公路各结构层回弹弯沉值设计规范和评定标准
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公路各结构层回弹弯沉值设计规和评定标准
一、概述
《公路沥青路面设计规》JTJ 014-97规定了路面顶层的设计弯沉计算公式和方法;在《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004中提出要求检测路面顶层和土质路基回弹弯沉;在《公路路面基层施工技术规》JTJ 034-2000中则补充规定了路基、路面基层的相应回弹弯沉的计算检测标准。
1、《公路工程技术标准》(2003)
2、《公路沥青路面设计规》JTJ 014-97
3、《公路路面基层施工技术规》JTJ 034-2000
4、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004 (一)弯沉的作用
公路工程回弹弯沉分为容许弯沉、设计弯沉和计算弯沉。
容许弯沉
容许弯沉是合格路面在正常使用期末不利季节,路面处于临界破坏壮态时出现的最大回弹弯沉,是从设计弯沉经过路面强度不断衰减的一个变化值。
理论上是一个最低值。
计算公式是
LR=720N *AC*AS。
《公路沥青路面设计规》JTJ 014-97 119页
设计弯沉
设计弯沉值即路面设计控制弯沉值;是路面竣工后第一年不利季节,路面在标准轴载作用下,所测得的最大回弹弯沉值,理论上是路
面使用周期中的最小弯沉值。
是路面验收检测控制的指标之一。
计算公式是
L d=600N *AC*AS* Ab。
《公路沥青路面设计规》JTJ 014-97 42页
计算弯沉值
计算弯沉值分检测计算弯沉值和理论计算弯沉值。
检测计算弯沉值:
通过对路基、路面和原有老路进行弯沉检测,并通过计算整理所得到的代表值。
其作用主要是评定路基路面状况和作补强设计之用。
理论计算弯沉值
路基,路面基层、底基层等各层在设计时均要求计算出其弯沉设计值,在完工检测时也要检测其值,以检验其强度是否满足要求。
二、路面设计弯沉值的计算
(一)路面顶面设计弯沉值
路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标,是路面厚度计算的主要依据。
路面设计弯沉值应根据公路等级、在设计年限累计当量轴次、面层和基层类型按下式计算:
L d=600N *AC*AS*Ab
式中:
L d――路面设计弯沉值(0.01mm);
N e――设计年限一个车道上累计当量轴次;
AC――公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1,
三、四级公路为1.2;
AS--面层类型系数,沥青砼面层为1.0;热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为1.1;沥青表面处治为1.2;中、低级路面为1.3;
Ab--基层类型系数,对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm 时,Ab=1.0;若面层与半刚性基层间设置等于或小于15cm级配碎石层、沥青贯入碎石、沥青碎石的半刚性基层结构时,Ab可取1.0;柔性基层、底基层Ab=1.6,当柔性基层厚度大于15cm、底基层为半刚性下卧层时,Ab可取1.6;
(注:新建公路和改建公路路设计弯沉均采用上面公式计算。
)
三、路基、路面基层设计弯沉值的计算
(一)路基顶面设计弯沉值
根据《公路路面基层施工技术规》JTJ 034-2000规定,土基回弹弯沉的计算,首先应确定土基回弹模量E o
查《公路沥青路面设计规》附录E或通过实测可得相应区域不利季的E0,然后按下式计算土路基顶面设计弯沉值。
L0=9308×E0-0.938 (0.01mm)
E0――不利季节土基回弹模量单位为MPa;
L0――土基顶面回弹弯沉计算值单位为0.01mm;
(二)路面底基层顶面设计弯沉值
根据《公路路面基层施工技术规》JTJ 034-2000之规定,底基层顶面回弹弯沉按如下步骤计算:
1)利用土基和底基层材料的回弹模量计算值E0和E1以及底基层的厚度h1(cm),计算模量比K1E0/K2E1及比值h1/δ(δ为单个轮迹当量圆半径(cm),对于黄河卡车,δ=10.75;K2为底基层材料季节影响系数,可取1.1-1.2,或查《公路沥青路面设计规》附录E。
2)查附图A.0.3,得底基层表面弯沉系数a L。
3)计算弯沉综合修正系数F:
F=3.643a L1.8519
4)计算底基层顶面回弹弯沉:
L1=2pδa L F/E0K1
P――后轴重100KN卡车轮胎的单位压力,对于黄河卡车,可取0.7MPa;
K1――季节影响系数,可取1.2-1.4。
(三)路面基层顶面设计弯沉值
路面基层回弹弯沉设计值的计算与底基层类似,不同之处在于将底基层厚度h1换算为与基层材料相当的当量厚度h2。
四、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1 2012)
附录I 路基、柔性基层、沥青路面弯沉值评定
I.0.1 弯沉值用贝克曼梁或自动弯沉仪测量。
每一双车道评定路段(不超过lkm)检查80-100个点,多车道公路必须按车道数与双车道之比,相应增加测点。
I.0.2 弯沉代表值为弯沉测量值的上波动界限,用下式计算:
L r=L+Za*S
式中:L r—弯沉代表值(0.0lmm);
L—实测弯沉的平均值:
S—标准差:
Za—与要求保证率有关的系数,见附表I。
附表I Za值
I.0.3 当路基和柔性基层、底基层的弯沉代表值不符合要求时,可将超出L±(2-3)S的弯沉特异值舍弃,重新计算平均值和标准差。
对舍弃的弯沉值大于L+(2-3)S的点,应找出其周围界限,进行局部处理。
用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时,应按两个独立测点计,不能采用左右两点的平均值。
I.0.4 弯沉代表值大于设计要求的弯沉值时相应分项工程为不合格。
I.0.5 测定时的路表温度对沥青面层的弯沉值有明显影响,应进行温度修正。
当沥青层厚度小于或等于50mm时,或路表温度在20℃±2℃围,可不进行温度修正。
若在非不利季节测定时,应考虑季节影响系数。
316国道枣阳城区绕城段工程各结构层材料设计参数:(施工设计图第二册S3-20 第1页)
材料设计参数。