一级公路初步设计路面说明.docx

一级公路初步设计路面说明.docx

《一级公路初步设计路面说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一级公路初步设计路面说明.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

一级公路初步设计路面说明

5.6路面设计

5.6.1设计依据及规范

1）中华人民共和国工程建设标准强制性条文（公路工程部分，2002年版）。

2）中华人民共和国行业标准《公路技术状况评定标准》JTGH20-2007。

3）中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准（土建工程）》JTGF80/1-2004。

4）中华人民共和国行业标准《公路自然区划标准》JTJ003-86。

5）中华人民共和国行业标准《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006。

6）中华人民共和国行业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004。

7）中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011。

8）中华人民共和国行业标准《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005。

9）中华人民共和国行业推荐性标准《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20-2015。

10）中华人民共和国行业标准《路桥用水性沥青基防水涂料》JT/T535-2015。

11）中华人民共和国行业标准《公路路基路面现场测试规程》JTGE60-2008。

12）中华人民共和国行业标准《微表处和稀将封层技术指南》JTG/TF40-02-2005。

13）中华人民共和国建筑工业行业标准《混凝土节水保湿养护膜》JG/T188-2010。

14）中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》JTGB01-2014。

5.6.2设计标准

1）公路等级：

一级公路。

2）设计行车速度：

设计时速60km/h。

3）公路自然区划：

中华人民共和国自然区划，V2四川盆地中湿区。

4）标准轴载：

双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ-100表示。

5）沥青路面设计年限：

15年。

5.6.3强制性条文执行情况

沥青路面：

执行《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）中8.0.1“设计理论与方法”的规定；执行《公路沥青路面施工技术规范》JTG“道路石油沥青技术要求”、“沥青混合料用粗集料质量技术要求”“粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求

”“沥青混合料用细集料质量要求”“沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求及沥青混合料水稳定性检验技术要求”“沥青混合料用矿粉质量要求”的规定。

基层、底基层：

执行《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20-2015中5.1.6条“施工气温要求”、5.1.8条、4.2.4条关于压实度及7d无侧限抗压强度的规定。

5.6.4沿线自然条件

（1）气候特点

项目区内属亚热带湿润季风气候区，主要特征为热量丰富，干旱较严重，低温影响甚微。

全年平均日照时数1201.2小时，年平均雾日为34天。

（2）气温

项目所在区域多年平均气温17.9℃，最热月平均七月最高气温31.3℃，平均八月最高气温31.7℃，极端最低气温-1.2℃，极端最高气温40.2℃。

（3）降水

项目所在区域多年平均降雨量1182.1mm，最大年平均降雨量1437.7mm（1968年），最小年平均降雨量789.7mm（1960年）。

月降雨量不平衡，具明显的季节性。

降雨多集中于5月～9月，日最大降雨量225.2mm。

综上，沥青及沥青混合料路用性能气候分区为夏炎热冬温潮湿区1-4-1。

5.6.5路面材料

沿线出露地层主要为侏罗系中统沙溪庙组砂岩、紫红色泥岩，上统遂宁组泥质粉砂岩，不能作为路面材料。

项目区缺乏玄武岩，硬质花岗岩、灰岩等路面材料，需远运。

（一）卵砾石、机制砂

（1）料场位于泸州市江阳区华阳街道江湾村长江沿岸漫滩，卵砾石母岩以花岗岩、辉岩、英安岩为主，石英岩、玄武岩次之，结构松散，分选中等，开采及交通便利，储量丰富，粒径一般2～15cm，生产各种规格碎石、机制砂，可用于沥青路面中下面层、基层底基层及垫层。

上路桩号K53+900，线外运距约0.3km。

（2）料场位于宜宾市江安县宏基砂石公司（长江右岸），该公司在长江中抽取砂砾石和细砂，砾石成分以花岗岩、辉岩、英安岩为主，石英岩、玄武岩次之，结构松散，分选中等，开采及交通便利，储量丰富，粒径一般2～10cm，压碎值为9.2%，生产各种规格碎石、机制砂，可用于沥青路面中下面层、基层底基层及垫层。

上路桩号K50+600，线外运距约47km。

（3）料场位于重庆市巴南区长江边河漫滩，岩性以硬质花岗岩为主，卵石轧制的碎石其压碎值为12.5～13.4%，磨光值（PSV）为45～48，运输条件良好，可用于沥青路面抗滑磨耗层。

上路桩号K50+600，线外运距约146km。

（二）玄武岩碎石

料场位于宜宾珙县巡场镇，规模较大，开采规范，岩石完整，石质基本均匀，玄武岩碎石压碎值为10.5～11.4%，洛杉矶磨耗损失12.0～15.2%，磨光值（PSV）为44～45，与沥青粘附性5级。

应选取宜于开采，表面干净，块状较大的岩块加工，运输条件良好，可用于沥青路面抗滑磨耗层。

上路桩号K50+600，线外运距约120.2km。

（三）灰岩碎石

（1）料场位于宜宾市南溪县刘家镇红庙村四组金竹山。

岩块产于三叠系中统雷口坡组地层，为深灰、灰色厚层块状灰岩，层理和裂隙面上有方解石膜和泥皮，同时岩中还穿插有方解石脉。

选取新鲜、干净、坚硬的灰岩开采，压碎值为23.4%，坚固性2.3%，洛杉矶磨耗损失22.3%，磨光值（PSV）为34，与沥青粘附性5级，生产各种规格碎石、机制砂，可用于沥青路面中下面层、基层底基层及垫层。

上路桩号K50+600，线外运距约61.3km。

（2）料场位于叙永县城南部叙永镇安居村六社县城至落卜方向公路旁，岩性主要为三叠系下统嘉陵江组灰岩，日产量约4000吨，石质坚硬，开采及交通便利，储量丰富，压碎值为21.1%，生产各种规格碎石、机制砂，可用于沥青路面中下面层、基层底基层及垫层。

上路桩号K50+600，线外运距约103.7km。

（四）水泥

选取大厂旋窑生产的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等满足工程要求的水泥，可用于路面基层、底基层。

（五）工程用水

测区内地表水体众多，有长江及其支流等，可就近取用，水源丰富能满足工程要求，但取用需与权属单位联系。

5.6.6路面结构比选

（一）沥青路面与水泥路面的比选

公路路面必须满足耐久性、舒适性和安全性的要求，水泥混凝土路面和沥青混凝土路面从技术上均能达到这些要求。

目前公路中采用的路面类型主要有沥青路面和水泥混凝土路面，在路用性能方面各有其优缺点，综合比较详见下表：

沥青路面与水泥混凝土路面的比较

性能比较

沥青混凝土路面

水泥混凝土路面

初期成本

面层要求使用优质耐磨的粗集料，一般需远运且加工成本高，采用高质量道路石油沥青或改性沥青，初期成本相对较高。

所用主要材料易于就地取材，仅面层大型滑摸摊铺设备需进口，初期成本相对较低。

行车舒适性

路面无接缝，行车平稳、舒适，行车振动及噪声低

路面接缝多，行车舒适性较差，行车振动及噪声大

使用年限

除长寿命组合式沥青路面外，一般设计使用年限15年，寿命较短。

设计使用年限30年，寿命长。

平整性

平整性好

平整性稍差

雨天溅水及水雾

溅水及水雾较小

溅水及水雾较大

反光能力

路面的反光能力稍弱、与路面标线反差大，夜间行车界限清晰。

路面的反光能力强、夜间行车明快，但阳光下易引起视觉疲劳。

抗变形及耐磨耗性

抗变形及耐磨耗性稍差

抗变形及耐磨耗性较好

路面抗滑性能

采用好的混合料能明显增强路面抗滑性能

路面抗滑性能较差

路基变形的适应性

路基变形的适应性较强

路基变形的适应性较差，对基础支撑不稳固非常敏感，对超载敏感

施工设备及技术

具有成熟的成套施工技术，大型、现代化的成套施工设备较多。

具有较成熟的成套施工技术，大型、现代化的成套施工设备较少，且省内缺乏成功经验。

养护维修

养护维修方便，可立即开放交通，交通影响较小。

接缝养护工作量大，板块维修难度大，不能立即开放交通，交通阻碍影响较大；使用寿命后期残余寿命不好利用，废弃与利用都有较大风险。

施工周期

施工周期较短

施工周期较长

从上表可见，水泥混凝土路面在建设成本上有一定优势，同时具有使用寿命长、维修费用低等优点，但行车舒适性不够好，噪音大，对地基变形适应性差。

而沥青混凝土路面平整性好、行车舒适、噪音小，施工周期短，养护维修方便，后期社会效益好，道路景观效果好。

根据本项目自然条件和远景交通量发展需要，并结合四川各等级公路路面现状，为提高服务水平，综合比较两种不同类型路面结构的各项指标及性能优缺点后，推荐采用沥青路面。

（二）沥青路面抗滑磨耗层方案比选

为便于确定表面层混合料组成，我们将目前用于沥青路面表层的两类混合料从路用性能、施工难度和初期造价等方面进行比较，各项指标对比见下表：

抗滑磨耗层方案比较

特点及性能

AC-13C

SMA-13

级配类型

连续密级配

嵌挤密实间断级配

抗车辙变形

**

****

抗裂性能

**

****

疲劳性能

**

****

耐久性

**

****

水稳定性

**

****

抗滑性能

***

****

路面噪音、反光、溅水、水雾

**

***

施工难易程度

**

***

初期造价

***

****

注：

“*”号越多表示性能越好，施工难度越高，初期造价越高。

AC型是我国传统的沥青混合料类型，属连续密级配，具有施工方便，离析小，空隙小，耐久性好及造价相对较低等特点，因而在我国早期修建的高速公路中得到推广应用。

SMA具有优良的路用性能，这主要是因为SMA混合料在组成上与AC混合料有很大不同，它由大量粗集料（粒径大于2.36mm）、较多的沥青结合料和矿质填料（矿粉）以及少量细集料（机制砂）和纤维稳定剂组成，致使SMA有较大的内摩擦角和粘聚力。

大量的粗集料构成坚固的骨架结构，即石—石嵌挤结构（粗集料间相互接触），使其具有良好的高温抗车辙变形的能力，而由沥青、填料、稳定剂和细集料组成的改性沥青玛蹄脂（胶泥）填充粗集料骨架的空隙，混合料密实，抗水损害能力强，且由于沥青结合料用量的大大提高，从而保证了沥青路面的耐久性及抗开裂的性能。

SMA-13各方面路用性能从理论上讲优于AC，但其施工工艺及造价要求都相对较高。

综合对经济、技术对比分析，考虑本项目的功能定位、路用性能、施工工艺及初期造价等多个方面，AC型混合料已经能够满足项目路用性能的各项要求，故表面层推荐采用细粒式改性沥青混凝土AC-13C。

（三）基层、底基层结构比较

路面基层、底基层采用水泥稳定碎石与采用石灰粉煤灰稳定碎石相比，水泥稳定碎石具有早期强度较高、抗渗性、抗冻性以及的抗冲刷性能较好的特点，同时能够较好的适用于工期较短的项目需求。

随着路面施工规范及技术越来越成熟，通过控制水泥稳定碎石级配、水泥用量、严格采用稳定土拌和机拌和混合料，水泥稳定碎石结构层开裂现象可以得到有效控制。

石灰粉煤灰稳定碎石具有强度增长慢、早期强度低但后期强度高、抗疲劳破坏性能好的特点，但石灰用量较大，目前石灰价格较高且质量不易保证。

区域内煤矿资源较丰富，但符合工程需要的粉煤灰较少，且粉煤灰比表面积和含水量不易控制。

同时，由于二灰稳定碎石基层早期强度低、养生时间长，新建路面结构在强度较低的状态下受到扰动后后期施工完成后路面结构强度无法保证。

考虑到本项目交通量及气候等特点，并结合我院多年来的设计经验，推荐路面基层、底基层材料采用水泥稳定碎石。

5.6.7路面结构设计

（一）交通量

1）以2019年为通车初年，计算通车初年预测混合交通量为6023辆/日，交通量年平均增长率：

2019年～2021年为8.43%，2022年～2031年为7.66%，2032年以后为5.12%；根据对于交通量的调查、分析，车辆组成比例及考虑实际营运载重，设计采用车型比例为：

小客车：

北京BJ130：

贵州GZ661A：

黄河JN163：

东风SP9250=45.66：

28.7：

19.64：

3.2：

2.8。

并根据车型折算系数，计算出：

小客车为2750辆/日；北京BJ130交通量为1728辆/日；贵州GZ661A交通量为1183辆/日；黄河JN163交通量为193辆/日；东风SP9250交通量为169辆/日。

车型换算系数

序号

车型

折算系数

1

北京BJ130

1.0

2

贵州GZ661A

1.5

3

黄河JN163

2.5

4

东风SP9250

4.0

2）设计年限内一个车道上的累计当量轴次及设计弯沉

一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量

Nh=773，属中等交通；

路面竣工后第一年双向日平均当量轴次：

沥青混凝土：

N=1612次/日（以设计弯沉值及沥青层层底拉应力为设计指标时），N’=2012次/日（以半刚性基层层底拉应力为设计指标时）；

设计年限内一个车道上累计当量轴次：

沥青混凝土：

Ne=7827323次（以设计弯沉值及沥青层层底拉应力为设计指标时），

Ne’=9769587次（以半刚性基层层底拉应力为设计指标时）；属中等交通；

3）路面设计弯沉值

沥青路面：

采用半刚性基层时，Ld=25.1（0.01mm）。

（二）路面结构方案设计

1）路面各结构层设计参数

路面设计参数取值表

结构层

20℃抗压回弹模量（MPa）

15℃抗压回弹模量（MPa）

15℃劈裂强度（MPa）

抗压回弹模量（MPa）

弯拉

强度（MPa）

弯拉弹性模量（MPa）

弯沉

计算

拉应力计算

细粒式改性沥青混凝土AC-13C

上面层

1400

2000

1.4

中粒式沥青混凝土AC-20C中面层

1200

1800

1.0

中粒式沥青混凝土AC-20C下面层

1200

1800

1.0

水泥稳定碎石基层

0.5

1300

3500

水泥稳定碎石底基层

0.3

1000

3000

级配碎石垫层

200

200

土基

35

35

2）采用路面结构

通过路面专用程序计算，采用结构为：

行车道及硬路肩：

4cm细粒式改性沥青混凝土AC-13C+6cm中粒式沥青混凝土AC-20C+6cm中粒式沥青混凝土AC-20C

+1cm改性沥青同步碎石封层+20cm水泥稳定碎石基层+36cm水泥稳定碎石底基层+15cm级配碎石垫层；

桥面铺装：

4cm细粒式改性沥青混凝土AC-13C+6cm中粒式沥青混凝土AC-20C+防水粘结层+钢筋混凝土铺装。

3）沥青路面各结构层顶面的验收弯沉值见下表：

路面结构验收弯沉值

结构层

各结构层顶面弯沉值（0.01mm）

沥青面层:

4cm改性AC-13C+6cmAC-20C+6cmAC-20C

25.1

基层:

20cm水泥稳定碎石

32

底基层:

36cm水泥稳定碎石

51

垫层：

15cm级配碎石垫层

/

路基顶面

220

注：

路基顶面的弯沉检验值为非不利季节弯沉检验值，其余结构层的弯沉检验为不利季节弯沉检验值。

垫层施工完成后，重点检查压实度，可不进行弯沉检测。

4）粘层、透层：

在基层顶面设置透层，沥青面层之间、下面层与基层顶面之间设置粘层。

（三）拌和场

项目设置①沥青混合料拌和场地2处，位置分别为K51+300道路右侧，与服务区共用，线外运距约0.2km；K68+400道路右侧，线外运距约0.2km，原则上大小不低于50亩、若地形条件困难最低不小于40亩。

②水泥稳定碎石拌和场地4处，位置分别为K53+100、IK59+500、K62+750、K68+400道路左侧，线外运距约0.2km，占地面积不小于10亩，其中K62+750冷拌站考虑与收费站共用。

拌和场须硬化，不得占用或侵占路基范围，拌和场场地应硬化并应具备良好的排水保证，避免杂质混入材料中。

（四）路面技术要点及对策

1）下封层：

为了在施工期间保护基层顶面不受行车破坏，在路面结构使用过程中起到封水作用，同时提高沥青层与基层间的粘结性，在基层顶面设置1cm改性沥青同步碎石封层，以提高路面结构的耐久性。

2）半刚性基层不可避免存在干缩和温缩裂缝，减少水泥稳定碎石基层的收缩裂缝的措施：

严格控制原材料的分级质量要求，合成级配集料中小于0.075mm的含量控制在3%以下，调整级配组成，基层控制水泥用量不宜超过4.5%，底基层控制水泥用量不宜超过4%。

3）根据资料收集的情况分析，本项目所在区域年降雨量比较大，同时较多重型车辆通行，因此沥青砼路面结构选型及混合料配合比研究重点需要解决雨季防滑、水损害和重载破坏等早期损害问题。

因此推荐沥青砼

表面层采用连续密级配的细粒式改性沥青混凝土AC-13C，粗集料采用从重庆巴南区长江河漫滩远运的卵石轧制碎石，主要成分为花岗岩，磨光值较高。

综上，采取以上方案以提高混合料的不透水性、高温稳定、低温抗裂、抗疲劳和路面抗滑性能。

（五）下阶段需进一步完善的工作

在施工图设计阶段应对路面材料取样做更进一步的试验分析，并进一步落实路面材料；同时应对路面材料、混合料的施工工艺和质量控制提出具体要求。

（注：

可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!

）