瀝青混合料單軸貫入抗剪強(qiáng)度、壓縮動態(tài)回彈模量試驗(yàn)方法、水泥混凝土路面設(shè)計(jì)參數(shù)參考值、混凝土板應(yīng)力分析及厚度計(jì)算

1、城鎮(zhèn)道路路面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 附錄D 附錄D 瀝青混合料單軸貫入抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法D.0.1 單軸貫入抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)溫度宜為60。試驗(yàn)應(yīng)采用直徑100mm2mm、高100mm2mm的瀝青混合料圓柱體試件，集料的公稱最大粒徑不應(yīng)大于16mm。D.0.2 儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：1 應(yīng)采用萬能材料試驗(yàn)機(jī)，其他可施加荷載并測試變形的路面材料試驗(yàn)設(shè)備也可使用，并應(yīng)滿足下列條件：1） 最大荷載應(yīng)滿足不超過其量程的80%，且不應(yīng)小于量程的20%要求，宜采用5kN。2） 應(yīng) 具有環(huán)境保溫箱，溫控準(zhǔn)確度宜為0.5。3） 應(yīng)符合加載速率1mm/min的要求。試驗(yàn)機(jī)宜有伺服系統(tǒng)，在加載過程中，速度應(yīng)基本保持不變。4） 試驗(yàn)

2、進(jìn)行過程中可記錄加載力和位移。2 貫入桿的端面直徑宜為28.5mm、長50mm的金屬柱。3 烘箱應(yīng)能滿足使用要求。D.0.3 試驗(yàn)方法應(yīng)符合下列規(guī)定：1 應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)或靜壓法成型的混合料試件，試件直徑應(yīng)為100mm2mm，試件高應(yīng)為100mm2mm，應(yīng)在報(bào)告中注明試件成型方法，試件的密度應(yīng)符合馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度的100%1%。2 試件成型后，不等完全冷卻后即可脫模，應(yīng)采用卡尺量取試件的高度，當(dāng)最高部位與最低部位的高度差超過2mm時(shí)，試件應(yīng)作廢。用于單軸貫入抗剪切強(qiáng)度試驗(yàn)的試件不應(yīng)少于3個(gè)。3 應(yīng)測定試件的密度、空隙率等各項(xiàng)相關(guān)物理指標(biāo)。4 應(yīng)將試件在60的烘箱中保溫6h。5 試驗(yàn)機(jī)環(huán)境保溫箱溫度

3、應(yīng)滿足試驗(yàn)溫度要求。D.0.4 將試件從烘箱中取出，應(yīng)立即置于壓力機(jī)試驗(yàn)臺座上，應(yīng)以1mm/min的加載速率均勻加載直至破壞，讀取荷載峰值，應(yīng)準(zhǔn)確至0.1kN。D.0.5 瀝青混凝土的單軸貫入剪切試驗(yàn)強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算： (D.0.5)式中：試件單軸貫入剪切試驗(yàn)強(qiáng)度（MPa）；P 試件破壞時(shí)的最大荷載（N）；A 貫入桿的截面積（mm2）。D.0.6 當(dāng)一組測定值中某個(gè)測定值和平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)差的k倍時(shí)，該測定值應(yīng)予舍棄，并應(yīng)以其余測定值的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)試驗(yàn)試件數(shù)目分別為3、4、5、6時(shí)，k值可分別為1.15、1.46、1.67、1.82。城鎮(zhèn)道路路面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 附錄E 附錄E 瀝青混合料

4、單軸壓縮動態(tài)回彈模量試驗(yàn)方法E.0.1 單軸壓縮動態(tài)回彈模量測試要求為： 試驗(yàn)溫度應(yīng)為20。加載頻率應(yīng)為10Hz。試驗(yàn)應(yīng)采用直徑為100mm2mm，高為200mm2.5mm的瀝青混合料圓柱體試件，集料的公稱最大粒徑不應(yīng)大于37.5mm。E.0.2 儀具與材料應(yīng)符合下列規(guī)定：1 材料試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能施加偏移正弦波或半正矢波形式荷載的加載設(shè)備，施加荷載的頻率宜為0.125Hz，且施加的最大應(yīng)力水平應(yīng)達(dá)到2800kPa。加載分辨率應(yīng)達(dá)到5N。2 環(huán)境箱的控溫準(zhǔn)確度應(yīng)為0.5。3 應(yīng)采用微機(jī)控制，測量并記錄試件在每個(gè)加載循環(huán)中所承受的軸向荷載和產(chǎn)生的軸向變形。荷載傳感器所需最小量程應(yīng)為025kN，分辨率不應(yīng)

5、大于5N，誤差不應(yīng)大于1；位移傳感器可采用LVDT或其他合適的設(shè)備，應(yīng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，其量程應(yīng)大于1mm，分辨率不應(yīng)大于0.2m，誤差不應(yīng)大于2.5m。E.0.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作應(yīng)符合下列規(guī)定：1 應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法成型瀝青混合料試件，試件直徑宜為100mm2mm，試件高宜為150mm2mm，試件的密度應(yīng)符合馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度的100%1%。2 試件最高部位與最低部位的高度差不應(yīng)超過2mm，一組試件不應(yīng)少于4個(gè)。3 應(yīng)測定試件的密度、空隙率等各項(xiàng)相關(guān)物理指標(biāo)。E.0.4 試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：1 將位移傳感器安置于試件側(cè)面中部，使其與試件端面垂直，沿圓周等間距安放3個(gè)（即每2個(gè)相距120）。調(diào)

6、節(jié)位移傳感器，使其測量范圍可測量試件中部的壓縮變形。2 將試件放置在試驗(yàn)加載架的加載板中心位置，可在試件與上下加載板間各放一塊聚四氟乙烯薄膜或涂抹硫磺砂漿，應(yīng)使試件中心與加載架的中心對齊。3 將試件放入試驗(yàn)機(jī)的環(huán)境箱中，在環(huán)境箱溫度達(dá)到設(shè)定的試驗(yàn)溫度后，繼續(xù)恒溫5h。4 當(dāng)試件內(nèi)外的溫度達(dá)到測試溫度后，開始進(jìn)行加載試驗(yàn)。將試件與上加載板輕微接觸，調(diào)節(jié)位移傳感。將試件與上加載板輕微接觸，調(diào)節(jié)位移傳感器并清零，施加一個(gè)大小為試驗(yàn)荷載5%的接觸荷載對試件進(jìn)行預(yù)壓，持續(xù)10s，使試件與上下加載板接觸良好。5 對試件施加偏移正弦波或半正矢波軸向壓應(yīng)力試驗(yàn)荷載，在設(shè)定溫度下以10Hz的頻率重復(fù)加載200次

7、。試驗(yàn)采集最后5個(gè)波形的荷載及變形曲線，記錄并計(jì)算試驗(yàn)施加荷載、試件軸向可恢復(fù)變形、動態(tài)回彈模量。E.0.5 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：1 應(yīng)量測最后5次加載循環(huán)中荷載的平均幅值pi和可恢復(fù)軸向變形平均幅值i及同一加載循環(huán)下變形峰值與荷載峰值的平均滯后時(shí)間瀝青混合料的動態(tài)回彈模量及相位角。1）應(yīng)力幅值應(yīng)按下式計(jì)算： (E.0.5-1)式中：軸向應(yīng)力幅值（MPa）； 最后5次加載循環(huán)中軸向試驗(yàn)荷載平均幅值（N）；試件徑向橫截面面積（可取試件上下端面面積均值）（mm2）。2）應(yīng)變幅值應(yīng)按下式計(jì)算： (E.0.5-2)式中：可恢復(fù)軸向應(yīng)變幅值（mm/mm）； 最后5次加載循環(huán)中可恢復(fù)軸向變形平均幅

8、值（mm）； 試件上位移傳感器的量測間距（mm）。3）動態(tài)回彈模量應(yīng)按下式計(jì)算： (E.0.5-3)式中：瀝青混合料動態(tài)回彈模量（MPa）。2 同一種瀝青混合料，在相同試驗(yàn)條件下應(yīng)至少進(jìn)行四次平行試驗(yàn)。平行試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)按試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散程度進(jìn)行剔差處理。當(dāng)一組試件的測定值中某個(gè)測定值與平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)差的k倍時(shí)，該次試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)予舍棄，當(dāng)有效試件數(shù)目為3、4、5、6、7、8、9、10個(gè)時(shí)，k值可分別為1.15、1.46、1.67、1.82、1.94、2.03、2.11、2.18。城鎮(zhèn)道路路面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 附錄F 附錄F 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)參數(shù)參考值F.0.1 路基回彈模量及濕度調(diào)整系數(shù)可按表F.0.1

9、-1、表F.0.1-2選用。表F.0.1-1 路基回彈模量土組取值范圍（MPa）代表值（MPa）級配良好礫（GW）240290250級配不良礫（GP）170240190含細(xì)粒土礫（GF）120240180粉土質(zhì)礫（GM）160270220黏土質(zhì)礫（GC）120190150級配良好砂（SW）120190150級配不良砂（SP）100160130含細(xì)粒土砂（SF）80160120粉土質(zhì)砂（SM）120190150黏土質(zhì)砂（SC）80120100低液限粉土（ML）7011090低液限黏土（CL）5010070高液限粉土（MH）307050高液限黏土（CH）205030注：1 對于礫和砂，D60（通過

10、率為60%時(shí)的顆粒粒徑）大時(shí)，模量取高值；D60小時(shí)，模量取低值。2 對于其他含細(xì)粒的土組，小于0.075mm顆粒含量大和塑性指數(shù)高時(shí)，模量取低值；反之，模量取高值。表F.0.1-2路基回彈模量濕度調(diào)整系數(shù)土組路床頂距地下水位的距離（m）1.01.52.02.53.04.0細(xì)粒質(zhì)礫（GF）土質(zhì)礫（GM、GC）0.810.880.861.000.911.000.961.00細(xì)粒質(zhì)砂（SF）土質(zhì)砂（SM、SC）0.800.860.830.970.871.000.901.000.941.00低液限粉土（ML）0.710.740.750.810.780.890.820.970.861.000.941.

11、00低液限黏土（CL）0.700.730.720.800.740.880.750.950.771.000.811.00高液限粉土（MH）、高液限黏土（CH）0.700.710.710.750.720.780.730.820.730.860.740.94注：1 小于0.075mm顆粒含量大和塑性指數(shù)高時(shí)，調(diào)整系數(shù)取低值；反之，調(diào)整系數(shù)取高值。2 當(dāng)表中調(diào)整系數(shù)最大值為1.00時(shí)，調(diào)整系數(shù)取高值。F.0.2 粒料類基層和底基層材料回彈模量可按表F.0.2-1選取。無機(jī)結(jié)合料類基層和底基層材料彈性模量可按F.0.2-2選取。瀝青機(jī)結(jié)合料類基層動態(tài)可按表F.0.2-3選取。表F.0.2-1 粒料類基層

12、和底基層材料回彈模量（MPa）材料類型取值范圍代表值級配碎石（基層）200400300級配碎石（底基層）180250220未篩分碎石180220200級配礫石（基層）150300250級配礫石（底基層）150220190天然砂礫105135120表F.0.2-2 無機(jī)結(jié)合料類基層和底基層材料彈性模量（MPa）材料類型7d浸水抗壓強(qiáng)度試件模量收縮開裂后模量疲勞破壞后模量水泥穩(wěn)定類3.06.0300014000200025003005001.53.020001000010002000200400石灰、粉煤灰穩(wěn)定類0.8300014000200025003005000.50.820001000010

13、002000200400石灰穩(wěn)定類0.82000400080020001003000.50.810002000400100050200開級配水泥穩(wěn)定碎石（CTPB）4.013001700表F.0.2-3 瀝青機(jī)結(jié)合料類基層動態(tài)材料類型條件取值范圍（MPa）瀝青混凝土（AC-10）20，10HZ，90A，110A，空隙率7%，瀝青用量6%4700 5600瀝青混凝土（AC-16）4500 5400瀝青混凝土（AC-25）4000 5000密級配瀝青碎石（ATB-25）3500 4200開級配瀝青穩(wěn)定碎石（ATPB）20，瀝青用量2.5% 3.5%600 800F.0.3 水泥混凝土彎拉彈性模量可

14、按表F.0.3-1選取，水泥混凝土線膨脹系數(shù)可按表F.0.3-2選取。表F.0.3-1 水泥混凝土彎拉彈性模量彎拉強(qiáng)度(MPa)1.52.02.53.03.5抗壓強(qiáng)度(MPa)711152025抗拉強(qiáng)度(MPa)0.891.211.531.862.20彈性模量(GPa)1518212325彎拉強(qiáng)度(MPa)4.04.55.05.5抗壓強(qiáng)度(MPa)30364249抗拉強(qiáng)度(MPa)2.542.853.223.55彎拉彈性模量(GPa)27293133表F.0.3-2 水泥混凝土線膨脹系數(shù)粗集料類型石英巖砂巖礫石花崗巖玄武巖石灰?guī)r水泥混凝土線膨脹系數(shù)（10-6/）1212111097城鎮(zhèn)道路路面

15、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 附錄G附錄G 混凝土板應(yīng)力分析及厚度計(jì)算G.1單層混凝土板應(yīng)力分析及厚度計(jì)算G.1.1單層混凝土板荷載應(yīng)力分析應(yīng)符合下列規(guī)定：1）標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算： pr=KrKfKcps （G.1.1-1）式中：pr標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（MPa）；ps標(biāo)準(zhǔn)軸載在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（MPa）；Kr考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，采用混凝土路肩時(shí)，Kr=0.870.92（路肩面層與路面面層等厚時(shí)取低值，減薄時(shí)取高值）；采用柔性路肩或土路肩時(shí)，Kr=1.0；Kf考慮設(shè)計(jì)工作年限內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)；Kc考慮偏載和動載等

16、因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)，按表G.1.1確定。表G.1.1綜合系數(shù)道路等級快速路主干路次干路支路綜合系數(shù)1.151.11.0512）設(shè)計(jì)軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力應(yīng)按下列公式計(jì)算：ps=1.4710-3r0.70hc-2Ps0.94 （G.1.1-2）r=1.21DcEt13 （G.1.1-3）Dc=Echc3121-c2 （G.1.1-4）式中：Ps設(shè)計(jì)軸載的單軸重（kN）；hc、Ec、c混凝土面層板的厚度（m）、彎拉彈性模量（MPa）和泊松比；r混凝士面層板的相對剛度半徑（m）； Dc混凝土面層板的截面彎曲剛度（MN.m）；Et板底地基當(dāng)量回彈模量（MPa）。3）設(shè)計(jì)

17、工作年限內(nèi)的荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算確定： kf=Ne （G.1.1-5）碾壓混凝土和貧混凝土，=0.065；鋼纖維混凝土，應(yīng)按下式計(jì)算確定。=0.053-0.017flfdf （G.1.1-6）式中：Ne設(shè)計(jì)工作年限內(nèi)的設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)式（3.2.4-3）計(jì)算； 材料疲勞指數(shù)，普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土，=0.057；f鋼纖維的體積率（%）；lf鋼纖維的長度（mm）；df鋼纖維的直徑（mm）。4）新建道路的基層頂面當(dāng)量回彈模量可按下列公式計(jì)算：Et=（ExE0）aE0 （G.1.1-7）a=0.86+0.26lnhx （G.1.1-8）Ex=i=1nhi2Ei

18、/i=1nhi2 （G.1.1-9）hx=i=1nhi （G.1.1-10）式中：E0路床頂面的當(dāng)量回彈模量（MPa）；a與粒料層總厚度hx有關(guān)的回歸系數(shù)；Ex粒料層的當(dāng)量回彈模量（MPa）； hx粒料層的總厚度 （m）；n粒料層的層數(shù)； Ei粒料層回彈模量（MPa）；hi粒料層的厚度（m）。5）在舊柔性路面上鋪筑水泥混凝土面層時(shí)，舊柔性路面頂面的當(dāng)量回彈模量Et可根據(jù)落錘式彎沉儀的中心點(diǎn)彎沉的測定結(jié)果或根據(jù)貝克曼梁的彎沉測定結(jié)果，應(yīng)按下列公式計(jì)算：Et=186210 （G.1.1-11）Et=137390-1.04 （G.1.1-12）0=+1.04sw （G.1.1-13）式中：0路段代表

19、彎沉值（0.01mm）；路段彎沉平均值（0.01mm）；sw路段彎沉的標(biāo)準(zhǔn)差（0.01mm）。6）最重軸載在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力，應(yīng)按下式計(jì)算：p,max=KrKcpm （G.1.1-14）式中：p,max最重軸載Pm在面層板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力（MPa）；pm最重軸載Pm在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力（MPa）。G.1.2單層混凝土板溫度應(yīng)力分析應(yīng)按符合下列規(guī)定：1）在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算：tr=Kttm （G.1.2-1） 式中：tr面層板臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力（MPa）； tm最大溫度梯度時(shí)面層板產(chǎn)生的最大溫度應(yīng)力（MPa）； Kt考慮溫

20、度應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)。2）最大溫度梯度時(shí)混凝土面層板最大溫度應(yīng)力應(yīng)按下列公式計(jì)算：tm=cEchTg2Bx （G.1.2-2） （G.1.2-3） （G.1.2-4）t=l3r （G.1.2-5）式中：c混凝土的線膨脹系數(shù)（1/），通常取110-5/；Tg最大溫度梯度（/m）；h水泥混凝土面層厚度（m）；Bx綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度應(yīng)力系數(shù)；混凝土面層板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)；t與面層板尺寸有關(guān)的參數(shù)；板長，即橫縫間距（m）；r單層混凝土板的相對剛度半徑（m）。3）溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)可按下式計(jì)算：Kt=frtmatmfrc-b （G.1.2-6）式中：a、b、c回歸系數(shù)，按

21、所在地區(qū)的道路自然區(qū)劃查表G.1.2確定。表G.1.2回歸系數(shù)a、b、c系數(shù)道路自然區(qū)劃a0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270G.2雙層混凝土板應(yīng)力分析及厚度計(jì)算G.2.1雙層混凝土板荷載應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：1）面層板或上面層板的荷載疲勞應(yīng)力應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)式（G.1.1）計(jì)算。其中，荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)、應(yīng)力折減系數(shù)和綜合系數(shù)的確定方法，與單層板的相同；設(shè)計(jì)軸載在上層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力應(yīng)按下列公式計(jì)算：ps=1.4510-31+DbDcrg0.65

22、hc-2Ps0.94 （G.2.1-1）rg=1.21Dc+DbEt13 （G.2.1-2）Db=Ebhb3121-b2 （G.2.1-3）式中： Db下層板的截面彎曲剛度（MN.m）； hb、Eb、b下層板的厚度（m）、彎拉彈性模量（MPa）和泊松比；rg雙層板的總相對剛度半徑（m）；hc、Dc上層板的厚度（m）和截面彎曲剛度（MN.m）。2）貧混凝士或碾壓混凝土基層板或下面層板的荷載疲勞應(yīng)力，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)式（G.2.1-4）計(jì)算。其中，疲勞應(yīng)力系數(shù)kr和綜合系數(shù)kc的確定方法與單層板的確定方法相同；設(shè)計(jì)軸載Ps在下層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力應(yīng)按下列公式計(jì)算：bpr=KfKcbps （G.2

23、.1-4）bps=1.4110-31+DbDcrg0.68hb-2Ps0.94 （G.2.1-5）式中：bpr下層板的荷載疲勞應(yīng)力（MPa）；bps設(shè)計(jì)軸載Ps在下層板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（MPa）。3）最重軸載在上層板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)式（G.1.1-14）計(jì)算。其中，應(yīng)力折減系數(shù)kr和綜合系數(shù)kc應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第G.1.1條確定；最重軸載在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)式（G.2.1-1）計(jì)算，式中的設(shè)計(jì)軸載Ps應(yīng)改為最重軸載Pm。G.2.2雙層混凝土板溫度應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：1）上層板的溫度疲勞應(yīng)力tr、最大溫度翹曲應(yīng)力tm、綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力

24、作用的溫度應(yīng)力系數(shù)Bx的計(jì)算式應(yīng)與單層板的相同，下層板的溫度疲勞應(yīng)力不需計(jì)算分析。2）上層板的溫度翹曲應(yīng)力系數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：Cx=1-11+sinhtcost+coshtsintcostsint+sinhtcosht （G.2.2-1）t=l3rg （G.2.2-2）=-knrg4-Dcr3knr4-Dcrg3 （G.2.2-3）r=DcDbDc+Dbkn14 （G.2.2-4）上下層之間不設(shè)瀝青混凝土夾層或隔離層時(shí)：kn=12hcEc+hbEb-1 （G.2.2-5）式中：與雙層板結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)；r層間接觸狀況參數(shù)（m）；kn面層與基層之間豎向接觸剛度，設(shè)瀝青混凝土夾層或隔離層時(shí)，kn取3000MPa/m。G.3復(fù)合板應(yīng)力分析及厚度計(jì)算G.3.1面層復(fù)合板的荷載疲勞應(yīng)力和最大荷