Существующие методы оценки срока службы дорожных одежд с геосинтетическими материалами

Институт Государственного управления, Главный редактор - д.э.н., профессор К.А. Кирсанов права и инновационных технологий (ИГУПИТ) тел. для справок: +7 (925) 853-04-57 (с 11⁰⁰ - до 18⁰⁰)

Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» №3 2013 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru

Размещено на http://www.allbest.ru/

http://naukovedenie.ru 12ТВН313

Размещено на http://www.allbest.ru/

Существующие методы оценки срока службы дорожных одежд с геосинтетическими материалами

Геосинтетические материалы всё чаще применяются на автомобильных дорогах нашей страны. В частности, они используются при строительстве и ремонте дорожных одежд.

Эффект от применения геосинтетических материалов в конструкциях дорожных одежд может выражаться в следующем:

• увеличение срока службы дорожной одежды;

• уменьшение толщины конструктивных слоёв дорожной одежды.

ОДМ 218.5.001-2009 «Методические рекомендации по применению геосеток и плоских георешёток для армирования асфальтобетонных слоёв усовершенствованных видов покрытий при капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог» [1] рекомендует не уменьшать толщины конструктивных слоёв дорожной одежды, а получать положительный эффект от их армирования, тем самым увеличивая срок службы дорожной одежды.

Как известно, срок службы дорожной одежды - это календарная продолжительность эксплуатации дорожной одежды от сдачи дороги в эксплуатацию до первого капитального ремонта или между капитальными ремонтами [2].

В ОДМ 218.5.001-2009 [1] для определения срока службы дорожной одежды, с покрытием, армированным геосеткой (георешётками), предлагается применять дополненную формулу из ОДН 218.046-01 [3]:

геосинтетический дорожный одежда

где «_сл - рекомендуемый расчётный срок службы;

«_доп - величина увеличения срока службы дорожной одежды, вследствие применения геосетки (георешётки);

«_рдг - количество расчетных дней в году, в зависимости от местоположения дороги; #_р - приведенная интенсивность движения на последний год срока службы, авт/сут;

$ - показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам;

%_& - коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого;

%'_р - коэффициент, учитывающий уменьшение влияния усталостных процессов на прочность, вследствие армирования асфальтобетонного покрытия (см. табл. 1).

Таблица 1. Значения коэффициента

При этом полученный расчётом срок службы дорожной одежды не должен быть меньше сроков, указанных в приложении 3 к приказу Минтранса России от 01.11.2007 №157 [4].

Выбирая вариант, при котором не уменьшается толщина конструктивных слоёв дорожной одежды, срок службы можно принять по приложению 3 к приказу Минтранса России от 01.11.2007 №157 [4], увеличивая его на определённую величину. Это увеличение зависит от прочности геосетки (георешётки), применяемой для армирования. Так рекомендуется увеличивать срок службы дорожной одежды, с покрытием, армированным геосеткой (георешёткой):

• на 6-9% - при использовании для армирования геосетки (георешётки) с прочностью RLR (RTR) от 40 до 80 кН/м;

• на 9-11% - при использовании для армирования геосетки (георешётки) с прочностью RLR (RTR) от 80 до 150 кН/м;

• на 11-13% - при использовании для армирования геосетки (георешётки) с прочностью RLR (RTR) более 150 кН/м [1].

Величина полученного срока службы округляется до целого количества лет.

Увеличение срока службы армированной дорожной одежды происходит за счёт замедления образования трещин и колейности на покрытии, благодаря чему сохраняется его ровность и способность равномерно распределять нагрузку от транспортных средств.

В другом нормативном документе, ОДМ 218.5.002-2008 «Методические рекомендации по применению полимерных геосеток (георешёток) для усиления слоёв дорожной одежды из зернистых материалов» [5], предлагается использовать другую формулу для расчёта срока службы.

Т_сл

где 6_с - коэффициент суммирования [3];

#_р, Т_рдг, %_&, $ - то же, что и в формуле (1);

?#_р - суммарное расчётное число приложений нагрузки за расчётный срок службы для армирования дорожной одежды, определяемое исходя из зависимости, [3] или по графику (см. рис. 1) при значении Е_{общ.арм.}=б1*Е_общ, где:

б1 - коэффициент усиления (коэффициент увеличения общего модуля упругости армированной дорожной конструкции), определяемый по уравнению:

б1 = (а₀ + а₁Х₁ +а₂Х₂ + а₃Х₃ +а₄Х₄ +а₅Х₅ +a₁₁X₁² + а₁₂Х₁Х₂ +

+а13Х1Х3 + a14X1X4 +а15Х1Х5 +а22Х22 +а23Х2Х3 +а24Х2Х4+а25Х2Х5 +а33Х32 + a34X3X4 +a35X3X5 + а44X42 + а45Х4Х5 + а55Х52) - 1, где

7₈ ⁹_;^: - отношение суммарной толщины монолитных слоев покрытия (h₁) к диаметру отпечатка колеса расчетного автомобиля (D);

7_< ⁹_;⁼ - отношение суммарной толщины несущих слоев основания дорожной одежды

(h₂) к диаметру отпечатка колеса расчетного автомобиля (D);

7_>^?_?^:@ - отношение средневзвешенного значения модуля упругости монолитных слоев покрытия (Е₁) к условному модулю упругости композитного слоя «зернистый материал + георешетка» (E₄). Величина Е₄ принимается по таблице 2:

геосинтетический дорожный одежда

Таблица 2. Расчетные значения условного модуля упругости композитного слоя «зернистый материал + георешетка» Е₄

E'R - условный показатель деформативности в направлении длины (ширины) материала, определяемый при фиксированном значении относительной деформации;

7_A^?_?⁼@ - отношение средневзвешенного значения модуля упругости несущих слоев основания (E₃) к условному модулю упругости композитного слоя «зернистый материал + георешетка» (E₄);

7_B^?_?^C@ - отношение общего модуля упругости основания (E₃), подстилающего композитный слой «зернистый материал + георешетка», к условному модулю упругости композитного слоя «зернистый материал + георешетка» (Е₄);

а0, а1, а2, а3, а4, а5, а11, а12, а13, а14, а15, а22, а23, а24, а25, а33, а34, а35, а44, а45, а55, - коэффициенты уравнения, принимаемые по таблице 3;

Таблица 3. Регрессионные коэффициенты для определения коэффициента увеличения общего модуля упругости дорожных одежд капитального и облегченного типов б1

Е_общ - общий расчётный модуль упругости конструкции, Мпа.

Зависимость общего расчетного модуля упругости конструкции Е_общ от суммарного расчетного числа приложений нагрузки за расчетный срок службы, УN_р» Q - нормативная статическая нагрузка на ось расчетного автомобиля.

В данном случае речь идёт об армировании слоёв основания или покрытий переходного типа из зернистых материалов.

Описанные выше методы определения срока службы дорожных одежд с геосинетическими материалами являются детерминированными, т.е. учитывают лишь те параметры конструкции, которые имеются в наличии в качестве исходных данных. Однако результаты таких расчётов часто расходятся с реальными данными, полученными на практике. Это происходит из-за того, что изменение параметров дорожных одежд, заданных при расчёте, носит случайный, вероятностный характер.

В связи с этим, для совершенствования существующих детерминированных методов, необходимо рассмотреть вероятностный подход к оценке срока службы дорожных одежд с геосинтетическими материалами. Такой подход изложен в рамках научного направления «Проектирование, строительство и эксплуатация автомобильных дорог по условию обеспечения безопасности движения с учётом теории риска», основателем которого является д.т.н. Столяров В.В., профессор СГТУ имени Гагарина Ю.А. В этом случае основным критерием оценки дорожной одежды будет риск её разрушения на определённый год эксплуатации дороги и его соотношение с допустимым риском [6]. Такой подход отвечает цели Федерального закона №184-ФЗ «О техническом регулировании» [7].

Литература

1. Методические рекомендации по применению геосеток и плоских георешёток для армирования асфальтобетонных слоёв усовершенствованных видов покрытий при капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог (ОДМ 218.5.001-2009) / Федеральное дорожное агентство (Росавтодор). - М.: 2010. - 85 с.

2. Справочник дорожных терминов / экономико-консультационный центр «Экон». - М.: 2005. - 303 с.

3. Проектирование нежестких дорожных одежд (ОДН 218.046-01) / Гос. служба дор. хоз. Министерства транспорта РФ. - М.: Транспорт, 2001. - 145 с.

4. О нормативах денежных затрат на содержание и ремонт автомобильных дорог федерального значения и правилах их расчета. Приказ Минтранса России от 01.11.2007 №157.

5. Методические рекомендации по применению полимерных геосеток (георешёток) для усиления слоёв дорожной одежды из зернистых материалов (ОДМ 218.5.002-2008) / Федеральное дорожное агентство (Росавтодор). - М.: 2008. - 150 с.

6. Столяров, В.В. Проектирование автомобильных дорог с учетом теории риска / В.В. Столяров // Части 1, 2. - Саратов: СГТУ, 1994. - 184 с., - 232 с.

7. О техническом регулировании: Федеральный №184-ФЗ. - Введ. 2002-27-12. - Электрон.дан. - М., - 2011. - http://consultant.ru.

Размещено на Allbest.ru