搜索
中华人民共和国行业标准附件:公路沥青路面设计规范JTJ014—97条文说明修订说明自交通部下达了修订《公路柔性路面设计规范》JTJ014—86的任务后，我院曾发函到各省、市有关交通部门征求意见，在此基础上提出了修订规范大纲和《沥青路面设计指标与参数研究》的研究课题。1991年6月4日由交通部原工程管理司主持召开了专家评审会。根据评审意见，研究工作以现行规范的设计理论为基础，以完善弯沉和弯拉设计指标、设计参数为中心，对轴载换算公式、设计弯沉值、沥青路面和半刚性材料疲劳规律、材料设计参数、弯沉综合修正系数以及设计方法的验证和抗冻厚度设计等八个专题进行了研究。该课题由交通部公路规划设计院主持，同济大学、长沙交通学院、哈尔滨建筑大学交通学院、交通部重庆公路所、山西省交通科研所、吉林省公路勘察设计院、湖北省公路局、广西交通规划勘察设计院、江西省交通设计院、广西交通科研所、山东省公路局、西藏公路勘察设计院、上海市公路处等十八个单位参加。研究成果于1996年1月通过了交通部科技司主持的专家鉴定，并建议将成果纳入规范。规范修订工作是根据八个专题研究成果和近年来的科研成果，以及公路实践经验进行的。在编写过程中曾发函收集资料，并召开一次座谈会，并于1996年4月召开了《公路沥青路面设计规范》征求意见稿的会议，根据会议纪要修改了规范条文，同年11月提出规范送审稿和编写条文说明，12月提出规范报批稿，经部审定批准，颁布执行。本次规范修订内容，除规范更名和章节调整外，还修订了以下内容:1.根据专题研究成果，对沥青路面厚度计算方法进行了修订，其中包括①取消BZZ—60轴载标准、修改轴载换算公式；②容许弯沉值改为设计弯沉值；③根据疲劳试验结果调整了沥青路面和半刚性基层材料的抗拉强度结构系数；④无论以设计弯沉值还是以容许拉应力计算，均采用多层弹性体系层间完全连续接触条件的解析解，并编制了专用计算机设计程序；⑤材料回弹模量用圆柱体试件，按无侧限压缩试验测得抗压回弹模量，材料抗拉强度用劈裂试验测得抗拉强度；⑥在试验路资料的基础上，结合试算和现有公路的验证，调整了弯沉综合修正系数；⑦提出了按道路冻深和考虑路面材料热物性的抗冻厚度计算方法。2.鉴于近年来计算机广泛而迅速地普及，原规范的查图法计算厚度既不准确，也落后于时代，因此，本规范删除了这方面的内容。3.改建路面中的原有路面补强设计方法与新建路面设计方法统一，增加了旧路面的综合模量计算法。4.随着科学技术的进步和公路建设的实践经验的积累，对某些内容作了适当的修改和补充。如修改了分期修建、抗滑标准、沥青层厚度等条文规定，增加了沥青玛蹄脂碎石、沥青混合料的车辙指标和水稳定指标、水泥混凝土桥面铺装等内容，以及对路基的填料、压实度等技术要求。5.考虑与相关规范的协调一致，对有关内容作了相应的调整和增减。随着条文内容的变更，条文说明也作了相应的修改。有的条文简单易懂，则不再加以说明，仅对部分条文给予说明。新规范修正了现行设计方法在容许弯沉值、容许拉应力、弯沉综合修正系数、设计参数等方面的不足；在理论计算体系上更加完善，且更适用于半刚性基层沥青路面的特点；在设计参数的测试上更加简便，有利于设计、施工质量的管理与监理；计算结果更加符合实际，且具有一定安全度。由于吸取了近年来成熟的科研成果，在材料设计和结构设计方面的内容更加充实。修订后的规范，从总体上看其科学技术水平提高了一大步，对提高路面设计和施工质量，提高路面工程的耐久性具有重要意义，对公路建设事业的发展具有显著的社会、经济效益。但是，本规范尚缺乏低温抗裂、半刚性基层材料抗冻性方面的内容，钢桥面铺装的设计还是空白，这些都是今后急需解决的课题。目录1总则3结构设计4沥青面层5基层、底基层及垫层6路基与排水7新建路面的结构厚度计算8改建路面设计9其他路面工程1总则1.0.1目的改革开放政策促进了公路交通事业的迅速发展，公路交通量迅速增长，载重车辆轴重加大，部分公路上超载运输现象严重，致使有的路面出现早期破坏，工程设计人员必须关注这一事实的存在。“精心设计、质量第一”是设计人员应该贯彻的重大方针政策，制定设计规范是为了引导设计人员以正确的设计指导思想，遵循一定的技术法规，结合工程的实际情况，以质量第一为目标搞好设计，避免在设计中盲目地照抄照搬，克服片面性、随意性和脱离实际，从而达到确保路面工程质量、降低工程造价的目的。不同等级的公路对路面的使用品质具有不同的要求，主要表现在一定设计年限内允许通过的交通量，以及要求路面提供相应标准的服务水平。一般来说，路面设计应达到下列要求:1.应满足该公路等级在设计年限内，允许通过预测交通量要求的路面整体刚度，即路面应具有一定的承载能力和抗疲劳能力。2.公路是暴露在大自然的带状工程结构物，它长期经受着日晒、雨雪、酷热、严寒、冻融的考验，因此，路面设计应使路面在变化多样的气候条件下，保持一定的稳定性，这就是路面应具有耐久性。如何采取措施减少或不产生低温缩裂和夏季高温车辙，雨季不受水损害，在冰冻地区路面不受冻害，这些都是设计中必须考虑的问题。3.在设计年限内，经一定的维修养护应使路面具有与公路等级相适应的服务水平。不同公路等级的路面，有不同的服务水平。鉴于我国尚未建立统一的路面服务性能的综合评价指标与方法，仅按不同等级分别提出一些单项指标，如平整度、竣工弯沉值、抗滑性能(摩擦系数、构造深度)等。因此，对高速公路、一级公路路面服务水平除应满足规范规定的各项指标外，总体上要求应平整坚实、抗滑耐磨、稳定耐久，为高速行驶提供安全可靠、快捷、舒适的服务。1.0.3适用范围本规范为交通部颁发的行业规范，它主要适用于各级公路的沥青路面新建和改建路面设计。由于我国还有相当数量的三、四级公路，多数是中、低级路面(砂石路面等)，若单独列一本规范，其内容很少，因此，中、低级路面的设计内容仍然保留于本规范。其他道路是指厂矿道路、城市郊区道路、林区道路、农村道路，设计这些道路时，可结合实际情况参照使用本规范。1.0.4设计原则路面工程与自然环境因素的关系十分密切，详细周密的外业调查是搞好设计工作的基础。在新建和改建公路的外业勘测工作中应按照有关规范的规定进行现场调查，搜集资料，进行各种材料和混合料的试验。路面的强度和稳定性，除取决于路面结构层外，还与路基土类或岩性、路基土的湿度、密度、路基横断面型式(填方或挖方)等有直接关系，因为路基工程是路面的基础工程。因此，路面设计时必须根据使用要求，充分地考虑当地气候、水文、土质、筑路材料等各因素，结合公路路基实际状况进行路基路面综合设计。所谓“综合设计”，即是针对不同的路基特征分别进行路面结构选择和厚度设计。对一般土质路基应考虑土的性质、含水量、压实度，估计其土基回弹模量；对填石路堤、岩石挖方或路堑等应根据岩性、风化程度、有无潜水、裂隙水等，结合排水措施选用结构层和厚度；对软弱的地基或软土，应结合不同的处理方法，确定处理后的路基回弹模量。路面设计应进行方案比选，特别是高等级公路路面具有承受交通量大、使用年限长、造价高、通车后维修养护困难等特点，设计时必须进行多方案的技术经济论证，比选最佳路面结构方案。高级路面的材料选择，特别是面层材料，应在满足规范技术要求的前提下，合理选材，就近取材。对高级路面的底基层或次高级、低级路面的材料选择应以就地取材为原则，尽量降低工程造价。本条规定“高速公路、一级公路不宜分期修建路面，对软土地区和高填方路基等可能产生较大沉降的路段，宜按分期修建或一次设计分期实施的原则设计”是鉴于下列原因:(1)高速公路、一级公路的交通量较大，且对路面的使用品质有较高的要求，一旦开放交通、实行封闭式收费管理后，再中断交通施工，或边施工边通车，不仅影响行车和经济效益，给交通管理带来困难，而且易造成不良的社会影响。(2)高速公路、一级公路的桥梁、通道、交叉工程、涵洞等结构物很多，通常每公里达4～7座，一般结构物(包括中央分隔带)均为一次施工完成，若分期修建路面，则造成纵断面标高的频繁变化，不仅给施工带来麻烦，而且大大降低高速行车的舒适性和安全性。(3)对路面工程提出“分期修建”的目的，主要是为了减少初期投资，适当减薄沥青面层厚度，待若干年后再加厚沥青层，这样的节约投资的办法，其实际效果并不明显。从目前国内高速公路建设情况可知，路面工程占总投资的比例大约在15％左右。据了解，近年来沥青面层每厘米的单位造价约为5～8元/m2，若减薄沥青面层3cm，每公里约减少32.3～51.6万元。按高速公路单位造价1500万元/km计，仅减少投资2.1％～3.4％；若按单位造价为2500万元/km，仅减少投资1.3％～2.1％，可见减薄沥青面层厚度对减少投资的作用是不明显的。相反，由于高速公路对路面使用品质有较高的要求，平整、坚实、抗滑、耐久，是体现高速公路快适、安全，保证服务水平和经济效益的必要条件。因此，总结近年来我国高速公路建设和管理的经验，越来越多的建设单位都更加深刻地体会到路面工程质量的重要性。它对高速公路通车后的营运管理、经济效益和社会效益具有重要作用。从我国工程实践来看，对路面采取分期修建成功的实绩很少。因此，综上所述本规范条文规定高速公路、一级公路不宜采取分期修建。(4)软土地区或高填方路基，在采取技术措施处理后，预计仍有较大的工后沉降时，可按分期修建或一次设计分期实施的原则设计。分期修建是按两个设计阶段考虑，可先铺一薄的沥青层，待路基稳定后，再做二期工程，加铺沥青面层。一次设计分期实施是一次计入设计概算，故不应看作分期修建，而是“分期实施”，如杭甬高速公路，京津塘高速公路天津和塘沽段，均属“一次设计、分期实施”。经技术经济论证后，必须“分期实施”或“分期修建”时，应按远景交通量进行路面结构和厚度设计，第一期工程应一次将基层、底基层厚度铺足，沥青面层适当减薄。第二期工程因间隔时间较长，路面设计应根据路面外观和弯沉值以及实测纵断面高程，进行罩面或补强设计。1.0.5设计理论与方法1978年编制的《公路柔性路面设计规范》，是以双层弹性体系理论为基础，以路表容许弯沉值为设计指标进行路面厚度计算，对三层、多层体系采用等效层当量换算。1986年交通部颁的《公路柔性路面设计规范》JTJ014—86，采用了三层体系为主或多层弹性体系理论公式，以路表容许弯沉值为路面整体刚度的控制指标，对高速公路、一级公路的沥青混凝土面层，半刚性基层、底基层进行弯拉应力验算。本次规范修订工作，考虑我国已进入计算机普及到各基层单位的时代，软件系统为用户提供了方便、快捷的服务，完全可以直接采用多层弹性层状理论公式进行计算。因此，本次修订规范删除了三层体系图解法及多层结构的当量换算法，以避免近似解与多层体系精确解之间计算结果的偏差。除层间接触条件改为完全连续条件以及弯拉模量改为抗压模量、弯拉强度改用劈裂强度外，其他条件与原规范相同。在设计方法上，设计弯沉值、抗拉强度结构系数、弯沉综合修正系数F、层底拉应力计算点的位置、材料回弹模量、土基模量等均有变化，并提供一套新的专用设计程序(APDS97)供使用。1.0.6特殊地区的路面结构我国幅员辽阔，各地的气候、地形、地质水文差异很大。东北地区黑龙江省北部、青藏高原分布着多年冻土地带，甘肃、新疆南部的沙漠，西北、华北等地区分布着大片的盐渍土，广西、云南、湖北等省局部有膨胀土，沿海地区、河湖水网地区的软土，这些地区的气候、土质、水文、筑路材料等都各有特点，鉴于本规范尚未对这些特殊性进行专题研究，故由设计人员根据本规范的一般规定，结合当地经验或试验研究进行路面设计。1.0.7公路自然区划公路自然区划系指《公路自然区划标准》》JTJ033—86，根据该区划选择各气候区划的土基回弹模量值。3结构设计3.0.1路面结构组成本次规范修订工作对路面结构组成的名称有所调整。新规范明确地将承重层分为基层和底基层。这是因为在设计和施工规范中对基层、底基层均提出不同的技术要求，甚至施工方法、工艺的要求也有差别。这样的划分有利于与国际接轨，概念简明，有利于设计人员根据不同层位的特点，选用适宜的路用材料，使设计更加经济合理。关于联结层问