Оценка прочности дорожной одежды кратко

Обновлено: 05.07.2024

1.1. Документ содержит нормы и указания по оценке прочности и расчёту усиления нежёстких дорожных одежд. Им следует пользоваться при:

а) разработке проектов на ремонт и реконструкцию автомобильных дорог;

б) проведении обследований дорожных одежд с целью оценки их прочности;

в) приемке автомобильных дорог в эксплуатацию.

В документе использованы следующие основные понятия и определения:

Дорожная конструкция - инженерное сооружение, состоящее из дорожной одежды и верхней части земляного полотна в пределах рабочего слоя.

Дорожная одежда - многослойное искусственное сооружение, ограниченное проезжей частью автомобильной дороги, состоящее из дорожного покрытия, слоев основания и подстилающего слоя, воспринимающая многократно повторяющееся воздействие транспортных средств и погодно-климатических факторов и обеспечивающее передачу транспортной нагрузки на верхнюю часть земляного полотна.

Нежёсткая дорожная одежда - дорожная одежда со слоями, состоящими из асфальтобетонов, дёгтебетонов, укреплённых вяжущими материалов и грунтов, а также шлаков и дискретных минеральных материалов.

Прочность (несущая способность) дорожной конструкции - свойство, характеризующее способность дорожной конструкции воспринимать воздействие движущихся транспортных средств и погодно-климатических факторов.

Отказ дорожной конструкции - переход дорожной конструкции в предельное состояние.

Предельное состояние дорожной конструкции - состояние, при котором дорожная конструкция перестаёт удовлетворять предъявляемым требованиям.

Работоспособность дорожной конструкции - свойство дорожной конструкции сохранять запас прочности на многократно повторяющееся воздействие автомобильных нагрузок в пределах расчётных, межремонтных сроков службы.

Срок службы дорожной конструкции - период времени, в пределах которого происходит снижение её прочности и надежности до расчетного уровня, предельно допустимого по условиям дорожного движения.

Надежность дорожной одежды - вероятность безотказной работы дорожной одежды в пределах расчётного (нормативного) межремонтного срока службы.

Уровень надежности дорожной одежды - количественный показатель надежности, определяемый как отношение длины прочных (недеформированных) участков дороги к её общей длине.

Нормативный межремонтный период дорожной одежды - установленный действующими нормами временной период от момента строительства до капитального ремонта или между капитальными ремонтами.

Расчетный период года - наиболее неблагоприятный по условиям увлажнения период года (обычно весенний), в течение которого прочность дорожных конструкций достигает минимальных значений.

Нерасчетный период года - временной период, находящийся за пределами расчетного периода года, в течение которого слои дорожной одежды и грунт земляного полотна имеют положительную температуру.

Расчетный год - условный год с расчетным периодом, типичным для всего периода эксплуатации дорожной одежды в пределах расчётного срока её службы.

Линейные испытания - полевые испытания дорожных конструкций, проводимые равномерно вдоль обследуемого участка автомобильной дороги в объеме, достаточном для достоверной оценки их несущей способности.

Контрольные испытания - то же, на отдельных контрольных точках с целью выявления закономерности изменения жесткости дорожной конструкции во времени.

Характерный участок - однотипный участок автомобильной дороги, в пределах которого не наблюдается существенных изменений конструкции дорожной одежды и земляного полотна, интенсивности и состава дорожного движения, состояния покрытия по видам дефектов.

Расчетная нагрузка - вертикальная нагрузка, принятая для назначения требуемой прочности дорожных конструкций.

1.2. Прочность дорожных конструкций является одним из важнейших транспортно-эксплуатационных показателей, влияющих на технический уровень и эксплуатационное состояние автомобильной дороги.

Дорожная одежда считается прочной, если на рассматриваемый момент времени обеспечивается сплошность и ровность дорожного покрытия. Сплошность дорожного покрытия, достигнутая поверхностной обработкой или тонкими слоями износа, не является условием обеспеченности прочности дорожной конструкции. Условия прочности дорожной конструкции соблюдаются, если: общая толщина дорожной одежды достаточна для обеспечения её морозоустойчивости; фактический модуль упругости дорожной конструкции не ниже модуля, требуемого по условиям дорожного движения; при изгибе в связных слоях дорожной одежды не возникают растягивающие напряжения, превышающие допустимые значения; в несвязных и слабосвязных слоях дорожной одежды и грунте земляного полотна возникающие напряжения не превышают значений, при которых обеспечивается условие местного предельного равновесия по сдвигу.

В процессе эксплуатации дорожной конструкции под воздействием автомобильного движения, погодно-климатических и грунтово-гидрологических факторов происходит постепенное снижение её прочности, связанное с внутренними, необратимыми изменениями в каждом из конструктивных элементов. Эти необратимые изменения накапливаются главным образом в расчетный период года. В северных и центральных районах Российской Федерации расчетный период совпадает со временем весеннего оттаивания грунта земляного полотна, в южных - его начало совпадает с периодом выпадения зимне-весенних осадков.

1.3. Чтобы предотвратить преждевременное повреждение дорожного покрытия, оценивают прочность дорожной конструкции и назначают мероприятия, обеспечивающие её надежность и заданный срок службы.

1.4. Оценка прочности дорожных конструкций необходима:

- для накопления банка данных о состоянии эксплуатируемых дорог с целью рационального планирования денежных средств на ремонтные работы, а также определения объемов и адресов ремонтных работ;

- при проведении изыскательских работ и при подготовке технико-экономических обоснований для капитального ремонта или реконструкции дорог;

- на стадии приемки в эксплуатацию вновь построенных, реконструированных или отремонтированных участков дорог для контроля качества выполненных работ;

- при решении вопроса об усилении существующих дорожных одежд или временном ограничении движения автомобилей по осевым нагрузкам в неблагоприятные по условиям увлажнения периоды года;

- при разработке рекомендаций о пропуске по эксплуатируемым дорогам автотранспортных средств, перевозящих тяжеловесные грузы;

- в научно-исследовательских целях.

1.5. В качестве обобщающего критерия несущей способности (прочности) используют величину обратимого прогиба (модуля упругости) конструкции. Требуемые показатели прочности назначают с учетом принятой расчетной нагрузки, её суммарной повторяемости за срок службы дорожной одежды, типа дорожного покрытия, общей толщины дорожной одежды, дорожно-климатической зоны и грунтово-гидрологических условий на обследуемом участке дороги.

На стадии приемки дорог в эксплуатацию полевые испытания (контрольные и линейные) следует проводить после завершения строительства характерного участка дороги длиной не менее 500 м.

При решении вопроса об усилении покрытий дорожные одежды подвергают полевым испытаниям в случаях, когда их состояние по ровности или степени повреждения дорожных покрытий дефектами, характеризующими предельное состояние нежёсткой дорожной одежды (сетки трещин, состоящей из ячеек преимущественно в виде четырёхугольников со сторонами длиной до 1 м, при возможном сочетании с частыми поперечными трещинами, просадками, колейностью и продольными волнами длиной до 4 м) не удовлетворяет действующим требованиям. Связь между допустимым коэффициентом надежности дорожной одежды ( K н ) и показателем ровности дорожного покрытия ( d ) представлена в табл. 1.1. Испытания дорожных конструкций начинают только после приведения намеченных к обследованию участков дорог в соответствии с нормативными требованиями СНиП 2.05.02-85 (п. 6.10) в части возвышения поверхности покрытия над уровнем поверхности земли.

Связь между допустимым коэффициентом надежности дорожной одежды (K н ) и показателем ровности дорожного покрытия ( d )

Оценка прочности дорожной одежды проводится для решения вопроса о необходимости усиления или введения временного ограничения дорожного движения в случаях, когда отсутствует возможность своевременного выполнения необходимых работ по усилению дорожных конструкций или обеспечению водоотвода.

Оценка состояния дорожной одежды для определения местоположения участков дорог, на которых необходимо выполнение детального обследования дорожных конструкций, осуществляется по данным визуальной оценки состояния проезжей части дороги.

При невозможности выполнения инструментальной оценки прочности дорожной одежды определение вероятного значения коэффициента прочности Кпр производится в зависимости от средневзвешенного балла, вычисляемого по формуле (10.5) и характеризующего состояние дорожной одежды на однотипном участке обследуемой дороги:

Бср……………………………………5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1

Кпр………………………………………..1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6

Фактический модуль упругости Еф на каждом однотипном участке определяют по формуле:

Еф = КпрЕо6щ, (10.6)

где Ео6щ - общий расчетный модуль упругости, устанавливаемый для суммарного расчетного числа приложений нагрузки с момента строительства дорожной одежды или предыдущего строительства слоя усиления до момента испытаний, МПа.

В случае холодного фрезерования существующего дорожного покрытия перед усилением величина Еф должна быть снижена с учетом толщины фрезеруемого слоя.

Для последующего расчета усиления дорожной одежды необходимо установление типа грунта. Для этого определяют показатели свойств грунта земляного полотна (гранулометрический состав и число пластичности), взятого непосредственно под дорожной одеждой.

Пробы грунта можно отбирать из шурфов или скважин. Допустимо использование данных о грунте земляного полотна из паспорта на дорогу.

Для экспресс-оценки тип грунта можно устанавливать на месте, используя его визуальные отличительные признаки (табл. 10.4).

При необходимости ориентировочное значение относительной влажности грунта по этим данным на период ее определения может быть рассчитано по формуле

Wф = В (1 - а) + а, (10.7)

где Wф - фактическая влажность в долях предела текучести, равного 1 и более; В - показатель консистенции грунта (табл. 10.5);

а - коэффициент, для супесей а = 0,7. 0,75, для суглинков а = 0,6. 0,65, для глин а = 0,45. 0,5 (меньшие значения принимаются по мере увеличения содержания в грунте глинистых частиц).

Более точное значение влажности устанавливают в лабораторных условиях согласно требованиям действующих стандартов.

По результатам полевых испытаний, обрабатываемых методами математической статистики, определяют фактические показатели прочности дорожной одежды и сопоставляют со значениями, требуемыми по условиям движения, после чего делают вывод о несущей способности обследованных дорог.

Консистенция, показатель консистенции грунта Признаки
Суглинки и глины
Твердая, В 1 Грунт водонасыщенный, в спокойном состоянии расползается и растекается, способен течь по наклонной плоскости толстым слоем
Супеси
Твердая, В 1 Грунт легко деформируется от незначительного нажима и растекается

Требуемые показатели прочности назначают с учетом фактической интенсивности транспортного потока на дороге, приведенной к расчетным нагрузкам. Для приведения автомобиля к расчетным нагрузкам используют коэффициенты приведения.

Для непрочных участков рассчитывают слои усиления или назначают мероприятия по ограничению движения автомобилей по осевым нагрузкам в неблагоприятные по условиям увлажнения периоды года.

Возможно применение и комбинированного подхода, когда в течение некоторого периода ограничивается движение по дороге, а затем усиливается дорожная конструкция.

В каждом конкретном случае вопрос о проведении того или иного мероприятия должен решаться на основании технико-экономических расчетов.

Дата введения 2002-11-19

1. РАЗРАБОТАНЫ ГП "РОСДОРНИИ"

2. ВНЕСЕНЫ Управлением инноваций и технического нормирования в дорожном хозяйстве.

4. ВЗАМЕН "Указаний по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд. ВСН 52-89".

Изложены вопросы обследования и испытания нежестких дорожных одежд с целью оценки их прочности. Рассмотрены особенности расчета усиления одежд и даны рекомендации по расчету ограничения движения на дорогах в период наибольшего ослабления дорожных конструкций при их недостаточной прочности.

Учтены особенности снижения прочности дорожных одежд под многократно повторяющимся воздействием транспортных нагрузок. Даны рекомендации по приведению разновременных по сезонам года испытаний одежд к сопоставимому виду. Определены объемы полевых испытаний, достаточные для объективной оценки неоднородности дорожных конструкций по величине обратимого прогиба. Предложенные требуемые модули упругости дорожных конструкций в комплексе учитывают работу материалов конструктивных слоев по критериям сдвига и изгиба и не требуют дополнительной проверки прочности усиленных конструкций, а также их морозоустойчивости, поскольку накопленный опыт свидетельствует, что слои усиления современных дорожных конструкций, отвечающие требованиям трех критериев прочности (обратимого прогиба, сдвига и растяжения при изгибе) удовлетворяют требованиям по их морозоустойчивости.

Документ разработан творческим коллективом ГП "РОСДОРНИИ" (кандидатами техн. наук В.К.Апестиным, А.И.Дудаковым, А.Е.Мерзликиным, инж. A.M.Стрижевским) на основе обобщения многолетнего опыта использования Указаний по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд ВСН 52-89 в ходе систематических работ по диагностике федеральных автомобильных дорог. При подготовке документа использованы работы докторов техн. наук В.Н.Ефименко, М.Б.Корсунского, B.C.Радовского, Ю.М.Яковлева, кандидатов техн. наук М.С.Коганзона, В.П.Корюкова, А.А.Малышева, Г.А.Менделева, А.О.Салля, П.И.Теляева, A.M.Шака, инж. В.П.Козлова, учтены замечания доктора технических наук А.В.Линцера и кандидата технических наук С.Н.Жилина.

Отраслевые дорожные нормы предназначены для организаций, проводящих обследование и испытание дорожных одежд с целью оценки их прочности и планирования мероприятий по повышению надежности и прочности дорожных конструкций при разработке проектов на ремонт и реконструкцию автомобильных дорог, а также на стадии их приемки в эксплуатацию.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Документ содержит нормы и указания по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд. Им следует пользоваться при:

а) разработке проектов на ремонт и реконструкцию автомобильных дорог;

б) проведении обследований дорожных одежд с целью оценки их прочности;

в) приемке автомобильных дорог в эксплуатацию.

В документе использованы следующие основные понятия и определения:

Дорожная конструкция - инженерное сооружение, состоящее из дорожной одежды и верхней части земляного полотна в пределах рабочего слоя.

Дорожная одежда - многослойное искусственное сооружение, ограниченное проезжей частью автомобильной дороги, состоящее из дорожного покрытия, слоев основания и подстилающего слоя, воспринимающая многократно повторяющееся воздействие транспортных средств и погодно-климатических факторов и обеспечивающее передачу транспортной нагрузки на верхнюю часть земляного полотна.

Нежесткая дорожная одежда - дорожная одежда со слоями, состоящими из асфальтобетонов, дегтебетонов, укрепленных вяжущими материалов и грунтов, а также шлаков и дискретных минеральных материалов.

Прочность (несущая способность) дорожной конструкции - свойство, характеризующее способность дорожной конструкции воспринимать воздействие движущихся транспортных средств и погодно-климатических факторов.

Отказ дорожной конструкции - переход дорожной конструкции в предельное состояние.

Предельное состояние дорожной конструкции - состояние, при котором дорожная конструкция перестает удовлетворять предъявляемым требованиям.

Работоспособность дорожной конструкции - свойство дорожной конструкции сохранять запас прочности на многократно повторяющееся воздействие автомобильных нагрузок в пределах расчетных, межремонтных сроков службы.

Срок службы дорожной конструкции - период времени, в пределах которого происходит снижение ее прочности и надежности до расчетного уровня, предельно допустимого по условиям дорожного движения.

Надежность дорожной одежды - вероятность безотказной работы дорожной одежды в пределах расчетного (нормативного) межремонтного срока службы.

Уровень надежности дорожной одежды - количественный показатель надежности, определяемый как отношение длины прочных (недеформированных) участков дороги к ее общей длине.

Нормативный межремонтный период дорожной одежды - установленный действующими нормами временной период от момента строительства до капитального ремонта или между капитальными ремонтами.

Расчетный период года - наиболее неблагоприятный по условиям увлажнения период года (обычно весенний), в течение которого прочность дорожных конструкций достигает минимальных значений.

Нерасчетный период года - временной период, находящийся за пределами расчетного периода года, в течение которого слои дорожной одежды и грунт земляного полотна имеют положительную температуру.

Расчетный год - условный год с расчетным периодом, типичным для всего периода эксплуатации дорожной одежды в пределах расчетного срока ее службы.

Линейные испытания - полевые испытания дорожных конструкций, проводимые равномерно вдоль обследуемого участка автомобильной дороги в объеме, достаточном для достоверной оценки их несущей способности.

Контрольные испытания - то же, на отдельных контрольных точках с целью выявления закономерности изменения жесткости дорожной конструкции во времени.

Характерный участок - однотипный участок автомобильной дороги, в пределах которого не наблюдается существенных изменений конструкции дорожной одежды и земляного полотна, интенсивности и состава дорожного движения, состояния покрытия по видам дефектов.

Расчетная нагрузка - вертикальная нагрузка, принятая для назначения требуемой прочности дорожных конструкций.

1.2. Прочность дорожных конструкций является одним из важнейших транспортно-эксплуатационных показателей, влияющих на технический уровень и эксплуатационное состояние автомобильной дороги.

Дорожная одежда считается прочной, если на рассматриваемый момент времени обеспечивается сплошность и ровность дорожного покрытия. Сплошность дорожного покрытия, достигнутая поверхностной обработкой или тонкими слоями износа, не является условием обеспеченности прочности дорожной конструкции. Условия прочности дорожной конструкции соблюдаются, если: общая толщина дорожной одежды достаточна для обеспечения ее морозоустойчивости; фактический модуль упругости дорожной конструкции не ниже модуля, требуемого по условиям дорожного движения; при изгибе в связных слоях дорожной одежды не возникают растягивающие напряжения, превышающие допустимые значения; в несвязных и слабосвязных слоях дорожной одежды и грунте земляного полотна возникающие напряжения не превышают значений, при которых обеспечивается условие местного предельного равновесия по сдвигу.

В процессе эксплуатации дорожной конструкции под воздействием автомобильного движения, погодно-климатических и грунтово-гидрологических факторов происходит постепенное снижение ее прочности, связанное с внутренними, необратимыми изменениями в каждом из конструктивных элементов. Эти необратимые изменения накапливаются главным образом в расчетный период года. В северных и центральных районах Российской Федерации расчетный период совпадает со временем весеннего оттаивания грунта земляного полотна, в южных - его начало совпадает с периодом выпадения зимне-весенних осадков.

1.3. Чтобы предотвратить преждевременное повреждение дорожного покрытия, оценивают прочность дорожной конструкции и назначают мероприятия, обеспечивающие ее надежность и заданный срок службы.

1.4. Оценка прочности дорожных конструкций необходима:

- для накопления банка данных о состоянии эксплуатируемых дорог с целью рационального планирования денежных средств на ремонтные работы, а также определения объемов и адресов ремонтных работ;

- при проведении изыскательских работ и при подготовке технико-экономических обоснований для капитального ремонта или реконструкции дорог;

- на стадии приемки в эксплуатацию вновь построенных, реконструированных или отремонтированных участков дорог для контроля качества выполненных работ;

- при решении вопроса об усилении существующих дорожных одежд или временном ограничении движения автомобилей по осевым нагрузкам в неблагоприятные по условиям увлажнения периоды года;

- при разработке рекомендаций о пропуске по эксплуатируемым дорогам автотранспортных средств, перевозящих тяжеловесные грузы;

- в научно-исследовательских целях.

1.5. В качестве обобщающего критерия несущей способности (прочности) используют величину обратимого прогиба (модуля упругости) конструкции. Требуемые показатели прочности назначают с учетом принятой расчетной нагрузки, ее суммарной повторяемости за срок службы дорожной одежды, типа дорожного покрытия, общей толщины дорожной одежды, дорожно-климатической зоны и грунтово-гидрологических условий на обследуемом участке дороги.

1.6. Для оценки прочности выполняют полевые испытания (линейные и контрольные) дорожных одежд как в расчетный, так и в нерасчетные периоды года. Получаемые результаты приводят к расчетному году.

На стадии приемки дорог в эксплуатацию полевые испытания (контрольные и линейные) следует проводить после завершения строительства характерного участка дороги длиной не менее 500 м.

При решении вопроса об усилении покрытий дорожные одежды подвергают полевым испытаниям в случаях, когда их состояние по ровности или степени повреждения дорожных покрытий дефектами, характеризующими предельное состояние нежесткой дорожной одежды (сетки трещин, состоящей из ячеек преимущественно в виде четырехугольников со сторонами длиной до 1 м, при возможном сочетании с частыми поперечными трещинами, просадками, келейностью и продольными волнами длиной до 4 м) не удовлетворяет действующим требованиям. Связь между допустимым коэффициентом надежности дорожной одежды () и показателем ровности дорожного покрытия () представлена в табл.1.1. Испытания дорожных конструкций начинают только после приведения намеченных к обследованию участков дорог в соответствии с нормативными требованиями СНиП 2.05.02-85 (п.6.10) в части возвышения поверхности покрытия над уровнем поверхности земли.

Связь между допустимым коэффициентом надежности дорожной одежды () и показателем ровности дорожного покрытия ()

Варианты, намеченные при конструировании, необходимо рассчитать на прочность, то есть определить толщины слоев, соответствие конструкции критериям прочности, а также уровень надежности.

Прочность дорожной одежды представляет собой 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. Дорожную одежду следует проектировать с учетом требуемого уровня надежности (КН), под которым понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды используют предельный коэффициент разрушения ( ), физическое толкование которого соответствует понятию предельного риска (темпа) разрушения, связанного с требуемым уровнем надежности следующим выражением

Риск (темп) разрушения (или коэффициент разрушения) представляет собой отношение суммарной протяженности (или суммарной площади) участков дороги, требующих ремонта из-за недостаточной прочности дорожной одежды, к общей протяженности (или общей площади) дороги.

Значения риска разрушения (или коэффициента разрушения) на последний год службы в зависимости от капитальности дорожной одежды и категории дороги и в соответствии с формулой (1) следует принимать по табл. 3 практической работы №1.

Прочность конструкции количественно оценивается величиной коэффициента прочности. При оценке прочности конструкции в целом по допустимому упругому прогибу коэффициент прочности в общем виде определяют по формуле

При оценке прочности конструкции послойно по допускаемым напряжениям коэффициент прочности определяют по формуле

где - допустимый общий прогиб конструкции, соответствующий минимальному требуемому модулю упругости;

- расчетный общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой;

- допустимые напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки;

- расчетные действующие напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки;

- расчетный общий модуль упругости конструкции, определяемый прочностным расчетном;

- минимальный требуемый общий модуль упругости, определяемый по расчетной нагрузке.

Требуемые минимальные коэффициенты прочности при заданных уровнях надежности для расчета дорожных одежд по различным критериям прочности показаны в табл. 3 практической работы №1.

Дорожные одежды нежесткого типа рассчитывают на прочность по трем критериям:

1) по критерию упругого прогиба на основе зависимости требуемого модуля упругости конструкции от суммарного числа приложения нагрузки;

2) по критерию соответствия сдвигоустойчивости материалов конструктивных слоев и грунта возникающим в них касательным напряжениям. Этот критерий отражает условие ограничения накопления сдвиговых остаточных деформаций (формоизменения) под воздействием многократных кратковременных нагрузок;

3) по критерию соответствия сопротивления материалов монолитных конструктивных слоев возникающим в них растягивающим напряжениям от подвижной многократной нагрузки. Этот критерий отражает сопротивление этих слоев усталостным процессам, обусловливающим развитие микротрещин в монолитных слоях, потерю их сплошности и снижение распределяющей способности.

Капитальные дорожные одежды и дорожные одежды облегченного типа рассчитывают по трем критериям. Дорожные одежды с покрытиями переходного типа для дорог V категории можно рассчитывать только по первым двум критериям. Каждый расчетный критерий характеризуется своим показателем: упругий прогиб - общим модулем упругости ( ); сдвиг – напряжением сдвига в слабосвязанном материале или грунте (Т); растяжение при изгибе – наибольшим растягивающим напряжением в монолитном слое ( ). Критерий расчета считается выполненным, если коэффициенты прочности по этому критерию не менее значений, указанных в табл. 3 практической работы №1.

Характеристики материалов слоев (кроме асфальтобетона) назначают по табл.3- 12 настоящих указаний с учетом примечаний к этим таблицам. Если для материала указана характеристика R, то слой необходимо рассчитывать на растяжение при изгибе. Если для материала указаны характеристики φ и С, то слой необходимо проверить на сдвиг.

Характеристики асфальтобетона назначают отдельно для каждого критерия расчета. Для критерия упругого прогиба модуль упругости асфальтобетона Е назначают по табл. 3 при температуре +10°С. При расчете конструкции по критерию сдвига в грунте и слабосвязанных слоях Е асфальтобетона назначают по той же таблице с учетом примечания. При расчете слоя асфальтобетона на растяжение при изгибе для слоя асфальтобетона назначают модуль упругости Е и среднее сопротивление растяжению при изгибе R (при температуре 0°С) по табл. 4.




При расчете дорожных одежд на статическое действие нагрузки расчетные значения модуля упругости асфальтобетона для всех критериев расчета следует принимать по табл. 5.

Слои из асфальтобетона

Таблица 3 - Нормативные значения кратковременного модуля упругости асфальтобетонов различных составов (при расчете конструкции по допускаемому упругому прогибу и по условию сдвигоустойчивости)

Материал Марка битума Кратковременный модуль упругости , МПа, при температуре покрытия °С
+10 +20 +30 +40 +50 (60)
Плотный асфальтобетон и высокоплотный асфальтобетон Вязкого БНД и БН: 40/60 60/90 90/130 130/200 200/300
Жидкого: БГ-70/130 СГ-130/200 СГ-70/130 МГ-70/130
Пористый и высоко- пористый асфальто- бетон Вязкого БНД и БН: 40/60 60/90 90/130 130/200 200/300
Плотный дегтебетон
Пористый дегтебетон -
Асфальтобетоны холодные:
Бх Вх Гх Дх - - - - -
Примечания: 1. Модули упругости пористого и высокопористого асфальтобетона даны применительно к песчаным смесям. При температуре от 30°С до 50°С модули упругости для мелкозернистых смесей следует увеличить на 10%, а для крупнозернистых смесей - на 20%. 2. При расчете на упругий прогиб принимать при t°=+10° С.

Таблица 4 - Характеристики асфальтобетонов при расчете на растяжение

при изгибе под кратковременными нагрузками

Асфальтобетон Расчетные значения модуля упругости Е, МПа m α Нормативные значения сопротивления растяжению при изгибе, , МПа
Высокоплотный на БНД марки: 40/60 6,0 5,0/5,6* 10,00
60/90 5,5 5,2/5,9 9,80
90/130 5,0 5,4/6,3 9,50
130/200 4,5 5,8/6,8 9,30
200/300 4,3 5,9/7,1 9,00
Плотный на БНД марки: 40/60 60/90 90/130 130/200 200/300 6,0 5,5 5,0 4,5 4,3 5,0/5,6 5,2/5,9 5,4/6,3 5,8/6,8 5,9/7,1 10,00 9,80 9,50 9,30 9,00
Пористый на БНД марки: 40/60 60/90 90/130 130/200 200/300 4,5 4,3 4,0 3,75 3,7 5,8/6,8 5,9/7,1 6,3/7,6 6,6/8,2 6,7/8,2 8,30 8,00 7,80 7,60 7,10
Высокопористый на БНД марки:
40/60 4,3 5,9/7,1 5,50/6,50**
60/90 4,0 6,3/7,6 5,65/6,20
90/130 3,8 6,5/7,9 5,50/-
Холодные асфальтобетоны: Бх 3,0 8,0/10,3 4,90
Вх 2,5 9,8/13,4 4,60
Гх 2,0 13,2/19,5 4,20
Дх 2,0 13,2/19,5 3,90

Примечание: * - в числителе - для II дорожно-климатической зоны, в знаменателе - для III-V дорожно-климатических зон, ** - для песчаного асфальтобетона.

Таблица 5 - Расчетные значения модуля упругости асфальтобетона при расчете на длительную нагрузку

Вид асфальтобетона Тип смеси Расчетный модуль упругости при статическом действии нагрузки, МПа, при расчетной температуре, °С
+20 +30 +40 +50
А
Б
Плотные смеси В
Г
Д
Пористые и высокопористые смеси Крупнозернистая Мелкозернистая Песчаная
Асфальтобетоны холодные Бх Вх Гх Дх - - - - - - - - - - - -

Примечание. Модуль упругости высокоплотного асфальтобетона принимать как для плотного асфальтобетона типа А.

Конструктивные слои из органоминеральных смесей и грунтов,

укрепленных органическим вяжущим

Таблица 6 - Конструктивные слои из черного щебня

N п/п Материал Нормативные значения модуля упругости, , МПа
Черный щебень, уложенный по способу заклинки 600-900
Слой из щебня, устроенного по способу пропитки вязким битумом и битумной эмульсией 400-600

Примечание. Большие значения - для покрытий, меньшие - для оснований.

Таблица 7 - Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных смесей и грунтов, обработанных органическими и комплексными вяжущими

(органоминеральные смеси - ГОСТ 30491-97)

N п/п Материал слоя Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа
Щебеночно-гравийно-песчаные смеси и крупнообломочные грунты (оптимального/неоптимального состава) обработанные:
- жидкими органическими вяжущими или вязкими, в т.ч. эмульгированными органическими вяжущими; 450/350
- жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными или эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральными. 950/700
Пески гравелистые, крупные, средние/пески мелкие, супесь легкая и пылеватая, суглинки легкие обработанные:
- жидкими органическими вяжущими или вязкими, в т.ч. эмульгированными органическими вяжущими; 430/280
- жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными или эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральными. 700/600

Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных смесей и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими материалами

Таблица 8 - Конструктивные слои из активных материалов (шлаки, фосфогипс)

N п/п Материал Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа
Основание из подобранных оптимальных смесей из высокоактивных материалов с максимальной крупностью зерен до 40 мм, уплотненных при оптимальной влажности 650-870
То же, из активных материалов 480-700
Основание из рядовых неоптимальных смесей из высокоактивных материалов с максимальной крупностью 70 мм 450-650
То же, из активных материалов 370-480
Примечания. 1. К высокоактивным материалам относятся материалы, имеющие прочность при сжатии от 5 до 10 МПа в возрасте 90 сут. 2. К активным материалам - материалы, имеющие прочность при сжатии от 2,5 до 5 МПа в том же возрасте.

Таблица 9 - Конструктивные слои из смесей щебеночно-гравийно-песчаных и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими материалами

N п/п Материал Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа
Щебеночно-гравийно-песчаные смеси, крупнообломочные грунты (оптимальные/неоптимальные), обработанные цементом: - соответствующие марке: 20 То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим: - соответствующие марке: 20
500/400
600/550
800/700
870/830
1000/950
450/350
550/500
750/650
870/780
950/910
Пески гравелистые, крупные, средние/пески мелкие, супесь легкая и тяжелая, суглинки легкие, обработанные цементом:
- соответствующие марке: 20 То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим: 400/250 550/400
700/550
870/750
950/870
- соответствующие марке: 20 300/200
450/300
600/450
730/600
870/750

Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных материалов, необработанных вяжущими

Таблица 10 - Щебеночные основания, устанавливаемые методом заклинки (ГОСТ 25607-94)

Материал слоя Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа
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 0,25-0,75 h слоя 450/350 400/300 450/400 500/450 450-700/350-600

Примечание. Для слоя: в числителе - из легкоуплотняемого щебня; в знаменателе - из трудноуплотняемого щебня.

Таблица 11 - Конструктивные слои из смесей щебеночно-гравийно-песчаных, соответствующих ГОСТ 25607-94 и ГОСТ 3344-83

Материал слоя Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа
Щебеночные/ гравийные смеси (С) для покрытий: - непрерывная гранулометрия при максимальном размере зерен: С1 - 40 мм С2 - 20 мм 300/280 290/265
Смеси для оснований - непрерывная гранулометрия: С3- 80 мм С4- 80 мм С5- 40 мм С6- 20 мм С7- 20 мм 280/240 275/230 260/220 240/200 260/180
Шлаковая щебеночно-песчаная смесь из неактивных и слабоактивных шлаков: С1- 70 мм С2- 70 мм С4- 40 мм С6- 20 мм

Таблица 12 - Механические характеристики теплоизоляционных слоев

Материал Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа
Пенопласт 13,0-33,5
Стиропорбетон Аглопоритовый щебень, обработанный вязким битумом 500-800
Керамзитовый гравий, обработанный вязким битумом
Гравий (щебень) с легкими заполнителями, обработанные вязким битумом
Цементогрунт с перлитом
То же, с полистиролом, состава: гранулы полистирола 2-3%, песок 97-98% (% от массы), цемент 7-6%. То же, с керамзитом, состава: -песок 75%, керамзит 25%, цемент 6%. Битумоцементогрунт с перлитом, состава: перлитовый щебень 25-20%, песок 75-80%, цемент 4-6%, битум 12-10% (от массы песка, перлита и цемента). Цементогрунт с аглопоритом, состава: супесь или песок 70-80%, супесь или песок 70-80%, аглопорит 30-20%, цемент 6%. 250-350 250-350
Золошлаковые смеси, укрепленные цементом Грунт, укрепленный золой-уносом Цементогрунт, обработанный битумной эмульсией -

Вывод по практической работе № 4. Указать сконструированную дорожную одежду нежесткого типа.

ПРИМЕР КОНСТРУИРОВАНИЯ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

Предварительно намечаем конструкцию дорожной одежды со следующими толщинами слоев:

- асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90- 4см;

- асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90- 8см;

- асфальтобетон высокопористый на БНД марки 60/90- 22см;

- укрепленная цементом марки 20 щебеночно-гравийно- песчаная смесь- 26 см.

Читайте также: