（正式版）DB13∕T 1790-2013 《公路多孔改性水泥混凝土基层沥青路面设计规范》

DB13DB13/T1790—2013公路多孔改性水泥混凝土基层沥青路面设计规范河北省质量技术监督局发布I 1 1 1 3 4 8 9 1促进运输节能减排，保证结构工程安全可靠、延长道路结构寿命、降1.3多孔改性水泥混凝土基层沥青路面设计方案应1.4多孔改性水泥混凝土基层沥青路面设计包括设计参1.5多孔改性水泥混凝土基层沥青路面设计除应符合本2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡注明日期的引用文件，仅注明日期的版本适用于本文件；凡不注明日期的文件，其最新版本（包括修订版本）JTG/TD33-2012公路排水JTGD40-2011公路水泥混凝土路面CJJ37-2012城市道路工程设计JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料JTGE30公路工程水泥及水泥混凝土试JTGF30公路水泥混凝土路面施工技DB13/T1419-2011公路路面多孔改性水泥混凝土施工技术规程DB13/T1506-2012公路沥青路面防水抗裂层设计施工技术规范2标准小梁标准小梁断裂力是指公路不同承载能力的等级，依设计轴载划分为：一、二、三、四、五，五个等级，并对应着采用标准小梁，在支点间距450mm，顶面双压头间距150mm施加至极限压力，试件，（3是指路面、基层和路基均为透水结构，路面水可通过路面、基层直接渗透到路基中，再通过路基是指采用单一粒径碎石、改性沥青及掺和料经加热拌合、摊铺、碾压成型的，具有阻断基层裂缝Pr—设计轮载，kNh—基层设计厚度，cmbo—项目所在地十年一遇最低气温下基层裂缝最大宽度，mm4.1设计年限4.2基层承载力F≥2Pr……………Pr——设计轮载，kN；F——基层承载力，kN。4.3基层承载力等级划分一二三四五4.4非标小梁断裂力与标准小梁断裂力关系4），F1——标准小梁断裂力，kN。5结构组合及材料组成设计5.1.1结构组合设计，应使各个结构层的力学特性及其组成材料性质满足相应的功能要求。5.1.2应充分考虑各相邻结构层的相互作用5.1.3多孔改性水泥混凝土基层沥青路面按排水方式分为四种典型结构：表面排水、面层排5.1.4路面各结构层组成材料的原材料品质和技术指标要求，以及混合料组5.2路基5.2.2挖方段路基的处理岩石路基开挖后，顶面平整度不满足要求时，应采用水泥稳定级配碎石、无砂水泥混凝土填平压土路基挖方段，路床顶面以下开挖深度应大于80cm，填前压实后，再分5.2.3特殊路基处理路基为砂砾、炮渣石等岩石材料，且填石厚度大于120cm，当地基渗透性、水稳性较好时，可以采5.3.2当路基为非渗水结构时，垫层宜为低剂量的石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定土、水泥稳5除路基渗水结构外，在垫层与基层之间均应铺设防水层。防水层材料宜采用纤维防水卷材，防水5.5路面基层5.5.2旧路加宽采用多孔改性水泥混凝土路面基层，拼接处应设置应力吸收带。应力吸收带5.5.3基层材料5.5.3.1多孔改性水泥混凝土基层材料，以标准小梁7d龄期5.5.3.2严格控制水泥用量、集料规格和改性剂用量。各种材料注2：允许用Ⅰ级粉煤灰等量替代部分水泥，最大代替量不超过30%，通过试注3：通过试验后确定水泥标号、用量。推荐强度等5.6沥青面层5.6.1沥青面层应具有平整、抗滑、耐久的品质，并具有高温抗车辙、低温抗开裂以及良好5.6.2按照排水方式不同，沥青面层分为下列四种组合型a)当采用表面排水方式时，表面层沥6b)当采用面层排水方式时，路面组合自上而下依次为排水表面层、防水抗裂层、调平嵌实层和c)当采用基层排水方式时，路面组合自上而下依次为排水表面层、调平嵌实层和应力吸收层。d)当采用路基渗水方式时，路面组合自上而下依次为排水表面层、调平嵌实层和应力吸收层。5.6.3沥青表面层优选排水式沥青混合料，沥青混合料孔隙率5.6.4应力吸收层采用单一粒径的改5.6.6材料技术要求密级配的沥青混合料应符合JTGD50的要求；防水抗裂层沥青混合料应符合DB13/T1506-2012的要溶解度，%≥储存稳定性离析，48h软化点差，℃≤22555-5AARTFOT后残留物质量变化，%≤100g），%,≥75.6.7沥青混合料配合比设计5.6.7.1表面层排水结构采用排水式I—---6≥肯特堡飞散损失，%，<---------2012/附录D8表6沥青混合料配合比设计范围--路面基层厚度设计采用查表法或查图法。沥青面层应根据排水方式、层位功能，并结合项目地气6.2.1应先进行项目地材料调查，按照就地或就近取材的原则，对项目拟使用的材9a)依据项目所在地最低气温时的基层最0……………（3）K——应力吸收系数，经验值K=6。在有条件的情况下宜开展最低气温下改性沥青碎石混合料应力b)推荐设计厚度。按照JTGF40低温区，划分了三个区，各区应表7应力吸收层推荐设计厚度冬冷区（-9.0℃~-21.5℃)排水设计可参照JTG/TD33—2012和CJJ37-2012有关规定，开展采用面层排水结构，拦水带应设置在防水抗裂层边缘，并与表面层的最外边缘之间留有10cm宽的采用基层排水结构，按照JTG/TD33—2012，在路面边缘设置拦水带，并在外坡基层边缘层底下方设置暗沟或盲沟。暗沟或盲沟均应做防水工程设计，暗沟采用透水盖板，多孔改性水泥混凝土基层摊铺在盲沟或暗沟之上；盲沟或暗沟上口标高应与基层层底齐平，防水卷材伸入到盲沟或暗沟的内侧壁内，防止盲沟或暗沟的水倒流入路基；暗沟或盲沟应设计泄水口，与泄水槽或排水应力吸收层层层层层防水抗裂层防水层)层)层防水层)层)层图A.4路基渗水路面结构示意图标准小梁断裂力采集方法B.1.1设计单位根据项目所在地或附近地区实际材料资源，选择满足DB13/T1419-2011要求的碎石、B.1.2石料应使用质地坚硬、耐久、洁净的石灰岩、玄武岩、安山岩、花岗岩等等粒径碎石、破碎砾B.1.4粉煤灰可采用电收尘的Ⅰ级干排或磨细散装干粉煤灰，不得使用湿排、潮湿粉煤灰或已结块的B.1.5拌合用水中的铁、铜、铝离子总含量应小于50pB.1.6改性剂分为A型和B型两类，B.2.1根据选定的等粒径碎石，在规范推荐的配合比范围中选取适宜水泥用量进行室内标准小梁的制量以质量计，称量的精确度：集料为±1％，水、水泥、掺合料和外加剂为±0.5％。加料顺序为集部加料时间不宜超过2min。水胶溶液全部加入后，继续拌和2min，使水泥浆膜包裹石料均匀、不流刮刀刮去多余的混凝土，直至试样表面基本平整。试件表面与试模边缘高差不得超过1mm,个别石料与上，间距至少10mm～20mm，试件表面应保持一层水膜，并避免用水直接冲淋。标养室内养生满6d后多孔改性水泥混凝土基层的水泥用量，按照确定的配合比进行计算，水泥损耗按照30根据拟用材料的标准小梁的断裂力F1，在附录C中最上边一行查到F1，沿F1一列向下查找大根据拟用材料的标准小梁的断裂力在附录D中确定相对应的一条曲线，再查找2倍设计轮载值，在从交点做垂线与横轴相交，交点的值221mm，精确到1cm，23cm即为设计厚度。该道路的承载力是55kN，再沿55kN向表格最左边一列查得h=230mm，因此设计厚度为23cm。该道路的承载力等2Pr=100kN，先在附录D中纵坐标找到100kN，沿100kN做水平线与标准小梁的断裂力是22kN的曲线设计案例4：查表法，假定所用材料的标准小梁的断裂力F1是22kN，确定的设计轮载Pr是50kN。2Pr=100kN，查附录C，先在表格最上边一行查到22kN，再沿22kN一列向下找到大于100kN且最接近的是100kN的是103kN，再沿103kN向表格最左边一列查得h=270mm，因此设计厚度为27cm。该道路的承载力等级是三级，允许通行轴载20t以下的2Pr=150kN。先在附录D中纵坐标找到150kN，沿150kN做水平线与标准小梁的断裂力是22kN的曲线相交，从交点做垂线与横轴相交，交点的值305mm，精确到1cm，31cm即为设计厚度。设计道路的承载力等级是一级，允许通行轴载30t以下的是155kN，再沿155kN向最左边一列查得h=310mm，因此设计厚度为31cm。该道路的承载力等的是134kN，再沿134kN向最左边一列查得h=280mm，因此设计厚度为28cm。该道路的承载力等级是引用标准：JTGE20-2011。F.2.2低温试验箱：0～-30℃,控温精度±1℃。大三角形外接圆半径为：18.2mm小三角形外接圆半径为：13.0mm下端盖F.4.1按应力吸收层沥青混合料的密度及配合比计算出一个试件需要拌合物的重量，实际称料应考虑置室温冷却8h以上。F.4.5将试件置于低温试验箱内，不少于8h,使试件内外部温度一致，取出试件，涂白灰浆面向依次将三瓣模具、三角锥棒装入试件内孔中(三瓣模具内孔、三角锥棒锥度上大下小，三角锥棒棱角处于三瓣模具各段圆弧中部),装平、卡紧，平置在路面材料强度试验仪操作平台上。摇动手柄，使平台b——试件断裂的裂缝宽度（0.02mm最小值中，如有一个与中间值之差超过中间值的15℅,则取中间值作为试验结果；如最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15℅,则该组试验结果无效。1基层结构表现为骨架结构，孔隙率大，类似于桁架结构形式，压2基层力学特性。由于多孔改性水泥混凝土类似桁架结构，受力时应力集中点及破坏特性不同于密实性结构，其表现为①当水泥浆膜超过某一厚度时，等粒径结构压、剪应力不集中在水泥浆膜上，而是分散转移至基层骨料内部，结构强度的高低取决于所用骨料的强度。②拉、压、剪试验破坏表现3基层材料结构物理力学性能。表现为浸水强度不降低、冻融无4沥青混合料路面，作为功能层参与路面结构设计，但不参与结构承载力计算。多孔改性水泥混1.0.1多孔改性水泥混凝土材料作为路面基层尚未大面积推广应用，人们也没方法，阐述设计理论、结构特性、路用性能、形成机理及关健1.0.3本规范的力学计算规定了双控技术指标，设计轴载和基层承载低应力水2术语、符号2.1.2标准小梁断裂力基层承载力。因此本规范中采用了更直观、更直接2.1.7非标小梁断裂力2关于结构动载应力疲劳寿命，本结构基层承载力必须大于设计轮载的两倍，确保路面基层承载过程中，始终处在低应力水平，即0.5以下应力水平。根据现行水泥路面设计强度结构系数计算公式，当k=2时，也就是结构的(抗弯拉)承载力，达到标准轴载压力(压强)的2倍时，计算的累计标准当量轴次接近7亿次，可以把基层板体视为近似无限疲劳寿命。2个标准2个标准压头施压区3个标准小梁宽支点(一侧有侧向力)(两侧有侧向力)图3-1施工中实体工程的结构一次摊铺成型，横向结构不存在小梁单独受力状况，实而言均有了侧向力，因此可以认为，试验中独立小梁断裂力，在实体工程中增大层板体在设计轮载下的应力水平不是0.5,而是在0.25以下，此时的结构系数k大于4,不存在动载应压头间距压头间距标准小梁(双压头间距拉大试验图)图3-23不利结构系数：刹车、起步、偏载、动荷作用下对路面施加的瞬间压力增大。这个系数在《公4本结构为全新的路面基层结构，最长的实体工程投入使用才七、八年。该结构的实体使用寿命力水平（0.5）下承载，使基层处于相对无限不疲劳状态，保证结构层的使用寿命。设定采用低应力水2建设投资成本。基层承载力大投资成本必然大，反之亦然。公路的承载能力3极限轴载断裂理念。如果车辆在公路上行驶，轮胎对路面压力超过了公路路面的极限承载力，式试验统计，回归出非标小梁断裂力与标准小梁断3数值仿真，依照试验室配合比，实体工程取样获得的配合比以及断裂力（kN）0线线4结构组合及材料组成设计则由于弹性模量差异较大及丰水因素（往往岩石挖方段路基地下水毛细孔道多且出水量丰富使路面4.2.3特殊路基处理试验表明，路基为砂砾、炮渣石等岩石材料，且填石厚度大于120cm，当地基渗透性、水稳性较好时，路基遇水后仍能保持良好的稳定性和完好的强度，允许雨水渗入到路基内，对路面不产生损害，可以采用路基渗水结构。路基地表应开槽压实或在路基外坡底角处做挡墙。填筑第一层路基材料时，应灌水压实。在铺筑4.3.3采用5.4m弯沉仪测定垫层层顶弯沉值，容许弯沉值不大于100(0.01mm)基于以下考虑：地反映了本材料的韧性，不同材料曲线的对比，如图4-1。应变图4-1从图中可以看出，多孔改性水泥混凝土压剪应力曲线是缓升缓降较平滑3本规范设计依据是采集标准小梁挠度控制，需要找出标准小梁挠度与实体工程实测路基弯沉值之间的关系，为此建立数值仿真模拟图4-2;找出标准小梁与非标小梁的挠度关系曲线，如图4-3,进一步找出标准小梁拉长至3.6m时的挠度变化曲线图4-4及标准小梁、非标小梁支点间距为3.6m的挠度(弯沉)曲线关系图4-5。通过回归分析计算得出标准小梁挠度与3.6m非标小梁挠度关系对应表4-1。非标小梁的极限挠度值900(0.01mm)控制，同时需扣除下列减小挠度值的因素：②设计理论假设基本要求应有2.5倍储备，因此极限挠度值需再除以2.5,即基层板体的允许极限挠度值为(900×1/3÷2.5)=120(0.01mm)。图4-2跨长450小梁试件试件断面尺寸/nm十标准小梁试件压头下降1mm一标准小梁试件压头下降2mm—标准小梁试件压头下降4mm一标准小梁试件压头下降5mm标准小梁试件压头下降Gmm—标准小梁试件压头下降7mm—标准小梁试件压头下降9mm一标准小梁试件压头下降10mn3mm;y-3E-05x²-0.008x4mm:y=4E-05x²-0.0106x+4.55mm:y=5E-05x²-0.0134x6mmy-6E-05x²-0.0159x+6.80077mmey-6E-05x²-0.0186x+7.93429mm:y=8E-05x²-0.0239x+弯沉对比跨长450小梁试件弯沉/mm2mm;y=37,908x²-229.33x+373mm:y-25.272x²-229.33x+4mm:y-18,954x²-229.33x+745mm:y-15.16x²-229.33x6mm:y=12.636x²-229.33x+7mm:y-10.831x²-229.33x+8mm;y=9.477x2-229,33x9mm:y-8.424x²-229.33x+1图4-4标准小梁拉长至3.6m的挠度关系200250300标准小梁2147201719031801171016271553148514221365131312641219117711381101106710351005976949924900877855835815796779762745236222192093198118811790170816331565150214441390134112951252121111741138110510741044101699096594191889787685783882025762421228421612052195318631782170716381575151714631412136513221280124212061171113911091080105310261002978956934914894279126232474234122232116201819301849177517061643158515301479143213871345130612691234120111701140111210851060103510129909693006282426642522239422782174207819911911183817701706164815931542149414491407136713291294126012281198116911411115109010661043322030262855270225652441232922272134204819691896182817651707165216011552150714641424138613501316128312521223119511681142111834353228304528822736260424842375227621842100202219501883182117621707165616081562151914781440140313691336130412741246121911923650343032353062290727662640252424182321223221492072200119341872181417591708166016141571153014911454141913861354132412951267386436313425324230782929279526722560245823632275219421192048198219.2118631808175717091663162015791540150314671434140213711342407938333616342232493092295028212703259424942402231622362162209220.2719661909185518041756171016661625158615491513147914471416429440353806360234203255310529692845273126252528243823542276220321.3420702009195218991848180017541711167016301593155715231491450842373996378235903417326131182987286727572654256024722389231322.4121732110205019941940189018421796175317121673163515991565472344384187396237613580341632663129300428882781268225892503242323.4822772210214820892033198019301882183717931752171316761640493846404377414339323743357134153272314030192907280327072617253324.542380231122452184212520702017196719201875183217911752171451524842456743234103390637263563341432773150303429252825273126432561248424112343227822182160210520532004195619121869182817895367504447584503427440683882371235563413328231603047294228452753266825872512244123732310225021932139208720381991194719041863558252454948468344454231403738603698355034133286316930602958286327742691261225382468240223402280222421712120207120241980193857965447513848634616439441924009384136863544341332913178307229742881279427132636256324952430236823102254220121512102205620126011564953295043478745574347415739833823367535393413329531863084298828982813273326582587252024562395233722832230218021322087622658515519522349584719450343054125395938073666353534133300319430943001291428312753267926102544248124212364231022582209216164406052570954035129488246584454426740963938379236573531341433043201310530142929284827722700263125662504244623892336228522366655625458995584530050454813460244104232406939183779364935273414330832083115302629432864279027192652258825272469241423612310687064566090576454715208496847514552436942014045390037663641352434153312321531243038295728802807273726712609254924922437238570856658628059445642537051244899469445064332417140223884375536343521341533163222313330492970289428232755269026282570251324597299685964706124581355335279504848364642446342984144400238693744362835193416331932283141306029822908283827722708264725892534751470616661630459845696543451964978477945944424426641193982385537353622351734173323323431503070299429222853278827252666260977297263685164846155585855905345512149154726455043884237409639653841372636173514341833263240315830793005293528672803274226837943746570416664632660215745549352635052485746774510435542104075394838293717361235133419333032453165308930162947288128182758815876667232684464976184590056425405518849884803463244724324418540553933381837103608351134203333325131723098302729592894283283737868742270246668634760555790554753255119493047544590443842954162403639183807370336033510342133363256317931063037297029078587807076127205683965096211593956905461525150564876470845514405426841404019390537973696360035083422333932613186311530462981314.4防水层1凡不采用路基渗水排水方式的结构，即水层起着保护结构安全的关键作用。①路面渗透到基层中的水必须从防水层的顶有渗透到基层内的水进入下承层，从而保持路基稳定；②纤维防水卷材具有一定的强度和弹性，能有2防水卷材不同于常规的土工布，技术指标要求更高。①须有足够的强度，一般可以抵抗带棱角颗粒作用而不被刺破；②有足够的延伸性，保证较大形变而不破裂；③有良好的低温性能，在-40℃下不脆裂；④有很好的耐久性，老化年限不少于50年。防水卷材的质量在很大程度上决定着结构的寿4防水卷材的宽度和长度都是有限的。为保证防水卷材完好的封水性，防水卷材铺设后，其接缝5施工中防水卷材难免被石料尖角刺破，但不影个平面(如图4-6),使用过程中，颗粒不会再对防水卷材产生损伤。4.5路面基层多孔改性水泥混凝土材料的弹性模量远大于旧路常规基层材料和沥青路面的弹性模量，造成拼接处开率大于22%,其作用是吸收、消减拼接处温度应力和振动应力，避免接缝处的裂缝产生，减少了水损坏。应力吸收带采用倒梯形槽，从工艺上容易解决，拼接处的旧路部分先削成45°坡，多孔改性水泥混凝土摊成45°外坡角，上口宽30cm~50cm,下口宽15cm-25cm,形成倒梯形槽，使用专业小型1(1)以标准小梁7d龄期断裂力作为控制指标。多孔改性水泥混凝土的特性之一是早期强度上升快，一般在4d—5d强度达到95%以上，完成大部分收缩过程。采样龄期过长不利于指导工程施工，也不利于控制工程质量。因此采用标准小梁试件7d龄期的断裂力作为设计参数，超过7d龄期增长的等粒径混凝土与普通水泥混凝土收缩曲线等粒径混凝土与普通水泥混凝土收缩曲线量普通混通混凝土试验龄期(天)收缩率图4-7②不大于30kN的考虑。一是对孔隙率的要求，过大的断裂力必然要损失孔隙率，过小的孔隙角度考虑，30kN足以承担设计轮载；四于30kN。(3)关于控制孔隙率指标。鉴于本结构不留伸缩缝，也不预切缝，因此要求结构必须具有足够的强度。通过大量实体工程温度梯度采样，并对30项100多公里已运营实体工程的孔隙率进行了统计汇总(见表4-2),多孔改性水泥混凝土基层的孔隙率多在23%—28%之间，经过多个春夏秋冬季节交替吻合。充分证明了孔隙率为23%时，温度应力已不产生结构性破坏。为安全、可靠，将最小孔隙率规定为23%,同时也能满足水泥浆膜厚度的要求。12346789断板产生，同时变基层层底受弯拉应力为压剪应力，以此实现结构受力2多孔改性水泥混凝土作为路面基层材料，其最关键的三个控制因素是：集料规格、水泥用量和（2）水泥浆膜厚度有两个关键作用：一是达到一定膜厚时才能形成多孔强度，并减小强度水泥