出路 基之外透水基 垫 层下应设置过滤层 当采用密级配粒料或其它材料做成不透水基 垫 层时 可在 路肩下设置排水层 开级配粒料或多孔贫混凝土等将接 裂 缝 下渗的水沿面板和不透水基 垫 层的界面通过路肩排出路基之 外水量较大时 可增设纵向排水管 其它各级公路的路面排水 其它各级公路的路面排水 由路面横坡 路肩横坡和边沟排 出对易流失的砂土 粉砂土路肩 可设置挡水埝拦水 使其经泄 水口 边坡排出 普通混凝土路面 板的平面尺寸和板厚计算 板的平面尺寸 混凝土面板一般采用矩形其纵向和横向接缝应垂直相交 纵缝
22、两侧的横缝不得互相错位 纵向缩缝间距 即板宽 可按路面宽度和每个车道宽而定 其 最大间距不得大于 横向缩缝间距 即板长 应根据当地气候条件 板厚和已有经 验确定一般采用最大不得超过 临界荷位 产生最大综合疲劳损坏的临界荷位 选用板的纵缝边缘中部 如图所示 混凝土面板的初估厚度及最小厚 度 在计算确定混凝土面板所需 的厚度时 各级交通下的初估厚度可参照 表中所列范围选取 图临界荷位 混凝土面板的初估厚度表 交通等级特重重中等轻 初估厚度 混凝土面板的最小厚度为 荷载应力计算 标准轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力由式 确定 式中标准轴载在临界荷位处产生的未考虑接缝传荷 能力的荷载应力可按初估板厚
23、和混凝土 弹性模量与基层顶面计算回弹模量的比值 由图确定 图单轴轴载作用于纵缝边缘中部的应力计算图 考虑接缝传荷能力的应力折减系数纵缝为设拉杆 的平缝或缩缝时可取为刚性和半刚 性基层取低值柔性基层取高值不设拉杆的平 缝或自由边时取为 考虑设计使用年限内荷载应力累计疲劳作用的疲劳 应力系数 可按式确定 设计使用年限内标准轴载累计作用次数按式 确定 考虑超载和动载等因素对路面疲劳损坏的综合影响 系数 按交通等级由表取用 综 合 影 响 系 数表 交通等级特重重中等轻 温度应力计算 温度梯度作用在板边缘中点处产生的温度疲劳应力按式 确定 式中最大温度梯度时混凝土板的温度应力按式 确定 混凝土的线膨胀
24、系数通常可取为 混凝土弯拉弹性模量 混凝土面板厚度 所在地混凝土面板的最大温度梯度按表 取用 考虑温度沿板厚非线性分布的温度应力系数 按板 长与板相对刚度半径的比值和板厚由 图确定 考虑温度应力累计疲劳作用的疲劳应力系数 按所 在地区公路自然区划和最大温度应力与混凝土设计 弯拉强度的比值由表确定 温度应力疲劳作用系数表 公 路 自 然 区 划 板厚的确定 按路面所承受的交通等级 参照表选择初估板厚由 式和式分别求得荷载疲劳应力和温度 疲劳应力当两者之和不大于混凝土设计弯拉强度的 和不低于的时 则初估板厚可作为设计板厚否 则 应改选初估板厚 或改变板的平面尺寸 重新计算 直到满足上 述要求为止
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- JTJ012 94 公路 水泥 混凝土 路面 设计规范
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