路基、路面设计说明(设计院模板)
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路基、路⾯设计说明(设计院模板)
路基、路⾯设计说明
1 ⼀般路基设计
1.1 设计原则
根据沿线地形、地貌、地质、⽔⽂、⽓象等⾃然条件,结合《⼯可报告》,依据相关规程、规范及有关指导性意见等进⾏设计。
初步设计⽂件编制及组成内容执⾏交通部颁2007年10⽉实施的《公路⼯程基本建设项⽬设计⽂件编制办法》,图表格式参照《公路⼯程基本建设项⽬设计⽂件图表⽰例》。
1.2 路基横断⾯布设及加宽超⾼⽅式
1、路基标准横断⾯
主线⼀般路段为26m路基标准横断⾯,采⽤平原微丘区双向四车道⼀级公路标准,整体式断⾯,其断⾯组成为:中间带
3.5m(其中左侧路缘带2×0.75m,中央分隔带宽2.0m),两侧⾏车道2×3.75m,硬路肩2×3m(含右侧路缘带2×0.5m),⼟路肩
2×0.75m。
图1 路基标准横断⾯图
2、路基超⾼及加宽
根据《公路路线设计规范》(JTG D20-2006),本项⽬对于平曲线半径⼩于4000m的路段均设置2%超⾼;全线未设置加宽路段。
3、路基边坡、护坡道及边沟
填⽅路段:主线填⽅路段H≤6.0m,采⽤1:1.5的边坡坡率,护坡道1.0m。
路基横断⾯各部分线条连接处折点均宜作圆弧处理,形成流畅优美的视觉效果。
挖⽅路段:坡底设5m宽碎落台,碎落台下设置矩形边沟,路堑边坡坡率为1:2。
⼟路肩、边坡坡脚⾄边沟均采⽤圆弧流线形连接。
4、公路⽤地界
填⽅路段路基边沟外边缘以外1.0m为公路⽤地界,挖⽅段路堑边坡顶部以外1.5m为公路⽤地界。
沿(压)河、沟、塘路段,河塘边坡防护基础外缘以外0.5m为公路⽤地界;桥梁段落⼀般不设边沟,⽤地界为桥梁正投影。
1.3 路基设计
1、路基填料与路基压实
根据路基⼟调查成果,项⽬区域5⽶以浅多为低液限黏⼟,局部为低液限粉⼟。
结合本项⽬取⼟条件进⾏分析,路基填筑时主要采⽤以下填料:低~⾼液限粘⼟。
初步填料处理⽅案为:低~⾼液限粘⼟采⽤掺⽯灰处治可以满⾜填料强度要求。
根据《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)中有关规定,本⼯程路基压实采⽤重型击实标准,分层压实,压实度应满⾜表1中要求。
表1 路基压实度指标⼀览表
路基填料主要来源于沿线设置的取⼟坑。
根据《公路路基设计规范》(JTG
D30-2015)中有关规定,路基填料强度及最⼤粒径应满⾜表2中的要求。
表2 路基填料指标⼀览表
结合本项⽬取⼟条件进⾏分析,路基填料主要以粘⼟为主。
为保证路基的强度和稳定性,满⾜重型击实标准的压实度,并借鉴项⽬区域内在建或⼰建公路的建设经验,考虑施⼯等因素,本⼯程路基填料可添加⽯灰进⾏处理。
为了减少路基在构造物两侧产⽣不均匀沉降⽽导致路⾯不平整,对于构造物两侧的⼀定长度路基范围内(见表3),在填筑时需特别注意。
桥台背后、涵洞和通道两侧与顶部、锥坡等处填⼟均应分层压实,分层检查,每⼀压实层松铺厚度不宜超过
20cm。
涵洞两侧的填⼟和压实、桥台背后与锥坡的填⼟与压实应对称或同时进⾏。
桥台、涵洞背后和涵洞顶部的填⼟压实度标准,从填⽅基底⾄路床顶⾯均为96%。
表3 构造物两侧路基填筑特殊段落
2、路基⼀般设计⽅案
本项⽬沿线地貌类型属古泻湖堆积平原区,沿线⼟质为粉质粘⼟、粉⼟、粘⼟。
该区地势较平坦,路基填筑前,应按设计要求清除地表耕植⼟,并进⾏原地⾯碾压,碾压补偿按10cm计。
1、填⽅路基
(1)对于路堤边坡填⼟⾼度H≤1.68m的路段,清除20cm耕植⼟后,需要将地基表层⼟进⾏超挖后回填压实,超挖⾄路床底⾯以下40cm,并向下翻拌20cm 后掺5%⽯灰碾压,压实度不⼩于90%(若压实度能满⾜要求可不必翻拌),路床
底以下40cm过渡段分两层压实回填,压实度分别不⼩于92%和94%。
路床范围内掺6%⽯灰处治⼟(压实度≥96%)。
(2)对于路堤边坡填⼟⾼度H>1.68m的路段,清除20cm耕植⼟后,进⾏地⾯碾压,其压实度≥90%,若压实度不满⾜要求,可翻拌20cm掺5%⽯灰处理并碾压。
路基中部填料掺5%⽯灰处治(下路堤压实度≥93%,上路堤压实度≥94%),路基底部20cm过渡段压实度不⼩于92%,路床范围内掺6%⽯灰处治⼟(压实度≥96%)。
2、挖⽅路基需超挖⾄路床底以下40cm,原地⾯整平夯实压实度不⼩于90%(若压实度达不到可向下翻拌20cm后掺5%⽯灰碾压),路床底部以下40cm过渡段分两层压实回填,压实度分别不⼩于92%和94%。
路床范围内掺6%⽯灰处治⼟(压实度≥96%)。
3、半填半挖路段,需在填挖交界处开挖台阶,台阶宽不⼩于2m,向内倾斜不⼩于3%,其挖⽅部分路基处理同挖⽅路段,填⽅部分要求同填⽅路基。
4、沿(压)河、塘路基填筑,须将淤泥清除⼲净,先回填40cm厚的碎⽯,回填后采⽤5%⽯灰处治⼟回填⾄整平⾼程,逐层回填,逐层压实,压实度≥90%,同时为增强路基的稳定性,路堤采⽤单向⼟⼯格栅进⾏加固。
2 特殊地质路基设计原则及⽅案⽐选论证
2.1 设计原则
软⼟地基的处理从稳定、沉降两个⽅⾯进⾏分析。
路堤稳定计算采⽤有效固结应⼒法。
地基沉降量采⽤分层总和法(Es及e-p曲线)计算主固结沉降Sc,并采⽤经验修正系数对其进⾏修正,经验系数Ms取值为1.1~1.3。
地基的固结度采⽤太沙基⼀维固结理论计算。
路基填筑期⼀般按3~6个⽉考虑,预压期按6个⽉控制,路⾯施⼯期按10~12个⽉控制。
设计荷载为公路-I级,换算成等代荷载的⼟柱⾼度约0.90m。
路堤综合填⼟容重采⽤19KN/m3。
地震⼒的计算遵照现⾏《公路⼯程抗震设计规范》(JTG B02-2013)的规定,只考虑⽔平向地震⼒。
软基处理以⼯后沉降及稳定为控制指标。
规定路⾯设计使⽤年限(15年)内
残余沉降(简称⼯后沉降)桥台与路堤相邻处(⼀般5~7H)≤0.10m,涵洞或箱形通道处≤0.20m,⼀般路段≤0.30m。
为保证沉降的缓和过渡,桥头与⼀般路段间设置30~50m长的过渡段。
稳定验算时,采⽤圆弧条分法按路堤施⼯期及公路营运期的荷载分别计算稳定安全系数,施⼯期采⽤直剪快剪(不固结不排⽔)指标,其容许值为1.10,运营期采⽤固结快剪(固结不排⽔)指标,其容许值为1.20。
压缩层计算深度控制原则为计算层底⾯附加应⼒与有效⾃重应⼒之⽐不⼤于0.15;对于浅薄层软⼟路段,计算⾄相对硬层为⽌。
2.2 设计⽅案⽐选论证
⽬前较成熟的软基处理⽅法有置换法和复合地基法。
置换法主要是针对浅表层软⼟,复合地基法主要是针对较深层软⼟地基。
1、置换法处理浅薄层软基的⽅案⽐较
浅薄层软基处理重点⽐较了开挖换填⽯灰⼟、抛⽯挤淤、换填碎⽯等处理⽅法。
经施⼯⼯艺、造价及改良效果综合⽐较后认为:地下⽔位对⽯灰⼟影响较⼤,不推荐换填⽯灰⼟;抛⽯挤於适⽤于淤泥深度较深,软⼟含⽔量较⼤的路段,施⼯质量不易控制;换填碎⽯施⼯简便,质量易控制,可以提⾼地基承载⼒,在对地基承载⼒要求较⾼的构造物基底推荐采⽤,故⼀般路段表层软⼟推荐换填碎⽯。
2、复合地基法处理较深层软基⽅案⽐较
复合地基法是较为成熟可靠的软基处理⽅法。
湿喷桩法在项⽬区域有较丰富的施⼯经验,经实践验证,处理效果较好,可靠处理深度可达15m,⽬前湿喷桩与粉喷桩造价接近,⽔泥浆对环境污染⼩,加之本项⽬软(弱)⼟含⽔量较⼩(⼀般<50%),故推荐湿喷桩。
采⽤湿喷桩既可减少总沉降量,缓解⼟源紧张状况,⼜不需较长的预压期,对提⾼地基承载⼒效果较好,故在桥头⾼填⽅路段推荐采⽤,但造价相对较⾼。
若湿喷桩处理仍不能满⾜⼯后沉降要求可考虑结合堆载预压进⾏处理,此外还可以结合桥梁设计情况,增加桥梁长度,以达到降低桥头填⼟⾼度的⽬的。
各种⽅案⽐较结果如下表:
表4 软⼟地基各种处理⽅案⽐较表
本项⽬经过对存在软⼟路段路基⼯后沉降计算,⼀般路段沉降量均能满⾜⼯后要求,对于路基填⼟较⾼,软⼟层较厚的路段,经计算沉降量不能满⾜⼯后沉降要求的路段采⽤湿喷桩或堆载预压处理,处理路段具体见《特殊路基⼯程数量表》。
此外,对于部分涵洞等构造物基底承载⼒不⾜时采⽤换填碎⽯处理。
3 路基防护⼯程设计
3.1 设计原则
路基防护⼯程是为了防⽌路基病害,保证路基稳定,改善⽣态景观和⽣态平衡的重要措施,本项⽬路基防护主要以经济适⽤,美观⼤⽅,⽅便施⼯,美化景观为主要原则。
本项⽬以⽣态防护为设计思路,将⾃然和公路进⾏有机的结合,融⼊了⽣态设计⽅法,不仅考虑到⼈的活动与公路之间的相互影响,⽽且注重维护⼈与⽣存的⾃然条件相互融洽和遵守其⾃然的发展规律,形成⾏车安全舒适,运⾏⾼效便利,景观完整和谐,保护⾃然的可持续的公路发展模式。
设计充分考虑尊重⾃然,利⽤公路建设的契机改良不利的⾃然环境,将公路系统融于整个区域系统之中,确保在公路建设的同时,充分维护⾃然⽣态系统和社会系统的协调统⼀,尽量减少对⾃然⽣态环境的破坏和扰动,实现区域经济、⽣态环境和社会系统健康可持续发展。
3.2 设计⽅案及⽐选论证
1、⼟路肩
根据勘察结果,本项⽬⼟源以粘⼟粉质粘⼟为主,因此⼟路肩采⽤铺草⽪防护。
2、中央分隔带防护
中央分隔带防护以植草⽪和设置防眩树为主,适宜栽植四季常绿、成活率⾼、⽆病⾍害、苗耐贫瘠的⼩型植物,可根据实际情况设置群植式、图案式等类型。
3、护坡道防护及绿化
在护坡道上种植紫穗槐,其⼟质裸露部分采⽤植草防护。
4、路基边坡防护
⽬前路基边坡防护⽅案较多,对于⼟质边坡通常有植草防护、⼈字型⾻架+植草防护、预制混凝⼟砼六⾓空⼼块+植草,拱型⾻架+植草,浆砌⽚⽯满铺防护等,下表分别对这⼏种防护措施进⾏了⽐选:
表5 路基边坡防护⽅案⽐较
从表中可以看出,各种边坡防护⽅案均有其⾃⾝的特点,上表中从各防护⽅案的优缺点、适⽤范围以及⼯程造价⽅⾯进⾏了⽐较,并结合本项⽬的特点拟定边坡防护⽅案:
(1)填⽅边坡⾼度H≤3.0m坡⾯采⽤植草防护;
(2)填⽅边坡⾼度3.0m<H≤6.0m坡⾯采⽤挂⼟⼯⽹+植草防护;
(4)挖⽅边坡⾼度H≤3.0m坡⾯采⽤植草防护。
(5)挖⽅边坡⾼度3.0m<H≤6.0m坡⾯采⽤挂⼟⼯⽹+植草防护;
(7)桥头及涵洞出⼝防护:桥头锥坡及溜坡,采⽤六⾓形砼实⼼预制块防护;桥台台后20m范围采⽤六⾓形砼空⼼预制块内植草进⾏防护;涵洞出⼝采⽤M7.5浆砌⽚⽯铺砌。
河塘路段:⼩的鱼塘沟河清淤后回填,视为⼀般路基,不进⾏特殊防护。
较⼤河塘路段,设计选⽤了三个⽅案进⾏⽐选:①实⼼六⾓块防护;②⼟⼯编织袋(内填⽯灰⼟)防护;③⼟⼯模袋防护。
经综合⽐选,设计推荐实⼼六⾓块防护。
河塘段清淤排⽔后,在设计⽔位⾼度加50cm安全⾼度的边坡范围内,采⽤实⼼六⾓块,下部设浆砌⽚⽯勺型基础。
⼟⼯编织袋防护是⼀种新型的河塘防护处理⽅案,⽬前在⽇本等国已经普遍采⽤,经济性、处理效果均较好,设计建议可做部分试验段,以获得设计、施⼯等数据,为将来此⽅法的推⼴采⽤积累经验。
⼟⼯模袋防护具有防护效果好、圬⼯数量⼩、施⼯简单的特点,但⼯程造价较⾼。
4 取⼟、弃⼟⽅案及节约⽤地措施
4.1 取⼟、弃⼟⽅案及节约⽤地的措施
本项⽬路线沿线基本为农⽥,考虑拟建项⽬⽤⼟数量较⼤,为了尽可能少的占⽤基本农⽥,对取、弃⼟⽅案作了深化研究。
1、取、弃⼟原则
(1)尽量采⽤集中取⼟、深挖取⼟⽅案,减少取⼟坑占地⾯积,取⼟坑设置同时兼顾地⽅复垦或养殖业发展规划。
(2)尽量征⽤废弃⼟地、低产地及由于本路建设⽽形成的边⾓地。
(3)尽可能利⽤景观整治⼯程及其他⼯程⼟⽅,提⾼综合效益。
(4)卸载⼟⽅和刷坡⼟⽅⽤于护坡道填筑和回填取⼟坑。
清除的淤泥回填取⼟坑,⽤于复垦。
在路基施⼯场地整平、清除耕植⼟、开挖取⼟坑阶段,保存表层利于农作物⽣长的耕植⼟,将剥离的表⼟层⽤于取⼟坑、临时⽤地及其他未利⽤地和废弃地的复垦。
2、节约⽤地措施
(1)路线平、纵⾯设计
平⾯:在满⾜路线功能要求和控制点要求的前提下,尽可能减少占地,特别是耕地。
纵断⾯:从节约⼟地和可持续发展理念出发,本项⽬纵断⾯设计在满⾜功能的前提下尽可能降低路基填⼟⾼度。
(2)主要构造物
桥梁设计时充分调查,核定合理的通航等级、公路等级及净空。
(3)断⾯⽤地宽度的确定
公路⽤地应遵照保护、开发⼟地资源,合理利⽤⼟地,切实保护耕地,促进社会经济可持续发展的原则合理拟定公路的⽤地范围。
依据《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)规定“公路路堤两侧排⽔沟外边缘(⽆排⽔沟时为路堤或护坡道坡脚)以外,或路堑坡顶截⽔沟外边缘(⽆截⽔沟为坡顶)以外不少于1m的⼟地为公路⽤地范围,⾼速公路、⼀级公路不⼩于3m。
”
路线穿过了较多的基本农⽥区,为了保护耕地,本项⽬的公路⽤地范围采⽤了较低的标准,当路线位于⼀般路段时,⽤地范围为两侧排⽔沟外边缘以外1m。
(4)合理确定护坡道宽度
对于⽤地范围内护坡道的宽度,结合地质条件、路基⾼度、填料性质,综合考虑路基及边坡稳定,已建⾼速公路⼀般为1.0~2.0m。
本项⽬为了减少占地,结合项⽬沿线⼟质、填料等情况,在保证路基稳定的前提下,采⽤1.0m的护坡道宽度。
4.2 ⼟地复垦
1、复垦原则
(1)按照“以⼈为本、保护优先、治理为辅、再⽣结合”的原则,切实加强环境保护,实现⼯程建设和环保⽬标的协调和统⼀。
(2)按照可持续发展、节约资源的原则,将公路建设与当地⽔⼟保持、环境保护相结合,统筹规划、合理布局。
对施⼯中清除的表⼟、腐殖⼟,制定存放与利⽤⽅案,合理确定临时存放场。
将存⼟⽤于绿化、复垦、造地等⽤途,最⼤限度地利⽤腐殖⼟这种不可再⽣的资源。
2、具体措施:
(1)表⼟的采集
在路基施⼯场地整平、清除耕植⼟、开挖取⼟坑阶段,保存表⼟0.15m左右利于农作物⽣长的耕植⼟。
为避免表⼟采集⼯作过分的超前⽽加剧⽔⼟流失和环境破坏,具体在采集过程中应根据公路的施⼯进度有计划地进⾏。
(2)表⼟的堆放
将采集下来的表⼟按照复垦计划和公路施⼯计划优选出合适的堆存点进⾏暂时存贮以待后⽤,具体原则为:
①道路⽤地范围内采集的表⼟堆放应因地制宜,综合考虑施⼯进度、附近取⼟坑位置等因素;
②优化施⼯⼯序,争取表⼟的随挖、随运、随铺,减少堆放点,节省⽤地;
(3)场地的整平及表⼟的铺设
随着公路建设的不断延伸,在已建成的路段,对废弃的取⼟场和弃⼟场进⾏必要的回填、压实、加固、整平等不同的作业之后把已采集的表⼟均匀地铺设在准备好的场地,铺设厚度应根据具体的复垦⽬标(林业复垦、农业复垦等)合理确定,通常表⼟的铺设厚度取0.3~0.5m。
(4)复垦地的利⽤
根据复垦设计中所确定的复垦地利⽤⽅向, 按不同要求对复垦地进⾏不同处理以便进⼀步地利⽤。
对农、林复垦来讲, 这步⼯作主要是对复垦地的改良、熟化,择优品种进⾏绿化及利⽤如种粮、植草、栽树等。
5 路⾯设计
5.1 设计原则
依据《公路沥青路⾯设计规范》(JTG D50-2006)及相关规范,根据公路的功能、使⽤要求及所处地区的⽓候、⽔⽂、⼟质等⾃然条件,结合近期⾼等级公路路⾯施⼯经验和材料供应情况,在满⾜交通量和使⽤要求的前提下,遵循技术先进、经济合理、安全适⽤、合理选材、⽅便施⼯、利于养护的原则,并融⼊“全寿命周期成本”的理念进⾏路⾯综合设计。
5.2 设计标准及设计理论
设计标准:沥青混合料路⾯设计以双轮组单轴100kN为标准轴载,设计使⽤年限15年。
设计理论:沥青混凝⼟路⾯结构计算采⽤双圆垂直均布荷载作⽤下的弹性层状态体系理论为基础,以路表设计弯沉和沥青混凝⼟路⾯⾯层、半刚性基层、底基层的层底拉应⼒为设计指标,计算路⾯结构厚度。
5.3 交通组成、交通量及轴载换算
根据⼯可报告交通量预测结果,本项⽬各路段交通量见表6;公路运营期间交通组成如表7所⽰;代表车型统计表如表8所⽰。
表6 项⽬主线未来交通量预测(PCU/⽇)
表7 特征年交通组成表
表8 代表车型统计表
根据以上成果,经计算本项⽬沥青路⾯设计的主要指标如下表9。
表9 沥青路⾯设计的主要弯沉指标
5.4 设计⽅案及⽐选
根据沿线材料料源,结合本项⽬区域等级公路路⾯设计成功经验,初步拟定⼏种路⾯结构⽅案,分别对路⾯结构⽅案的⾯层、基层、底基层进⾏了⽐较。
由于沥青砼路⾯具有⾏车舒适、噪⾳⼩、维修养护⽅便等优点,在⾼等级公路中得到⼴泛应⽤,因此本项⽬采⽤沥青砼路⾯,不再与⽔泥砼路⾯做⽐较。
我国⾼等级沥青路⾯通常采⽤两层或三层沥青混合料⾯层,两层厚度⼀般为12cm,三层厚度⼀般为18cm。
三层沥青⾯层平整度、⾏车舒适性等路⽤性能均优于两层结构,但是造价较⾼,本项⽬交通量组成以⼩客车为主,远景年限⼩客车所占⽐例达66.5%。
因此,在综合考虑路⾯使⽤性能和经济性的前提下,本项⽬推荐采⽤双层沥青混合料⾯层。
路⾯⾯层是直接承受汽车荷载作⽤和⼤⽓降⽔、温度变化影响的路⾯结构层,直接暴露于⼤⽓之中。
保证⾜够的承载⼒、抵抗变形能⼒、良好的平整度、较强的抗滑性和耐久性,是沥青路⾯的基本要求。
因此,⾯层材料的选⽤应考虑材料的性能要求及⽔稳性和防尘性等因素。
本项⽬地区夏季炎热,冬季寒冷,⼀年四季⾬量充沛,复杂的⽓候条件以及⽇益增⼤的交通量,⽆疑给沥青混合料路⾯的抗⾼温车辙、低温开裂及抗⽔损害性能提出了严格的要求,应选择合适的沥青混合料类型以提⾼路⾯的使⽤性能,延长路⾯的使⽤寿命。
从路⾯使⽤性能和保护下层结构的⾓度出发,路⾯应具有较好的密⽔性和抵抗半刚性基层反射裂缝的能⼒,因此路⾯表⾯抗滑与排⽔、抗变形能⼒应得到充分的重视。
1、沥青上⾯层⽐选
SMA-13改性沥青玛蹄脂碎⽯混合料,采⽤⾻架密实结构,基本消除了离析现象,具有良好的抗车辙、抗裂、抗滑、抗⽼化等性能,以及防⽔、噪⾳⼩等优点,虽然造价略⾼,但使⽤质量好,养护费⽤低。
SUP-13沥青混合料主要是采⽤旋转压实仪对混合料进⾏设计,同时对沥青采⽤PG分级标准。
SUP-13沥青混合料呈⾻架嵌挤结构,具有良好的抗车辙性,同时⼜均匀密实,抗⽔损性能较好,测试⼿段要求严格,需专⽤设备。
⼀般路段推荐采⽤。
AC-13C细粒式沥青混凝⼟,施⼯⼯艺成熟,采⽤新的密实-⾻架型级配,表⾯摩阻系数⼤,抗滑性能好,价格较低,但⾼温稳定性能略差。
2、沥青下⾯层⽐选
沥青混合料下⾯层主要作⽤是承重层,承受⾏车过程中产⽣的剪应⼒,是影响车辙产⽣的主要结构层,因此下⾯层必须具有优良的⾼温抗车辙、低温抗开裂等路⽤性能。
下同时尽可能使之具备防⽌半刚性基层裂缝反射的功能。
我省⽬前基本上采⽤AC 型和Superpave型两种形式。
Superpave型沥青混合料“⼗⼀五”期间在我省⾼等级道路中、下⾯层得到了推⼴使⽤,与⼀般AC型沥青混合料相
⽐,Superpave型沥青混合料中间集料( 4.75 ~ 12.5mm )相对较多,较粗和较细的集料相对较少,因⽽集料均匀性较好,混合料更趋于嵌挤密实,⾻架性好,具有较好的抗车辙、抗裂缝和抗⽔损害性能,同时Superpave路⾯减少了路⾯级配离析。
Superpave混合料对施⼯压实要求较⾼,需要较⼤的压实功,施⼯技术要求较⾼。
我省的改进型AC型沥青混合料,在集料的级配设计已经与Superpave型沥青混合料接近,“⼗⼀五”期间在我省⾼速公路上得到了⼴泛的应⽤,使⽤效果
良好,热稳定性、抗车辙能⼒均能满⾜⾼速公路要求,与Superpave混合料⼯程造价相当。
⽬前,Superpave型沥青混合料的施⼯⼯艺已经⽐较成熟,路⾯施⼯单位基本配置了旋转压实仪等设备,经过综合分析,本项⽬下⾯层路⾯结构推荐采⽤为Superpave-20。
3、路⾯基层的⽐选
⼆灰碎⽯能充分利⽤⼯业废渣,保护环境,造价较低,前期强度低,后期强度有较⼤提⾼,但抗⽔性能不如⽔泥稳定碎⽯,本项⽬不推荐。
柔性基层国际上在重交通路段已普遍采⽤,由于计算模式改变,⽬前国内应⽤尚处于研究发展阶段,施⼯⼯艺不成熟,造价较⾼,但作为沥青路⾯的发展⽅向可考虑做试验性研究。
基层对半刚性基层、柔性基层进⾏了⽐较。
由于⽔泥稳定碎⽯当前应⽤⾮常普遍,具有强度⾼,抗⽔性好,与沥青封层结合好等优点,虽然表⾯易产⽣收缩裂缝,但可通过适当降低基层模量、控制⽔泥掺量以及铺设应⼒吸收膜或玻纤格栅的⽅法进⾏控制,施⼯⼯艺及质量控制体系⽐较完善。
本项⽬⼤部分路段填⼟⾼度较低,不利季节地下⽔位距路床底较近,⼆灰碎⽯作为基层材料,⽔稳定性相对较差;⽽⽔泥稳定碎⽯的⽔稳定性较好,其易收缩开裂的⽑病⽬前在施⼯中通过改进施⼯⼯艺和加强养⽣等⼀些措施得到改进,在全国多条⾼等
级公路中被⼴泛应⽤。
综上所述,本项⽬路⾯基层推荐采⽤⽔泥稳定碎⽯。
4、路⾯底基层的⽐选
底基层对⼆灰⼟、⽯灰⼟进⾏⽐选,两者均有成功的实践经验,⼆灰⼟价格相对较贵,粉煤灰的质量往往难以控制,含硫量过⼤还会造成环境污染,因此本项⽬主线底基层推荐采⽤⽯灰⼟。
5、⼟基回弹模量的取值
本项⽬路堤填料及基底均进⾏了掺⽯灰处理,路基⼟处于中湿~⼲燥状态,考虑本项⽬区域不利季节地下⽔位距路床底较近,回弹模量值应按⼟基的长期⼯作状态下不利情况选取。
通过室内试验,同时参考区域内其它项⽬的设计经验,本项⽬路⾯计算中的
⼟基回弹模量取值不⼩于40MPa。
6、材料设计参数取值
材料设计参数的取值见下表。
表10 沥青路⾯材料参数表
表11 基层、底基层、⼟基材料参数
5.5 推荐的路⾯结构
根据设计使⽤年限内⼀个车道上的累计单量轴次级设计容许弯沉值,及《公路沥青路⾯设计规范》中的相关要求,经过计算,本项⽬沥青路⾯结构及厚度组合⽅案如下:
1、主线⼀般路段路⾯结构
上⾯层:4cm SUP-13(改性沥青)
下⾯层:8cm SUP-20(改性沥青)
乳化沥青封层:不计厚度
基层:36cm抗裂型⽔泥稳定碎⽯
底基层:20cm⽯灰稳定⼟
总厚度:68cm
含⾏车道、硬路肩、路缘带及中央分隔带开⼝(含平交⼝开⼝段)范围内路⾯结构。
2、桥⾯铺装
上⾯层:4cm SUP-13(改性沥青)
下⾯层:8cm SUP-20(改性沥青)
总厚度:10cm
5.6 路⾯主要材料要求
1、沥青混凝⼟⾯层
(1) 沥青
SBS改性沥青的基质沥青采⽤道路⽯油沥青,沥青标号A级70号,其他各项指标应符合《公路沥青路⾯施⼯技术规范》(JTG F40-2004)表 4.2.1-2“道路⽯油沥青技术要求”。
SBS 改性沥青的质量及技术要求应满⾜《公路沥青路⾯施⼯技术规范》(JTG F40-2004)表4.6.2“聚合物改性沥青技术要求”SBS类I-D类各项要求。
(2) 粗集料
粗集料必须选⽤坚硬的、粗糙的、有棱⾓的优质⽯料,必须严格限制集料的扁平颗粒含量,必须与沥青有很好的粘附性,其粒径规格应符合《公路沥青路⾯施⼯技术规范》(JTG F40-2004)表4.8.3的规定。
路⾯上⾯层选⽤符合要求的⽞武岩,下⾯层选⽤符合要求的⽯灰岩,软⽯含量≯5%,其质量技术要求应符合《公路沥青路⾯施⼯技术规范》(JTG F40-2004)表4.8.2的规定。
(3) 细集料
沥青⾯层选⽤的细集料采⽤机制砂,细集料应洁净、⼲燥、⽆风化、⽆杂质,并有适当的颗粒级配,其粒径规格应符合《公路沥青路⾯施⼯技术规范》(JTG F40-2004)表4.9.3中的要求,质量应符合《公路沥青路⾯施⼯技术规范》(JTG F40-2004)表4.9.2中的规定,并应控制机制砂⽤量。
(4) 填料
沥青混合料的矿粉必须采⽤⽯灰岩或岩浆岩中强基性岩⽯等憎⽔性⽯料经磨细得到的矿粉,原⽯料中泥⼟杂质应除净,其质量应符合《公路沥青路⾯施⼯技术规范》(JTG F40-2004)表4.10.1的要求,回收粉尘不应再利⽤。
(5)掺加抗车辙剂的沥青混合料技术指标
交叉⼝减速、停车路段及⼤型平交⼝中、下⾯层采⽤添加抗车辙剂的沥青混凝⼟。
抗车辙剂混合料的技术要求见表12。
表12 抗车辙混合料技术要求
2、乳化沥青封层
⽔稳碎⽯基层铺筑结束待表⾯稍⼲后应⽴即进⾏透层沥青施⼯,喷洒透层油后破乳⽴即洒布⽤量为2m3/1000m2的⼩⽯屑保护。
养⽣结束后⽴即进⾏下封层的施⼯。
除分隔带外全断⾯铺设,分隔带开⼝部分贯通铺设。
沥青封层采⽤乳化沥青单层表处形式,集料按《公路沥青路⾯施⼯技术规范》(JTG F40-2004)表6.2.1中的规定采⽤机制⽯屑,矿料粒径3~5mm,⽤量宜6~8m3/1000m2,沥青采⽤乳化沥青PC-1,⽤量在1.0kg/m2左右。
根据基层的类型选择渗透性好的乳化沥青作为透层油。
透层油的⽤量通过试洒确定,不宜超过《公路沥青路⾯施⼯技术规范》(JTG F40-2004)表9.1.4要求的范围。
3、⽔泥稳定碎⽯基层
(1) ⽔泥
普通硅酸盐⽔泥,矿渣硅酸盐⽔泥,⽕⼭灰质硅酸盐⽔泥都可以⽤于⽔泥稳定碎⽯路⾯基层施⼯,禁⽌使⽤快硬⽔泥,早强⽔泥以及其他受外界影响⽽变质的⽔泥。
⽔泥初凝时间应⼤于4⼩时,终凝时间在6⼩时以上,标号采⽤42.5级。
如采⽤散装⽔泥,在⽔泥进场⼊罐时,要了解其出炉天数。
刚出炉的⽔泥,要停放七天,且安定性合格后才能使⽤,夏季⾼温作业时,散装⽔泥⼊罐温度不能⾼于50℃,⾼于这个温度,若必须使⽤时,应采⽤降温措施。