JTJ 296-1996(条文说明) 港口道路、堆场铺面设计与施工规范.pdf
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1、中华人民共和国行业标准港口道路、堆场铺面设计与施工规范JTJ296-96 条文说明制定说明本规范根据交通部(91)工技宇81号文批复的编制工作安排制定。主编单位为交通部第四航务工程勘察设计院,参加单位为第一、二、三航务工程勘察设计院、中交水运规划设计院、第一、四航务工程局。本规范在参照公路有关标准、规范的基础上,结合港区道路、堆场的特点,总结了我国港口道路、堆场多年设计、施工和管理方面的成功经验及国内外已有的研究成果,并进行了港区泪凝土铺面、联锁块铺面和柔性铺面结构设计方法的专题研究编写,经多次征求各有关单位的意见修改而成。为便于使用者正确理解和掌握条文,在编写条文的同时,编写了条文说明。本规
2、范各章及附录的编写人员如下:第1章、第2章谢国光第3章赵孀第4章陈培荣第5章彭元芳、陆继楷、赵嫌第6章陆继楷第7章陈恭、赵孀第8章童旭东第9章杨文锐第10章、第13章邱先怡第11章、第12章陈瑞龙附录A、B、C彭元芳、陈培荣、陆继楷附录D、E、F杨文锐附录G、H、LJ邱先怡、陈培荣104 附录K赵娟本规范于1995年12月10日通过部审,于1996年11月15日颁布,1997年5月1日起实施。105 目次1 总则. . . . 108 2 术语、符号.109 2.1 术语.109 2.2 符号. . 109 3 设计一般规定. . . . 110 3.1 道路和堆场分类.110 3.2 铺丽结
3、构. . . 110 3.3 铺面种类选取.111 3.4 荷载与结构计算. . 111 3.5 标准荷载作用次数. . 112 4 拥青铺面设计.114 4.1 设计原则. . . . 114 4.2 设计标准与参数. 114 4.3 结构组合设计. . 116 5 联锁块铺面设计. . . . . 119 5.1 设计原则. . 119 5.2 设计标准与参数. . 119 5.3 结构组合及要求. . 120 5.4 结构层厚度设计. . 121 5.5 构造要求. . . 122 6 混凝土铺面设计. . . . 123 6.1 设计原则. . . . 123 6.2 设计标准与参数.
4、123 6.3 结构组合设计. . . 127 6.4 板厚计算. . . 127 6.5 板的平面尺寸和构造设计. 128 106 7 独立块铺面设计. 7.1 设计原则. . . 129 7.2 设计标准与参数. t. . 129 7.3 结构组合设计.t. . 131 7.4 结构层厚度设计. 132 7.5 构造要求. . 132 8 不同铺面间及铺面与其它建筑物相接处处理1339 基层施工.135 9.1 稳定类. . . 135 10 橱青面层施工. . 137 10.1 材料. . . 137 10.2 面层. . . 139 10.3 质量控制. 143 11 块体面层施工.
5、. 144 11.1 混凝土联锁块面层. 144 11.2 混凝土四角块、六角块与天然条块石面层 . 144 11. 3 质量控制. . . 144 12 混凝土面层施工. 145 12.1 材料. . . 145 12.2 t昆凝土配合比. 145 12.3 混凝土施工. . 146 12.4 质量控制. . 148 13 附属工程施工. . . 150 13.2 雨水井与检查井 . . 150 附录B铺面材料参数建议值. . 151 107 1 总则1. O. 2 近年港口建设,特别是集装箱泊位发展迅速,港区道路和堆场规模日益扩大,但铺面设计与施工验收还没有一个统一的标准、规范执行。公路的
6、有关标准、规范也已不适应港区道路和堆场的发展需要,为此制定本规范。改建的道路和堆场铺面是指重新铺建面层的情况,不包括加铺层的设计与施工。108 2 术语、符号2. 1术语本规范的铺面,本质同公路的路面飞机场的道面。本节对港区特有的联锁块铺面、独立块铺面术语做了规定,其它如混凝土铺面、拥青铺面等同公路有关标准、规范。2.2符号2. 2. 1 2. 2. 5 本规范的符号规定基本执行国家标准工程结构设计基本术语和通用符号)(GBJ132-90)。符号由主体符号或主体符号带上、下标构成。上、下标代表非物理量术语、说明语。工程结构设计基本术语和通用符号中主体符号用字规则参照采用了国际问已通用的国际标准
7、结构设计依据一一标志方法一一通用符号)OSO-3898)1987年版的规定。有些符号的采用,不符合上述标准的规定,是考虑沿袭习惯用法并与公路规范一致,例如h在各章中均代表所求层的厚度。109 3 设计一般规定3. 1 道路和堆场分类3.1.13.1. 3 道路和堆场分类是为了针对不同的荷载分别计算,归纳整理进而确定铺面结构,以便取得较好的经济效果。分类方法是根据港口工程特点并参考现行港口工程海港总体及工艺设计)(JTJ211-87)确定的。3.2铺面结构3.2.1 基层可分上基层与底基层,按需要设置。3.2.2 钢筋揭凝土板、连续配筋混凝土板、钢纤维混凝土板、碾压混凝土等混凝土铺面的设计可参照
8、现行的公路水泥混凝土路面设计规范归T012-94的规定进行设计。3.2.3 本规范特别提出了各种铺面对地基处理的最低要求。由于各地土质差异较大,加固方法不同,地基承载力标准与固结度标准难以统一,故本条仅列出土基在设计使用年限内的计算残留沉降标准。此标准是指铺面结构层以下1020m深软土情况。标准的确定考虑了工期、费用与投资效益的影响,根据已建的港口工程地基处理实例,参考国内外有关标准或经验并分析了不同铺面受力特性、修复难易,对地面高程、排水、地下管网及流动机械的影响。各工程还应根据不同的使用特点、要求,经过综合分析具体确定。3.2.4 最小抗冻层厚度要求,联锁块铺面、混凝土铺面、独立块铺面应按
9、现行公路水泥温凝土路面设计规范)T012-94的规定,拥青铺面应按现行公路柔性路面设计规范)T014-86的规定执行。110 3.2.8 土基压实度应按现行公路土工试验规程规定的试验方法确定。近年,重型击实试验应用较广泛,港区流动机械荷载与堆货荷载大,轻型压实标准不适应实际压实情况和使用要求,故不采用轻型击实试验方法。考虑、港区击实试验常取的土基深度,本规范规定填方的压实度要求在土基顶面以下80150cm之间。3.3 铺面种类选取3.3.2 能适应土基变形的铺面种类指简易铺面、沥青铺面、联锁块铺面与独立块铺面。3.3.4 集装箱定点堆放,利于合理设计堆场铺面结构。箱脚专门设计时,可采用1昆凝土
10、或予应力棍凝土方形板、条形板及条形基础、独立基础等结构型式。集装箱箱脚在板上的位置,根据计算分析,如图6.4.2布置,板的受力状态最好。3.3.5 过渡段铺面垂直码头方向长度的确定须满足排水、流动机械行驶坡度等要求。3.4 荷载与结构计算3.4.1 引起道路和堆场铺面结构效应的原因有多种,本规范仅考虑可变作用。根据现行国家标准港口工程结构可靠度设计标准)GB50158-92(以下简称统标汩的规定,可变作用是指按时间变化分类的作用。温度变形作用本规范仅考虑对棍凝土铺面的影响。3.4.2 根据统规规定持久状态是指与结构寿命同一数量级的持续时间的设计状况。承载能力极限状态是与结构的安全性有关的最大承
11、载能力状态。3.4.3 根据港区调查,流动机械进行装卸作业时,在局部地区可使用最大起重量起吊货物,产生最大轮载或支腿压力,因此港区流动机械荷载取重复作用与一次作用的二种形式进行计算。集装箱荷载变化周期较长,总计重复作用次数较少,对计算结果影响小,111 根据经验只取一次作用的形式。3.4.4、3.4.5港口流动机械吨位系列长、类型多,其轮胎接地面积、轮压、轮距、轴距等不尽相同,计算困难。本规范有关荷载计算中采用了荷载分级及其标准荷载的方法,可以缩小荷载换算范围,减少荷载换算产生的误差并方便采用图表计算。本规范借鉴日本、英国港区铺面结构设计方法的荷载处理方法,并针对其存在的问题,提出了我国港区的
12、计算方法。标准荷载采用轮载形式,但在荷载换算中,不同铺面的标准荷载图式不同。PlP3级轮载的流动机械轮形多为双轮,几P6级的流动机械轮形多为单轮,因此适于Pl凡级的、沥青铺面标准荷载图式处理为双轮图式并用双圆均布拟合;适用于Pl只各级的渥凝土铺面(含独立块铺面)处理为单轮图式并用矩形均布拟合;联锁块铺面也处理为单轮图式但用单圆均布拟合。3.4.7 取其不利者是指按二种荷载情况分别计算时,使铺面厚度大的荷载情况。3.4.8 常用起吊、载重量不应超过流动机械行驶状态的规定值。40ft与20ft集装箱常用重量是根据统标与同济大学共2万多调查数据统计得到的。同一铺面设计中,支腿压力对铺面厚度影响较大情
13、况,应考虑在支腿下设置垫板,分散荷载,并在设计说明中强调使用要求。集装箱额定重量:40ft箱为30.5 X 103kg; 20ft箱为21.5 X 103峙。集装箱折减系数由我国广州、上海、天津、厦门等地1万多个实际调查资料统计得来,各港区堆场设计时,可视具体情况适当调整。3.5 标准荷载作用次数3.5.1 流动机械年运行次数是标准荷载作用次数计算的基础,它应通过大量现场实测、统计分析确定。但本规范编制期间无条件进行,本计算公式是对港区装卸运输的一般工艺流程分析的结果,对于专业较强的泊位,计算结果可靠性较大。流动机械年运行次数的主要影响因素是流动机械分担的年货运量,常用吊运、载重量。计算时应对
14、这二个参数做全面综合分析。由于各港总平面布置不尽相同,计算年运行次数时,必须按具体装卸工艺流程,分析各种流动机械行走、作业的区域路线,寻出有代表性的区段来控制。3.5.2、3.5.4式(3.5.2)中荷载换算系数轨一般情况只计算标准荷载本级及其下一级共二级的荷载。如标准荷载为几级,则只需计算P4级范围的其它轮载以及P3级范围轮载的机。标准荷载作用次数宜列表计算。道路铺面宽度折减系数与公路柔性路面的车道系数,水泥混凝土路面的车轮轮迹分布系数是一个概念,其值也取自公路现行公路柔性路面设计规范)(JTJ014-86)与公路水泥温凝土路面设计规范)(JTJ012-94)的成果。表3.5.4给出的堆场铺
15、面宽度折减系数是依据英国重型铺面设计中对跨运车通道实测行走次-数分布的结果整理分析的。113 4 沥青铺面设计4.1设计原则4.1.3 沥青铺面在设计理论上,与我国现行的规范是一致的,均以弹性层状体系理论为基础。根据大量调查资料,港区行驶的流动机械具有荷载重量范围大,轮多,轴型复杂等特点,拥青铺面设计时,考虑了多轮叠加的影响。多轮叠加后弯沉值增大,因而铺面厚度比公路与厂矿规范偏厚。由于港区对重型流动机械作用下铺面破坏现象、机理调查分析资料极少,同时加上多轮叠加的复杂性,目前港区铺面设计仍然借用厂矿道路设计的有关方法和参数。在本规范编制中,也采用弯沉一项指标。弯沉易于量测,对缺少铺面量测和试验设
16、备的港口部门比较合适。对于发生开裂,推移等弯沉无法控制的破坏现象可采用控制铺面材料组合和加强施工管理,质量监测等措施解决。对于重型流动机械作用下的沥青铺面的弯拉及剪切验算,有待以后积累资料,条件成熟时再行增补。港区沥青铺面设计方法与厂矿道路一致,用典型结构与弯沉计算相结合的方法,先确定典型铺面结构,然后根据弯沉计算确定厚度。4.2 设计标准与参数4.2.1 为铺面计算有一个统一的标准,借鉴公路和厂矿道路规范的成果,铺面设计标准荷载采用Pj级。港区柔性铺面设计方法的研究(以下简称研究川,根据港区荷载分级特点,将Pj级荷载作形式上的变化,其代表轮载为5okN,接地面积为715c时,单轮轮114 迹
17、当量圆直径为21.3cm。这样港区Pj级荷载标准与公路规范和厂矿道路规范标准荷载的取用一致。经调查,港区装运机械两轮闰距变化/在1.041. 16之间,故两轮中心距采用1.1矶。4.2.2 沥青铺面的破坏为疲劳破坏,因而必须推算出设计使用年限内标准荷载计算作用次数。所谓荷载换算,是从对铺面破坏的等效性出发建立起来的不同机械对同一铺面结构作用次数之间的关系。根据研究),铺面结构内任意点的应力、应变都是各层模量、厚度、荷载参数的函数,而铺面破坏的外观现象又可同应力、应变相联系。因而铺面结构确定后可供某种车辆行驶达到破坏外观状态时的次数也就确定(即使用寿命),于是可得出不同荷载之间的等效系数。研究在
18、前述基本理论基础上,针对港区流动机械荷载进行了专门试算、整理。式4.2.2即根据铺面结构在Pj级荷载作用下产生的弯沉值与其它流动机械荷载作用下的弯沉值比值公式推导得到的荷载换算关系。表4.2.2数值亦取自研究成果,其中单后轴车包括单后轴的汽车、汽车式起重机、轮胎式起重机;双后轴车包括双后轴的汽车、汽车式起重机、轮胎式起重机。4.2.3 设计使用年限是铺面设计的基本参数,根据公路柔性路面设计规范(JTJ014-86)取值。但港区的简易铺面设计不考虑荷载作用次数影响。4.2.4 根据研究成果,铺面容许弯沉值是在设计使用年限内,在标准车作用下于不利季节容许铺面出现的最大弯沉量,公式是根据铺面疲劳损坏
19、原理建立起来的容许弯沉值与标准车作用次数的一种关系式。容许弯沉值计算公式lJ=合为主体,再乘以车I 0.46 型修正系数(1;:5) ,使公式成为各种车型的通式。在计算公式中考虑了道路和堆场的等级系数和铺面面层类型系数。de值考虑多轮叠加的影响,当铺面通过多种装运机械时,可根据各种装运机械占的比重,取表4.2. 4-2中相应的de值,用加权平均法计算得出,也可按通行的主要装运机械确定de值。表4.2.令2数值亦取自研究成果。4.2.6 根据研究成果,从等效出发仍假定对同一铺面结构不同车型的1值相等,得出任一车型的综合修正系数的通式,本式是考虑多轮叠加的影响后,以Pj为标准荷载的特殊形式。8值是
20、考虑了多轮叠加后弯沉增大倍数,当铺面通过多种车辆时可取表4.2.6中相应的值,用加权平均法计算值,也可按通行的主要车型确定值。4.2.8、4.2.9(研究根据港区特点采用双层体系理论诺模图计算表面弯沉值和铺面厚度,但由于铺面结构一般是大于或等于三层的体系,因而需要用本公式换算。根据研究成果,图4.2. 8采用的是双圆均布垂直荷载下双层体系表面轮隙中心点的弯沉系数,双圆中心间距采用1.ld,o 4.3 结构组合设计4.3.1 结构设计包括结构层材料的选择,各层厚度的组合,层间模量比三个方面的内容。根据本规范与公路规范的研究成果,港区由于流动机械的特点,又考虑了多轮叠加的影响,当换算成标准荷载时,
21、一般流动机械运行次数较大,因而港区主干道在考虑沥青铺面时均以高级为主,基层应以强度较高的结合料稳定类基层为主。对于次干道应视流动机械通行次数的大小选择。由于流动机械荷载应力随铺面厚度的增加而递减,因而要求材料的强度组合应上大下小,层位设计是结构设计的重要环节,相邻层间的模量比要适度,递减比值要缓慢而适中,才能充分发挥各层材料的能力。层间结合状态对层底拉力影响极大,层间底面拉应力随层间接触状态不同而不同,因而采取技术措施,加强层间结合,使层间结合紧密稳定,可以保证结构的整体性和连续性。常用的技术措施是设置联结层,洒粘层拥青,洒透层沥青,石屑封面。无机结合料稳定土类基层上的沥青层出现早期横向裂缝属
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