Проектирование автомобильных дорог

Курсовая работа.doc

Московский Автомобильно-Дорожный
Государственный Технический Университет
Кафедра изысканий и проектирования дорог
Проектирование автомобильной дороги с расчетом малых водопропускных сооружений
Природно-климатические условия района проектирования
Принятые технические нормативы
Проектирование плана трассы
Конструирование и расчет дорожной одежды
Проектирование продольного профиля
Расчет малых водопропускных сооружений
Использованная литература
Проект автомобильной дороги между пунктами А и B указанными на карте в горизонталях.
а) Район проектирования трассы: Новгородская область
б)Тоиографическая карта в масштабе 1:10000
в) Грунтовые условия:Растительный грунт0-02м
Суглинок легкий пылеватый 50-100м
г) Горизонт грунтовых вод на возвышенных формах рельефа 10 м
д) Высота снежного покрова 05 м
е) Перспективные данные о движении по проектируемой дороге:
-Общая перспективная интенсивность движения по проектируемой автомобильной дороге: 3600авт.сут.
-Состав транспортного потока:
Процент от общей перспективной интенсивности движения %
Легковые автомобили:
Грузовые автомобили:
ж) Дорожно-климатическая зона II
Область расположена на северо-западе Русской (Восточно-Европейской) равнины в пределах Приильменской низменности и северных отрогов Валдайской возвышенности в умеренных широтах северного полушария в лесной зоне. Область простирается с запада на восток на 385 км а с севера на юг - на 250 км граничит с Псковской Тверской Ленинградской и Вологодской областями. Территория области 553 тыс.кв.км. Благодаря удобному географическому положению области она имеет хорошую связь с Москвой и С-Петербургом. По ее территории проходят электрифицированная железная дорога и шоссе С-Петербург - Москва. Основным видом транспорта является автомобильный. Через территорию региона проходит автомагистраль Скандинавия - Центр. Основные направления грузопотоков - Финляндия Германия Швеция. Железодорожные магистрали проходящие по территории областисвязывают ее с другими регионами России государтсвами СНГ Балтии Европы и Скандинавии. Водные транспортные пути области открыты для выхода судов в Балтийское и Белое моря. Воздушные грузовые и пассажирские перевозки выполняет Новгородское гражданское авиапредприятие располагающее парком самолетов и вертолоетов.
Климат Новгородской области умеренно-контонентальный близкий к морскому. Осадков выпадает на 200-500 мм больше чем может испариться. Годовое их количество колеблется в пределах 540-750 мм. Максимум осадков приходится на лето (38%) немного меньше - на осень (27%).Средняя температура января – 7 градусов ниже нуля июля +14 градусов. Вегетационный период 120-130 дней. Самым холодным месяцем является январь средняя температура его составляет 87 ºС мороза. Для зимнего периода характерны оттепели при которых температура днем повышается до 4 - 7ºС мороза что вызывает интенсивное таяние снега а иногда почти полное его исчезновение. Самым теплым месяцем является июль месячная температура которого 17ºС тепла. В отдельные ясные дни температура воздуха повышается до32 – 34ºС тепла. Летние месяцы характеризуются длинным днем и большой продолжительностью солнечного сияния. Поверхность русской равнины в пределах области имеет пологоволнистый характер. Самые низкие места приходятся на Приильменскую низменность (от 18 до 50 м над уровнем моря) самые высокие - на Валдайскую возвышенность (около 300 м над уровнем моря). Среди моренных холмов камов и озов валдайской возвышенности встречаются многочисленные понижения некоторые из них заняты озерами Эти озера имеют живописные берега изрезанные мысами и заливами (Селигер Велье Валдайское и мн.др.). Часто встречаются длинные узкие озера расположенные в древних доледниковых ложбинах. Крупнейшее озеро на территории области - Ильмень (в древности звалось Словенским морем). В числе природных достопримечательностей нельзя не назвать и Валдайский государственный природный национальный парк. Это красивейший лесопарк Восточно-Европейской равнины. Здесь проходит граница природных зон южной тайги и смешанных лесов поэтому наиболее разнообразны флора и фауна. Главные украшения заповедника - Валдайское озеро и озеро Селигер за которыми традиционно закрепился титул жемчужины русской природы.
Основное богатство области - лес.Лесная зона Новгородской области делится на две подзоны - тайга и смешанные леса граница между которыми выражена нерезко. В настоящее время леса занимают около 40 % территории области и представлены тремя типами: хвойные смешанные и мелколиственные леса. Около 20 % площади области находится под болотами кустарником и водами 16% занимают сельскохозяйственные угодья. Почвы в основном дерново-подзолистые повышенной кислотности с небольшим содержанием гумуса. Распространены также подзолисто-болотные почвы. На территории Новгородской области имеются разнообразные полезные ископаемые нерудного происхождения. Наибольшее промышленное значение имеют 83 разведанных месторождения огнеупорных глин известняков кварцевых песков минеральных красок. Почти неограниченные возможности имеются в увеличении добычи торфа (639 месторождений) разведано 34 месторождения сопропеля и 7 месторождений пресных подземных вод. Область богата минеральными и радоновыми источниками лечебными грязями (широко известный с ХIХ века курорт “Старая Русса”). Разнообразен животный мир Новгородчины: лисы лоси горностаи зайцы-беляки бурые медведи рыси волки кабаны белки ондатры куницы норки енотовидные собаки; из птиц - утки гуси тетерева. рябчики. глухари; в бассейне озера Ильмень обитает более 30 видов рыб.
Принятые технические нормативы
Категория дороги : III
Наименование параметра
Мак. продольный уклон
Наименьший радиус видимости
для остановки перед препятствием
Наименьший радиус кривой в плане
Число полос движения
Ширина полосы движения
Ширина проезжей части
Поперечный уклон проезжей части
Поперечный уклон обочины
Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины
Ширина земляного полотна
Наименьшие радиус выпуклых кривых
Наименьшие радиус вогнутых кривых
Проектирование плана трассы.
Элементы круговых кривых:
α (градусы) – угол поворота.
R – радиус кривой в плане.
Т – тангенс круговой кривой.
Б – биссектриса круговой кривой – расстояние от точки перелома магистрального хода до середины кривой.
Угол 33º30’ R= 1000 м
Расчет дорожной одежды по допустимому модулю упругости
Тип транспортного средства
Перспективная интенсивность авт.сут
Приведенная интенсивность авт.сут
Приведённая интенсивность движения Nnp общ = 332 авт.сут.
Расчетная приведённая интенсивность движения
Nр = fNnp общ = 055332 = 183 авт.сут
Суммарное расчетное кол-во приложений расчетной нагрузки за срок службы по допускаемому упругому прогибу и условию сдвигоустойчивости
Трдг - расчетное число расчетных дней в году соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции ;
Кп - коэффициент учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого ;
Кс - коэффициент суммирования;
Тсл - расчетный срок службы;
q - показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобилей по годам;
Np - приведенная интенсивность на последний год службы дорожной одежды авт.сут;
Определяем требуемый модуль упругости:
Eтр = 9865(lg(Np)-C) = 9865(lg(179167)-355) = 1680МПа
где С - эмпирический параметр принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось;
С = 355 для нагрузки 100 кН.
= 168 120 = 20160 МПа > Еmin = 200 МПа (для III категории)
где требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности. Требуемый уровень надежности равен Кн = 095 следовательно для автомобильной дороги III категории = 120.
Таким образом общий (расчетный) модуль упругости дорожной одежды
Характеристики тип дорожной одежды и соответствующие модуля упругости (ГОСТ 9128-97*):
h1 - мелко - зернистый плотный асфальтобетон
h2 - крупно – зернистый пористый асфальтобетон
h4 - песчано – гравийная смесь
В соответствии со II дорожно-климатической зоны ( рекомендуемая минимальная толщина дорожной одежды 70 - 80см) и требуемой модуль упругости 2016Мпа принимаем следующий толщины слоев для дорожного покрытия:
В качестве расчетной схемы нагружения конструкции колесом автомобиля принимается гибкий круговой штамп диаметром D передающий равномерно распределенную нагрузку величиной р.
Расчет модуля упругости слоев:
-Для асфальтобетона верхнего слоя Ев=Еобщ=2016 МПа
ЕвЕсл=20163200=0063; hслD=437=0108
По номограмме ЕнЕсл=005
Ен=ЕнЕсл Есл=005 3200=1600 МПа
-Для асфальтобетона нижнего слоя Ев=1600 МПа
ЕвЕсл=1602000=008; hслD=637=0162
По номограмме ЕнЕсл=006
Ен=ЕнЕсл Есл=006 2000=1200 МПа
-Для слоя песчано-гравиной смеси Ен=466 МПа
По номограмме ЕнЕсл=466180=026; hслD=3037=081
ЕвЕсл=051; Ев=180051=918МПа
-Для слоя рядовой щебень Ев=1200 МПа
ЕвЕсл=026; ЕнЕсл=022
По номограмме hслD=025; hсл=02537=925см; принимаю hсл=10см;
Грунт – супесь легкая
Дорожно - климатическая зона II поэтому тип местности по характеру увлажнения II – сырой
Среднее значение влажности Wтаб = 073; (доля от Wт)
Модуль упругости Егр = 466МПа
Суммарное приложение нагрузки = 179167 авт.сут
Сцепление Сw = 00045 МПа
Угол внутреннего трения φ = 14
Таблица модулей упругости слоев
Мелкозернистый плотный аб
Крупнозернистый пористый аб
Песчано-гравиная смесь
Проверка. Расчёт конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
Приводим конструкцию к двухслойной модели где нижний слой модели - часть конструкции расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев.
ЕСР = (5200 4 + 5200 6+2450 10)20 = 3825 МПа
ЕСРЕН = 3825918 = 416 hСЛD = 2037 = 054
по номограмме определяем:
г = PKв; (г – расчетное растягивающее напряжение)
P – расчетное давление P=06МПа;
Kв – для спаренного колеса Kв = 085;
г =165 06 085= 084 МПа
RН=RО k1k2(1-VRt); (Rн – предельное растягивающее напряжение при изгибе)
R0 – нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки. R0 = 800 МПа для нижнего слоя асфальтобетонного пакета;
k1 - коэффициент учитывающий снижение прочности вследствие; усталостных явлений при многократном приложении нагрузки;
k2 - коэффициент учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов;
vR - коэффициент вариации прочности на растяжение vR=010;
t - коэффициент нормативного отклонения t=171.
м= 43 а=59 Nр=179167 авт.сут
RН=80 0354 095 (1-01 171)=223
RН г =223084= 265 > Kтр=100
Следовательно выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.
Использованная Литература
СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги (с изменениями и дополнениями). –М.: Стройиздат 2001.
ОДН 218.046-01. Проектирование нежёстких дорожных одежд. -М.: Транспорт 2001.
Корочкин А. В. Проектирование нежёстких дорожных одежд - М.: МАДИ (ГТУ) 2005. – 129 с.
ТМП 503-0-48.87. Земляное полотно автомобильных дорог общего пользования. –М.:Транспорт 1987.
Wikimedia Foundation Inc.(2010). Электронная версия энциклопедии. Москва Википедия.
Методические указания по расчету оснований водопропускных труб по деформациям.-М: Транспорт 1975.
СНиП 2.01.14-83. Определение расчетных гидрологических характеристик.-М.:Транспорт 1983.
Методические указания по типовому решению укрепления обочин автомобильных дорог.-М: Транспорт 1972.
ГОСТ Р 21.1207-97. Условные графические обозначения на чертежах автомобильных дорог. - М.: Транспорт 1997.

Корочкин.docx

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНИЧЕСКИЙ
ПРОЕКТИРОВАНИЕНЕЖЁСТКИХ
УДК 625.731.8:625.72
Корочкин А. В. Проектирование нежёстких дорожных одежд.
Рецензенты: д.т.н. профессор Ю. В. Слободчиков
к.т.н. Н. А. Лушников
В учебном пособии рассмотрены методы и порядок расчёта нежёстких дорожных одежд в соответствии с ОДН 218.046-01 «Проектирование нежёстких дорожных одежд» с введением всех последующих изменений и дополнений (на период 31.12.2004). Изложены методики расчётов конструкции нежёсткой дорожной одежды по упругому прогибу условию сдвигоустойчивости в грунте условию сдвигоустойчивости в подстилающем слое расчёт на сопротивление монолитных слоёв усталостному разрушениюот растяжения при изгибе на морозоустойчивость расчёт дренирующего слоя. Приведён пример расчёта и все необходимые справочные данные (свойства дорожно-строительных материалов расчётные нагрузки природно-климатические особенности и т.д.).
Учебное пособие предназначено для студентов автомобильно-дорожных строительных вузов специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы»270201 «Мосты и транспортные тоннели» и 080502 «Экономика и управление на предприятии (по отраслям)».
© Московский автомобильно-дорожный
Элементы дорожных одежд
Классификация дорожных одежд ..
Требования предъявляемые к дорожным одеждам
Конструирование дорожной одежды
Задачи и принципы конструирования ..
Конструирование покрытий и оснований капитальных дорожных одежд .
Конструирование покрытий и оснований облегчённых и переходных дорожных одежд .
Конструирование дополнительных слоёв основания ..
Особенности конструирования дорожных одежд со
слоями из малопрочных материалов и побочных
продуктов промышленности . ..
Мероприятия по повышению прочности и стабильности рабочего слоя земляного полотна .
Учёт региональных особенностей .
Расчёт дорожных одежд на прочность
Основные положения . ..
Общая процедура и критерии расчёта на прочность
Расчёт напряжений и деформаций .. .
Расчётные параметры подвижной нагрузки . ..
Расчёт конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу . .
Расчёт по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоёв .
Расчёт конструкции на сопротивление монолитных слоёв усталостномуразрушению от растяжения при изгибе
Проверка дорожной конструкции на
морозоустойчивость ..
Проектирование устройств по осушению дорожных одежд и земляного полотна
Основные положения .. .
Расчёт дренирующего слоя .
Пример расчёта дорожной одежды ..
Определение общего (расчётного) модуля упругости
Определение расчётных характеристик грунта .
Назначение материалов дорожной одежды и их
расчётные характеристики ..
Расчетдренирующегослоя ..
Конструирование и расчёт дорожной одежды . ..
Проверка № 1. Расчет конструкции по условию
сдвигоустойчивости в грунте . .
Проверка № 2. Расчет конструкции по условию
сдвигоустойчивости в песчаном слое основания . .
Проверка № 3. Расчёт конструкции на сопротивление
монолитных слоев устало стному разрушению от
растяжения при изгибе ..
Проверка № 4. Расчёт на морозоустойчивость .
Приложение 1. Расчётные нагрузки . . .
Приложение 2. Определение расчётных характеристик грунта рабочего слоя земляного полотна при расчёте
дорожной одежды на прочность . . ..
Приложение 3. Таблицы нормативных и расчётных
значений прочностных и деформационных характеристик конструктивных слоёв из различных дорожно-строительных материалов .. .
Приложение 4. Назначение статистических параметров ..
Приложение 5. Теплофизические характеристики
конструктивных слоёв из различных дорожно-строительных материалов ..
Приложение 6. Параметры для определения расчётного суммарного числа приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды ..
Вопросы для самоконтроля
Дорожная одежда является одним из важнейших составных элементов автомобильной дороги. Затраты на её устройство в ряде случаев достигают 60 70 % от общей стоимости строительства а состояние дорожной одежды в значительной степени влияет на скорость и безопасность движения.
Современная дорожная одежда представляет собой сложную инженерную конструкцию состоящую из последовательно уложенных слоёв дорожно-строительных материалов обладающих различными физико-механическими свойствами. Эти свойства должны быть тщательно учтены для того чтобы дорожная одежда могла удовлетворять всем предъявляемым к ней требованиям и обеспечивать движение транспортных средств в любое время года с расчётной скоростью без возникновения аварийных ситуаций и снижения удобства движения.
Учебное пособие содержит нормы и указания по конструированию и расчету нежестких одежд автомобильных дорог общей сети. Его следует использовать при:
а) проектировании новых автомобильных дорог;
б) на участках реконструируемых дорог сооружаемых без использования существующей дорожной одежды.
В учебном пособии изложены методики расчётов конструкции нежёсткой дорожной одежды по упругому прогибу сдвигоустойчивости в грунте и подстилающем слое сопротивлению монолитных слоёв усталостному разрушениюот растяжения при изгибе морозоустойчивости осушению дренирующего слоя. Приведён пример расчёта и все необходимые справочные данные (свойства дорожно-строительных материалов расчётные нагрузки природно-климатические особенности и т.д.).
К нежестким дорожным одеждам относят одежды со слоями устроенными из разного вида асфальтобетонов (дегтебетонов) материалов и грунтов укрепленных битумом цементом известью комплексными и другими вяжущими а также из слабосвязных зернистых материалов (щебня шлака гравия и др.).
Элементы дорожных одежд
Различают следующие элементы дорожной одежды:
Покрытие- верхняя часть дорожной одежды состоящая из одного или нескольких единообразных по материалу слоев воспринимающая усилия от колес транспортных средств и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов.
По поверхности покрытия могут быть устроены слои поверхностных обработок различного назначения (слои для повышения шероховатости защитные слои и т.п.).
Основание- часть конструкции дорожной одежды расположенная под покрытием и обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте) а также морозоустойчивость и осушение конструкции.
Следует различать несущую часть основания (несущее основание) и дополнительные слои основания. Несущая часть основания должна обеспечивать прочность дорожной одежды и быть морозоустойчивой.
Дополнительные слои основания- слои между несущим основанием и подстилающим грунтом предусматриваемые при наличии неблагоприятных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условий. Эти слои совместно с покрытием и основанием должны обеспечивать необходимые морозоустойчивость и дренирование конструкции и создавать условия для снижения толщины вышележащих слоев из дорогостоящих материалов. В соответствии с основной функцией которую выполняет дополнительный слой его называют морозозащитным теплоизолирующим дренирующим. К дополнительным слоям и прослойкам относят также гидро- и пароизолирующие капилляропрерывающие противозаиливающие и др. Дополнительные слои устраивают из песка и других местных материалов в естественном состоянии или укрепленных органическими минеральными или комплексными вяжущими из местных грунтов обработанных вяжущими укрепленных смесей с добавками пористых заполнителей и т.д. а также из различного рода специальных индустриально выпускаемых материалов (геотекстиля пенопласта полимерной пленки и т.п.).
Рабочий слой земляного полотна(подстилающий грунт) - верхняя часть полотна в пределах от низа дорожной одежды до 23 глубины промерзания но не менее15 мот поверхности покрытия.
Классификация дорожных одежд
Классификация дорожных одежд и покрытий приведена втабл. 1.1.
Виды покрытий материал и способы его укладки
Усовершенствованные покрытия:
из горячих асфальтобетонных смесей
а) из горячих асфальтобетонных смесей
б) из холодных асфальтобетонных смесей
в) из органоминеральных смесей с жидкими органическими вяжущими жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными; с вязкими в том числе эмульгированными органическими вяжущими; эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральными; из каменных материалов и грунтов обработанных битумом по способу смешения на дороге или методами пропитки; из каменных материалов обработанных орга-
ническими вяжущими методом пропитки; черного щебня приготовленного в установке и уложенного по способу заклинки; из пористой и высокопористой асфальтобетонной смеси с поверхностной обработкой; из прочного щебня с двойной поверхностной обработкой
Продолжение табл. 1.1
из щебня прочных пород устроенные по способу заклинки без применения вяжущих материалов; из фунтов и малопрочных каменных материалов укрепленных вяжущими; булыжного и колотого камня (мостовые)
из щебеночно-гравийно-песчаных смесей; малопрочных каменных материалов и шлаков; грунтов укрепленных или улучшенных различными местными материалами; древесных материалов и др.
Требования предъявляемые к дорожным одеждам
Капитальную и облегченную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием проектируют с таким расчетом чтобы за межремонтный срок не возникло разрушений и недопустимых с точки зрения предусмотренных действующими нормативными документами требований к ровности покрытия остаточных деформаций а также чтобы воздействие природных факторов не приводило к недопустимым изменениям в ее элементах.
Облегченную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием рассчитывают на менее продолжительный межремонтный срок службы чем для капитальных одежд. Это позволяет применять менее долговечные и дорогостоящие материалы и облегчить конструкцию.
При проектировании дорожных одежд переходного типа выравнивание которых не сопряжено со значительными затратами (щебеночные гравийные и подобные им покрытия) допускают возможность более значительного накопления остаточных деформаций под действием движения.
Во всех случаях для оценки напряженного состояния конструкции используют решения теории упругости.
В районах с влажным и холодным климатом на участках с неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями должны быть предусмотрены меры по осушению и обеспечению морозоустойчивости дорожной одежды и земляного полотна.
Запроектированная дорожная одежда должна быть не только прочной и надежной в эксплуатации но экономичной и возможно менее материалоемкой особенно по расходу дефицитных материалов и энергии а также должна соответствовать экологическим требованиям. Экономичность конструкции определяют по результатам сопоставления вариантов с оценкой сравнительной экономической эффективности капитальных вложений по действующим нормативным документам. Выбор конструкции дорожной одежды и тип покрытия обосновывают технико-экономическим анализом вариантов.
При разработке конструкций дорожной одежды следует также учитывать специализацию дорожно-строительных организаций обеспеченность региона дорожно-строительными материалами предусматривать максимальную механизацию и индустриализацию строительных процессов стремиться к снижению трудоемкости и затрат ручного труда.
При применении дополнительных слоев в проекте необходимо учитывать технологические проблемы связанные с движением по ним построечного транспорта.
Расчетный (проектный) срок службы проектируемой дорожной одежды и требуемый уровень проектной надежности необходимо назначать на основе норм принимаемых административными органами по согласованию с региональными дорожными организациями.
Настоящее учебное пособие не распространяется на проектирование дорожных одежд в зоне вечной мерзлоты где дополнительно должны быть учтены характер вечномерзлых грунтов их температурный и водный режим а также влияние толщины «деятельного» слоя и вечномерзлого грунта (жесткого основания) на прочность дорожной одежды. Учет указанных факторов осуществляется на основе специальных региональных нормативно-технических документов.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
Задачи и принципы конструирования
1. Проектирование дорожной одежды представляет собой единый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции (системы дорожная одежда + рабочий слой земляного полотна) на прочность морозоустойчивость и осушение с технико-экономическим обоснованием вариантов с целью выбора наиболее экономичного в данных условиях.
2. Процедура конструирования дорожной одежды включает в себя:
выбор вида покрытия;
назначение количества конструктивных слоев с выбором материалов для устройства слоев размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочных толщин;
предварительную оценку необходимости назначения дополнительных морозозащитных мер с учетом дорожно-климатической зоны типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя на различных участках;
предварительную оценку необходимости назначения мер по осушению конструкции а также повышению трещиностойкости конструкции;
оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна;
предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы.
3. При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами:
а) тип дорожной одежды и вид покрытия конструкция одежды в целом должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям предъявляемым к дороге соответствующей категории и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения с учетом изменения интенсивности движения в течение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;
б) конструкция одежды может быть принята типовой или разработана индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги характеризующихся сходными природными условиями (грунт рабочего слоя земляного полотна условия его увлажнения климат обеспеченность местными дорожно-строительными материалами и др.) с одинаковыми расчетными нагрузками. При выборе конструкции одежды для данных условий предпочтение следует отдавать проверенной на практике в данных условиях типовой конструкции;
в) в районах недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами допускается применять местные каменные материалы побочные продукты промышленности и грунты свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемент битум известь активные золы уноса и др.). Одновременно надо стремиться к созданию конструкции по возможности наименее материалоемкой;
г) конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных процессов. Для достижения этой цели количество слоев и видов материалов в конструкции должно быть минимальным;
д) при конструировании необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.).
4. При назначении типов покрытия для разных вариантов конструкций дорожных одежд следует руководствоваться положениями действующих стандартов и норм на дорожно-строительные материалы и изделия и нормами проектирования автомобильных дорог.
5. При выборе материалов для устройства слоев дорожной одежды необходимо учитывать следующие положения.
Покрытие и верхние слои основания должны соответствовать проектным воздействующим нагрузкам и быть водо- морозо- и термоустойчивыми.
Для верхнего слоя асфальтобетонного покрытия выбирают материал в соответствии с действующим ГОСТом «Смеси асфальтобетонные дорожные аэродромные и асфальтобетон. Технические условия» и СНиПом «Автомобильные дороги».
В районах с климатом близким к морскому при количестве осадков 500 ммгод следует применять высокоплотный асфальтобетон либо плотный асфальтобетон имеющий показатель пористости (водонасыщения) соответствующий нижнему допустимому пределу. В районах с сухим климатом (среднегодовое количество осадков менее400 ммгод) назначают плотный асфальтобетон с показателем пористости (водонасыщения) по верхнему допускаемому пределу.
При перспективной интенсивности движения в физических единицах до 3000 авт.сут и стадийном строительстве допускается устройство покрытия из пористого асфальтобетона с устройством поверхностной обработки или высокопористого асфальтобетона с устройством двойной поверхностной обработки.
Конструкция дорожной одежды в местах остановок общественного транспорта на регулируемых пересечениях и в других местах изменения скорости или движения на пониженных скоростях должна обеспечить повышенную сдвигоустойчивость при высоких летних температурах. Для обеспечения этого требования в покрытии предусматривают применение асфальтобетонных смесей типа А и Б высокоплотных смесей а в основании - крупнозернистых асфальтобетонных смесей либо каменных материалов укрепленных цементом.
Основные задачи при конструировании пакета асфальтобетонных слоев - это оптимизировать толщину верхнего слоя из плотного или высокоплотного асфальтобетона и сократить количество слоев.
Асфальтобетонное покрытие должно быть как правило однослойным. Минимальную конструктивную толщину покрытия назначают по нормам действующего СНиПа а толщину слоя асфальтобетонного основания определяют расчетами на прочность.
При проектировании дорожных одежд переходного типа предусматривают один из вариантов без устройства асфальтобетонного основания; в этом случае требуемую толщину покрытия назначают по расчету на прочность.
При стадийном строительстве или возможном перспективном повышении капитальности дорожной одежды при специальном технико-экономическом обосновании допускается применение холодного асфальтобетона.
При выборе материала для верхнего слоя основания надо учитывать капитальность (тип) дорожной одежды вид покрытия а также деформационные и теплофизические свойства материалов и грунтов укрепленных органическими и неорганическими вяжущими.
Асфальтобетонную часть несущего основания следует предусматривать как правило однослойной. Двухслойное асфальтобетонное основание допустимо применять лишь при необходимости использования в нижнем слое основания асфальтобетона с пониженной сдвигоустойчивостью (высокопористый песчаный). В этом случае общая толщина асфальтобетонных слоев повышенной сдвигоустойчивости (покрытие с основанием из крупнозернистого асфальтобетона) не должна быть менее12 см.
При выборе вида материала для устройства основания из минеральных материалов следует ориентироваться на имеющийся в регионе опыт строительства и эксплуатации дорог. Материалы должны удовлетворять требованиям действующих СНиПов или местным технологическим условиям утвержденным в установленном порядке.
В районах недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами целесообразно широко применять местные каменные материалы (в том числе малопрочные и некондиционные) и грунты укрепленные неорганическим вяжущим (цемент известь активные золы уноса и др.).
Основание из зернистых материалов должно быть как правило двухслойным: несущий слой из жестких и сдвигоустойчивых материалов (щебень гравий щебеночно- или гравийно-песчаные смеси материалы и грунты укрепленные неорганическим вяжущим) и дополнительный слой выполняющий морозозащитные и дренирующие функции.
6. Если в дополнительном слое основания применяют однородный песок со степенью неоднородности (поГОСТ 25100) менее 3 поверх него предусматривают укладку защитного (технологического) слоя из щебеночно-(гравийно-)песчаных смесей отсевов дробления изверженных пород гравелистых или крупных песков оптимального состава а также цементопеска. При степени неоднородности песка от 2 до 3 толщина защитного слоя принимается равной10 см при степени неоднородности менее 2 устанавливают защитный слой толщиной 15 20 см. В расчетах прочности дорожной одежды толщину защитного слоя включают в толщину дополнительного слоя основания. При устройстве защитного слоя можно применять геотекстиль.
7. В случае использования в основании местных малопрочных каменных материалов (щебень с маркой по прочности не ниже 200; гравий и щебень из гравия по дробимости не ниже Др 24; песчано-гравийные смеси; гравелистые пески и другие сдвигоустойчивые материалы с модулем упругости менее 250 МПа) предусматривают несущий слой основания из прочного щебня либо из укрепленных неорганическими вяжущими материалов с минимальной конструктивной толщиной предусматриваемой СНиПом. При этом толщину нижнего слоя основания из малопрочного материала обосновывают расчетом.
8. Расположение неукрепленных зернистых материалов между слоями из материалов или грунтов обработанных вяжущими как правило не допускается.
Дополнительные слои основания должны совместно с верхними слоями и покрытием обеспечивать необходимую прочность конструкции морозоустойчивость а также дренирующую способность. Нижние слои основания особенно из зернистых материалов должны сопротивляться сдвиговым напряжениям.
На магистральных дорогах с тяжелым и скоростным движением основания следует устраивать преимущественно из укрепленных материалов.
9. Толщину слоев из материалов содержащих органическое вяжущее и укладываемых на верхний слой основания из материалов укрепленных цементом для ограничения появления «отраженных» трещин на покрытии нужно принимать как правило не менее толщины слоев укрепленных цементом. При этом минимальная толщина слоев с органическими вяжущими должна соответствовать даннымтабл. 2.1.
Наименьшая толщина слоев из материалов содержащих органическое вяжущее см
В случае применения материалов укрепленных комплексными вяжущими а также медленно твердеющими гидравлическими вяжущими толщина слоя может быть снижена на 20 % а в условиях жарких и сухих районовIV-Vдорожно-климатических зон - на 30 %.
Для повышения трещиностойкости покрытия могут быть предусмотрены специальные трещинопрерывающие прослойки в том числе на основе геосеток и геотекстиля использование модифицированных вяжущих в материале покрытия и другие специальные решения.
10. Толщину отдельного слоя предварительно назначают в диапазоне от минимальной конструктивной толщины регламентируемой действующими СНиПами до практически принятых значений (например в типовых проектах) для данного региона.
Общую толщину дорожной одежды и толщины отдельных конструктивных слоев окончательно назначают по расчету на прочность морозоустойчивость и осушение в соответствии сглавами 34и5настоящих методических указаний.
Необходимо предусматривать в конструкции одежды возможно меньшее количество слоев из разных материалов (2 4 без учета дополнительных слоев).
11. Для существенного уменьшения притока поверхностных вод в основание дорожной одежды и снижения расчетной влажности грунта земляного полотна необходимо предусматривать такие мероприятия как укрепление обочин обеспечение надлежащего их поперечного уклона и водонепроницаемости устройство бордюров и лотков а также обеспечение безопасного расстояния от бровки земляного полотна до уреза длительно застаивающейся поверхностной воды повышенное уплотнение (до Ку= 103105) верхней части рабочего слоя вIII-Vдорожно-климатических зонах и др. (см.прил. 2).
12. В районах и на участках с неблагоприятными погодно-климатическими и грунтово-гидрологическими условиями для ограничения миграции влаги из нижних слоев земляного полотна в верхние следует предусматривать мероприятия по искусственному регулированию водно-теплового режима проектируемые в соответствии с действующими СНиПами и специальными документами в их развитие.
13. Для обеспечения возможности назначения однотипной конструкции дорожной одежды на участках большой длины следует предусматривать укрепление верхней части земляного полотна на различную глубину.
14. В целях обеспечения благоприятных условий работы прикромочных частей дорожной одежды основание должно быть на06 мшире проезжей части и укрепительной полосы а дополнительный нижний слой из песка или другого зернистого материала на1 мшире основания или его устраивают на всю ширину земляного полотна. Кроме того при дорожных одеждах капитального типа может быть предусмотрена установка бортовых камней плит или устройство монолитного бортика.
Укрепление обочин дорог проектируют в соответствии с указаниями СНиПа «Автомобильные дороги. Нормы проектирования» и рекомендациями специальных документов.
Конструирование покрытий и оснований капитальных
15. Вид марку и тип асфальтобетона для покрытия назначают в соответствии с положениями действующих СНиПов «Автомобильные дороги» и ГОСТа «Смеси асфальтобетонные дорожные аэродромные и асфальтобетон».
16. Несущий слой основания капитальных дорожных одежд следует устраивать из прочных материалов (пористого асфальтобетона дегтебетона щебеночных смесей обработанных битумной эмульсией фракционированного щебня обработанного вязким битумом по способу пропитки а также из фракционированного щебня уложенного по принципу расклинки мелким щебнем или гранулированным активным шлаком укрепленного по методу пропитки цементно-песчаной смесью и т.п.). На дорогах предназначенных для движения автомобилей грузоподъемностью 8 т и более при устройстве покрытий толщиной 3 5 см верхняя часть несущего основания должна быть предусмотрена из асфальтобетона.
Для устройства нижней части несущего основания в зависимости от расчетных условий движения могут применяться монолитные (укрепленные грунты и каменные материалы) а также зернистые материалы отвечающие требованиям действующих СНиПов и ГОСТов.
В конструкциях дорожных одежд для дорог с тяжелым и интенсивным движением в местах сопряжения слоев из крупнозернистых или гравийных материалов с песчаными слоями основания или грунтом земляного полотна следует предусматривать устройство разделяющих прослоек из геотекстиля в целях предотвращения взаимопроникновения материалов смежных слоев и снижения в связи с этим долговечности конструкции.
Конструирование покрытий и оснований облегченных
и переходных дорожных одежд
17. Дорожные одежды облегченного типа с усовершенствованными покрытиями (асфальтобетонные дегтебетонные из черного щебня щебня обработанного вяжущими по способу пропитки крупнообломочных материалов песчаных или супесчаных грунтов обработанных в установке битумной эмульсией совместно с цементом) целесообразно применять на дорогахIIIIVкатегорий а также при стадийном строительстве дорожных одежд на дорогахIIкатегории.
18. Предварительно толщину покрытия из асфальтобетона облегченных дорожных одежд следует назначать равной 4 6 см а при использовании других материалов указанных вп. 2.17- равной 6 8 см. Окончательно толщину покрытия устанавливают расчетом.
19. Несущие основания для облегченных дорожных одежд с усовершенствованным покрытием предусматривают из монолитных или зернистых материалов. При этом на дорогах III и IV категорий целесообразно устраивать основание дорожной одежды из гравийного пористого асфальтобетона; гравийно-песчаных смесей обработанных эмульсией дегтями и другими органическими вяжущими; различных материалов и грунтов и побочных продуктов промышленности обработанных неорганическими или комплексными вяжущими щебеночных и щебеночно-гравийных смесей.
20. Дорожные одежды с покрытиями переходного типа (щебеночные и гравийные из прочных пород малопрочных каменных материалов и грунтов укрепленных органическими неорганическими или комплексными вяжущими мостовые из булыжного и колотого камня) можно предусматривать на дорогах IV и V категорий а также при стадийном строительстве дорожной одежды на дорогах III категории.
При проектировании дорожных одежд с покрытием переходного типа надо стремиться чтобы одежда состояла из одного-двух слоев.
Для покрытий устраиваемых по способу заклинки применяют фракционированный щебень естественных горных пород щебень из горнорудных отходов и щебень из малоактивных металлургических шлаков соответствующие действующим ГОСТам на «Щебень из естественного камня для строительных работ» и «Щебень шлаковый доменный и сталеплавильный для дорожного строительства».
21. При конструировании одежд переходного типа как первоочередной конструкции стадийного строительства для устройства слоев одежды на первой стадии необходимо применять материалы которые соответствуют требованиям предъявляемым к материалам для устройства слоев основания под усовершенствованные покрытия.
Допускается для сокращения первоначальных затрат при соответствующем технико-экономическом обосновании применять упрощенные конструкции движение по которым в неблагоприятный период года должно быть ограничено по нагрузке на ось транспортных средств скорости и интенсивности.
Конструирование дополнительных слоев основания
22. Морозозащитные слои устраивают из стабильных зернистых материалов таких как песок песчано-гравийная смесь гравий щебень шлаки и др. а также из грунтов укрепленных вяжущими или гидрофобизированных грунтов или других непучинистых материалов. Показателем пригодности материала по морозоустойчивости является степень пучинистости материала определяемая в лабораторных условиях согласно действующему ГОСТу. Допускается принимать значения степени пучинистости потабл. 4.1. и4.2.
23. В случае устройства морозозащитного слоя из зернистых материалов с коэффициентом фильтрации не менее 1 2 мсут он может также выполнять функцию дренирующего слоя что требуется подтвердить соответствующим расчетом. В этом случае морозозащитный слой нужно устраивать на всю ширину земляного полотна с выходом на откосы насыпи или укладкой трубчатых дрен или других водоотводящих устройств.
Толщина морозозащитного слоя устанавливается расчетом в соответствии с положениямиглавы 4настоящих методических рекомендаций. Ширина морозозащитного слоя должна превышать ширину вышележащего слоя не менее чем на05 мс каждой стороны.
24. В местах примыкания разных конструкций дорожной одежды необходимо предусматривать переходную зону в пределах которой конструкция дорожной одежды должна изменяться таким образом чтобы на концах этой зоны пучение грунтов было бы равно значениям зимнего поднятия на сопрягаемых участках. Длину переходной зоны назначают таким образом чтобы интенсивность изменения пучения грунта не превышала 02 смм при устройстве асфальтобетонного покрытия.
25. На пучиноопасных участках где технически невозможны или экономически нецелесообразны традиционные мероприятия по обеспечению морозоустойчивости конструкции следует предусматривать теплоизоляционные слои из специальных материалов для частичного или полного предотвращения промерзания земляного полотна. Для устройства теплоизоляционных слоев в особо неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях («мокрые» выемки земляное полотно в нулевых отметках низкие насыпи где глубина промерзания больше расстояния от поверхности покрытия до уровня грунтовых вод или длительно застаивающихся поверхностных вод) следует рассматривать вариант применения пенопластов. Выбор необходимой марки пенопласта следует производить в соответствии сглавой 4.
В качестве теплоизолятора могут быть использованы также легкие бетоны теплоизоляционные композиции из укрепленных вяжущими местных материалов (грунтов) или отходов промышленности и пористых заполнителей (керамзита перлита аглопорита гранул полистирола измельченных отходов пенопласта) и др.
Расстояние от поверхности покрытия до теплоизолирующего слоя из пенопласта должно быть не менее05 м(для исключения повышенной опасности гололедообразования). Теплоизолирующий слой должен быть шире проезжей части на 05 15 м с каждой стороны в зависимости от глубины промерзания земляного полотна а при расчете на недопущение промерзания грунтов под дорожной одеждой - на 10 20 м. Толщина первого над плитами пенопласта слоя пескадолжна быть не менее02 мв уплотненном состоянии.
Толщину и расположение теплоизоляционного слоя в конструкции определяют теплотехническим расчетом. Деформационные и прочностные характеристики материала слоя а также его толщину следует учитывать при расчете дорожной конструкции на прочность.
Указанную выше минимальную глубину расположения теплоизолятора от поверхности покрытия уточняют по данным регионального опыта эксплуатации конструкций с теплоизолирующими слоями.
Оптимальную конструкцию и тип теплоизоляционных материалов нужно выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов равноценных по морозоустойчивости.
26. Дренирующие слои устраивают на участках с земляным полотном из недренирующих грунтов во всех случаях при 3-й схеме увлажнения рабочего слоя земляного полотна; при 1-й и 2-й схемах увлажнения в районах с большим количеством осадков (II-IIIДКЗ) а также на участках в основании проезжей части которых возможно скопление воды проникающей с поверхности (участки с затяжными продольными уклонами при сравнительно легко водопроницаемых грунтах обочин на вогнутых переломах продольного профиля у прилегающих к проезжей части зеленых насаждений и газонов и др.).
Дренирующие слои следует устраивать из песка гравийных материалов отсортированного шлака и других фильтрующих материалов. В конструкциях где дренирующий слой оказывается выше глубины промерзания материалы слоя должны быть морозостойкими и достаточно прочными. Требуемый коэффициент фильтрации материала дренирующего слоя определяют расчетом с учетом геометрических параметров проезжей части и других условий. Независимо от результатов расчета он должен быть не менее 1 и 2 мсут соответственно на участках дорог проходящих в насыпи и низкой насыпи или выемке.
При выборе материала для дренирующего слоя учитывают прочностные свойства влияющие на прочность дорожной одежды.
В большинстве случаев особенно на пучиноопасных участках рационально устройство верхней части земляного полотна из дренирующего материала без специальных водоотводящих устройств. При количестве подлежащей отводу воды более 0007 мсут на1 мпроезжей части а также в выемках и местах с нулевыми отметками рассматривают вариант устройства продольных трубчатых дрен (из различных материалов а также плоских геосинтетических дрен и др.) у краев проезжей части с поперечными выпусками а также применение продольного дренажа из крупнопористого материала.
Дренажную конструкцию следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов.
27. На участках с затяжными уклонами где продольный уклон больше поперечного для перехвата и отвода воды перемещающейся в дренирующем слое вдоль дороги предусматривают устройство мелких прорезей в грунтовом основании с укладкой в них перфорированных труб трубофильтров или щебня с противозаиливающей изоляцией.
28. Для уменьшения влагонакопления в верхней части земляного полотна могут быть предусмотрены водонепроницаемые прослойки (из различных материалов) на всю ширину земляного полотна. При ширине земляного полотна более15 ми водонепроницаемом покрытии допускается устройство замкнутых прослоек («обойм») на ширину проезжей части. Глубина заложения прослойки от поверхности покрытия зависит от дорожно-климатической зоны и должна быть более
смво II дорожно-климатической зоне80 см- вIII70 см- в IV и
29. Капилляропрерывающие прослойки толщиной 10 15 см из крупного песка или гравия предусматривают на всю ширину земляного полотна. Для предохранения прослойки из зернистых материалов от быстрого загрязнения под и над ней необходимо предусматривать прослойки играющие роль фильтров.
30. В южных районах существенное уменьшение объема мигрирующей преимущественно парообразной влаги может быть достигнуто устройством слоев пароизоляции из полимерных рулонных материалов грунта обработанного органическим вяжущим веществом или из слоя тщательно уплотненного грунта в «обойме».
31. Если крупнообломочный материал (типа щебня гравия шлака) укладывается непосредственно на грунт земляного полотна предусматривают прослойку препятствующую взаимопрониканию материалов смежных слоев. В качестве материалов прослойки можно применять мелкий щебень высевки (0 10 мм) гравийно-песчаные смеси крупные и средней крупности пески непылеватые шлаки непучинистые золошлаки синтетические текстильные материалы и др. Защитной прослойкой может служить слой из грунта укрепленного вяжущими толщиной 5 8 см. Толщину прослойки из зернистого материала нужно принимать от 5 до20 смв зависимости от степени увлажнения грунта земляного полотна. Прослойку из геотекстильных материалов следует предусматривать также при укладке крупнопористых материалов на песчаный слой на дорогахI-IIIкатегорий.
Особенности конструирования дорожных одежд со слоями
из малопрочных материалов и побочных продуктов
32. Возможность применения в дорожных одеждах слабых известняков опоки гравийных материалов дресвы ракушечника искусственных каменных материалов и др. без обработки вяжущими определяется соответствием их свойств требованиям действующего ГОСТа. Если свойства не отвечают требованиям стандарта материалы необходимо обработать. На участках с неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями не допускается применять в основании (даже для нижних слоев) необработанные материалы не соответствущие по зерновому составу требованиям действующего ГОСТа а также материалы у которых число пластичности частиц менее
33. Дорожные одежды с покрытием из обработанных вяжущим или необработанных малопрочных материалов на песчаном гравийном и щебеночном основании или на основании из укрепленного грунта допускается применять в IV и V климатических зонах при интенсивности движения не более 100 авт.сут с нагрузкой на ось не более 70 кН. При большей интенсивности движения всегда следует предусматривать обработку малопрочных материалов органическими и неорганическими вяжущими.
Для устройства оснований под усовершенствованные покрытия или покрытий на дорогахIV-Vкатегорий можно использовать тощий цементобетон на основе слабого известнякового щебня ракушечника речных песчаников и др. а также гравийные материалы укрепленные неорганическим вяжущим.
34. Шлаковый щебень из высокоактивных и активных шлаков можно использовать для устройства покрытий на дорогахIV-V категорий и оснований (из улучшенных и неулучшенных шлаков) дорогII-IVкатегорий. Щебень неустойчивой структуры из активных шлаков можно использовать только для устройства оснований а щебень из малоактивных шлаков неустойчивой структуры - после приобретения ими устойчивой структуры.
Для повышения монолитности и прочности слоев из кислых малоактивных шлаков с модулем основности менее 1 следует предусматривать добавку к шлаковому щебню мелких частиц из активных шлаков и 2 3 % гашеной извести или молотого гранулированного шлака в количестве 20 25 % от массы щебня. Для устройства слоев дорожных одежд которые должны обладать улучшенными прочностными и деформационными качествами следует применять шлаковый щебень обработанный органическими и минеральными вяжущими.
Кислые металлургические шлаки целесообразно обрабатывать каменноугольными дегтями (с учетом требований ГОСТа на дегти) которые обладают более высокими адгезионными свойствами чем нефтяные битумы. Их можно обрабатывать также битумной эмульсией с известью активной золой уноса и т.д.
Мероприятия по повышению прочности и стабильности рабочего слоя земляного полотна
35. Для повышения прочности и стабильности рабочего слоя земляного полотна необходимо предусматривать различные мероприятия: устройство его из непучинистых малопучинистых и слабонабухающих грунтов; защиту грунта от увлажнения поверхностными и подземными водами и т. п.
ВIII-Vдорожно-климатических зонах на участках с 1-й схемой увлажнения допускается предусматривать уплотнение верхней части рабочего слоя (толщиной 30 50 см) до коэффициента уплотнения 10 105. Слой грунта повышенной плотности следует рассматривать как самостоятельный конструктивный слой. Расчетные деформационные и прочностные характеристики грунта в этом слое принимают в соответствии сприл. 2.
При устройстве слоя повышенной плотности из связного (набухающего) грунта предусматривают меры по защите его от увлажнения.
36. При расчетной относительной влажности грунта более 07 в числе возможных мероприятий по повышению стабильности рабочего слоя следует рассматривать укрепление его верхней части небольшим количеством вяжущих (например 3 4 % цемента 10 15 % зол уноса или гранулированными шлаками известью и т. п.).
Учет региональных особенностей
37. При проектировании дорожных одежд в различных конкретных регионах наряду с учетом общих нормативных положений и настоящих норм следует руководствоваться указаниями специальных региональных нормативно-технических документов утвержденных в установленном порядке. При отсутствии таких документов следует руководствоваться настоящими нормами.
38. Расчетные температуры деформационные и прочностные характеристики грунтов и дорожно-строительных материалов при отсутствии региональных норм следует назначать в соответствии с рекомендациямиприл.2 и3.
39. В районах распространения вечномерзлых грунтов дорожную одежду конструируют с учетом принципов регулирования мерзлотного состояния на основе теплотехнических расчетов выполняемых по специальным нормативно-техническим документам.
При проектировании дорог в районах орошаемых земель необходимо учитывать неблагоприятное влияние на работу дорожной конструкции повышенного уровня подземных вод во время поливов сельскохозяйственных угодий местного повышения подземных вод вблизи сооружений оросительной сети затопления резервов и водоотводных кюветов в результате полива земель.
При конструировании дорожных одежд на дорогах в песчаных пустынях следует предусматривать укрепление поверхности песка под дорожной одеждой. Оно может быть в виде слоя из связного грунта толщиной15 смили оптимальной смеси песка и суглинка или песка обработанного битумной эмульсией с использованием геотекстиля и т.п.
Защитные слои из укрепленных или неукрепленных материалов на земляном полотне из барханных песков следует рассматривать как конструктивные элементы дорожной одежды.
РАСЧЕТ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НА ПРОЧНОСТЬ
1. Под прочностью дорожной одежды понимают способность сопротивляться процессу развития остаточных деформаций и разрушений под воздействием касательных и нормальных напряжений возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от расчетной нагрузки (кратковременной многократной или длительно действующей однократной) приложенной к поверхности покрытия.
2. Методика оценки прочности конструкции включает в себя как оценку прочности конструкции в целом (с использованием эмпирической зависимости допускаемого упругого прогиба от количества приложений нагрузки) так и оценку прочности с учетом напряжений возникающих в отдельных конструктивных слоях и устанавливаемых с использованием решений теории упругости.
3. Дорожную одежду следует проектировать с требуемым уровнем надежности под которой понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. Отказ конструкции по прочности физически может характеризоваться образованием продольной и поперечной неровностей поверхности дорожной одежды связанных с прочностью конструкции (поперечные неровности колея усталостные трещины) последующим развитием других видов деформаций и разрушений (частых трещин сетки трещин выбоин просадок проломов и т.д.). Номенклатура дефектов и методика их количественной оценки определяется специальными нормами используемыми при эксплуатации дорог.
В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды как элемента инженерного сооружения линейного характера используют предельный коэффициент разрушения представляющий собой отношение суммарной протяженности (или суммарной площади) участков дороги требующих ремонта из-за недостаточной прочности дорожной одежды к общей протяженности (или общей площади) дороги между корреспондирующими пунктами. Значенияна последний год службы в зависимости от капитальности дорожной одежды и категории дороги следует принимать в соответствии стабл. 3.1.
4. Прочность конструкции количественно оценивается величиной коэффициента прочности. При оценке прочности конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу коэффициент прочности в общем виде определяют по формуле
При оценке прочности конструкции по слоям по допускаемым напряжениям коэффициент прочности определяют по формуле
-расчетные действующие напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки;
-допустимые напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки;
-требуемый общий модуль упругости конструкции определяемый при расчетной нагрузке;
Еоб-расчетный общий модуль упругости конструкции определяемый при расчетной нагрузке.
5. Коэффициент прочности вновь проектируемой конструкции должен быть таким чтобы в заданный межремонтный период не наступил отказ по прочности с вероятностью более заданной т.е. чтобы была обеспечена заданная (требуемая) надежность.
Предельный коэффициент разрушения
Заданная надежностьКн
Требуемый коэффициент прочностипо критерию:
сдвига и растяжения при изгибе
Продолжение табл. 3.1
сдвига и растяжения при изгибе*
* Дорожные одежды переходного типа для дорог V категории по критерию растяжения при изгибе не рассчитывают.
6. Для обеспечения заданной надежности (обеспеченности по прочности) коэффициент прочности проектируемой конструкции по каждому из расчетных критериев не должен быть ниже минимального требуемого значения определяемого потабл. 3.1.
7. В задачу расчета входит определение толщин слоев одежды в вариантах намеченных при конструировании или выбор материалов с соответствующими деформационными и прочностными характеристиками при заданных толщинах слоев.
8. Отказ дорожной одежды (в формах указанных вп. 3.3) связанный с недостаточной ее прочностью может возникнуть в результате:
накопления до истечения заданного срока службы конструкции под воздействием касательных напряжений возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от транспортной нагрузки недопустимых остаточных деформаций с потерей ровности поверхности покрытия и соответствующим снижением скорости движения;
усталостных разрушений монолитных слоев конструкции под воздействием растягивающих напряжений от многократного приложения транспортной нагрузки с последующей интенсивной потерей дорожной одеждой транспортно-эксплуатационных свойств до истечения заданного срока службы.
В соответствии с этим расчет на прочность в слоях выполняют по допускаемым напряжениям на сдвиг в слоях с пониженной сопротивляемостью сдвигу и на растяжение при изгибе в монолитных слоях.
Расчет прочности конструкции в целом без рассмотрения механизма нарушения прочности ведут по допустимому упругому прогибу (или требуемому общему модулю упругости).
9. Дорожные одежды на перегонах дорог рассчитывают на кратковременное многократное действие подвижных нагрузок. Принимаемые значения параметров прочностных и деформативных характеристик материалов и грунта в этом случае должны соответствовать указанному характеру приложения нагрузки.
Одежды на остановках перекрестках дорог подходах к пересечениям с железнодорожными путями и т. п. должны быть дополнительно проверены на однократное нагружение при продолжительности нагружения не менее 10 мин.
Одежды на стоянках автомобилей и обочинах дорог следует рассчитывать на продолжительное нагружение (более 10 мин). Расчет ведется на единичное нагружение. В этом случае используются статические значения расчетных параметров и коэффициенты на повторность не вводятся. Расчет ведут по критериям сдвига в грунте и слабосвязанных материалах.
10. При расчете конструкций со слоями из битумоминеральных материалов учитывают влияние температуры на их свойства. При расчете слоев асфальтобетонного покрытия на растяжение при изгибе его характеристики должны соответствовать низким весенним температурам (см.прил. 3табл. П.3.1). При расчете слоев из слабосвязных материалов а также грунта на сопротивление сдвигу модуль упругости асфальтобетонного покрытия должен соответствовать весенним повышенным температурам (см.п. 3.31иприл. 3табл. П.3.2).
11. Требуемый уровень проектной надежности в каждом конкретном случае должен быть указан при выдаче задания на проектирование.
Для основных случаев проектирования значения требуемого коэффициента прочности для различных критериев расчета допускается принимать в зависимости от заданного уровня надежности типа дорожной одежды и категории дороги потабл. 3.1.
12. Расчетные значения прочностных характеристик (сдвиговые характеристики и прочность на растяжение при изгибе) конструктивных слоев определяют через нормативные значения этих характеристик используя зависимость
где Мр- расчетное значение прочностной характеристики;
- нормативное значение этой характеристики (прил. 3);
t-коэффициент нормированного отклоненияМрпри допустимом уровне надежности (прил. 4);
vt-коэффициент вариации характеристики (прил. 4).
В качестве расчетных значений деформационных характеристик (модулей упругости) конструктивных слоев допускается принимать их нормативные значения (прил. 3).
За расчетные значения прочностных (сдвиговых) и деформационных (модули упругости) характеристик грунта рабочего слоя допускается принимать их нормативные значения (см.прил. 2) соответствующие расчетному значению относительной влажности грунта устанавливаемому по методике изложенной вприл. 2.
Общая процедура и критерии расчета на прочность
13. Последовательность расчета
13.1. Расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба на основе зависимости требуемого общего модуля упругости конструкции от суммарного количества приложений нагрузки.
В результате этого расчета назначаются толщины конструктивных слоев и их модули упругости таким образом чтобы общий модуль упругости дорожной одежды был не менее требуемого с учетом соответствующего коэффициента прочности (табл. 3.1).
13.2. Расчет дорожной одежды соответствующей критерию упругого прогиба с учетом механизма нарушения прочности в ее отдельных конструктивных слоях по двум независимым критериям:
критерию соответствия сдвигоустойчивости материалов конструктивных слоев и грунта возникающим в них касательным напряжениям отражающему условие ограничения накопления сдвиговых остаточных деформаций (формоизменения) под воздействием многократных кратковременных нагрузок;
по критерию соответствия сопротивления материалов монолитных конструктивных слоев возникающим в них растягивающим напряжениям от подвижной многократной нагрузки отражающему сопротивление этих слоев усталостным процессам обусловливающим развитие микротрещин в монолитных слоях потерю их сплошности и снижение распределяющей способности.
Коэффициенты прочности по этим критериям должны быть не менее значений указанных втабл. 3.1.
При недостаточной величине коэффициента прочности по любому критерию конструкцию уточняют.
14. Дорожные одежды переходного и низшего типов рассчитывают по упругому прогибу и сдвигоустойчивости.
Конструкции предназначенные для движения особо тяжелых транспортных средств (со статической нагрузкой на ось 120 кН и более) по упругому прогибу не рассчитывают.
Расчет конструкции одежды обочин осуществляется только по критерию сдвига при длительно действующей нагрузке.
Расчет напряжений и деформаций
15. Напряжения в конструктивных слоях и подстилающем грунте от воздействия транспортной нагрузки вычисляют по формулам теории упругости для слоистой среды нагруженной равномерно распределенной нагрузкой через гибкий круглый штамп с учетом условий на контакте слоев.
При этом используют приближенные методы основанные на упрощенных расчетных схемах и построенных на их основе номограммах.
Упрощенная расчетная схема выбирается в зависимости от рассматриваемого расчетного критерия.
При выполнении расчетов реальные многослойные дорожные конструкции приводят к одно- или двухслойным моделям с помощью методов изложенных вп.п. 3.273.32и3.39.
16. Главные напряжения от собственного веса конструкции определяют исходя из гидростатической схемы по формуле
гдеср- средневзвешенный удельный вес конструкции расположенной над расчетной точкой;
zоп- расстояние от поверхности покрытия до расчетной точки.
17. Для использования при оценке характеристик напряженно-деформированного состояния конструкции дорожной одежды номограмм настоящих методических указаний многослойные конструкции приводят к одно- и двухслойным расчетным схемам.
Расчетные параметры подвижной нагрузки
18. В качестве расчетной схемы нагружения конструкции колесом автомобиля принимается гибкий круговой штамп диаметромD передающий равномерно распределенную нагрузку величинойр.
Величины расчетного удельного давления колеса покрытияри расчетного диаметраDприведенного к кругу отпечатка расчетного колеса на поверхности покрытия назначают с учетом параметров расчетных типов автомобилей.
В качестве расчетного типа используют наиболее тяжелый автомобиль из систематически обращающихся по дороге доля которых составляет не менее 10 % (с учетом перспективы изменения состава движения к концу межремонтного срока).
Приведение различных типов автомобилей к расчетному типу и приведение расчетного типа к расчетной схеме нагружения осуществляются в соответствии с указаниямиприл. 1.
Величинурпринимают равной давлению воздуха в шинах. Диаметр расчетного отпечатка шиныDопределяют из зависимости
гдеQрасч- расчетная величина нагрузки передаваемой колесом на поверхность покрытия кН;
(ЗначенияDирдля расчетной нагрузки типа А см. вприл. 1).
19. Учет характера действующей нагрузки (кратковременное многократное нагружение статическое нагружение) осуществляется через принятие соответствующих расчетных значений расчетных характеристик конструктивных слоев а также через введение коэффициента динамичности при назначении величины нагрузки.
20. В зависимости от вида расчета конструкции используют различные характеристики отражающие интенсивность воздействия на нее подвижной нагрузки:
N-перспективную (на конец срока службы) общую среднесуточную интенсивность движения;
Np-приведенное к расчетной нагрузке среднесуточное (на конец срока службы) количество проездов всех колес расположенных по одному борту расчетного автомобиля в пределах одной полосы проезжей части (приведенная интенсивность воздействия нагрузки);
Np-суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной нагрузки к расчетной точке на поверхности конструкции за срок службы.
21. Перспективную общую среднесуточную интенсивность устанавливают по данным анализа закономерностей изменения объема перевозок и интенсивности движения при проведении титульных экономических обследований.
22. ВеличинаNpприведенной интенсивности на последний год срока службы определяется по формуле
где- коэффициент учитывающий число полос движения и распределение движения по ним определяемый потабл. 3.2;
n-общее количество различных марок транспортных средств в составе транспортного потока;
Nm-число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средствm-й марки;
Smcум-суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средстват-й марки к расчетной нагрузкеQрасч определяемый в соответствии с
23. Суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности конструкции за срок службы определяют по формуле
гдеп-число марок автомобилей;
n1m- суточная интенсивность движения автомобилейm-й марки в первый год службы (в обоих направлениях) авт.сут;
Np-приведенная интенсивность на последний год срока службы авт.сут;
Трдг-расчетное число дней в году соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции (определяемое в соответствии сприл. 6);
kn-коэффициент учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого (табл. 3.3);
Кс-коэффициент суммирования (см.прил. 6 табл. П.6.3) определяют по формуле
где Тсл- расчетный срок службы (см.прил. 6 табл. П.6.2);
q- показатель изменения интенсивности движения автомобиля данного типа по годам.
Значение коэффициентаfполдля полосы с номером от обочины
Примечания.1.Порядковый номер полосы считается справа по ходу движения в одном направлении.
Для расчета обочин принимаютfпол= 001.
На многополосных дорогах допускается проектировать одежду переменной толщины по ширине проезжей части рассчитав дорожную одежду в пределах различных полос в соответствии со значениями Np найденными поформуле (3.5).
На перекрестках и подходах к ним (в местах перестройки потока автомобилей для выполнения левых поворотов и др.) при расчете одежды в пределах всех полос движения следует приниматьfпол= 050 если общее число полос проезжей части проектируемой дороги более трех.
Значение коэффициентаknпри различных категориях дорог
Расчет конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу
24. Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии
гдеЕоб- общий расчетный модуль упругости конструкции МПа;
- требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности (см.п. 3.6итабл. 3.1).
25. Величину минимального требуемого общего модуля упругости конструкции вычисляют по эмпирической формуле
Етiп= 9865 [lg(Nр) -c] (МПа)(3.10)
гдеNр- суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды устанавливаемое в соответствии сп. 3.23формулы (3.6) и (3.7);
с-эмпирический параметр принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось 100 кН - 355; 110 кН - 325; 130 кН - 305.
Примечания.1. Формулой следует пользоваться приNр> 4104.
Для дорог вVдорожно-климатической зоне требуемые модули определенные поформуле (3.10) следует уменьшить на 15 %.
26. Независимо от результата полученного поформуле (3.10) требуемый модуль упругости должен быть не менее указанного втабл. 3.4.
27. Общий расчетный модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммырис. 3.1 построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды.
Приведение многослойной конструкции к эквивалентной однослойной ведут послойно начиная с подстилающего грунта.
Суммарное минимальное расчетное число приложений расчетной нагрузки на наиболее нагруженную полосу
Требуемый модуль упругости одежды МПа
28. Расчетные значения модулей упругости грунтов и материалов допускается принимать в соответствии с указаниямиприл. 2и3.
Значения модулей упругости материалов содержащих органическое вяжущее необходимо принимать во всех климатических зонах при температуре +10 °С см.прил. 3табл. П.3.2.
29. Расчет по допустимому упругому прогибу (по требуемому модулю деформации) ведут в следующей последовательности:
Определяют требуемый минимальный общий модуль конструкции поформуле (3.10).
Назначают модули и предварительно толщины слоев конструкции (кроме толщины основания).
Выполняя расчет конструкции сверху вниз определяют с помощью номограммырис. 3.1требуемые модули на поверхности каждого конструктивного слоя.
Выполняя расчет конструкции снизу вверх определяют толщину основания (при заданном его модуле) обеспечивающую необходимый модуль на поверхности основания полученный при расчете сверху.
Рис. 3.1. Номограмма для определения общего модуля упругости двухслойной системы Еобщ
Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоев
30. Дорожную одежду проектируют из расчета чтобы под действием кратковременных или длительных нагрузок в подстилающем грунте или малосвязных (песчаных) слоях за весь срок службы не накапливались недопустимые остаточные деформации формоизменения. Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться если в грунте земляного полотна и малосвязных (песчаных) слоях обеспечено условие
гдеКр- требуемое минимальное значение коэффициента прочности определяемое с учетом заданного уровня надежности (см.табл. 3.1);
Т-расчетное активное напряжение сдвига (часть сдвигающего напряжения непогашенная внутренним трением) в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции от действующей временной нагрузки (п. 3.34);
Тпр-предельная величина активного напряжения сдвига (в той же точке) превышение которой вызывает нарушение прочности на сдвиг (п. 3.35).
31. При практических расчетах многослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной расчетной модели.
При расчете дорожной конструкциина прочность по сдвигоустойчивости грунта земляного полотнав качестве нижнего принимают грунт (с его характеристиками) а в качестве верхнего - всю дорожную одежду. Толщину верхнего слояhвпринимают равной сумме толщин слоев одежды.
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле
гдеп- число слоев дорожной одежды;
hi- толщинаi-го слоя.
32. При расчете по условию сдвигоустойчивости впесчаном слоеоснования с помощью номограммырис. 3.2нижнему слою двухслойной модели условно присваивают обычные характеристики песчаного слояспп а модуль упругости принимают равным общему модулю на поверхности песчаного слоя определяемому поп. 3.27; толщину верхнего слоя модели принимают равной общей толщине слоев расположенных над песчаным а модуль упругостиЕввычисляют как средневзвешенное значение для этих слоев поформуле (3.12).
33. При расчете дорожных одежд по условию сдвигоустойчивости значения модулей упругости материалов содержащих органическое вяжущее принимают соответствующими температурам указанным втабл. 3.5.
Дорожно-климатические зоны
Расчетная температура °С
34. Действующие в грунте или песчаном слое активные напряжения сдвигаТвычисляют по формуле
где- удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки определяемое с помощью номограмм (рис. 3.2ирис. 3.3);
р-расчетное давление от колеса на покрытие.
Примечание.При пользовании номограммой для определениявеличинупринимают для случая воздействия динамической нагрузки (с учетом числа приложений) см. прил. 2табл. П.2.4и табл. П.2.6).
Рис. 3.2. Номограмма для определения активного напряжения сдвига от временной нагрузки в нижнем слое двухслойной системы (приhвD= 020)
35. Предельное активное напряжение сдвигаТпрв грунте рабочего слоя (или песчаном материале промежуточного слоя) определяют по формуле
Tnp=kд· (сn+ 01срzопtgСТ)(3.14)
гдесN- сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном песчаном слое) принимаемое с учетом повторности нагрузки (прил. 2табл. П.2.4 или табл. П.2.6) МПа;
zоп- глубина расположения поверхности слоя проверяемого на сдвигоустойчивость от верха конструкции см;
ср- средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев расположенных выше проверяемого слоя кгсм3;
СТ- расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки;
kд- коэффициент учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. При устройстве нижнего слоя несущего основания из укрепленных материалов или при укладке на границе «несущее основание-песчаный слой (или песчаный грунт)» разделяющей геотекстильной прослойки следует принимать значенияkдравным:
- при использовании в песчаном слое крупного песка;
- при использовании в песчаном слое песка средней крупности;
- при использовании в песчаном слое мелкого песка.
При устройстве нижнего слоя несущего основания из укрепленных материалов и без укладки разделительной прослойки следует приниматьkд= 2.
При проверке сдвигоустойчивости в подстилающем дорожную одежду глинистом грунте земляного полотна следует приниматьkд= 1.
Рис. 3.3. Номограмма для определения активного напряжения сдвига от временной нагрузки в нижнем слое двухслойной системы (приhвD= 040)
36. Во всех случаях в качестве расчетных значений угла внутреннего трения грунта и малосвязных слоев используют его значения соответствующие расчетному суммарному числу воздействия нагрузки за межремонтный срокNp. Эту величину устанавливают поформуле (3.6).
Входящую вформулу (3.6) величину расчетных дней в году соответствующих расчетному состоянию прочности и деформируемости конструкцииТрдг определяют по специальным региональным справочным данным. Для условий российских регионов следует использовать данные справочногоприл. 6(рис. П.6.1итабл. П.6.1).
37. Расчет дорожной одежды по сопротивлению сдвигу в грунте земляного полотна а также в песчаных материалах промежуточных слоев дорожных одежд ведут в следующей последовательности:
а) потабл. П.3.2назначают расчетные модули упругости для слоев из асфальтобетона соответствующие максимально возможным температурам в ранний весенний (расчетный) период (в соответствии с указаниямип. 3.33); потабл. П.2.4 П.2.6прил. 2(с учетом расчетной влажности и общего числа воздействия нагрузки) назначают расчетные прочностные характеристикиисгрунта земляного полотна и песка промежуточного слоя одежды (если таковой имеется) с учетом требованийп. 3.36. Остальные расчетные характеристики грунта и материалов остаются теми же что и в расчете по упругому прогибу;
б) порис. 3.2илирис. 3.3определяют активные напряжения сдвигаот единичной временной нагрузки. Для этого приводят многослойную конструкцию к двухслойным моделям (п. 3.31п. 3.32);
в) поформуле (3.13) вычисляют расчетное напряжение сдвига в грунте земляного полотна или в песчаном слое одежды;
г) поформуле (3.14) вычисляют предельное напряжение сдвига;
д) поформуле (3.11) проверяют выполнение условия прочности (с учетом требуемой надежности);
е) при необходимости изменяя толщины конструктивных слоев подбирают конструкцию удовлетворяющую условиюп. 3.30.
Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
38. В монолитных слоях дорожной одежды (из асфальтобетона дегтебетона материалов и грунтов укрепленных комплексными и неорганическими вяжущими и др.) возникающие при прогибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок не должны в течение заданного срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения. Для этого должно быть обеспечено условие
где- требуемый коэффициент прочности с учетом заданного уровня надежности (табл. 3.1);
RN-прочность материала слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений;
r-наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое устанавливаемое расчетом.
39. Наибольшее растягивающее напряжениеrпри изгибе в монолитном слое определяют с помощью номограммы (рис. 3.4) приводя реальную конструкцию к двухслойной модели.
К верхнему слою модели относят все асфальтобетонные слои включая рассчитываемый. Толщину верхнего слоя моделиhвпринимают равной сумме толщин входящих в пакет асфальтобетонных слоевhi.
Значение модуля упругости верхнего слоя модели устанавливают как средневзвешенное для всего пакета асфальтобетонных слоев поформуле (3.12).
Нижним (полубесконечным) слоем модели служит часть конструкции расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев включая грунт рабочего слоя земляного полотна.
Модуль упругости нижнего слоя модели определяют путем приведения слоистой системы к эквивалентной по жесткости с помощью номограммырис. 3.1.
40. При использовании номограммырис. 3.4расчетное растягивающее напряжение определяют по формуле
гдеr- растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах площадки передающей нагрузку определяемое по номограммерис. 3.4;
кв- коэффициент учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным баллоном. Принимают равным 085 (при расчете на однобаллонное колесокв= 100);
р- расчетное давление принимаемое потабл. П.1.1прил. 1.
Порядок использования показан нарис. 3.4стрелками.
Рис. 3.4. Номограмма для определения растягивающего напряженияrпри изгибе в верхнем монолитном слое двухслойной системы
41. Прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе определяют по формуле
RN=Rok1k2(1 -vRt)(3.17)
гдеRo- нормативное значение предельного сопротивления растяжению (прочность) при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки принимаемое по табличным данным (прил. 3табл. П.3.1);
k1-коэффициент учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки;
k2-коэффициент учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (табл. 3.6);
vR-коэффициент вариации прочности на растяжение
t-коэффициент нормативного отклонения (прил. 4).
Материал расчетного слоя
Пористый и высокопористый
Органоминеральные смеси
42. Коэффициентk1 отражающий влияние на прочность усталостных процессов вычисляют по выражению
гдеNp- расчетное суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы монолитного покрытия определяемое поформуле (3.6) или(3.7) с учетом числа расчетных суток за срок службы (см.прил. 6);
m-показатель степени зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя (прил. 3табл. П.3.1);
-коэффициент учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой а также вероятность совпадения во времени расчетной (низкой) температуры покрытия и расчетного состояния грунта рабочего слоя по влажности (прил. 3табл. П.3.1).
43. Расчеты на усталостную прочность выполняют в следующем порядке:
а) приводят конструкцию к двухслойной модели и определяют отношения;
b) по полученным параметрам по номограммерис. 3.4находят значениеи поформуле (3.16) вычисляют расчетное растягивающее напряжение;
c) вычисляют предельное растягивающее напряжение поформуле (3.18). В пакете асфальтобетонных слоев за предельное растягивающее напряжениеRNпринимают значение соответствующее материалу нижнего слоя асфальтобетонного пакета;
d) проверяютусловие (3.15) и при необходимости корректируют конструкцию.
ПРОВЕРКА ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ НА
1. В районах сезонного промерзания грунтов земляного полотна при неблагоприятных грунтовых и гидрологических условиях наряду с требуемой прочностью и устойчивостью должна быть обеспечена достаточная морозоустойчивость дорожных одежд.
С этой целью применяют различные специальные мероприятия:
использование непучинистых или слабопучинистых грунтов (табл. 4.14.2) для сооружения верхней части земляного полотна находящегося в зоне промерзания;
осушение рабочего слоя земляного полотна (см.главу 5) в том числе устройство дренажа для увеличения расстояния от низа дорожной одежды до уровня подземных вод; устройство гидроизолирующих или капилляропрерывающих прослоек для перехода от 2-й или 3-й схем увлажнения рабочего слоя земляного полотна к 1-й схеме;
устройство морозозащитного слоя из непучинистых минеральных материалов в том числе укрепленных малыми дозами минеральных или органических вяжущих;
устройство теплоизолирующих слоев снижающих глубину или полностью исключающих промерзание грунта под дорожной одеждой;
устройство основания дорожной одежды из монолитных материалов (типа тощего бетона или других зернистых материалов обработанных минеральным или органическим вяжущим).
2. Конструкцию считают морозоустойчивой если соблюдено условие
lдоп- допускаемое для данной конструкции пучение грунта (табл. 4.3).
3. Расчет на морозоустойчивость необходимо выполнять для характерных участков или групп характерных участков дороги сходных по грунтово-гидрологическим условиям имеющим одну и ту же конструкцию дорожной одежды и схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна.
4. При предварительной проверке на морозоустойчивость величину возможного морозного пучения следует определять по формуле
lпуч=lпуч срКУГВКплКгрКнагрКвл(4.2)
Группы грунтов по пучинистости
Степень пучинистости грунта
Относительное морозное пучение %
Песок гравелистый крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 005 до 2 %
Песок гравелистый крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 005 до 15 % мелкий с содержанием частиц мельче 005 до 15 % супесь легкая крупная
Супесь легкая; суглинок легкий и тяжелый глины
Песок пылеватый; супесь пылеватая; суглинок тяжелый пылеватый
Супесь тяжелая пылеватая; суглинок легкий пылеватый
Допустимая величина морозного пученияlдоп см
Примечание.В восточных районахII-IIIдорожно-климатических зон значенияlдопследует увеличивать на 20 40 % (большие значения для облегченных и переходных дорожных одежд).
КУГВ- коэффициент учитывающий влияние расчетной глубины залегания уровня грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод Ну (рис. 4.1); при отсутствии влияния грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод следует принимать: для супеси тяжелой и пылеватой и суглинка КУГВ= 053; для песка и супеси легкой и крупной КУГВ= 043;
Кпл-коэффициент зависящий от степени уплотнения грунта рабочего слоя (табл. 4.4);
Кгр-коэффициент учитывающий влияние гранулометрического состава грунта основания насыпи или выемки (табл. 4.5);
Кнагр-коэффициент учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от глубины промерзания (рис. 4.2);
Квл-коэффициент зависящий от расчетной влажности грунта (табл. 4.6).
5. Если данные натурных наблюдений отсутствуют глубину промерзания дорожной конструкции допускается определять по формуле
гдеzпp(cp)- средняя глубина промерзания для данного района устанавливаемая с помощью карт изолиний (рис. 4.4).
6. При глубине промерзания дорожной конструкцииzпpдо2 мlпуч срустанавливают по графикамрис. 4.3.Приzпpот 20 до30 мlпуч срвычисляют по формуле
lпуч ср=lпуч ср 20[a+b(zпp-c)](4.4)
а = 10;b= 016; с = 20 при 20 zпp 25;
a= 108;b= 008; с = 25 при 25 zпp 30.
Рис. 4.1. Зависимость коэффициента КУГВот расстояния от низа дорожной одежды до расчетного УГВ или УПВ:
- супесь пылеватая и тяжелая пылеватая суглинок; 2 - песок супесь легкая и легкая крупная
Рис. 4.2. Зависимость коэффициента Кнагрот глубины промерзанияzпрот поверхности покрытия:
- супесь пылеватая и тяжелая пылеватая; суглинок; 2 - песок; супесь легкая и легкая крупная
7. Если величина возможного пучения будет превышать требуемую (табл. 4.3) при расчетном сроке службы конструкции до 10 лет и 80% от требуемой величины при сроке службы более 10 лет необходимо рассмотреть вариант устройства морозозащитного слоя. В этом случае предварительно определяют ориентировочно требуемую толщину морозоустойчивой конструкции дорожной одежды используя графикирис. 4.3. Для этого зная допустимую величину морозного пученияlдоп рассчитывают среднюю величину морозного пученияlпуч.српо формуле
lпуч.ср=lдопКУГВКплКгрКнагрКвл.(4.5.)
Затем по графикурис. 4.3в соответствии с группой грунта по степени пучинистости определяютhoд.
Коэффициент уплотнения Купл
Песок пылеватый супесь легкая и пылеватая суглинки глины
Пески кроме пылеватых супесь легкая крупная
Относительная влажность WWГ
8. Уточненный расчет толщины морозозащитного слояhмзвыполняют по термическому сопротивлению конструкций. Для этого необходимо иметь следующие исходные данные:
географическое местоположение рассматриваемого участка дороги;
конструкцию дорожной одежды (наименование и толщину слоев) необходимую по условиям прочности и дренирования;
Рис. 4.3. Графики для определения усредненной величины морозного пученияlпуч.ср
Примечания.1. Кривую (II-V) выбирают в соответствии стабл. 4.2.
КривуюIIа выбирают при 2-й и 3-й схемах увлажнения рабочего слоя кривуюIIб - при 1-й схеме увлажнения.
Рис. 4.4. Карта изолиний глубины промерзанияZnp(cp)грунтов на территории СНГ:
- граница сплошного распространения вечномерзлых грунтов; 2 - то же островного; 3 - границы стран СНГ
схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна (1 2 или 3) и расчетную глубину залегания подземных вод от поверхности покрытия;
наименование грунтов земляного полотна;
расчетный срок службы дорожной одежды.
9. Толщину морозозащитного слояhмзопределяют по формуле
hмз= (Rод(тр)-Rод(о))мз(4.6)
гдеRод(о)- термическое сопротивление рассматриваемой конструкции дорожной одежды [м2КВт];
Rод(тр)-требуемое в данных условиях термическое сопротивление дорожной одежды [м2КВт];
мз-коэффициент теплопроводности морозозащитного слоя равный среднеарифметическому значению коэффициентов теплопроводности материала слоя в талом и мерзлом состояниях ВтмК.
При отсутствии фактически замеренных значений в расчет допускается включать табличные значениямз(табл. П.5.1).
Rод(тр)определяют в зависимости от номера изолинии на карте (рис. 4.5) соответствующей географическому положению рассматриваемого участка дороги. При расположении участка между изолиниями определяют два значенияRод(тр)и вычисляют два значенияhмз соответствующие этим изолиниям. Искомую толщину морозозащитного слоя определяют методом интерполяции в зависимости от расстояния от рассматриваемого участка дороги до соседних изолиний.
10. Теоретическое сопротивление дорожной одеждыR(од)овычисляют по формуле
гдеnод-число конструктивных слоев дорожной одежды без морозозащитного слоя;
од(i)-коэффициент теплопроводности отдельных слоев в мерзлом состоянии ВтмК.
Рис. 4.5. Карта с изолиниями для определения требуемых значений термического сопротивления дорожной одежды:
I-X- номера изолиний; 1 - граница сплошного распространения вечномерзлых грунтов; 2 - то же островного; 3 - Северный полярный круг
11. Величину требуемого термического сопротивленияRод(тр)вычисляют по формуле
Rод(тр)=RпpКодКувл [м2КВт](4.8)
гдеRпp- приведенное термическое сопротивление определяемое с помощью номограммы (см.п. 4.12);
Код-коэффициент учитывающий срок службы дорожной одежды между капитальными ремонтами (табл. 4.7);
Кувл-коэффициент учитывающий схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна принимаемый при 2-й и 3-й схемах увлажнения равным единице а при 1-й схеме увлажнения - потабл. 4.8;
-понижающий коэффициент принимаемый для II1II3иII5дорожно-климатических подзон равным 10; дляII2II4иII6подзон равным 095; дляIIIдорожно-климатической зоны равным 090; дляIVдорожно-климатической зоны равным 085 (схему дорожно-климатических зон см. вприл. 2).
12.Rпpопределяют с помощью номограммы (рис. 4.6) методом итерации через отношениеlдоп(СпучСр) (горизонтальная ось номограммы). Значенияlдоп Спуч и Сропределяют соответственно потабл. 4.34.9 и4.10.
При назначении величины Српотабл. 4.10подбирают допустимую глубину промерзанияhпр(доп)таким образом чтобы получаемому значению отношенияlдоп(СпучСр) соответствовала величинаhпр(доп)на вертикальной оси номограммы равная принятой при определении Ср. Подбор нужно начинать со значенияhпр(доп) соответствующего наименьшей допустимой глубине промерзания.
Расстояние Нуот низа дорожной одежды до уровня подземных вод необходимое для использования номограммы определяют приняв за исходную полученную в соответствии сп. 4.7 ориентировочную толщину морозозащитного слояhмзи вычислив при заданномhмзобщую толщину дорожной одеждыhoд.
При глубине залегания подземных вод на участке дороги отличающейся от значений указанных на номограмме нужно определить два значения Rпр. Одно - при Нуна номограмме более данного значения а другое - при Нуна номограмме менее данного. ИскомоеRпpустанавливают методом интерполяции между соответствующими величинами.
13. После завершения расчета толщины морозозащитного слоя поформуле (4.6) сравнивают полученное значениеhмзс предварительно назначенной величинойhмз. Разница не должна быть более5 см. В противном случае расчет необходимо повторить.
Рис 4.6. Номограмма для определения требуемого термического сопротивления дорожной одеждыRод(тр):
I-Х - номера изолиний на карте (рис. 4.5);I- кривая расчета для 1-го и 2-го типов увлажнен. рабочего слоя земляного полотна; Ну- глубина залегания расчетногоУГВот низа дорожной одежды вкл. морозозащитные слои
№ изолинии на карте (рис. 4.5)
Значения коэффициента Кодпри сроке службы дорожной одежды между капитальными ремонтами
Значения коэффициента Кувлпри 1-й схеме увлажнения рабочего слоя земляного полотна
Значения показателя Спучдля грунтов:
чрезмерно пучинистых
Продолжение табл. 4.9
Примечание.Группу грунта по степени пучинистости допускается определять с помощьютабл. 4.1и4.2.
Грунт земляного полотна
Значение коэффициента Срв зависимости от толщины дорожной одежды (hод м) и допустимой глубины промерзания (hпр(доп) см)
Суглинок легкий суглинок легкий пылеватый
Суглинок тяжелый суглинок тяжелый пылеватый глина
Примечание.При промежуточных значениях толщины дорожной одежды следует принимать значение Српо интерполяции соответствующих величин.
14. Расчет толщины теплоизолирующего слоя осуществляется так же как и расчет толщины морозозащитного. В расчет следует включать толщину дорожной одежды необходимую по условиям обеспечения прочности и дренирования а также значения показателя пучинистости грунта Спуч(табл. 4.11); толщину теплоизолирующего слоя следует определять по графику (рис. 4.7) в зависимости отRод(тр)иRод(о).
Рис. 4.7. График для определения необходимой толщины теплоизолирующего слоя из пенопласта
Значения показателя Спучдля грунтов
15. Пенопласт используемый для устройства теплоизолирующего слоя должен удовлетворять следующим требованиям: прочность на сжатие при 10 %-ной линейной деформации не менее 040 МПа предел прочности при изгибе - не менее 070 МПа водопоглощение по объему - не более 045 теплопроводность - не более 0032 ВтмК (при методах испытания по действующим ГОСТам). Выбор нужной марки пенопласта следует проводить с учетом результатов опытной проверки на дорогах.
16. Если рабочий слой земляного полотна включает в себя два слоя из грунтов с различной пучиноопасностью (что может быть предусмотрено в целях сокращения объемов привозного менее пучиноопасного грунта) толщину морозозащитного слоя при верхней части рабочего слоя из менее пучиноопасного грунта следует рассчитывать по формуле
hмз=hмз1+ (hмз2-hмз1)(hмз1+hпр(доп)-гр)(hмз1+hпр(доп))(4.9)
гдеhмз1-толщина морозозащитного слоя которая необходима в случае полной замены местного грунта на привозной менее пучиноопасный м;
hмз2-толщина морозозащитного слоя которая необходима при однослойной конструкции земляного полотна из местного грунта м;
hпр(доп)-допустимая глубина промерзания земляного полотна в случае полной замены местного грунта на привозной менее пучиноопасный м;
гр-толщина слоя замены грунта от низа дорожной одежды (без морозозащитного слоя) конструкция которой обеспечивает прочность и дренирование м.
Расчет значенийhмз1hмз2иhпр(доп)выполняется в соответствии сп.п. 4.9-4.13. Максимальное значениегрравноhмз1+hпр(доп).
Расчет толщины теплоизолирующего слоя при замене верхней толщи земляного полотна на менее пучиноопасный грунт следует проводить так же как расчет толщины морозозащитного слоя.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ПО ОСУШЕНИЮ ДОРОЖНЫХ
ОДЕЖД И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
1. Дренажная конструкция (дренирующий слой и водоотводящие устройства) необходима при традиционных конструкциях дорожных одежд со слоями из зернистых материалов на участках с земляным полотном и слабофильтрующих грунтов (пылеватых песков непылеватых песков с коэффициентом фильтрации менее 05 мсут глинистых грунтов) воIIдорожно-климатической зоне при всех схемах увлажнения рабочего слоя земляного полотна вIIIзоне - при 2-й и 3-й схемах вIVиVзонах - только при 3-й схеме (табл. 5.1).
2. Схему увлажнения на участках дороги где в придорожной полосе застаивается вода определяют с учетом расстоянияlуот бровки земляного полотна до уреза воды застаивающейся осенью в придорожной полосе. Величину безопасного расстоянияlуможно определить по специальной методике. При отсутствии фактических данных необходимых для расчета следует приниматьlудля супесей равной10 м для суглинков легких и пылеватых -3 м для суглинков тяжелых и глин -2 м.
3. Дренажная система дорожной одежды включает в себя: плоскостной горизонтальный дренаж дополняемый если требуется прикромочным дренажем а также поперечным дренажем мелкого заложения.
При устройстве всех слоев дорожной одежды из монолитных материалов в качестве плоскостного горизонтального дренажа при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применять вместо дренирующего слоя прослойку из геотекстиля толщиной не менее4 ммс коэффициентом фильтрации не менее 50 мсут с выпуском полотнищ на откосы насыпи на высоту не менее05 м. Выбор геотекстиля в этом случае производится по специальным указаниям.
Схема увлажнения рабочего слоя
Условия отнесения к данному типу увлажнения
Для насыпей на участках 1-го типа местности по условиям увлажнения.
Для насыпей на участках местности 2-го и 3-го типов по условиям увлажнения при возвышении поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых и поверхностных вод или над поверхностью земли более чем в 15 раза превышающем требованиятабл. 5.2.
Для насыпей на участках 2-го типа при расстоянии от уреза поверхностной воды (отсутствующей не менее 23 летнего периода) более 5 10 м при супесях; 2 5 м при легких пылеватых суглинках и2 мпри тяжелых пылеватых суглинках и глинах (меньшие значения следует принимать для грунтов с большим числом пластичности; при залегании различных грунтов - принимать большие значения).
В выемках в песчаных и глинистых грунтах при уклонах кюветов более 20 %о (вI-IIIдорожно-климатических зонах) и при возвышении поверхности покрытия над расчетным горизонтом грунтовых вод более чем в 15 раза превышающем требованиятабл. 5.2.При применении специальных методов регулирования водно-теплового режима (капилляропрерывающие гидроизолирующие теплоизолирующие и армирующие прослойки дренаж и т.п.) назначаемых по специальным расчетам.
Продолжение табл. 5.1
Кратковременно стоящие (до 30 сут) поверхностные воды атмосферные осадки
Для насыпей на участках 2-го типа местности по условиям увлажнения при возвышении поверхности покрытия не менее требуемого потабл. 5.2и не более чем в 2 раза превышающем эти требования и при крутизне откосов не менее 1:15 и простом (без берм) поперечном профиле насыпи.
Для насыпей на участках 3-го типа местности при применении специальных мероприятий по защите от грунтовых вод (капилляропрерывающие слои дренаж) назначаемых по специальным расчетам отсутствии длительно (более 30 сут) стоящих поверхностных вод и выполнении условий предыдущего абзаца.
В выемках в песчаных и глинистых грунтах при уклонах кюветов менее 20 %о (в I II .зонах) и возвышении поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод более чем в 15 раза превышающем требованиятабл. 5.2.
Грунтовые или длительно (более 30 сут) стоящие поверхностные воды; атмосферные осадки
Для насыпей на участках 3-го типа местности по условиям увлажнения при возвышении поверхности покрытия отвечающем требованиямтабл. 5.2 но не превышающем их более чем в 15 раза. То же для выемок в основании которых имеется уровень грунтовых вод расположение которого по глубине не превышает требованийтабл. 5.2более чем в 15 раза
Наименьшее возвышениеповерхности покрытия м в пределах дорожно-климатических зон
Песок мелкий супесь легкая крупная супесь легкая
Песок пылеватый супесь пылеватая
Продолжение табл. 5.2
Суглинок легкий суглинок тяжелый глины
Супесь тяжелая пылеватая суглинок легкий пылеватый суглинок тяжелый пылеватый
Примечание.1.Над чертой - возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод верховодки или длительно (более 30 сут) стоящих поверхностных вод под чертой - то же над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 сут) стоящих поверхностных вод.
4. Проектирование мероприятий по дренированию дорожной одежды осуществляют в такой последовательности:
а) дорогу разделяют на типичные участки по виду продольного профиля и природным условиям (характер рельефа местности наличие водотоков пересекающих дорогу и др.) с учетом особенностей конструкции земляного полотна (насыпь высотой отвечающей СНиПу выемка насыпь ниже требуемой по СНиПу переходный участок от насыпи к выемке) и дорожной одежды (наличие монолитных слоев основания а также морозозащитных или теплоизоляционных слоев из укрепленных материалов) обеспеченности материалами для дренирующего слоя дренажных труб и геотекстиля; осуществления мер по ограничению притока воды в дорожную конструкцию;
б) для типичных участков определяют количество воды поступающей в основание за сутки и расчетный период с учетом предусмотренных мер по ограничению притока воды в дорожную конструкцию;
в) намечают варианты дренажных конструкций;
г) обосновывают расчетом толщину дренирующего слоя необходимую в данных условиях или определяют каким значением коэффициента фильтрации должен обладать дренирующий материал в заданной дренажной конструкции.
При проектировании дренирующего слоя необходимо помимо осушения учитывать необходимость обеспечения сдвигоустойчивости самого зернистого материала и прочности всей дорожной конструкции.
5. Дренажную конструкцию нужно проектировать с учетом объема притока воды поступающей в основание дорожной одежды в расчетный период фильтрационной способности материала дренирующего слоя и конструкции земляного полотна.
6. Выбор каждого конкретного мероприятия по регулированию притока должен сопровождаться технико-экономическим сравнением вариантов.
Комбинированный плоскостной горизонтальный дренаж является универсальным мероприятием для большинства участков дорог.
Поперечный дренаж мелкого заложения устраивают для поперечного перехвата воды движущейся в дренирующем слое вдоль дороги на участках с продольным уклоном свыше 20 также с затяжными продольными уклонами превышающими поперечные в местах вогнутых вертикальных кривых и местах уменьшения продольных уклонов.
7. Дренирующий слой работающий по принципу осушения необходимо устраивать из песчаных грунтов или высокопроницаемой скелетной смеси (щебня или гравия) открытого типа (с незаполненными пустотами) соответствующих определенным требованиям по водопроницаемости и укладывать под дорожной одеждой на всю ее ширину. При этом необходимо обеспечить выходы дренирующего слоя на откос. Дренирующий слой устраивают также с дренажными трубами для сбора и быстрого отвода воды за пределы земляного полотна. Следует предусматривать противозаиливающую защиту дрен и дренирующих слоев а также недопущение замерзания воды в выпусках труб.
При устройстве дренирующих слоев работающих по принципу поглощения требуется устраивать более мощные слои из песчаного грунта и принимать в расчет на прочность дорожной одежды значения прочностных характеристик песчаного грунта с учетом более продолжительного периода его нахождения в неблагоприятном расчетном состоянии.
8. Для устройства дренирующего слоя работающего по принципу осушения следует применять материалы с коэффициентом фильтрации не менее 1 мсут. Материал с коэффициентом фильтрации
- 2 мсут целесообразно применять на участках где он одновременно выполняет дренирующие и морозозащитные функции.
Расчет дренирующего слоя
9. Целью расчета дренажной конструкции является определение требуемой толщины дренирующего слоя из дискретных материалов. При проектировании дренирования дорожных одежд в районах сезонного промерзания грунтов учитываются два расчетных этапа работы дренажных конструкций. Первый относится к периоду когда основание дорожной одежды под серединой проезжей части уже оттаяло а дренирующий слой у ее краев находится еще в мерзлом состоянии и водоотводящие устройства не работают.
Второй расчетный этап относится ко времени когда дренирующий слой полностью оттаял и водоотводящие устройства начали нормально работать.
10. В зависимости от конкретных условий дренажная конструкция может быть рассчитана на один из трех вариантов работы:
работа на осушение с периодом запаздывания отвода воды;
работа на поглощение.
11. Полную толщину дренирующего слоя определяют по формуле
гдеhнас- толщина слоя полностью насыщенного водой м;
hзап-дополнительная толщина слоя зависящая от капиллярных свойств материала и равная для песков крупных 010 012 м средней крупности 014 015 м и мелких 018 020 м. Во всех случаях полную толщину дренирующего слоя следует принимать не менее020 м.
12. Для дренирующего слоя работающего по принципу осушения величинуhнасустанавливают с помощью номограммрис. 5.1и5.2в зависимости от длины пути фильтрацииLи расчетной величины притока воды в дренирующий слой на1 м2qp определяемой по формуле
qp=qКпКгКвогКр: 1000(5.2)
гдеq-усредненное (табличное) значение притока воды в дренирующий слой при традиционной конструкции дорожной одежды отнесенное к1 м2проезжей части лм2(табл. 5.3);
Кп-коэффициент «пик» учитывающий неустановившийся режим поступления воды из-за неравномерного оттаивания и выпадения атмосферных осадков (табл. 5.4);
Кг-коэффициент гидрологического запаса учитывающий снижение фильтрационной способности дренирующего слоя в процессе эксплуатации дороги (табл. 5.4);
Квог-коэффициент учитывающий накопление воды в местах изменения продольного уклона определяемый при одинаковом направлении участков профиля у перелома по номограммерис. 5.3;
Кр-коэффициент учитывающий снижение притока воды при принятии специальных мер по регулированию водно-теплового режима (табл. 5.5).
13. Полная толщина дренирующего слоя работающего по принципу поглощения определяется по формуле
hп= (Q(1000n) + 03hзап) : (1 -зим)(5.3)
где Q - расчетное количество воды лм2 накапливающейся в дренирующем слое за весь расчетный период (табл. 5.3);
зим- коэффициент заполнения пор влагой в материале дренирующего слоя к началу оттаивания (табл. 5.6);
n-пористость материала доли единицы.
Рис. 5.1. Номограмма для расчета толщиныhнacдренирующего слоя из песков мелких и средней крупности а также крупнозернистых с коэффициентом фильтрации менее 10 мсут.При односкатном поперечном профилеq=qpB[м3м];при двухскатном поперечном профилеq= 05qpB[м3м]; В - ширина проезжей части м; L - длина пути фильтрации равная В при односкатном профиле и 05В при двухскатном.
Рис. 5.2. Номограмма для расчета дренирующего слоя из крупных песков с коэффициентом фильтрации
L - длина пути фильтрации м равная В при односкатном профиле и 05В при двухскатном;I- поперечный уклон низа дренирующего слоя; Кф- коэффициент фильтрации мсут
Рис. 5.3. Номограмма для определения коэффициента Квогувеличения объема воды в дренирующем слое в местах изменения вогнутого профиля:
Кф - коэффициент фильтрации мсут; п - коэффициент пористости дренирующего слоя
Дорожно-климатическая зона
Схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна
Объем воды поступающей в основание дорожной одежды
Супесь легкая и песок пылеватый
Примечания.1.В числителе дан общий объем водыQ(в литрах на квадратный метр) поступающий в основание за весь расчетный период в знаменателе - за сутки (q). Для насыпей возведенных из непылеватых грунтов высотой более чем требуется по СНиПу (табл. 5.2) воIIдорожно-климатической зоне принимаютq= 15 л(м2сут).
При наличии разделительной полосы для участков проходящих в нулевых отметках насыпей высотой менее чем требуется по СНиПу воIIзоне расчетные значения q повышают на 20 %.
Кпдля непылеватых грунтов
Примечания.1.Для непылеватых грунтов КГ= 10.
В числителе указаны значенияКГдля дорогIиIIкатегорий а в знаменателе – для дорогIIIиIVкатегорий.
Тяжелый суглинок глины
Укрепление обочин (по отношению к неукрепленным) в условиях 1-й схемы увлажнения
Монолитные слои основания с пористостью материала до 5 %
14. Дренирующий слой в конструкции с прикромочным дренажем усиливающим процесс движения воды в песке мелком и средней крупности рассчитывают с помощью номограмм (рис. 5.4).
Рис. 5.4. Номограмма для расчета дренирующего слоя в конструкции с прикромочным дренажем:
а - мелкий песок; б - песок средней крупности
По номограммамрис. 5.15.2и5.4можно также определять требуемые значения коэффициента фильтрации дренирующего слоя при других известных параметрах дренажной конструкции.
15. Полную толщину дренирующего слоя м (работающего по принципу осушения с периодом запаздывания отвода воды) достаточную для временного размещения в его порах воды поступающей в конструкцию в начальный период оттаивания определяют по формуле
hп= (qрТзапn+ 03hзап) : (1 -зим)(5.4)
где Тзап-средняя продолжительность запаздывания начала работы водоотводящих устройств принимаемая для II дорожно-климатической зоны равной 4 6 сут для III дорожно-климатической зоны равная 3 4 сут (большее значение - для мелких песков);
зим-коэффициент заполнения пор влагой в материале дренирующего слоя к началу оттаивания (табл. 5.6);
qp-расчетное значение воды поступающей за сутки формула (5.2).
Толщина дренирующего слоя см
ЗначениязимвоIIдорожно-климатической зоне при пористостиn равной
Примечание.ВIIIдорожно-климатической зоне величинузимследует уменьшить на 20 %.
16. На участках где длина пути фильтрацииL>10 м дренирующий слой должен быть рассчитан на поглощение всего количества воды поступающей за весь расчетный период.
За длину пути фильтрации принимается половина ширины дренирующего слоя при двускатном поперечном профиле и полная ширина дренирующего слоя при односкатном.
ПРИМЕР РАСЧЁТА ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
Местоположение – Новгородская область.
Категория автомобильной дороги –II.
Тип грунта – глина плотная.
Уровень грунтовых вод –13 м.
Перспективная интенсивность движения:
Тип транспортного средства
Перспективнаяинтенсивность
КамАЗ-5410 + КАЗ-717
Вольво F89-32 (6x4) + ОдАЗ-9370
Исходя из транспортно-эксплуатационных требований на дороге II категории устраивается усовершенствованное покрытие капитального типа. Согласно «Изменению № 5» к СНиП 2.05.02-85 п. 4.2 от 8 октября2004 г. в качестве расчётного принимается автомобиль с наибольшей нагрузкой на одиночную ось 115 кН (115 тс) с расчётным диаметром следа колесаD=40 см.
Определение общего (расчётного) модуля упругости дорожной одежды
Определяем величину приведенной интенсивности на последний год срока службы по следующей формуле:
гдеfпол- коэффициент учитывающий число полос движения и распределение движения по ним (по табл. 3.2 для двухполосных дорог f=055);
n-общее число различных марок транспортных средств в составе транспортного потока;
Smcум-суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средстваm-й марки к расчетной нагрузкеQрасч.
Значение суммарного коэффициента приведения определяют по формуле
гдеn- число осей у данного транспортного средства для приведения которого к расчетной нагрузке определяется коэффициент;
Sn- коэффициент приведения номинальной динамической нагрузки от колеса каждой изnосей транспортного средства к расчетной динамической нагрузке.
Коэффициенты приведения нагрузокSnопределяют по формуле
гдеQдn-номинальная динамическая нагрузка от колеса на покрытие;
Qдрасч- расчетная динамическая нагрузка от колеса на покрытие;
Р - показатель степени принимаемый равным (для капитальных дорожных одежд – 44).
Номинальная динамическая нагрузкаQдпопределяется по паспортным данным на транспортное средство с учетом распределения статических нагрузок на каждую ось
где Кдин- динамический коэффициент принимаемый равным 13;
Qn-номинальная статическая нагрузка на колесо данной оси.
При определении расчетного значения номинальной статической нагрузки для многоосных автомобилей фактическую номинальную нагрузку на колесо определяемую по паспортным данным следует умножать на коэффициент Кс вычисляемый по формуле
где Бm-расстояние в метрах между крайними осями тележки;
а в с -параметры определяемые в зависимости от капитальности дорожной одежды и числа осей тележки (таблица П.1.2).
Расчет значений суммарного коэффициента приведения выполнен в табличной форме.
Расчет коэффициентов приведения к расчетной нагрузке по типам транспортных средств.Таблица 6.1
Номинальная динамическая нагрузка на покрытие
Расстояние между осями задней двухосной
Динамическая нагрузка от заднего колеса на покрытие с учетом Кс
Суммарный коэффициент приведения
от заднего колеса полуприцепа
Произведём расчёт суммарной приведённой интенсивности движения транспортного потока:
Расчёт суммарной приведённой интенсивности движения
транспортного потока.
Приведённая интенсивность
Приведённая интенсивность движения Nпр общ=6288 авт.сут.
Расчётная приведённая интенсивность движения
Nр=f · Nпр общ=055 · 6288=34584 авт.сут
Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагруз ки за срок службы.
Для расчета по допускаемому упругому прогибу и условию сдвигоустойчивости воспользуемся формулой
гдеNр- приведенная интенсивность на последний год службы дорожной одежды авт.сут; Трдг– расчетное число расчетных дней в году соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции (Трдг= 125 дней табл. П.6.1); Кn- коэффициент учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого (Кn= 149 табл. 3.3); Кс– коэффициент суммирования
(Кc= 172 табл. П.6.3); Тсл– расчетный срок службы (Тсл= 15 лет табл. П.6.2);q– показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобилей по годам.
Определяем требуемый модуль упругости по формуле:
С – эмпирический параметр принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось (С = 320 для нагрузки 115 кН).
где- требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности (табл. 3.1.). Требуемый уровень надежности равен 095 следовательно для автомобильной дорогиIIкатегории.
Таким образом расчётный (общий) модуль упругости составляет Еобщ= 305 МПа.
Определение расчётных характеристик грунта
Основными параметрами механических свойств грунта земляного полотна которыми пользуются в расчётах дорожных одежд на прочность служат модуль упругости грунта Егр угол внутреннего трениягри удельное сцепление сгр.
Расчётные значения характеристик грунта устанавливаются в зависимости от вида грунта и его расчётной влажности обусловленной природными условиями и особенностям его работы по таблицам и графикам составленным на основании обобщения многочисленных испытаний грунтов.
Дорожно-климатическая зона - II. Тип местности по увлажнению – сырой (тип 2). Грунт – глина плотная;
Средняя влажность грунта Wср=070 (в долях от Wт) по табл. П.2.1;
Расчётная влажность Wр=Wср· (1+· t)
где- коэффициент вариации влажности (=01);
t - коэффициент нормированного отклонения принимаемый в зависимости от заданного уровня проектной надёжности конструкции дорожной одежды (при уровне проектной надежностиКн=095 t=171);
Wр=070 · (1+01·171)=082.
По полученному значению используя таблицы П.2.4. и П.2.5 определяем характеристики грунта: Егр=28 МПа;=130; Сгр=0011 МПа.
Назначение материалов дорожной одежды и их расчётные
Плотный мелкозернистый асфальтобетон типа А I марки горячий на битуме БНД-6090 ГОСТ 9128-97. Расчётное значение кратковременного модуля упругости (для расчёта по упругому прогибу и сдвигу в грунте) Е=3200 МПа (табл. П.3.2).
Пористый крупнозернистый асфальтобетон I марки горячий на битуме БНД-6090 ГОСТ 9128-97. Расчётное значение кратковременного модуля упругости (для расчёта по упругому прогибу и сдвигу в грунте) Е=2000 МПа (табл. П.3.2).
Щебень фракционированный известняковый ГОСТ 8267-93 укреплённый битумом по способу пропитки Е=450 МПа (табл. П.3.5).
Щебень фракционированный известняковый уложенный по способу заклинки ГОСТ 8267-93 Е=350 МПа (табл. П.3.9).
Песок крупнозернистый с коэффициентом фильтрации 4 мсут ГОСТ 8736-93 Е=130 МПа=400 с=0007 МПа (табл. П.2.5).
Расчетдренирующегослоя
Полную толщину дренирующего слоя м (работающего по принципу осушения с периодом запаздывания отвода воды) достаточную для временного размещения в его порах воды поступающей в конструкцию в начальный период оттаивания определяют по формуле
hп= (qр· Тзапn+ 03hзап) : (1 -зим)
где Тзап- средняя продолжительность запаздывания начала работы водоотводящих устройств принимаемая для II дорожно-климатической зоны равной 4 6 сут для III дорожно-климатической зоны равной 3 4 сут (большее значение - для мелких песков);
зим- коэффициент заполнения пор влагой в материале дренирующего слоя к началу оттаивания (зим= 05табл. 5.6);
qp- расчетное значение воды поступающей за сутки;
n-пористость материала в долях единицы (n=032);
qр=q · Кп· Кг· Квог· Кр1000
q – усредненное (табличное) значение притока воды в дренирующий слой при традиционной конструкции дорожной одежды отнесенное к1 м2проезжей части лм2(табл. 5.3. q =20 лм2);
Кп- коэффициент «пик» учитывающий неустановившийся режим поступления воды из-за неравномерного оттаивания и выпадения атмосферных осадков (табл. 5.4. Кп=15);
Кг- коэффициент гидрологического запаса учитывающий снижение фильтрационной способности дренирующего слоя в процессе эксплуатации дороги (табл. 5.4. Кг=12);
Квог-коэффициент учитывающий накопление воды в местах изменения продольного уклона определяемый при одинаковом направлении участков профиля у перелома (по номограммерис. 5.3Квог=13);
Кр- коэффициент учитывающий снижение притока воды при принятии специальных мер по регулированию водно-теплового режима (табл. 5.5. Кр=01);
qр=20 · 15 · 12 · 13 · 011000=00047 м3м2;
hп= (00047 · 505 + 03 · 012) : (1 – 05) =017 м.
Минимальная толщина дренирующего песчаного слоя составляет17 см.
Конструирование и расчёт дорожной одежды
Назначим конструктивные слои дорожной одежды из выбранных материалов:
слой. Плотный мелкозернистый асфальтобетон h=6 см;
слой. Пористый крупнозернистый асфальтобетон h=8 см;
слой. Щебень известняковый укреплённый битумом h=10 см;
слой. Щебень известняковый. Толщина слоя подлежит расчёту;
слой. Песок крупнозернистый h=30 см;
Грунт земляного полотна. Глина плотная.
Все принятые толщины слоёвудовлетворяют требованиям
Выполним расчёт дорожной одежды согласно ОДН 218.046-01. В назначенной дорожной одежде известна толщина всех конструктивных слоёв за исключением щебёночного основания. Расчёт заключается в определении такой толщины этого слоя которой будет соответствовать общий модуль упругости дорожной одежды равный
Для решения этой задачи необходимо предварительно найти общий модуль упругости слоёв подстилающих слой щебня а также общий модуль упругости на поверхности рассчитываемого слоя.
Значения модулей упругости материалов содержащих органическое вяжу щее назначаем по табл.П.3.2 ОДН 218.046-01 при расчетной температуре +10°С.
Значение нижнего модуля упругости находим выполняя расчёт снизу вверх.
Для песчаного слоя Ен=Егр=28 МПа;
ЕнЕсл=28130=0215; hслD=3040=0750.
Откладывая значение hD по оси абсцисс номограммы (рис.3.1) а ЕнЕслпо оси ординат проводим через них вертикальную и горизонтальную линии точка пересечения которых даёт значение отношения ЕвЕсл=0441.
Отсюда получаем общий модуль упругости на поверхности песчаного слоя (он же нижний для слоя щебня):
Ев=ЕвЕсл Есл=0441 130=57 МПа.
Для определения модуля упругости на поверхности рассчитываемого слоя расчёт необходимо выполнить сверху вниз.
Для асфальтобетона верхнего слоя Ев=Еобщ=305 МПа.
ЕвЕсл=3053200=0095; hслD=640=0150.
По номограмме (рис.3.1)ЕнЕсл=0070.
Ен=ЕнЕсл Есл=0070 3200=224 МПа.
Для асфальтобетона нижнего слоя Ев=224 МПа.
ЕвЕсл=2242000=0112; hслD=840=0200.
По номограмме (рис.3.1) ЕнЕсл=0077.
Ен=ЕнЕсл Есл=0077 2000=153 МПа.
Для известнякового щебня укреплённого битумом Ев=153 МПа.
ЕвЕсл=153450=0341; hслD=1040=0250.
По номограмме (рис.3.1) ЕнЕсл=0263.
Ен=ЕнЕсл Есл=0263 450=119 МПа.
Получаем общий модуль упругости на поверхности рассчитываемого слоя Ев=119 МПа.
Для определения толщины слоя щебня имеем Ев=119 МПа
Ен=57 МПа. Определим следующие отношения:
ЕвЕсл=119350=0339; ЕнЕсл=57350=0164.
Откладываем на оси ординат номограммы (рис.3.1) ЕнЕсл=0164 и проводим горизонтальную линию до пересечения с кривой ЕвЕсл=0339. Точке пересечения соответствует на оси абсцисс значение hслD=0625. По найденному значению hслD=0625 определяем толщину слоя щебня
hсл=hслD D=0625 40=250 см.
Результаты расчёта приводятся в таблице
Плотный асфальтобетон
Пористый асфальтобетон
Щеб. изв. обр. битумом
Щебень известняковый
Песок крупнозернистый
Толщина слоя из известнякового щебня получилась равной25 см.
После расчёта дорожной одежды необходимо выполнить ряд проверок.
Проверка № 1. Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в грунте
Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле где- удельное активное сопротивление сдвига от единичной нагрузки колеса на покрытие.
Для определенияпредварительно назначенную дорожную конструк цию приводим к двухслойной расчетной модели.
В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (глина плотная) со следующими характеристиками: Еосн=28 МПа φ=13° и
р - расчетное давление от колеса на покрытие.
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле где значения модулей упругости материалов содержащих органическое вяжу щее назначаем по табл.П.3.2 при расчетной температуре +20°С (табл.3.5).
По отношениямии при φ=13° с помощью номограммы (рис.3.3) находим удельное активное напряжение сдвига от еди ничной нагрузки= 00110 МПа.
Таким образом: Т = 00110 · 06 = 00066 МПа.
Предельное активное напряжение сдвига Тпредв грунте рабочего слоя опреде ляем по формуле:Tnp=kд· (сn+ 01срzопtgСТ)
где СN- сцепление в грунте земляного полотна (или промежуточном песчаном слое) МПа принимаемое с учетом повторности нагрузки (прил. 2 табл.П.2.4 или П.2.6); Сn= 0003 МПа; Кд - коэффициент учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания (Кд= 10);Zon- глубина расположения поверхности слоя проверяемого на сдвигоустойчивость от верха конструкции см;γср- средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев расположенных выше проверяемого слоя кгсм3; φст- расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки.
φст=13° (прил. 2 табл. П.2.4 и П.2.6);
; Кпрбольше Кпртр= 100 (табл.3.1).
Следовательно конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу в грунте.
Проверка № 2. Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в песчаном слое основания
Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле где- удельное активное сопротивление сдвига от единичной нагрузки определяемое с помощью номограмм ОДН 218.046-01; р - расчетное давление от колеса на покрытие.
Нижнему слою модели присваиваем следующие характеристики: при=57 МПа (из расчёта дорожной одежды) φ=35° и
С=0003 МПа (табл.П.2.4).
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.12) где значения модулей упругости материалов содержащих органическое вяжу щее назначаем по табл.П.3.2 при расчетной температуре +20°С (табл.3.5).
По отношениямии при φ= 35° с помощью номограммы (рис.3.3) находим удельное активное напряжение сдвига от еди ничной нагрузки= 00153 МПа.
Таким образом: Т = 00153 · 06 = 00092 МПа.
где СN- сцепление в грунте земляного полотна (или промежуточном песчаном слое) МПа принимаемое с учетом повторности нагрузки (прил. 2 табл.П.2.4 или П.2.6); Сn= 0003 МПа; Кд - коэффициент учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания (Кд = 10);Zon- глубина расположения поверхности слоя проверяемого на сдвигоустойчивость от верха конструкции см;γср- средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев расположенных выше проверяемого слоя кгсм3; φст- расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки.
φст=35° (прил. 2 табл.П.2.4);
Следовательно условие по сдвигоустойчивости в песчаном слое основания выполнено.
Проверка № 3. Расчёт конструкции на сопротивление монолитных слоев устало стному разрушению от растяжения при изгибе
Расчет выполняем в следующем порядке
а) Приводим конструкцию к двухслойной модели где нижний слой модели - часть конструкции расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев.
Модуль упругости нижнего слоя определяем по номограмме рис.3.1.Евщеб=153 МПа.
К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.
Модуль упругости верхнего слоя (толщинойhв=14 см) устанавливаемпо формуле
б) По отношениямипо номограмме рис.3.4 определяемг=249.
Расчетное растягивающее напряжение вычисляем по формуле (3.16)
где- растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах площадки передающей нагрузку определяемое по номограмме рис. 3.4;
р- расчетное давление принимаемое потабл. П.1.1прил.1.
в) Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле (3.17)
гдеR0– нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки.R0= 800 МПа для нижнего слоя асфальтобетонного пакета (табл.П.3.1);
k1- коэффициент учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки;
k2- коэффициент учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (табл.3.6);
vR- коэффициент вариации прочности на растяжениеvR=010 (табл.П.4.1);
t- коэффициент нормативного отклоненияt=171 (табл.П.4.2).
m=43;=59 (табл.П.3.1.);Np=587754 авт.сут;
что больше чем Кпртр= 10 (табл.3.1).
Следовательно выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности на сопротивление монолитных слоев устало стному разрушению от растяжения при изгибе.
Проверка № 4. Расчёт на морозоустойчивость
Расчётные параметры материалов для определения морозоустойчивости приводятся в таблице
Мелкозернистый плотный асфальтобетон на БНД 6090
Крупнозернистый пористый асфальтобетон на БНД 6090
Щебень известняковый укреплённый битумом
Известняковый щебень
По карте рис. 4.4 находим среднюю глубину промерзанияZnp(cp)для Новгородской области и по формуле определяем глубину промерзания дорожной конструкцииZnp
Znp=Zпp(cp)l38=l30138 =180 м2 м.
Для глубины промерзания2 мпо номограмме рис. 4.3 по кривой определяем величину морозного пучения для усредненных условий
По таблицам и графикам находим коэффициенты Кугв=070 (рис. 4.1); Кпл=10 (табл. 4.4); Кгр=15 (табл. 4.5); Кнагр=094 (рис. 4.2); Квл=122 (табл. 4.6).
По формуле находим величину пучения для данной конструкции
lпуч=lпуч(ср)КугвКплКгрКнагрКвл= 450701015094122=54см.
Поскольку для данного типа дорожной одежды допустимая величина морознoгoпучения согласно табл. 4.3 составляет4 см то следует назначить морозозащитный слой и произвести расчёт его толщины.
Предварительно ориентировочно определяем необходимую толщину морозозащитного слоя при допустимой величине морозного пученияlдоп=4 см.
Для этого определяем величину морозного пучения для усредненных условий при которой пучение для данной конструкции не превышает4 см
lпуч.ср=l(доп)(КугвКплКгрКнагрКвл) = 4:(0701015094122) =33 см.
По номограммерис. 4.3определяем требуемую толщину дорожной одеждыhод=110 м отсюда толщина морозозащитного слоя
hмрз= 110 - 079 =031 м.
Для уточнения требуемой толщины морозозащитного слоя выполняем расчеты с учетом теплофизических характеристик отдельных слоев (табл. П.5.1). Задаемсяhмрз=030 м.
Для использования в морозозащитном слое назначаем крупнозернистый песок с коэффициентами теплопроводности
г= 174 ВтмК им=232 ВтмК соответственно в талом и мерзлом состояниях и определяемср
ср= (174 + 232)2 = 203 ВтмК.
Поформуле (4.7) определяем термическое сопротивление дорожной одежды без морозозащитного слоя
По карте изолинийрис. 4.5определяем номер изолинии -IV.
Потабл. 4.9находим Спуч=150.
Потабл. 4.10при общей толщине дорожной одеждыhод=109 мдля сильнопучинистого грунта с помощью интерполяции определяем Ср= 069.
Вычисляем отношениеlдоп(СпучСр) = 4(1 50069)=39 см.
По номограммерис. 4.6определяем методом интерполяции приведенное термическое сопротивлениеRпp= 065 (м2КВт).
Потабл. 4.7Код= 095; Кувл= 10 (п. 4.11);=10.
Rод(тр)=RпрКодКувл=0650951010=062 (м2КВт).
Поформуле (4.6)hмз=(Rод(тр)-Rод(о))мрз= (062 - 061)203= 002м.
Поскольку разница между полученным и заданным значениямиhмзпревышает5 см то необходимо повторить расчет.
Потабл. 4.10при общей толщине дорожной одеждыhод=085 мдля сильнопучинистого грунта с помощью интерполяции определяем Ср= 074.
Вычисляем отношениеlдоп(СпучСр) = 4(1 50074)=36 см.
По номограммерис. 4.6определяем методом интерполяции приведенное термическое сопротивлениеRпp= 068 (м2КВт).
Rод(тр)=RпрКодКувл=0680951010=065 (м2КВт).
Поформуле (4.6)hмз=(Rод(тр)-Rод(о))мрз= (065 - 061)203= 008м.
Поскольку разница между полученным и заданным значениямиhмзне превышает5 см принимаемhмз=006 м.
Заключение: поскольку все проверки успешно выполнены принимаем и вычерчиваем рассчитанную конструкцию дорожной одежды.
П.1.1. При проектировании дорожных одежд в качестве расчетных принимают нагрузки соответствующие предельным нагрузкам на ось расчетного двухосного автомобиля.
Если в задании на проектирование расчетная нагрузка не оговорена специально за расчетную принимают нагрузку соответствующую расчетному автомобилю группы А (табл. П.1.1).
Группа расчетной нагрузки
Нормативная статическая нагрузка на ось кН
Нормативная статическая нагрузка на поверхность покрытия от колеса расчетного автомобиляQрасч. кН
Расчетные параметры нагрузки
Примечание.В числителе - для движущегося колеса в знаменателе - для неподвижного.
П.1.2. Данные о нагрузках передаваемых на дорожное покрытие выпускаемыми серийно автотранспортными средствами следует принимать по специальным справочникам.
П.1.3. Значение суммарного коэффициента приведения определяют по формуле
Sn-коэффициент приведения номинальной динамической нагрузки от колеса каждой изnосей транспортного средства к расчетной динамической нагрузке.
П.1.4. Коэффициенты приведения нагрузокSnопределяют по формуле
Qдрасч-расчетная динамическая нагрузка от колеса на покрытие;
Р-показатель степени принимаемый равным:
- для капитальных дорожных одежд;
- для облегченных дорожных одежд;
- для переходных дорожных одежд.
П.1.5. Номинальная динамическая нагрузкаQдпопределяется по паспортным данным на транспортное средство с учетом распределения статических нагрузок на каждую ось
гдеКдин- динамический коэффициент принимаемый равным 13;
При определении расчетного значения номинальной статической нагрузки для многоосных автомобилей фактическую номинальную нагрузку на колесо определяемую по паспортным данным следует умножать на коэффициентКс вычисляемый по формуле
гдеБm-расстояние в метрах между крайними осями тележки;
авс-параметры определяемые в зависимости от капитальности дорожной одежды и числа осей тележки по табл. П.1.2.
Примечание.В числителе - для капитальных и облегченных типов дорожных одежд в знаменателе - для переходных.
П.1.6. Суммарный коэффициент приведения определяют в следующей последовательности:
назначают расчетную нагрузку и определяют ее параметры:QрасчРиD:
для каждой марки автомобилей в составе перспективного движения по паспортным данным устанавливают величину номинальной статической нагрузки на колесо для всех осей транспортного средства
умножив полученные значенияQnи расчетную нагрузкуQрасчна динамический коэффициент находят величины номинальных динамических нагрузокQдпот колеса для каждой оси и величину расчетной динамической нагрузкиQдрасч;
поформуле (П.1.2) вычисляют коэффициент приведения номинальной нагрузки от колеса каждой из осейSпк расчетной;
поформуле (П.1.1) вычисляют суммарный коэффициент приведения нагрузки от рассматриваемого типа автомобиля к расчетной нагрузке.
П.1.7. Для нагрузки 100 кН (10 тс) допускается приближенно принимать суммарный коэффициент приведенияSmсумпо даннымтабл. П.1.3.
Коэффициент приведения к расчётной нагрузке
Легкие грузовые автомобили грузоподъёмностью от 1 до 2 т
Средние грузовые автомобили грузоподъёмностью от 2 до 5 т
Тяжёлые грузовые автомобили грузоподъёмностью от 5 до 8 т
Очень тяжёлые грузовые автомобили грузоподъёмностью более 8 т
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА РАБОЧЕГО СЛОЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ПРИ РАСЧЕТЕ ДОРОЖНОЙ
А. Определение расчетной влажности грунта рабочего слоя
Расчетную влажность дисперсного грунтаWp(в долях от влажности на границе текучестиWm)при суммарной толщине слоев дорожной одеждыZ1075 мопределяют по формуле
Wp= (таб+1-2)(1 + 01t) -3(П.2.1)
гдетаб-среднее многолетнее значение относительной (в долях от границы текучести) влажности грунта наблюдавшееся в наиболее неблагоприятный (весенний) период года в рабочем слое земляного полотна отвечающего нормам СНиПа по возвышению над источниками увлажнения на дорогах с усовершенствованными покрытиями и традиционными основаниями дорожных одежд (щебень гравий и т.п.) и при суммарной толщине одежды до075 м определяемое потабл. П.2.1в зависимости от дорожно-климатической зоны и подзоны (рис. П.2.2) схемы увлажнения земляного полотна и типа грунта;
-поправка на особенности рельефа территории устанавливаемая потабл. П.2.2;
-поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин устанавливаемая потабл. П.2.3;
-поправка на влияние суммарной толщины стабильных слоев дорожной одежды устанавливаемая по графикурис. П.2.1;
t-коэффициент нормированного отклонения принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности потабл. П.4.2Прил. 4.
Рис. П.2.1. Графики для определения поправки на влияние суммарной толщины стабильных слоев одежды:
- для исходной* относительной влажности 075 2 - то же для 080
- то же для 085 4 - то же для 090Wm
*Исходная влажность определяется первым слагаемым ввыражении (П.2.1)
Рис. П.2.2. Карта дорожно-климатических зон и подзон:
- границы дорожно-климатических зон;- границы дорожно-климатических подзон
Дорожно-климатические подзоны
Среднее значение влажноститабгрунта доли отWТ
суглинок легкий тяжелый и тяжелый пылеватый глины
супесь пылеватая тяжелая пылеватая суглинок легкий пылеватый
Продолжение табл. П.2.1
Примечание.Табличными значениямитабможно пользоваться только при обеспечении возвышения земляного полотна в соответствии со СНиП. На участках где возвышение не обеспечивается (например в нулевых местах и выемках с близким залеганием грунтовых вод) величинатабназначается индивидуально по данным прогнозов но она должна быть не менее чем на 003 выше табличных значений.
Тип местности по рельефу
Предгорные районы (до1000 мв.у.м.)
Горные районы (более1000 мв.у.м.)
Конструктивная особенность
Поправка2в дорожно-климатических зонах
Наличие основания дорожной одежды включая слои на границе раздела с земляным полотном из укрепленных материалов и грунтов:
крупнообломочного грунта и песка
пылеватых песков и супесей суглинка зологрунта
Укрепление обочин (не менее 23 их ширины):
Дренаж с продольными трубчатыми дренами
Устройство гидроизолирующих прослоек из полимерных материалов
Устройство теплоизолирующего слоя предотвращающего промерзание
Снижение расчетной влажности до величины полной влагоемкости при требуемом Купл.грунта
Грунт в активной зоне земляного полотна в «обойме»
Снижение расчетной влажности до оптимальной
Грунт уплотненный до Купл= 103 105 в слое 03 05 м от низа дорожной одежды расположенном ниже границы промерзания
Примечание.Поправки2при мероприятиях по п.п. 1 и 2 следует принимать только при 1-й схеме увлажнения рабочего слоя а по п. 5 - при 2-й и 3-й схемах.
Б. Рекомендуемые нормативные значения механических
характеристик грунтов и песчаных конструктивных слоев
Нормативные значения сдвиговых характеристик глинистых грунтов в зависимости от расчетного числа приложений расчетной нагрузки
Расчетная относительная влажность
Сцепление МПа при суммарном числе приложений нагрузки (Np)
Угол внутреннего трения град. при суммарном числе приложений нагрузки (Np)
Супеси и пески пылеватые
Примечание.Значения сдвиговых характеристик приNp= 1 используются при расчете на статическое действие нагрузки. ПриNp> 10 расчетные значенияи с следует принимать по столбцу «106».
Нормативные значения модулей упругости грунтов
Модуль упругости при относительной влажностиWWm МПа
пылеватая тяжелая пылеватая
легкий пылеватый тяжелый пылеватый
Примечание.Классификация песков дана поГОСТ 25100-95. Однородные выделяются по указаниям СНиПа «Автомобильные дороги».
Расчетные значения угла внутреннего трения и сцепления песчаных грунтов и песков конструктивных слоев в зависимости от расчетного числа приложения расчетной нагрузкиNp
Сцепление МПа и угол внутреннего трения град. при суммарном числе приложений нагрузки (Np)
Песок крупный с содержанием пылевато-глинистой фракции:
Песок средней крупности с содержанием пылевато-глинистой фракции:
Песок мелкий с содержанием пылевато-глинистой фракции:
Примечания.1.Значения характеристик даны для условий полного заполнения пор водой.
В числителе - угол внутреннего трения в градусах в знаменателе - сцепление МПа.
ПриNp> А 106расчетные значенияи с следует принимать по столбцу «106».
Значения для супеси легкой крупной принимать как для песка мелкого с содержанием пылевато-глинистой фракции 8%.
В. Дорожно-климатические зоны и подзоны
Дорожно-климатическая зона и подзона
Примерные географические границы
Севернее линии соединяющей: Нивский - Сосновку - Новый Бор - Щельябож - Сыню - Суеватпуль - Белоярский - Ларьяк - Усть-Озерное - Ярцево - Канск - Выезжий Лог -Усть - Золотую - Сарыч - Сеп - Новоселово – Артыбаш - Иню - государственную границу - Симоново - Биробиджан - Болонь - Многовершинный. Включает в себя географические зоны тундры лесотундры и северо-восточную часть лесной зоны с распространением вечномерзлых грунтов
Расположена севернее линии: Нарьян-Мар – Салехард – Курейка – Трубка Удачная – Верхоянск – Дружина – Горный Мыс – Марково
Расположена восточнее линии: устье р. Нижней Тунгуски – Ербогачен Ленск – Бодайбо – Богдарин и севернее линии: Могоча – Сковородино – Зея – Охотск – Палатка – Слаутсткое. Ограничена с севера I1подзоной
От южной границы зоны вечной мерзлоты до южной границыI2подзоны
От границыIзоны до линии соединяющей: Львов – Житомир – Тулу – Н. Новгород – Ижевск – Томск – Канск. На Дальнем Востоке от границыIзоны до государственной границы. Включает в себя географическую зону лесов с избыточным увлажнением грунтов
С севера и востока ограничена I зоной с запада –II3подзоной с юга – линией Рославль – Клин – Рыбинск – Березники – Ивдель
Ограничена с севераII1подзоной с запада –II4подзоной с юга –IIIзоной с востока и южной границейIзоны
С севера ограничена государственной границей с запада –границей сII5подзоной с юга – линией Рославль – Клин –Рыбинск с востока – линией Псков – Смоленск – Орел
Ограничена с севераII3подзоной с запада –II6подзоной с юга – границей сIIIзоной с востока – линией Смоленск – Орел – Воронеж
Продолжение табл. П.2.7
С севера и запада ограничена государственной границей с востока – линией Минск – Бобруйск – Гомель с юга – линией Барановичи – Рославль – Клин – Рыбинск
С севера ограниченаII5подзоной с запада – государственной границей с юга – границей сIIIзоной с востока – линией Минск – Бобруйск – Гомель
От южной границыIIзоны до линии соединяющей: Кишинев – Кировоград – Белгород – Самару – Магнитогорск – Омск – Бийск – Туран. Включает в себя лесостепную географическую зону со значительным увлажнением грунтов в отдельные годы
Ограничена с севераIIзоной с запада –III2подзоной с юга –IVзоной с востока –Iзоной
Ограничена с севераIIзоной с запада –III3подзоной с юга –IVзоной с востока – линией Смоленск – Орел – Воронеж
Ограничена с севераIIзоной с запада - государственной границей с юга –IVзоной с востока - линией Бобруйск - Гомель - Харьков
Расположена от границыIIIзоны до линии соединяющей Джульфу - Степанакерт - Кизляр – Волгоград и далее проходит южнее на200 кмлинии соединяющей: Уральск - Актюбинск - Караганду. Включает в себя географическую степную зону с недостаточным увлажнением грунтов
Расположена к юго-западу и югу от границыIVзоны и включает в себя пустынную и пустынно-степную географические зоны с засушливым климатом и распространением засоленных грунтов
ТАБЛИЦЫ НОРМАТИВНЫХ И РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ
ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЕВ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ
ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
А. Слои из асфальтобетона
Характеристики асфальтобетонов при расчете на растяжение при изгибе под кратковременными нагрузками
Расчетные значения модуля упругости Е МПа
Нормативные значения сопротивление растяжению при изгибе Ro МПа
Высокоплотный на БНД марки:
Плотный на БНД марки:
Пористый на БНД марки:
Продолжение табл. П.3.1
Высокопористый на БНД марки:
Холодные асфальтобетоны:
* - в числителе - дляIIдорожно-климатической зоны в знаменателе - дляIII-Vдорожно-климатических зон;
** - для песчаного асфальтобетона.
Нормативные значения кратковременного модуля упругости
асфальтобетонов различных составов (при расчете конструкции по допускаемому упругому прогибу и условию
Кратковременный модуль упругости Е МПа при температуре покрытия °С
Плотный асфальтобетон и высокоплотный асфальтобетон
Продолжение табл. П.3.2
Пористый и высокопористый асфальтобетон
Асфальтобетоны холодные Бх
Примечания.1.Модули упругости пористого и высокопористого асфальтобетона даны применительно к песчаным смесям. При температуре от 30 до
С модули упругости для мелкозернистых смесей следует увеличить на
% а для крупнозернистых смесей - на 20 %.
При расчете на упругий прогиб принимать приt°=+10°С.
Расчетные значения модуля упругости асфальтобетона
при расчете на длительную нагрузку
Расчетный модуль упругости Е при статическом действии нагрузки МПа при расчетной температуреС
Продолжение табл. П.3.3
Пористые и высокопористые смеси
Асфальтобетоны холодные
Примечание.Модуль упругости высокоплотного асфальтобетона принимать как для плотного асфальтобетона типа А.
Б. Конструктивные слои из органоминеральных смесей и
грунтов укрепленных органическим вяжущим
Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных смесей и грунтов обработанных органическими и комплексными вяжущими (органоминеральные смеси -ГОСТ 30491-97)
Нормативные значения модуля упругости Е МПа
Щебеночно-гравийно-песчаные смеси и крупнообломочные грунты (оптимальногонеоптимального состава) обработанные:
жидкими органическими вяжущими или вязкими в том числе эмульгированными органическими вяжущими
жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными или эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральными
Пески гравелистые крупные средниепески мелкие супесь легкая и пылеватая суглинки легкие обработанные:
Продолжение табл. П.3.4
Конструктивные слои из черного щебня
Черный щебень уложенный по способу заклинки
Слой из щебня устроенного по способу пропитки вязким битумом и битумной эмульсией
Примечание.Большие значения - для покрытий меньшие - для оснований.
В. Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных
смесей и грунтов обработанных неорганическими
вяжущими материалами
Конструктивные слои из смесей щебеночно-гравийно-песчаных и грунтов обработанных неорганическими вяжущими материалами соответствующих ГОСТ 223558-94
Щебеночно-гравийно-песчаные смеси крупнообломочные грунты (оптимальныенеоптимальные) обработанные цементом:
соответствующие марке: 20
То же обработанные зольным или шлаковым вяжущим:
Пески гравелистые крупные средниепески мелкие и пылеватые супесь легкая и тяжелая суглинки легкие обработанные цементом:
Продолжение табл. П.3.6
Конструктивные слои из активных материалов (шлаки шламы фосфогипс и др.)
Основание из подобранных оптимальных смесей из высокоактивных материалов с максимальной крупностью зерен до40 мм уплотненных при оптимальной влажности
То же из активных материалов
Основание из рядовых неоптимальных смесей из высокоактивных материалов с максимальной крупностью70 мм
Примечания.1.К высокоактивным материалам относятся материалы имеющие прочность при сжатии от 5 до 10 МПа в возрасте 90 сут.
К активным материалам - материалы имеющие прочность при сжатии от 25 до 5 МПа в том же возрасте.
Г. Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных материалов не обработанных вяжущими
Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных смесей соответствующихГОСТ 25607-94иГОСТ 3344-83
Щебеночныегравийные смеси (С) для покрытий:
непрерывная гранулометрия (ГОСТ 25607)
при максимальном размере зерен: С1-40 мм
Смеси для оснований:
непрерывная гранулометрия: С3-80 мм
Шлаковая щебеночно-песчаная смесь из неактивных и слабоактивных шлаков (ГОСТ 3344):
Щебеночные основания устраиваемые методом заклинки
соответствующиеГОСТ 25607-94
Щебень фракционированный 40 80 (80 120) мм с заклинкой:
фракционированным мелким щебнем
известняковой мелкой смесью или активным мелким шлаком
мелким высокоактивным шлаком
асфальтобетонной смесью
цементопесчаной смесью М75 при глубине пропитки 025 075 h слоя
Примечание.Для слоя: в числителе - из легкоуплотняемого щебня;взнаменателе - из трудноуплотняемого щебня.
Д. Механические характеристики теплоизоляционных слоев
Аглопоритовый щебень обработанный вязким битумом
Керамзитовый гравий обработанный вязким битумом
Гравий (щебень) с легкими заполнителями обработанные вязким битумом
Цементогрунт с перлитом
То же с полистиролом состав: - гранулы полистирола
3 % - песок 97 98 % (% от массы) - цемент 7 6 %
То же с керамзитом состав: - песок 75 % - керамзит 25 % - цемент 6 %
Битумоцементогрунт с перлитом состава: - перлитовый щебень 20 25 % - песок 75 80 % - цемент 4 6 % - битум 10 12 % (от массы песка перлита и цемента)
Цементогрунт с аглопоритом состав: - супесь или песок 70 80 % - аглопорит 20 30 % - цемент 6 %
Золошлаковые смеси укрепленные цементом
Грунт укрепленный золой-уносом
Цементогрунт обработанный битумной эмульсией
НАЗНАЧЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
Рекомендуемые значения коэффициента вариации
Относительная влажность грунта рабочего слоя сцепление грунта и песчаных слоев угол внутреннего трения грунтов и песчаных слоев прочность асфальтобетонных слоев на растяжение при изгибе
Коэффициент нормированного отклонения
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЕВ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Коэффициент теплопроводности ВтмК
Асфальтобетон горячий плотный
То же высокопористый в том числе битумопесчаная смесь (ТУ 218 РСФСР)
Супесь укрепленная 10 %-ной эмульсией
Песок разномерный укрепленный 6 10 % цемента
Песок мелкий одномерный укрепленный
Цементогрунт с керамзитом: песок - 75 % (массы) керамзит - 25 % цемент - 5 %
Цементогрунт с гранулами полистирола:
песок 97 98 % гранулы полистирола
Битумоцементогрунт с перлитом состава: перлитовый щебень 20 25 % песок
80 % цемент 3 4 % битум 10 12 % (от массы песка перлита и цемента)
Цементогрунт с аглопоритом состава: - супесь или песок 70-80 % - аглопорит 20-30 % - цемент 6 %
Продолжение табл. П.5.1
Слабопрочные известняки укрепленные известью
Суглинок укрепленный 6 12 % цемента
Суглинок укрепленный 2 5 % цемента и
Супесь укрепленная 8 10 % цемента
Каменноугольная золошлаковая укрепленная 6 8 % цемента
Щебень из известняка
Песок средней крупности талый
Песок пылеватый талый
Суглинок и глина талые
Одномерный гранитный щебень обработанный вязким битумом
Гравийно-песчаная смесь
Гравийно-песчаная смесь укрепленная
ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНОГО СУММАРНОГО ЧИСЛА ПРИЛОЖЕНИЙ НАГРУЗКИ ЗА СРОК СЛУЖБЫ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
Определение расчетного числа дней в году для вычисления суммарного числа приложений расчетной нагрузки за проектный срок службы конструкции
П.6.1. Входящее ввыражения (3.6) и (3.7)главы 3основного текста расчетное число расчетных дней в году Трдгза проектный срок службы конструкции Тслдолжно устанавливаться по данным специальных региональных исследований и закрепляться в региональных нормах утверждаемых в установленном порядке.
Расчетным считается день в течение которого сочетание состояния грунта земляного полотна по влажности и температуре асфальтобетонных слоев конструкции обеспечивает возможность накопления остаточной деформации в грунте земляного полотна или малосвязных слоях дорожной одежды.
При отсутствии региональных данных допускается использовать приведенные ниже рекомендации и табличные данные.
При отсутствии региональных норм на территории России допускается использовать данныерис. П.6.1итабл. П.6.1.
Рекомендуемые значенияТрдгв зависимости от местоположения дороги
Номера районов на карте
Примерные географические границы районов
Рекомендуемое количество расчётных дней в годуТрдг
Зона распространения вечномёрзлых грунтов севернее семидесятой параллели
Севернее линии соединяющей Онегу - Архангельск - Мезень - Нарьян-Мар - шестидесятый меридиан - до побережья Европейской части
Севернее линии соединяющей Минск - Смоленск - Калугу - Рязань - Саранск - сорок восьмой меридиан - до линии соединяющей Онегу - Архангельск - Мезень - Нарьян-Мар
Севернее линии соединяющей Львов - Киев - Белгород - Воронеж - Саратов - Самару - Оренбург - шестидесятый меридиан до линии районов 2 и 3
Севернее линии соединяющей Ростов-на-Дону - Элисту - Астрахань до линии Львов - Киев - Белгород - Воронеж - Саратов - Самара
Южнее линии Ростов-на-Дону - Элиста - Астрахань для Европейской части южнее сорок шестой параллели для остальных территорий
Восточная и Западная Сибирь Дальний Восток (кроме Хабаровского и Приморского краев Камчатской области) ограниченные с севера семидесятой параллелью с юга сорок шестой параллелью
0 150 (меньшие значения для центральной части)
Хабаровский и Приморский края. Камчатская область
Примечание.Значения величины Трдгна границах районов следует принимать по наибольшему из значений.
П.6.2. При отсутствии региональных норм расчетный срок службы дорожной одежды допускается назначить в соответствии с рекомендациямитабл. П.6.2.
Рекомендуемый расчетный срок службы конструкции
Срок службы в дорожно-климатических зонахТсл лет
П.6.3. Значения коэффициента суммирования (при отсутствии других данных) следует принимать потабл. П.6.3.
Показатель изменения интенсивности движения по годамq
ЗначенияКспри сроке службы дорожной одеждыТслв годах
Рис. П.6.1. Карта районирования по количеству расчетных дней в году Трдг
Изложенные в учебном пособии методики проектирования нежёсткой дорожной одежды позволяют существенно повысить надёжность и долговечность её конструкции учесть всё многообразие воздействия природно-климатических факторов и нагрузок оптимизировать водно-тепловой и температурный режимы работы земляного полотна. Использование этих методик позволяет значительно улучшить транспортно-эксплуатационные качества автомобильной дороги обеспечить долговечность работы дорожной одежды свести к минимуму возможные отказы в работе этой конструкции.
Однако любые даже самые совершенные методики необходимо периодически уточнять дополнять или изменять по мере появления новых сведений о работе этой дорожной конструкции. Накопление таких сведений и обобщение опыта эксплуатации дорог в различных дорожно-климатических зонах нашей страны являются важнейшими направлениями работы многих научно-исследовательских организаций и студенты могут оказать существенную помощь в модернизации этих методик.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
Назовите классификацию дорожных одежд.
Перечислите элементы дорожных одежд.
Какие вы знаете требования предъявляемые к дорожной одежде?
Задачи принципы и последовательность конструирования дорожной одежды.
Назовите последовательность определения требуемого модуля упругости.
Как определяютсярасчётные характеристики грунта?
Какие факторы учитывают при расчёте дренирующего слоя?
Каким образом определяют параметры дорожно-строительных материалов для расчёта по допустимому упругому прогибу?
Последовательность расчёта конструкции дорожной одежды по допустимому упругому прогибу.
Последовательность расчёта конструкции дорожной одежды по условию сдвигоустойчивости в грунте.
Последовательность расчёта конструкции дорожной одежды по условию сдвигоустойчивости в песчаном слое основания.
Последовательность расчёта конструкции дорожной одежды на сопротивление монолитных слоёв усталостному разрушению от растяжения при изгибе.
Назовите условие необходимости расчёта конструкции дорожной одежды на морозоустойчивость.
Последовательность расчёта конструкции дорожной одежды на морозоустойчивость.
СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги (с изменениями и дополнениями). –М.: Стройиздат 2001.
ОДН 218.046-01. Проектирование нежёстких дорожных одежд.
-М.: Транспорт 2001.
ВСН 46-83. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа Минтрансстрой. –М.: Транспорт 1985.
ВСН 123-77. Инструкция по устройству покрытий и оснований из щебёночных гравийных и песчаных материалов обработанных органическими вяжущими –М.: Транспорт 1978.
ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные аэродромные и асфальтобетон. Технические условия.
ГОСТ 25607-94. Смеси щебёночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия.
ГОСТ 3344-83. Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия.
ГОСТ 23558-94. Смеси щебёночно-гравийно-песчаные и грунты обработанные неорганическими вяжущими материалами для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия.
ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.
ГОСТ 30491-97. Смеси органоминеральные и грунты укреплённые органическими вяжущими для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия.
ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.
ГОСТ 30515-97. Цементы. Общие технические условия.
ГОСТ 18659-81. Эмульсии битумные дорожные. Технические условия.
ГОСТ 22245-90. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия.
ГОСТ 11955-82. Битумы нефтяные дорожные жидкие. Технические условия.

Дорожная одежда.dwg

Плотный мелкозернистый асфальтобетон
Пористый крупнозернистый асфальтобетон
Песчано - гравиная смесь
МАДГТУ (МАДИ) Кафедра изыск. и проектир. дорог
Конструкция дорожной одежды
Плотный крупнозернистый асфальтобетон
Песок среднезернистый
Фракционированный щебень

2 semester.dwg

Прямая и кривая в плане
Указатель километров
У - 41°00' R - 1000 K - 715
МАСШТАБЫ: горизонтальный 1:5000 вертикальный 1:500 геологический 1:50
Развернутый план дороги
Тип местности по увлажнению
Уклон и вертикальная кривая
Тип поперечного профиля
МАДГТУ (МАДИ) Кафедра изыск. и проектир. дорог
СУГЛИНОК НЕ ПЫЛЕВАТАЯ
МАСШТАБЫ: горизонтальный 1:5000 вертикальный 1:500 геологический 1:100
СУГЛИНОК НЕ ПЫЛЕВАТЫЙ
Размеры моста и его условный знак
Как вписать Ж.Б.Т. ?
путепровод нарисовать
сделать надпись:съезд
R - 8000 K - 480 T - 240 Б - 3
R - 30000 K - 1170 T - 585 Б - 5
Тип I M1:100 ПК 11+00
Тип II M1:100 ПК 27+00
Тип IV M1:100 ПК 1+00
Тип V M1:100 ПК 3+00
Тип I M1:50 ПК 27+77
Плотный мелкозернистый асфальтобетон
Плотный крупнозернистый асфальтобетон
Щебень обработанный битумом
Песок среднезернистый
Фракционированный щебень
Тип II M1:100 ПК 26+00
У - 33°30' R - 1000 K - 584
У - 43°00'00" R - 800 K - 600
Тип I M1:100 ПК 0+00
Тип II M1:100 ПК 13+00
Тип IV M1:100 ПК 18+00
Тип II M1:100 ПК 6+00
СУГЛИНОК ЛЕГКИЙ ПЫЛЕВАТЫЙ