T-SXCAS 029-2024 公路隧道路面设计标准

山西省土木建筑学会团体标准公路隧道路面设计标准Technicalstandardfordesign批准部门:山西省土木建筑学会主编单位:山西省交通规划勘察设计院有限公司中交一公局集团有限公司 4.1一般规定 4.2路面结构组合 4.3隧道路基 4.4路面基层 4.5路面面层 4.6不同路面结构衔接设计 4.7排水 5.1一般规定 5.2基层材料 5.3面层材料 7隧道路面加铺层结构设计 7.7功能性罩面设计 1.0.1为适应交通运输发展和公路建设的需要,提高公路隧道路面的设计质量和技术水平,保证公路隧道路面工程安全可靠、经济合理,制定本标准。建设计。等外公路、各类专用公路和水利工程的隧提下,积极慎重地采用新技术、新结构、新材料、新工艺、新设然条件、材料供应情况、建设和养护条件、实践经验、环境保护要求、全寿命周期等因素,经综合分析确定。1.0.5隧道路面设计除应符合本标准的规定外,还应符合国家现行有关标准、规范的规定。22术语和符号2.1.1沥青混凝土路面asphaltconcr铺筑沥青混凝土面层的路面。2.1.2水泥混凝土路面cementcon以水泥混凝土做面层(配筋或不配筋)的路面。2.1.3普通混凝土路面plainconcr除接缝区和局部范围外,面层内均不配筋的水泥混凝土路面,亦称贫混凝土路面。2.1.4钢筋混凝土路面jointedreinforcedconcretepavement面层内配置纵、横向钢筋或钢筋网并设接缝的水泥混凝土路2.1.5连续配筋混凝土路面continuousreinforcedconcrete面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋,横向不设缩缝的水泥混凝土路面。2.1.6钢纤维混凝土路面steelfiberreinforcedconcr在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。面层由两层不同类型和力学性质的结构层复合而成的路面。2.1.8温拌半柔性复合式路面warm-mixedwithsemi-flexible温拌半柔性沥青混凝土面层与水泥混凝土面层板复合而成的路面。2.1.9露石混凝土路面exposedcon面层混凝土粗集料外露的路面。2.1.10温拌半柔性沥青混合料warm-mixedwithsemi-flexible将特殊级配的水泥胶浆灌入温拌开级配大空隙沥青混合料中而形成的混合料。水泥用量较低的水泥混凝土。路面结构中用以阻止水下渗的功能层。路面结构中起黏结作用的功能层。排除路面结构内部水的功能层。计算路面结构可靠度时,考虑各项基本度量与时间关系所取用的基准时间。根据路面结构的重要性和破坏可能产生后果的严重程度而划分的设计等级。路面结构在规定的时间内和规定的条件下完成预定功能的概度量路面结构可靠性的一种数量指标。为保证所设计的结构具有规定的可靠度,而在极限状态设计表达式中采用的单一综合系数。一种可以通过理化反应引起体积膨胀的材料。4一种赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂。N——轴载作用次数;P——轴载;ε——应变;cv异系数;yr可靠度系数;ρ——配筋率;t时间;T——温度;D弯曲刚度;E——弹性模量;53.0.1各级公路隧道路面结构的设计安全等级及相应的设计基准期、目标可靠指标和目标可靠度、结构尺寸参数的变异水平等级生很严重后果时,可提高一级安全等级。低中注:各等级公路隧道复合式路面沥青面层设计使用年限不应低于表面使用功能，并有一定的承载作用。而下层水泥混凝土板以及刚性基层是主要承载层，故各级公路隧道复合式路面结构的设计安全等级及相应的设计基准期、目标可靠指标、目标可靠度均按水泥混凝土路面执行。考虑到公路的地位和功能，条文规定二级及二级面结构破坏可能产生很严重后果时（如具有政治、经济、国防或抢险救灾等重要作用，以及危及人的生命、造成经济损失、对社63.0.2各安全等级隧道路面的材料性能平可分为低、中和高三级,应按公路等级以及所采用的施工技术和所能达到的施工质量控制和管理水平,通过调研确定变异水平等级和相应的变异系数,高速公路、一级公路隧道路面的变异水表3.0.2变异系数cv的范围低中高0.05≤cv≤0.100.15≤cv≤0.250.02≤cv≤0.04工技术、施工质量控制和管理水平分为低、中、高三级。滑模或轨道式机械化施工，并严格按标准和操作规程等进行施工质量控制和管理的工程，可选用低变异水平等级。由滑模机械化施工，而施工质量控制严格和管理标准的工程，可选用中低变异水平等级。采用小型机具施工，施工质量控制和管理水平较弱的工程，议采用值，也可按施工技术、施工质量控制和管理要能达到的具体水平，选用其他等级。降低选用的变异需提高混凝土面层的设计厚度要求；而提高变异水平降低混凝土面层的设计厚度或混凝土的设计强度要求3.0.3隧道路面按疲劳断裂设计标准进行结构分析时,以100kN宜选用货车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载,计算参7载的作用次数NS。3.0.3-1,式中:Pi第i级轴载重(kN),联轴按每一根轴载单独计;Ps设计轴载重(kN);Nii级轴载的作用次数;(MPa)(mm)(mm)设计轴载进行设计时，基准期内的设计轴载累计作用次数往往会达到天文数字。为了避免出现这种情况，对于极重交通等级的公路，建议选取货车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。轴载换算公式是以等效疲劳损伤原则推导出的。对于同（3.0.3-2,λ——材料疲劳指数。双联轴驶过混凝土面层板时，临界荷位处会出现二次应力峰8值；三联轴驶过时，则会出现三次应力峰值。由于相邻轴产生负力影响（降低）程度，与基层刚度和接缝传荷能力等因素有关，计算分析较为复杂。同时，根据轴载调查发现，多联轴各根轴之为了简化计算，对多联轴的轴载换算做偏保守的处理，忽略邻轴计，从而避免考虑多联轴的轴重不均匀问题，并可直接利用称重3.0.4隧道路面设计车道在设计基准期内所承受的设计轴载累计作用次数应按本标准附录A进行调查和分析,按设计基准期内设计车道临界荷位处所承受的设计轴载累计作用次数分为5级,分级范围见表3.0.4。重轻承受设计轴载(100kN)累计作用次数Ne(104)轻水泥混凝土的弯拉强度标准值(MPa)≥6.09一取值标准所产生的影响，已在可靠度系数的3.0.6隧道水泥混凝土面层的最大温度梯度标准值Tg,可按公路表3.0.6最大温度梯度标准值TgI、VⅢ最大温度梯度(℃/m)3.0.7隧道复合式路面沥青混合料层永久变形量不应大于表二级、三级公路应按《公路沥青路面设计规范》(JTGD50)的相关规定执行。路面在交工验收时,其抗滑技术指标应满交工检测指标值横向力系数SFC60a构造深度TDb(mm)≥0.55≥50≥0.50三45≥0.45注:a横向力系数SFC60用横向力系数测试车,在60km/h±1km/h车速b3.0.9隧道水泥混凝土路面表面必须采用拉槽等方法筑做表面构造,在交工验收时构造深度应满足表3.0.9高速公路、一级公路二、三、四级公路注:隧道内不利条件(如极重、特重交通、重交通,急弯,连续的长、陡纵4结构组合设计4.1一般规定4.1.1公路隧道路面结构层由面层、基层、整平层和能层组成。拉应力，是否会使混凝土面层产生过大的温度和湿度2下面层次的透水性，是否会引起渗入水的积滞和下层表面3层次间采用结合或隔离措施，对层内应力状况路面结构是个多层体系，整个结构的性能和寿命受制于系统4.1.3隧道路面设计包括路面结构的防排水措施,防止渗入水积滞在路面结构内。基层、整平层应选用抗冲刷能力强的材料。各种疏导和排除措施防止渗入水积滞在路面结构内。4.2路面结构组合4.2.1隧道路面结构类型一般有复合式路面和水泥混凝土路面,其中复合式路面由沥青混合料或温拌半柔性沥青混合料面层与水泥混凝土面层板组合而成。水泥混凝土路面可分为设传力杆和拉杆的水泥混凝土路面、设连续配筋或钢纤维的水泥混凝土路面以及露石混凝土路面。的抗滑、耐磨、排水及平整度等技术条件外，泥混凝土面层组成的复合式路面。其他等级公路隧道可采用复合式路面或水泥混凝土路面。设仰拱的隧道可只设置基层和面层。4.3隧道路基4.3.1隧道路基应稳定、密实、匀质,对路面结构提供均匀的支撑。4.3.2设仰拱的隧道,仰拱填充层可为路基层,其填充材料和4.3.3不设仰拱的隧道,路基应为稳定的石质地基,且路基顶面应设置不宜小于150mm的整平层,整平层宜采用贫混凝土,抗压强度等级不应低于C20,28d弯层与基层材料相同时,可与基层一起浇筑。影响大，对水稳性、软化程度提出一定的要求。稳定的石质地基是指地基为巨块状～完整的、无显著软化的坚硬岩、较坚硬岩或较软硬岩作天然地基。山岭隧道一般采用爆破开挖施工，隧底爆破对围岩完整性会产生一些影响，因此本标准要求路基顶设置不4.4路面基层4.4.2基层宜采用贫混凝土,计算厚度应满足本标准式(6.1.3)度不应低于1.8MPa,一般宜控制洞外更高，故宜采用水稳性好的刚性基层，推定性好的贫混凝土材料。如设整平层，其圬工数冲刷能力，并不要求它有很高的强度。高强度的贫混凝土并不能使面层厚度降低很多，反而会增加混凝土面层的温度翘曲应力，并产生会影响到面层的收缩裂缝。4.4.3基层用贫混凝土集料公称最大粒径不宜大于31.5mm,水泥用量在不掺粉煤灰时不得小于170kg/m3。4.4.4贫混凝土基层弯拉强度值超过1.8MPa时,应设置与混凝土面层相对应的横向缩缝;一次摊铺宽度大于7.5m时,应设纵4.5路面面层4.5.1复合式路面复合式路面沥青混凝土面层应符合下列规定:有关规定。路面一致时，一般也能满足隧道内环境条件要求，因此条文规定应符合现行《公路沥青路面设计规范》(JTGD50）的相关要求。2沥青混凝土面层宜采用双层式,厚度宜为80mm3沥青面层的混合料类型宜与洞外路段相同,长度大于2km的长、特长隧道宜采用温拌沥青混合料,上面层宜采用加入阻燃剂的复合改性沥青混合料,各种外加剂的掺入应不影响混合料的路用性能。条文说明：1.沥青在高温下会燃烧，释放出大量的烟雾和有毒气体，加之（特）长隧道空间相对封闭，烟雾、毒气和热量很2.混合料类型与洞外一致，主要是方便与洞外一起铺装和养护。温拌沥青混合料已在一些特长隧道中使用，选择不影响混合料路用性能的温拌外加剂，能明显改善铺装施工的作业环境。根据目前已建成的温拌沥青混合料隧道路面，其路用性能与普通改4沥青面层铺筑前水泥混凝土面层板宜进行铣刨或抛丸打毛处理,处理后水泥混凝土面层板的构造深度宜为5沥青面层和混凝土面板间应设置黏结层,黏结层宜采用改性沥青。小于80mm,并应设钢筋网;纤维混凝土调平层厚度不宜小于紧密。层接缝和胀缝处,以及存在后期不均匀沉降的软弱地层的隧道段,应采取设置加筋土工材料或应力吸收层等减缓反射裂缝的措施。8复合式路面水泥混凝土下面层应符合本标准第4.5.3条温拌半柔性复合式路面沥青混凝土面层应符合下列规定:1温拌半柔性复合式路面沥青混凝土上面层相关性能要求应符合本标准第4.5.1条的规定,水泥混凝土下面层应符合本标2沥青混凝土面层应采用开级配大空隙沥青混合料,沥青3温拌沥青:推荐采用90#重交通石油沥青,温拌剂掺量宜根据施工温度降幅要求以及混合料的路用性能指标经试验确定。温拌剂掺量一般为最佳沥青用量的0.5%~0.8%盐水泥和外加剂组成。4.5.3水泥混凝土路面隧道采用水泥混凝土面层时应符合下列规定:1水泥混凝土面层应具有足够的强度和耐久性,表面应抗维混凝土面层。水泥混凝土面层厚度宜为240mm~280mm,混凝的普通水泥混凝土(包括连续配筋混凝土、钢纤维混凝土)表面层或下面层，面层配筋或采用钢纤维混凝土可减少反射裂缝，提高路面耐久性和路用性能，降低养护成本，因而本标准予以推广使连续配筋混凝土路面沿纵向连续地配置足够数量不设置任何接缝，可提高路面的平整度和行车的舒适性，减少维C35C40,抗折强度宜为4.0MPa4.5MPa;二级泥混凝土面层的各项设计参数和规定进行。5连续配筋混凝土面层配筋宜符合下列规定:可按式(4.5.3)确定,且最小配筋率不宜小于0.15%。式中:As每延米混凝土面层宽(或长)所需的钢筋面积(mm2);Ls纵向钢筋时,为横缝间距(m);横向钢筋时,为无fsy钢筋的屈服强度或强度标准值(MPa)。2)纵向和横向钢筋设在面层上部时,均应采用单层布置,纵向钢筋的净保护层厚度不应小于50mm,横向钢筋应位于纵向钢筋以下。3)纵向和横向钢筋宜采用相同或相近的直径,直径差不应大于4mm。纵向钢筋的间距不应大于200mm,横向钢筋4)纵向钢筋的焊接长度不宜小于10倍(单面焊)或5倍(双面焊)钢筋直径,相邻钢筋焊接位置应错开,各焊接端连线与纵向钢筋的夹角应小于60°面面层在车辆荷载作用下，面板底拉应力较低，故配筋制混凝土收缩、干缩裂缝的产生。不宜直接套用《公路筋计算”中的计算方法。对于半刚性基层、柔性基层混凝土路面，面层配筋应满足《公路水泥混凝土路 (JTGD40)的有关要求外,还应符合以下规定:设置横向接缝。2)隧道内的施工缝或缩缝,均应在缝内设置拉杆,并做成设带肋钢筋制作。端带活动传力杆的胀缝,并应在基层上设置钢筋支架予以固定。4)隧道内车行道与人行横通道、车行横通道相交叉时,应保持车行道的接缝位置和形式全线连贯。车行横洞、人行横洞内的横缝位置,可按次要道路的纵缝间距做相应的调整。车行横洞与应小于90°,并布设单层或双层钢筋网补强。胀缝的设置间距可比洞外长一些。4.5.4露石混凝土路面隧道露石混凝土路面面层应符合下列规定:条文说明：露石混凝土路面除保持普通混凝土路面强度高、2露石混凝土面层一般采用单层式,厚度宜为条文说明：参照国内外相关应用经验，按照3倍最大粒径确定露石混凝土的最小施工厚度一般为60m面层板作为路面结构的主要承重层，而露石混凝土上面层主要是提供路面的表面使用功能，故本标准推荐采用。3加强露石混凝土面层与水泥混凝土面层板之间的层间结合,应在下层混凝土还未凝结硬化前铺筑表层露石混凝土面层。双层湿接施工，以提高层间结合，避免层间滑4接缝构造与布设间距应与下层水泥混凝土面层板一致。4.6不同路面结构衔接设计4.6.1隧道洞内采用水泥混凝土路面而洞外采用沥青路面时,应设置与洞外路段保持一致的洞内过渡段,并应符合下列规定:1高速公路和一级公路的中隧道、长隧道和特长隧道,洞内进口过渡段长度,不应小于隧道照明入口段、过渡段合计长度,且不应小于300m,洞内出口过渡段长度不应小于3s设计速度行程长度。2高速公路和一级公路短隧道及二、三、四级公路隧道,洞内进、出口路面过渡段长度不应小于3s设计速度行程长度,且不应小于50m。一致，易危及行车安全。洞口又是行车安全最易路段，尤其当洞内采用水泥混凝土路面而洞外采用沥青路面时，对于高速公路和一级公路的长、特长隧道，洞内路段路与洞外路段保持一致，其长度不小于300m，这比《公路工程技4.6.2隧道洞内外不同路面结构衔接应符钢筋网。2隧道内水泥混凝土路面面层与沥青路面面层衔接时,沥用两种路面呈阶梯状叠合布置,其下面变厚水泥混凝土过渡板厚4.7排水4.7.2隧道内宜根据公路等级在行车道边缘设置双侧或单侧排水边沟,并设置中心排水沟排放地下水。边沟宜采用钢筋混凝土结构,中心排水沟可采用上半断面打孔的双壁波纹塑料管或钢筋混凝土管,水沟的侧面应留有足够的泄水孔。4.7.3隧道路面表面水应通过横向排流的方式坡度,在设有中心水沟的地段,应向中心水沟倾斜。2在隧底有渗水的地段,宜沿隧道纵向每隔3m~8透水盲管,横向透水盲管宜设在垫层或仰拱填充施工缝位置或隧底冒水位置。3不设中心水沟的隧道,横向透水盲沟排水坡度宜与路面横坡一致,并应与较低一侧路侧边沟连通,连通口不应低于路侧边沟沟底。4设有中心水沟的隧道,横向透水盲沟排水坡度不应小于5横向透水盲管宜采用透水性较好的渗水管,直径不应小在设有中心水沟的地段，向中心水沟一侧倾斜，有利于地下水迅速排出。不设中心水沟的隧道，垫层（找平层）或仰拱填充层横仰拱填充层顶横向凿槽埋设透水管形成的盲沟，内埋设，布置在垫层或仰拱填充施工缝位置、隧利于排出路面底部渗水。在地下水较丰富地段，5材料组成与参数要求5.1一般规定5.1.1公路隧道路面各结构层组成材料的原材料品质和技术指款的规定。5.1.2隧道路面各结构层混合料的各项设计参数取值,应按有关试验规程的试验方法实测确定。受条件限制无法通过试验取得数值时,可参照经验数值范围,结合工程经验分析确定。5.2基层材料5.2.1贫混凝土集料公称最大粒径不宜大于31.5mm,水泥用量在不掺粉煤灰时不得少于170kg/m3,28d弯拉强度标准值宜控制5.3面层材料5.3.1水混凝土路面材料应符合下列规定:含量不宜低于25%。水泥含量不得少于300kg/m3(非冰冻地区)或320kg/m3(冰冻地区)。冰冻地区的混凝土中必须掺加引气剂。条文说明：混凝土中砂的细度模数原则上不小于2.5，特殊土材料,集料公称最大粒径不宜大于19mm。3钢纤维混凝土集料公称最大粒径宜为钢纤维长度的地区)或380kg/m3(冰冻地区)。4碾压混凝土面层混凝土的集料公称最大粒径不宜大于19mm,水泥用量不得少于280kg/m3(非冰冻地区)或310kg/m3(冰孔的累计筛余量不应大于5%,含泥量不应大5按经验数值范围确定水泥混凝土各结构层的各项设计参数值时,可参照本标准附录D取值。6混凝土配合比设计时的混合料试配弯拉强度的均值,应式中:fm混凝土试配弯拉强度的均值(MPa);fr混凝土弯拉强度标准值(MPa);t保证率系数,见表5.3.1。69一级公路二级公路三、四级公路试验误差，另一部分来自混合料组成的变异和施工(拌和、摊铺、经反映在结构设计内。而前一部分变异性的影响，应在混凝土配5.3.2复合式路面的沥青结合料材料应符合下列规定:1极重、特重和重交通荷载等级公路、气候条件严酷地区公路,以及连续长陡纵坡路段,沥青混凝土面层宜采取沥青玛蹄剂等措施。2沥青混凝土上面层沥青混合料公称最大粒径不宜大于3季节性冻土地区高速公路和一级公路上面层沥青低温性能宜满足下列指标要求:试验蠕变劲度St不宜大于300MPa,且蠕变曲线斜率m不宜大于0.30。2)当蠕变劲度St在306MPa~600MPa范围内,且蠕变曲线斜率m大于0.30时,增加沥青直接拉伸试验,其断裂应变不宜小于1%。定沥青临界开裂温度,临界开裂温度不宜高于路面低温设计温度。又能反映沥青抗拉强度。AASHTOPP42-07技术标准采标评价改性沥青的低温性能。本标准将其作为沥青弯曲试验（DT）两项试验的结果计算得到。其计算方法为：将BBR试验测得的不同温度下蠕变劲度与时间的曲线S(t)，利用时温等后进一步变换为松弛模量E(t)，最后由松弛模量计算不同温度下坏强度曲线；温应力曲线同破坏强度曲线交点所对应的温度，即4二级及二级以上公路公称最大粒径不大于19.0mm的沥试验料,不小于料,不小于5高速公路和一级公路沥青混合料应在规定的试验条件下表5.3.2-2沥青混合料车辙试验动稳定度技相应于以下气候分区所要求的动稳定度技术高气温(℃)合料,不小于合料,不小于料,不小于普通沥青改性沥青1500(中等、轻交通荷载等级)、3000(重及以上交通荷载等级)[Ra]——沥青混合料层容许永久变形量(mm),根据公路等级,Ne5——设计使用年限内或通车至首次针对车辙维修的期限计轴载累计作用次数,按本标准附录A计算;Ta设计气温(℃),为所在地区月平均气温大于0℃的各ψs路面结构系数,根据式(5.3.2EQ\*jc3\*hps15\o\al(\s\up3(0),b)ha沥青混合料层的厚度(mm);hb——无机结合料稳定层或水泥混凝土层的厚度(mm);E无机结合料稳定层或水泥混凝土层的模量(MPa);Rτs各沥青混合料层的综合贯入强度,根据式(5.3.2-3)确定:Rτs=Σi1wisRτiRτi——第i层沥青混合料的贯入强度(MPa),普通沥青混合料一般为0.4MPa~0.7MPa,改性沥青混合料一般为0.7MPa~1.2MPa;wis——第i层沥青混合料的权重,为第i层厚度中点剪应力与混合料层为1层时,ω取1.0;沥青混合料层为2层时,自上而下,w1可取0.48,w2可取0.52;沥青混合料层为3层时,自上而下,w1、w2和w3可分别取0.35、0.42和0.2。7沥青混合料应测试浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈法普通沥青混合料,不小于改性沥青混合料,不小于SMA混合料,不普通沥青混合料,不小于改性沥青混合料,不小于SMA混合料,不8沥青混合料动态压缩模量依据相应的水平确定:1)水平一,沥青混合料动态压缩模量的测定应符合现行《公10Hz。2)水平二,采用式(5.3.2-4)计算确定沥青混合料动态压缩模量,适用于采用道路石油沥青和常规级配的沥青混合料。lgEa=4.590.02f+2.58G*0.14Pa0.041V0.03VCADRC2.65×1.1lgfG*.f0.060.05×1.52lgfVCADRC.f—0.21+0.0031f.Pa+0.0024V式中:Ea沥青混合料动态压缩模量(MPa);Pa沥青混合料的油石比(%);V——压实沥青混合料的空隙率(%);VCADRC捣实状态下粗集料的松装间隙率(%)。3)水平三,参照表5.3.2-4SBS改性载时间两项因素的影响，其中温度可反映不同地区的气候条件，加载时间可反映行车速度和沥青层厚度的影响。加载时间在试验中以加载频率表征。根据车辆荷载沿路面深度方向的扩散，对特定的行车速度，越靠近路表加载时间越对应频率越高，反之则加载时间越长，频率越低。结合国外5.3.3温拌半柔性复合式路面材料应符合下列规定:1温拌半柔性复合式路面沥青结合料材料应符合本标准第5.3.2条的规定,水泥混凝土面层板材料应符合本标准第4.5.1条的规定。2温拌半柔性沥青混凝土面层所采用的开级配大空隙沥矿粉合计大空隙母体沥青混合料面层集料推荐级配见表20~7500~505技术要求(RH添加前后)4温拌半柔性复合式路面的水泥胶浆的性能要求见表抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)由于普通水泥胶浆的收缩特性,需用膨胀剂改善性能。膨胀物理性能比表面积(m2/kg)>250(h:m)初凝(%(MPa)(MPa)1828386隧道路面结构验算方法6.1.1隧道水泥混凝土路面结构分析应采用弹性地基板理论,面层和基层或者新旧面层作为双层板,基层底面以下或者旧面层底面以下部分按照弹性地基处理,其力学模型为弹性地基双层板模型。板理论进行结构分析。考虑到混凝土面层为有限尺寸的板块，其刚度（弹性模量）远大于面层下的结构层，本标准选用弹性地基碾压混凝土和贫混凝土基层的刚度接近于混凝土面层，与下卧的底基层和路床的刚度相差较大。将这两种基层与下卧结构层和路基组合成弹性地基，按它们的综合模量计算面层厚度，一方面会得到偏保守的计算结果，另一方面会忽视基层底面因弯拉应力超并通过调节上、下层的厚度，使上、下层板的板底应力和强度处6.1.2隧道水泥混凝土路面结构设计应以面层板在设计基准期内,在行车荷载和温度梯度综合作用下,不产生疲劳断裂作为设yr(σpr+σtr)≤fryr(σp,max+σt,max)≤fr(6.1.2-2)式中:σpr面层在临界荷位处产生的行车荷载疲劳应力(MPa),σtr面层在临界荷位处产生的温度梯度疲劳应力(MPa),D40)附录B;σp,max最重的轴载在临界荷位处产生的最大荷载应力 σt,max——所在地区最大温度梯度在临界荷位处产生的最大温度翘曲应力(MPa),计算方法见《公路水泥混凝fr水泥混凝土弯拉强度标准值(MPa)。6.1.3贫混凝土或碾压混凝土基层应以设计基准期内行车荷载不产生疲劳断裂作为设计标准。其极限状态设计表达式可采用式(6.1.3):yrσbpr≤fbr(6.1.3)式中:σbpr基层内产生的行车荷载疲劳应力(MPa),计算方附录B;fbr基层材料的弯拉强度标准值(MPa)。的刚度，因而会产生较大的层底拉应力，需要进行应力分析，以确定合适的层厚或所需的强度。在对与混凝土面层组合成的分离式双层板进行结构分析时，由于基层经受的温度梯度小，相应的温度翘曲应力可以忽略不计，极限状态设计表达式中便删除了温度梯度疲劳应力部分。1面层板或上面层板的荷载疲劳应力σpr应按式(6.1.4-1)计算。其中,荷载疲劳应力系数kf、应力折减系数kr和综合系数kcσpr=krkfkcσps(6.1.4-1)σps设计轴载在四边自由板临界荷位处产生的荷载应力(MPa);kr肩时,kr=0.87~0.92(路肩面层与路面面层等厚时取低值,减薄时取高值);采用柔性路肩或土路肩时,kr=1;kf考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应kc——考虑计算理论与实际差异以及动载等因素影响的综表6.1.4综合系数kc一级公路二级公路kc式中:Db下层板的截面弯曲刚度(MN·m);hb、Eb、vb——下层板的厚度(m)、弯拉弹性模量(MPa)和泊松比;rg双层板的总相对刚度半径(m);hc,Dc上层板的厚度(m)和截面弯曲刚度(MN·m)。宽对面层板荷载应力有较明显减少作用，但接缝传荷对面层板荷载应力减少效应会有所降低。综合来看，荷载应力总减少量会增大，其规律较复杂。为了方便应用，保持推荐的应力折减系数值不变，将平面等尺寸双层板的上层板荷载应力折减5%作为面层2贫混凝土或碾压混凝土基层板或者下面层板的荷载疲劳应力应按式(6.1.4-3)计算。其中,疲劳应力系数kf和综合系数kcsσbpr=kfkcσbps式中:σbpr——下层板的荷载疲劳应力(MPa);σbps设计轴载Ps在下层板临界荷位处产生的荷载应力3最重轴载在上层板临界荷位处产生的最大荷载应力应按式(6.1.4-5)计算。其中,应力折减系数kr和综合系数kc应按本条1应按式(6.1.4-2)计算,式中的设计轴载Pm改为最重轴载Ps(以单轴计,kN)。σp,max=krkcσpm（6.1.4-5）式中:σpmax最重轴载Pm在面层板临界荷位处产生的最大荷载应力(MPa);σpm——最重轴载Pm在四边自由板临界荷位处产生的最大荷载应力(MPa),按式(6.1.4-4)计算,式中的设计轴载Ps改为最重轴载Pm(以单轴计,kN)。1在面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力应按式(6.1.5-1)σtr=ktσt,max(6.1.5-1)式中:σtr面层板临界荷位处的温度疲劳应力(MPa);σt,max最大温度梯度时面层板产生的最大温度应力(MPa),kt考虑温度应力累计疲劳作用的温度疲劳应力系数,按2最大温度梯度时混凝土面层板最大温度应力σt,max应按Tg公路所在地50年一遇的最大温度梯度,根据当地调程经验时可根据本标准表3.0.6取用;BL——综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数,按本3综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL应按式BL=1.77e-4.48hcCL-0.131(6.1.5-3)式中:CL混凝土面层板的温度翘曲应力系数,按式(6.1.5-4)计算;L——面层板的横缝间距,即板长(m);rg——面层板的相对刚度半径(m)——与双层板结构有关的参数,按式(6.1.5-6)计算;rβ——层间接触状况参数(m),按式(6.1.5kn——面层与基层之间竖向接触刚度,上下层之间不设沥青混凝土夹层或隔离层时按式(6.1.5-8)计算,设沥青混凝土夹层或隔离层时,kn取3000MPa/m。4温度疲劳应力系数kt应按式(6.1.5-式中:at、bt和ct回归系数,按所在地区的公路自然区划查表表6.1.5回归系数at、bt和ctⅢV应先求无沥青上面层时混凝土板的应力,再考虑沥青上面层的影响,从而得到有沥青上面层的混凝土板的荷载应力和温度应力。1有沥青面层的混凝土板的临界荷位,为板的纵向边缘中部。设计轴载Ps在临界荷位处产生的荷载疲劳应力σpr,应按本标准式(6.1.4-1)计算确定。其中,应力折减系数、荷载疲劳应力系数和综合系数的确定方法,与无沥青面层时完全相同。2设计轴载Ps和最重轴载Pm在有沥青上面层的混凝土板临界荷位处产生的荷载应力和最大荷载应力应分别按式(6.2.2-1)和σpsa=(1ζaha)σps(6.2.2-1)σpma=(1ζaha)σp,max(6.2.2-2)式中:σpsa设计轴载Ps在有沥青上面层的混凝土板临界荷位处产生的荷载应力(MPa);σpma最重轴载Pm在有沥青上面层的混凝土板临界荷位处产生的最大荷载应力(MPa);ζa系数,可由图6.2.2查取;ha沥青上面层厚度(m);σps设计轴载Ps在无沥青上面层的混凝土板临界荷位处产生的荷载应力(MPa);σp,max最重轴载Pm在无沥青上面层的混凝土板临界荷位处产生的最大荷载应力(MPa)。1有沥青上面层的混凝土板临界荷位处温度疲劳应力和最大温度梯度时混凝土板最大温度应力应分别按式(6.2.3-1)和式σtra=(1+ζa9ha)σtr(σtma=(1+ζa9ha)σt,max式中:σtra有沥青上面层的混凝土板临界荷位处温度疲劳应力(MPa);σtma有沥青上面层的混凝土板临界荷位处在最大温度梯度时的温度应力(MPa);ζaσtr无沥青上面层的混凝土板在临界荷位处的温度疲劳应力(MPa),按式(6.1.5-1)计算确定;其中,计算混凝土板最大温度翘曲应力σt,max时,其最大温度梯度Tgξt,其数值见表6.2.3;σt,max最大温度梯度在无沥青上面层的混凝土板临界荷位处产生的最大温度应力(MPa)。表6.2.3有沥青上面层的混凝土板的温度梯度修正系数ξtha(m)ξt条文说明：对于沥青上面层与混凝土下面层的复合式面层，沥青上面层的作用主要是提供路面的表面使用功能，并有一定承土下面层厚度。混凝土板是主要承载层，其作用类似于普通混凝土面层，这是计算分析及设计的主要着眼点。通过对有沥青上面层的混凝土板的三维有限元法分析，得出了荷载应力与温度应力的修正公式及有关计算系数，并绘制出计算诺模图。计算时，应先求无沥青上面层时混凝土板的应力，之后再考虑沥青上面层的7隧道路面加铺层结构设计一般规定7.1.1在进行旧隧道混凝土路面加铺层设计之前,应调查下列内容:构造及养护历史等。3路面结构强度:路表弯沉、接缝传荷能力、板底脱空状况、面层厚度和混凝土强度等。4已承受的交通荷载及预计的交通需求:交通量、轴载组成及增长率等。5环境条件:沿线气候条件、地下水位以及隧道排水状况6隧道净空:沿线隧道的净空要求。反复作用，其使用性能会逐渐降低。当路面的结构状况或表面功能不能满足使用要求时，需采取修复措施以恢复或提高其使用性能。在旧混凝土路面上铺设加铺层，是一项充分利用旧路面剩余加铺层结构设计，必须建立在对旧路面的使用性能进行全面调查和确切评价的基础上，它要比新建路面的设计更为复杂。为此，本条规定了加铺层设计之前应对旧混凝土路面进行技术调查的主要内容。全组织管理等。进行的，设计方案应综合考虑施工期间的交通组织管理、交通安全，通行车辆对施工质量和施工工期的影响7.1.3废旧路面材料应充分利用,减少对环境的不利影响。路面养护技术规范》(JTJ073.1)的规定进行。应采用错台仪量测的表观反映。水泥混凝土路面的病害有面层断裂、变形、接缝损凝土路面结构性能和行车舒适性影响最大的是断裂类损坏和接缝因此，加铺层设计中以断板率和平均错台量两项指标来表征旧混凝土路面的损坏状况。7.2.2路面损坏状况分为4个等级,各个等级的断板率和平均错台量的分级标准见表7.2.2。中次差≤5≤3况划分为优良、中、次、差四个等级，以便合理选择加构形式。当两项指标评价不一致时，以最不利指标作的有关规定,并可结合路面损坏特点采用路面横向裂缝间距、纵行车荷载对路面的作用，可方便地测定弯沉曲线载测试，具有测试速度快、精度高的优点，是进行板角弯沉测定应选择在白天正温度梯度的时段，而板中弯沉的测定则应选择在出现负温度梯度或正温度梯度很小的夜间至清晨时7.3.2测定接缝传荷能力的试验荷载应采用设计轴载的一侧轮载,式中:kj接缝传荷系数(%);wu未受荷板接缝边缘处的弯沉值(0.01mm);wl受荷板接缝边缘处的弯沉值(0.01mm)。7.3.3旧混凝土面层的接缝传荷能力分为4个等级,分级标准见表中次差三80混凝土路面的绝大多数损坏都发生在接缝附近。对于加铺层设计而言，旧面层接缝(或裂缝)处的弯沉量和弯沉差值是引起加铺层出现反射裂缝的主要原因。接缝传荷系数是反映接缝边缘处相邻板传荷能力的指标。将接缝的传荷能力按传荷系数大小划分为优良、中、次、差四个等级，可作为选择加铺层结构形式和采取反7.3.4板底脱空可根据面层板角隅处的多级荷载弯沉测试结果,分支承，在行车荷载作用下将产生较大的弯沉和应力，最终导致加铺层损坏。板底脱空状况的评定是很复杂的，本条建议在板角隅处应用FWD仪进行多级荷载作用下的弯沉测试，利用测的相截点偏离坐标原点时，板底便可能存在脱空。这种评定板底脱空状况的方法，已在部分实体工程中得到了良好的应用。参数，将测试采集的外业数据经仪器自带的软件处理后，通面图确定脱空位置和范围，并与钻芯或其他脱空检测手段进式中:he旧混凝土面层量测厚度的标准值(mm);he旧混凝土面层量测厚度的均值(mm);sh旧混凝土面层厚度量测值的标准差(mm)。但由于混凝土面层板与基层(尤其是贫混凝土基层)材料具有类似的介质特性，这一非破损测试方法的实际量测精度在混凝土路面芯测试法量取路面板的厚度，并在室内进行劈裂强度试验。标准7.4.2旧混凝土面层的弯拉强度标准值可采用钻孔芯样的验测定结果,按式(7.4.2-1)和式(7.4.2-2)计算确定。fr=1.87fsEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up4(0),p).87 式中:fr旧混凝土面层的弯拉强度标准值(MPa);fsp旧混凝土面层的劈裂强度标准值(MPa); fsp旧混凝土面层的劈裂强度测定值的均值(MPa);ssp旧混凝土面层的劈裂强度测定值的标准差(MPa)。7.4.3旧混凝土面层的弯拉弹性模量标准值可按式(7.4.3)计算确式中:Ec旧混凝土面层的弯拉弹性模量标准值(MPa);fr旧混凝土面层的弯拉强度标准值(MPa)。作用下的弯沉曲线,按式(7.4.4-1)和式(7.4.4-2)确定。Et=100e3.60+24.03w0-0.057-15.63SI0.222式中:Et基层顶面的当量回弹模量标准值(MPa);w0荷载中心处的弯沉值(μm);层设计的重要参数之一。面层下的基层顶面回弹模量难以直接测到，但混凝土路表弯沉是路面结构刚度特性的综合反映，因此，由板中荷载作用下测得的路表弯沉曲线可方便地按式(7.4.4-2)计算出无量纲参数SI，它反映了路面结构扩散荷载的能150mm)，依据计算结果进行回归分析Et=100e3.60+24.03（1386w0/p)-0.057-15.63SI0.222（1）该回归公式具有非常显著的相关性，说明反算模量的理论上是可行的。但是，由于路面结构理论模型与路之间存在一定的差异，实际应用中还需要运用工程经为标准荷载位置，弯沉测点沿重载车道板的纵向中线布述方法逐测点反算模量，再统计评定路段内基层顶面回要求,可选用挖除重铺方案、沥青混凝土加铺方案、功能性罩面等,并经技术经济比较后确定。板率和平均错台量评定等级不一致时，以指标中较低的评定等级作为该路段的损坏状况评定等级。7.5.2隧道路面采用水泥混凝土路面结构时,应综合路面损坏状况指数PCI、SRI、RQI评定结果和病害发展程度采用以下方案:1当旧水泥混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为优良,面层板的平面尺寸及接缝布置合理,路拱横坡符合要求时,而RQI或SRI为不足时,可采用铣刨后加铺沥青混凝土层或表面凿毛、拉毛后进行功能性罩面的方案。2当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为中等及以下时,或者新旧混凝土板的平面尺寸不同、接缝形式或位置不对应或路拱横坡不一致时,可采用挖除重铺方案。命。沥青混凝土加铺层或功能性罩面的厚度较薄，旧面层的接缝和发展性裂缝都会反射到加铺层上。所以，只有当旧混凝土结构性能良好，其损坏状况和接缝传荷能力均评定为优良时7.5.3隧道路面采用复合式路面结构时,应综合路面损坏状况指数PCI和病害发展程度采用以下方案:时,应采用铣刨原沥青铺装层、彻底处治水泥混凝土面层板病害后加铺沥青混凝土至原设计标高的方案。2当PCI评定为中等及以下,种路面全部挖除或铣刨,处治基层病害,恢复复合式路面结构。根据交通轴载情况可选择连续配筋混凝土、钢筋混凝土和普通水泥混凝土。7.5.4加铺时必须对旧水泥混凝土路面进行处治,应更换破碎板,修补和填封裂缝,压浆填封板底脱空,磨平错台,清除旧混凝土面层表面的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕,剔除接缝中失效的填缝料和杂物,并重新封缝。方可进行水泥混凝土或沥青混凝土结构加铺。在正常7.5.5加铺时,对于有明显板底脱空的路段,宜采用压浆材料填封板底脱空部位,浆体材料应具备流动性好、早期强度高、无离析、无泌水、无收缩等特性。以及浆体的配制。根据设计要求进行布孔压浆，避免盲目压浆所造成的经济损失与路面结构的损坏。压浆处治后，应进行钻芯取样、注水试验和复灌试验等检验压浆效果。压浆加固对压浆材料性能的要求相当高，特别要满足压浆材料无收缩乃至产生微膨胀，对膨胀剂种类和剂量的选用是压浆配合比设计的重点。只有压浆材料满足流动性好、早期强度高、无离析、无泌水、无收缩等基本要求，通过压浆才能真正对脱空的7.6.1沥青加铺层可设单层或双层沥青面层,至少有一层采用密级配沥青混合料,可根据需要适当铣刨一定厚度的旧混凝土面层。7.6.2沥青加铺层与原水泥混凝土面板之间应加强层间结合,避免层间滑移,并应满足本标准第4.5.1条4款、5款的规定。力等合理选用下述减缓反射裂缝的措施:3在旧混凝土板顶面或加铺层内设置应力吸收层、聚酯玻纤布或者土工织物夹层。应采取措施提高沥青混合料高温抗剪强度和加强层间结合，防止沥青层剪切、推移与反射裂缝。沥青加铺层与原水泥混凝土面板之间宜洒布同标号热沥青或改性沥青。缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100mm,其他等级公路的最小厚度宜为80mm。条文说明：防止和控制反射裂缝是沥青加铺层设计的重点。引起其上方沥青加铺层内出现应力集中所造成的，它包括因温度和湿度变化而产生的水平位移，以及因交通荷载作用而产生向剪切位移。为此，本条规定沥青加铺层设计时应20mm~30mm，其作用为降低旧混凝土面层与沥青加铺层之间的黏附阻力，从而减少温度下降引起的反射裂缝。防裂材料，既有较高拉伸强度，又有一定变形延展能力设计时，应依据加铺路段的实际情况和条件，分析裂缝的可能原因，有针对性地设置相应的预防以及基层顶面当量回弹模量标准值,应采用旧混凝土路面的实测值,按本标准7.4节规定的方法确定。于降低旧混凝土板荷载应力的效果很有限，加铺层下的旧混凝土路面仍起关键的承载作用，旧混凝土板的应力和混凝土弯拉强度在设计中起控制作用。能的复合式路面或水泥混凝土路面。的罩面类型,应根据路面技术状况、损坏类型、交通量大小及组成、气候条件、工程经验等因素,合理确定功能性罩面措施。限的影响,从技术、经济、安全等方面进行综合论证后慎重采用。1超薄罩面宜采用热拌沥青混凝土,也可采用温拌或冷拌沥青混合料进行铺筑,沥青胶结料可采用高黏度改性沥青、橡胶改性沥青、温拌或冷拌改性沥青,铺筑厚度不大于15mm的超薄温拌或冷拌改性沥青应经试验验证并符合相关产品标准。2超薄罩面铺筑前,应在原路面表面或表面层铣刨后喷洒一层黏层,其材料可采用高黏度改性乳化沥青或不粘轮改性乳化沥青,且应具有良好的黏结性能和抗水损特性,高黏度改性乳化1薄层罩面宜采用热拌沥青混凝土,也可采用温拌或冷拌沥青混合料进行铺筑,沥青胶结料可采用高黏度改性沥青、橡胶改性沥青、温拌或冷拌改性沥青。2薄层罩面铺筑前,应在原路面表面或表面层铣刨后喷洒一层黏层,也可在原路面表面或表面层铣刨后铺筑碎石封层或纤维封层。层间黏层材料可采用高黏度改性乳化沥青或不粘轮改性3薄层罩面混合料的矿料级配类型及组成结构、沥青混合4宜根据所在路段的公路等级、路面技术状况、交通量、使用功能等因素,设计碎石封层或纤维封层+薄层罩面结构组合,1罩面宜采用热拌沥青混凝土,也可采用温拌或冷拌沥青2罩面铺筑前,应在原路面表面或表面层铣刨后喷洒一层黏层,也可在原路面表面或表面层铣刨后铺筑碎石封层或纤维封层。层间黏层材料可采用改性乳化沥青,其材料要求、施工工艺的有关规定执行。3薄层罩面混合料的矿料级配类型及组成结构、沥青混合料配合比设计、施工工艺均应满足《公路沥青路面养护技术规范》4宜根据所在路段的公路等级、路面技术状况、交通量、使用功能等因素,设计碎石封层或纤维封层+薄层罩面结构组合,附录A交通荷载分析A.1.1可利用当地交通量观测站的观测和统计资料,或者通过实地设立站点进行交通量观测和统计,获取所设计公路的初期年平均日交通量(双向)及其车辆类型组成数据,剔除2轴4轮及以下的客、货运车辆交通量,得到包括大型客车交通