白山路白马桥重建工程 -路基路面设计说明

白山路白马桥重建工程S3-1一、路基设计原则、路基横断面布置、超高方式及加宽1.1、采用规范标准本项目主要采用的规范和标准如下:(1)《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（交公路发[2007]358号）；(2)《工程建设标准强制性条文(公路工程部分)》(2002年)；(3)《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)；(4)《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）；(5)《公路路基施工技术规范》（JTG/T3610-2019）；(6)《公路排水设计规范》（JTG/TD33-2012）；(7)《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017）；(8)《公路工程土工合成材料等九项》（JT/T513~521-2004）；(9)《公路土工试验规程》（JTG3430-2020）；(10)《公路工程岩石试验规程》（JTGE41-2005）；(11)其它国家、行业、地方现行执行规范、规程、标准。1.2、设计范围设计范围为主线K0+000～K0+395.984和老寿高路SK0+020～SK0+200，采用沥青混凝土路面。1.3一般路基设计原则根据沿线岩土类别、物理力学特征、水文地质条件、地形地貌以及对沿线已建道路填挖方边坡及其稳定状况的调查，结合本路段填挖方边坡高度，同时考虑到边坡的绿化，选择合适的路基横断面形式、边坡坡度、路基排水、防护方式，达到少占良田林地、设计经济合理、重视环境保护、各种设施相互协调配合的目的。1.4路基横断面布置本项目新建主线为四级公路（Ⅰ类），设计速度为15km/h，路基宽度6.5米，路基横断面布置为6.5m=0.25m（土路肩）+2×3.0m（行车道）+0.25m（土路肩），考虑红色美丽村庄片区综合开发景观要求，路肩外侧设置0.5m绿化带。既有老寿高路为四级公路（Ⅱ类），设计速度为15km/h，路基宽度5.5米，路基横断面布置为5.5m=0.5m（土路肩）+4.5m（行车道）+0.5m（土路肩），本次设计主线与老寿高路平交，由于主线设计高程较高，需对老寿高路进行抬高改建，改建段路基横断面与原道路一致。1.5路基设计标高位置及路拱横坡本项目路基设计标高均为道路中线路面顶面标高，主线路拱横坡为2％（双向坡），老寿高路路拱横坡为2％（单向坡）。1.6路基加宽当平曲线半径小于或等于250米时，应设置加宽。平曲线加宽按《公路路线设计规范》（JTGD20-2017）中7.6条规定执行。1.7路基超高本项目无超高。二、路基设计、施工工艺、参数，材料要求等说明2.1路基工程地质条件项目位于成都平原，路基土以第四系全新统冲积层为主，粉质粘土。2.2一般挖方路基项目位于成都平原地区，道路以填方为主，挖方主要为浅挖，全线挖方高度＜1米，故挖方坡比采用1:1.0（全线均为土质边坡），坡面采用喷播植草防护。2.3高填深挖设计本项目无高填深挖路段。2.4一般填方路基路堤边坡形式和坡率应根据填料的物理力学性质、边坡高度和工程地质条件确定。地基情况良好时一般采用如下形式:填方路堤边坡坡率表填土总高度边坡坡率0～8m一级边坡:边坡坡率为1:1.5。填方边坡坡脚外设路堤边沟时，一般设置护坡道，护坡道宽度为1m，设置外倾4%的横坡。10年一遇洪水频率高程（500.440米）以下路基采用透水土回填。2.5陡坡路堤本项目无陡坡路堤。2.6软弱地基（软土和过湿土）本项目无软弱地基。2.7地基表层处理(1)地面横坡缓于1：5时，在清除地表草皮、腐殖土后，可直接在天然地面上填筑路堤。(2)地面横坡为1：1.5～1：2.5的填方路基，在填筑前原地面开挖台阶，台阶宽度不小于2m，台阶顶面做成2%～4%的反向横坡，以防止路基滑动而影响其稳定。(3)应将地基表层碾压密实。路基基底的压实度(重型)应大于85%。(4)一般要求清除种植土厚度30cm。三、路基压实标准与压实度及填料强度要求的说明路基的压实度一般采用重型击实标准，路面底面以下路基不同深度的压实度及填料要求如下：路基压实度及填料强度要求项目分类路床顶面以下深度（cm）压实度（%）填料最小强度（CBR）（%）填料最大粒径（cm）上路床0～0.3≥95510下路床0.3～0.8≥95310低填及挖方0～0.3≥955100.3～0.8≥95310上路堤0.8～1.5≥94315下路堤1.5以下≥92215四、路基支挡、加固及其防护工程设计说明路基防护设计原则：路基防护设计主要以经济适用、美观大方、利于施工为原则，同时重点考虑了与环境景观相协调的要求。本项目地势平坦，道路以填方为主且填方高度较低，坡面采用喷播植草防护。实体护坡防护：对低于10年一遇洪水频率高程（500.440米）的边坡采用M7.5浆砌片(卵)石护坡。五、路基、路面排水系统设计说明5.1设计原则设置完善的路基、路面排水体系统，及时有效地排除路基范围内的地表水，确保路基、路面稳定与行车安全。公路排水不应与沿线农田水利设施发生冲突，公路排水沟外应设置挡水土埂，防止外部水进入路基排水沟。5.2路基排水全路根据所调查的沿线水文资料，进行了较为系统的纵、横向排水设计：主线K0+045.5～K0+072.5段右侧地势低洼，现有三道50×50cm梯形土边沟本次设计采用80×80的矩形C20砼排水沟串联三道土边沟，汇聚后排至涵洞引出路基外。老寿高路左侧SK0+030.0～SK0+099.0段和右侧全段设有80×80cm矩形浆砌红砖灌溉渠，因老寿高路标高抬升道路两侧放坡部分段落灌溉渠被淹埋，本次设计对被淹埋灌溉沟渠进行改沟处理采用移位重建，恢复灌溉兼排水功能。5.3路面排水路面水通过路拱横坡以漫流的形式直接排入两侧边沟。六、取土、弃土设计方案，环保及节约用地措施6.1取土、弃土设计方案路基土石方应移挖作填，尽量做到填挖平衡，以减少取土和弃土本次路基设计中挖方：1.路基挖土方327方。2.路基清表处理挖出土方1594方。3.低填浅挖处理挖出土方52方。4.路基防护挖出土方290方。本次路基设计中填方：1.路基填合格土方11689方。2.清表填合格土2125方。3.低填浅挖处理填合格土方76方。综上所述：本次挖方2263方；填方13890方。填方中利用路基挖方227方，利用拆除的灌溉沟渠圬工151方。弃方2036方。外购合格土13512方。暂估外购运距10km。路基施工中清除的有机质耕植土，是提供植物生长丰富营养的最佳种植填料，应充分利用于公路两侧绿化。应业主要求，弃方弃至政府指定弃土场，暂估运距10km。6.2环保及节约用地措施(1)本段路线在平面布线时，统筹考虑了建设项目的合理用地、尽量绕避农田和人户密集区，以保护农田、水利设施，减少房屋拆迁的影响。(2)在条件可能的情况下，尽量减少路基土石方数量。尽量利用挖方作为路基填料，减少废方数量。(3)为避免水流对岸坡的冲刷，设置了必要的防护。(4)路基填挖方边坡均采用植草防护，以确保路基边坡的稳定和与周围环境的协调，减少由于边坡失稳给农田(地)造成的危害。7、路面结构设计7.1旧路状况（1）旧路路面结构老寿高路既有道路为水泥混凝土路面，面板厚度20cm，基层为砂砾石基层。路面结构完好无病害。（2）旧路处治由于主线设计高程较高，需对老寿高路进行抬高改建，对原路面结构施工起止点各20米范围内进行拆除，其余段落破碎后被路基填土淹埋。7.2设计依据（1）《公路工程技术标准》JTGB01-2014（2）《公路沥青路面设计规范》JTJ050-2017（3）《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004（4）《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20-2015（5）《公路路基设计规范》JTGD30-2015（6）《公路自然区划标准》JTJ003-867.3设计参数⑴自然条件自然区划：V2区气候分区：2-4-1区⑵路况参数道路名称道路等级路基宽度设计速度设计年限备注主线四级6.5m15km/h8老寿高路四级5.5m15km/h8标准轴载：BZZ-100⑶设计弯沉土基回弹模量路线所经地区属自然区划V2区，为四川盆地湿润区，路床回弹模量：四级路取E0=40MPa。路面路表验收弯沉值：LA=37.3（1/100mm）路床表层验收弯沉值：LG=373.5（1/100mm）7.4路面结构组合设计及厚度计算本项目的路面结构为：4cm细粒式密级配SBS改性沥青AC-13C5cm中粒式密级配普通沥青AC-20C6mmES-2改性乳化沥青稀浆封层18cm厚5%水泥稳定碎石基层18cm厚4%水泥稳定碎石底基层7.5材料要求7.5.1沥青混凝土的原材料及混合料设计要求1）沥青面层沥青采用符合道路石油沥青技术指标要求的70号A级沥青。上面层掺加SBS改性剂，改性剂剂量应由实验确定。沥青技术指标以交通部行业标准为主要依据（详见下表）：道路石油沥青技术要求试验项目70号针入度（25℃、100g、5s）（0.1mm）60—80#针入度指数PI-1.5～+1.0延度（5mm/min，15℃）不小于（cm）100#延度（10℃）不小于（cm）20软化点（环球法）（℃）46#60℃动力粘度（Pa.s）不小于180闪点不小于（℃）260含蜡量（蒸馏法）不大于（%）2.2密度（15℃）（g/cm3）实测记录溶解度（三氯乙烯）不小于（%）99.5薄膜加热试验163℃、5h质量损失不大于（%）±0.8针入度比（25℃）不小于（%）61残留延度（10℃）不小于（cm）6残留延度（15℃）不小于（cm）15SBS（I-D）改性沥青技术指标要求项目技术指标测试方法针入度25℃（0.1mm）40～60JTJT0604-2000针入度指数PI不小于0JTJT0604-2000延度5℃，5cm/min（cm）不小于20JTJT0605-1993软化点（℃）最小60JTJT0606-2000运动粘度135℃（Pa.s）最大3JTJT0625-2000闪点（℃）最小230JTJT0611-1993溶解度（%）最小99JTJT0607-1993离析，软化点（℃）差最大2.5JTJT0661-2000弹性恢复25℃（%）最小75JTJT0662-2000RTFOT后残留物质量损失（%）最大±1.0JTJT0610-1993针入度比25℃（%）最小65JTJT0604-2000延度5℃（cm）最小15JTJT0605-1993SHRP：原样沥青动态剪切76℃G/sinδ（KPa）最小1.0AASHTOM320-03T315-04RTFOT试验后AASHTOM320-03T240-03动态剪切76℃G/sinδ（KPa）最小2.2AASHTOM320-03T315-04压力老化后AASHTOM320-03R28-02动态剪切31℃G/sinδ（KPa）最大5000AASHTOM320-03T315-04蠕变劲度-12℃（KPa）最大M值最小300AASHTOM320-03T313-040.3SHRP路用性能分级PG76-22AASHTOM320-03注：1.SHRP指标最为代理商或供应商对每批次沥青结合料的质量承诺，其余指标作为施工质量控制。2.JTG指中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011。2）粗集料：用于路面面层的粗集料采用卵石轧制加工而成。要求采用大型联合碎石机轧制。卵石粒径≥8cm，石质应坚硬、耐磨、洁净、形状接近立方体，其技术指标应符合下表的要求。粗集料技术要求技术项目表面层其他层次石料压碎值不大于（%）3030洛杉矶磨耗损失不大于（%）3535表观相对密度不小于（g/cm3）2.452.45吸水率不大于（%）3.03.0坚固性不大于（%）--对沥青的粘附性不小于（级）44针片状颗粒含量不大于（%）2020水洗法<0.075mm颗粒含量不大于（%）11软石含量不大于（%）55破碎砾石的破碎面具有2个或2个以上（上面层）不小于（%）60-破碎砾石的破碎面具有2个或2个以上（下面层）不小于（%）50503）细集料：细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合下表要求：细集料的技术要求技术项目技术指标视密度不小于（g/cm3）2.45坚固性（>0.3mm部分）不小于（%）-含泥量（小于0.075mm的含量）不大于（%）5砂当量不小于（%）50亚甲蓝值，不大于（g/kg）-棱角性（流动时间）不小于（s）-填料：必须采用石灰石或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要求干燥、洁净，能从填料仓自由流出。填料中严禁掺和拌和机除尘装置回收的粉尘。矿粉必须贮放在室内，被雨淋湿的和已结块的矿粉不得使用。其质量应符合下表的要求。矿粉质量要求技术项目技术指标视密度不小于（g/cm3）2.45含水量不大于（%）1.0亲水系数小于T0353外观-塑性指数小于（%）T0354粒径（mm）<0.60<0.15<0.075通过率（%）10090～10070～1005）AC-13C、AC-20C混合料设计：沥青混合料配合比设计：应严格按照目标配合比、生产配合比、生产配合比验证三个设计阶段确定混合料的配合比。AC-13C的公称最大粒径为13.2mm，最大粒径为16mm。AC-20C的公称最大粒径为19.0mm，最大粒径为26.5mm。矿料级配组成及混合料的各项性能指标应满足下表的要求。AC-13C、AC-20C矿料级配范围结构层通过下列筛孔（方孔筛mm）的质量百分率（％）26.519.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-13C10090-10068-8538-6824-5015-3810-287-205-154-8AC-20C10090～10078～9262～8050～7226～5616～4412～338～245～174～133～7AC-13C、AC-20C技术要求混合料类型试验项目技术要求细粒式沥青混凝土AC-13C中粒式沥青混凝土AC-20C击实次数（双面）50次50次空隙率VV3%～6%3%～6%矿料间隙设计空隙率3%1414设计空隙率4%1515设计空隙率5%1616沥青饱和度VFA70%～85%70%～85%稳定度MS不小于5KN5KN流值mm2-4.52-4.5浸水马歇尔残留稳定度不小于85%不小于80%冻融劈裂试验残留强度比不小于80%不小于75%车辙动稳定度不小于2400次/mm不小于1000次/mm弯曲试验破坏应变（-10℃，50mm/min）不小于2500不小于20006）沥青混合料均应掺加抗剥落剂。在沥青混凝土的生产使用中添加抗剥落剂，可以增强沥青混凝土的粘度，减少水分对沥青的损害机会，延长路面的使用寿命。抗剥落剂特性参数外观棕色粘稠液体闪点（P.M.C.C.）（℃）＞200气味轻微比重（25℃）0.97粘度（25℃,cps）900粘度（38℃,cps）300抗剥落剂适用于普通沥青，直接加入热沥青中，用量为沥青的重量的0.2%。7）沥青混合料拌和、施工温度控制。沥青混合料拌和及压实温度的适宜温度粘度适宜拌和的沥青结合粘度适宜于压实的沥青结合料粘度测定方法表观粘度（0.17±0.02）Pa·s（0.17±0.02）Pa·sT0625运动粘度（170±20）mm2/s（280±30）mm2/sT0619赛波粘度（85±100）s（140±15）sT0623热拌沥青混合料的施工温度（℃）施工工序70号施工工序70号沥青加热温度155～165沥青混合料出料温度145～165矿料机加热温度间歇式拌和机集料加热温度比沥青温度高10～30连续式拌和机矿料加热温度比沥青温度高5～10混合料贮存温度拌和出料后降低不超过10混合料最高温度（废弃温度）195运输到现场温度，不低于142混合摊铺温度，不低于正常施工135开始碾压的混合料内部温度，不低于正常施工130低温施工150低温施工145碾压终了的表面温度，不低于钢轮压路机70开放交通时的路表温度，不高于50轮胎压路机80振动压路机70聚合物改性沥青混合料的正常施工温度范围（℃）工序SBS类工序SBS类沥青加热温度160～165混合料贮存温度拌和出料后降低不超过10改性沥青现场制作温度165～170摊铺温度，不低于160成品改性沥青加热温度，不大于175初压开始温度，不低于150集料加热温度190～220碾压终了的表面温度，不低于90混合料最高温度（废弃温度）195开放交通时的路表温度，不高于507.5.2透层、粘层、封层技术要求①透层：在路面面层施工前，必须在水泥稳定碎石基层上浇洒透层油。透层沥青选用PA-2慢裂洒布型乳化沥青，其规格和质量要求应符合《公路沥青路面施工技术规范》表4.3.2的要求，透层沥青的稠度宜通过试洒确定，透层沥青的用量应根据基层的种类通过试洒确定，对水泥稳定碎石基层，用量为0.7～1.5L/m2。喷洒透层油时应注意：a、气温低于10℃或大风天气，即将降雨时不得喷洒透层油；b、洒铺后通过钻探或挖掘确认透层油渗入基层的深度宜不小于5mm，并能与基层联结成为一起；c、透层油的洒铺时间宜紧接在基层养生结束后；e、透层油宜采用沥青洒铺车一次喷洒均匀。f、洒铺透层油前应清扫路面，透层油洒铺后不得在其表面形成能被运料车和摊铺机粘起的油皮，透层油达不到渗透深度要求时，应更换透层油稠度或品质；g、透层油洒布后的养生时间随透层油的品种和气候条件由试验确定，确保液体沥青中的稀释剂全部挥发，乳化沥青渗透且水分蒸发，然后尽早铺筑沥青面层，防止工程车辆损坏透层。②粘层为加强沥青面层的粘结，在沥青面层间应浇洒粘层沥青。粘层沥青采用快裂的洒布型乳化沥青PC-3型，其用量为0.3～0.6L/m2。喷洒粘层油时应注意：a、气温低于10℃时不得喷洒粘层油，寒冷季节不得不喷洒时可分两次喷洒。路面潮湿时不得喷洒粘层油，用水洗刷后需待表面干燥后喷洒。b、喷洒的粘层油必须成均匀雾状，在路面全宽度内均匀分布成一薄层，不得有洒花漏空或成条状，也不得有堆积。喷洒不足的要补洒，喷洒过量处应予刮除。喷洒粘层油后，严禁运料车外的其他车辆和行人通过。c、粘层油宜在当天洒布，待乳化沥青破乳、水分蒸发完成，或稀释沥青中的稀释剂基本挥发完成后，紧接着铺筑沥青层，确保粘层不受污染透层沥青及粘层沥青技术指标要求试验项目透层沥青粘层沥青沥青标准粘度计C25.3（s）8～20恩格拉粘度E251～6蒸发残留物残留物含量不小于（%）5050针入度（25℃100g5s）（0.1mm）50-30045-150延度（15℃）不小于（%）40溶解度（三氯乙烯）不小于（%）97.5常温储存稳定度1d不大于（%）15d不大于（%）5与矿料的粘附性，裹复面积不小于2/3③封层下封层采用改性乳化沥青稀浆封层（ES-2型），稀浆封层必须使用专用的摊铺机进行摊铺，稀浆封层应选用坚硬、粗糙、耐磨、洁净的集料，各项性能指标应符合细集料质量技术要求，通过4.75mm筛的合成矿料的砂当量不得低于50%，细集料宜采用碱性石料生产的或洁净的石屑，对集料中的超粒径颗粒必须筛除。稀浆封层矿料的级配要求如下：稀浆封层矿料级配范围级配类型通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）9.54.752.361.180.60.30.150.075一层的适宜厚度ES-2型10095～10065～9045～7030～5018～3010～215～154～7稀浆封层混合料中改性乳化改性沥青的用量应通过配合比设计确定。技术要求如下：稀浆封层混合料技术要求项目单位稀浆封层试验方法可拌和时间s＞120手工拌和稠度cm2～3T0751粘聚力试验30min（初凝时间）60min（开放交通时间）N.mN.m（仅使用于快开放交通的稀浆封层）≥1.2≥2.0T0754负荷轮碾压试验（LWT）粘附砂量g/m2（仅使用于重交通道路表层时）＜450T0755湿轮磨耗试验的磨耗值（WTAT）浸水1hg/m2＜800T07527.5.3水泥稳定碎石基层、底基层1、材料及强度要求水泥稳定碎石基层的压实度应不小于98％，7d龄期无侧限抗压强度应不小于3.0MPa。水泥稳定碎石底基层的压实度应不小于97％，7d龄期无侧限抗压强度应不小于2.0MPa。水泥：采用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥均可。应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（大于6h且小于10h）的水泥。碎石：采用取自附近砂石料场的卵石轧制加工而成，卵石粒径大于8cm，要求采用大型联合式碎石机加工，形状应接近立方体，洁净、干燥、无风化、无杂质，并具有足够的强度和耐磨耗性。基层石料颗粒的最大粒径不应超过31.5mm；底基层石料颗粒的最大粒径不应超过37.5mm。水泥稳定碎石基层、底基层的级配范围要求类型通过下列筛孔（方孔筛mm）的质量百分率（%）37.531.526.519.09.54.752.360.60.075液限（%）塑限指数水泥稳定碎石基层-10090-10073－8747－6630－5019－368－192－7<28<9水泥稳定碎石底基层10090-10081-9467－8345－6430－5019－368－192－7水泥剂量：基层和底基层水泥剂量应以各自的7d龄期无侧限抗压强度控制并通过配合比试验确定。施工中应控制好含水量，必须拌和均匀，碾压密实，并根据施工时天气情况做好保湿养生工作。湿养生7天后方可施工面层。水泥稳定基层施工注意事项：①施工前应根据现场所备材料，进行配合比设计，应尽可能通过调整级配组成来达到满足强度的要求，从而减少收缩裂缝的产生。②水泥稳定碎石基层施工期的日最低气温应在5℃以上；在雨季施工应特别注意气候变化，勿使水泥混合料遭到雨淋，降雨时应停止施工，但已经摊铺的水泥混合料应尽快碾压密实，覆盖养生。③水泥稳定基层施工时，应严格控制基层厚度和高程，其路拱横坡应与面层一致，严格用薄层贴补法进行找平。水泥稳定碎石基层应作好保湿养生工作，不使稳定层表面干燥，也不应忽干忽湿，防止干缩裂缝。表面应作压实度检查，并以即将铺筑面层之前的检查为准，检查点数增加为1000平方米三点。水泥稳定碎石基层未铺面层时，除施工车辆慢速（不超过30Km/h）通行外，禁止一切机动车辆通行。水泥稳定碎石基层、底基层建议采用复合材料养生膜养生，其技术要求如下。节水保湿养护膜检验项目`要求3d有效保水率（%）≥90一次性保水时间（d）≥7保温性能（用膜内温度与外界环境温度之差）≥4℃用养护膜养护的抗压强度比（%）（与标养比较）3d≥957d≥95单位面积吸蒸馏水量（Kg/m2）≥0.57.5.4路面施工要求及质量控制铺筑沥青混凝土路面的施工，在施工时应注意以下的要求。（1）用于沥青面层的碎石材料应采用大型成套专用设备进行加工，集料按规格筛分分级（单位：mm）。（2）沥青混合料的配合比设计应严格按照目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段的步骤和要求来进行，最后确定出生产用的标准配合比，作为沥青混合料的生产控制和质量检验的标准；设计合成级配不得有太多的锯齿形交错，且在0.3～0.6mm范围内不出现“驼峰”，当反复调整不能满意时，更换材料重新进行设计。（3）摊铺：沥青路面不得在气温低于10℃，以及雨天、路面潮湿的情况下施工。施工时必须选用有自动找平装置、有预压实装置的摊铺机。（4）沥青路面找平应采用自动找平装置，可选择的有浮动式基准梁，超声波自动找平仪，激光扫描自动找平仪，摊铺机行走基面要清扫干净，以免影响自动调平精度。（5）为了保证沥青混合料能够在有效压实时间内达到规定的压实度，改性沥青混合料碾压时应做到“紧跟、慢压、高频、低幅”。（6）压实度以现场空隙率指标和标准密度（作为标准密度的实测密度应与生产配合比设计时一致，满足设计空隙率要求，试验时应严格控制试件的成型温度）的压实度指标作为双控制标准；压实度AC-13C不低于97%；路面现场空