DB61∕T 1364-2020 海绵城市透水铺装设计规范.pdf
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1、DB61/T 13642020 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 符号.2 5 设计要求.3 6 结构组合设计.9 7 材料组成与参数.17 附录 A(规范性附录)陕西典型城市暴雨强度公式.24 附录 B(资料性附录)材料设计参数经验参考值.25 参考文献.28 DB61/T 13642020 II 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。本标准由陕西省西咸新区沣西新城管委会和长安大学提出。本标准由陕西省住房和城乡建设厅归口。本标准起草单位:陕西省西咸新区沣西新城开发建设(集团)有限公司海绵城市技术中心、长安大学。本标准主要
2、起草人:邓朝显、郑木莲、马越、梁行行、姬国强、高骞、闫攀、刘珊、胡艺泓、雷宝财、卢川、马笑、马强、白伟峰、石战航。本标准首次发布。联系信息如下:单位:陕西省西咸新区沣西新城开发建设(集团)有限公司海绵城市技术中心 电话:02938020222 地址:陕西省西咸新区沣西新城总部经济园5号楼 邮编:712000 DB61/T 13642020 1 海绵城市透水铺装设计规范 1 范围 本标准规定了海绵城市透水铺装的设计要求、结构组合设计、材料组成与参数等。本标准适用于城市道路、广场及停车场等透水铺装设计。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适
3、用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 25993 透水路面砖和透水路面板 GB 50014 室外排水设计规范 CJJ/T 135 透水水泥混凝土路面技术规程 CJJ 169 城镇道路路面设计规范 CJJ/T 188 透水砖路面技术规程 CJJ/T 190 透水沥青路面技术规程 JTG D40 公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D50 公路沥青路面设计规范 JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTG E42 公路工程集料试验规程 3 术语和定义 GB 500142006、CJJ/T 135、CJJ/T 188、CJJ/T 190
4、、JTG D402011、JTG D502017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了GB 500142006、CJJ/T 135中的某些术语和定义。3.1 暴雨强度 rainfall intensity 单位时间内的降雨量。GB 500142006,定义2.1.17 3.2 重现期 recurrence interval 在一定长的统计时间内,等于或大于某统计对象出现一次的平均间隔的时间,也是出现频率的倒数。GB 500142006,定义2.1.18 DB61/T 13642020 2 3.3 透水铺装 permeable pavement 可渗透、滞留和渗排雨水
5、并满足一定要求的路面铺装结构。3.4 渗透系数 permeability coefficient 单位水力梯度下的渗透流速,表征透水材料透水性能的指标。3.5 多孔水泥混凝土 porous cement concrete,PCC 由水泥、粗集料和聚合物改性剂(必要时)等混合而成且空隙率大于20的混凝土混合料,分为A类和B类,其中A类适用于面层,B类适用于基层,也称透水水泥混凝土。3.6 透水沥青混合料 permeable asphalt mixture,PAM 由高黏沥青、集料等拌合而成,压实后空隙率大于18%,能够在混合料内部形成排水通道的沥青混合料。3.7 开级配沥青稳定碎石 open-g
6、raded asphalt stabilized macadam 由矿料和沥青组成的具有间断型级配的混合料,压实后空隙率大于18%。3.8 骨架空隙型水泥稳定碎石 framework-pore structural cement stabilized macadam 以水泥为结合料,加水与具有骨架空隙型级配的集料共同拌和形成的混合料,压实后空隙率为15%23%。3.9 透水砖 permeable brick 作为路面铺设的、具有渗水性能的地砖材料。3.10 轻型荷载道路 light load road 仅允许轴载40kN以下车辆行驶的城镇道路和停车场、小区道路等。CJJ/T 135,定义2.1
7、.6 4 符号 下列符号适用于本文件。cv变异系数;Tg最大温度梯度标准值;Hb排水层厚度;DB61/T 13642020 3 温度梯度修正系数;B宽度;t时间;fm土壤入渗率;i坡度;P降雨重现期;k渗透系数;Q单位长度内的渗水量;Is表面水渗入率;安全系数;qp,t设计重现期和降雨历时内的降雨强度。5 设计要求 5.1 原则 5.1.1 透水铺装根据道路等级、土壤类型、气候、社会经济水平等因素综合选用,应满足承载、排水、渗透、储水等功能。5.1.2 透水铺装按材料不同分为透水沥青路面、透水水泥混凝土路面和透水砖路面;透水沥青路面和透水水泥混凝土路面按排水层位不同分为表层排水型、基层储排水型
8、及全透型透水路面,其中表层排水型和基层储排水型透水路面统称为非全透型透水路面。5.1.3 透水面层可选用透水沥青混合料、多孔水泥混凝土和透水砖。5.1.4 透水基层可选用多孔水泥混凝土、开级配沥青稳定碎石、骨架空隙型水泥稳定碎石和级配碎石等。5.1.5 透水铺装应与周边标高和排水系统相适应。5.1.6 透水铺装设计流程图见图 1。DB61/T 13642020 4 气候条件交通参数路基条件其他因素初拟路面结构及各层厚度确定材料性能要求和设计参数验算排水层厚度是否满足要求验算路面结构承载力是否满足要求设计降雨强度渗透系数进行经济技术比较选定路面结构方案是否是否 图1 透水铺装设计流程 5.2 透
9、水沥青路面 5.2.1 透水沥青路面结构目标可靠度设计标准应符合表 1 规定。表1 透水沥青路面结构目标可靠度设计标准 适用场所 快速路 主干路 次干路、支路 停车场等轻型 荷载道路 人行道、广场、步行街等 目标可靠度(%)95 90 85 85 80 目标可靠指标 1.65 1.28 1.04 1.04 0.84 DB61/T 13642020 5 5.2.2 透水沥青路面结构设计使用年限应符合表 2 规定。表2 透水沥青路面结构设计使用年限(年)适用场所 设计使用年限 适用场所 设计使用年限 快速路 15 支路 10 主干路 15 停车场 10 次干路 15 人行道、广场、步行街等 10
10、5.2.3 沥青混合料层和无机结合料稳定层疲劳开裂损坏、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变应符合 JTG D50 规定,沥青混合料层最大剪应力应符合 CJJ 169 规定。5.2.4 表层排水型和基层储排水型透水沥青路面根据排水层次不同分为型和型,不同类型透水沥青路面结构设计指标见表 3。表3 透水沥青路面结构设计指标 类型 设计指标 型 表层排水型 型 无机结合料稳定层疲劳开裂寿命、沥青混合料层永久变形量与最大剪应力(沥青稳定类基层和粒料类底基层组合,增加沥青混合料层疲劳开裂寿命和路基顶面竖向压应变)型 基层储排水型 型 无机结合料稳定层疲劳开裂寿命、沥青混合料层永久变形量与最大剪应
11、力;多孔水泥混凝土基层疲劳断裂、极限断裂 全透型 无机结合料稳定层疲劳开裂寿命、沥青混合料层永久变形量与最大剪应力;多孔水泥混凝土基层疲劳断裂、极限断裂 5.2.5 由多孔水泥混凝土和透水沥青混合料组成的复合式沥青路面,沥青层厚度宜不小于 60mm,设计指标按表 3 选取,多孔水泥混凝土层疲劳断裂应按透水水泥混凝土路面结构计算。5.2.6 在冰冻地区,透水沥青路面最小防冻厚度验算应符合 JTG D50-2017 B.6 规定。5.2.7 透水沥青路面抗滑性能技术要求应符合表 4 规定。表4 抗滑技术要求 年平均降雨量(mm)横向力系数 SFC60a 1000 54 5001000 50 250
12、500 45 a 横向力系数 SFC60用横向力系数测试车,在 601km/h 车速下测定。DB61/T 13642020 6 5.3 透水水泥混凝土路面 5.3.1 透水水泥混凝土路面可靠度设计标准应符合表 5 规定。表5 透水水泥混凝土路面可靠度设计标准 适用场所 快速路 主干路 次干路、支路停车场等轻型荷载道路 人行道、广场、步行街等 目标可靠度(%)95 90 85 85 80 变异水平 低 低中 中高 中高 高 5.3.2 多孔水泥混凝土材料性能和面层厚度的变异水平分为低、中、高三级,各水平主要设计参数的变异系数变化范围应符合表 6 规定。表6 变异系数(cv)的变化范围 变异水平等
13、级 低 中 高 多孔水泥混凝土弯拉强度 0.05cv0.10 0.10cv0.15 0.15cv020 多孔水泥混凝土层厚度 0.02cv0.04 0.04cv0.06 0.06cv0.08 水泥混凝土弯拉强度、弯拉弹性模量 cv0.10 0.10cv0.15 0.15cv0.20 基层顶面当量回弹模量 cv0.25 0.25cv0.35 0.35cv0.55 水泥混凝土层厚度 cv0.04 0.04cv0.06 0.06cv0.08 5.3.3 透水水泥混凝土路面设计基准期应符合表 7 规定。表7 透水水泥混凝土路面设计基准期(年)适用场所 设计基准期 适用场所 设计基准期 快速路 30 支
14、路 20 主干路 30 停车场等轻型荷载道路 15 次干路 20 人行道、广场、步行街等 15 5.3.4 透水水泥混凝土路面结构分析应采用弹性地基板理论;除粒料类基层外,其他各类基层与混凝土面层结构分析应采用分离式双层板模型;粒料类基层、各类底基层和垫层,应与路基一起视作多层弹性地基,以地基顶面当量回弹模量表征。5.3.5 透水水泥混凝土路面结构应以面层板或多孔水泥混凝土基层板设计基准期内,在行车荷载和温度梯度综合作用下,不产生疲劳断裂作为设计标准;以最重轴载和最大温度梯度综合作用下,不产生极限断裂作为验算标准,应符合 JTG D40 规定。5.3.6 由多孔水泥混凝土A类和普通水泥混凝土形
15、成复合面层的表层排水型透水水泥混凝土路面结构分析应采用复合板模型。5.3.7 基层储排水型透水水泥混凝土路面结构分析应采用弹性地基双层板模型。5.3.8 与基层储排水型结构相同的全透型透水水泥混凝土路面结构分析应采用弹性地基双层板模型进行计算;面层为多孔水泥混凝土,基层为粒料类基层的全透型水泥混凝土路面结构分析应采用弹性地基单层板模型。DB61/T 13642020 7 5.3.9 多孔水泥混凝土作为表面层时,可铺设 40mm50mm 透水沥青混合料功能层。5.3.10 多孔水泥混凝土和水泥混凝土的设计强度应采用28d龄期的弯拉强度,弯拉强度标准值见表8。表8 多孔水泥混凝土、水泥混凝土弯拉强
16、度标准值 交通荷载等级 极重、特重、重 中等 轻 水泥混凝土弯拉强度标准值(MPa)多孔水泥混凝土 A 类弯拉强度标准值(MPa)5.0 4.5 4.0 多孔水泥混凝土 B 类(MPa)2.5 2.0 1.5 5.3.11 在冰冻地区,透水水泥混凝土路面最小防冻厚度应符合 JTG D402011 中 3.0.9 规定。5.3.12 透水水泥混凝土面层及多孔水泥混凝土 B 类透水基层的最大温度梯度标准值,应根据道路自然区划,按表 9 选用,加铺透水沥青层的透水混凝土路面的温度梯度修正系数按表 10 确定。表9 最大温度梯度标准值 Tg 道路自然区划、最大温度梯度(/m)8388 9095 869
17、2 9398 表10 温度梯度修正系数 透水沥青层厚度(mm)40 60 80 100 120 140 160 180 200 温度梯度修正系数 0.96 0.82 0.70 0.59 0.51 0.43 0.37 0.31 0.27 5.4 透水砖路面 5.4.1 透水砖路面结构设计使用年限应符合表 11 规定。表11 透水砖路面结构设计使用年限(年)适用场所 设计使用年限 小区道路(支路)广场、停车场 10 人行道、广场铺装等 10 5.4.2 轻型荷载的透水砖路面设计可采用汽车标准轴载 BZZ40、机动车交通量不大于 200veh/d(车流量/天)的标准;普通人行道(无停车)应采用 5k
18、N/m的荷载标准。5.4.3 透水砖路面设计应符合 CJJ/T 188 规定。5.4.4 透水砖的强度等级根据不同场所进行选用,透水砖强度等级及适用场所见表 12。表12 透水砖强度等级及适用场所 抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)适用场所 平均值 单块最小值 平均值 单块最小值 小区道路(支路)、广场、停车场,50.0 42.0 6.0 5.0 人行道,40.0 35.0 5.0 4.2 DB61/T 13642020 8 5.5 排水层厚度验算 5.5.1 渗入透水路面结构的雨水量可按式(1)计算。0BIQsc.(1)式中:Qc每延米路面表面水渗入量,m/(dm);Is表面水设计入渗率,
19、m/d,按式(2)计算;B0单向横坡路宽,m。tpsqI,44.1.(2)式中:Is表面水设计入渗率,m/d;安全系数,取值范围1.52.5,连续型降雨取低值,反之取高值;qp,t设计重现期和降雨历时内的降雨强度,m/d。5.5.2 当气象站有 10 年以上自记雨量计资料时,设计重现期和降雨历时内的降雨强度按式(3)计算。ntpbtPdcq25lg36,.(3)式中:qp,t设计重现期和降雨历时内的降雨强度,m/d;P设计降雨的重现期,设计降雨的重现期按表13选取;t降雨历时,min;b、n、c、d回归系数。表13 设计降雨的重现期(年)城区类型 城镇类型 中心城区 非中心城区 中心城区的重要
20、地区 中心城区地下通道和下沉式广场 特大城市 35 23 510 3050 大城市 25 23 510 2030 中等城市和小城市 23 23 35 1020 5.5.3 缺乏自记雨量计资料时,参照临近地区暴雨强度公式计算降雨强度,陕西部分城市暴雨强度公式见附录 A。5.5.4 非全透型路面的排水层厚度按式(4)计算。hbdcbikQQH.(4)式中:Hb排水层厚度,m;Qc每延米路面表面水渗入量,m/(dm);Qd每延米透水路面周边地面水的渗入量,m/(dm),不超过1.2Qc;kb排水层设计渗透系数,m/d;DB61/T 13642020 9 ih排水层横向坡度,%。5.5.5 全透型透水
21、路面排水层厚度按式(5)计算。hbmdcbikfBQQH0.(5)式中:Hb排水层厚度,m;Qc每延米路面表面水渗入量,m/(dm);Qd每延米透水路面周边地面水的渗入量,m/(dm),不超过1.2Qc;B0单向横坡路宽,m;fm土壤入渗率,m/d;kb排水层设计渗透系数,m/d;ih排水层横向坡度,%。6 结构组合设计 6.1 一般规定 6.1.1 透水路面结构应依据气候条件、道路等级、路基条件及使用性能要求等选择。6.1.2 透水路面结构组合设计中,各结构层的力学特性及材料性质应满足相应的功能要求。6.1.3 透水路面结构设计应与周围生物滞留设施、雨水系统等相适应。6.2 透水沥青路面 6
22、.2.1 表层排水型透水沥青路面结构及材料类型见表 14,表层排水型型、型透水沥青路面结构示意图见图 2、图 3。表14 表层排水型透水沥青路面结构及材料类型 透水铺装类型 结构层次 材料类型 透水沥青混合料 面层 密实型沥青混合料 基层 无机结合料稳定类、沥青稳定类 型 底基层 无机结合料稳定类、粒料类 面层 透水沥青混合料 基层 无机结合料稳定类、沥青稳定类 表层排水型透水沥青路面 型 底基层 无机结合料稳定类、粒料类 DB61/T 13642020 10 641235 说明:1透水沥青上面层;2防水层;3普通沥青下面层;4基层;5底基层;6路基。图2 表层排水型型透水沥青路面结构示意图
23、13425 说明:1透水沥青面层;2防水层;3基层;4底基层;5路基。图3 表层排水型型透水沥青路面结构示意图 6.2.2 基层储排水型透水沥青路面结构及材料类型材料见表 15,基层储排水型型、型透水沥青路面结构示意图见图 4、图 5。表15 基层储排水型透水沥青路面结构及材料类型 透水铺装类型 结构层次 材料类型 面层 透水沥青混合料 基层 骨架空隙型水泥稳定碎石、开级配沥青稳定碎石、多孔水泥混凝土 B 类型 底基层 无机结合料稳定类、粒料类 面层 透水沥青混合料 基层 骨架空隙型水泥稳定碎石、开级配沥青稳定碎石、多孔水泥混凝土 B 类基层储排水型透水沥青路面 型 底基层 骨架空隙型水泥稳定
24、碎石、粒料类 DB61/T 13642020 11 13245 说明:1透水沥青面层;2透水基层;3防水层;4底基层;5路基。图4 基层储排水型型透水沥青路面结构示意图 35421 说明:1透水沥青面层;2透水基层;3透水底基层;4防水层;5路基。图5 基层储排水型型透水沥青路面结构示意图 6.2.3 全透型透水沥青路面应符合以下要求:a)要求路基土渗透系数应采用 110-4cm/s,且渗透面距离地下水位应大于 1.0m;b)软弱土、常年冻土、液化土、膨胀土、湿陷性黄土、盐渍土、水资源保护区等特殊地区不应采用;c)路基顶面应设置粒料类材料或土工合成材料等反滤隔离层。6.2.4 全透型透水沥青路
25、面结构及材料类型见表 16,结构示意图见图 6。表16 全透型透水沥青路面结构及材料类型 透水铺装类型 结构层次 材料类型 面层 透水沥青混合料 基层 骨架空隙型水泥稳定碎石、开级配沥青稳定碎石、多孔水泥混凝土 B 类 全透型透水沥青路面 底基层 骨架空隙型水泥稳定碎石、粒料类 DB61/T 13642020 12 51234 说明:1透水沥青面层;2透水基层;3透水底基层;4反滤隔离层;5路基。图6 全透型透水沥青路面结构示意图 6.2.5 透水沥青路面路基应符合 JTG D50 规定。6.2.6 各类基层最小厚度应符合表 17 规定。表17 各类基层最小厚度 基层和底基层材料种类 集料最大
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