公路沥青路面设计规范 JTGD50之欧阳史创编.docx
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公路沥青路面设计规范JTGD50之欧阳史创编
JTG
时间：
2021.02.10
创作：
欧阳史
中华人民共和国行业标准JTGD50—2006
公路沥青路面设计规范
SpecificationsforDesignofHighway
AsphaltPavement
2006－1－1发布2006-1-1实施
目次
1总则
2术语及符号
2.1术语
2.2符号
3一般规定
3.1交通量
3.2路用材料的技术要求
4结构层与组合设计
4.1结构层设计
4.2结构组合设计
5路基与垫层
5.1路基回弹模量
5.2垫层与抗冻设计
6基层、底基层
6.1半刚性基层
6.2柔性基层
6.3刚性基层
7沥青面层
7.1热拌沥青混合料面层
7.2沥青贯入式路面与表面处治
8新建路面的结构厚度计算
9改建路面设计
9.1一般规定
9.2沥青路面加铺层
9.3水泥混凝土路面加铺沥青路面
10水泥混凝土桥面沥青铺装设计
11排水设计及其他路面工程设计
11.1一般规定
11.2其他路面工程
附录A沥青路面结构厚度计算示例
A.1基本资料
A.2路面材料配合比设计与设计参数的确定
A.3路面厚度设计
附录B气候区有关资料
附录C沥青面层矿料级配与沥青贯入式面层
表C.1各种混合料的集料级配表
表C.2-C.3沥青贯入式面层材料规格和用量（方孔筛）
表C.4表面加铺拌和层时贯入层部分的材料规格和用量（方孔筛）
表C.5沥青表面处治面层材料规格和用量（方孔筛）
附录D无结合料材料的级配组成
表D.1级配碎石混合料的级配组成
表D.2级配砾石结构层的级配组成
附录E材料设计参数参考资料
表E.1沥青混合料设计参数
表E.2基层、底基层材料设计参数
表E.3碎砾石土设计参数
附录F土基回弹模量参考值
表F.1路基临界高度参考值
表F.2二级自然区划各土组土基回弹模量参考值
附件公路沥青路面设计规范JTJ014-2004条文说明
1总则
1.0.1为适应公路建设事业的需要，应贯彻“精心设计、质量第一”的方针，努力提高路面设计质量，使路面工程在设计年限内满足各级公路相应的承载能力和安全、耐久的要求，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于各级公路沥青路面新建和改建设计，对有特殊用途的专用公路可参考本规范设计。
1.0.3路面设计包括各结构层的原材料选择、混合料配合比设计、设计参数的测试与设计值的确定，路面结构组合设计与厚度计算，路面结构方案投资估算，技术经济比较或长期寿命成本分析，提出推荐方案。
以及路面排水系统设计，路肩加固以及其他路面工程设计等内容。
1.0.4路面设计应遵循下列原则：
1路面设计应认真做好现场资料收集、掌握沿线路基特点，查明路基干湿类型，在对不良地质路段处理的基础上，进行路基路面综合设计。
2在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理选材、节约投资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。
3应结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广。
4设计方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施工中废弃料的处理，积极推动旧面层和基层的再生利用，应保护施工人员的健康和安全。
1.0.5高速公路、一级公路的路面一般不宜分期修建。
软土地区或高填方路基、黄土湿陷地区等可能产生较大沉降的路段，以及初期交通量较小的公路可进行“一次设计、分期修建”。
1.0.6沥青路面设计应为汽车行驶提供快捷、舒适、安全、稳定的服务功能，并须满足设计交通量下应具有的整体刚度（即承载能力）及各结构层的应力应变的要求。
高速公路、一级公路沥青路面的各项技术指标应符合表1.0.6规定。
表1.0.6沥青路面技术指标
项目
目标值
测试方法
平整度
国际平整度指数IRI<2.0（m/Km）、σ<1.0（mm）
平整度测试仪、多轮仪
抗滑性能
横向力系数，动态摩擦系数，构造深度
符合表7.1.2要求
横向力系数SFC60
动态摩擦系数DFT仪
铺砂法或激光法
高温稳定性
动稳定度符合表7.1.7要求
60℃，0.7MPa轮迹试验
水稳性
冻融劈裂试验强度比符合表7.1.8要求
冻融劈裂试验
抗裂性能
极限拉应变符合表7.1.9要求
-10℃，50mm/min
结构强度
规范规定程序计算
1.0.7多年冻土、沙漠、盐渍土、膨胀土等特殊地区的路面结构，除按本规范的规定进行设计外，应考虑当地的气候、水文、土质、材料等特点，并结合各地的科研成果和实践经验进行设计。
1.0.8在选择路基和路面各项设计参数及路面使用性能指标时，应根据交通部颁发的《公路自然区划标准》的规定，按照公路工程所在地的自然区划特点选定各项参数或指标。
1.0.9设计路面时除应符合本规范的规定外，还应符合现行国家或行业有关标准、规范的规定。
2术语及符号
2.1术语
2.1.1沥青路面 asphaltpavement
铺筑沥青面层结构称为沥青路面。
2.1.2半刚性基层 semi-rigidbase
用无机结合料稳定土类的材料铺筑一定厚度的基层。
2.1.3刚性基层rigidbase
用混凝土、低标号混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料做的基层。
2.1.4柔性基层flexiblebase
用热拌或冷拌沥青混合料、沥青贯入碎石、以及不加任何结合料的粒料类等材料铺筑的基层，包括级配碎石、级配砾石、符合级配的天然砂砾、部分砾石经轧制掺配而成的级配碎、砾石，以及泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石等材料结构层。
2.1.5柔性路面flexiblepavement
用柔性结构层组成的路面称柔性路面，它具有刚度较小、抗弯拉强度较低，主要靠路面材料的抗压、抗剪强度来承受车辆荷载作用的路面。
2.1.6半刚性基层沥青路面semi-rigidbaseasphaltpavement
在半刚性基层上铺筑一定厚度的沥青面层称为半刚性基层沥青路面。
2.1.7混合式沥青路面combination-typeasphaltpavement
在半刚性或刚性基层、底基层上铺筑柔性基层的沥青路面。
2.1.8级配碎砾石路面gradedaggregatepavement
用具有一定级配的碎石或级配碎、砾石，或泥结碎石等材料组成的路面。
2.1.9块石路面blockstonepavement
用整齐或不整齐的石块等做的路面。
2.1.10砂石路面sandaggregatepavement
用当地砂砾、未筛分碎石、碎砖、炉渣、矿渣等粒料组成的路面，砂石路面应有砂土磨耗层；地方材料改善土的路面不包括在内。
2.1.11轴载谱axleloadspectrum
轴载谱是指各种车辆不同轴重的概率分布。
2.1.12设计年限designperiod
路面在规定期限内满足预测累计标准轴次所需服务性能，并允许在营运过程中进行恢复表面功能的养护维修或罩面工程，此期限为设计年限。
2.1.13当量轴次equivalentsingleaxleloads
按弯沉等效或拉应力等效的原则，将不同车型、不同轴载作用次数换算为与标准轴载100KN相当的轴载作用次数称为当量轴次。
2.1.14累计当量轴次cumulativeequivalentaxleloads
在设计年限内，考虑车道系数后，一个车道上的累计当量轴次总和。
2.1.15设计弯沉值designdeflection
根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值。
2.1.16最大粒径maximumgrainsize
最大粒径是指混合料中筛孔通过率为100%的最小标准筛孔尺寸。
2.1.17公称最大粒径nominalmaximumaggyegatesize
公称最大粒径是指混合料中筛孔通过率为90～100%的最小标准筛孔尺寸。
2.1.18封层sealcoat
在沥青层上或沥青层之间、在基层顶面铺筑一层阻止雨水下渗的沥青薄层称为封层。
2.1.19大粒径沥青混合料largestoneasphaltmixture
公称最大粒径等于或大于26.5mm的沥青混合料。
2.1.20交工验收弯沉值acceptancedeflection
交工验收弯沉值是检验路面是否达到设计要求的指标之一。
当确定结构厚度后，应根据该结构厚度计算其路表弯沉值，该值即为交工验收弯沉值。
2.1.21抗拉强度结构系数tensilestrengthstructuralcoefficient
抗拉强度结构系数是一个考虑沥青混合料和半刚性材料疲劳破坏特性的安全系数，它是根据一次荷载作用下的破坏强度与不同轴次作用下的疲劳破坏强度之比，并考虑公路等级、室内与现场差异等因素而确定。
2.1.22容许拉应力allowabletensionstress
容许拉应力是混合料的极限抗拉强度与抗拉强度结构系数之比。
2.1.23弯沉综合修正系数deflectioncombinedcorrectnessfactor
由于理论假设与实际路面工作状态的差异而形成实测弯沉值与理论计算值不等，将实测弯沉值与理论弯沉值之比定义为弯沉综合修正系数。
2.1.24最不利季节worstseason
路面材料、路基路面结构处于最不利工作状态的季节称最不利季节。
在测试或确定有关材料参数值时，应考虑工程所在地在不同年份、不同季节变化或考虑一年中最不利季节的温度、湿度状态的影响。
2.1.25非不利季节non-disadvantageousseason
一年中除去不利季节之外的季节为非不利季节。
2.2符号
P──标准轴载（KN）
Ni──以弯沉值或层底拉应力为设计指标时，标准轴载的当量轴次（次/日）
p──标准轴载的轮胎接地压强（MPa）
d──标准轴载单轮传压面当量圆直径（cm）
δ──标准轴载单轮传压面当量圆的半径（cm）
P1──被换算的各级轴载（KN）
n1──被换算的各级轴载作用次数（次/日）
C1──以弯沉值为设计指标时被换算的各级轴载的轮组系数
C2──以弯沉值为设计指标时被换算的各级轴载轴数系数
──以拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次（次/日）
C1’──以拉应力为设计指标时，被换算的各级轴载的轮组系数
C2’──以拉应力为设计指标时，被换算的各级轴载的轴数系数
Ne──设计年限内一方向上一个车道的累计当量轴次（次）
N1──路面竣工后第一年双向日平均当量轴次（次/日）
──设计年限内交通量年平均增长率（%）
t──设计年限（年）
η──车道系数
──标准轴载作用下轮隙中心处的路表弯沉值（0.01mm）
──路面设计弯沉值（0.01mm）
Ac──公路等级系数
As──面层类型系数
σm──结构层底面拉应力（MPa）
σR──混合料的容许拉应力（MPa）
σsp──沥青混凝土或半刚性基层材料的极限弯拉强度（MPa）
Ks──抗拉强度结构系数
Wc──路床800mm深度内的平均稠度
W──路床800mm深度内的平均含水量（%）
WL──100g平衡锥所测土样液限含水量（%）
WP──100g平衡锥所测土样塑限含水量（%）
IP──用100g平衡锥测定而求得的塑性指数
H1、H2、H3──分别为干燥、中湿、潮湿状态的路基临界高度
E0──土基回弹模量（MPa）
Ei──结构层材料回弹模量（MPa）
──结构层厚度（mm）
αL──理论弯沉系数
F──弯沉综合修正系数
──理论层底拉应力系数
Lγ──某路段的代表弯沉值（0.01mm）
──某路段内的平均弯沉值（0.01mm）
S──某路段内弯沉值的标准差（0.01mm）
Za──保证率系数
K1──季节影响系数
K2──湿度影响系数
K3──温度修正系数
AC──密级配沥青混凝土
AK──抗滑面层级配
SMA──沥青玛蹄脂碎石
SAC──多碎石密级配沥青混凝土
OGFC──排水表面层开级配沥青混合料
LSM──密级配大粒径沥青碎石基层混合料
AM──半开级配沥青碎石
3一般规定
3.1交通量
3.1.1路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ-100表示。
标准轴载的计算参数按表3.1.1确定。
表3.1.1标准轴载计算参数
标准轴载
BZZ-100
标准轴载P（KN）
100
轮胎接地压强p（MPa）
0.70
单轮传压面当量圆直径d（cm）
21.30
两轮中心距（cm）
1.5d
对运煤或运建筑材料等大型载重车为主的公路，应根据实际情况，经论证选用设计荷载计算参数进行设计。
3.1.2设计交通量的计算应将不同轴重的各种车辆换算成BZZ-100标准轴重的当量轴次。
1当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时,各种车辆的前、后轴均应按公式（3.1.2-1）换算成标准轴载P的当量作用次数Ni。
（3.1.0-1）
式中：
N──标准轴载的当量轴次（次/日）；
n1──各种被换算汽车的作用次数，（次/日）；
P──标准轴载（KN）；
Pi──各种被换算车型的轴载（KN）；
C1──轮组系数,双轮组为1，单轮组为6.4，四轮组为0.38；
C2──轴数系数；
当轴间距大于3米时,应按一个单独的轴载计算；当轴间距小于3米时,双轴或多轴的轴数系数按公式（3.1.2-2）计算。
C2=1＋1.2（m－1）（3.1.2-2）
式中：
m──轴数。
2当以半刚性材料层的拉应力为设计指标时,各种车辆的前、后轴均应按公式（3.1.2-3）换算成标准轴载P的当量作用次数N。
（3.1.2-3）
式中：
──轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09；
C´2──轴数系数。
以拉应力为设计指标时，双轴或多轴的轴数系数按式（3.1.2-4）计算。
C´2=1+2（m-1）（3.1.2-4）
3.1.3设计年限的选择宜根据各地国民经济发展的实际情况和该公路在公路网中的地位，并考虑投资条件综地确定。
新建高速公路、一级公路的路面设计年限应为15年，有特殊要求时可适当延长设计年限。
对改建、扩建的高速公路、一级公路的路面设计年限宜为10年至15年，大修加铺工程可视具体情况确定设计年限。
二级公路的路面设计年限应为12年，有特殊使用要求时可适当延长。
三级公路的路面设计年限应为6年至10年。
四级公路的沥青表处路面设计年限应为8年，砂石路面可为5年。
3.1.4新建或改建公路的路面设计应根据《工程可行性研究报告》的有关交通量预测资料或现有交通量观测站实测十年以上的交通量资料，考虑各种车型的交通组成（或比例），并实测或收集大客车、小货车、中货车、大型货车、拖挂车等的轴载谱分布，或论证地确定各种车型的代表轴重；再将不同车型的轴重换算成标准轴载的当量轴次，求得交工后第一年双向日平均当量轴次（N1）。
3.1.5设计年限内交通量的平均增长率（r）应根据《工程可行性研究报告》中有关预测的交通量增长率，分析论证确定设计交通量的平均增长率。
3.1.6车道系数宜按照表3.1.6选定，若公路无分隔时，路面窄宜选高值，路面宽宜选低值。
表3.1.6车道系数
车道特征
车道系数
双向单车道
1.0
双向两车道
0.6～0.7
双向四车道
0.4～0.5
双向六车道
0.3～0.4
双向八车道
0.25～0.35
当上下行交通量或重车比例有明显差异时可区别对待，按上下行交通特点分别进行厚度设计。
3.1.7设计交通量是根据不同公路等级的设计年限、第一年双向日平均当量轴次（N1）、年平均交通量增长率、车道系数及该公路交通特点，计算的设计年限内一个方向一个车道的累计当量轴次，按公式（3.1.7）计算：
（3.1.7）
式中：
Ne──设计年限内一个方向上一个车道的累计当量轴次（次）；
t──设计年限（年）；
N1──路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）；
r──设计年限内交通量的平均年增长率（%）。
3.1.8交通量宜根据表3.1.8的规定划分为五个等级。
设计时可根据累计标准轴次Ne（万次/车道）或公路日平均汽车交通量（辆/日），选择一个较高的交通等级作为设计交通等级。
表3.1.8交通等级
交通等级
BZZ-100KN累计标准
轴次Ne（万次/车道）
中型以上货车及大客车（日/辆）
A
特轻交通
<100
<300
B
轻交通
100～400
300～1000
C
中交通
400～1200
1000～4000
D
重交通
1200～2500
4000～10000
E
特重交通
>2500
>10000
3.2路用材料的技术要求
3.2.1沥青路面应采用道路石油沥青或其加工产品，沥青的选择应根据公路等级、气候条件、交通量及其组成，路线线形、面层结构、施工工艺等因素，并结合当地使用经验确定。
各种沥青质量应符合有关国家标准、行业标准技术指标的要求。
沥青路面气候分区可采用《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）或根据各省气候统计资料（附录B表），由表查得四十年最热月份连续七天最高气温的平均值、标准差和极端最低气温，考虑路面温度选择沥青等级和沥青的技术指标。
3.2.2液体石油沥青用于透层或冷拌沥青混合料的胶结料，应视其用途、气候条件和施工情况选择适宜的标号。
3.2.3对以下情况宜选用改性沥青：
1当用道路石油沥青拌制的沥青混合料的技术指标达不到高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能指标要求时；
2对交通量繁重、重载车较多的公路，沥青表面层宜选用改性沥青；并视实际情况中面层也可选用改性沥青或稠度低一号的沥青；
3温差变化较大，高温或低温持续时间较长的严酷气候条件的公路；
4铺筑特殊结构的表面层，如开级配抗滑层，沥青玛蹄脂碎石，超薄罩面层，排水路面，彩色路面等；
5路线线形处于连续长纵坡、陡坡及半径较小匝道，制动、起动频繁、停车场等路段以及有特殊要求的公路。
3.2.4选择改性沥青时，应考虑当地的气候特点，改性目的，结合加工工艺、设备和技术条件，经技术经济比较确定改性沥青。
3.2.5乳化沥青主要用做透层、粘层、稀浆封层；改性乳化沥青适用于交通量较大或重要道路、桥面铺装的粘层，表面处治，冷拌沥青混合料，改性稀浆封层等。
3.2.6沥青路面的粗集料应选用碎石，也可选用经轧制的碎砾石。
对三级、四级公路的沥青层可用经筛选的小砾石。
粗集料应用无风化、微风化的石料轧制而成，不含土和杂质，石料坚硬、表面粗糙、洁净，轧成碎石形状方正。
3.2.7各级公路表面层用粗集料应选用硬质、耐磨碎石，其石料磨光值应符合表3.2.7的要求。
表3.2.7石料磨光值的技术要求
公路等级
年降雨量PSV
高速公路和一级公路
二级公路
＞1000mm
>42
>40
500～1000mm
>40
>38
250～500mm
>38
>36
3.2.8粗集料与沥青应具有良好的粘附性，对年平均降雨量1000mm以上的高速公路和一级公路，表面层所用集料与沥青的粘附性应达到5级；其他情况粘附性不宜低于4级。
当粘附性达不到要求时，应通过掺入适量的消石灰、水泥或抗剥落剂等措施，提高粘附性等级及混合料的水稳定性。
3.2.9沥青混合料中的细集料，宜用机制砂和天然砂，或石屑与天然砂配制。
细集料应具有一定棱角性，洁净、干燥、无风化、无杂质，不含土。
天然砂宜选用中砂、粗砂，天然河砂不宜超过集料总质量的20%。
3.2.10矿粉必须采用石灰石等碱性石料磨细的石粉，不得使用酸性岩石等其他矿物的矿粉，矿粉应干燥、洁净、不成团块。
若需利用拌和机回收的石粉时，掺入比例不应大于25%。
3.2.11粗集料（含轧制的碎砾石）、细集料、矿粉的质量应符合行业技术标准的要求。
3.2.12半刚性基层用水泥应符合国家技术标准的要求，初凝时间应大于4小时，终凝时间应在6小时以上。
3.2.13基层、底基层的集料压碎值应符合表3.2.13的要求。
表3.2.13基层、底基层的集料压碎值
公路等级
材料类型
高速公路、
一级公路
二级公路
三、四级公路
水泥、石灰粉煤灰稳定类
≤30%
≤35%
≤35%
石灰稳定类
基层
—
≤30%
≤35%
底基层
≤35%
≤40%
≤40%
级配碎石
基层
≤26%
≤30%
≤35%
底基层
≤30%
≤35%
≤40%
填隙碎石
泥结碎石
基层
—
—
≤26%
底基层
≤30%
≤30%
≤30%
级配或天然砂砾
基层
—
—
≤35%
底基层
≤30%
≤35%
≤40%
3.2.14石灰、粉煤灰稳定土类和石灰稳定土类的半刚性基层、底基层，粉煤灰中SiO2，Al2O3和Fe2O3的总含量应大于70%，烧失量不宜大于20%，比表面积宜大于2500cm2/g或0.075mm筛孔通过率应大于60%。
石灰等级应采用Ⅲ级以上，其技术指标应符合表3.2.14有关要求。
表3.2.14生石灰技术指标
材料种类
技术指标
钙质生石灰
镁质生石灰
钙质消石灰
镁质消石灰
有效钙加氧化镁含量（%）不小于
70
65
55
50
未消化残渣含量（5mm圆孔筛余，%）不大于
17
20
—
—
含水量（%）不大于
—
—
4
4
细度
0.71mm方孔筛的筛余（%）不大于
—
—
1
1
0.125mm方孔筛的累计筛余（%）不大于
—
—
20
20
钙镁石灰的分类界限，氧化镁含量（%）
≤5
>5
≤4
>4
4结构层与组合设计
4.1结构层设计
4.1.1路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。
1面层是直接承受车轮荷载反复作用和各种自然因素影响，并将荷载传递到基层以下的结构层，因此，它应满足表面功能性和结构性的使用要求。
面层可为单层、双层或三层。
双层结构称为表面层、下面层；若采用三层结构称为表面层、中面层、下面层。
表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久的服务功能，同时应具有高温抗车辙、抗低温开裂、抗老化等品质。
旧路面可加设磨耗层以改善表面服务功能。
中、下面层应密实、基本不透水，并具有高温抗车辙、抗剪切、抗疲劳的力学性能。
2基层是主要承重层，应具有稳定、耐久、较高的承载能力。
基层可为单层或双层，双层称为上、下基层，无论是沥青混合料或粒料类基层，还是半刚性基层、刚性基层，均要求具有相对较高的物理力学性能指标。
3底基层是设置在基层之下,并与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用的次要承重层，因此，对底基层材料的技术指标要求可比基层材料略低，底基层也可分为上、下底基层。
4垫层是设置在底基层与土基之间的结构层,起排水、隔水、防冻、防污及减少层间
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