Abu Dhabi, United Arab Emirates. STANDARD CONSTRUCTION SPECIFICATIONS (PART 2 - ROAD STRUCTURES, 2020) - page 20

 

  Index      Manuals     Abu Dhabi, United Arab Emirates. STANDARD CONSTRUCTION SPECIFICATIONS (PART 2 - ROAD STRUCTURES, 2020)

 

Search            copyright infringement  

 

   

 

   

 

Content      ..     18      19      20      21     ..

 

 

 

Abu Dhabi, United Arab Emirates. STANDARD CONSTRUCTION SPECIFICATIONS (PART 2 - ROAD STRUCTURES, 2020) - page 20

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-7 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Backfill that is not subject to piping action is classified as non-erodible. Such backfill typically 
includes granular soil (with grain sizes equivalent to coarses and, small gravel, or larger) and 
cohesive soils. Backfill that is subject to piping action and that tends to either infiltrate the 
pipe or be easily washed by water exfiltration is classified as erodible. Such backfill typically 
includes fine sands and silts.  

For non-erodible or erodible soils, the ratio of D

85

 soil size to the size of the opening must be 

greater than 0.3 for medium to fine sand or 0.2 for uniform sand. These ratios need not be 
met for cohesive backfills where the plasticity index exceeds 12 percent. Alternatively, a joint 
that withstands 14 kPa hydrostatic tests without leakage shall be considered soil tight. Joints 
that do not meet these requirements may be made soil tight by wrapping them with a suitable 
geotextile. 

c.  Water  Tightness:  The  adjoining  pipe  ends  in  any  joint  shall  not  vary  more  than  13  mm  in 

diameter or more than 38 mm in circumference for watertight joints.  

Water tightness may be specified for joints of any category, where needed, to satisfy other 
criteria. Leakage rates shall be measured with the pipe in place or at an approved test facility. 
Tolerances  indicated  may  be  attained  by  proper  production  controls  or  by  match-marking 
pipe ends. 

Table 31-3: Categories of Pipe Joint 

 

Soil Condition

 

 

Non-erodible 

Erodible 

Joint Type 

Joint Type 

Joint Property 

Standard 

Special 

Standard 

Special 

Down Drain 

Shear Resistance 

2% 

5% 

2% 

5% 

2% 

Moment Resistance 

5% 

15% 

5% 

15% 

15% 

Tensile Resistance up 
to 1,060 mm Diameter 

22.2 kN 

22.2 kN 

22.2 kN 

Tensile Resistance 
1,200 mm 

– 2130 mm 

Diameters 

44.5 kN 

44.5 kN 

44.5 kN 

Joint Overlap, 
Minimum 

265 mm 

NA 

265 mm 

NA 

NA 

Soil Tightness 

NA 

NA 

0.3 or 0.2 

0.3 or 0.2 

0.3 or 0.2 

31.5.3 

Assembly of Long-span Structures 

Unless held in shape by cables, struts, or backfill, longitudinal seams shall be tightened when the 
plates  are  hung.  Prior  to  bolt  tightening,  the  Contractor  shall  take  care  to  align  plates  to  ensure 
properly  fitted  seams.  Variations  in  structure  dimensions  before  backfill  shall  comply  with  the 
following provisions: 

a.  For horizontal elliptic shapes having a ratio of top to side radii of three or less, the span and 

rise shall not deviate from the specified dimensions by more than 2 percent.  

b.  For arch shapes having a ratio of top to side radii of three or more, the rise shall not deviate 

from the specified dimensions by more than 1 percent of the span. 

c.  For  all  other  long-span  structures,  the  span  and  rise  shall  not  deviate  from  the  specified 

dimensions by more than 2 percent, or more than 125 mm, whichever is less. 

When required by structural design, the Contractor shall attach reinforcing ribs to the structural plate 
corrugation crown prior to backfilling, using a bolt spacing of not more than 300 mm. To designate 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-8 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

its proper position in the finished structure, the  Contractor shall place legible, identifying letters or 
numbers on each rib. 

When  required  for  control  of  structure  shape  during  installation,  the  Contractor  shall  space 
reinforcing ribs and attach them to the corrugated plates at the discretion of the Manufacturer with 
the approval of the Engineer. 

Erection processes specified herein may require temporary shoring. 

31.6 

Installation 

31.6.1 

General 

All culvert pipes shall be laid by the Contractor true to the lines and grades given in the  Contract 
documents, or as approved in the working drawings. Departure from and return to plan alignment 
and grade that exceeds 5 mm per metre of nominal pipe length, with a total of not more than 25 mm 
departure from the theoretical line and grade shall not be permitted by the Contractor. Any culvert 
pipe that is not in true alignment or which shows any settlement after laying shall be taken up and 
relayed by the Contractor at no additional expense to the Owner. 

For  trench conditions, the  trench  shall  be  excavated to  the  width,  depth, and grade shown  in  the 
Contract  documents.  Trenches  shall  be  wide  enough  to  allow  the  Contractor  to  prepare  the 
foundation,  lay  the  culvert  pipe,  and  place  and  compacting  backfill  as  specified;  except  that  the 
trench width shall not exceed the culvert pipe's outside diameter by more than 915 mm.  

All temporary drainage facilities necessary shall be provided by the Contractor to protect the work 
and adjacent property. Temporary drainage shall be maintained in effective operating condition by 
the  Contractor,  as  the  Engineer  approves,  until  the  permanent  culvert  pipe  installations  are 
operational.  Temporary  culverts  shall  be  removed  and  disposed  by  the  Contractor  after  the 
permanent culvert pipe installations are operational.  

Proper  preparation  of  foundations;  placement  of  foundation  materials,  where  required;  and 
placement  of  bedding  materials  shall  precede  the  installation  of  all  culvert  pipe.  This  work  shall 
include necessary levelling of the native trench bottom or the top of the foundation material 

— as 

well as placement and compaction of required bedding material to a uniform grade so that a uniform 
base can support the entire length of pipe. Backfill materials shall be placed and compacted around 
the pipe in a manner to meet the requirements specified. 

Materials used for foundation improvements, bedding, and structure backfill must have gradations 
compatible  with  adjacent  soils  to  avoid  migration.  Where  material  gradations  cannot  be  properly 
controlled, adjacent materials must be separated with a suitable geotextile. 

All pipes shall be protected by sufficient cover  before permitting  heavy construction equipment to 
pass over them during construction. 

31.6.2 

Foundation 

Foundations under the pipe and structure backfill shall be investigated for their adequacy to support 
the loads. Foundations shall be provided, such that the structure backfill does not settle more than 
the pipe to avoid down drag loads on the pipe.  

Foundations must  provide  uniform  support for the  pipe  invert.  Boulders, rock,  or  soft  spots  in the 
foundations shall be excavated to a suitable depth and backfilled with material compacted sufficiently 
to provide uniform bearing, as shown in Figure 31-1. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-9 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

 

Figure 31-1: Pipe Installation Nomenclature. 

Where the natural foundation is judged inadequate to support the pipe or structure backfill by the 
Engineer, the Contractor shall excavate it to a suitable depth and backfill it with material compacted 
sufficiently to control settlements 

— as shown in Figure 31-2 and Figure 31-3. 

 

Foundation on Localised Soft Zone 

 

 

Foundation on Rock 

Note: d = 40 mm per metre of fill over pipe, with 0.63 m maximum 

Figure 31-2: Foundation Treatment for Localised Soft Spots or Rock 

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-10 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Figure 31-3: Foundation Treatment for Settlement Control 

Where relatively large-radius inverts adjoin small-radius corners or sides for sections such as pipe 
arches, elliptic pipe or underpasses, the foundation shall be designed to support the radial pressures 
exerted by the smaller radius portions of the pipe. Principal foundation support shall be provided in 
the area extending radially outward from the smaller radius areas. These pressures may be two to 
five times the loading pressures on top of the pipe, depending on the pipe shape. When corrective 
measures are necessary, providing less support under the invert allows the pipe to maintain its shape 
as minor settlements occur. 

Where settlement of the pipe is expected to be so large that the required grade under high fills will 
not  be  maintained,  pipe  may  be  cambered  to  prevent  excessive  sag.  Camber  amounts  shall  be 
determined  based  on  consideration  of  the  flow  line,  gradient,  fill  height,  the  compressive 
characteristics of the foundation material, and the depth to incompressible strata. 

31.6.3 

Bedding 

Pipe bedding is a relatively thin layer  of loosely placed material that cushions the pipe invert and 
allows the corrugation to nest or seat into it, thus supporting the corrugation. 

When, in the opinion of the Engineer, the natural soil does not provide a suitable bed, the Contractor 
shall provide a bedding blanket with a minimum thickness of twice the corrugation depth. 

Pipe  arches  and  horizontal  elliptic  and  underpass  shapes  with  spans  exceeding  3.6  m  shall  be 
placed on a shaped bed. Shaped areas shall be centered beneath the pipe and shall have a minimum 
width of one-half the span for pipe arch and underpass shapes, and one-third the span for horizontal 
elliptic shapes. Preshaping may consist of a simple V-shape graded into the soil as shown in Figure 
31-4.
 

 

Figure 31-4: Shaped Bedding for Large Pipe-Arch, Horizontal Elliptic, and Underpass 

Structures 

31.6.4 

Structure Backfill 

31.6.4.1 

General 

To ensure that the quality of the soil and the compactive effort obtained is as specified, the Contractor 
shall undertake sufficient inspection and testing. 

Backfill material shall meet the requirements of Section 31.4.8, Bedding and Backfill Materials, and 
shall  be  placed  in  layers  not  exceeding  200-mm,  loose  lift  thickness  to  a  minimum  90  percent 
standard density per AASHTO T 99-10. Equipment used to compact backfill within 900 mm from the 
pipe sides 

— or from the edges of footings of arches and box culverts — shall be approved by the 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-11 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Engineer prior to use. Except as provided below for long-span structures, the equipment used for 
compacting backfill beyond these limits may be the same as used for compacting embankment. 

Backfill materials shall be placed and compacted with care under the haunches of the pipe and shall 
be  raised  evenly  on  both  sides  of  the  pipe  by  working  backfill  operations  from  side  to  side.  This 
backfill differential shall not exceed 600 mm, or one-third, of the rise of the structure, whichever is 
less. Backfill shall continue to not less than 300 mm above the top for the full length of the pipe. Fill 
above  this  level  shall  become  embankment  fill  or  other  materials,  as  specified  to  support  the 
pavement. Trenched shall be kept to the minimum width required for placing pipe, placing adequate 
bedding and side fill, and creating safe working conditions. Ponding or jetting of backfill shall not be 
permitted except upon written permission by the Engineer. 

Structural integrity of the corrugated metal structure is vitally affected by the quality of construction 
in the field; therefore, quality control is of extreme importance. 

Where single or multiple structures are installed at a skew to the embankment, the Contractor shall 
provide proper support for the pipe. This support may be achieved with a rigid, reinforced concrete 
headwall or by warping the embankment till to provide the necessary balanced side support. Figure 
31-5 
provides guidelines for warping the embankment. 

 

Figure 31-5: End Treatment of Skewed Flexible Culvert 

31.6.4.2 

Arches 

Arches may require special shape control during the placement and compaction of structure backfill. 

Prior  to  construction,  the  Manufacturer  shall  attend  a  preconstruction  conference  to  advise  the 
Contractor and the Engineer of the critical functions to be performed during backfilling and to present 
the intended quality control steps to be used to control loads, shapes, and movements. 

Pin  connections  at  the  footing  restrict  uniform  shape  change.  Arches  may  peak  excessively  or 
experience curvature flattening in their upper quadrants during backfilling. Using lighter compaction 
equipment, easily compacted structure backfill, or top loading by placing a small load of structure 
backfill on the crown will aid installation. 

31.6.4.3 

Long-span Structural Plate Structures 

Backfill  requirements  for  long-span,  structural-plate  structures  are  similar  to  those  for  smaller 
structures. Their size and flexibility require special control of backfill and continuous monitoring of 
structure shape. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-12 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Prior  to  construction,  the  Manufacturer  shall  attend  a  preconstruction  conference  to  advise  the 
Contractor and the Engineer of the critical functions to be performed during backfilling and to present 
the intended quality control steps to be used to control loads, shapes, and movements. 

Equipment and construction procedures used to backfill long-span, structural-plate structures shall 
be such that excessive structure distortion will not occur. Structure shape shall be checked regularly 
while backfilling to verify acceptability of the construction methods used. Allowable shape changes 
and  their  magnitudes  will  be  specified  by  the  Manufacturer,  or  the  Fabricator,  of  the  long-span 
structures.  A  qualified  shape-control  inspector  shall  be  provided  by  the  Manufacturer  to  aid  the 
Engineer during the placement of all structure backfill to the minimum cover level over the structure. 
This inspector shall advise the Engineer on the acceptability of all backfill material and methods and 
the proper monitoring of the shape.  

Structure  backfill  material  shall  be  placed  in  horizontal,  uniform  layers  not  exceeding  a  200-mm, 
loose lift thickness and shall be brought up uniformly on both sides of the structure. Each layer shall 
be  compacted  to  a  density  not  less  than  90  percent  modified  density  per  AASHTO  T  180-10. 
Structure  backfills  shall  be  constructed  to  the  minimum  lines  and  grades  shown  in  the  Contract 
documents, keeping them at or below the level of adjacent soil or embankment. Exceptions to the 
required structure backfill density shall be as follows: 

a.  Areas under the invert; 

b.  300-mm to 450-mm widths of soil immediately adjacent to the large radius side plates of high-

profile arches and inverted-pear shapes; and, 

c.  Lower  portions  of  the  first  horizontal  lift  of  overfill  carried  ahead  of  and  under  the  small, 

tracked vehicle initially crossing the structure. 

31.6.4.4 

Box Culverts 

When specified in the Contract document, or required by the Engineer, a preconstruction conference 
on backfilling shall be required. Shape control considerations shall be similar to those needed for a 
metal culvert. Metal box culverts are not long-span structures because they are relatively stiff, semi-
rigid frames. 

Structure  backfill  materials  shall  be  placed  in  uniform,  horizontal  layers  not  exceeding  a  200-mm 
maximum, loose lift thickness and compacted to a density not less than 90 percent modified density 
per  AASHTO T  180-10. Structure  backfills shall be  constructed  to  the minimum  lines  and grades 
shown  in  the  Contract  documents,  keeping  them  at  or  below  the  level  of  the  adjacent  soil  or 
embankment. 

31.6.4.5 

Concrete Backfill 

Concrete backfill shall be placed in the trench against undisturbed material at the sides and bottom 
of  the  trench  and  in  a  manner  that  will  prevent  floating  or  shifting  of  the  pipe,  and  voids  in,  or 
segregation of, the concrete. Foreign material that falls into the trench, prior to or during placing of 
the concrete, shall be immediately removed. Where necessary, earth plugs shall be constructed and 
compacted at the ends of the planned concrete backfill to contain the concrete within the trench. 

Concrete backfill surfaces shall be broomed with a heavy broom to produce a uniform rough surface, 
if asphalt concrete is to be placed directly thereon. No material shall be placed on top of the concrete 
backfill until eight hours after placing the concrete backfill. 

Lean concrete backfill levels around culverts shall be determined by the Engineer, according to the 
nature of soil surrounding the culvert. 

31.6.5 

Bracing 

When required, temporary bracing shall be installed and shall remain in place as long as necessary 
to protect workers and to maintain structure shape during erection. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-13 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

For  long-span  structures  that  require  temporary  bracing  or  cabling  to  maintain  their  shapes,  the 
Contractor shall not remove supports until backfill reaches an elevation that provides the necessary 
support. In no case shall internal braces be left in place when backfilling reaches the top quadrant 
of the pipe or the top radius arch portion of a long-span structure. 

31.6.6 

Arch Substructures and Headwalls 

If not detailed in the Contract plans, the Contractor shall design the substructures and headwalls in 
accordance with the applicable requirements of AASHTO LRFD 

Bridge Design Specifications, 

and

 

Road Structures Design Manual

 

ADQCC (TR-516)   

Corrugated metal arch ends shall rest in a keyway formed into continuous concrete footings, or shall 
rest on a metal bearing surface 

— usually an angle or channel shape — that is securely anchored 

to or embedded in the concrete footing. 

When  specified,  the  metal  bearing  may  be  a  hot-rolled  or  cold-formed  galvanised  steel  angle  or 
channel.  These  shapes  shall  not  measure  less  than  5  mm  in  thickness  and  shall  be  securely 
anchored to  the footing at  a maximum  spacing of  0.6  m. When  the metal  bearing member  is  not 
completely embedded in a keyway in the footing, the Contractor shall punch one vertical leg to allow 
the bolting of the end of the corrugated plates to this leg of the bearing member. 

Where an invert slab is provided that is not integral with the arch footing,  the invert slab shall be 
continuously reinforced. 

31.6.7 

Inspection Requirements for CMP 

31.6.7.1 

Visual Inspection 

Inspections at the appropriate times during installation allow corrections to be made in assembly and 
backfill  practices.  Construction  inspection  during  early  Project  stages  will  allow  the  Contractor  to 
evaluate and, if necessary, modify construction and quality control practices. 

CMP  shall  be  inspected  after  placement  in  the  trench,  as  required  during  backfilling,  and  after 
completion  of  installation  to  ensure  that  final  installation  conditions  allow  the  pipe  to  perform  as 
designed. Bedding and backfill material installations 

— as well as their placement and compaction 

— shall be determined to meet the requirements of this article. 

During  the  initial  phase  of  the  installation  process,  inspections  shall  concentrate  on  detecting 
improper  practice  and  poor  workmanship.  Errors  in  line  and  grade 

—  as  well  as  any  improper 

assembly or backfill techniques 

— shall be corrected prior to placing significant backfill or trench fill. 

Coupling bands shall be properly indexed with the corrugation and tightened, and bell and spigot 
joints shall be properly seated to prevent the infiltration of soil fines. When used, gaskets shall not 
bulge or hang into the pipe. If they are visible, gaskets shall appear uniformly oriented around the 
pipe. 

Racking or denting of the pipe shall be taken to indicate improper backfill placement and shall be 
corrected by the Contractor. Wall sections damaged during installation shall be evaluated and then 
repaired or the section of the pipe shall be replaced. 

Coated pipes shall be inspected to ensure the coating has no cracks or scratches or locations of 
peeling. Coatings shall be repaired in accordance with material specification requirements. 

Final internal inspections shall be conducted on all buried CMP installations to evaluate issues that 
may  affect  long-term  performance.  Final  inspections  shall  be  conducted  no  sooner  than  30  days 
after  completion  of  installation  and  final  fill.  To  ensure  the  minimum  cover  level  is  provided,  the 
Contractor shall check shallow cover installations. 

These inspections will verify that bedding, backfill, and compaction requirements are followed during 
installation. Pipes shall be checked for alignment, joint separation, cracking at bolt holes, localised 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-14 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

distortions,  bulging,  flattening,  or  racking.  Minimum  or  near-minimum  cover  installations  shall  be 
inspected prior to and immediately after vehicular load is applied. 

31.6.7.2 

Installation Deflection 

Pipes shall be evaluated to determine whether the internal diameter of the barrel has been reduced 
more than the limits set forth in this specification when measured not less than 30 days following 
completion of installation. 

Because of their broad diameter tolerances, metal pipes measuring 600 mm in diameter and smaller 
typically are not deflection tested. A visual inspection shall be performed to check for denting or other 
damage  using  a  video  camera  conforming  to  Article  31.6.7.3,  Internal  Inspection  of  Culverts.  If 
deflection  testing  is  required  by  the  Owner  or  the  Engineer 

—  or  the  visual  inspection  indicates 

excessive  deflection 

—  the  Contractor  shall  use  a  device  conforming  to  Article  31.6.7.3,  Internal 

Inspection of Culverts, and approved by the Engineer, that can physically verify the dimensions of 
the pipe and is not limited by poor lighting, water flow, pipe length, or other limiting conditions of the 
installed environment. If deflection testing is performed, deflection for metal pipes measuring 600 
mm  in  diameter  and  smaller  shall  not  exceed  7.5  percent  of  the  pipe’s  nominal  diameter  plus  a 
manufacturing tolerance 

— as determined to be appropriate by the Owner or the Engineer. 

Pipes measuring larger than 600 mm may be entered and deflection levels measured directly. In lieu 
of direct measurements, the Contractor may use a calibrated video camera 

— or any other device 

approved by the Engineer 

— that can physically verify the dimensions of the pipe and is not limited 

by poor lighting, water flow, pipe length, or other limiting conditions of the installed environment. 

In all installations of pipes measuring larger than 600 mm in diameter, at least 10 percent of the total 
number of pipe runs representing at least 10 percent of the total pipe footage on the Project shall be 
randomly  selected  by  the  Engineer  and  inspected  for  deflection.  Also,  as  determined  by  the  100 
percent visual inspection in Article 31.6.7.1, Visual Inspection, all areas in which deflection can be 
visually detected shall be inspected for deflection. 

Ten percent of each pipe installation shall be defined as 10 percent of the number of pipe runs, and 
not  less  than  10  percent  of  the  total  length  of  installed  pipe  on  the  Project.  Deflection  testing 
requirements are intended to serve as a minimum and do not limit the Owner from more stringent 
requirements. 

Where direct measurements are made, a measurement shall be taken once every 3 m for the length 
of the pipe, and a minimum of four measurements per pipe installation is required. 

Pipes  measuring  larger  than  600  mm  in  diameter  shall  be  evaluated  by  direct  measurement. 
Deflection  shall  be  determined  by  comparing  span  and  rise  measurements  with  the  nominal pipe 
diameter. Vertical deflection, such as a percentage, shall be expressed as the following:  

100 x  { 

rise 

diameter

−  1.0 }

 

Equation 31-1: Vertical deflection 

Similarly, horizontal deflection shall be expressed as the following: 

100 x  { 

span 

diameter

−  1.0 }

 

Equation 31-2: Horizontal deflection 

For  all round pipes measuring larger than 600 mm in diameter, including round and single radius 
arch structural plates, deflections exceeding 7.5 percent the nominal diameter of the pipe plus the 
manufacturing  tolerance  of  either  1  percent  of  the  nominal  diameter  or  12.5  mm,  whichever  is 
greater,  shall  be  considered  as  indicative  of  poor  backfill  materials,  poor  workmanship,  or  both. 
These pipes shall require remediation or replacement. Passing deflection criterion shall not eliminate 
the Contract

or’s need to evaluate associated denting, racking, or other shape damage. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-15 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

For pipe arches, deflections resulting in a decrease in rise or increase in span exceeding 7.5 percent 
shall  be  considered  indicative  of  poor  backfill materials,  poor  workmanship,  or  both. These  pipes 
shall  require  remediation  or  replacement.  Passing  deflection  criterion  shall  not  eliminate  the 
Contract

or’s need to evaluate associated denting, racking, or other shape damage. 

Structural plate structures shall be inspected by direct measurement. They shall be assembled in 
accordance  with  the  shape  tolerances  of  Section  31.5.3,  Assembly  of  long-span  structures. 
Immediately  after  backfilling,  these  structures  shall  be  measured  to  check  for  any  immediate 
deflections  that  occurred  during  the  backfilling operation.  After  30  days,  these  structures shall  be 
measured again to check for any additional deflection. All deflection measurements shall be based 
on design dimensions. For multiple radius structures, such as ellipses, pipe-arches, and low- and 
high-profile arches, the crown (top) radius shall not increase by more than 10 percent of the design 
radius 

— as calculated from the measured middle ordinate off a suitable length straight edge. If the 

top  radius  exceeds  the  design  value  by  more  than  10  percent,  or  if  the  structure  is  racked  or 
unsymmetrical  by  more  than  2  percent,  it  shall  require  remediation.  Racking  degrees  or  loss  of 
symmetry shall be determined by dropping a plumb line from the actual top centreline of the installed 
structure and measuring the half spans that exist on  each side of the plumb line to the maximum 
span line. For a symmetrical structure, these measurements at each individual cross section shall 
be equal. Racking degrees or loss of symmetry shall be expressed as a percentage, as follows: 

100 x  { 

half span A –  half span B 

span

} < 2

 

Equation 31-3: Racking degrees or loss of symmetry 

31.6.7.3 

Internal Inspection of Culverts 

It  is  recommended  that  inspection  personnel  not  enter  culverts  measuring  less  than  600  mm  in 
diameter. Internal inspection of culverts in this size range is best conducted using video cameras. 
Culverts should only be entered by inspection personnel trained in working within confined spaces 
and using procedures in full compliance with applicable  

Owner’s EHS regulations and 

Occupational 

Safety and Health Administration

 (OSHA) 

Regulations 

(Standards - 29 CFR). 

For culvert pipes measuring 600 mm or less in diameter, or if requested by the Engineer for pipes 
measuring up to 1,200 mm in diameter, the Contractor shall provide the Engineer a video DVD and 
report using low-barrel distortion video equipment with laser profile technology, non-contact video 
micrometer, and associated software that provides the following: 

  Actual recorded length and width measurements of all cracks within the pipe;  

  Actual recorded separation measurement of all pipe joints;  

  Pipe ovality report;  

  Deflection measurements and graphical diameter analysis report in terms of x and y axis;  

  Flat analysis report;  

  Representative diameter of pipe;  

  Pipe deformation measurements, leaks, debris, or other damage or defects; and,  

  Deviation in pipe line and grade, joint gaps, and joint misalignment. 

Laser profiling and measurement technology must be certified by the company performing the work 
and must be in compliance with the calibration criteria approved by the Engineer. Reports may be 
submitted in electronic media, if approved by the Engineer. 

For video recorded, laser-profiled pipes that indicate deflection and appears to be in excess of that 
allowed by specification, the Engineer may require further testing. If directed by the Engineer, the 
Contractor shall test pipes using a mandrel, which shall be pulled by hand and be approved by the 
Engineer pri

or to use. If use of a mandrel is selected as the means of further testing, the mandrel’s 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-16 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

diameter,  length,  and  other  requirements  shall  conform  to  Sub-article  b  of  Article  31.6.7.3.  The 
Contractor shall remove, replace, and retest pipe failing to meet the specific deflection requirements 
for the type of pipe installed, at no cost to the Owner.  

a.  Video Report 

The Contractor shall provide a high quality DVD in a MPEG2 format with a standard resolution of 
720 by 480. The Contractor shall use a camera with lighting suitable to allow a clear picture of the 
entire periphery of the pipe. Cameras shall be centred in the pipe both vertically and horizontally and 
be able to pan and tilt to a 90-degree angle with the axis of the pipe and rotating 360 degrees. The 
Contractor  shall  use  equipment  to  move  the  camera  through  the  pipe  that  will  not  obstruct  the 
camera’s view or interfere with proper documentation of the pipe’s condition. 

Video images shall be clear, focused, and relatively free from roll, static, or other image distortion 
qualities  that  prevent  the  reviewer  from  evaluating  the  condition  of  the  pipe.  Videos  will  include 
identification before each section of pipe filmed, which will include the Project number, the structure 
number corresponding to the structure number on the set of the Contract plans for the Project, size 
of pipe, the date and time, and indicate which pipe is being filmed if multiple pipes are connected to 
the  structure.  Notes  shall  be  taken  during  the  video  recording  process.  Copies  of  the  video  and 
corresponding notes shall be provided by the Contractor to the Engineer.  

Cameras shall move through the pipe at a speed not greater than 9 m per minute. Videos shall be 
marked with the distance down the pipe. These distances shall have an accuracy of 300 mm per 30 
m. The Contractor shall film the entire circumference at each joint and shall stop the camera and 
pan when necessary to document defects. 

b.  Mandrels 

The Contractor shall use mandrels that are rigid; nonadjustable; have an odd number of legs with a 
minimum nine legs; and have a length not less than its nominal diameter. Diameters at any point 
shall not be less than the allowed percent deflection of the certified actual mean diameter of the pipe 
being tested. Mandrels shall be fabricated of metal, fitted with pulling rings at each end, and stamped 
or engraved on some segment other than a runner with the nominal pipe size and mandrel outside 
diameter.

 

31.7 

Construction Precautions 

Structures covered by this section shall be investigated for all critical stages in their installation and 
in the final intended purpose. For construction loads, additional cover may be required beyond that 
required  in  the  final  condition  to  which  the  design  loads  apply.  In  the  absence  of  more  specific 
information, the cover depths in Table 31-4 may be considered for the smaller structures indicated. 
Minimum covers indicated shall be increased when site conditions so indicate. Guidance for structure 
spans or axle loads not listed shall be provided by the Manufacturer and approved by the Engineer. 

Table 31-4: Minimum Cover for Construction Loads on Circular, Pipe-Arch, Elliptic, and 

Underpass Shapes 

 

Minimum Cover, m, for Indicated Axle Loads 

Pipe Span 

(80 

– 222) kN 

(222 

– 333) kN 

(333 

– 490) kN 

(490 

– 667) kN 

(0.3 

– 1.0) m 

0.6 

0.75 

0.9 

0.9 

(1.2 

– 1.8) m 

0.9 

0.9 

1.2 

(2.0 

– 3.0) m 

0.9 

1.2 

1.2 

(3.2 

– 3.65) m 

1.2 

1.4 

1.4 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-17 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Any  additional  cover  required  to  avoid  damage  to  the  pipe  shall  be  provided  by  the  Contractor. 
Minimum cover shall be measured from the top of the pipe to the top of the maintained construction 
roadway surface. 

Surfaces shall be maintained to provide adequate cover until paving is completed, or until the Project 
is accepted by the Owner, if paving is not required. 

31.8 

Salvaged Metal Culverts 

31.8.1 

Description 

This section describes excavating and removing existing metal culverts and transporting, cleaning, 
and reinstalling at new locations as per the Contract plans or the Engineer directions.  

31.8.2 

Construction 

If existing culvert pipes are designated for salvage and use in the new work, the  Contractor shall 
remove them from the existing location and then clean, handle, transport, and install them at the new 
location without damaging the culvert pipes. Any material damaged by this process shall be replaced 
by the Contractor at no expense to the Owner.  

Culvert pipes shall be constructed by the Contractor at the new location as specified in this chapter.  

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 31-18 

C

HAPTER 

31:

 

M

ETAL 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

I

NDEX

 

additional cover, 16, 17 
aluminium, 5, 6, 7 
apron end walls, 4, 5 
arches, 3, 5, 6, 11, 13, 15 
Backfill material, 11 
backfill materials, 6, 11, 13, 15 
Bedding, 6, 11, 14 
bituminous coating, 6 
box structures, 3, 5 
camera, 14, 16 
circular, 3 
compaction, 6, 9, 12, 14 
Concrete backfill, 13 
conduits, 3 
corners, 11 
corrections, 14 

Corrugated

, 4, 5, 6, 7, 13 

corrugation depth, 6, 11 
culvert, 3, 4, 9, 13, 15, 17 
deep corrugated structures, 3, 6, 7 
Department of Transport, 31-2 
downstream end, 7 
existing metal culverts, 17 
footings, 3, 11, 13 
foundations, 9 
galvanised, 5, 6, 13 
geotextile, 8, 9 
granular material, 6 
headwalls, 3, 13 
horizontal deflection, 15 
horizontal elliptic, 3, 8, 11 
inspection personnel, 15 

installation, 5, 6, 9, 12, 14, 16 
internal diameter, 14 
invert slab, 3, 13 
inverted pear, 3 
Joint Overlap, 8 
Joints, 7, 8 
large-radius, 11 
long-span structures, 3, 9, 11, 12, 13, 15 
mandrels, 16 
metal pipes, 3, 6, 7, 14 
multiple radius arch, 3 
paving, 17 
pipe arches, 3, 5, 6 
prestressing, 4 
rational analysis, 8 
salvage, 17 
settlement, 9, 11 
soil conditions, 8 
Soil Tightness, 8 
steel sheets, 5 
structural plate metal pipes, 3 
substructures, 3, 13 
temporary bracing, 13 
temporary drainage facilities, 9 
trench conditions, 9 
underpass, 3, 11 
Vertical deflection, 15 
Video images, 16 
Water Tightness, 8 
welding, 6 
workmanship, 14, 15 
Zinc-coated, 5 

 

 

 

 

 

 

 

STANDARD CONSTRUCTION SPECIFICATIONS 

PART 2 

ROAD STRUCTURES 

 

CHAPTER 32 - PRECAST CONCRETE CULVERTS 

 

 

 

 

 

 

 

DOCUMENT

 

NO:

 

TR- 

FIRST

 

EDITION 

JANUARY

 

2018

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page i 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

 

Chapter 32: Precast Concrete Culverts

 

T

ABLE OF 

C

ONTENTS

 

Table of Contents............................................................................................................................. i

 

List of Figures ................................................................................................................................. ii

 

List of Tables .................................................................................................................................. ii

 

32

 

Precast Concrete Culverts ............................................................................................... 32-1

 

32.1

 

General ........................................................................................................................ 32-1

 

32.2

 

Reference Standards and Codes ................................................................................. 32-1

 

32.3

 

Working Drawings ........................................................................................................ 32-2

 

32.4

 

Materials ...................................................................................................................... 32-2

 

32.4.1

 

Reinforced Concrete Culverts ............................................................................... 32-2

 

32.4.2

 

Joint Sealants ....................................................................................................... 32-3

 

32.4.2.1

 

General .......................................................................................................... 32-3

 

32.4.2.2

 

Cement Mortar ............................................................................................... 32-3

 

32.4.2.3

 

Bituminous Plastic Cement ............................................................................ 32-4

 

32.4.2.4

 

Flexible Watertight Gaskets ........................................................................... 32-4

 

32.4.2.5

 

Other Joint Sealant Materials ......................................................................... 32-4

 

32.4.3

 

Bedding and Backfill Materials .............................................................................. 32-5

 

32.5

 

Fabrication and Assembly ............................................................................................ 32-5

 

32.5.1

 

General ................................................................................................................. 32-5

 

32.5.2

 

Testing .................................................................................................................. 32-5

 

32.5.3

 

Lifting Holes .......................................................................................................... 32-5

 

32.5.4

 

Marking ................................................................................................................. 32-5

 

32.5.5

 

Tolerances ............................................................................................................ 32-5

 

32.5.6

 

Defects and Repair ............................................................................................... 32-6

 

32.5.7

 

Storage and Shipment .......................................................................................... 32-6

 

32.6

 

Installation ................................................................................................................... 32-6

 

32.6.1

 

General ................................................................................................................. 32-6

 

32.6.2

 

Joints .................................................................................................................... 32-6

 

32.6.3

 

Foundation Bedding and Backfill ........................................................................... 32-7

 

32.6.3.1

 

General .......................................................................................................... 32-7

 

32.6.3.2

 

Precast Reinforced Concrete Circular, Arch, and Elliptical Pipe ..................... 32-7

 

32.6.3.3

 

Precast Reinforced Concrete Box Sections ................................................. 32-13

 

32.6.4

 

Placing Culvert Sections ..................................................................................... 32-14

 

32.6.5

 

Haunch, Lower Side, and Backfill or Overfill ....................................................... 32-15

 

32.6.5.1

 

Precast Reinforced Concrete Circular Arch and Elliptical Pipe ..................... 32-15

 

32.6.5.2

 

Precast Reinforced Concrete Box Sections ................................................. 32-15

 

32.6.5.3

 

Placing of Haunch, Lower Side, and Backfill or Overfill ................................ 32-15

 

32.6.5.4

 

Cover Over Culvert During Construction ...................................................... 32-16

 

32.7

 

Field Inspection .......................................................................................................... 32-16

 

32.7.1

 

General ............................................................................................................... 32-16

 

32.7.2

 

Misalignment ...................................................................................................... 32-16

 

32.7.3

 

Joint Defects ....................................................................................................... 32-17

 

32.7.4

 

Longitudinal Cracks ............................................................................................ 32-17

 

32.7.5

 

Transverse Cracks .............................................................................................. 32-17

 

32.7.6

 

Spalls .................................................................................................................. 32-17

 

32.7.7

 

Slabbing ............................................................................................................. 32-18

 

32.7.8

 

End Section Drop-off .......................................................................................... 32-18

 

32.7.9

 

Follow-up ............................................................................................................ 32-18

 

32.8

 

Surface Finish ............................................................................................................ 32-18

 

32.9

 

Waterproofing ............................................................................................................ 32-18

 

32.10

 

Removing and Replacing Culverts ............................................................................. 32-18

 

Index  32-19

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page ii 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

 

L

IST OF 

F

IGURES

 

Figure 32-1: Standard Embankment Installation for Round Pipe ................................................ 32-7

 

Figure 32-2: Standard Trench Installation for Round Pipe .......................................................... 32-8

 

Figure 32-3: Embankment Beddings for Horizontal Elliptical Pipe .............................................. 32-8

 

Figure 32-4: Embankment Beddings for Vertical Elliptical Pipe .................................................. 32-9

 

Figure 32-5: Embankment Beddings for Arch Pipe ..................................................................... 32-9

 

Figure 32-6: Trench Beddings for Horizontal Elliptical Pipe ...................................................... 32-10

 

Figure 32-7: Trench Beddings for Arch Pipe ............................................................................ 32-10

 

Figure 32-8: Trench Beddings for Vertical Elliptical Pipe .......................................................... 32-11

 

Figure 32-9: Bedding and Backfill Requirements ..................................................................... 32-14

 

Figure 32-10: Excavation of Bell Holes for Uniform Support ..................................................... 32-14

 

 

L

IST OF 

T

ABLES

 

Table 32-1: Designations and titles for AASHTO and ASTM standards that apply to precast concrete 
culverts construction works ........................................................................................................ 32-1

 

Table 32-2: Reinforced Concrete Culvert Specification Requirements ....................................... 32-3

 

Table 32-3: The Annular Space Range and the Type Sealer ..................................................... 32-3

 

Table 32-4: Bituminous Plastic Cement Material Requirements ................................................. 32-4

 

Table 32-5: Standard Embankment Installation Soils & Minimum Compaction Requirements .. 32-11

 

Table 32-6: Standard Trench Installation Soils and Minimum Compaction Requirements ........ 32-11

 

Table 32-7: Equivalent USCS and AASHTO Soil Classifications for SIDD Soil Designations ... 32-13

 

 

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-1 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

32 

PRECAST CONCRETE CULVERTS 

32.1 

General 

This work shall consist of fabricating, furnishing, installing, and inspecting buried precast concrete 
culverts  conforming  to  these  specifications, 

Road  Structures  Design  Manual 

(ADQCC  TR-516), 

Section 12 of the 

American Association of State Highway and Transportation Officials

 (AASHTO) 

Load and Resistance Factor Design

 (LRFD) 

Bridge Design Specifications

, and the details shown in 

the  Contract  documents.  Precast,  reinforced  concrete  pipe  shall  be  circular,  arch,  or  elliptical,  as 
specified  in  the  Contract  documents.  Precast,  reinforced  concrete  box  sections  shall  be  of  the 
dimensions specified in the Contract documents. 

32.2 

Reference Standards and Codes 

Standards and codes for precast concrete culverts shall be as specified in these specifications, in 
the Contract documents, if any, and the following, in their latest edition: 

AASHTO LRFD  American Association of State Highway and Transportation Officials - Load and 

Resistance Factor Design, Bridge Construction Specifications; 

AASHTO LRFD  American Association of State Highway and Transportation Officials - Load and 

Resistance Factor Design, Bridge Design Specifications; 

AASHTO 

Standard Specifications for Transportation Materials and Methods of Sampling 
and Testing; 

AASHTO 

Soil Classification System; 

ADQCC (TR-516) Road Structures Design Manual; 

ASTM 

American Society for Testing and Materials; 

OSHA 

Occupational Safety and Health Administration; 

 

Standards - 29 CFR 

OSHA Regulations; 

USCS 

Unified Soil Classification System. 

Table 32-1 presents American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) 
and American Society for Testing and Materials (ASTM) standards that are related to materials for 
precast concrete culverts. It also includes designations and titles. 

Table 32-1: Designations and titles for AASHTO and ASTM standards that apply to precast 

concrete culverts construction works 

AASHTO 

Designation 

ASTM 

Designation 

Title 

AASHTO M 

170-12 

ASTM C76 - 12 

Standard Specification for Reinforced Concrete Culvert, 
Storm Drain, and Sewer Pipe 

AASHTO M 

242M/M 242-12 

ASTM C655 - 12 

Standard Specification for Reinforced Concrete D-Load 
Culvert, Storm Drain, and Sewer Pipe 

AASHTO M 

206M/M 206-12 

ASTM C506 - 12 

Standard Specification for Reinforced Concrete Arch 
Culvert, Storm Drain, and Sewer Pipe 

AASHTO M 

207M/M 207-10 

ASTM C507 - 12 

Standard Specification for Reinforced Concrete Elliptical 
Culvert, Storm Drain, and Sewer Pipe 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-2 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

AASHTO 

Designation 

ASTM 

Designation 

Title 

AASHTO M 

198-10 

ASTM C990 - 09 

Standard Specification for Joints for Concrete Pipe, 
Manholes, and Precast Box Sections Using Preformed 
Flexible Joint Sealants 

AASHTO M 

315-06 

ASTM C443 - 12 

Standard Specification for Joints for Concrete Pipe and 
Manholes, Using Rubber Gaskets 

AASHTO M 

273-11 

ASTM C1433 - 

10 

Standard Specification for Precast Reinforced Concrete 
Monolithic Box Sections for Culverts, Storm Drains, and 
Sewers 

 

ASTM D2939-03 

Standard Test Methods for Emulsified Bitumens Used as 
Protective Coatings (Withdrawn 2012) 

 

ASTM D128 - 

98(2008) 

Standard Test Methods for Analysis of Lubricating 
Grease 

 

ASTM D2487 - 

11 

Standard Practice for Classification of Soils for 
Engineering Purposes (Unified Soil Classification 
System) 

AASHTO M 

259-11 

ASTM C1433 - 

10 

Standard Specification for Precast Reinforced Concrete 
Monolithic Box Sections for Culverts, Storm Drains, and 
Sewers 

AASHTO T187-

1992 

 

Standard Method of Test For Concrete Joint Sealers 

AASHTO M 

145-91 (2008) 

ASTM D3282 - 

09 

Standard Practice for Classification of Soils and Soil-
Aggregate Mixtures for Highway Construction Purposes  

32.3 

Working Drawings 

When complete details are not provided in the Contract plans or Contract documents, the Contractor 
shall  submit  working  drawings  and  substantiating  calculations  of  the  proposed  structure  or 
installation system. Fabrication or installation of the structure shall not begin until the Engineer has 
approved  the  drawings.  Working  drawings  shall  show  complete  details  and  substantiating 
calculations of the structure, the materials, equipment, and installation methods proposed.  

Working drawings shall be submitted in advance of the start of the work to allow for their review, 
revision,  and  approval  without  delay  to  the  work.  Approval  by  the  Engineer  shall  not  relieve  the 
Contractor of any contractual responsibility. 

32.4 

Materials 

Materials for precast concrete culverts shall comply with the requirements outlined in this section.  

32.4.1 

Reinforced Concrete Culverts 

Reinforced concrete culvert materials shall meet the requirements of the classes and sizes specified 
in Table 32-2. 

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-3 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Table 32-2: Reinforced Concrete Culvert Specification Requirements 

Type 

Specification 

Circular pipe 

AASHTO M 170-12 (ASTM C76 - 12) or  
AASHTO M 242M/M 242-12 (ASTM C655 - 12) 

Arch pipe 

AASHTO M 206M/M 206-12 (ASTM C506 - 12) 

Elliptical pipe 

AASHTO M 207M/M 207-10 (ASTM C507 - 12) 

Box sections 

AASHTO M 259-11 and AASHTO M 273-11 or  
ASTM C1433 - 10 

32.4.2 

Joint Sealants 

32.4.2.1 

General 

A  certificate  of  compliance  shall  be  submitted  by  the  Contractor  to  the  Engineer  stating  that  the 
furnished material conforms to the joint property requirements. 

Design and production tolerances for the annular space within the manufactured joint will determine 
the type of joint required when sealing the joints, per the manufacturer. 

When the annular space within the pipe joints, also known as the algebraic difference in diameters 
measured between the exterior edges of the pipe at the spigot end and the interior faces of the hub 
at  the shoulder of the joint, falls within the following ranges shown in  Table  32-3, the type sealer 
noted thereafter will be used. 

Table 32-3: The Annular Space Range and the Type Sealer 

Total Annular Space 

Type Sealer 

6 mm or less 

Bituminous plastic cement 

6 mm to 13 mm 

Mortar or bituminous plastic cement as elected by 

the Contractor 

13 mm or more 

Mortar 

32.4.2.2 

Cement Mortar 

Mortar shall be composed of one part cementitious material as defined in Section 4.3.1 of Chapter 
4, Concrete Works, of these standard specifications, and two parts sand by volume. Sand shall be 
well  graded  and  of  such  size  that  all  will  pass  sieve  No.  8,  which  shall  measure  2.4  mm.  These 
materials  shall  be  mixed  to  a  consistency  suitable  for  the  purpose  intended  and  used  within  30 
minutes  after  the  water  mixture  has  been  added.  Admixtures,  if  any,  shall  be  approved  by  the 
Engineer prior to use. 

a.  Placing Cement Mortar 

When placing cement mortar, the Contractor shall clean the lower portion of the receiving end of the 
pipe and shall plaster the inside with sufficient joint mortar to bring the inner surfaces of the abutting 
pipe  sections  flush  and  even.  These  sections  shall  be  fitted  by  the  Contractor  as  close  as  the 
construction of the culvert permits. Joints shall be filled and sealed with mortar inside and out. Excess 
mortar shall be cleaned from the inside of the joint by the Contractor. 

Mortar  shall  be  cured  outside  of  joints  by  covering  with  polyethylene  sheeting  or  spraying  with  a 
curing compound. The Contractor shall backfill while mortar is plastic. If mortar sets before backfilling 
operations occur, the Contractor shall wait at least 24 hours before backfilling. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-4 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

32.4.2.3 

Bituminous Plastic Cement 

Bituminous plastic cement meeting the specifications noted in this article, or other kinds of mastic 
joint sealer that the Engineer has approved, shall be used on joints whose design or manufacturing 
process produces an annular space within the limits noted in Table 32-3. 

Bituminous joint sealing compounds may be applied cold for sealing the joints of bell and spigot or 
tongue and groove culvert pipe. Material furnished shall be composed of a steam-refined petroleum 
asphalt dissolved in a suitable solvent and stiffened with a mineral filler. 

a.  Properties of Bituminous Plastic Cement 

Bituminous plastic cement shall consist of a smooth uniform mixture, not thickened or livered, and it 
shall show no separation that cannot be easily overcome by stirring. Consistencies and properties 
of these materials shall permit their application by the Contractor with a trowel, putty knife, or caulking 
compound gun without pulling or drawing. When applied to the joint surfaces, these materials shall 
exhibit good adhesive and cohesive properties. The material shall meet the requirements specified 
in Table 32-4. 

Bituminous plastic cement shall set to a rough, plastic coating, free from blisters, when applied in a 
layer 1.5 mm to 3 mm thick on a tinned metal panel and cured at room temperature for 24 hours. 

Table 32-4: Bituminous Plastic Cement Material Requirements 

 

Minimum 

Maximum 

Grease cone penetration 

175 

250 

Unit weight in kilograms per litre 

1.17 

Non-volatile 

70 

Ash, by ignition, by weights or masses 

15 

45 

Methods of tests shall be in accordance with the following: 

Grease cone penetration 

AASHTO T187-1992 

Non-volatile 

ASTM D2939-03 

Ash 

ASTM D128 - 98(2008) 

32.4.2.4 

Flexible Watertight Gaskets 

Flexible watertight, gasketed joints shall conform to the requirements of AASHTO M 198-10 (ASTM 
C990 - 09) or AASHTO M 315-06 (ASTM C443-12) and shall be flexible and capable of withstanding 
expansion, contraction, and settlement of the pipeline. 

All rubber gaskets shall be stored in as cool a place as practicable, preferably at 21 degrees Celsius 
or less. 

Rubber  gaskets  that  require  lubrication  shall  be  lubricated  with  the  lubricant  recommended  and 
supplied by the pipe manufacturer. 

32.4.2.5 

Other Joint Sealant Materials 

Other joint sealant materials shall be submitted for testing in advance of their use and shall not be 
used prior to receiving approval from the Engineer. 

Other materials for joint sealant may include the following: 

a.  Oakum and mortar;  

b.  Oakum and joint compound;  

c.  Coupling bands; and,  

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-5 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

d.  Preformed plastic sealing compound. 

32.4.3 

Bedding and Backfill Materials 

Bedding and backfill materials shall conform to the provisions of Section 32.6, "Installation." 

32.5 

Fabrication and Assembly 

32.5.1 

General 

Precast  concrete  units  or  elements  shall  be  fabricated  in  accordance  with  the  applicable 
requirements of Section 21.17 of Chapter 21, Concrete Structures, of these standard specifications, 
and  assembled  in  accordance  with  the  manufacturer's  instructions.  All  units  or  elements shall  be 
handled with reasonable care and shall not be rolled or dragged over gravel or rock. Care shall be 
taken to prevent the units from striking rock or other hard objects during placement. 

32.5.2 

Testing 

Test specimens shall be produced by the Contractor in accordance with Sections 21.3.3 and 21.5.2 
of  Chapter  21,  Concrete  Structures,  of  these  standard  specifications.  All  equipment  required  for 
testing concrete for boxes produced in a precasting plant shall be furnished by the producer. 

32.5.3 

Lifting Holes 

For precast boxes, the Contractor shall provide no more than four lifting holes in each section. Lifting 
holes may be cast, cut into fresh concrete after form removal, or drilled and shall be of a sufficient 
size  for  adequate  lifting  devices  based  on  the  size  and  weight  of  the  box  selection.  Lifting  holes 
measuring larger than 75 mm in diameter shall not be used. When locating lift holes, the Contractor 
shall  not  cut  more  than  one  longitudinal  wire  or  two  circumferential  wires  per  layer  of  reinforcing 
steel. Spalled areas around lifting holes shall be repaired by the Contractor. 

32.5.4 

Marking 

Precast boxes shall be marked by the Contractor with the following: 

  Name or trademark of the producer; 

  Date of manufacture; 

  Box size; 

  Minimum and maximum fill heights; and, 

  Match marks for proper installation, when required, under Section 32.5.5, Tolerances. 

For boxes without lifting holes, the Contractor shall mark one end of each box section on the inside 
and  outside  walls  to  indicate  the  top  or  bottom 

—  as  it  will  be  installed.  Markings  shall  also  be 

indented into the box section, or the Contractor shall paint them on each box with waterproof paint. 

32.5.5 

Tolerances 

Precast sections, of either type, shall meet the following requirements: 

a.  The  inside  vertical  and  horizontal  dimensions  shall  not  vary  from  the  Contract  plan 

requirements by more than 12.5 mm, or 1 percent, whichever is greater. 

b.  The  horizontal  or  vertical  plane  at  each  end  of  the  box  section  shall  not  vary  from  the 

perpendicular by more than 12.5 mm, or 1 percent, whichever is greater, when measured on 
the inside faces of the section. 

c.  The sides of a section  at each end  shall  not vary from being perpendicular to the top and 

bottom by more than 12.5 mm, or 1 percent, whichever is greater, when measured diagonally 
between opposite interior corners. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-6 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Wall and slab thicknesses shall not measure less than what is shown in the Contract plans and in 
the approved working drawings 

— except for occasional deficiencies not greater than 6 mm, or 5 

percent, whichever is greater. If proper jointing is not affected, the Contractor may use thicknesses 
in excess of plan requirements. 

Deviations from the above tolerances will be acceptable if the sections can be fitted at the plant, or 
jobsite, and the joint opening at any point does not exceed 25 mm. Match marks shall be used by 
the Contractor for proper installation on sections that have been accepted in this manner. 

32.5.6 

Defects and Repair 

Fine  cracks  along  surfaces  that  do  not  extend  to  the  plane  of  the  nearest  reinforcement  are 
acceptable 

— unless the cracks are numerous and extensive. Cracks that extend into the plane of 

the reinforcing steel shall be repaired by the Contractor in an approved manner. Excessive damage, 
honeycombs, or cracking will be subject to structural review. Repaired boxes that are sound, properly 
finished, and cured in conformance with pertinent specifications may be accepted by the Engineer. 
When  fine  cracks  on  the  surface  indicate  poor  curing  practices,  the  Contractor  shall  discontinue 
further production of precast sections until corrections are made and proper curing is provided. 

32.5.7 

Storage and Shipment 

Precast sections shall be stored on a level surface by the Contractor. These sections shall not hold 
any load until design strength is reached and curing is complete. Shipment of sections shall occur 
when the design strength and curing requirements have been met. 

32.6 

Installation 

32.6.1 

General 

Cracks in an installed precast concrete culvert that exceed 0.25 mm in width shall be appraised by 
the Engineer and assessed for structural integrity, environmental conditions, and the design service 
life of the culvert. Cracks having greater widths, or otherwise determined to be detrimental, shall be 
sealed by a method approved by the Engineer. 

For trench conditions, the trench shall be excavated to the dimensions and grade specified in the 
Contract documents 

— or as directed by the Engineer. Provisions shall be made by the Contractor 

as  required  to  insure  adequate  drainage  of  the  trench  to  protect  the  bedding  during  construction 
operations. 

Proper  preparation  of  foundations;  placement  of  foundation  materials,  where  required;  and 
placement of bedding materials shall precede the installation of the culvert. This work shall include 
necessary  levelling of the native trench bottom, or  the top of foundation materials; as well as the 
placement and compaction of required bedding material to a uniform grade so that the entire length 
of pipe shall be supported on a uniformly, slightly yield of bedding. Backfill materials shall be placed 
and compacted around the culvert in a manner to meet the requirements specified. 

Materials used for foundation improvements, bedding, and structure backfill shall have gradations 
compatible  with  adjacent  soils  to  avoid  migration.  Where  material  gradations  cannot  be  properly 
controlled, adjacent materials shall be separated with a suitable geotextile. 

32.6.2 

Joints 

Joints for reinforced concrete pipe and precast reinforced concrete box sections shall comply with 
the details shown in the Contract documents and in the approved working drawings. Each joint shall 
be sealed to prevent infiltration of soil fines or water, as required by the Contract documents. Field 
tests may be required by the Engineer whenever there is a question regarding compliance with the 
Contract requirements. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-7 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

32.6.3 

Foundation Bedding and Backfill 

32.6.3.1 

General 

If rock strata or boulders are encountered under the culvert within the limits of the required bedding, 
the  rock  or  boulders  shall  be  removed  and  replaced  with  bedding  material.  Foundations  shall  be 
comprised of stiff to hard in situ soil, stabilized soil, or compacted fill material. If the foundation is 
rock or other unyielding soil, then a minimum bedding thickness of 150 mm, or 2 percent of the fill 
height 

— whichever is greater — shall be considered. Where, in the opinion of the Engineer, the 

natural foundation soil is such as to require stabilization, such material shall be replaced by a layer 
of bedding material. Where unstable or unsuitable material, such as peat or muck, is encountered at 
or below invert elevation during excavation, the necessary subsurface exploration and analysis shall 
be made and corrective treatment shall be as directed by the Engineer. 

Where  rock  or  other  unyielding  foundations  exist  and  blasting  is  anticipated,  the  Engineer  may 
require that suitable steps be taken to protect the pipe. 

32.6.3.2 

Precast Reinforced Concrete Circular, Arch, and Elliptical Pipe 

The bedding of the class, specified in the Contract documents or in the working drawings, shall be 
provided. Installation types specified shall conform to one of the types of installation given in Table 
32-5 and Table 32-6 
and the details shown in  Figure 32-1 through Figure  32-8, which define  soil 
areas and critical dimensions for circular, arch, and elliptical pipes. 

Table 32-5 and Table 32-6 list general soil types, minimum compaction requirements, and minimum 
bedding thicknesses for the four standard installation types for embankment and trench installations, 
respectively. 

 

Figure 32-1: Standard Embankment Installation for Round Pipe 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-8 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

 

Figure 32-2: Standard Trench Installation for Round Pipe 

 

Figure 32-3: Embankment Beddings for Horizontal Elliptical Pipe 

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-9 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

 

Figure 32-4: Embankment Beddings for Vertical Elliptical Pipe 

 

Figure 32-5: Embankment Beddings for Arch Pipe 

 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-10 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

 

Figure 32-6: Trench Beddings for Horizontal Elliptical Pipe 

 

Figure 32-7: Trench Beddings for Arch Pipe 

 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-11 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Figure 32-8: Trench Beddings for Vertical Elliptical Pipe 

 

Table 32-5: Standard Embankment Installation Soils & Minimum Compaction Requirements 

Installation 

type 

Bedding  

thickness 

Haunch and outer 

bedding 

Lower 

side 

Type 1 

For soil foundations, B

C

 /24 

minimum, not less than 75 mm. 
For rock foundations, use B

C

/12 

minimum, not less than 150 
mm. 

95% (A1, A3 or 
SW) 

90% (A1, A3 or SW), 
95% (A2, A4 or ML), 
or 100% (A5, A6 or 
CL) 

Type 2 – installations 
are available for 
horizontal elliptical, 
vertical elliptical, and 
arch pipe 

For soil foundations, B

C

 /24 

minimum, not less than 75 mm. 
For rock foundations, use B

C

 

/12 minimum, not less than 150 
mm. 

90% (A1, A3 or 
SW), or 95% (A2, 
A4 or ML) 

85% (A1, A3 or SW), 
90% (A2, A4 or ML), 
or 95% (A5, A6 or 
CL) 

Type 3 – installations 
are available for 
horizontal elliptical, 
vertical elliptical, and 
arch pipe 

For soil foundations, B

C

 /24 

minimum, not less than 75 mm. 
For rock foundations, use B

C

 

/12 minimum, not less than 150 
mm. 

85% (A1, A3 or 
SW), 90% (A2, A4 
or ML), or 95% 
(A5, A6 or CL) 

85% (A1, A3 or SW), 
90% (A2, A4 or ML), 
or 95% (A5, A6 or 
CL) 

Type 4 

For soil foundations, no 
bedding required. 
For rock foundations, use B

C

 

/12 minimum, not less than 150 
mm. 

No compaction 
required, except if 
(A5, A6 or CL), 
use 85% (A5, A6 
or CL) 

No compaction 
required, except if 
(A5, A6 or CL), use 
85% (A5, A6 or CL) 

The following interpretations apply to Table 32-5: 

a.  Compaction and soil symbols, such as 95 percent (A1, A3, or SW), shall be taken to refer to 

(A1,  A3,  or  SW)  soil  material  with  minimum  standard  proctor  compaction  of  95  percent. 
Equivalent modified proctor values shall be as given in Table 32-7. 

b.  Soil  in  the  outer  bedding,  haunch,  and  lower  side  zones,  except  within  B

c

/3 from  the  pipe 

spring line, shall be compacted to at least the same compaction as the majority of soil in the 
overfill zones. 

c.  The minimum width of a subtrench for Type 1 through Type 3 installation shall be B

c

+0.6 m 

or  1.33  B

,  whichever  is  greater  or  wider 

—  if  required  for  adequate  space  to  attain  the 

specified compaction in the haunch and bedding zones.  

d.  A  subtrench  is  defined  as  a  trench  in  the  natural  material  under  an  embankment  used  to 

retain bedding material with its top below finished grade by more than 10 percent of the depth 
of soil cover on the top of the culvert or pipe, or, for roadways, its top is at an elevation lower 
than 300 mm below the bottom of the pavement base material. 

e.  For subtrenches with walls of natural soil, any portion of the lower side zone in the subtrench 

wall  shall  be  at  least  as firm  as  an  equivalent  soil  placed  to the  compaction  requirements 
specified for the lower side zone and as firm as the majority of soil in the overfill zone, or shall 
be removed and replaced with soil compacted to the specified level. 

f.  Only  Type  2  and  3  installations  are  available  for  horizontal  elliptical,  vertical  elliptical,  and 

arch pipe. 

g.  The required bedding thickness is the thickness of the bedding after placement of the pipe 

on the bedding and is prior to placement of the backfill. 

Table 32-6: Standard Trench Installation Soils and Minimum Compaction Requirements 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-12 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Installation 

type 

Bedding  

thickness 

Haunch and 

outer bedding 

Lower 

side 

Type 1 

For soil foundations, B

C

 /24 

minimum, not less than 75 
mm. 
For rock foundations, use 
B

C

/12 minimum, not less 

than 150 mm. 

95% (A1, A3 or 
SW) 

90% (A1, A3 or 
SW),  
95% (A2, A4 or ML),  
100% (A5, A6 or 
CL), or natural soils 
of equal firmness 

Type 2 

– 

installations are 
available for 
horizontal elliptical, 
vertical elliptical, 
and arch pipe 

For soil foundations, B

C

 /24 

minimum, not less than 75 
mm. 
For rock foundations, use B

C

 

/12 minimum, not less than 
150 mm. 

90% (A1, A3 or 
SW), 
 or 95% (A2, A4 
or ML) 

85% (A1, A3 or 
SW),  
90% (A2, A4 or ML),  
95% (A5, A6 or CL), 
or natural soils of 
equal firmness 

Type 3 

– 

installations are 
available for 
horizontal elliptical, 
vertical elliptical, 
and arch pipe 

For soil foundations, B

C

 /24 

minimum, not less than 75 
mm. 
For rock foundations, use B

C

 

/12 minimum, not less than 
150 mm. 

85% (A1, A3 or 
SW),  
90% (A2, A4 or 
ML), or  
95% (A5, A6 or 
CL) 

85% (A1, A3 or 
SW),  
90% (A2, A4 or ML),  
95% (A5, A6 or CL), 
or natural soils of 
equal firmness 

Type 4 

For soil foundations, no 
bedding required. 
For rock foundations, use B

C

 

/12 minimum, not less than 
150 mm. 

No compaction 
required, except if 
(A5, A6 or CL), 
use 85% (A5, A6 
or CL) 

85% (A1, A3 or 
SW),  
90% (A2, A4 or ML),  
95% (A5, A6 or CL), 
or natural soils of 
equal firmness 

The following interpretations apply to Table 32-6: 

a.  Compaction and soil symbols, such as 95 percent (A1, A3, or SW), shall be taken to refer to 

(A1,  A3,  or  SW)  soil  material  with  minimum  standard  proctor  compaction  of  95  percent. 
Equivalent modified proctor values shall be as given in Table 32-7. 

b.  Trench top elevation shall be no lower than 0.1

H

 below finish grade, or for roadways, its top 

shall be no lower than an elevation of 300 mm below bottom of pavement base material. 

c.  Soil in bedding and haunch zones shall be compacted to at least the same compaction as 

specified for the majority of soil in the backfill zone. 

d.  The minimum trench width for Type1 through Type 3 installation shall be B

c

+0.6 m or 1.33 

B

c

,  whichever  is  greater,  or  wider,  if  required  for  adequate  space  to  attain  the  specified 

compaction in the haunch and bedding zones. 

e.  For trench walls that are within 10 degrees of vertical, the compaction or firmness of the soil 

in the trench walls and lower side zone need not be considered. 

f.  For trench walls with greater than 10-degree slopes that consist of embankment, the lower 

side shall be compacted to at least the same compaction as specified for the soil in the backfill 
zone. 

g.  Only  Type  2  and  3  installations  are  available  for  horizontal  elliptical,  vertical  elliptical,  and 

arch pipe. 

h.  The required bedding thickness is the thickness of the bedding after placement of the pipe 

on the bedding and is prior to placement of the backfill. 

AASHTO M 145-91 (2008) (ASTM D3282 

– 09), ASTM D2487 - 11, and Unified Soil Classification 

System (USCS) soil classifications equivalent to the generic soil types in the standard installations 
may be taken from Table 32-7. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-13 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

Table 32-7: Equivalent USCS and AASHTO Soil Classifications for SIDD Soil Designations 

*SIDD Soil 

Representative Soil Types 

Percent Compaction 

USCS 

AASHTO 

Modified Proctor 

Gravelly Sand 

SW, SP, GW, GP 

A1, A3 

95 

90 

85 

80 

75 

59 

Sandy Silt 

GM, SM, ML 

Also GC, SC with than 20 
percent passing a No. 200 
sieve 

A2, A4 

95 

90 

85 

80 

75 

46 

Silty Clay 

GL, MH, GC, SC 

A5, A6 

90 

85 

80 

75 

70 

40 

CH 

Not allowed for haunch or 
bedding 

A7 

90 

85 

80 

40 

*Standard Installation Direct Design Soil 

32.6.3.3 

Precast Reinforced Concrete Box Sections 

Unless otherwise permitted herein, a bedding shall be provided for the type of installation specified 
conforming to Figure 32-9, unless in the opinion of the Engineer, the natural soil provides a suitable 
bedding. 

Bedding material may be granular material, all of which passes a 9.5-mm sieve and not more than 
10 percent of which passes sieve No. 200, measuring 

75 μm. Backfill shall be selected material and 

shall be free of organic material, rock fragments larger than 75 mm in the greatest dimension, and 
shall have moisture content within the units required for compaction. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-14 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

 

Figure 32-9: Bedding and Backfill Requirements 

32.6.4 

Placing Culvert Sections 

Unless otherwise authorized by the Engineer, the laying of culvert sections on the prepared bedding 
shall be started at the outlet and with the bell end pointing upstream and the spigot or tongue end 
pointing  downstream  and  shall  proceed  toward  the  inlet  end  with  the  abutting  sections  properly 
matched, true to the established lines and grades. Where pipe with bells is installed, bell holes shall 
be excavated in the bedding to such dimensions that the entire length of the barrel of the pipe will 
be supported when properly installed 

— as shown in Figure 32-10. Proper facilities shall be provided 

for  hoisting  and  lowering  the  sections  of  culvert  into  the  trench  without  disturbing  the  prepared 
bedding and the sides of the trench. Section ends shall be carefully cleaned before the section is 
jointed. Sections shall be fitted and matched so that when laid in the bed they shall form a smooth, 
uniform conduit. When elliptical pipe with circular reinforcing or circular pipe with elliptical reinforcing 
is used, the pipe shall be laid in the trench in such position that the markings "Top" or "Bottom," shall 
not  be  more  than  five  degrees  from  the  vertical  plane  through  the 

pipe’s  longitudinal  axis. 

Adjustments in grade by exerting force on the culvert with excavating equipment or by lifting and 
dropping the culvert shall be prohibited. If the installed culvert section is not on grade after joining, 
the section shall be completely un-joined, the grade corrected, and the section rejoined. 

 

Figure 32-10: Excavation of Bell Holes for Uniform Support 

Multiple installations of reinforced concrete culverts shall be laid with the centre lines of individual 
barrels  parallel  at  the  spacing  shown  in  the  Contract  documents.  Pipe  and  box  sections  used  in 
parallel  installations  require  positive  lateral  bearing  between  the  sides  of  adjacent  pipe  or  box 
sections. Compacted earth fill, granular backfill, or grouting between the units is considered means 
of providing positive bearing. 

The  joint  ends,  when  using  rubber  gaskets,  shall  be  protected  from  mud,  silt,  gravel,  or  other 
unwanted material. The pipe sections with gaskets attached shall be laid,  removed, cleaned,  and 
relubricated. Gaskets disturbed or contaminated shall be reseated. 

The joints shall be forced-home using the pipe 

manufacturer‘s recommended procedure. Driving or 

ramming by hand or machinery shall not be done. The last section of each day's run shall be blocked 
to prevent creep. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-15 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

A dike or plug of impervious material shall be placed near the intake end of the culvert to prevent 
piping. The dike shall measure 0.6 m long and adequately surround the pipe to form an impervious 
barrier. 

The ends of the pipe or pipe arch shall be rigidly supported to prevent movement before and during 
the construction of end walls or headers. 

Culverts shall not be left extending beyond the staked limits, unless approved by the Engineer. 

32.6.5 

Haunch, Lower Side, and Backfill or Overfill 

32.6.5.1 

Precast Reinforced Concrete Circular Arch and Elliptical Pipe 

Haunch, low side, and overfill materials shall be installed to the limits shown in Figure 32-1 through 
Figure 32-8. 

32.6.5.2 

Precast Reinforced Concrete Box Sections 

Backfill material shall be installed to the limits shown in Figure 32-9 for the embankment or trench 
condition. 

32.6.5.3 

Placing of Haunch, Lower Side, and Backfill or Overfill 

Fill material shall be placed in layers with a maximum loose thickness of 200 mm and compacted to 
obtain  the  required  density.  These  materials  shall  be  placed  and  compacted  with  care  under  the 
haunches of the culvert and shall be raised evenly and simultaneously on both sides of the culvert. 
For the lower haunch areas of Type 1, 2, and 3 standard installations, soils requiring 90 percent or 
greater standard proctor densities shall be placed in layers with a maximum thickness of 200 mm 
and compacted to obtain the required density. Trench widths shall be kept to the minimum required 
for installation of the culvert. Ponding or jetting will be only by the permission of the Engineer. 

Backfill shall be placed in horizontal layers, and shall not be placed against concrete less than seven 
days old or until 80 percent of the design strength is achieved. 

Backfill for the most shapes of culverts is explicated in the following: 

a.  Pipe Culverts 

Material shall be placed and compacted in evenly balanced layers on each side of each pipe culvert. 
The Contractor shall backfill according to one of the following: 

1.  Pipe Culverts with Compacted Backfill 

Backfill material shall be placed and compacted to a height of 0.3 m above the top of the 
pipe.  Backfilling  the  trench  shall  be  completed  by  the  Contractor  with  suitable  roadway 
excavation or unclassified borrow. 

2.  Pipe Culverts with Lean Concrete Backfill 

Pipe shall be placed and staked to prevent floating and movement. 

Lean concrete backfill shall be mixed and placed by pug-mill, rotary drum, or other approved 
mixer to obtain a uniform mix. Lean concrete backfill shall be placed in a uniform manner that 
prevents voids in, or segregation of the backfill. 

When backfilling around culverts and other structures, lean concrete backfill shall be placed 
in a manner that does not float or shift the structure. Backfill shall be brought up evenly on all 
sides of the structure. 

Lean concrete backfill levels around culverts shall be determined by the Engineer, according 
to the nature of the soil in which the culverts will be placed. 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-16 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

b.  Arch Culverts with Headwalls 

When  backfilling  culverts  with  headwalls,  the  Contractor  shall  backfill  according  to  one  of  the 
following: 

1.  Before Headwalls Placement 

Material backfilled first shall be placed and compacted midway between the ends of the arch. 

Backfill material shall be placed and compacted in layers on both sides of the arch to form as 
narrow a ramp as possible. 

Ramps shall be built evenly on both sides until reaching the top of the arch.  

Backfill materials remaining shall be placed from the top of the ramp working both ways to 
the ends. 

Backfill materials shall be compacted evenly in layers on both sides of the arch.

 

2.  After Headwalls Placement 

Materials backfilled first shall be placed and compacted adjacent to one headwall. 

Backfill materials shall be placed and compacted evenly in layers on both sides of the arch 
adjacent to the headwall until reaching the top of the arch. 

Backfill materials remaining shall be placed from the top of the arch working toward the other 
headwall. 

Backfill materials shall be compacted evenly in layers on both sides of the arch. 

32.6.5.4 

Cover Over Culvert During Construction 

If the passage of construction equipment over an installed culvert is necessary during the Project 
construction, compacted overfill in the form of a ramp shall be constructed to a minimum elevation 
of 0.9 m over the top of the culvert or to a height such that the equipment loads on the culvert do not 
exceed  the  culvert  design  strength.  In  an  embankment  installation,  the  overfill  shall  extend  a 
minimum  of  one  culvert  diameter  width  or  0.9  m,  whichever  is  greater,  beyond  each  side  of  the 
culvert to prevent possible lateral displacement of the culvert. If a large volume of construction traffic 
must cross an installed culvert, the point of crossing shall be changed occasionally to minimize the 
possibility of lateral displacement. 

32.7 

Field Inspection 

32.7.1 

General 

Internal inspections shall be conducted on all buried rigid pipe installations to evaluate issues that 
may affect long-term performance, such as cracks, joint quality, and alignment. Inspections shall be 
conducted no sooner than 30 days after completion of installation and final fill. 

It  is  recommended  that  inspection  personnel  not  enter  culverts  less  than  600  mm  in  diameter. 
Internal inspection of rigid culverts in this size range is best conducted using video cameras. Culverts 
shall only be entered by inspection personnel trained in working within confined spaces and using 
procedures in full compliance with applicable 

Abu Dhabi Road Regulations

 and 

Occupational Safety 

and Health Administration

 (OSHA) 

Regulations 

(Standards - 29 CFR). 

32.7.2 

Misalignment 

Misalignment  may  be  taken  to  indicate  the  presence  of  problems  in  the  supporting  soil  or  the 
Contractor grade control. 

Culvert barrel’s vertical and horizontal alignments shall be checked by the 

Contractor  by  sighting  along  the  crown,  invert,  and  sides  of  the  culvert,  and  by  checking  for 
differential  movement  or  settlement  at  joints  between  pipe  sections.  Vertical  alignments  shall  be 
checked for sagging, faulting, and invert heaving. Pipes laid with camber or a grade change shall be 

S

TANDARD 

C

ONSTRUCTION 

S

PECIFICATIONS

 

 

P

ART 

2

 

 

R

OAD 

S

TRUCTURES

 

 

 

Page 32-17 

C

HAPTER 

32:

 

P

RECAST 

C

ONCRETE 

C

ULVERTS

 

 

First Edition -January 2018 

 

accounted for by the Contractor. Horizontal alignments shall be checked for straightness or smooth 
curvature. 

32.7.3 

Joint Defects 

Leaking  joints  may  be  detected  during  low  flows  by  visual  observation  of  the  joints,  by  checking 
around the ends of the culvert for evidence of piping, and if required in the Contract documents, by 
special testing methods typically employed for sanitary sewers. 

Differential movement, cracks, spalling, improper gasket placement, movement or settlement of pipe 
sections,  and  leakage  shall  be  noted  in  the  inspection  report.  Severe  joint  cracks  are  similar  in 
significance to separated joints. 

Joint separations greater than the pipe manufacturer's maximum limit shall be considered significant 
because they can accelerate damage caused by exfiltration and infiltration, resulting in the erosion 
of the backfill material. Exfiltration occurs when leaking joints allow water flowing through the pipe to 
leak into the supporting material. Infiltration is the reverse of exfiltration. Open joints, staining at the 
joints  on  the  sides  and  top  of  the  culvert,  deposits  of  soil  in  the  culvert,  or  depressions  over  the 
culvert are indicative of infiltration. 

Evidence of any soil migration through the joint warrants further investigation by the Contractor to 
determine the source, and if repair or replacement is required. 

32.7.4 

Longitudinal Cracks 

Hairline longitudinal cracks in the crown or invert indicate that the steel has accepted part of the load. 
Cracks equal to or less than 0.25 mm in width are considered minor and only need to be noted in 
the inspection report. 

Other signs of distress, such as differential movement, efflorescence, spalling, or rust stains shall 
also be noted. When cracks are wider than 0.25 mm, measurements shall be taken of the width, 
length,  and  locations  of  the  cracks  and  diameter  of  the  pipe,  both  horizontally  and  vertically.  An 
evaluation shall be conducted by the Contractor and shall be submitted to the Engineer for review 
and approval considering the structural integrity, environmental conditions, and the design service 
life of the culvert. 

Cracks having widths equal to or greater than 0.25 mm and determined to be detrimental shall be 
sealed by a method approved by the Engineer. Pipes with cracks having widths greater than 2.5 mm 
and determined by the Engineer to be beyond satisfactory structural repair shall be remediated or 
replaced. Pipes having displacement across the crack shall be repaired or replaced. 

Inspection records for pipes with crack widths exceeding 0.25 mm, shall be kept on file for monitoring 
conditions during subsequent inspections. Crack measurements and photographs shall be taken for 
monitoring conditions during subsequent inspections. 

32.7.5 

Transverse Cracks 

Poor  bedding  may  cause  transverse  or  circumferential  cracks  and  is  a  result  of  poor  installation 
practices, such as not providing indentations, or bell holes, in hard foundation material for the end of 
the bell- and spigot-type pipe; or, not providing a sufficient depth of suitable bedding material.  

Where transverse cracks are observed, the Contractor shall monitor them as described in Section 
32.7.4, Longitudinal Cracks. 

32.7.6 

Spalls 

Spalling is a fracture of the concrete parallel or inclined to the surface of the concrete. In precast 
concrete pipe, spalls often occur along the edges of either longitudinal or transverse cracks when 
the crack is due to overloading or poor support rather than simple tension cracking. 

Spalling may be detected by visual examination of the concrete along the edges of cracks. Tapping 
with a hammer shall be performed along the cracks to check for areas that have fractured but are 

 

 

 

 

 

 

 

Content      ..     18      19      20      21     ..