[键入文字]《公路沥青路面设计规范》JTGD50－2004条文说明2004年9月16日[键入文字]1总则1.0.1由于国民经济发展，带来交通量激增和重载车增多，对路面设计和施工是一个挑战。为提高路面设计水平和工程质量，减少早期损害，总结工程实践的经验教训，吸纳新的科研成果，有必要对原规范进行修订。1.0.3路面设计工作是一个系统工程，它不是单纯地厚度计算。因原材料性质决定沥青混合料或各种基层混合料的物理力学特性，各种混合料的性质决定了各结构层的路用性能，所以，材料直接影响路面质量与耐久性。各结构层的组合与当地的气候、交通量与交通组成密切相关，合理的结构组合，使路面获得经济、耐久效果。厚度计算与材料设计参数取值直接相关，没有实测材料参数厚度计算缺乏依据。若缺原材料调查，无合理材料单价，可导致变更设计，突破投资。故设计人员应重视材料调查，选用符合技术要求，经济合理材料，防止简单地套用路面结构，把设计变成是厚度计算。设计工作包括以下具体内容：1调查与收集有关交通量及其组成资料，积极开展轴载谱分布的调查、测试工作；2收集当地气候、水文资料，了解沿线地质、路基填挖及干湿状况，通过试验或论证确定路基回弹模量；3设计人员应认真做好路用各种材料的调查，并取样试验，根据试验结果选定路面各结构层所需的材料；4施工图设计阶段应进行混合料的目标配合比设计，并测试、确定材料设计参数；5拟定路面结构组合，采用专用程序计算厚度；6对路面结构方案进行概算、技术经济比较，进行初期投资或长期成本寿命分析，提出推荐的设计方案。但是目前我国尚未建立初期投资、营运中的维修、养护费用等全过程的技术经济预估模型，希望有条件的设计、科研单位开展这方面的工作，积累资料。7认真做好路面排水、路面结构内部排水和中央分隔带排水系统设计，使路面排水通畅，路面结构内部无积水滞留。1.0.4该条文仅增加了路面设计应符合国家环境保护的有关规定，设计中应注意废弃料的处理，不能污染环境。鼓励积极开展旧沥青面层、破碎水泥混凝土板和旧基层材料的再生利用，节约资源，保护环境。1.0.5分期修建的方案，由设计单位根据实际情况决定。1.0.6新条文强调了设计目的不仅确定路面结构厚度，还应为行车提供快捷、舒适、安全、稳定、耐久的服务功能。现行弹性层状理论设计方法和设计指标，主要是考虑在车辆荷载的反复作用下，使路面具有相应的整体刚度（即承载能力），以及抵抗各结构层因拉应力或拉应变而产生的疲劳破坏。对于当前出现的水损害、车辙、推移、拥包等病害，用弹性层状理论尚难以得出符合实际的设计结果，故需通过沥青混合料的性能设计，合理的结构组合等因素间接地控制。沥青混合料的高温、低温、疲劳、水稳性等性能的各影响因素，有的是相互矛盾的，因此在沥青混合料设计时，应结合各地的环境条件，抓住主要矛盾，综合、全面地考虑各种性能的平衡进行设计。2术语及符号2.1术语2.1.1~2.1.8近年来，由于交通事业发展而出现了路面结构类型多样化的趋势，有必要明确各种沥青路面结构的定义，以避免路面结构概念称呼的混乱，更有针对性地开展研究工作。因此，将基层分为三种：半刚性、柔性、刚性基层。沥青路面分为半刚性基层沥青路面，柔性路面，贫混凝土路面，混合式基层路面。。2.1.16~2.1.17原规范未明确最大粒径和公称最大粒径的定义，新规范加以明确。级配的粒径以公称最大粒径命名，如AC-13其公称最大粒径为13mm，最大粒径为16mm。最大粒径是指混合料中筛孔通过率为100%的最小筛孔尺寸。公称最大粒径是指混合料中筛孔通过率为90～100%的最小筛孔尺寸。2.1.24在路面结构或混合料的设计应考虑其最不利状态。在厚度计算时应考虑路面材料、路基的回弹模量在一年的季节变化中处于强度最低的状态为最不利。对路基而言，冰冻地区系指春季冻融时期，非冰冻地区系指雨季，因各地的雨季不同，不利季节也不同，有的地区是梅雨季节最不利，有的地区是雨量大或雨期长的季节是最不利季节。对沥青混合料设计而言，对无冰冻地区以夏季高温状态为最不利季节；对冰冻地区以冬季低温状态为最不利季节。3一般规定3.1交通量3.1.1根据《重载沥青路面设计规范》研究报告，国外资料表明“世界上采用100KN为标准轴载的国家最多，占34%；以80KN为标准轴载的国家次之，占28%；标准轴载大于100KN的国家占26%；标准轴载为60KN或90KN的国家各占6%。”由于我国采取加强行政管理措施，限制超载，仍以双轮组单轴100KN为标准轴载。特殊运煤、运建筑材料等重载车为主的公路，据调查重载、超载车多的公路，其轮胎接地压强可达0.8~1.1Mpa，相应的接地面积也有一定增加。因此，设计人员应根据实测的轮胎压力、当量圆直径资料，经论证适当提高荷载参数进行计算。3.1.2以弯沉值为设计指标时的轴载换算公式，原规范限定在双轮组单轴重为130KN之内使用，据《重载沥青路面设计规范》研究报告，从理论计算和实际检测的结果，再次确认路面弯沉比与荷载比的b次方成正比关系，并根据ALF加速加载试验，湖北襄樊试验路，津围公路，以及用落锤式弯沉仪FWD在郑洛高速公路、八达岭高速公路的试验分析结果，当路面弯沉在20—40(0.01mm)内，b值平均为0.93，原规范b值平均为0.87，前者比后者大6%，考虑柔性结构的弯沉值比半刚性基层大些，b值应小些，因此，轴载公式可不改变。根据研究报告，实测轴重达200KN，计算分析轴重达250KN，故将轴重适用范围可扩大至200KN。沥青面层以拉应力为设计指标时，b值取0.87，指数方为3.95，b值取0.93，指数方为4.22，法国柔性路面用5次方，Al美国沥青协会采用4次方计算，英国采用4次方计算，澳大利亚采用5次方，日本采用4次方，因此，我们推荐与弯沉等效相同用4.35次方。当以半刚性基层层底拉应力为设计指标时,轴载系数公式未变，仍以8次方计算。关于贫混凝土基层以拉应力为设计指标时，如何进行轴载换算？用拉应力等效模式的轴载换算公式，对贫混凝土基层疲劳方程做的工作不多，从长安大学的研究结果得知，贫混凝土的疲劳方程如下式推导，轴载换算为12.79次方。Ks=σs/σr=0.513Ne0.0677根据国外资料可知，法国为12次方，澳大利亚对稳定类的指数也为12次方，因此本规范建议贫砼基层采用指数为12次方计算。3.1.3路面设计年限是指路面完工开始营运起，在正常养护和维修、罩面的条件下至路面服务性能下降到需大修时的时间，原规范一般规定为6~15年。但与国外相比，我国规定的设计年限较短。根据国外资料，路面设计中有设计年限和分析年限之分，设计年限的概念与我国相同，分析年限是用于进行长期性能、寿命评价用。如美国AASHTO设计法，分析年限对交通量大的城市道路为30~50年，交通量大的郊区道路为20~50年；对交通量小的城市道路为15~25年，交通量小的砂砾路面为10~20年。设计年限一般为10~20年。英国、法国、德国、南非设计年限一般为20年。澳大利亚设计年限为20~40年，加铺罩面为10~20年。日本的设计年限，从疲劳开裂出发为20年，但是，管理者可根据交通情况、环境、路面寿命成本效益，可用稍长或稍短的设计年限。因此，新规范在原有基础上对特殊情况可适当延长设计年限。对改、扩工程，因公路等级和工程规模不同，由各省市根据具体情况，确定设计年限。3.1.4新建公路根据《工程可行性研究报告》提供的交通量OD调查资料，可得到多年各种汽车交通量(自然车辆数)构成，即小客车、小型货车、大客车、中型货车、大型货车、拖挂车等各种车型组成的比例，以及预估第一年或设计年末的日平均汽车交通量。设计时应对各种车型的轴重分布情况进行调查，可不考虑小客车，小货车，中客车，主要调查大客车，中货车、大型货车，拖挂车等的数量与轴重分布情况，并应根据交通载重的实际情况，计入空载、满载、超载等因素，更真实地预估设计交通量。对改建工程可根据有代表性的月、日、时的实测轴载谱，或调查的各类型车的轴载分布资料，可将单轴大于或等于25KN的各种车辆分别按轴重每10KN分级排列，按本节规定计算前、后轴的轴重换算系数αi，并考虑轮组系数C1和轴数系数C2影响。3.1.8增加交通量等级的原因：1路面厚度计算中采用设计年限内一个车道累计当量标准轴次Ne作为依据，但是，累计当量标准轴次它不能完全反映车辆荷载对路面产生车辙、平整度、耐磨抗滑等性能指标的直接作用，则难以用累计当量标准轴次建立直接相关性。2在材料与混合料的设计、结构设计等方面，一般均考虑公路等级的关联，但从有关调查资料分析可知，同一公路等级的交通量及组成却大不相同。这样造成对交通量小的高速公路的技术要求过高，而对交通量很大的二级公路的技术要求却偏低，因此，有必要根据国内交通的实际情况，在考虑公路等级的同时，也考虑交通量等级。3国外交通量的分级，多采用日平均货车或大型车分级，如澳大利亚、法国、德国、日本等，也有用累计当量轴次(万次)进行交通量分级，如美国沥青协会AI、南非等，一般分为四至七级或更多。我国过去多以累计当量轴次(万次)表征交通量的大小，鉴于考虑多种性能指标，以及对材料、混合料的设计、结构设计等方面技术要求，有必要增加以汽车为主的划分交通量等级方法。根据国家干线公路交通调查资料划分等级为七级，经综合分析，考虑我国汽车交通量构成比例、国道交通量和高速公路上(中型标准车)的分级，将我国交通量划分为五级，分为特轻、轻、中、重、特重交通等级。因我国地域大、东西南北地域的经济发展极不平衡，交通量分布相差也很大，因此划为五级是合理的。3.2对路用材料的技术要求3.2.1沥青标号和沥青技术指标的选择与工程所在地的气候密切相