Проектирование жестких дорожных одежд

; ; ; (57)

Lх(у), h, ho, hв.с принимаются в м; .



Таблица 8

Угол внутреннего трения грунта j,	Безразмерные коэффициенты
град	А1	A2	А3
4	0,06	1,25	3,51
8	0,10	1,39	3,71
10	0,18	1,73	4,17
24	0,72	3,87	6,45
26	0,84	4,37	6,90
28	0,98	4,93	7,40
30	1,15	5,59	7,95
32	1,34	6,35	8,55
34	1,55	7,21	9,21
36	1,81	8,25	9,98
38	2,11	9,44	10,80
40	2,46	10,84	11,74,

3.29.3. Высота накапливаемых wуст (см) между плитами

, (58)

где Р в кН; Lту в см; Ео в МПа; Кд -- коэффициент, учитывающий влияние виброползучести при динамическом нагружении подвижной колесной нагрузкой;

; (59)

Код -- то же, для основания толщиной hoo по табл. 9; ho -- проектная, т. е. предварительно назначенная толщина слоя укрепленного основания; Кq -- коэффициент, учитывающий влияние нагруженности основания по сдвигу;



; (60)

Из формулы (58) получаем:

, (61)

где wдоп в см.

Величину ho назначают предварительно, а затем для определения Lту уточняют исходя из условия Етро ? Ео. Ео для назначенной толщины основания определяют как эквивалентный модуль упругости по обязательному приложению 2.

Подшовные подкладки, применяемые для укрепления песчаных оснований, должны выдерживать на песчаном основании на изгиб (при приложении нагрузки через полосу шириной 10 см, размещенную в центре подкладки) нагрузку, равную 0,5Р.

Подшовные подкладки следует располагать на такой высоте, чтобы после прикатки покрытия несколькими проходами крана по сборному покрытию подкладки находились заподлицо с поверхностью основания.

При использовании в основании некондиционных сборных плит вначале определяют их конструктивные и прочностные характеристики по тем группам, на которые они были предварительно рассортированы. Расчет этих плит проводится с учетом увеличения размеров (а и в) площадки нагружения на половину толщины верхнего асфальтобетонного слоя. При необходимости под плитами можно применять укрепленный нижний слой основания, толщина которого определяется расчетом.



Таблица 9

Основание	Толщина основания hоо,	Материал выравнивающего	Значение К, когда стыки
	см	слоя	не работают	работают
Песчаное	?	Песок	5,7**	1,6**
	--	СНМ	2--3*/**	1,3**
	--	Подшовные подкладки	2--3*	1,2--1,5*
Песчано-гравийное	20	Песок	2,0	1,2
	20	Цементопесчаная смесь	1,2	1,0
Цементогрунтовое	16	Песок	1,5	1,1
	16	Цементопесчаная смесь	1,1	1,0
Нефтегрунтовое	20	Нефтегрунт	2,2	1,3
	20	СНМ	1,8	1.2
Нефтецементогрунтовое	20	Нефтегрунт	1,2	1,1
Грунтовое с добавкой отработанных буровых растворов	20	СНМ	1,1	1,0

* Меньшее значение -- для более сухого грунта земляного полотна, уплотненного в летнее время.

** Для песчаных оснований из однозернистых (барханных) песков.

Значение Код при отсутствии стыков увеличивают в 1,3 раза, а при наличии -- в 2 раза.

3.30. При расчете на работу конструкции в упругой стадии при заданном уровне надежности устойчивость основания считается обеспеченной при условии:



,

где Такт и Тдоп -- активные и допустимые напряжения сдвига, определяемые по Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа с учетом того, что в зоне швов покрытия расчетный модуль упругости Еpacч бетонного покрытия назначают по табл. 10;

Таблица 10

Класс бетона на растяжение при изгибе	Ввtв4,4	Ввtв4,0	Ввtв3,6	Ввtв3,2	Ввtв2,8	Ввtв2,4	Ввtв1,6	Ввtв1,2
Ерасч, МПа	1770	1600	1600	1520	1420	1310	930	780

Кпр -- коэффициент прочности по табл. 5.

Расчет морозозащитных и дренирующих слоев основания

3.31. Расчет морозозащитных слоев основания проводят по Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа, исходя из следующих допустимых величин общего приподнятия от выпучивания:

для цементобетонных покрытий при эксплуатации по первой расчетной схеме, для сборных покрытий из железобетонных ненапряженных плит длиной более 25h -- 3 см; для цементобетонных покрытий при эксплуатации по второй расчетной схеме, для сборных покрытий из железобетонных ненапряженных плит длиной менее 25h, из сочлененных и предварительно-напряженных плит: при отсутствии в поперечных швах стыков -- 4 см;

при их наличии -- 6 см.

3.32. Толщину дренирующего слоя hф (м) определяют в общем случае по формуле



, (62)

где Lф -- длина участка фильтрации, равная половине ширины насыпи, м; Кф -- коэффициент фильтрации дренирующего материала, м/сут.

При применении в основании нетканых синтетических материалов (геотекстиля) с Кф ? 50 м/сут. толщину дренирующего слоя из песка уменьшают на 10 -- 15 см, из песчано-гравийной смеси (ПГС) -- на 7 -- 10 см.

Меньшие значения уменьшения толщины дренирующего слоя принимают при использовании средне- и крупнозернистых песков и при содержании гравия в ПГС более 50 %, большие -- при использовании мелкозернистых песков и при содержании гравия в ПГС менее 50 %.

Нормативные и расчетные характеристики цементобетона

1. Нормативные значения прочностей и модулей упругости материалов для бетона покрытия и основания отражают условия работы конструктивных слоев и особенности технологии их устройства.

Расчетные значения характеристик отражают особенности расчетных схем, влияние действия повторных, подвижных и динамических нагрузок, особенности совместного действия внешних факторов (нагрузка и перепад температур) или совместного проявления отклонений по нескольким конструктивным параметрам (толщина слоя и прочность, модули упругости покрытия и основания).

2. Нормативная прочность бетона, указываемая в проектах, принимается в зависимости от назначения конструктивного слоя.

Для устройства монолитного цементобетонного покрытия принимают тяжелый бетон (табл. П. 1.1 настоящего приложения). Бетон для покрытий и оснований должен соответствовать требованиям ГОСТ 26633-85 и СНиП 2.05.02-85.



Таблица П. 1.1

Назначение слоя	Интенсивность расчетной	Минимальный проектный класс МПа, (марка бетона, кгс/см2)
	нагрузки, ед./сут.	на сжатие	на растяжение при изгибе
Однослойное покрытие или верхний слой двух слойного цементобетон ного покрытия	Более 2000 1000--2000 500--1000 Менее 500	В 35,0 В 30,0 В 27,5 В 25,0	Ввtв 4,4 (Rри 55) Ввtв 4,0 (Rри 50) Ввtв 3,6 (Rри 35) Ввtв 3,2 (Rри 40)
Нижний слой двухслойного цементобетонного покрытия	Более 2000 1000--2000 500--1000 Менее 500	-- ? ? ?	Ввtв 3,6 (Rри 45) Ввtв 3,2 (Rри 40) Ввtв 2,8 (Rри 35) Ввtв 2,4 (Rри 30)
Основание под покрытие:
цементобетонное	--	В 5,0 (Ри 75)	Ввtв 1,0 (Rри 12)
		В 7,5 (Ри 100)	Ввtв 1,2 (Rри 15)
		В 10,0 (Ри 120)	Ввtв 1,5 (Rри 20)
асфальтобетонное	--	В 7,5 (Ри 100)	Ввtв 1,5 (Rри 20)
		В 25,0 (Ри 300)	Ввtв 3,6 (Rри 45)

Прочность бетона слабоармированных сборных плит принимают в соответствии с табл. П. 1.1, железобетонных и предварительно-напряженных -- по табл. П. 1.2.

Таблица П. 1.2

		Проектный класс (марка бетона)
Назначение плит	Нагрузка	на сжатие	на растяжение при изгибе
Для покрытий со сроком службы:
1 -- 2 года	Колесная	В 15,0 (Ru 200)	Ввtв 2,4 (Rри 30)
	Колесная и гусеничная	В 20,0 (Ru 250)	Ввtв 2,8 (Rри 35)
до 10 лет	Колесная	В 20,0 (Ru 250)	Ввtв 2,8 (Rри 35)
	Колесная и гусеничная	В 25,0 (Ru 300)	Ввtв 3,6 (Rри 45)
более 10 лет	Колесная	В 25,0 (Ru 300)	Ввtв 3,6 (Rри 45)
	Колесная и гусеничная	В 30,0 (Ru 350)	Ввtв 4,0 (Rри 50)
Для оснований	Колесная	В 17,5 (Ru 200)	Ввtв 2,4 (Rри 30)

3. Морозостойкость бетона, работающего в покрытии, должна быть не менее значений, приведенных в табл. П. 1.3. В условиях солевой и кислотной агрессии бетон должен быть устойчивым к действию этой агрессивной среды.

Морозостойкость материала основания под цементобетонным, асфальтобетонным и сборным покрытием должна быть также не ниже указанной в табл. П. 1.3.

Таблица П. 1.3

Среднемесячная температура	Марка по морозостойкости
воздуха наиболее холодного месяца, °С	бетона в покрытии при оттаивании в 5 %-ном растворе NaCI	материала основания в воде
От 0 до минус 5	F100	F25
От минус 5 до минус 15	F150	F50
Ниже минус 15	F200	F50

Модули упругости бетона принимают по табл. П. 1.4, в зависимости от прочности бетона на растяжение при изгибе. При расчете плит сборных покрытий используют также модули упругости бетона в зависимости от прочности бетона на сжатие (табл. 18 СНиП 2.03-01-84).

Расчетный коэффициент линейной температурной деформации для бетона принимается равным 1 ? 10-5 °С-1, коэффициент Пуассона m = 0,2.

Бетон, применяемый при строительстве цементобетонных покрытий или для изготовления сборных плит, не должен быть склонным к появлению усадочных и температурных трещин. Бетонная смесь должна легко отделываться ручными гладилками, щебень при отделке поверхности покрытия или плит должен легко втапливаться в бетонную смесь.

Таблица П. 1.4

Класс бетона по прочности на	Средняя прочность на растяжение при	Расчетный модуль упругости E, МПа, бетона
растяжение при изгибе	изгибе Rри, МПа	тяжелого (с щебнем)	мелкозернистого* (песчаного)
В 4,4	5,5	36000	?
В 4,0	5,0	33000	26000
В 3,6	4,5	32000	25000
В 3,2	4,0	30000	23000
В 2,8	3,5	28000	22000
В 2,4	3,0	26000	20000
В 2,0	2,5	23000	17000
В 1,6	2,0	19000	14000
В 1,2	1,5	16000	12000

* Для определения модуля упругости мелкозернистого бетона, приготовленного из песков с модулем крупности менее 2, следует соответствующие табличные значения уменьшать на 10 %.

4. Расчетное сопротивление бетона определяют по формуле

, (1)



где Ку -- коэффициент усталости бетона при повторном нагружении;

; (2)

Кн.п -- коэффициент набора прочности; для бетона естественного твердения Кн.п = 1,2, для пропаренного -- Кн.п = 1.

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ И АСФАЛЬТОБЕТОНА

1. В расчетах дорожных конструкций на прочность используют модуль упругости грунта Егр, коэффициент Пуассона mгр, угол внутреннего трения jгр, и удельное сцепление Сгр.

2. Расчетные характеристики грунта можно определить как при непосредственных испытаниях образцов в лаборатории, так и при пробном нагружении подстилающего грунта в конструкции при расчетном состоянии. При невозможности выполнить испытания расчетные характеристики допускается устанавливать в зависимости от вида грунта и его расчетной влажности по таблицам и графикам, приведенным в настоящем приложении.

3. Значения характеристик грунтов определяют в два этапа: сначала -- расчетную влажность Wp, а затем параметры Егр, jгр и Сгр при расчетной влажности. Начальная плотность грунта, для которой устанавливают расчетную влажность Wp, должна соответствовать требованиям, СНиПа по проектированию автомобильных дорог.

4. Влажность грунта в активной зоне земляного полотна зависит от природно-климатических условий местности (табл. П. 2.1), а также от конструктивных особенностей участка дороги (вида грунта, конструкции земляного полотна).



Таблица П. 2.1

Дорожно-климатическая зона и подзона	Примерные географические границы и краткая характеристика дорожно-климатических зон и подзон
I	Севернее линии Мончегорск -- Поной -- Лесь -- Ошкурья -- Сухая -- Тунгуска -- Канск -- граница СССР -- Биробиджан -- Де-Кастри. Включает зоны тундры, лесотундры и северо-восточную часть лесной зоны с распространением вечномерзлых грунтов
II	От границы I зоны до линии Львов -- Житомир -- Тула -- Нижний Новгород -- Ижевск -- Кыштым -- Томск -- Канск -- Биробиджан -- Де-Кастри -- граница СССР с КНР. Включает зону лесов с избыточным увлажнением грунтов
II-1 (северная подзона)	Севернее линии Барановичи -- Рославль -- Клин -- Рыбинск -- Котлас -- Березники -- Ивдель
II-2 (южная подзона)	Южнее линии Барановичи -- Рославль -- Клин -- Рыбинск -- Котлас -- Березники -- Ивдель
III	От границы II зоны до линии Кишинев -- Кировоград -- Белгород -- Самара -- Магнитогорск -- Омск -- Бийск -- Туран. Включает лесостепную зону со значительным увлажнением грунтов.
IV	От границы III зоны до линии Джульфа -- Степанакерт -- Буйнакск -- Кизляр -- Волгоград и далее южнее на 200 км линии Уральск -- Актюбинск -- Караганда до северного побережья оз. Балхаш. Включает степную зону с недостаточным увлажнением грунтов
V	К юго-западу и югу от границы IV зоны. Включает пустынную и пустынно-степную зоны с засушливым климатом и распространением засоленных грунтов

Примечание. Кубань и западную часть Северного Кавказа следует откосить к III дорожно-климатической зоне.

В табл. П. 2.2 приведена расчетная влажность грунта Wp в активной зоне (верхней части земляного полотна от низа дорожной одежды до глубины 1,3 -- 1,6 м от поверхности покрытия) земляного полотна автомобильных дорог в наиболее неблагоприятный (весенний) период года. Расчетные влажности действительны для дорог с земляным полотном, удовлетворяющим требованиям СНиПа в отношении плотности грунта и возвышения низа дорожной одежды над уровнем грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод. При возвышении низа одежды, превышающем более чем на 50 % требуемое СНиПом, расчетную влажность во всех случаях следует принимать как для 1-й схемы увлажнения активной зоны (рабочего слоя). На участках дорог, проходящих в выемках и нулевых отметках с неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями, расчетную влажность грунта следует увеличивать на 0,03 Wт, где Wт -- влажность на границе текучести.

Таблица П. 2.2

Дорожно-	Схема	Расчетная влажность Wр доли Wт, грунта
климатическая зона и подзона (по табл. П. 2.1)	увлажнения рабочего слоя	супеси легкой	песка пылеватого	суглинка легкого и тяжелого, глины	супеси пылеватой и тяжелой пылеватой, суглинка пылеватого
II-1	1	0,70	0,70	0,75	0,80
	2	0,75	0,75	0,80	0,85
	3	0,75	0,80	0,85	0,90
II-2	1	0,65	0,65	0,70	0,75
	2	0,70	0,70	0,75	0,80
	3	0,70	0,70	0,75	0,85
III	1	0,60	0,65	0,70	0,70
	2 -- 3	0,65	0,70	0,75	0,75
IV	1	0,60	0,60	0,65	0,75
	2 ? 3	0,60	0,65	0,70	0,75
V	1	0,60	0,60	0,65	0,65
	2 -- 3	0,60	0,65	0,70	0,70

Примечания: 1. В основу дифференциации грунтов положена их классификация по степени пучинистости, поскольку пучинистость грунта зависит от его склонности к водонасыщению при промерзании.

2. Приведенные данные относятся к незасоленным грунтам. При возведении земляного полотна из засоленных грунтов расчетную влажность следует повышать при средней степени засоленности на 5 %, при сильной -- на 15 % и при избыточной -- на 25 %.

3. В особых случаях расчетная влажность определяется специальным расчетом.

5. Расчетная влажность грунта, приведенная в табл. П. 2.2, дифференцирована в зависимости от дорожно-климатических зон и подзон по признаку примерно одинаковой влажности грунтов земляного полотна автомобильных дорог, находящихся в сходных по схеме увлажнения рабочего слоя условиях, (табл. П. 2.3), но в различных подзонах одной и той же климатической зоны. По этому признаку II дорожно-климатическая зона разделена на две подзоны -- северную (II-1) и южную (II-2) с общей границей между ними, проходящей примерно через Барановичи -- Рославль -- Клин -- Рыбинск -- Котлас -- Березники -- Ивдель (см. табл. П. 2.1 и рис. П. 2.1.

В западных районах II -- III дорожно-климатических зон, находящихся западнее линии Псков -- Орел -- Смоленск -- Воронеж, следует учитывать влияние продолжительных зимних оттепелей и морского климата. Расчетную влажность грунтов (см. табл. П. 2.2) в этом районе следует увеличивать на (0,02 -- 0,06) Wт в зависимости от продолжительности оттепелей; расчетная влажность возрастает с востока на запад (большее значение принимается для района, лежащего западнее линии Рига -- Вильнюс -- Минск -- Харьков, меньшее -- для района, находящегося восточнее этой линии).

В приморских районах расчетную влажность надо увеличивать на 5 %.

Расчетную влажность грунта земляного полотна дорог, проходящих вблизи границ дорожно-климатических зон и подзон (± 50 км), можно принимать равной промежуточному значению между, соответствующими влажностями грунтов в смежных зонах и подзонах. 6. Внутри каждой зоны отдельные участки дорог характеризуются тремя схемами увлажнения рабочего слоя земляного полотна (см. табл. П. 2.3).



Таблица П.2.3

Схема увлажнения рабочего слоя	Источник увлажнения
1	Атмосферные осадки
2	Кратковременно стоящие (до 30 суток) поверхностные воды; атмосферные осадки
3	Грунтовые или длительно (более 30 суток) стоящие поверхностные воды; атмосферные осадки

Примечание. Условия отнесения к данному типу увлажнения указаны в табл. 13 приложения СНиП 2.05.02-85 “Автомобильные дороги”.

Схемы увлажнения рабочего слоя устанавливают при изысканиях на основании оценки условий притока и отвода воды, положения уровня грунтовых вод и их режима, а также по признакам оглеения, заболоченности и типа растительности.

7. Расчетная влажность грунта (см. табл. П. 2.2) действительна для равнинного рельефа. В предгорных и горных районах ее устанавливают по данным региональных схем дорожно-климатического районирования, разрабатываемых в дополнение к карте дорожно-климатических зон.

При отсутствии региональных схем районирования, расчетную влажность для горных (выше 1000 м) и предгорных (до 1000 м) районов увеличивают по сравнению с рекомендуемой в табл. П. 2.2 соответственно на 0,03 Wт и 0,06 Wт.

Рис. П. 2.1. Дорожно-климатические зоны СССР



8. Для отдельных, хорошо изученных регионов страны расчетная влажность (см. табл. П. 2.2) может быть откорректирована проектной организацией с учетом местных условий.

9. При расчете конструкций, для которых предусмотрены такие мероприятия как устройство монолитных оснований дорожных одежд, водонепроницаемых обочин, обеспечение безопасного расстояния от бровки земляного полотна до уреза застаивающейся воды, устройство дренажа и теплоизолирующих слоев, полностью предотвращающих промерзание земляного полотна, расчетную влажность грунта следует уменьшать на значения, указанные в табл. П. 2.4.

Таблица П. 2.4

Конструктивное мероприятие	Снижение расчетной влажности, доли Wо в дорожно-климатической зоне
	II	III	IV	V
Устройство основания одежды или морозозащитных слоев на границе раздела с грунтом земляного полотна из укрепленных материалов и грунтов на основе:
крупнообломочного грунта и песка	0,04	0,04	0,03	0,03
супеси	0,05	0,05	0,05	0,04
пылеватых песков и супесей, суглинка, зологрунтов	0,08	0,08	0,06	0,05
Укрепление обочин (не менее чем на 2/3 их ширины):
асфальтобетоном	0,05	0,04	0,03	0,02
щебнем (гравием)	0,02	0,02	0,02	0,02
Дренаж с продольными трубчатыми дренами	0,05	0,03	--	--
Обеспечение безопасного расстояния от уреза застаивающейся воды до бровки земляного полотна	0,03	0,02	?	?
Устройство в земляном полотне прослоек из полимерных рулонных материалов	0,05	0,05	0,03	0,03
Устройство теплоизолирующего слоя, предотвращающего промерзание грунта	На величину зимнего влагонакопления (по расчету)
Грунт в рабочем слое земляного полотна в “обойме”	До оптимального значения
Грунт, уплотненный до Ку = 1,03?1,05, в слое на глубине 0,3 ? 0,5 м от низа дорожной одежды	0,03--0,05	0,03--0,05	0,03--0,05	0,03--0,05

10. Для районов, характеризующихся влажностью грунта, не превышающей оптимальной, в расчетах используют значения влажности, определенные экспериментальным путем.

11. Деформативные и прочностные характеристики песков (кроме пылеватых и супеси легкой крупной) мало зависят от их влажности (во всяком случае в интервале до полной влагоемкости) и, следовательно, мало изменяются в зависимости от климатических условий. Деформативные и прочностные расчетные характеристики таких грунтов принимают по табл. П. 2.5 (при Ку = 1, определенном по методу стандартного уплотнения).

Таблица П. 2.5

Грунт	Егр, МПа	jгр, град
Песок:
крупный и гравелистый	130	42
средней крупности	120	40
мелкий	100	38
барханный	70	33
Супесь легкая крупная	60	40

Примечание. Значение Сгр принимается равным 0,005 МПа.

Деформативные и прочностные характеристики глинистых грунтов к пылеватых песков существенно зависят от их влажности. Расчетные значения этих характеристик приведены в табл. П.2.6.

Таблица П. 2.6

Грунт	Показа тель	Расчетные значения характеристик при влажности грунта, доли, Wт
		0,50	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85	0,90	0,95
Супесь	Егр, МПа	70	60	56	53	49	45	43	42	41	40
легкая	jгр, град	37	36	36	35	35	34	34	34	33	33
	Сгр, МПа	0,015	0,015	0,014	0,013	0,012	0,011	0,010	0,009	0,008	0,007
Песок	Егр, МПа	96	90	84	78	72	66	60	54	48	43
пылеватый	jгр, град	38	38	37	37	36	35	34	33	32	31
	Сгр, МПа	0,025	0,024	0,022	0,018	0,014	0,012	0,011	0,010	0,009	0,008
Суглинок	Егр, МПа	108	90	75	50	41	34	29	25	24	23
легкий и	jгр, град	32	27	24	21	18	15	13	11	10	9
тяжелый, глина	Сгр, МПа	0,045	0,036	0,030	0,024	0,019	0,015	0,011	0,009	0,006	0,004
Супесь	Егр, МПа	108	90	72	54	46	38	32	27	26	25
пылеватая,	jгр, град	32	27	24	21	18	15	13	11	10	9
тяжелая, пылеватая, суглинок легкий пылеватый	Сгр, МПа	0,045	0,036	0,030	0,024	0,016	0,013	0,010	0,008	0,005	0,004

Значения характеристик суглинка и глины даны применительно к гидрослюдистому и каолинитовому минералогическому составу глинистых частиц. Характеристики суглинков и глин монтмориллонитового состава при влажности (0,6 -- 0,75) Wт, а также некоторых засоленных грунтов следует определять экспериментальным путем. При влажности выше 0,75 Wт такие грунты практически не способны сопротивляться нагрузкам, поэтому они должны быть заменены или защищены от чрезмерного увлажнения.

12. В качестве деформативных характеристик дорожно-строительных материалов при расчетах дорожных одежд используют модуль упругости Е и коэффициент Пуассона m.

Модули упругости большинства материалов определяют при испытании на полигонах, непосредственно в дорожных одеждах, а отдельных материалов -- по результатам испытания образцов в лаборатории. Значение коэффициента Пуассона принимается среднее, часто встречающееся у наиболее распространенных дорожно-строительных материалов, m = 0,30.

13. Прочностными характеристиками дорожно-строительных материалов являются:

зернистых материалов, характеризующихся отсутствием прочных связей между частицами (щебеночных, гравийных, песчаных и т.п.), а также материалов, укрепленных жидкими битумами, -- параметры, определяющие сопротивление сдвигу, j и С;

монолитных материалов с достаточно прочным и невосстанавливающимися связями (смесей с цементом и другими вяжущими неорганического происхождения, с вязкими битумами) -- сопротивление растяжению, при изгибе Rри.

Значения параметров j, С и Rри получают в результате испытаний образцов в лаборатории или из таблиц, приведенных в настоящем приложении.

14. Деформативные и прочностные характеристики, приведенные в табл. П. 2.7 и П. 2.8, представляют собой наименьшие, часто встречающиеся значения для материалов, соответствующих нормативно-техническим требованиям.

Эти значения можно принимать в качество расчетных для наиболее распространенных условий. По мере накопления экспериментальных данных их следует уточнять и дифференцировать.

15. Модули упругости материалов, не укрепленных вяжущими, а также материалов и грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими, сравнительно мало зависят от режима нагружения -- скорости возрастания нагрузки и длительности ее действия.

В табл. П. 2.5 -- П. 2.8 приведены расчетные значения модулей упругости таких материалов, получаемые обычно как при статическом (длительном), так и при динамическом (кратковременном) нагружении.

Таблица П. 2.7

Материал, класс прочности	Расчетные значения характеристик материалов и грунтов, укрепленных вяжущим
	Модуль упругости, Е, МПа	Предел прочности на растяжение при изгибе Rpи, МПа
Щебень и гравий, укрепленные цементом, марок:
75	1000	0,7
60	900	0,6
40	700	0,5
Крупнообломочные грунты и песчано-гравийные смеси оптимального или близкого к оптимальному составов, укрепленные комплексными вяжущими:
I	900--700	0,55--0,45
II	650--500	0,42?0,35
III	450--300	0,32?0,25
То же, укрепленные цементом:
I	800?550	0,46--0,34
II	530--350	0,33?0,25
III	320--280	0,22?0,20
To же, укрепленные активной золой уноса или гранулированным шлаком известью, фосфатными вяжущими и другими композиционными вяжущими из них с добавками ПАВ либо без них:
I	700?530	0,40--0,32
II	500?330	0,31?0,22
III	300--250	0,20--0,18
Крупнообломочные грунты и песчано-гравийные смеси неоптимального состава, пески (кроме мелких, пылеватых и одноразмерных), супесь легкая крупная, щебень малопрочных пород и отходы камнедробления, укрепленные комплексными вяжущими:
I	800--650	0,50--0,42
II	600--450	0,40--0,32
III	420--280	0,31--0,2,4
То же, укрепленные цементом:
I	700--500	0,40--0,30
II	480--330	0,28--0,22
III	300-250	0,19--0,18
To же, укрепленные активной золой уноса или гранулированным шлаком, известью, фосфатными вяжущими и другими композиционными вяжущими из них с добавками ПАВ либо без них:
II	450--300	0,25--0,17
III	280-200	0,16--0,12
Пески мелкие и пылеватые, супесь легкая и пылеватая, укрепленные комплексными вяжущими:
I	750--600	0,47--0,40
II	550--400	0,37--0,30
III	380--250	0,28--0,22
То же, укрепленные цементом:
I	650--480	0,35--0,26
II	450?300	0,25?0,16
III	260--220	0,16--0,13
То же, укрепленные активной золой уноса или гранулированным шлаком, известью, фосфатными вяжущими и другими композиционными вяжущими из них с добавками ПАВ либо без них:
II	430--280	0,22--0,1.1
III	280--180	0,08--0,07
Побочные продукты промышленности (каменные материалы и крупнообломочные грунты, сопутствующие рудным ископаемым: золошлаковые смеси; формовочные смеси; фосфоритные хвосты и т.п.), укрепленные комплексными вяжущими:
I	700?550	0,45?0,37
II	540--350	0,36--0,28
III	320?200	0,26--0,12
То же, укрепленные цементом:
I	600--420	0,30--0,22
II	400--250	0,20?0,14
III	220--180	0,12--0,09
To же, укрепленные активной золой уноса или гранулированным шлаком, известью, фосфатными вяжущими, другими композиционными вяжущими из них с добавками ПАВ либо без них:
II	350--220	0,15--0,08
III	200--130	0,08--0,06
Супеси тяжелые, пылеватые, суглинки легкие, укрепленные комплексными вяжущими:
I	600--500	0,40--0,35
II	450--300	0,32?0,25
III	280--150	0,24--0,10
То же, укрепленные неорганическими вяжущими -- цементом, золой уноса или гранулированным шлаком:
I	500--350	0,22--0,16
II	350--230	0,16--0,12
III	200--120	0,09--0,07
Суглинки тяжелые пылеватые, глины песчанистые и пылеватые, укрепленные неорганическими и комплексными вяжущими:
II	330--200	0,12--0,08
III	180--80	0,08--0,05

Таблица П. 2.8

Материал	Расчетные значения характеристик естественных материалов и грунтов, укрепленных на дороге	Примечание
	jград	С, МПа	Е, МПа
Щебень фракционированный 1 -- 3 классов прочности, уложенный по способу заклинки, из прочных осадочных и изверженных пород	--	--	350--450 400--350	--
Фракционный щебень, укрепленный цементопесчаной смесью по способу пропитки	--	--	500	--
Шлак 1 -- 4 классов прочности, однородный по качеству, с подобранным зерновым (гранулометрическим) составом:				Большие значения при устойчивой структуре шлака
активный	--	--	350--450
малоактивный	--	--	200?300
Рядовой шлаковый щебень	--	--	150--200	--
Каменная мостовая и пакеляж			400--500
Грунт, укрепленный жидким битумом
Супесь непылеватая	25--35	0,02-0,035	150?00	Большие значения при смешении в установке и при применении битумной эмульсии
Суглинок, супесь пылеватая	15?25	0,02-0,035	80--150
Песчано-гравийные смеси № 1, 2, 4 (по ГОСТ 25607-83)	45	0,02	180	Показатели С и Е при остаточной пустотности уплотненного
Песок:				песка (%) 26 < п < 32
крупный и гравелистый	43	0,008	130	-- снижаются на 20 %,
средней крупности	40	0,006	120	а при п > 32 -- на 40 %
мелкий	38	0,005	100

16. Расчетные значения характеристик неукрепленных малопрочных каменных материалов устанавливают по рис. П. 2.2.

К малопрочным каменным материалам относятся гравий, щебень, гравийные, щебеночные и гравийно(щебеночно)-песчаные смеси, в которых содержится (или может образоваться в процессе строительства и эксплуатации основания) избыточное по сравнению с нормируемым количество мелких частиц с Jр < 7. Предусматривается применение природных или искусственно составленных смесей с содержанием зерен гравия (щебня) крупнее 5 мм не менее 20 %, щебня из осадочных пород марок по дробимости 400; 300 и 200, щебня из изверженных и метаморфических пород марки по дробимости 600, дресвы, опоки, грунтощебня и др.

Упругодеформативные и прочностные свойства малопрочных материалов зависят в основном от процентного содержания в смеси и пластичности фракций размером мельче 0,63 мм; для щебня число пластичности этих фракций определяется после его стандартного испытания на дробимость или износ.

17. Расчетные характеристики слоев из щебеночных смесей и щебня для дорог во II -- III дорожно-климатических зонах устанавливают по рис. П. 2.2; для дорог в IV -- V дорожно-климатических зонах эти значения следует увеличивать на 25 %.

Расчетные характеристики из гравийных и песчано-гравийных смесей для дорог в IV -- V дорожно-климатических зонах устанавливают по графику рис. П. 2.2; для дорог во II -- III дорожно-климатических зонах эти значения следует уменьшать на 30 %.

18. Расчетные модули упругости слоев основания и асфальтобетона, не вошедшие в таблицы настоящего приложения, а также их расчетные сопротивления растяжению при изгибе принимаются по приложению 9 СНиП 2.05.08-85.

Рис. П. 2.2. Зависимость расчетных характеристик малопрочных каменных материалов от содержания в них частиц мельче 0,63 мм или показателя дробимости малопрочного щебня (цифры у кривых -- число пластичности частиц мельче 0,63 мм)

Таблица П.2.9

		Характеристика при расчете верхнего слоя асфальтобетона
Асфальтобетон	Марка битума	Модуль упругости Eа, МПа	Среднее сопротивление растяжению при изгибе Rd, МПа
Плотный I -- II	БНД 40/60	6000	3,2
марок	БНД 60/90	4500	2,8
	БНД 90/130	3600	2,4
	БНД 130/200	2600	2,0
	БНД 200/300	2000	1,8
	БГ 70/130	1700	1,7
	СГ 130/200	1500	1,6
Пористый	БНД 40/60	3600	1,8
	БНД 60/90	2800	1,6
	БНД 90/130	2200	1,4
	БНД 130/200	1800	1,2
	БНД 200/300	1400	1,1

Таблица П.2.10

Вид асфальтобетонной	Характеристика асфальтобетона для расчета на сдвиг
смеси	Комплексный коэффициент К	Сцепление Сгр, МПа
Крупнозернистая	1,6	0,30/0,27
Мелкозернистая	1,1	0,20/0,17
Песчаная	0,9	0,15/0,13

Примечание. В числителе -- для горючих смесей на вязких битумах (40/130), в знаменателе -- для смесей с битумами марок 130/300.

Таблица П. 2.11

Административный район	Расчетная амплитуда колебаний температуры, t за сутки на поверхности покрытия
	цементобетонного Бп	асфальтобетонного Ап
Мурманская обл., Ненецкий нац. округ	10,5	11,5
Архангельская, Ленинградская, Псковская, Н. Городская, Кировская, Костромская, Ярославская, Камчатская области, Коми и Карельская АССР	12,0	13,0
Новгородская, Вологодская, Пермская, Тверская, Калининградская, Московская, Смоленская, Брянская, Тульская, Орловская, Ульяновская, Магаданская области, Марийская, Мордовская, Чувашская, Башкирская АССР, Хабаровский кр.	14,0	15,0
Калужская, Рязанская, Курская, Белгородская, Воронежская, Тамбовская, Пензенская, Саратовская, Татарстан, Свердловская, Челябинская, Томская области, Бурятская, Якутская АССР (южная часть), Приморский кр., Белорусская ССР	14,5	15,5
Ростовская, Волгоградская, Астраханская, Оренбургская, Курганская, Омская, Кемеровская, Иркутская, Амурская, Сахалинская области, Северо-Осетинская, Дагестанская АССР, Красноярский, Алтайский кр., Украинская ССР	15,5	16,5
Читинская обл., Краснодарский, Ставропольский кр., Чечено-Ингушская АССР, республики Закавказья, Средней Азии, ССР Молдова	16,5	17,5
Горно-Алтайский АО	18,0	19,5
Географическая широта местности (град. сев. ш)	Исходная расчетная температура бетона, (Тисх, °С) при укладке	Максимальная расчетная температура бетона (на глубине 10 см), Тмах,
	в апреле	в мае	°С
56 (г. Москва)	18,0	32,5	48,0
53 (г. Самара)	19,5	39,0	48,5
49 (г. Волгоград)	25,5	45,0	53,0
42 (г. Ташкент)	39,0	55,5	65,0



Рис. П. 2.3. Зависимость коэффициента усталости асфальтобетона. Куа от суточной интенсивности движения Nc

Эквивалентный модуль упругости основания Еэо определяется по формуле

, (1)

где ; i ? номер рассматриваемого слоя дорожной одежды, считая сверху вниз; hi -- толщина 1-го слоя, см; -- общий модуль упругости полупространства, подстилающего i-й слой, МПа; Еi -- модуль упругости материала i-го слоя, МПа; Д -- диаметр отпечатка колеса или площадки силового контактирования верхнего слоя с нижележащим; принимается Д = 50 см; для сборного покрытия Д = 2а + h или Д = 2в + h.

Для основания, работающего на изгиб (бетон, цементогрунт),

, (2)



где Дш -- условный диаметр штампа, применяемый при определении модуля упругости грунта, см; Дш = 50 см.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 1

Требуется запроектировать дорожную одежду с цементобетонным монолитным покрытием на магистральной дороге общегосударственного значения.

Исходные данные:

ширина проезжей части для движения в одном направлении -- 7,5 м;

ширина земляного полотна (с учетом обочин) -- 15 м;

расчетный срок службы покрытия -- 25 лет;

расчетная нагрузка на дорожную одежду Рк = 50 кН;

давление в шинах -- 0,6 МПа;

интенсивность движения ед/сут в первый год службы характеризуется следующими данными:

ГАЗ-53А ............. 1080

ЗИЛ-180 ............... 950

МАЗ-500А ......... 1040

КамАЗ-5511 ........ 900

Икарус-250 ......... 500

показатель ежегодного роста интенсивности движения q = 1,05;

дорожно-климатическая зона -- II-1;

схема увлажнения рабочего слоя -- 2;

грунт земляного полотна -- суглинок легкий пылеватый;

глубина промерзания -- 1,5 м;

глубина залегания уровня грунтовых вод -- 1,8 м;

коэффициент фильтрации дренирующего материала (песка) Кф = 3 м/сут;

материал покрытия -- бетон класса Ввtв 4,4;

материал основания -- песок, укрепленный цементом, нижний слой -- песок среднезернистый;

расчетная влажность грунта Wр = 0,85 Wт;

Назначение расчетных характеристик грунтов и материалов дорожных одежд

Для проведения расчетов назначаем следующие показатели:

1) требуемый уровень надежности и соответствующий ему коэффициент прочности по табл. 5 Норм:

для вычисленной ниже интенсивности движения (1458 ед/сут) вероятность предельного состояния уровень (надежности) 0,95; коэффициент прочности Кпр = 1,00;

2) расчетный модуль упругости грунта по табл. П. 2.6:

для суглинка легкого пылеватого при Wр = 0,85 Wт Егр = 27 МПа;

3) расчетные характеристики сопротивления грунта сдвигу по табл. П. 2.6:

для суглинка легкого пылеватого jгр = 11°; Сгр = 0,008 МПа:

4) коэффициенты А1, А2 и А3, учитывающие сопротивление грунта сдвигу по табл. 8 Норм:

при j = 11° А1 = 0,2; А2 = 1,9; А3 = 4,4;

5) плотность грунта j = 1,9 т/м3;

6) модуль упругости материала верхнего слоя основания (песок, укрепленный цементом) по табл. П. 2.7:

для песков (кроме мелких пылеватых и одноразмерных), укрепленных. цементом, 1 класса прочности (Rс7,5) Eц/гp = 600 МПа;

7) модуль упругости песчаного слоя основания по табл. П. 2.5

для песка среднезернистого Еп = 120 МПа;

8) характеристики сопротивления сдвигу песчаного слоя по табл. П. 2.8:

угол внутреннего трения jп = 40°, сцепление С = 0,006 МПа;

9) коэффициент Код виброползучести материала основания по табл. 10 Норм:

для цементогрунта на песке (ho = 16 см) Код = 1,5, когда стыки не работают; Код = 1,1, когда стыки работают;

10) коэффициент виброползучести песка Код по табл. 9 Норм:

для песчаного основания Кодп = 5,7, когда стыки не работают; Кодп = 1,6, когда стыки работают;

11) модуль упругости и сопротивление растяжению при изгибе бетона по табл. П. 1.4:

для бетона класса Bвtв 4,4 Rpи 55, Е = 36000 МПа;

12) характеристики для расчета конструкций на морозоустойчивость:

а) допустимое морозное поднятие одежды:

для цементобетонных покрытий с условиями эксплуатации по 1-й расчетной схеме допустимая величина общего приподнятия от выпучивания 3 см;

б) климатический показатель ао по ВСН 46-83 (рис. 4.4) ао = 90 см2 (сут г. Тверь);

в) показатель пучинистости грунта В? по ВСН 46-83 (табл. 4.2):

для суглинка тяжелого пылеватого В? = 4,5 см3/сут.

Определение расчетной интенсивности нагрузки

Так как задана интенсивность движения автомобилей различных марок с нагрузкой на ось Рi, то сначала число воздействий заданных автомобилей приводим к числу воздействия расчетных нагрузок:

1) по формуле (5) Норм находим коэффициент приведения i-го автомобиля с нагрузкой Pi (по ВСН 46-83) к нормативной нагрузке Р = 50 кН:

ГАЗ-53 A ? Ki = (28,0/50,0)4,64 = 0,07;

ЗИЛ-130 ? Кi = (34,8/50,0)4,64 = 0,19;

МАЗ-500А -- Кi = (50,0/50,0)4,64 = 1,0;

КамАЗ-5511 -- Кi = l,05 (по ВСН 46-83);

Икарус-250 -- Кi = (47,9/50,0)4,64 = 0,82;

2) по табл. 6. Норм для двух полос движения fпол = 0,55;

3) по формуле (4) Норм находим интенсивность движения Nпp, приведенную к расчетной нагрузке:

Nпp = 0,55 (0,07 ? 1080 + 0,19 ? 950 + 1,0 ? 1040 + 1,05 ? 900 + 0,82 ? 500) = 1458 ед./сут;

4) по формуле (3) определяем расчетную повторность нагружения при Т = 25 лет; nc = 210 сут; q = 1,05:

.

Определение необходимости проведения расчета конструкции на морозоустойчивость

Так как грунт земляного полотна (суглинок тяжелый пылеватый) является очень пучинистым по ВСН 46-83 (табл. 30); глубина промерзания конструкции 1,5 м, что меньше 0,6 м и толщина дорожной одежды не превышает 2/3 глубины промерзания, то расчет выполняем согласно разделу 4 ВСН 46-83.

По ВСН 46-83 (прил. 9, табл. 32) определяем эквиваленты теплотехнических свойств материалов по отношению к уплотненному щебню:

Ец/б = 1,03; Ец/гр = 1,00; Eп = 0,98.

Кроме того, для расчета необходимы следующие данные:

z -- расчетная глубина промерзания z = 150 см;

z1 -- толщина стабильных слоев дорожной одежды z1 = 73 см;

Н -- расчетная глубина залегания УГВ Н = 180 см;

В' -- комплексная характеристика грунта по степени пучинистости, В? = 4,5 см3/сут; ао -- климатический показатель, ао = 90 см2/сут.

Определяем отношения:

z1/z = 73/150 = 0,49; z/Н = 150/180 = 0,83.

По ВСН 46-83 (рис. 4.2)



,

отсюда = 2,70 см.

Известно, что конструкция достаточно морозоустойчива, если удовлетворяется условие: (lпуч + lмз) < lдоп,

где lпуч -- расчетное (ожидаемое) пучение грунта, земляного полотна; lмз -- расчетное пучение морозозащитного слоя; lдоп -- допустимое зимнее выпучивание покрытия.

Поскольку для устройства морозозащитного слоя применяется среднезернистый песок, то согласно ВСН 46-83 lмз = 0. Отсюда lпуч + lмз = 2,70 + 0 = 2,70 см < 3,0 см, т. е. условие конструкции на морозоустойчивость выполняется.

Расчет необходимой толщины дренирующего слоя

По формуле (62) Норм находим толщину дренирующего слоя:

hф = 0,1(1 + Lф/Кф).

Согласно исходным данным ширина земляного полотна 15 м, Кф = 3 м/сут. Тогда Lф = 15/2 = 7,5 м и hф = 0,1 (1 + 7,5/3) = 0,35 м. Принимаем толщину дренирующего слоя равной 35 см.

Назначение конструкции дорожной одежды

Назначаем следующую конструкцию дорожной одежды:

покрытие -- цементобетон класса Ввtв 4,4; Е = 360000 МПа;

основание -- песок, укрепленный цементом 1 класса прочности (Rс 7,5);

Ео = 600 МПа; ho = l6 см;

нижний слой основания -- песок среднезернистый;

Еп = 120 МПа; hn = 35 см.

Конструкции швов принимаем в соответствии с рис. 3 Норм. Согласно п. 2.11 Норм поперечные швы устраивают без штырей, при температуре бетонирования более 10 °С швы расширения в данной конструкции допускается не устраивать.

В соответствии с п. 2.7 Норм lсж = 25 h = 5,5 м.

Определение эквивалентного модуля упругости

1. На уровне дренажного слоя песка:

При Егр = 27 МПа; Еп = 120 МПа; hп = 35 см; Д = 50 см, по формуле (2) прил. 2.

см.

По формуле (1) прил. 2.

МПа

2. На уровне слоя цементогрунта:

При Ец/гр = 600 МПа; Ео = 51,25 МПа; hц/гp = 16 см; Д = 50 см.

см;

МПа.

Определение расчетной прочности бетона

По формуле (2) прил. 1 при Npt = 14613113 циклов нагружения Ку = l,08 ? = 0,38.

По формуле (1) прил. 1:

МПа.

Определение толщины покрытия

1) по формуле (1) Норм определяем расчетную нагрузку

Р = 50 ? 1,3 = 65 кН;

2) по формуле (10) определяем радиус отпечатка колеса при qш = 0,6 МПа:

см;

3) для нескольких значений h определяем: lу -- по формуле (11) Норм; Кt -- по табл. 7 Норм; sрt -- по формуле (9); Ку -- по формуле

,

Значения указанных величин приведены в табл. П. 3.1.

Общее количество стержней равно 26+ = 58 ? 5, что не превышает ранее определенного количества стержней 27?2+20 = =74 ? 5.

Определение прочности стыковых соединений

Определяем требуемую и фактическую прочность стыковых соединений для Р = 103 кН, при допустимой величине пластических деформаций (уступов) 3 мм (для цементогрунтового основания) и wпл = 5 мм для песчаных оснований.

При отсутствии данных по качеству выполнения дорожно-строительных работ величина Тпрог принимается для цементобетонных покрытий с высокой интенсивностью движения (1000 и более расчетных циклов нагружения в сутки) не менее 25 лет, для покрытий с меньшей интенсивностью -- не менее 15 лет, для асфальтобетонных покрытий на бетонном основании -- не менее 15 лет и для сборных покрытий в Западной Сибири, не закрытых защитными слоями, -- не менее 12 лет.

Если данные по качеству строительства дорог в аналогичных условиях имеются, то для дорожной одежды с цементобетонным покрытием

Тпрог = Тмакс ? Куст ? Кст ? Кров ? Кт ? Кп ? Кмрз,

где Тмакс -- максимально возможная долговечность, которую для оценочных расчетов можно принять равной 40 годам;

Куст -- коэффициент, учитывающий влияние строительных уступов в поперечных швах;

;

-- средняя высота уступов между плитами сразу же после строительства (данные толчкомера, деленные на количество поперечных швов на 1 км покрытия, или данные непосредственных замеров);

-- предельно-допустимая величина уступов, принимаемая равной 2 см,

Кст -- коэффициент, учитывающий влияние стыковых соединений;

;

и -- фактическая и требуемая по расчету прочности стыковых соединений;

Кров -- коэффициент, учитывающий влияние осадки земляного полотна в процессе эксплуатации;

Кров = 1 -- 0,02уост;

уост -- ожидаемая полная осадка земляного полотна;

Кr -- коэффициент, учитывающий влияние перегруженности основания;



;

и -- фактически достигаемый и требуемый по расчету эквивалентные модули упругости основания;

Кп -- коэффициент перегруженности покрытия;

:

hф и hп -- фактическая (средняя по участкам) и проектная толщины покрытия;

Кмрз -- коэффициент морозостойкости (долговечности) бетона:

;

Fф -- фактическая морозостойкость бетона; определяют испытаниями или для оценочных расчетов на основе состава бетона по формуле (считая, что качество материалов отвечает нормам)

;

vв.в -- фактическое количество вовлеченного воздуха; % массы цемента;

Кодн -- коэффициент однородности; при уплотнении бетона поверхностными вибраторами Кодн = 0,33, глубинными вибраторами с удалением цементного молока с поверхности покрытия -- Кодн = 0,50; mусл -- коэффициент, учитывающий условия эксплуатации; при использовании в первый год эксплуатации для борьбы с гололедом хлористых солей, или при воздействии на бетон органических кислот, или при незаполненных швах mусл = 0,5; в остальных случаях mусл = 1,0;

Fтp -- требуемая морозостойкость бетона.

В. Определение стоимости и приведенной стоимости технологического оборудования

Стоимость технологического оборудования рассчитывают по формуле (3), а его приведенная стоимость -- по формуле

. (11)

Г. Определение трудоемкости

Трудоемкость С (чел.-дн) вычисляют по формуле

Стр = ?Соп, (12)

где Соп -- трудоемкость отдельных операций.

Для оценки трудоемкости определяют относительную трудоемкость

. (13)

или выработку на одного рабочего

. (14)

Д. Определение материалоемкости

Минимум материалоемкости устанавливают путем сравнения альтернативных конструкций, уже определенных как рациональные по другим показателям. Этими альтернативными конструкциями могут быть:

цементобетонное и асфальтобетонное покрытия;

покрытия на разных видах основания (с учетом применения в зависимости от жесткости основания разных по конструкции и по стоимости бетоноукладчиков);

асфальтоцементобетонные покрытия с применением разных по составу верхних асфальтобетонных и нижних цементобетонных слоев;

цементо- и асфальтобетонные покрытия с разным расстоянием между поперечными и продольными швами;

сборные покрытия из плит различной конструкции (разной толщины, длины и ширины, с наличием надрезов в сочлененных плитах для экономии арматуры);

цементобетонные покрытия различной морозостойкости (с разным количеством воздухововлекающих добавок) и пр.

Большое разнообразие сравниваемых вариантов и зависимостей позволяет рекомендовать для определения оптимума расчетные зависимости Норм и подсчет расходов материалов исходя из данных соответствующих инструкций и рекомендаций. При этом следует обратить внимание на объемы привозных и фондируемых материалов, на влияние, оказываемое последними на долговечность конструкции.

Е. Общие рекомендации по выбору рациональных вариантов конструкции жестких дорожных одежд

При выборе рациональных вариантов конструкций дорожных одежд следует ориентироваться прежде всего на создание долговечных конструкций, так как стоимость сравниваемых видов конструкций отличается по вариантам в меньшей степени, чем приведенная к сроку службы, а последняя является объективным показателем для оценки экономичности дорожного строительства в целом и определения максимально возможной протяженности дорожной сети для данного уровня финансирования.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ ЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Такие параметры конструкции жестких дорожных одежд, как эквивалентный модуль упругости основания под покрытием, толщина покрытия, модуль упругости и прочность бетона, а также коэффициенты вариации по этим параметрам, могут дополнительно контролироваться с помощью замеров прогибов нагруженных углов плит или замеров кривизны изгиба плит под колесной нагрузкой в точках контроля. Прогиб угла плит определяется с помощью консольного прогибомера, опирающегося на обочину кривизна изгиба плиты -- с помощью трехточечных прогибомеров, устанавливаемых возле колес нагружения или между ними (рис. П. 5.1). Первый отсчет снимают, когда нагрузка находится в точке контроля, второй -- после съезда нагрузки с этой точки за пределы зоны прогиба т.е. на 4 -- 6 м.

Эквивалентный модуль упругости (МПа) основания определяют по формуле

, (1)

где Р -- нагрузка на колесную опору, Н; w -- прогиб угла плиты, mст -- коэффициент, учитывающий влияние стыков; если стыки работают, то mст = 0,7, если нет, то mст = 1,0.

Определение Ео должно проводиться до начала временной эксплуатации покрытия, т. е. до появления под углами плит пластических деформаций основания.

Толщину покрытия h (см) определяют по формуле

, (2)



где h1 -- толщина плиты в базовых (3 -- 6) точках, аналогичных точкам контроля по условиям работы, см; f1 -- стрела изгиба в базовых точках от той же нагрузки, что и в контрольных точках; f --стрела изгиба плиты в контрольной точке.

Если толщина покрытия в базовых точках неизвестна, то толщина плиты в контрольных точках с достаточной для определения коэффициента вариации точностью определяется по следующим формулам:

для центра плиты

; (3)

для края плиты

, (4)

где lпp -- длина трехточечного прогибомера.

Величину Е можно определить из прочности бетона по формуле

, (5)

вытекающей из табличных данных СНиП 2.06.08-85.

Если толщину покрытия в контрольных точках можно определить параллельно непосредственным замером, то появляется возможность:

а) при известных значениях f1, h1, Rpи1, f, h определить прочность бетона на растяжение при изгибе относительно известной прочности Rpи1 в базовых точках:



, (6)

Рис. П. 5.1. Расположение колесной нагрузки трехточечных прогибомеров (1, 2 и, как вариант, 3) -- при определении эквивалентного модуля упругости основания (А), толщины покрытия (Б); индикатор прогибомера (4); направление съезда автомобиля с точки испытания

б) при известных значениях f1, h1, Rи, f, h определить прочность бетона на сжатие:

(7)

Если известно E1, то



. (8)

При определении коэффициентов вариации можно применять вероятные или усредненные значения Rpи1, h1 и E1.

Размещено на Allbest.ru