Справочник по ГОСТам и стандартам
Новости Аналитика и цены Металлоторговля Доска объявлений Подписка Реклама
   ГОСТы, стандарты, нормы, правила
 

ОДН 218.046-01
Проектирование нежестких дорожных одежд (взамен ВСН 46-83)

ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд (взамен ВСН 46-83)

 

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБАДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА

МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТАРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

Отраслевые дорожные нормы

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕЖЕСТКИХДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

 

ОДН 218.046-01

 

Дата введения 2001.01-01

 

 

Документ содержит указания по конструированию и расчетунежестких дорожных одежд автомобильных дорог общей сети. ОДН применимы дляпроектирования вновь сооружаемых дорожных одежд, новых участковреконструируемых дорог, разработки альбомов типовых конструкций, а также могутиспользоваться при оценке прочности и при проектировании усиления дорожныходежд существующих дорог.

Предназначены для работников системы дорожногохозяйства.

Общее редактирование выполнено д-ром техн. наук. В.Д.Казарновским и канд. технич. наук В.М. Юмашевым. Список участников разработкиОДН приведен в Приложении9.

 

1. Разработаны ФГУП “Союздорнии” с участиемС.-Петербургского филиала “Союздорнии”, Омского филиала “Союздорнии”, МАДИ(ТУ), ГП “Росдорнии”.

 

ВнесеныУправлением инноваций и технического нормирования в дорожном хозяйстве.

 

2. Утверждены и введены в действиеРаспоряжением Государственной службы дорожного хозяйства (Росавтодора)Министерства транспорта Российской Федерации от 20.12.00 № ОС-35-Р.

 

3. Взамен “Инструкции по проектированиюдорожных одежд нежесткого типа. ВСН 46-83”.

 

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1. Документ содержит нормы и указания поконструированию и расчету нежестких одежд автомобильных дорог общей сети. Имследует пользоваться при:

а) проектировании одежд на вновь сооружаемых дорогах,на новых участках реконструируемых дорог; б) разработке каталогов и альбомовтиповых решений по конструкциям дорожных одежд на дорогах общей сети.

1.2. К нежестким дорожным одеждам относят одежды сослоями, устроенными из разного вида асфальтобетонов (дегтебетонов), изматериалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными идругими вяжущими, а также из слабосвязных зернистых материалов (щебня, шлака,гравия и др.).

1.3. Различают следующие элементы дорожной одежды:

Покрытие -верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая усилия от колес транспортныхсредств и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов.

По поверхности покрытия могут быть устроены слоиповерхностных обработок различного назначения (слои для повышенияшероховатости, защитные слои и т.п.).

Основание -часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием и обеспечивающаясовместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение ихвеличины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте), атакже морозоустойчивость и осушение конструкции.

Следует различать несущую часть основания (несущееоснование) и дополнительные слои основания. Несущая часть основания должнаобеспечивать прочность дорожной одежды и быть морозоустойчивой.

Дополнительные слои основания - слои между несущимоснованием и подстилающим грунтом, предусматриваемые при наличиинеблагоприятных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условий. Этислои совместно с покрытием и основанием должны обеспечивать необходимые морозоустойчивостьи дренирование конструкции и создавать условия для снижения толщины вышележащихслоев из дорогостоящих материалов. В соответствии с основной функцией, которуювыполняет дополнительный слой, его называют морозозащитным, теплоизолирующим,дренирующим. К дополнительным слоям и прослойкам относят также гидро- ипароизолирующие, капилляропрерывающие, противозаиливающие и др. Дополнительныеслои устраивают из песка и других местных материалов в естественном состоянииили укрепленных органическими, минеральными или комплексными вяжущими, изместных грунтов, обработанных вяжущими, из укрепленных смесей с добавкамипористых заполнителей и т.д., а также из различного рода специальныхиндустриально выпускаемых материалов (геотекстиль, пенопласт, полимерная пленкаи т.п.).

При применении дополнительных слоев в проектенеобходимо учитывать технологические проблемы, связанные с движением по нимпостроечного транспорта. 

Классификация дорожных одежд и покрытий приведена в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1

 

Типы дорожных одежд

 

Виды покрытий, материал и способы его укладки

 

Усовершенствованные покрытия:

Капитальные

из горячих асфальтобетонных смесей

Облегченные

а) из горячих асфальтобетонных смесей

б) из холодных асфальтобетонных смесей

в) из органоминеральных смесей с жидкими органическими вяжущими, с жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными; с вязкими, в том числе эмульгированными органическими вяжущими; с 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 органическими 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

 

Покрытия переходные

Переходные

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)

Низшие

из щебеночно-гравийно-песчаных смесей; малопрочных каменных материалов и шлаков; грунтов, укрепленных или улучшенных различными местными материалами; древесных материалов и др.

 

Рабочий слой земляного полотна (подстилающий грунт) - верхняя часть полотна впределах от низа дорожной одежды до 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 мот поверхности покрытия.

1.4. Капитальную и облегченную дорожную одежду сусовершенствованным покрытием проектируют с таким расчетом, чтобы замежремонтный срок не возникло разрушений и недопустимых с точки зренияпредусмотренных действующими нормативными документами требований к ровностипокрытия остаточных деформаций, а также, чтобы воздействие природных факторовне приводило к недопустимым изменениям в ее элементах.

Облегченную дорожную одежду с усовершенствованнымпокрытием, рассчитывают на менее продолжительный межремонтный срок службы, чемдля капитальных одежд. Это позволяет применять менее долговечные идорогостоящие 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 значительногонакопления остаточных деформаций под действием движения.

Во всех случаях для оценки напряженного состоянияконструкции используют решения теории упругости.

1.5. В районах с влажным и холодным климатом научастках с неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями должны бытьпредусмотрены меры по осушению и обеспечению морозоустойчивости дорожной одеждыи земляного полотна.

1.6. Запроектированная дорожная одежда должна быть нетолько прочной и надежной в эксплуатации, но экономичной и возможно менеематериалоемкой, особенно по расходу дефицитных материалов и энергии, а такжедолжна соответствовать экологическим требованиям. Экономичность конструкцииопределяют по результатам сопоставления вариантов с оценкой сравнительнойэкономической эффективности капитальных вложений по действующим нормативнымдокументам. Выбор конструкции дорожной одежды и тип покрытия обосновываюттехнико-экономическим анализом вариантов.

1.7. При проектировании дорожных одежд для конкретныхобъектов и разработке типовых (унифицированных) решений по конструкциямдорожной одежды наряду с положениями настоящих ОДН следует учитывать данныерегионального научно-практического опыта (в том числе в части примененияместных материалов, уточнения расчетных значений характеристик и т.д.),отраженного в действующих региональных технических условиях, нормах, правилахпроизводства работ и других технических документах, утвержденных вустановленном порядке.

При разработке региональных типовых конструкцийдорожной одежды следует также учитывать специализацию дорожно-строительныхорганизаций, обеспеченность региона дорожно-строительными материалами,предусматривать максимальную механизацию и индустриализацию строительныхпроцессов, стремиться к снижению трудоемкости и затрат ручного труда.

1.8. Расчетный (проектный) срок службы проектируемойдорожной одежды и требуемый уровень проектной надежности необходимо назначатьна основе норм, принимаемых административными органами по согласованию срегиональными дорожными организациями.

1.9. Настоящие ОДН не распространяются напроектирование дорожных одежд в зоне вечной мерзлоты, где дополнительно должныбыть учтены характер вечномерзлых грунтов, их температурный и водный режим, атакже влияние толщины деятельного слоя и вечномерзлого грунта (жесткогооснования) на прочность дорожной одежды.

Учет указанных факторов осуществляется на основеспециальных региональных нормативно-технических документов.

 

2. КОНСТРУИРОВАНИЕ ДОРОЖНОЙОДЕЖДЫ

 

Задачи и принципыконструирования

 

2.1. Проектирование дорожной одежды представляет собойединый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции (системы дорожнаяодежда + рабочий слой земляного полотна) на прочность, морозоустойчивость иосушение с технико-экономическим обоснованием вариантов с целью выбора наиболееэкономичного в данных условиях.

2.2. Процедура конструирования дорожной одеждывключает:

- выбор вида покрытия;

- назначение числа конструктивных слоев с выборомматериалов для устройства слоев, размещение слоев в конструкции и назначение ихориентировочных толщин;

- предварительную оценку необходимости назначениядополнительных морозозащитных мер с учетом дорожно-климатической зоны, типагрунта рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя наразличных участках;

- предварительную оценку необходимости назначения мерпо осушению конструкции, а также по повышению трещиностойкости конструкции;

- оценку целесообразности укрепления или улучшенияверхней части рабочего слоя земляного полотна;

- предварительный отбор конкурентоспособных вариантовс учетом местных природных и проектных условий работы.

2.3. При конструировании дорожной одежды необходиморуководствоваться следующими принципами:

а) тип дорожной одежды и вид покрытия, конструкцияодежды в целом должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям,предъявляемым к дороге соответствующей категории и ожидаемым в перспективесоставу и интенсивности движения с учетом изменения интенсивности движения втечение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;

б) конструкция одежды может быть принята типовой илиразработана индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги,характеризующихся сходными природными условиями (грунт рабочего слоя земляногополотна, условия его увлажнения, климат, обеспеченность местнымидорожно-строительными материалами и др.) с одинаковыми расчетными нагрузками.При выборе конструкции одежды для данных условий предпочтение следует отдаватьпроверенной на практике в данных условиях типовой конструкции;

в) в районах, недостаточно обеспеченных стандартнымикаменными материалами, допускается применять местные каменные материалы,побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшеныобработкой их вяжущими (цемент, битум, известь, активные золы уноса и др.).Одновременно надо стремиться к созданию конструкции, по возможности наименеематериалоемкой;

г) конструкция должна быть технологичной иобеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализациидорожно-строительных процессов. Для достижения этой цели число слоев и видовматериалов в конструкции должны быть минимальными;

д) при конструировании необходимо учитывать реальныеусловия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.).

2.4. При назначении типов покрытия для разныхвариантов конструкций дорожных одежд следует руководствоваться положениямидействующих стандартов и норм на дорожно-строительные материалы и изделия инормами проектирования автомобильных дорог.

2.5. При выборе материалов для устройства слоевдорожной одежды необходимо учитывать следующие положения.

Покрытие и верхние слои основания должнысоответствовать проектным воздействующим нагрузкам и быть водо-, морозо- итермоустойчивыми.

Для верхнего слоя асфальтобетонного покрытия выбираютматериал в соответствии с действующим ГОСТом “Смеси асфальтобетонные дорожные,аэродромные и асфальтобетон. Технические условия” и СНиП “Автомобильныедороги”.

В районах с климатом, близким к морскому, приколичестве осадков 500 мм/год следует применять высокоплотный асфальтобетонлибо плотный асфальтобетон, имеющий показатель пористости (водонасыщения),соответствующий нижнему допустимому пределу. В районах с сухим климатом(среднегодовое количество осадков менее 400 мм/год) назначают плотныйасфальтобетон с показателем пористости (водонасыщения) по верхнему допускаемомупределу.

При перспективной интенсивности движения в физическихединицах до 3000 авт/сут и при стадийном строительстве допускается устройствопокрытия из пористого асфальтобетона с устройством поверхностной обработки илииз высокопористого асфальтобетона с устройством двойной поверхностнойобработки.

Конструкция дорожной одежды в местах остановокобщественного транспорта, на регулируемых пересечениях и в других местахизменения скорости или движения на пониженных скоростях должна обеспечитьповышенную сдвигоустойчивость при высоких летних температурах. Для обеспеченияэтого требования в покрытии предусматривают применение асфальтобетонных смесейтипа А и Б, высокоплотных смесей, а в основании - крупнозернистых асфальтобетонныхсмесей либо каменных материалов, укрепленных цементом.

Основные задачи при конструировании пакетаасфальтобетонных слоев - это оптимизировать толщину верхнего слоя из плотногоили высокоплотного асфальтобетона и сократить число слоев.

Асфальтобетонное покрытие должно быть, как правило,однослойным. Минимальную конструктивную толщину покрытия назначают по нормамдействующего СНиП, а толщину слоя асфальтобетонного основания определяютрасчетами на прочность.

При проектировании дорожных одежд переходного типапредусматривают один из вариантов без устройства асфальтобетонного основания; вэтом случае требуемую толщину покрытия назначают по расчету на прочность.

При стадийном строительстве или возможномперспективном повышении капитальности дорожной одежды при специальномтехнико-экономическом обосновании допускается применение холодногоасфальтобетона.

При выборе материала для верхнего слоя основания надоучитывать капитальность (тип) дорожной одежды, вид покрытия, а такжедеформационные и теплофизические свойства материалов и грунтов, укрепленныхорганическими и неорганическими вяжущими.

Асфальтобетонную часть несущего основания следуетпредусматривать, как правило, однослойной. Двухслойное асфальтобетонноеоснование допустимо применять лишь при необходимости использования в нижнемслое основания асфальтобетона с пониженной сдвигоустойчивостью (высокопористый,песчаный). В этом случае общая толщина асфальтобетонных слоев повышеннойсдвигоустойчивости (покрытие с основанием из крупнозернистого асфальтобетона)не должна быть менее 12 см.

При выборе вида материала для устройства основания изминеральных материалов следует ориентироваться на имеющийся в регионе опытстроительства и эксплуатации дорог. Материалы должны удовлетворять требованиямдействующих СНиП или местным технологическим условиям, утвержденным вустановленном порядке.

В районах, недостаточно обеспеченных стандартнымикаменными материалами, целесообразно широко применять местные каменныематериалы (в том числе малопрочные и некондиционные) и грунты, укрепленныенеорганическим вяжущим (цемент, известь, активные золы уноса и др.).

Основание из зернистых материалов должно быть, какправило, двухслойным: несущий слой из жестких и сдвигоустойчивых материалов(щебень, гравий, щебеночно- или гравийно-песчаные смеси, материалы и грунты,укрепленные неорганическим вяжущим) и дополнительный слой, выполняющийморозозащитные и дренирующие функции.

2.6. Если в дополнительном слое основания применяютоднородный песок со степенью неоднородности (по ГОСТ 25100) менее 3, поверх негопредусматривают укладку защитного (технологического) слоя изщебеночно-(гравийно-)песчаных смесей, отсевов дробления изверженных пород,гравелистых или крупных песков оптимального состава, а также из цементопеска.При степени неоднородности песка от 2 до 3 толщина защитного слоя принимаетсяравной 10 см, при степени неоднородности менее 2 устанавливают защитный слойтолщиной 15-20 см. В расчетах прочности дорожной одежды толщину защитного слоявключают в толщину дополнительного слоя основания. При устройстве защитногослоя можно применять геотекстиль.

2.7. В случае использования в основании местныхмалопрочных 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 менее250 МПа) предусматривают несущий слой основания из прочного щебня либо изукрепленных неорганическими вяжущими материалов с минимальной конструктивнойтолщиной, предусматриваемой СНиП. При этом толщину нижнего слоя основания измалопрочного материала обосновывают расчетом.

2.8. Расположение неукрепленных зернистых материаловмежду слоями из материалов или грунтов, обработанных вяжущими, как правило, недопускается.

Дополнительные слои основания должны совместно сверхними 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 скоростнымдвижением основания следует устраивать преимущественно из укрепленныхматериалов.

2.9. Толщину слоев из материалов, содержащихорганическое вяжущее и укладываемых на верхний слой основания из материалов,укрепленных цементом, для ограничения появления “отраженных” трещин на покрытиинужно принимать, как правило, не менее толщины слоев, укрепленных цементом. Приэтом минимальная толщина слоев с органическими вяжущими должна соответствоватьданным табл. 2.1.

 

Таблица 2.1

 

Тип дорожной одежды

Капитальные

Облегченные

Наименьшая толщина слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее, см ...

18

12

 

В случае применения материалов, укрепленныхкомплексными вяжущими, а также медленно твердеющими гидравлическими вяжущими,толщина слоя может быть снижена на 20 %, а в условиях жарких и сухих районов IV-Vдорожно-климатических зон - на 30 %.

Для повышения трещиностойкости покрытия могут бытьпредусмотрены специальные трещинопрерывающие прослойки, в том числе на основегеосеток и геотекстиля, использование модифицированных вяжущих в материалепокрытия и другие специальные решения.

2.10. Толщину отдельного слоя предварительно назначаютв диапазоне от минимальной конструктивной толщины, регламентируемойдействующими СНиП, до практически принятых значений (например, в типовыхпроектах) для данного региона.

Общую толщину дорожной одежды и толщины отдельныхконструктивных слоев окончательно назначают по расчету на прочность,морозоустойчивость и осушение в соответствии с разделами 3, 4 и 5 настоящей инструкции.

Необходимо предусматривать в конструкции одеждывозможно меньшее число слоев из разных материалов (2-4 без учета дополнительныхслоев).

2.11. Для существенного уменьшения притокаповерхностных вод в основание дорожной одежды и снижения расчетной влажностигрунта земляного полотна необходимо предусматривать такие мероприятия, какукрепление обочин, обеспечение надлежащего их поперечного уклона иводонепроницаемости, устройство бордюров и лотков, а также обеспечениебезопасного расстояния от бровки земляного полотна до уреза длительнозастаивающейся поверхностной воды, повышенное уплотнение (до Ку= 1,03 ¸ 1,05) верхней части рабочего слоя в III-Vдорожно-климатических зонах и др. (см. Приложение 2).

2.12. В районах и на участках с неблагоприятнымипогодно-климатическими и грунтово-гидрологическими условиями для ограничениямиграции влаги из нижних слоев земляного полотна в верхние следуетпредусматривать мероприятия по искусственному регулированию водно-тепловогорежима, проектируемые в соответствии с действующими СНиП и специальнымидокументами в их развитие.

2.13. Для обеспечения возможности назначенияоднотипной конструкции дорожной одежды на участках большой длины следуетпредусматривать укрепление верхней части земляного полотна на различнуюглубину.

2.14. В целях обеспечения благоприятных условий работыприкромочных частей дорожной одежды основание должно быть на 0,6 м ширепроезжей части и укрепительной полосы, а дополнительный нижний слой из пескаили другого зернистого материала на 1 м шире основания, или его устраивают навсю ширину земляного полотна. Кроме того, при дорожных одеждах капитальноготипа может быть предусмотрена установка бортовых камней, плит или устройствомонолитного бортика.

Укрепление обочин дорог проектируют в соответствии суказаниями СНиП “Автомобильные дороги. Нормы проектирования” и рекомендациямиспециальных документов.

 

Конструирование покрытий иоснований капитальных дорожных одежд

 

2.15. Вид, марку и тип асфальтобетона для покрытияназначают в соответствии с положениями действующих СНиП “Автомобильные дороги”и ГОСТа “Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон”.

2.16. Несущий слой основания капитальных дорожныходежд следует устраивать из прочных материалов (из пористого асфальтобетона,дегтебетона, щебеночных смесей, обработанных битумной эмульсией,фракционированного щебня, обработанного вязким битумом по способу пропитки, атакже из фракционированного щебня, уложенного по принципу расклинки мелкимщебнем или гранулированным активным шлаком, укрепленного по методу пропиткицементно-песчаной смесью, и т.п.). На дорогах, предназначенных для движенияавтомобилей грузоподъемностью 8 и более тонн, при устройстве покрытий толщиной3-5 см верхняя часть несущего основания должна быть предусмотрена изасфальтобетона.

Для устройства нижней части несущего основания взависимости от расчетных условий движения могут применяться монолитные(укрепленные грунты и каменные материалы), а также зернистые материалы,отвечающие требованиям действующих СНиП и ГОСТов.

В конструкциях дорожных одежд для дорог с тяжелым иинтенсивным движением на контакте слоев из крупнозернистых или гравийныхматериалов с песчаными слоями основания или с грунтом земляного полотна следуетпредусматривать устройство разделяющих прослоек из геотекстиля в целяхпредотвращения взаимопроникновения материалов смежных слоев и снижения в связис этим долговечности конструкции.

 

Конструирование покрытий иоснований облегченных и переходных дорожных одежд

 

2.17. Дорожные одежды облегченного типа сусовершенствованными покрытиями (асфальтобетонные, дегтебетонные, из черногощебня, из щебня, обработанного вяжущими по способу пропитки, изкрупнообломочных материалов, из песчаных или супесчаных грунтов, обработанных вустановке битумной эмульсией совместно с цементом) целесообразно применять надорогах III, IV категорий, а также при стадийном строительстведорожных одежд на дорогах II категории.

2.18. Предварительно толщину покрытия изасфальтобетона облегченных дорожных одежд следует назначать равной 4-6 см, апри использовании других материалов, указанных в п. 2.17 - равной 6-8 см.Окончательно толщину покрытия устанавливают расчетом.

2.19. Несущие основания для облегченных дорожных одеждс усовершенствованным покрытием предусматривают из монолитных или зернистыхматериалов. При этом на дорогах III и IV категорий целесообразно устраиватьоснование дорожной одежды из гравийного пористого асфальтобетона;гравийно-песчаных смесей, обработанных эмульсией, дегтями и другимиорганическими вяжущими; различных материалов и грунтов и побочных продуктовпромышленности, обработанных неорганическими или комплексными вяжущими,щебеночных и щебеночно-гравийных смесей.

2.20. Дорожные одежды с покрытиями переходного типа(щебеночные и гравийные из прочных пород, из малопрочных каменных материалов игрунтов, укрепленных органическими, неорганическими или комплексными вяжущими,мостовые из булыжного и колотого камня) можно предусматривать на дорогах IV и Vкатегорий, а также при стадийном строительстве дорожной одежды на дорогах IIIкатегории.

При проектировании дорожных одежд с покрытиемпереходного типа надо стремиться, чтобы одежда состояла из одного-двух слоев.

Для покрытий, устраиваемых по способу заклинки,применяют фракционированный щебень естественных горных пород, щебень изгорнорудных отходов и щебень из малоактивных металлургических шлаков,отвечающие действующим ГОСТам на “Щебень из естественного камня длястроительных работ” и “Щебень шлаковый доменный и сталеплавильный для дорожногостроительства”.

2.21. При конструировании одежд переходного типа какпервоочередной конструкции стадийного строительства для устройства слоев одеждына первой стадии необходимо применять материалы, которые отвечают требованиям,предъявляемым к материалам для устройства слоев основания подусовершенствованные покрытия. Допускается для сокращения первоначальных затратпри соответствующем технико-экономическом обосновании применять упрощенныеконструкции, движение по которым в неблагоприятный период года должно бытьограничено по нагрузке на ось транспортных средств, по скорости и поинтенсивности.

 

Конструированиедополнительных слоев основания

 

2.22. Морозозащитные слои устраивают из стабильныхзернистых материалов, таких как песок, песчано-гравийная смесь, гравий, щебень,шлаки и др., а также из грунтов, укрепленных вяжущими, или гидрофобизированныхгрунтов, или из других непучинистых материалов. Показателем пригодностиматериала по морозоустойчивости является степень пучинистости материала,определяемая в лабораторных условиях согласно действующему ГОСТу. Допускаетсяпринимать значения степени пучинистости по табл. 4.1. и 4.2.

2.23. В случае устройства морозозащитного слоя иззернистых материалов с коэффициентом фильтрации не менее 1-2 м/сут он можеттакже выполнять функцию дренирующего слоя, что требуется подтвердитьсоответствующим расчетом. В этом случае морозозащитный слой нужно устраивать навсю ширину земляного полотна с выходом на откосы насыпи или с укладкойтрубчатых дрен или других водоотводящих устройств.

Толщина морозозащитного слоя устанавливается расчетомв соответствии с положениями разделом 4 настоящих ОДН. Ширина морозозащитного слоядолжна превышать ширину вышележащего слоя не менее чем на 0,5 м с каждойстороны.

2.24. В местах примыкания разных конструкций дорожнойодежды необходимо предусматривать переходную зону, в пределах которойконструкция дорожной одежды должна изменяться таким образом, чтобы на концахэтой зоны пучение грунтов было бы равно значениям зимнего поднятия насопрягаемых участках. Длину переходной зоны устанавливают расчетом всоответствии с разделом4.

2.25. На пучиноопасных участках, где техническиневозможны или экономически нецелесообразны традиционные мероприятия пообеспечению морозоустойчивости конструкции, следует предусматриватьтеплоизоляционные слои из специальных материалов для частичного или полногопредотвращения промерзания земляного полотна. Для устройства теплоизоляционныхслоев в особо неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях (“мокрые”выемки, земляное полотно в нулевых отметках, низкие насыпи, где глубинапромерзания больше расстояния от поверхности покрытия до уровня грунтовых водили длительно застаивающихся поверхностных вод) следует рассматривать вариантприменения пенопластов. Выбор необходимой марки пенопласта следует производитьв соответствии с разделом4.

В качестве теплоизолятора могут быть использованытакже легкие бетоны, теплоизоляционные композиции из укрепленных вяжущимиместных материалов (грунтов) или отходов промышленности и пористых заполнителей(керамзит, перлит, аглопорит, гранулы полистирола, измельченные отходыпенопласта) и др.

Расстояние от поверхности покрытия дотеплоизолирующего слоя из пенопласта должно быть не менее 0,5 м (для исключенияповышенной опасности гололедообразования). Теплоизолирующий слой должен бытьшире проезжей части на 0,5-1,5 м с каждой стороны в зависимости от глубиныпромерзания земляного полотна, а при расчете на недопущение промерзания грунтовпод дорожной одеждой - на 1,0-2,0 м. Первый над плитами пенопласта слой пескадолжен быть не менее 0,2 м в уплотненном состоянии.

Толщину и расположение теплоизоляционного слоя вконструкции определяют теплотехническим расчетом. Деформационные и прочностныехарактеристики материала слоя, а также его толщину следует учитывать прирасчете дорожной конструкции на прочность.

Указанную выше минимальную глубину расположениятеплоизолятора от поверхности покрытия уточняют по данным регионального опытаэксплуатации конструкций с теплоизолирующими слоями.

Оптимальную конструкцию и тип теплоизоляционныхматериалов нужно выбирать на основании технико-экономического сравнениявариантов, равноценных по морозоустойчивости.

2.26. Дренирующие слои устраивают на участках сземляным полотном из недренирующих грунтов во всех случаях при 3-ей схемеувлажнения рабочего слоя земляного полотна; при 1-ой и 2-ой схемах увлажнения врайонах с большим количеством осадков (II-IIIДКЗ), а также на участках, в основании проезжей части которых возможноскопление воды, проникающей с поверхности (участки с затяжными продольнымиуклонами, при сравнительно легко водопроницаемых грунтах обочин, на вогнутыхпереломах продольного профиля, у прилегающих к проезжей части зеленыхнасаждений и газонов и др.).

Дренирующие слои следует устраивать из песка,гравийных материалов, отсортированного шлака и других фильтрующих материалов. Вконструкциях, где дренирующий слой оказывается выше глубины промерзания,материалы слоя должны быть морозостойкими и достаточно прочными. Требуемыйкоэффициент фильтрации материала дренирующего слоя определяют расчетом, сучетом геометрических параметров проезжей части и других условий. Независимо отрезультатов расчета он должен быть не менее 1 м/сут и 2 м/сут соответственно научастках дорог, проходящих в насыпи и в низкой насыпи или выемке.

При выборе материала для дренирующего слоя учитываютпрочностные свойства, влияющие на прочность дорожной одежды.

В большинстве случаев, особенно на пучиноопасныхучастках, рационально устройство верхней части земляного полотна издренирующего материала без специальных водоотводящих устройств. При количествеподлежащей отводу воды более 0,007 м/сут на 1 м проезжей части, а также ввыемках и в местах с нулевыми отметками рассматривают вариант устройствапродольных трубчатых дрен (из различных материалов, а также плоскихгеосинтетических дрен и др.) у краев проезжей части с поперечными выпусками, атакже применение продольного дренажа из крупнопористого материала.

Дренажную конструкцию следует выбирать на основаниитехнико-экономического сравнения вариантов.

2.27. На участках с затяжными уклонами, где продольныйуклон больше поперечного, для перехвата и отвода воды, перемещающейся вдренирующем слое вдоль дороги, предусматривают устройство мелких прорезей вгрунтовом основании с укладкой в них перфорированных труб, трубофильтров илищебеня с противозаиливающей изоляцией.

2.28. Для уменьшения влагонакопления в верхней частиземляного полотна могут быть предусмотрены водонепроницаемые прослойки (изразличных материалов), на всю ширину земляного полотна. При ширине земляногополотна более 15 м и водонепроницаемом покрытии допускается устройствозамкнутых прослоек (“обойм”) на ширину проезжей части. Глубина заложенияпрослойки от поверхности покрытия зависит от дорожно-климатической зоны идолжна быть более 90 см во II дорожно-климатической зоне, 80 см - в III,70 см - в IV и 65 см - в V зоне.

2.29. Капилляропрерывающие прослойки толщиной 10-15 смиз 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.

2.30. В южных районах существенное уменьшение объемамигрирующей, преимущественно парообразной влаги, может быть достигнутоустройством слоев пароизоляции из полимерных рулонных материалов, грунта,обработанного органическим вяжущим веществом, или из слоя тщательноуплотненного грунта в “обойме”.

2.31. Если крупнообломочный материал (типа щебня,гравия, шлака) укладывается непосредственно на грунт земляного полотна,предусматривают прослойку, препятствующую взаимопрониканию материалов смежныхслоев. 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 материалыи др. Защитной прослойкой может служить слой из грунта, укрепленного вяжущими,толщиной 5-8 см. Толщину прослойки из зернистого материала нужно принимать от 5до 20 см в зависимости от степени увлажнения грунта земляного полотна.Прослойку из геотекстильных материалов следует предусматривать также приукладке крупнопористых материалов на песчаный слой на дорогах I-IIIкатегорий.

 

Особенности конструированиядорожных одежд со слоями из малопрочных материалов и побочных продуктовпромышленности

 

2.32. Возможность применения в дорожных одеждах слабыхизвестняков, опоки, гравийных материалов, дресвы, ракушечника искусственныхкаменных материалов и др. без обработки вяжущими определяется соответствием ихсвойств требованиям действующего ГОСТа. Если свойства не отвечают требованиямстандарта, материалы необходимо обработать. На участках с неблагоприятнымигрунтово-гидрологическими условиями не допускается применять в основании (дажедля нижних слоев) необработанные материалы, не отвечающие по зерновому составутребованиям действующего ГОСТа, а также материалы, у которых число пластичностичастиц менее 0,16 мм превышает 7.

2.33. Дорожные одежды с покрытием из обработанныхвяжущим или необработанных малопрочных материалов на песчаном, гравийном ищебеночном основании, или на основании из укрепленного грунта допускаетсяприменять в IV и V климатических зонах при интенсивности движения не более 100авт/сут с нагрузкой на ось не более 70 кН. При большей интенсивности движениявсегда следует предусматривать обработку малопрочных материалов органическими инеорганическими вяжущими.

Для устройства оснований под усовершенствованныепокрытия или покрытий на дорогах IV-V категорий можно использовать тощий цементобетон наоснове слабого известнякового щебня, ракушечника, речных песчаников и др., атакже гравийные материалы, укрепленные неорганическим вяжущим.

2.34. Шлаковый щебень из высокоактивных и активныхшлаков можно использовать для устройства покрытий на дорогах IV-Vкатегорий и для оснований (из улучшенных и неулучшенных шлаков) дорог II-IVкатегорий. Щебень неустойчивой структуры из активных шлаков можно использоватьтолько для устройства оснований, а щебень из малоактивных шлаков неустойчивойструктуры - после приобретения ими устойчивой структуры.

Для повышения монолитности и прочности слоев из кислыхмалоактивных шлаков с модулем основности менее 1 следует предусматриватьдобавку к шлаковому щебню мелких частиц из активных шлаков и 2-3 % гашенойизвести или молотого гранулированного шлака в количестве 20-25 % от массыщебня. Для устройства слоев дорожных одежд, которые должны обладать улучшеннымипрочностными и деформационными качествами, следует применять шлаковый щебень,обработанный органическими и минеральными вяжущими.

Кислые металлургические шлаки целесообразнообрабатывать 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 уносаи т.д.

 

 

 

 

Мероприятия по повышениюпрочности и стабильности рабочего слоя земляного полотна

 

2.35. Для повышения прочности и стабильности рабочегослоя 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.

В III-V дорожно-климатических зонах на участках с 1-ой схемойувлажнения допускается предусматривать уплотнение верхней части рабочего слоя(толщиной 30-50 см) до коэффициента уплотнения 1,0-1,05. Слой грунта повышеннойплотности следует рассматривать как самостоятельный конструктивный слой.Расчетные деформационные и прочностные характеристики грунта в этом слоепринимают в соответствии со справочным приложением 2.

При устройстве слоя повышенной плотности из связного(набухающего) грунта, предусматривают меры по защите его от увлажнения.

2.36. При расчетной относительной влажности грунтаболее 0,7 в числе возможных мероприятий по повышению стабильности рабочего слояследует рассматривать укрепление его верхней части небольшим количествомвяжущих (например, 3-4 % цемента, 10-15 % зол уноса или гранулированнымишлаками, известью и т. п.).

 

Учет региональныхособенностей

 

2.37. При проектировании дорожных одежд в различныхконкретных регионах наряду с учетом общих нормативных положений и настоящихнорм следует руководствоваться указаниями специальных региональныхнормативно-технических документов, утвержденных в установленном порядке. Приотсутствии таких документов следует руководствоваться настоящими нормами.

2.38. Расчетные температуры, деформационные ипрочностные характеристики грунтов и дорожно-строительных материалов при отсутствиирегиональных норм, следует назначать в соответствии с рекомендациями справочныхПриложений 2и 3.

2.39. В районах распространения вечномерзлых грунтовдорожную одежду конструируют с учетом принципов регулирования мерзлотногосостояния на основе теплотехнических расчетов, выполняемых по специальнымнормативно-техническим документам.

При проектировании дорог в районах орошаемых земельнеобходимо учитывать неблагоприятное влияние на работу дорожной конструкцииповышенного 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 впесчаных пустынях следует предусматривать укрепление поверхности песка поддорожной одеждой. Оно может быть в виде слоя из связного грунта толщиной 15 смили из оптимальной смеси песка и суглинка, или же из песка, обработанногобитумной эмульсией, с использованием геотекстиля и т.п.

Защитные слои из укрепленных или неукрепленныхматериалов на земляном полотне из барханных песков следует рассматривать какконструктивные элементы дорожной одежды.

 

Принципы назначенияконструкций дорожных одежд при проектировании, реконструкции существующих дорог

 

2.40. На участках реконструируемых дорог, гдеустраивают новую дорожную одежду, проектирование дорожной одежды выполняют всоответствии с настоящими ОДН. На реконструируемых участках, где сохраняют илииспользуют старую дорожную одежду, проектирование ведут в соответствии сположениями специальных нормативных документов на основе детальных данных поконструкции существующей дорожной одежды, состоянию ее конструктивных слоев иоценке способности этих слоев выполнять свои функции. Для получения исходныхданных существующая дорожная одежда и рабочий слой земляного полотна должныбыть детально обследованы с выполнением буровых и других работ и испытаний,позволяющих получить необходимую информацию. Количественные оценки прочности иморозоустойчивости конструкции осуществляют по методам, изложенным в настоящихОДН.

При разработке проектного решения должны бытьрассмотрены вопросы:

- целесообразности использования существующей дорожнойодежды или отдельных ее конструктивных слоев без предварительного разрушения;

- целесообразности использования материаловконструктивных слоев после их переработки;

- необходимости усиления существующей конструкции;

- необходимости повышения морозоустойчивостисуществующей конструкции;

- необходимости улучшения дренирования существующейконструкции;

- необходимости изменения конструкции укрепленияобочин;

- необходимости уширения дорожной одежды и способуширения.

 

3.РАСЧЕТ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НА ПРОЧНОСТЬ

 

Основные положения

 

3.1. Под прочностью дорожной одежды понимаютспособность сопротивляться процессу развития остаточных деформаций и разрушенийпод воздействием касательных и нормальных напряжений, возникающих вконструктивных слоях и подстилающем грунте от расчетной нагрузки(кратковременной, многократной или длительно действующей однократной),приложенной к поверхности покрытия.

3.2. Методика оценки прочности конструкции включаеткак оценку прочности конструкции в целом (с использованием эмпирическойзависимости допускаемого упругого прогиба от числа приложений нагрузки), так иоценку прочности с учетом напряжений, возникающих в отдельных конструктивныхслоях и устанавливаемых с использованием решений теории упругости.

3.3. Дорожную одежду следуетпроектировать с требуемым уровнем надежности, под которой понимают вероятностьбезотказной работы в течение межремонтного периода. Отказ конструкции попрочности физически может характеризоваться образованием продольной ипоперечной неровности поверхности дорожной одежды, связанной с прочностьюконструкции (поперечные неровности, колея, усталостные трещины), с последующимразвитием других видов деформаций и разрушений (частые трещины, сетка трещин,выбоины, просадки, проломы и т.д.). Номенклатура дефектов и методикаколичественной оценки их определяется специальными нормами, используемыми приэксплуатации дорог.

В качестве количественного показателя отказа дорожнойодежды как элемента инженерного сооружения линейного характера используютпредельный коэффициент разрушения , представляющий собойотношение суммарной протяженности (или суммарной площади) участков дороги,требующих ремонта из-за недостаточной прочности дорожной одежды, к общейпротяженности (или общей площади) дороги между корреспондирующими пунктами.Значения  напоследний год службы в зависимости от капитальности дорожной одежды и категориидороги следует принимать в соответствии с табл. 3.1.

3.4. Прочность конструкции количественно оцениваетсявеличиной коэффициента прочности. При оценке прочности конструкции в целом подопускаемому упругому прогибу коэффициент прочности в общем виде определяют поформуле:

.                                              (3.1-а)

При оценке прочности конструкции по слоям подопускаемым напряжениям коэффициент прочности определяют по формуле:

,                                                    (3.1-б)

где lдоп -допустимый общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой;

l- расчетный общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой;

 - расчетные действующие напряжения (нормальные или касательные) отрасчетной нагрузки;

 - допустимые напряжения (нормальные или касательные) от расчетнойнагрузки;

 - требуемый общий модульупругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке;

Еоб- расчетный общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчетнойнагрузке.

3.5. Коэффициент прочности вновь проектируемойконструкции должен быть таким, чтобы в заданный межремонтный период не наступилотказ по прочности с вероятностью более заданной, т.е. чтобы была обеспеченазаданная (требуемая) надежность.

 

Таблица 3.1

 

Требуемые минимальные коэффициенты прочности призаданных уровнях надежности для расчета дорожных одежд по различным критериямпрочности

 

Тип дорожной одежды

Капитальный

Категория дороги

I

II

III

IV

Предельный коэффициент разрушения

0,05

0,10

Заданная надежность Кн

0,98

0,95

0,98

0,95

0,98

0,95

0,90

0,95

0,90

0,85

0,80

Требуемый коэффициент прочности  по критерию:

упругого прогиба

1,50

1,30

1,38

1,20

1,29

1,17

1,10

1,17

1,10

1,06

1,02

 

сдвига и растяжения при изгибе

1,10

1,00

1,10

1,00

1,10

1,00

0,94

1,00

0,94

0,90

0,87

 

Продолжение табл. 3.1

 

Тип дорожной одежды

Облегченный

Категория дороги

III

IV

V

Предельный коэффициент разрушения

0,15

Заданная надежность Кн

0,98

0,95

0,90

0,95

0,90

0,85

0,80

0,95

0,90

0,80

0,70

Требуемый коэффициент прочности  по критерию:

упругого прогиба

1,29

1,17

1,10

1,17

1,10

1,06

1,02

1,13

1,06

0,98

0,90

 

сдвига и растяжения при изгибе

1,10

1,00

0,94

1,00

0,94

0,90

0,87

1,00

0,94

0,87

0,80

 

Продолжение табл. 3.1

 

Тип дорожной одежды

Переходный

Категория дороги

IV

V

Предельный коэффициент разрушения

0,40

Заданная надежность Кн

0,95

0,90

0,85

0,80

0,95

0,90

0,80

0,70

Требуемый коэффициент прочности  по критерию:

упругого прогиба

1,17

1,10

1,06

1,02

1,13

1,06

0,98

0,90

 

сдвига и растяжения при изгибе*

1,00

0,94

0,90

0,87

1,00

0,94

0,87

0,80

__________

* Дорожные одежды переходного типа для дорог Vкатегории по критерию растяжения при изгибе не рассчитывают.

 

3.6. Для обеспечения заданнойнадежности (обеспеченности по прочности) коэффициент прочности проектируемойконструкции по каждому из расчетных критериев не должен быть ниже минимальноготребуемого значения, определяемого по табл. 3.1.

3.7. В задачу расчета входит определение толщин слоеводежды в вариантах, намеченных при конструировании, или выбор материалов ссоответствующими деформационными и прочностными характеристиками при заданныхтолщинах слоев.

3.8. Отказ дорожной одежды (в формах, указанных в п. 3.3),связанный с недостаточной ее прочностью может возникнуть в результате:

- накопления до истечения заданного срока службыконструкции под воздействием касательных напряжений, возникающих вконструктивных слоях и подстилающем грунте от транспортной нагрузки,недопустимых остаточных деформаций с потерей ровности поверхности покрытия исоответствующим снижением скорости движения;

- усталостных разрушений монолитных слоев конструкциипод воздействием растягивающих напряжений от многократного приложениятранспортной нагрузки с последующей интенсивной потерей дорожной одеждойтранспортно-эксплуатационных свойств до истечения заданного срока службы.

В соответствии с этим расчет на прочность в слояхвыполняют по допускаемым напряжениям на сдвиг в слоях с пониженнойсопротивляемостью сдвигу и на растяжение при изгибе в монолитных слоях.

Расчет прочности конструкции в целом, без рассмотрениямеханизма нарушения прочности, ведут по допустимому упругому прогибу (илитребуемому общему модулю упругости).

3.9. Дорожные одежды на перегонах дорог рассчитываютна кратковременное многократное действие подвижных нагрузок. Принимаемыезначения параметров прочностных и деформативных характеристик материалов игрунта в этом случае должны соответствовать указанному характеру приложениянагрузки.

Одежды на остановках, перекрестках дорог, на подходахк пересечениям с железнодорожными путями и т. п. должны быть дополнительнопроверены на однократное нагружение при продолжительности нагружения не менее10 мин.

Одежды на стоянках автомобилей и обочинах дорогследует рассчитывать на продолжительное нагружение (более 10 мин). Расчетведется на единичное нагружение. В этом случае используются статическиезначения расчетных параметров и коэффициенты на повторность не вводятся. Расчетведут по критериям сдвига в грунте, слабосвязанных материалах, а также в слоях,обработанных органическим вяжущим.

3.10. При расчете конструкций со слоями избитумоминеральных материалов учитывают влияние на их свойства температуры. Прирасчете слоев асфальтобетонного покрытия на растяжение при изгибе егохарактеристики должны соответствовать низким весенним температурам (см. Приложение 3 табл. П.3.1).При расчете слоев из слабосвязных материалов, а также грунта на сопротивлениесдвигу модуль упругости асфальтобетонного покрытия должен соответствоватьвесенним повышенным температурам (см. п. 3.31 и Приложение 3, табл. П.3.2).

3.11. Требуемый уровень проектной надежности в каждомконкретном случае должен быть указан при выдаче задания на проектирование.

Для основных случаев проектирования значениятребуемого коэффициента прочности для различных критериев расчета допускаетсяпринимать в зависимости от заданного уровня надежности, типа дорожной одежды икатегории дороги по табл.3.1.

3.12. Расчетные значения прочностных характеристик(сдвиговые характеристики и прочность на растяжение при изгибе) конструктивныхслоев определяют через нормативные значения этих характеристик, используязависимость:

,                                                     (3.2)

где Мр - расчетное значениепрочностной характеристики;

 - нормативное значение этой характеристики (Приложение 3);

t- коэффициент нормированного отклонения Мр при допустимомуровне надежности (Приложение4);

vt - коэффициент вариации характеристики (Приложение 4).

В качестве расчетных значений деформационныххарактеристик (модулей упругости) конструктивных слоев допускается принимать ихнормативные значения (Приложение3).

За расчетные значения прочностных (сдвиговых) идеформационных (модули упругости) характеристик грунта рабочего слоядопускается принимать их нормативные значения (см. Приложение 2), отвечающие расчетномузначению относительной влажности грунта, устанавливаемому по методике,изложенной в Приложении2.

 

Общая процедура и критериирасчета на прочность

 

3.13. Последовательность расчета:

3.13.1. Расчет дорожной одежды по критерию упругогопрогиба на основе зависимости требуемого общего модуля упругости конструкции отсуммарного числа приложений нагрузки.

В результате этого расчета назначаются толщиныконструктивных слоев и их модули упругости таким образом, чтобы общий модульупругости дорожной одежды был не менее требуемого с учетом соответствующегокоэффициента прочности (табл. 3.1).

3.13.2. Расчет дорожной одежды, отвечающей критериюупругого прогиба, с учетом механизма нарушения прочности в ее отдельныхконструктивных слоях по двум независимым критериям:

- критерию соответствия сдвигоустойчивости материаловконструктивных 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 материаловмонолитных конструктивных слоев возникающим в них растягивающим напряжениям отподвижной многократной нагрузки, отражающему сопротивление этих слоевусталостным процессам, обусловливающим развитие микротрещин в монолитных слоях,потерю их сплошности и снижение распределяющей способности.

Коэффициенты прочности по этим критериям должны бытьне менее значений, указанных в табл. 3.1.

При недостаточной величине коэффициента прочности полюбому критерию конструкцию уточняют.

3.14. Дорожные одежды переходного и низшего типоврассчитывают по упругому прогибу и по сдвигоустойчивости.

Конструкции, предназначенные для движения особотяжелых транспортных средств (со статической нагрузкой на ось 120 кН и более),по упругому прогибу не рассчитывают.

 

Расчет напряжений идеформаций

 

3.15. Напряжения в конструктивных слоях и вподстилающем грунте от воздействия транспортной нагрузки вычисляют по формуламтеории упругости для слоистой среды, нагруженной равномерно распределеннойнагрузкой через гибкий круглый штамп, с учетом условий на контакте слоев.

При этом используют приближенные методы, основанные наупрощенных расчетных схемах и построенных на их основе номограммах.

Упрощенная расчетная схема выбирается в зависимости отрассматриваемого расчетного критерия.

При выполнении расчетов реальные многослойные дорожныеконструкции приводят к одно- или двухслойным моделям с помощью методов,изложенных в п.п. 3.27,3.32 и 3.39.

3.16. Главные напряжения от собственного весаконструкции определяют, исходя из гидростатической схемы, по формуле:

sсв = gср×zоп,                                                            (3.3)

где gср - средневзвешенный удельный вес конструкции,расположенной над расчетной точкой;

zоп - расстояние отповерхности покрытия до расчетной точки.

3.17. Для использования при оценке характеристикнапряженно-деформированного состояния конструкции дорожной одежды номограммнастоящих ОДН многослойные конструкции приводят к одно- и двухслойным расчетнымсхемам.

 

Расчетные параметрыподвижной нагрузки

 

3.18. В качестве расчетной схемы нагруженияконструкции колесом автомобиля принимается гибкий круговой штамп диаметром D,передающий равномерно распределенную нагрузку величиной р.

Величины расчетного удельного давления колеса покрытияр и расчетного диаметра D приведенного к кругу отпечаткарасчетного колеса на поверхности покрытия назначают с учетом параметроврасчетных типов автомобилей.

В качестве расчетного типа используют наиболее тяжелыйавтомобиль из систематически обращающихся по дороге, доля которых составляет неменее 10 % (с учетом перспективы изменения состава движения к концумежремонтного срока).

Приведение различных типов автомобилей к расчетномутипу и приведение расчетного типа к расчетной схеме нагружения осуществляется всоответствии с указаниями Приложения 1.

Величину р принимают равной давлению воздуха вшинах. Диаметр расчетного отпечатка шины D определяют из зависимости:

,см,                                                    (3.4)

где Qрасч -расчетная величина нагрузки, передаваемой колесом на поверхность покрытия, кН;

р -давление, МПа.

(Значения D и р для расчетной нагрузкитипа А см. Приложение1).

3.19. Учет характера действующей нагрузки(кратковременное многократное нагружение, статическое нагружение)осуществляется через принятие соответствующих расчетных значений расчетныххарактеристик конструктивных слоев, а также через введение коэффициентадинамичности при назначении величины нагрузки.

3.20. В зависимости от вида расчета конструкциииспользуют различные характеристики, отражающие интенсивность воздействия нанее подвижной нагрузки:

N- перспективную (на конец срока службы) общую среднесуточную интенсивностьдвижения;

Np - приведенное к расчетной нагрузке среднесуточное (наконец срока службы) число проездов всех колес, расположенных по одному бортурасчетного автомобиля, в пределах одной полосы проезжей части (приведеннаяинтенсивность воздействия нагрузки);

SNp - суммарное расчетное число приложения приведеннойрасчетной нагрузки к расчетной точке на поверхности конструкции за срок службы.

3.21. Перспективную общую среднесуточную интенсивностьустанавливают по данным анализа закономерностей изменения объема перевозок иинтенсивности движения при проведении титульных экономических обследований.

3.22. Величина Np приведеннойинтенсивности на последний год срока службы определяют по формуле:

, ед/сут,                                         (3.5)

где fпол -коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним,определяемый по табл.3.2;

n- общее число различных марок транспортных средств в составе транспортногопотока;

Nm - число проездов в сутки в обоих направленияхтранспортных средств m-й марки;

Sm cум - суммарный коэффициент приведения воздействия надорожную одежду транспортного средства т-й марки к расчетной нагрузке Qрасч, определяемый всоответствии с Приложением1.

3.23. Суммарное расчетное числоприложений расчетной нагрузки к точке на поверхности конструкции за срок службыопределяют по формуле:

,                                       (3.6)

или по формуле:

,                                                (3.7)

где п - число марок автомобилей;

n1m - суточная интенсивность движения автомобилей m-ймарки в первый год службы (в обоих направлениях), авт/сут;

Np- приведенная интенсивность на последний год срока службы, авт/сут;

Трдг- расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состояниюдеформируемости конструкции (определяемое в соответствии с приложением 6);

kn - коэффициент, учитывающий вероятность отклонениясуммарного движения от среднего ожидаемого (табл. 3.3);

Кс- коэффициент суммирования (см. Приложение 6, табл. П.6.5) определяют по формуле:

,                                                            (3.8)

где Тсл - расчетный срок службы (см.Приложение 6,табл. П.6.4);

q -показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам.

 

Таблица 3.2

 

Число полос движения

Значение коэффициента fпол для полосы с номером от обочины

 

1

2

3

1

1,00

-

-

2

0,55

-

-

3

0,50

0,50

-

4

0,35

0,20

-

6

0,30

0,20

0,05

 

Примечания: 1.Порядковый номер полосы считается справа по ходу движения в одном направлении.

2. Для расчета обочин принимают fпол = 0,01.

3. На многополосных дорогах допускается проектироватьодежду переменной толщины по ширине проезжей части, рассчитав дорожную одежду впределах различных полос в соответствии со значениями Np,найденными по формуле(3.5).

4. На перекрестках и подходах к ним (в местахперестройки потока автомобилей для выполнения левых поворотов и др.) прирасчете одежды в пределах всех полос движения следует принимать fпол = 0,50, если общеечисло полос проезжей части проектируемой дороги более трех.

 

Таблица 3.3

 

Тип дорожной

Значение коэффициента kn при различных категориях дорог

одежды

I

II

III

IV

V

Капитальный

1,49

1,49

1,38

1,31

-

Облегченный

-

1,47

1,32

1,26

1,06

Переходный

-

-

1,19

1,16

1,04

 

Расчет конструкции в целом по допускаемому упругомупрогибу

 

3.24. Конструкция дорожной одежды в целомудовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогибапри условии:

Еоб > Етiп,                                                        (3.9)

где Еоб - общий расчетный модульупругости конструкции, МПа;

Етiп - минимальный требуемый общий модуль упругостиконструкции, МПа;

 - требуемый коэффициентпрочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаемый взависимости от требуемого уровня надежности (см. п. 3.6 и табл. 3.1).

3.25. Величину минимального требуемого общего модуляупругости конструкции вычисляют по эмпирической формуле:

Етiп =98,65 [lg(SNр) - c],(МПа),                                         (3.10)

где SNр -суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды,устанавливаемое в соответствии с п. 3.23 (формулы 3.6 и 3.7);

с -эмпирический параметр, принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось 100 кН- 3,55; 110 кН - 3,25; 130 кН - 3,05.

Примечания: 1.Формулой следует пользоваться при SNр > 4×104.

2. Для дорог в Vдорожно-климатической зоне требуемые модули, определенные по формуле (3.10),следует уменьшить на 15 %.

3.26. Независимо от результата, полученного по формуле (3.10),требуемый модуль упругости должен быть не менее указанного в табл. 3.4.

 

 

 

Таблица 3.4

 

Категория дороги

Суммарное минимальное расчетное число приложений

Требуемый модуль упругости одежды, МПа

 

расчетной нагрузки на наиболее нагруженную полосу

капитальной

облегченной

переходной

I

750000

230

-

-

II

500000

220

210

-

III

375000

200

200

-

IV

110000

-

150

100

V

40000

-

100

50

 

3.27. Общий расчетный модуль упругости конструкцииопределяют с помощью номограммы рис. 3.1, построенной по решению теории упругости длямодели многослойной среды.

Приведение многослойной конструкции к эквивалентнойоднослойной ведут послойно, начиная с подстилающего грунта.

3.28. Расчетные значения модулей упругости грунтов иматериалов допускается принимать в соответствии с указаниями Приложений 2 и3.

Значения модулей упругости материалов, содержащихорганическое вяжущее, необходимо принимать во всех климатических зонах притемпературе +10 °С по Приложению3, табл.П.3.2.

3.29. Расчет по допустимому упругому прогибу (потребуемому модулю деформации) ведут в следующей последовательности:

1. Определяют требуемый минимальный общий модульконструкции по формуле3.10.

2. Назначают модули и предварительно толщины слоевконструкции (кроме толщины основания).

3. Выполняя расчет конструкции сверху вниз, определяютс помощью номограммы рис.3.1, требуемые модули на поверхности каждого конструктивногослоя.

4. Выполняя расчет конструкции снизу вверх, определяюттолщину основания (при заданном его модуле), обеспечивающую необходимый модульна поверхности основания, полученный при расчете сверху.

 

Расчет по условиюсдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоев

 

3.30. Дорожную одежду проектируют из расчета, чтобыпод действием кратковременных или длительных нагрузок в подстилающем грунте илималосвязных (песчаных) слоях за весь срок службы не накапливались недопустимыеостаточные деформации формоизменения. Недопустимые деформации сдвига вконструкции не будут накапливаться, если в грунте земляного полотна и вмалосвязных (песчаных) слоях обеспечено условие:

,                                                            (3.11)

где Кр - требуемое минимальноезначение 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) точкеконструкции от действующей временной нагрузки (п. 3.34);

Тпр- предельная величина активного напряжения сдвига (в той же точке), превышениекоторой вызывает нарушение прочности на сдвиг (п. 3.35).

 

 

Рис. 3.1. Номограмма для определения общего модуляупругости двухслойной системы Еобщ

 

3.31. При практических расчетахмногослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной расчетной модели.

При расчете дорожной конструкции на прочность посдвигоустойчивости грунта земляного полотна в качестве нижнего принимаютгрунт (с его характеристиками), а в качестве верхнего - всю дорожную одежду.Толщину верхнего слоя hвпринимают равной сумме толщин слоев одежды .

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют каксредневзвешенный по формуле:

,                                                  (3.12)

где п - число слоев дорожной одежды;

Ei - модуль упругости i-го слоя;

hi - толщина i-го слоя.

3.32. При расчете по условиюсдвигоустойчивости в песчаном слое основания с помощью номограммы рис. 3.2нижнему слою двухслойной модели условно присваивают обычные характеристикипесчаного слоя (сп, jп), а модуль упругости принимают равным общему модулюна поверхности песчаного слоя, определяемому по п. 3.27; толщину верхнего слоямодели принимают равной общей толщине слоев, лежащих над песчаным, а модульупругости Ев вычисляют как средневзвешенное значение для этихслоев по формуле 3.12.

3.33. При расчете дорожных одеждпо условию сдвигоустойчивости значения модулей упругости материалов, содержащихорганическое вяжущее, принимают соответствующими температурам, указанным в табл. 3.5.

 

Таблица 3.5

 

Дорожно-климатические зоны

I-II

III

IV

V

Расчетная температура, °С

+20

+30

+40

+50

 

3.34. Действующие в грунте или в песчаном слоеактивные напряжения сдвига (Т) вычисляют по формуле:

,                                                             (3.13)

где  - удельное активное напряжение сдвига от единичнойнагрузки, определяемое с помощью номограмм (рис. 3.2 и рис. 3.3);

р -расчетное давление от колеса на покрытие.

Примечание:При пользовании номограммой для определения  величину j принимают для случаявоздействия динамической нагрузки (с учетом числа приложений), (см. Приложение2, табл. П.2.6и табл. П.2.8).

 


 

Рис. 3.2. Номограмма дляопределения активного напряжения сдвига от временной нагрузки в нижнем слоедвухслойной системы (при hв/D = 0¸2,0)

 

 

Рис. 3.3. Номограмма для определения активногонапряжения сдвига от временной нагрузки в нижнем слое двухслойной системы (при hв/D = 0¸4,0)


3.35. Предельное активноенапряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя (или в песчаномматериале промежуточного слоя) определяют по формуле:

Tnp = сNkд + 0,1gсрzопtgjСТ,                                               (3.14)

где сN -сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном песчаном слое), МПа,принимаемое с учетом повторности нагрузки (Приложение 2, табл. П.2.6 или табл. П.2.8);

kд - коэффициент,учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижнимслоем несущего основания. При устройстве нижнего слоя из укрепленныхматериалов, а также при укладке на границе “основание - песчаный слой”разделяющей геотекстильной прослойки, следует принимать значения kд равным:

- 4,5 - при использовании в песчаном слое крупногопеска;

- 4,0 - при использовании в песчаном слое пескасредней крупности;

- 3,0 - при использовании в песчаном слое мелкогопеска;

- 1,0 - во всех остальных случаях.

zоп - глубинарасположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верхаконструкции, см;

gср -средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных вышепроверяемого слоя, кг/см3;

jСТ -расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя пристатическом действии нагрузки.

3.36. Во всех случаях в качестверасчетных значений угла внутреннего трения грунта и малосвязных слоевиспользуют его значения, отвечающие расчетному суммарному числу воздействиянагрузки за межремонтный срок SNp. Эту величину устанавливают по формуле (3.6).

Входящую в формулу (3.6) величину расчетныхдней в году, соответствующих расчетному состоянию прочности и деформируемостиконструкции Трдг определяют по специальным региональнымсправочным данным. Для условий Российских регионов следует использовать данныесправочного Приложения6 (рис.П.6.1 и табл.П.6.1).

3.37. Расчет дорожной одежды по сопротивлению сдвигу вгрунте земляного полотна, а также в песчаных материалах промежуточных слоевдорожных одежд ведут в следующей последовательности:

а) по табл. П.3.2 назначают расчетные модули упругости для слоевиз асфальтобетона, соответствующие максимально возможным температурам в раннийвесенний (расчетный) период (в соответствии с указаниями п. 3.33); назначают по таблицам П.2.6-П.2.8Приложения 2(с учетом расчетной влажности и общего числа воздействия нагрузки) расчетныепрочностные характеристики j и с грунта земляногополотна и песка промежуточного слоя одежды (если таковой имеется) с учетомтребований п. 3.36.Остальные расчетные характеристики грунта и материалов остаются теми же, что ив расчете по упругому прогибу;

б) по рис. 3.2 или рис. 3.3 определяют активные напряжения сдвига  отединичной временной нагрузки. Для этого приводят многослойную конструкцию кдвухслойным моделям (п.3.31, п.3.32);

в) по формуле 3.13 вычисляют расчетное напряжение сдвига в грунтеземляного полотна или в песчаном слое одежды;

г) по формуле 3.14 вычисляют предельное напряжение сдвига;

д) по формуле 3.11 проверяют выполнение условия прочности (сучетом требуемой надежности);

е) при необходимости, изменяя толщины конструктивныхслоев, подбирают конструкцию, удовлетворяющую условию п. 3.30.

 

Расчет конструкции насопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

 

3.38. В монолитных слоях дорожной одежды (изасфальтобетона, дегтебетона, материалов и грунтов, укрепленных комплексными инеорганическими вяжущими и др.), возникающие при прогибе одежды напряжения поддействием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданногосрока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения. Дляэтого должно быть обеспечено условие:

,                                                              (3.15)

где  - требуемый коэффициентпрочности с учетом заданного уровня надежности (табл. 3.1);

RN - прочность материала слоя на растяжение при изгибе сучетом усталостных явлений;

sr - наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое,устанавливаемое расчетом.

3.39. Наибольшее растягивающеенапряжение sr при изгибе в монолитном слое определяют с помощью номограммы (рис. 3.4),приводя реальную конструкцию к двухслойной модели.

К верхнему слою модели относят все асфальтобетонныеслои, включая рассчитываемый. Толщину верхнего слоя модели hв принимают равнойсумме толщин, входящих в пакет асфальтобетонных слоев (Shi).

Значение модуля упругости верхнего слоя моделиустанавливают как средневзвешенное для всего пакета асфальтобетонных слоев по формуле 3.12.

Нижним (полубесконечным) слоем модели служит частьконструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, включая грунтрабочего слоя земляного полотна.

Модуль упругости нижнего слоя модели определяют путемприведения слоистой системы к эквивалентной по жесткости с помощью номограммы рис. 3.1.

3.40. При использовании номограммы рис. 3.4расчетное растягивающее напряжение определяют по формуле:

,                                                          (3.16)

где sr - растягивающее напряжение от единичной нагрузки прирасчетных диаметрах площадки, передающей нагрузку, определяемое по номограмме рис. 3.4;

кв- коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытияконструкции под спаренным баллоном. Принимают равным 0,85 (при расчете наоднобаллонное колесо кв = 1,00);

р -расчетное давление, принимаемое по табл. П.1.1 Приложения 1.

Порядок использования показан на рис. 3.4стрелками.

3.41. Прочность материала монолитного слоя примногократном растяжении при изгибе определяют по формуле:

RN = Rok1k2(1 - vR×t),                                                       (3.17)

где Ro - нормативное значение предельного сопротивлениярастяжению (прочность) при изгибе при расчетной низкой весенней температуре приоднократном приложении нагрузки, принимаемое по табличным данным (Приложение 3,табл. П.3.1);

k1 - коэффициент,учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократномприложении нагрузки;

k2 - коэффициент,учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатическихфакторов (табл. 3.6);

vR - коэффициент вариации прочности на растяжение (Приложение 4);

t- коэффициент нормативного отклонения (Приложение 4).

 

Таблица 3.6

 

 

Материал расчетного слоя

k2

 

Асфальтобетон

 

1

Высокоплотный

1,0

2

Плотный

 

 

I марки

0,95

 

II марки

0,90

 

III марки

0,80

3

Пористый и высокопористый

0,80

4

Органоминеральные смеси

0,80

 

3.42. Коэффициент k1, отражающийвлияние на прочность усталостных процессов, вычисляют по выражению:

,                                                          (3.18)

где SNp - расчетное суммарное число приложений расчетнойнагрузки за срок службы монолитного покрытия, определяемое по формуле (3.6)или (3.7)с учетом числа расчетных суток за срок службы (см. Приложение 6);

m- показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемогомонолитного слоя (Приложение3, табл.П.3.1);

a - коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимахрастяжения повторной нагрузкой, а также вероятность совпадения во временирасчетной (низкой) температуры покрытия и расчетного состояния грунта рабочегослоя по влажности, определяемый по табл. П.3.1.

 

 

Рис. 3.4. Номограмма для определения растягивающегонапряжения sr при изгибе в верхнем монолитном слое двухслойнойсистемы

 

3.43. Расчеты на усталостную прочность выполняют вследующем порядке:

а) приводят конструкцию к двухслойной модели иопределяют отношения , ;

b) по полученным параметрам по номограмме рис. 3.4находят значение  и по формуле 3.16 вычисляют расчетноерастягивающее напряжение;

c) вычисляют предельное растягивающее напряжение по формуле (3.18).В пакете асфальтобетонных слоев за предельное растягивающее напряжение RN принимают значение, отвечающее материалу нижнего слояасфальтобетонного пакета;

d)проверяют условие(3.15) и при необходимости корректируют конструкцию.

 

4. ПРОВЕРКА ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ НА МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТЬ

 

4.1. В районах сезонного промерзания грунтов земляногополотна при неблагоприятных грунтовых и гидрологических условиях, наряду стребуемой прочностью и устойчивостью должна быть обеспечена достаточнаяморозоустойчивость дорожных одежд.

С этой целью применяют различные специальныемероприятия:

- использование непучинистых или слабопучинистыхгрунтов (табл. 4.1,4.2.)для сооружения верхней части земляного полотна, находящегося в зонепромерзания;

- осушение рабочего слоя земляного полотна (см. раздел 5), втом числе устройство дренажа для увеличения расстояния от низа дорожной одеждыдо уровня подземных вод; устройство гидроизолирующих или капилляропрерывающихпрослоек для перехода от 2-ой или 3-й схемы увлажнения рабочего слоя земляногополотна к 1-й схеме;

- устройство морозозащитного слоя из непучинистыхминеральных материалов, в т.ч. укрепленных малыми дозами минеральных илиорганических вяжущих;

- устройство теплоизолирующих слоев, снижающих глубинуили полностью исключающих промерзание грунта под дорожной одеждой;

- устройство основания дорожной одежды из монолитныхматериалов (типа тощего бетона или других зернистых материалов, обработанныхминеральным или органическим вяжущим).

4.2. Конструкцию считают морозоустойчивой, еслисоблюдено условие

lпуч £ lдоп,                                                               (4.1)

где lпуч -расчетное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна;

lдоп - допускаемое дляданной конструкции пучение грунта (табл. 4.3).

4.3. Расчет на морозоустойчивость необходимо выполнятьдля характерных участков или групп характерных участков дороги, сходных погрунтово-гидрологическим условиям, имеющим одну и ту же конструкцию дорожнойодежды и схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна.

4.4. При предварительной проверке наморозоустойчивость величину возможного морозного пучения следует определять поформуле:

lпуч = lпуч срКУГВКпл КгрКнагрКвл,                                               (4.2)

где lпучср - величина морозногопучения при осредненных условиях, определяемая по рис. 4.4 в зависимости от толщиныдорожной одежды (включая дополнительные слои основания), группы грунта постепени пучинистости (табл.4.1) и глубины промерзания (zпp);

 

Таблица 4.1

 

Классификация грунтов по степени пучинистости призамерзании

(СНиП 2.05.02-85, прил. 2 табл. 6)

 

Группы грунтов по пучинистости

Степень пучинистости

Относительное морозное пучение

I

Непучинистый

1 и менее

II

Слабопучинистый

Свыше 1 до 4

III

Пучинистый

Свыше 4 до 7

IV

Сильнопучинистый

Свыше 7 до 10

V

Чрезмернопучинистый

Свыше 10

 

 

 

Таблица 4.2

 

Группы грунтов по степени пучинистости (СНиП 2.05.02-85,прил. 2 табл. 7)

 

Грунт

Группа

Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 0,05 до 2 %

I

Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц мельче 0,05 до 15 %, мелкий с содержанием частиц мельче 0,05 до 15 %, супесь легкая крупная

II

Супесь легкая; суглинок легкий и тяжелый, глины

III

Песок пылеватый; супесь пылеватая; суглинок тяжелый пылеватый

IV

Супесь тяжелая пылеватая; суглинок легкий пылеватый

V

 

Таблица 4.3

 

Тип дорожных одежд

Вид покрытия

Допустимая величина морозного пучения, (lдоп), см

Капитальные

асфальтобетонное

4

Облегченные

асфальтобетонное

6

Переходные

переходное

10

 

Примечание. Ввосточных районах II-III дорожно-климатических значения lдоп следует увеличиватьна 20-40 % (большие значения для облегченных и переходных дорожных одежд).

 

КУГВ- коэффициент, учитывающий влияние расчетной глубины залегания уровня грунтовыхили длительно стоящих поверхностных вод (Ну) (рис. 4.1); при отсутствии влияниягрунтовых или длительно стоящих поверхностных вод следует принимать: для супеситяжелой и пылеватой и суглинка КУГВ = 0,53; для песка исупеси легкой и крупной КУГВ = 0,43;

Кпл- коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта рабочего слоя (табл. 4.4);

Кгр- коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава грунта основаниянасыпи или выемки (табл.4.5);

Кнагр - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного весавышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от глубиныпромерзания (рис. 4.2);

Квл- коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунта (табл. 4.6).

4.5. Если данные натурных наблюдений отсутствуют,глубину промерзания дорожной конструкции допускается определять по формуле:

zпp = zпp(cp) ×1,38,                                                            (4.3)

где zпp(cp) -средняя глубина промерзания для данного района, устанавливаемая при помощи картизолиний (рис. 4.4).

4.6. При глубине промерзаниядорожной конструкции zпp до 2м lпучср устанавливают по графикамрис. 4.3.При zпp от2,0 до 3,0 м lпучср вычисляют по формуле:

lпуч ср = lпучср 2,0 × [a + b (zпp - c)],                                            (4.4)

где lпучср 2,0 - величина морозногопучения при zпp =2,0 м;

а = 1,0; b= 0,16; с = 2,0 при 2,0 < zпp < 2,5;

a= 1,08; b = 0,08; с = 2,5 при 2,5 < zпp < 3,0.

4.7. Если при расчетном сроке службы до 10 летполученная величина возможного пучения будет превышать требуемую (табл. 4.3), апри сроке службы более 10 лет будет превышать 80 % от требуемой, необходиморассмотреть вариант устройства морозозащитного слоя. В этом случаепредварительно определяют ориентировочно требуемую толщину морозоустойчивойконструкции дорожной одежды, используя графики рис. 4.3. Для этого, зная допустимуювеличину морозного пучения lдоп,рассчитывают среднюю величину морозного пучения lпуч.српо формуле:

lпуч.ср = lдоп/КУГВКпл Кгр Кнагр Квл.                                            (4.5.)

Затем по графику рис. 4.3. в соответствии с группойгрунта по степени пучинистости определяют hoд.

 

 

Рис. 4.1. Зависимость коэффициента КУГВ отрасстояния от низа дорожной одежды до расчетного УГВ или УПВ:

1 - супесь тяжелая и тяжелая пылеватая, суглинок; 2 -песок, супесь легкая и легкая крупная

 

 

Рис. 4.2. Зависимость коэффициента Кнагр отглубины промерзания zпрот поверхности покрытия:

1 - супесь тяжелая и пылеватая; суглинок; 2 - песок;супесь легкая, крупная

 

Таблица 4.4

 

Коэффициент

Кпл

уплотнения Купл

песок пылеватый, супесь легкая и пылеватая, суглинки, глины

пески кроме пылеватых, супесь легкая крупная

1,03 - 1,00

0,8

1,0

1,01 - 0,98

1,0

1,0

0,97 - 0,95

1,2

1,1

0,94 - 0,90

1,3

1,2

менее 0,90

1,5

1,3

 

Таблица 4.5

 

Грунт

Кгр

пески

1,0

супеси

1,1

суглинки

1,3

глины

1,5

 

Таблица 4.6

 

Относительная влажность W/WГ

0,6

0,7

0,8

0,9

Квл

1,0

1,1

1,2

1,3

 

4.8. Уточненный расчет толщины морозозащитного слоя (hмз) выполняют потермическому сопротивлению конструкций. Для этого необходимо иметь следующиеисходные данные:

- географическое местоположение рассматриваемогоучастка дороги;

- конструкцию дорожной одежды (наименование и толщинаслоев), необходимая по условиям прочности и дренирования;

- схемуувлажнения рабочего слоя земляного полотна (1, 2 или 3) и расчетную глубинузалегания подземных вод от поверхности покрытия;

- наименование грунтов земляного полотна;

- расчетный срок службы дорожной одежды.

4.9. Толщину морозозащитного слояhмзопределяют по формуле:

hмз = (Rод(тр) - Rод(о))lмз,                                                     (4.6)

где Rод(о) - термическое сопротивление рассматриваемойконструкции дорожной одежды, [м2К/Вт];

Rод(тр) - требуемое в данных условиях термическоесопротивление дорожной одежды, [м2К/Вт];

lмз -коэффициент теплопроводности морозозащитного слоя, равный среднеарифметическомузначению коэффициентов теплопроводности материала слоя в талом и мерзломсостояниях, Вт/(мК).

При отсутствии фактически замеренных значений в расчетдопускается включать табличные значения lмз (табл. П.5.1).

Rод(тр) определяют в зависимости от номера изолинии на карте(рис. 4.5),соответствующей географическому положению рассматриваемого участка дороги. Прирасположении участка между изолиниями определяют два значения Rод(тр) и вычисляют два значения hмз соответствующих этим изолиниям. Искомую толщинуморозозащитного слоя определяют методом интерполяции в зависимости отрасстояния от рассматриваемого участка дороги до соседних изолиний.

 


 

Рис. 4.3. Графики для определения осредненной величиныморозного пучения 1пуч.ср.

 

Примечания: 1.Кривую (II - V) выбирают в соответствии с табл. 4.2.

2. Кривую IIа выбирают при 2-й и 3-й схемеувлажнения рабочего слоя, кривую IIб - при 1-й схеме увлажнения.


 

Рис. 4.4. Карта изолиний глубины промерзания Znp(cp) грунтов на территории СНГ:

1 - граница сплошного распространения вечномерзлыхгрунтов; 2 - то же, островного; 3 - границы стран СНГ

 

 

Рис. 4.5. Карта с изолиниями для определения требуемыхзначений термического сопротивления дорожной одежды:

I-X- номера изолиний; 1 - граница сплошного распространения вечномерзлых грунтов;2 - то же, островного; 3 - Северный полярный круг


4.10. Теоретическое сопротивлениедорожной одежды R(од)овычисляют по формуле:

, [м2К/Вт],                                    (4.7)

где nод -число конструктивных слоев дорожной одежды без морозозащитного слоя;

hод(i) -толщина i-го слоя, м;

lод(i) -коэффициент теплопроводности отдельных слоев в мерзлом состоянии, Вт/(мК).

4.11. Величину требуемоготермического сопротивления Rод(тр)вычисляют по формуле:

Rод(тр) = Rпp × Код × Кувл× d, [м2К/Вт],                                        (4.8)

где Rпp -приведенное термическое сопротивление, определяемое при помощи номограммы (см. п. 4.12);

Код- коэффициент, учитывающий срок службы дорожной одежды, между капитальнымиремонтами (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-ой схемеувлажнения - по табл.4.8;

d - понижающий коэффициент, принимаемый для II1, II3 и II5дорожно-климатических подзон равным 1,0; для II2, II4 и II6, подзон равным 0,95; для III-ейдорожно-климатической зоны равным 0,90; для IVдорожно-климатической зоны равным 0,85 (схему дорожно-климатических зон см. Приложение 2).

4.12. Rпp определяют с помощью номограммы (рис. 4.6)методом итерации через отношение lдоп/(СпучСр) (горизонтальнаяось номограммы). Значения lдоп, СпучСр определяют соответственно по табл. 4.3, 4.9, и 4.10.

При назначении величины Ср по табл. 4.10подбирают допустимую глубину промерзания hпр(доп)таким образом, чтобы получаемому значению отношения lдоп/(СпучСр) соответствовалавеличина hпр(доп) на вертикальной оси номограммы, равная принятой приопределении Ср. Подбор нужно начинать со значения hпр(доп), соответствующего наименьшей допустимой глубинепромерзания.

Расстояние Ну от низа дорожнойодежды до уровня подземных вод, необходимое для использования номограммы,определяют, приняв за исходную, полученную в соответствии с п. 4.6ориентировочную толщину морозозащитного слоя hмз и вычислив при заданном hмз общую толщину дорожной одежды hoд.

При глубине залегания подземных вод на участке дороги,отличающейся от указанных на номограмме, нужно определить два значения Rпр.Одно - при значении Ну на номограмме более, а другое - призначении Ну на номограмме менее данного. Искомое значение Rпp устанавливают методом интерполяции междусоответствующими величинами.

4.13. После завершения расчета толщины морозозащитногослоя по формуле (4.6)сравнивают полученное значение hмз с предварительно назначенной величиной hмз. Разница не должнабыть более 5 см. В противном случае расчет необходимо повторить.

 

 

Рис 4.6. Номограмма для определения требуемоготермического сопротивления дорожной одежды Rод(тр): I-Х- номера изолиний на карте (рис. 4.6); I- кривая расчета для 1-го и 2-го типов увлажнения рабочего слоя земляногополотна; Ну - глубина залегания расчетного УГВ от низа дорожной одежды, включаяморозозащитные слои

 

Таблица 4.7

 

№ изолинии на карте (рис. 4.5)

Значение коэффициента Код при сроке службы дорожной одежды между капитальными ремонтами

 

менее 10 лет

10 лет

20 лет

I-II

0,70

0,85

1,0

III-X

0,80

0,90

1,0

 

Таблица 4.8

 

№ изолинии на карте (рис. 4.5)

Значение коэффициента Кувл при первой схеме увлажнения рабочего слоя земляного полотна

I

0,8

II

0,65

III

0,55

IV

0,45

V

0,40

VI

0,35

VII

0,30

VIII

0,30

IX

0,25

X

0,25

 

Таблица 4.9

 

№ изолинии на

Значение показателя Спуч для грунтов:

карте (рис. 4.5)

Слабопучинистых

Пучинистых

Сильнопучинистых

Чрезмерно пучинистых

I

0,70

1,40

2,10

2,80

II

0,60

1,25

1,85

2,50

III

0,55

1,10

1,65

2,20

IV

0,50

1,00

1,50

2,00

V

0,45

0,90

1,35

1,80

VI

0,40

0,80

1,20

1,60

VII

0,35

0,70

1,05

1,40

VIII

0,30

0,60

0,90

1,20

IX

0,25

0,50

0,75

1,00

X

0,20

0,40

0,60

0,80

 

Примечание.Группу грунта по степени пучинистости допускается определять с помощью табл. 4.1 и 4.2.

 

Таблица 4.10

 

Грунт земляного полотна

Значение коэффициента Ср в зависимости от толщины дорожной одежды (hод, м) и допустимой глубины промерзания (hпр(доп), см)

 

hод = 0,5

hод = 1,0

hод = 1,5

hод = 2,0

 

hпр(доп)

hпр(доп)

hпр(доп)

hпр(доп)

 

0-50

51-100

> 100

0-100

> 100

0-100

> 100

0-100

> 100

Песок пылеватый

0,60

0,55

0,50

0,50

0,45

0,45

0,40

0,40

0,35

Супесь легкая

0,70

0,65

0,60

0,60

0,55

0,55

0,50

0,50

0,45

Супесь пылеватая

0,75

0,70

0,65

0,65

0,60

0,60

0,55

0,55

0,50

Суглинок легкий, суглинок легкий пылеватый

0,80

0,75

0,70

0,70

0,65

0,65

0,60

0,60

0,55

Суглинок тяжелый, суглинок тяжелый пылеватый, глина

0,85

0,80

0,75

0,75

0,70

0,70

0,65

0,65

0,60

 

Примечание.При промежуточных значениях толщины дорожной одежды следует принимать значение Српо интерполяции соответствующих величин.

 

4.14. Расчет толщины теплоизолирующего слояосуществляется также как и морозозащитного. В расчет следует включать толщинудорожной 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) взависимости от Rод(тр) и Rод(о).

 

 

Рис. 4.7. График для определения необходимой толщинытеплоизолирующего слоя из пенопласта

 

Таблица 4.11

 

Значения показателя Спуч для грунтов

Слабопучинистых

Пучинистых

Сильнопучинистых

Чрезмернопучинистых

0,50

1,0

1,5

2,0

 

4.15. Пенопласт, используемый для устройстватеплоизолирующего слоя должен удовлетворять следующим требованиям: прочность насжатие при 10 % линейной деформации не менее 0,40 МПа, предел прочности приизгибе - не менее 0,70 МПа, водопоглощение по объему - не более 0,45,теплопроводность - не более 0,032 Вт/(мК) (при методах испытания по действующимГОСТам). Выбор нужной марки пенопласта следует проводить с учетом результатовопытной проверки на дорогах.

4.16. Если рабочий слой земляного полотна включает дваслоя из грунтов с различной пучинистостью (что может быть предусмотрено в целяхсокращения объемов привозного менее пучинистого грунта), толщинуморозозащитного слоя при верхней части рабочего слоя из менее пучинистогогрунта следует рассчитывать по формуле:

hмз = hмз1 + (hмз2 - hмз1)( hмз1 + hпр(доп) - Duгр)/( hмз1 + hпр(доп)),                        (4.9)

где hмз1 - толщинаморозозащитного слоя, которая необходима в случае полной замены местного грунтана привозной менее пучинистый, м;

hмз2 - толщинаморозозащитного слоя, которая необходима при однослойной конструкции земляногополотна из местного грунта, м;

hпр(доп) - допустимая глубина промерзания земляного полотна вслучае полной замены местного грунта на привозной менее пучинистый, м;

Duгр - толщина слоя замены грунта от низа дорожной одежды(без морозозащитного слоя), конструкция которой обеспечивает прочность идренирование, м.

Расчет значений hмз1, hмз2 и hпр(доп) выполняется в соответствии с п.п. 4.9-4.13. Максимальное значениеDuгрравно hмз1 + hпр(доп).

Расчет толщины теплоизолирующего слоя при заменеверхней толщи земляного полотна на менее пучинистый грунт следует проводить также, как для морозозащитного слоя.

4.17. Для определения величины морозного пучения,требуемой толщины морозозащитного или теплоизолирующего слоя может бытьиспользована также методика, основанная на определении коэффициентавлагопроводности грунта Квл (см. Приложения 7.1 и 7.2).Методику рекомендуется использовать в порядке накопления опыта ее применения.Пример применения методики приведен в приложении 8 (пример 12).

 

5.ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ПО ОСУШЕНИЮ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

 

Основные положения

 

5.1. Дренажная конструкция (дренирующий слой иводоотводящие устройства) необходима при традиционных конструкциях дорожныходежд со слоями из зернистых материалов на участках с земляным полотном ислабофильтрующих грунтов (пылеватых песков, непылеватых песков с коэффициентомфильтрации менее 0,5 м/сут, глинистых грунтов) во IIдорожно-климатической зоне при всех схемах увлажнения рабочего слоя земляногополотна, в III зоне - при 2-й и 3-й схемах, в IV и Vзонах - только при 3-й схеме (табл. 5.1).

5.2. Схему увлажнения на участках дороги, где впридорожной полосе застаивается вода, определяют с учетом расстояния lу от бровки земляногополотна до уреза воды, застаивающейся осенью в придорожной полосе. Величинубезопасного расстояния lуможно определить по специальной методике. При отсутствии фактических данных,необходимых для расчета, следует принимать lу для супесей равной 10 м, для суглинков легких ипылеватых - 3 м, для суглинков тяжелых и глин - 2 м.

5.3. Дренажная система дорожной одежды включает:плоскостной горизонтальный дренаж, дополняемый, если требуется, прикромочнымдренажом, а также поперечным дренажом мелкого заложения.

При устройстве всех слоев дорожной одежды измонолитных материалов в качестве плоскостного горизонтального дренажа присоответствующем технико-экономическом обосновании допускается применять вместодренирующего слоя прослойку из геотекстиля толщиной не менее 4 мм скоэффициентом фильтрации не менее 50 м/сут с выпуском полотнищ на откосы насыпина высоту не менее 0,5 м. Выбор геотекстиля в этом случае производится поспециальным указаниям.

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.1

(СНиП 2.05.02-85, прил. 2 табл. 13)

 

Схема увлажнения рабочего слоя

 

Источники увлажнения

 

Условия отнесения к данному типу увлажнения

1

2

3

1

Атмосферные осадки

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 1,5 раза превышающем требования табл. 5.2.

 

 

Для насыпей на участках 2-го типа при расстоянии от уреза поверхностной воды (отсутствующей не менее 2/3 летнего периода) более 5 - 10 м при супесях; 2 - 5 м при легких пылеватых суглинках и 2 м при 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 (в I - III дорожно-климатических зонах) и при возвышении поверхности покрытия над расчетным горизонтом грунтовых вод более чем в 1,5 раза превышающем требования табл. 5.2. При применении специальных методов регулирования водно-теплового режима (капилляропрерывающие, гидроизолирующие, теплоизолирующие и армирующие прослойки, дренаж и т.п.), назначаемых по специальным расчетам.

2

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 по табл. 5.2 и не более чем в 2 раза превышающем эти требования и при крутизне откосов не менее 1:1,5 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 1,5 рази превышающем требования табл. 5.2.

3

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 требованиям табл. 5.2, но не превышающем их более чем в 1,5 раза. То же, для выемок, в основании которых имеется уровень грунтовых вод, расположение которого по глубине не превышает требований табл. 5.2 более чем в 1,5 раза

 

Таблица 5.2

(СНиП 2.05.02-85, табл. 21)

 

Грунт рабочего слоя

покрытия, м, в пределах дорожно-климатических зон

 

II

II

IV

V

Песок мелкий, супесь легкая крупная, супесь легкая

1,1/0,9

0,9/0,7

0,75/0,55

0,5/0,3

Песок пылеватый, супесь пылеватая

1,5/1,2

1,2/1,0

1,1/0,8

0,8/1,5

Суглинок легкий, суглинок тяжелый, глины

2,2/1,6

1,8/1,4

1,5/1,1

1,1/0,8

Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий пылеватый, суглинок тяжелый пылеватый

2,4/1,8

2,1/1,5

1,8/1,3

1,2/0,8

 

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 стокомили над уровнем кратковременно (менее 30 сут) стоящих поверхностных вод.

 

5.4. Проектирование мероприятий по дренированиюдорожной одежды осуществляют в такой последовательности:

а) дорогу разделяют на типичные участки по видупродольного профиля и природным условиям (характер рельефа местности, наличиеводотоков, пересекающих дорогу, и др.) с учетом особенностей конструкцииземляного полотна (насыпь высотой, отвечающей СНиП, выемка, насыпь нижетребуемой по СНиП, переходный участок от насыпи к выемке) и дорожной одежды(наличие монолитных слоев основания, а также морозозащитных илитеплоизоляционных слоев из укрепленных материалов), обеспеченности материаламидля дренирующего слоя, дренажных труб и геотекстиля; осуществления мер поограничению притока воды в дорожную конструкцию;

б) для типичных участков определяют количество воды,поступающей в основание за сутки и за расчетный период с учетом предусмотренныхмер 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 коэффициентафильтрации должен обладать дренирующий материал в заданной дренажнойконструкции.

При проектировании дренирующего слоя, необходимо,помимо осушения, учитывать необходимость обеспечения сдвигоустойчивости самогозернистого материала и прочности всей дорожной конструкции.

5.5. Дренажную конструкцию нужно проектировать сучетом объема притока воды, поступающей в основание дорожной одежды в расчетныйпериод, фильтрационной способности материала дренирующего слоя и конструкцииземляного полотна.

5.6. Выбор каждого конкретного мероприятия порегулированию притока должен сопровождаться технико-экономическим сравнениемвариантов.

Комбинированный плоскостной горизонтальный дренажявляется универсальным мероприятием для большинства участков дорог.

Поперечный дренаж мелкого заложения устраивают дляпоперечного перехвата воды, движущейся в дренирующем слое вдоль дороги, научастках с продольным уклоном свыше 20 %о, также с затяжными продольнымиуклонами, превышающими поперечные, в местах вогнутых вертикальных кривых и вместах уменьшения продольных уклонов.

5.7. Дренирующий слой, работающий по принципуосушения, необходимо устраивать из песчаных грунтов или высокопроницаемойскелетной смеси (щебня или гравия) открытого типа (с незаполненными пустотами),отвечающих определенным требованиям по водопроницаемости, и укладывать этот слойпод дорожной одеждой на всю ее ширину. При этом необходимо обеспечить выходыдренирующего слоя на откос. Дренирующий слой устраивают также с дренажнымитрубами для сбора и быстрого отвода воды за пределы земляного полотна. Следуетпредусматривать противозаиливающую защиту дрен и дренирующих слоев, а такженедопущение замерзания воды в выпусках труб.

При устройстве дренирующих слоев, работающих попринципу поглощения, требуется устраивать более мощные слои из песчаного грунтаи принимать в расчет на прочность дорожной одежды значения прочностныххарактеристик песчаного грунта с учетом более продолжительного периода егонахождения в неблагоприятном расчетном состоянии.

5.8. Для устройства дренирующего слоя, работающего попринципу осушения, следует применять материалы с коэффициентом фильтрации неменее 1 м/сут. Материал с коэффициентом фильтрации 1 - 2 м/сут целесообразноприменять на участках, где он одновременно выполняет дренирующие иморозозащитные функции.

 

Расчет дренирующего слоя

 

5.9. Целью расчета дренажной конструкции являетсяопределение требуемой толщины дренирующего слоя из дискретных материалов. Припроектировании дренирования дорожных одежд в районах сезонного промерзаниягрунтов учитываются два расчетных этапа работы дренажных конструкций. Первыйотносится к периоду, когда основание дорожной одежды под серединой проезжейчасти уже оттаяло, а дренирующий слой у ее краев находится еще в мерзломсостоянии, и водоотводящие устройства не работают.

Второй расчетный этап относится ко времени, когдадренирующий слой полностью оттаял и водоотводящие устройства начали нормальноработать.

5.10. В зависимости от конкретных условий дренажнаяконструкция может быть рассчитана на один из трех вариантов работы:

- работа на осушение;

- работа на осушение с периодом запаздывания отводаводы;

- работа на поглощение.

5.11. Полную толщину дренирующего слоя определяют поформуле:

hп = hнас + hзап,                                                         (5.1)

где hнас -толщина слоя, полностью насыщенного водой, м;

hзап - дополнительнаятолщина слоя, зависящая от капиллярных свойств материала и равная для песковкрупных 0,10-0,12 м, средней крупности 0,14-0,15 м и мелких 0,18-0,20 м. Вовсех случаях полную толщину дренирующего слоя следует принимать не менее 0,20м.

5.12. Для дренирующего слоя, работающего по принципуосушения величину hнасустанавливают с помощью номограмм рис. 5.1 и 5.2 в зависимости от длины пути фильтрации L ирасчетной величины притока воды в дренирующий слой на 1 м2 qp, определяемой по формуле:

qp = qКпКгКвогКр : 1000, [м32],                                        (5.2)

где q - осредненное (табличное) значение притока воды вдренирующий слой при традиционной конструкции дорожной одежды, отнесенное к 1 м2проезжей части, м32 (табл. 5.3);

Кп- коэффициент “пик”, учитывающий неустановившийся режим поступления воды из-занеравномерного оттаивания и выпадения атмосферных осадков (табл. 5.4);

Кг- коэффициент гидрологического запаса, учитывающий снижение фильтрационнойспособности дренирующего слоя в процессе эксплуатации дороги (табл. 5.4);

Квог- коэффициент, учитывающий накопление воды в местах изменения продольногоуклона, определяемый при одинаковом направлении участков профиля у перелома пономограмме рис. 5.3;

Кр- коэффициент, учитывающий снижение притока воды при принятии специальных мерпо регулированию водно-теплового режима (табл. 5.5).

 


 

Рис. 5.1. Номограмма для расчета толщины hнac дренирующего слоя из песков мелких и средней крупности, а такжекрупнозернистых с коэффициентом фильтрации менее 10 м/сут. При односкатномпоперечном профиле q¢ = qpB 3/м];при двухскатном поперечном профиле q¢ = 0,5qpB 3/м]; В - ширина проезжей части, м; L -длина пути фильтрации, равный В при односкатном профиле и 0,5В при двухскатном

 

Рис. 5.2. Номограмма для расчета дренирующего слоя изкрупных песков с коэффициентом фильтрации более 10 м/сут

L - длина пути фильтрации в м, равная В приодноскатном профиле и 0,5В при двухскатном; I - поперечный уклон низа дренирующего слоя;

Кф - коэффициент фильтрации, м/сут


 

Рис. 5.3. Номограмма для определения коэффициента Квогувеличения объема воды в дренирующем слое в местах изменения вогнутого профиля:

i1, i2 - продольные уклоны выше и ниже перелома профиля; Кф -коэффициент фильтрации, м/сут; п - коэффициент пористости дренирующего слоя

 

Таблица 5.3

 

Дорожно-

Схема увлажнения

Объем воды, поступающей в основание дорожной одежды

климатическая зона

рабочего слоя земляного полотна

Супесь легкая и песок пылеватый

Суглинок и глина

Суглинок пылеватый

Супесь пылеватая

II

2

15/2,5

20/2

35/3

80/3,5

 

3

25/3

50/3

80/4

130/4,5

 

1

60/3,5

90/4

130/4,5

180/5

III

2

10/1,5

10/1,5

15/2

30/3

 

3

15/2

25/2

30/2,5

40/3

 

3

25/2,5

40/2,5

50/3,5

60/4

IV и V

 

20/2

20/2

30/2,5

40/3

 

Примечания: 1.В числителе дан общий объем воды Q (в литрах на квадратныйметр), поступающий в основание за весь расчетный период, в знаменателе - засутки (q). Для насыпей, возведенных из непылеватых грунтов,высотой более, чем требуется по СНиП (табл. 5.2), во IIдорожно-климатической зоне принимают q = 1,5 л/(м2×сут).

2. При наличии разделительной полосы для участков,проходящих в нулевых отметках, насыпей высотой менее чем требуется по СНиП, во II зонерасчетные значения q повышают на 20 %.

 

Таблица 5.4

 

Дорожно-

Схема

Кп для

Пылеватые грунты

климатическая зона

увлажнения

непылеватых грунтов

Кп

Кг

II

1

1,5

1,5

1,0/1,0

 

2

1,5

1,6

1,2/1,2

 

3

1,6

1,7

1,3/1,2

III

1

1,4

1,5

1,0/1,0

 

2

1,4

1,5

1,1/1,0

 

3

1,5

1,6

1,2/1,1

III и IV

3

1,5

1,3

1,1/1,0

 

Примечания: 1.Для непылеватых грунтов КГ = 1,0.

2. В числителе указаны значения КГдля дорог I и II категорий, а в знаменателе - для III и IVкатегорий.

 

Таблица 5.5

 

Коэффициент уменьшения притока воды в дренирующий слойКр

 

Мероприятие

Дорожно-

Грунт

 

климатическая зона

Супесь

Легкий суглинок

Тяжелый суглинок, глины

Укрепление обочин (по отношению к неукрепленным) в условиях 1-й схемы увлажнения

II

0,45

0,30

0,15

 

III

0,40

-

-

 

IV

0,35

-

-

Монолитные слои основания с пористостью материала до 5 %

I, II, III

0,10

0,10

0,10

 

5.13. Полная толщина дренирующего слоя, работающего попринципу поглощения, определяется по формуле:

hп = (Q/(1000n)+ 0,3hзап) :(1 - jзим),                                          (5.3)

где Q - расчетное количество воды в л/м2,накапливающейся в дренирующем слое за весь расчетный период (табл. 5.3);

jзим -коэффициент заполнения пор влагой в материале дренирующего слоя к началуоттаивания (табл. 5.6);

n- пористость материала, в долях единицы.

5.14. Дренирующий слой в конструкции с прикромочнымдренажем, 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 вконструкции с прикромочным дренажем:

а - мелкий песок; б - песок средней крупности

 

По номограммам рис. 5.1, 5.2 и 5.4 можно также определять требуемыезначения коэффициента фильтрации дренирующего слоя при известных другихпараметрах дренажной конструкции.

5.15. Полную толщину дренирующего слоя (в метрах),работающего по принципу осушения с периодом запаздывания отвода воды,достаточную для временного размещения в его порах поступающей в конструкцию вначальный период ее оттаивания воды, определяют по формуле:

hп = (qрТзап/n + 0,3hзап) : (1 - jзим),                                              (5.4)

где Тзап- средняя продолжительность запаздывания начала работы водоотводящих устройств,принимаемая для II дорожно-климатической зоны равной 4-6 сут, для IIIдорожно-климатической зоны равной 3-4 сут (большее значение - для мелкихпесков);

jзим -коэффициент заполнения пор влагой в материале дренирующего слоя к началуоттаивания (табл. 5.6);

qp - расчетное значение воды, поступающей за сутки(формула).

 

Таблица 5.6

 

Толщина

Значение (jзим) во II дорожно-климатической зоне при пористости n, равной

дренирующего слоя, см

0,4

0,36

0,32

0,28

До 20

0,4

0,5

0,6

0,7

20-40

0,35

0,4

0,5

0,6

Более 40

0,3

0,35

0,45

0,55

 

Примечание. В IIIдорожно-климатической зоне величину jзим следует уменьшить на 20 %.

 

5.16. На участках, где длина пути фильтрации L> 10 м, дренирующий слой должен быть рассчитан на поглощение всегоколичества воды, поступающей за весь расчетный период.

За длину пути фильтрации принимается половина шириныдренирующего слоя при двускатном поперечном профиле и полная ширинадренирующего слоя при односкатном.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

(обязательное)

 

РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ

 

П.1.1. При проектировании дорожных одежд в качестверасчетных принимают нагрузки, соответствующие предельным нагрузкам на осьрасчетного двухосного автомобиля.

Если в задании на проектирование расчетная нагрузка неоговорена специально, за расчетную принимают нагрузку, соответствующуюрасчетному автомобилю группы А (табл. П.1.1).

Таблица П.1.1

 

Группа расчетной нагрузки

Нормативная статическая нагрузка на ось, кН

Нормативная статическая нагрузка на поверхность покрытия от колеса расчетного автомобиля, Qрасч., кН

Расчетные параметры нагрузки

 

 

 

Р, МПа

D, см

А1

100

50

0,60

37/33

А2

110

55

0,60

39/34

А3

130

65

0,60

42/37

 

Примечание: Вчислителе - для движущегося колеса, в знаменателе - для неподвижного.

 

П.1.2. Данные о нагрузках, передаваемых на дорожноепокрытие выпускаемыми серийно автотранспортными средствами, следует приниматьпо специальным справочникам.

П.1.3. Значение суммарного коэффициента приведенияопределяют по формуле:

,                                                  (П.1.1)

где n - число осей у данного транспортного средства, дляприведения которого к расчетной нагрузке определяется коэффициент Sтсум;

Sn - коэффициент приведения номинальной динамическойнагрузки от колеса каждой из n осей транспортного средства к расчетной динамическойнагрузке.

П.1.4. Коэффициенты приведения нагрузок Sn определяют по формуле:

,                                                       (П.1.2)

где Qдn -номинальная динамическая нагрузка от колеса на покрытие;

Qдрасч - расчетнаядинамическая нагрузка от колеса на покрытие;

Р -показатель степени, принимаемый равным:

4,4 - для капитальных дорожных одежд;

3,0 - для облегченных дорожных одежд;

2,0 - для переходных дорожных одежд.

П.1.5. Номинальная динамическая нагрузка Qдп определяется попаспортным данным на транспортное средство с учетом распределения статическихнагрузок на каждую ось:

Qдп = Кдин× Qп,                                                         (П.1.3)

где Кдин - динамический коэффициент,принимаемый равным 1,3;

Qn - номинальная статическая нагрузка на колесо даннойоси.

При определении расчетного значения номинальнойстатической нагрузки для многоосных автомобилей фактическую номинальнуюнагрузку на колесо, определяемую по паспортным данным, следует умножать накоэффициент Кс, вычисляемый по формуле:

,                                                      (П.1.4)

где Бm -расстояние в метрах между крайними осями автотранспортного средства;

а, в,с - параметры, определяемые в зависимости от капитальности дорожнойодежды и числа осей тележки по таблице П.1.2.

 

Таблица П.1.2

 

Тележки

а

в

с

Двухосные

1,7/1,52

0,43/0,36

0,5/0,5

Трехосные

2,0/1,60

0,46/0,28

1,0/1,0

 

Примечание. Вчислителе - для капитальных и облегченных типов дорожных одежд, в знаменателе -для переходных.

 

П.1.6. Суммарный коэффициент приведения определяют вследующей последовательности:

- назначают расчетную нагрузку и определяют еепараметры: Qрасч, Ри D:

- для каждой марки автомобилей в составеперспективного движения по паспортным данным устанавливают величину номинальнойстатической нагрузки на колесо для всех осей транспортного средства Qn;

- умножив полученные значения Qn и расчетную нагрузку Qрасч на динамический коэффициент, находят величиныноминальных динамических нагрузок Qдп от колеса для каждой оси и величину расчетнойдинамической нагрузки Qдрасч;

- по формуле (П.1.2) вычисляют коэффициент приведенияноминальной нагрузки от колеса каждой из осей Sп к расчетной;

- по формуле (П.1.1) вычисляют суммарный коэффициент приведениянагрузки от рассматриваемого типа автомобиля к расчетной нагрузке.

П.1.7. Допускается приближенно принимать суммарныйкоэффициент приведения Smсум поданным таблицы П.1.3.

 

Таблица П.1.3

 

Типы автомобилей

Коэффициент приведения к расчётной нагрузке Smсум

Легкие грузовые автомобили грузоподъёмностью от 1 до 2 т

0,005

Средние грузовые автомобили грузоподъёмностью от 2 до 5 т

0,2

Тяжёлые грузовые автомобили грузоподъёмностью от 5 до 8 т

0,7

Очень тяжёлые грузовые автомобили грузоподъёмностью более 8 т

1,25

Автобусы

0,7

Тягачи с прицепами

1,5

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ2

(справочное)

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА РАБОЧЕГО СЛОЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ПРИ РАСЧЕТЕ ДОРОЖНОЙОДЕЖДЫ НА ПРОЧНОСТЬ

 

А. Определение расчетной влажности грунта рабочегослоя

 

Расчетную влажность дисперсного грунта Wp (в долях от влажности на границе текучести Wm) присуммарной толщине слоев дорожной одежды Z1 ³ 0,75 м определяют поформуле:

,                                      (П.2.1)

где  - среднее многолетнее значение относительной (в доляхот границы текучести) влажности грунта, наблюдавшееся в наиболеенеблагоприятный (весенний) период года в рабочем слое земляного полотна,отвечающего нормам СНиП по возвышению над источниками увлажнения, на дорогах сусовершенствованными покрытиями и традиционными основаниями дорожных одежд(щебень, гравий и т.п.), и при суммарной толщине одежды до 0,75 м, определяемоепо табл. П.2.1в зависимости от дорожно-климатической зоны и подзоны (рис. П.2.2), схемы увлажненияземляного полотна и типа грунта;

 - поправка на особенности рельефа территории, устанавливаемая по табл. П.2.2;

 - поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин,устанавливаемая по табл.П.2.3;

D3 -поправка на влияние суммарной толщины стабильных слоев дорожной одежды,устанавливаемая по графику рис. П.2.1;

t- коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости оттребуемого уровня надежности по табл. П.4.2 Приложения 4.

 


 

Рис. П.2.1. Графики для определения поправки навлияние суммарной толщины стабильных слоев одежды:

1 - для исходной* относительной влажности 0,75Wm; 2 - то же, для 0,80Wm; 3 - то же, для 0,85Wm; 4 - то же, для 0,90Wm.

*Исходная влажность определяется первым слагаемым в выражении (П.2.1).

 

Рис. П.2.2. Карта дорожно-климатических зон и подзон:

 - Границы дорожно-климатических зон;- -- Границы дорожно-климатических подзон

 


Определение расчетной влажности грунта на основенепосредственных испытаний на влагопроводность

 

Величина Woccp определяетсяв зависимости от tвл, hв и Квл.Эти характеристики объединены в т.н. критерий осеннего влагонакопления (Fон) в виде:

 

Таблица П.2.1

 

Дорожно-климатические

Дорожно-климатические

Схема увлажнения

Среднее значение влажности  грунта,

доли от WТ

зоны

подзоны

рабочего слоя земляного полотна

супесь легкая

песок пылеватый

суглинок легкий

супесь пылеватая и суглинок пылеватый

1

2

3

4

5

6

7

I

I1

1

0,53

0,57

0,62

0,65

 

 

2

0,55

0,59

0,65

0,67

 

 

3

0,57

0,62

0,67

0,70

 

I2

1

0,57

0,57

0,62

0,65

 

 

2

0,59

0,62

0,67

0,70

 

 

3

0,62

0,65

0,70

0,75

 

I3

1

0,60

0,62

0,65

0,70

 

 

2

0,62

0,65

0,70

0,75

 

 

3

0,65

0,70

0,75

0,80

II

II1

1

0,60

0,62

0,65

0,70

 

 

2

0,63

0,65

0,68

0,73

 

 

3

0,65

0,67

0,70

0,75

 

II2

1

0,57

0,59

0,62

0,67

 

 

2

0,60

0,62

0,65

0,70

 

 

3

0,62

0,64

0,67

0,72

 

II3

1

0,63

0,65

0,68

0,73

 

 

2

0,66

0,68

0,71

0,76

 

 

3

0,68

0,70

0,73

0,78

 

II4

1

0,60

0,62

0,65

0,70

 

 

2

0,63

0,65

0,68

0,73

 

 

3

0,65

0,67

0,70

0,75

 

II5

1

0,65

0,67

0,70

0,75

 

 

2

0,68

0,70

0,73

0,78

 

 

3

0,70

0,72

0,75

0,80

 

II6

1

0,62

0,64

0,67

0,72

 

 

2

0,65

0,67

0,70

0,75

 

 

3

0,67

0,69

0,72

0,77

III

III1

1

0,55

0,57

0,60

0,63

 

 

2-3

0,59

0,61

0,63

0,67

 

III2

1

0,58

0,60

0,63

0,66

 

 

2-3

0,62

0,64

0,66

0,70

 

III3

1

0,55

0,57

0,60

0,63

 

 

2-3

0,59

0,61

0,63

0,67

IV

1

 

0,53

0,55

0,57

0,60

 

2-3

 

0,57

0,58

0,60

0,64

V

1

 

0,52

0,53

0,54

0,57

 

2-3

 

0,55

0,56

0,57

0,60

 

Примечание.Табличными значениями  можно пользоваться только при обеспечении возвышенияземляного полотна в соответствии со СНиП. На участках, где возвышение необеспечивается (например, в нулевых местах и в выемках с близким залеганиемгрунтовых вод), величина  назначается индивидуально по данным прогнозов, но онадолжна быть не менее чем на 0,03 выше табличных значений.

 

Таблица П.2.2

 

№ п/п

Тип местности по рельефу

Поправка

1.

Равнинные районы

0,00

2.

Предгорные районы (до 1000 м в.у.м.)

0,03

3.

Горные районы (более 1000 м в.у.м.)

0,05

 

Таблица П.2.3

 

№ п/п

Конструктивная особенность

Поправка  в дорожно-климатических зонах

 

 

II

III

IV

V

1

2

3

4

5

6

1.

Наличие основания дорожной одежды, включая слои на границе раздела с земляным полотном, из укрепленных материалов и грунтов:

 

 

 

 

 

- 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, зологрунта

0,08

0,08

0,06

0,05

2.

Укрепление обочин (не менее 2/3 их ширины):

 

 

 

 

 

- асфальтобетоном

0,05

0,04

0,03

0,02

 

- щебнем (гравием)

0,02

0,02

0,02

0,02

3.

Дренаж с продольными трубчатыми дренами

0,05

0,03

-

-

4.

Устройство гидроизолирующих прослоек из полимерных материалов

0,05

0,05

0,03

0,03

5.

Устройство теплоизолирующего слоя, предотвращающего промерзание

Снижение расчетной влажности до величины полной влагоемкости при требуемом Купл. грунта

6.

Грунт в активной зоне земляного полотна в “обойме”

Снижение расчетной влажности до оптимальной

7.

Грунт, уплотненный до Купл = 1,03-1,05 в слое 0,3-0,5 м от низа дорожной одежды, расположенном ниже границы промерзания

-

0,03-0,05

0,03-0,05

0,03-0,05

 

Примечание.Поправки  при мероприятиях по п.п. 1 и 2 следует принимать только при 1-й схемеувлажнения рабочего слоя, а по п. 5 - при 2-й и 3-й схемах.

 

Б. Рекомендуемые нормативные значения механическиххарактеристик грунтов и песчаных конструктивных слоев

 

Таблица П.2.4

 

Нормативные значения сдвиговых характеристик глинистыхгрунтов в зависимости от расчетного числа приложений расчетной нагрузки

 

Расчетная относительная влажность

Сцепление, МПа при суммарном числе приложений нагрузки (SNp)

Угол внутреннего трения, град. при суммарном числе приложений нагрузки (SNp)

 

1

103

104

105

106

1

103

104

105

106

Суглинки и глины

0,60

0,030

0,030

0,016

0,014

0,012

24

20

14,5

11

9

0,65

0,024

0,019

0,013

0,011

0,009

21

15

11

8

7

0,70

0,019

0,013

0,009

0,007

0,006

18

11,5

8,5

6,5

5,5

0,75

0,015

0,009

0,006

0,005

0,004

15

10

7,5

5

4

0,80

0,011

0,007

0,005

0,003

0,002

13

8

5

3

2,5

0,90

0,008

0,004

0,004

0,002

0,001

11,5

6,5

3,5

2,2

2

Супеси

0,6

0,014

0,012

0,008

0,006

0,005

36

24

18

14

12

0,65

0,013

0,010

0,008

0,006

0,004

36

23,5

17

14

12

0,70

0,012

0,009

0,006

0,005

0,004

35

23,5

17

14

12

0,75

0,011

0,008

0,005

0,004

0,003

35

23

17

14

12

0,80

0,010

0,007

0,005

0,004

0,003

34

23

17

14

12

0,85

0,009

0,007

0,004

0,003

0,003

34

22

15

12

10

0,90

0,008

0,004

0,003

0,003

0,003

33

21

12,5

10

8

 

Примечание.Значение сдвиговых характеристик при SNp = 1 используются при расчете на статическое действиенагрузки. При SNp> 10 расчетные значения j и с следует принимать по столбцу“106”.

 

Таблица П.2.5

 

Нормативные значения модулей упругости грунтов

 

Грунт

Модуль упругости, при относительной влажности W/Wm, МПа

 

0,5

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

Пески:

 

- крупные

130

- средней крупности

120

- мелкие

100

- однородные

75

- пылеватые

96

90

84

78

72

60

60

54

48

43

Супеси:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- легкая

70

60

56

53

49

45

43

42

41

40

- пылеватая, тяжелая пылеватая

108

90

72

54

46

38

32

27

26

25

- легкая крупная

65

Суглинки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- легкий, тяжелый

108

90

72

50

41

34

29

25

24

23

- легкий пылеватый, тяжелый пылеватый

108

90

72

54

46

38

32

27

26

25

Глины

108

90

72

50

41

34

29

25

24

23

 

Примечание. Классификация песковдана по ГОСТ 25100-95.Однородные выделяются по указаниям СНиП “Автомобильные дороги”.


Таблица П.2.6

 

Расчетные значения угла внутреннего трения и сцепленияпесчаных грунтов и песков конструктивных слоев в зависимости от расчетногочисла приложения расчетной нагрузки (SNp)

 

№№ п/п

Тип грунта

Сцепление, МПа и угол внутреннего трения, град при суммарном числе приложений нагрузки (SNp)

 

 

1

103

104

105

106

1.

Песок крупный с содержанием пылевато-глинистой фракции:

0 %

35

0,004

33

0,003

32

0,003

31

0,003

29

0,003

 

 

5 %

34

0,005

31

0,004

36

0,004

29

0,003

28

0,003

2

Песок средней крупности с содержанием пылевато-глинистой фракции:

0 %

32

0,004

30

0,004

30

0,003

28

0,003

22

0,002

 

 

5 %

33

0,005

30

0,004

29

0,003

28

0,003

26

0,002

3

Песок мелкий с содержанием пылевато-глинистой фракции:

0 %

11

0,003

28

0,003

22

0,002

26

0,002

25

0,002

 

 

5 %

31

0,005

22

0,004

26

0,004

21

0,004

24

0,003

 

 

8 %

11

0,006

22

0,005

26

0,004

25

0,003

23

0,002

 

Примечания: 1.Значения характеристик даны для условий полного заполнения пор водой.

2. В числителе - угол внутреннего трения в градусах, взнаменателе - сцепление в МПа.

3. При SNp > А 106 расчетные значения jи с следует принимать по столбцу “106”.

 

В. Дорожно-климатические зоны и подзоны

 

Дорожно-климатическая зона и подзона

 

Примерные географические границы

1

2

I

Севернее линии, соединяющей: Нивский - Сосновку - Новый Бор - Щельябож - Сыню - Суеватпуль - Белоярский - Ларьяк - Усть-Озерное - Ярцево - Канск - Выезжий Лог -Усть - Золотую - Сарыч - Сеп - Новоселово - Иню - Артыбаш - государственную границу - Симоново - Биробиджан - Болонь - Многовершиный. Включает географические зоны тундры, лесотундры и северо-восточную часть лесной зоны с распространением вечномерзлых грунтов

I1

Расположена севернее линии: Нарьян-Мар - Салехард - Курейка - Трубка Удачная - Верхоянск - Дружина - Горный Мыс - Марково

I2

Расположена восточнее линии: устье р. Нижней Тунгуски - Ербогачен, Ленск - Бодайбо - Богдарин и севернее линии: Могоча - Сковородино - Зая - Охотск - Палатка - Слаутсткое. Ограничена с севера I1 подзоной

II

От границы I зоны до линии, соединяющей: Львов - Житомир - Тулу - Н. Новгород - Ижевск - Томск - Канск. На Дальнем Востоке от границы I зоны до государственной границы. Включает географическую зону лесов с избыточным увлажнением грунтов

II1

С севера и востока ограничена I зоной, с запада - подзоной II3, с юга - линией Рославль - Клин - Рыбинск - Березники - Ивдель

II2

Ограничена с севера подзоной II1, с запада - подзоной II4, с юга - III зоной, с востока и южной границей I зоны

II3

С севера ограничена государственной границей, с запада -границей с подзоной II5, с юга - линией Рославль - Клин -Рыбинск, с востока - линией Псков - Смоленск - Орел

II4

Ограничена с севера подзоной Из, с запада - подзоной II6, с юга - границей с III зоной, с востока - линией Смоленск - Орел - Воронеж

II5

С севера и запада ограничена государственной границей, с востока - линией Минск - Бобруйск - Гомель, с юга - линией Барановичи - Рославль - Клин - Рыбинск

II6

С севера ограничена подзоной II5, с запада - государственной границей, с юга - границей с III зоной, с востока - линией Минск - Бобруйск - Гомель

III

От южной границы II зоны до линии, соединяющей: Кишинев - Кировоград - Белгород - Самару - Магнитогорск - Омск - Бийск - Туран. Включает лесостепную географическую зону со значительным увлажнением грунтов в отдельные годы

III1

Ограничена с севера зоной II, с запада - подзоной III2, с юга - IV зоной, с востока - I зоной

III2

Ограничена с севера зоной II, с запада - подзоной III3, с юга - зоной IV, с востока - линией Смоленск - Орел - Воронеж

III3

Ограничена с севера зоной II, с запада - государственной границей, с юга - зоной IV, с востока - линией Бобруйск - Гомель - Харьков

IV

Расположена от границы III зоны до линии, соединяющей: Джульфу - Степанакерт - Кизляр - Волгоград и далее проходит южнее на 200 км линии, соединяющей: Уральск - Актюбинск - Караганду. Включает географическую степную зону с недостаточным увлажнением грунтов

V

Расположена к юго-западу и югу от границы IV зоны и включает пустынную и пустынно-степную географические зоны с засушливым климатом и распространением засоленных грунтов

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ3

(справочное)

 

ТАБЛИЦЫ НОРМАТИВНЫХ ИРАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНСТРУКТИВНЫХСЛОЕВ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

А. Слои из асфальтобетона

 

Таблица П.3.1

 

Характеристики асфальтобетонов при расчете нарастяжение при изгибе под кратковременными нагрузками

 

Асфальтобетон

Расчетные значения модуля упругости Е, МПа

m

a

Нормативные значения сопротивление растяжению при изгибе Ro, МПа

Высокоплотный на БНД марки:

 

 

 

 

40/60

8600

6,0

5,0/5,6*

10,00

60/90

6000

5,5

5,2/5,9

9,80

90/130

4600

5,0

5,4/6,3

9,50

130/200

3500

4,5

5,8/6,8

9,30

200/300

2500

4,3

5,9/7,1

9,00

Плотный на БНД марки:

 

 

 

 

40/60

6000

6,0

5,0/5,6

10,00

60/90

4500

5,5

5,2/5,9

9,80

90/130

3600

5,0

5,4/6,3

9,50

130/200

2600

4,5

5,8/6,8

9,30

200/300

2000

4,3

5,9/7,1

9,00

Пористый на БНД марки:

 

 

 

 

40/60

3600

4,5

5,8/6,8

8,30

60/90

2800

4,3

5,9/7,1

8,00

90/130

2200

4,0

6,3/7,6

7,80

130/200

1800

3,75

6,6/8,2

7,60

200/300

1400

3,7

6,7/8,2

7,10

Высокопористый на БНД марки:

 

 

 

 

40/60

3000

4,3

5,9/7,1

5,50/6,50**

60/90

2100

4,0

6,3/7,6

5,65/6,20

90/130

1700

3,8

6,5/7,9

5,50/-

Холодные асфальтобетоны:

 

 

 

 

Бх

2600

3,0

8,0/10,3

4,90

Вх

2200

2,5

9,8/13,4

4,60

Гх

1800

2,0

13,2/19,5

4,20

Дх

1500

2,0

13,2/19,5

3,90

 

Примечание.

* - в числителе - для IIдорожно-климатической зоны, в знаменателе - для III-Vдорожно-климатических зон.

** - для песчаного асфальтобетона.


Таблица П.3.2

 

Нормативные значения кратковременного модуля упругостиасфальтобетонов различных составов (при расчете конструкции по допускаемомуупругому прогибу и по условию сдвигоустойчивости)

 

Материал

Марка битума

Кратковременный модуль упругости Е, 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

4400; 3200; 2400

1500; 1200

2600; 1800; 1200

800; 600

1550; 1100; 550

670; 500

850; 650; 550

460; 420

520; 460; 420

380; 360

 

Жидкого:

БГ-70/130; СГ-130/200

СГ-70/130; МГ-70/130

1000; 1000

800; 800

420; 420

360; 360

400; 400

350; 350

350; 350

350; 350

350; 350

350; 350

Пористый и высокопористый асфальтобетон

Вязкого БНД и БН:

40/60; 60/90; 90/130

130/200; 200/300

2800; 2000; 1400

1100; 950

1700; 1200; 800

600; 450

900; 700; 510

400; 350

540; 460; 380

340; 330

390; 360; 350

340; 330

Плотный дегтебетон

-

3800

1500

800

500

350

Пористый дегтебетон

-

2000

300

400

350

300

Асфальтобетоны холодные Бх

-

1300

-

-

-

-

Вх

-

1100

-

-

-

-

Гх

-

900

-

-

-

-

Дх

-

750

-

-

-

-

 

Примечания: 1.Модули упругости пористого и высокопористого асфальтобетона даны применительнок песчаным смесям. При температуре от 30 до 50 °С модулиупругости для мелкозернистых смесей следует увеличить на 10 %, а длякрупнозернистых смесей - на 20 %.

2. При расчете на упругий прогиб принимать при t°= +10°.

 


Таблица П.3.3

 

Расчетные значения модуля упругости асфальтобетона прирасчете на длительную нагрузку

 

Вид асфальтобетона

Тип смеси

Расчетный модуль упругости Е при статическом действии нагрузки, МПа, при расчетной температуре, °С

 

 

+20

+30

+40

+50

Плотные смеси

А

480

420

360

300

 

Б

400

350

300

250

 

В

320

280

240

200

 

Г

300

270

220

200

 

Д

200

180

160

150

Пористые и высокопористые смеси

Крупнозернистая

360

320

280

250

 

Мелкозернистая

290

250

220

200

 

Песчаная

250

225

200

190

Асфальтобетоны холодные

Бх

180

-

-

-

 

Вх

170

-

-

-

 

Гх

160

-

-

-

 

Дх

150

-

-

-

 

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

 

Б. Конструктивные слои из органоминеральных смесей игрунтов, укрепленных органическим вяжущим

 

Таблица П.3.4

 

Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаныхсмесей и грунтов, обработанных органическими и комплексными вяжущими

(органоминеральные смеси - ГОСТ 30491-97)

 

№ п.п.

 

Материал слоя

Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа

1

2

3

1

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

2

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

 

 

 

 

Таблица П.3.5

 

Конструктивные слои из черного щебня

 

№ п/п

Материал

Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа

1

Черный щебень, уложенный по способу заклинки

600-900

2

Слой из щебня, устроенного по способу пропитки вязким битумом и битумной эмульсией

400-600

 

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

 

В. Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаныхсмесей и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими материалами

 

Таблица П.3.6

 

Конструктивные слои из смесейщебеночно-гравийно-песчаных и грунтов, обработанных неорганическими вяжущимиматериалами, соответствующих ГОСТ 223558-94

 

№ п.п.

Материал

Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа

1

Щебеночно-гравийно-песчаные смеси, крупнообломочные грунты (оптимальные/неоптимальные), обработанные цементом:

 

 

- соответствующие марке: 20

500/400

 

40

600/550

 

60

800/700

 

75

870/830

 

100

1000/950

2

То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим:

 

 

- соответствующие марке: 20

450/350

 

40

550/500

 

60

750/650

 

75

870/780

 

100

950/910

3

Пески гравелистые, крупные, средние/пески мелкие и пылеватые, супесь легкая и тяжелая, суглинки легкие, обработанные цементом:

 

 

- соответствующие марке: 20

400/250

 

40

550/400

 

60

700/550

 

75

870/750

 

100

950/870

4

То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим:

 

 

соответствующие марке: 20

300/200

 

40

450/300

 

60

600/450

 

75

730/600

 

100

870/750

 

 

 

 

 

 

Таблица П.3.7

 

Конструктивные слои из активных материалов (шлаки,шламы, фосфогипс и др.)

 

№ п/п

Материал

Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа

1

Основание из подобранных оптимальных смесей из высокоактивных материалов с максимальной крупностью зерен до 40 мм, уплотненных при оптимальной влажности

650-870

2

То же, из активных материалов

480-700

3

Основание из рядовых неоптимальных смесей из высокоактивных материалов с максимальной крупностью 70 мм

450-650

4

То же, из активных материалов

370-480

 

Примечание. 1.К высокоактивным материалам относятся материалы, имеющие прочность при сжатииот 5 до 10 МПа в возрасте 90 сут.

2. К активным материалам - материалы, имеющие прочностьпри сжатии от 2,5 до 5 МПа в том же возрасте.

 

Г. Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаныхматериалов, необработанных вяжущими

 

Таблица П. 3.8

 

Конструктивные слои из смесейщебеночно-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 (ГОСТ 25607)

 

при максимальном размере зерен: С1 - 40 мм

300/280

С2 - 20 мм

290/265

Смеси для оснований

 

- непрерывная гранулометрия: С3 - 80 мм

280/240

С4 - 80 мм

275/230

С5 - 40 мм

260/220

С6 - 20 мм

240/200

С7 - 20 мм

260/180

Шлаковая щебеночно-песчаная смесь из неактивных и слабоактивных шлаков (ГОСТ 3344)

 

C1 - 70 мм

275

С2 - 70 мм

260

С4 - 40 мм

250

С6 - 20 мм

210

 

Таблица П.3.9

 

Щебеночные основания, устраиваемые методом заклинки,соответствующие ГОСТ25607-94

 

 

Материал слоя

Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа

Щебень фракционированный 40-80 (80-120) мм с заклинкой:

 

- фракционированным мелким щебнем

450

350

- известняковой мелкой смесью или активным мелким шлаком

400

300

- мелким высокоактивным шлаком

450

400

- асфальтобетонной смесью

500

450

- цементопесчаной смесью М75 при глубине пропитки 0,25-0,75 h слоя

450-700

350-600

 

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

 

Д. Механические характеристики теплоизоляционных слоев

 

Таблица П.3.10

 

 

Материал

Нормативные значения модуля упругости, Е, МПа

Пенопласт

13,0-33,5

Стиропорбетон

500-800

Аглопоритовый щебень, обработанный вязким битумом

400

Керамзитовый гравий, обработанный вязким битумом

500

Гравий (щебень) с легкими заполнителями, обработанные вязким битумом

500

Цементогрунт с перлитом

130

То же, с полистиролом, состава: - гранулы полистирола 2-3 % - песок 97-98 % (% от массы) - цемент 7-6 %

300

То же, с керамзитом, состава: - песок 75 % - керамзит 25 % - цемент 6 %

300

Битумоцементогрунт с перлитом, состава: - перлитовый щебень 25-20 % - песок 75-80 % - цемент 4-6 % - битум 12-10 % (от массы песка, перлита и цемента)

250-350

Цементогрунт с аглопоритом, состава: - супесь или песок 70-80 % - аглопорит 30-20 % - цемент 6 %

250-350

Золошлаковые смеси, укрепленные цементом

150

Грунт, укрепленный золой-уносом

200

Цементогрунт, обработанный битумной эмульсией

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ4

(справочное)

 

НАЗНАЧЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ

 

Таблица П.4.1

 

Рекомендуемые значения коэффициента вариации

 

№ п/п

Характеристика

v

1

Относительная влажность грунта рабочего слоя, сцепление грунта и песчаных слоев, угол внутреннего трения грунтов и песчаных слоев, прочность асфальтобетонных слоев на растяжение при изгибе

0,10

 

 

 

 

Таблица П.4.2

 

Коэффициент нормированного отклонения

 

Кн

0,85

0,90

0,95

0,98

t

1,06

1,32

1,71

2,19

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ5

(справочное)

 

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЕВ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХМАТЕРИАЛОВ

 

Таблица П.5.1

 

№ п/п

 

Материал, грунт

Плотность r, кг/м3

Коэффициент теплопроводности l, Вт/(мК)

1

2

3

4

1

Асфальтобетон горячий плотный

2400

1,40

 

То же, пористый

2300

1,25

 

То же, высокопористый, в том числе битумопесчаная смесь (ТУ 218 РСФСР)

2200-1900

1,10-1,00

2

Аглопоритовый щебень, обработанный вязкий битумом

800

0,23

3

Керамзитовый гравий, обработанный вязким битумом

1100

0,64

4

Гравий (щебень) с легкими заполнителями, обработанные вязким битумом

2000

0,52

5

Супесь, укрепленная 10 %-ной эмульсией

1700-1900

1,456

6

Цементобетон

2400

1,74

7

Песок разномерный, укрепленный 10 % 6-10 % цемента

2100

1,86

8

Песок мелкий, одномерный, укрепленный 10 % цемента

2100

1,62

9

Цементогрунт с керамзитом: песок - 75 % (массы), керамзит - 25 %, цемент - 5 %

1500-1600

 

10

Цементогрунт с гранулами полистирола:

 

 

 

песок 97-98 %, гранулы полистирола

 

 

 

3-2 %, цемент 7-6 %

1300-1500

0,41-0,58

11

Битумоцементогрунт с перлитом, состава: перлитовый щебень 25-20 %, песок 75-80 %, цемент 3-4 %, битум 12-10 % (от массы песка, перлита и цемента)

1400

0,52-0,58

12

Цементогрунт с аглопоритом, состава: - супесь или песок 70-80 % - аглопорит 30-20 % - цемент 6 %

1700-1800

0,64-0,75

13

Шлакобетон

1600

0,58

14

Керамзитобетон

1400

0,75

15

Стиропорбетон

1000-1100

0,23

16

Слабопрочные известняки, укрепленные известью

2000

1,16

17

Суглинок, укрепленный 6-12 % цемента

1750-1900

1,45

18

Суглинок, укрепленный 2-5 % цемента и 6-2 % известью

1800-1900

1,33

19

Супесь, укрепленная 8-10 % цемента

1700-1900

1,51

20

Пенопласт

38,5-60

0,03-0,052

21

Пеноплэкс

38,5-50

0,03-0,032

22

Каменноугольная золошлаковая, укрепленная 6-8 % цемента

1600

0,7

23

Шлак топочный

800

0,46

24

Щебень из гранита

1800

1,86

25

Щебень из известняка

1600

1,39

26

Гравий

1800

1,86

27

Песок крупный талый

2000

1,74

 

То же, мерзлый

2000

2,32

28

Песок средней крупности талый

1950

1,91

 

То же, мерзлый

1950

2,44

29

Песок мелкий талый

1850

1,91

 

То же, мерзлый

1850

2,32

30

Песок пылеватый талый

1750

1,80

 

То же, мерзлый

1750

2,20

31

Супесь талая

2100

1,80

 

То же, мерзлая

2100

2,03

32

Суглинок и глина талые

2000

1,62

 

То же, мерзлые

2000

1,97

33

Лессы талые

1500

1,51

 

То же, мерзлые

1500

2,09

34

Одномерный гранитный щебень, обработанный вязким битумом

1850

1,28

35

Гравийно-песчаная смесь

2000

2,10

36

Гравийно-песчаная смесь, укрепленная 10 % цемента

2000

2,02

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ6

(справочное)

 

ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯРАСЧЕТНОГО СУММАРНОГО ЧИСЛА ПРИЛОЖЕНИЙ НАГРУЗКИ ЗА СРОК СЛУЖБЫ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

 

Определение расчетного числа дней в году длявычисления суммарного числа приложения расчетной нагрузки за проектный срокслужбы конструкции

 

П.6.1. Входящие в выражения 3.6 и 3.7 раздела 3основного текста расчетное число расчетных дней в году (Трдг)1за проектный срок службы конструкции (Тсл) должноустанавливаться по данным специальных региональных исследований и закреплятьсяв региональных нормах, утверждаемых в установленном порядке.

___________

1 Расчетным считается день, в течение которого сочетаниесостояния грунта земляного полотна по влажности и температуре асфальтобетонныхслоев конструкции обеспечивают возможность накопления остаточной деформации вгрунте земляного полотна или малосвязных слоях дорожной одежды.

 

При отсутствии региональных данных допускаетсяиспользовать приведенные ниже рекомендации и табличные данные.

При отсутствии региональных норм на территории Россиидопускается использовать данные рис. П.6.1 и табл. П.6.1.

 

Таблица П.6.1

 

Рекомендуемые значения Трдг взависимости от местоположения дороги

 

Номера районов на карте

Примерные географические границы районов

Рекомендуемое количество расчётных дней в году (Трдг)

1

2

3

1

Зона распространения вечномёрзлых грунтов севернее семидесятой параллели

70

2

Севернее линии, соединяющей Онегу - Архангельск - Мезень - Нарьян-Мар - шестидесятый меридиан - до побережья Европейской части

145

3

Севернее линии, соединяющей Минск - Смоленск - Калугу - Рязань - Саранск - сорок восьмой меридиан - до линии, соединяющей Онегу - Архангельск - Мезень - Нарьян-Мар

125

4

Севернее линии, соединяющей Львов - Киев - Белгород - Воронеж - Саратов - Самару - Оренбург - шестидесятый меридиан до линии районов 2 и 3

135

5

Севернее линии, соединяющей Ростов-на-Дону - Элисту - Астрахань до линии Львов - Киев - Белгород - Воронеж - Саратов - Самара

145

6

Южнее линии Ростов-на-Дону - Элиста - Астрахань для Европейской части, южнее сорок шестой параллели для остальных территорий

205

7

Восточная и Западная Сибирь, Дальний Восток (кроме Хабаровского и Приморского краев, Камчатской области), ограниченные с севера семидесятой параллелью, с юга сорок шестой параллелью

130-150 (меньшие значения для центральной части)

8

Хабаровский и Приморский края. Камчатская область

140

 

Примечания:Значения величины Трдг на границах районов следует приниматьпо наибольшему из значений.

 

П.6.2. При отсутствии региональных норм расчетный срокслужбы дорожной одежды допускается назначить в соответствии с рекомендациями табл. П.6.2.

 

Таблица П.6.2

 

Рекомендуемый расчетный срок службы конструкции

 

Категория

Тип дорожной одежды

Срок службы в дорожно-климатических зонах Тсл, лет

дороги

 

I, II

III

IV, V

I

Капитальные

14-15-18

15-19

16-20

II

Капитальные

11-15

12-16

13-16

III

Капитальные

11-15

12-16

13-16

 

Облегченные

10-13

11-14

12-15

IV

Капитальные

11-15

12-16

13-16

 

Облегченные

8-10

9-11

10-12

V

Облегченные

8-10

9-11

10-12

 

переходные

3-8

3-9

3-9

 

 

Рис. П.6.1. Карта районирования по количествурасчетных дней в году, Трдг

 

П.6.3. Значение коэффициента суммирования (приотсутствии других данных) следует принимать по табл. П.6.3.

 

Таблица П.6.3

 

Показатель изменения

Значение Кс при сроке службы дорожной одежды Тсл в годах

интенсивности движения по годам, q

8

10

15

20

0,90

5,7

6,5

7,9

8,8

0,92

6,1

7,1

8,9

10,1

0,94

6,5

7,7

10,0

11,8

0,96

7,0

8,4

11,4

13,9

0,98

7,5

9,1

13,1

16,6

1,00

8,0

10,0

15,0

20,0

1,02

8,6

10,9

17,2

24,4

1,04

9,2

12,0

20,0

29,8

1,06

9,9

13,2

23,2

36,0

1,08

10,6

14,5

27,2

45,8

1,10

11,4

15,9

31,7

67,3

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ7

(справочное)

 

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЛАГОПРОВОДНОСТИ ГРУНТА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ДОРОЖНОЙОДЕЖДЫ

 

Методика экспериментального определения коэффициентавлагопроводности грунта

 

Методика предусматривает определение коэффициентавлагопроводности при начальных влажности и плотности за время увлажнения,необходимое для распределения влажности в образце от полной влагоемкости вединичном элементарном объеме на контактирующей с жидкостью поверхности, доначальной влажности на его границе. Увлажнение образца ведется снизу отподдерживаемого снизу уровня воды. Метод предполагает выполнение следующихграничных и начальных условий:

1. Начальная влажность и плотность грунтового образцадолжны быть равномерно распределены по его объему.

2. При увлажнении образца через нижнюю поверхность недопускается изменение влажности на его верхней поверхности при подходе к нейфронта увлажнения.

3. Увлажнение образца должно происходить безнапорно.

Выполнение этих условий достигается за счет примененияприбора конструкции к.т.н. Г.И. Собко. Схема прибора представлена на рис. П.7.1.

Определение коэффициента влагопроводности грунтанарушенной структуры должно проводиться по следующей методике.

1. Для испытания отбирается проба грунта весом 2 кг,высушивается и размельчается.

2. Определяется вид грунта, его оптимальная влажностьи максимальная плотность.

3. Высушенный и размельченный грунт увлажняется дооптимальной влажности.

4. Увлажненный грунт загружается в цилиндр-грунтонос,который навинчивается на трубку и вращением рукояти с винтом уплотняется дотребуемого коэффициента уплотнения.

5. Форма для фильтра наполняется крупным песком стщательным выравниванием по внутреннему обрезу формы.

 

 

Рис. П.7.1. Схема прибора для определения коэффициентавлагопроводности грунта:

1 - трубка; 2 - тарированная пружина; 3 - уплотняющийштамп; 4 - плоский электрический датчик влажности; 5 - рукоятки с винтом; 6 -измерительная шкала пружины; 7 - разъемный цилиндр-грунтонос; 8 - верхняянасадка цилиндра-грунтоноса;

 9 - центральная часть цилиндра-грунтоноса; 10 -съемная днищевая крышка цилиндра-грунтоноса; 11 - форма для фильтра; 12 -крупный песок; 13 - соединительная трубка;

14 - питающая камера; 15 - подкожная трубка; 16 -питающий сосуд; 17 - водомерная шкала; 18 - регистрирующий прибор; 19 - разъемтрубки; 20 - микроамперметр;

21 - таймер; 22 - микроОВМ; 23 - световой индикатор;24 - регулировочные ручки измерительного моста; 25 - режущая кромка для отборапроб грунта ненарушенной структуры; 26 - нижняя кромка трубки

 

6. Питающий сосуд заполняется дистиллированной водой инавинчивается на подводящую трубку питающей камеры. После стабилизации уровняводы в питающем сосуде по водомерной шкале отмечается ее исходный уровень Нн.

7. Цилиндр-грунтонос навинчивается на трубку так,чтобы уплотняющий штамп с датчиком влажности свободно опускался на поверхностьгрунтового образца.

8. К разъему трубки подсоединяется контактный шнуризмерительного блока, производится его включение. Регулировочной ручкойизмерительного блока стрелка миллиамперметра выводится в положение,соответствующее нулевой отметке шкалы.

9. Снимается днищевая крышка и трубка сцилиндром-грунтоносом устанавливается в форму для фильтра. Включается таймер.

Срабатывание датчика влажности, индицируемое звуковыми световым сигналами, свидетельствует о завершении увлажнения, после чего поводомерной шкале отмечается конечный уровень воды Нк впитающем сосуде. По разнице показателей Нн и Нкопределяется количество впитавшейся в образец грунта воды (q).

Время увлажнения образца (t)определяется по показанию таймера, автоматически останавливаемого присрабатывании датчика влажности.

Вычисление коэффициента влагопроводности Квлгрунта производится по зависимости:

,                                    (П.7.1)

где WПВ -влажность, соответствующая полной влагоемкости, (дол. ед.), вычисляется поформуле:

WПВ = 1/rcк - 1/D,                                                      (П.7.2)

где D - удельная плотность частицгрунта, г/см3, равная 2,68 для супесей; 2,70 - для суглинков; 2,72 -для глин;

t - времяувлажнения, час;

q -количество впитавшейся воды, г;

Wо - начальная влажностьгрунта, дол. ед.;

d- диаметр грунтового образца в грунтоносном стакане, равный 2 см.

Для получения значения Квл стребуемой доверительностью необходимо проведение не менее пяти испытаний. Приэтом обработка измерений должна вестись в такой последовательности:

1. вычисляется среднее экспериментальное значениекоэффициента влагопроводности (Квлср) по результатам nиспытаний;

2. вычисляется среднеквадратичное отклонение (S);

3. вычисляется верхняя граница для коэффициентавлагопроводности, соответствующая одностороннему доверительному интервалу приуровне значимости a = 0,05 по формуле

Kвл.S = Kвлcp + tn-1,a × S/,                                            (П.7.3)

где tn-1, a - коэффициент Стьюдента для уровня значимости истепени свободы a и (n - 1).

 

Использование коэффициента влагопроводности дляопределения величины морозного пучения и толщины теплоизолирующего слоя

 

В соответствии с данной методикой при прогнозированиивеличины морозного пучения предусматривается последовательное определениесредней осенней влажности грунта рабочего слоя (Woccp), характеристики скорости промерзания (a), среднейвесенней влажности (Wвeccp).При этом учитываются продолжительность периода осеннего влагонакопления (tвл), продолжительностьпериода промерзания (tпp),расчетное удаление верха земляного полотна от уровня грунтовых (илиповерхностных) вод (hв),характеристика суровости зимнего периода (s), выражаемая суммойградусо-суток отрицательной температуры воздуха. В табл. П.7.2 приведены значения tвл, tпр и s для 65 пунктов России. При отсутствии в перечне нужного пунктазначения этих характеристик берутся для ближайшего по географическомурасположению пункта.

Величина Woccp определяетсяпо формуле:

Woccp = Woccp + Woтн (Wпв - Wo),                                            (П.7.4)

где Woccp - начальная влажность грунта земляного полотна(весовая, доли единицы);

Wпв - влажность полнойвлагоемкости грунта (весовая, доли единицы);

D Woтн -отношение осеннего приращения влажности к максимально возможной величинеприращения влажности грунта.

Величина Wпв вычисляется из соотношения:

,                                                      (П.7.5)

где rcуx -плотность сухого грунта, г/см3;

D - плотность скелетных частиц грунта, находящаяся, как правило, впределах 2,67 - 2,73.

Величина D Woтнустанавливается по номограмме рис. П.7.2 в зависимости от параметра

 

 

Рис. П.7.2. Номограмма для Wотн при значениях Foh, от0,1 до 1

 

.                                                   (П.7.6)

Параметр hв принимается по данным изысканий (обследований), апараметр hА,необходимый для использования номограммы рис П.7.2, определяется по формуле

hА = 160 - hДО,                                                     (П.7.7)

где hДО -суммарная толщина слоев дорожной одежды, см.

Среднее значение весенней влажности Wвeccp находим из выражения:

Wвeccp =Wh + (Woсcp - Wh) С,                                           (П.7.8)

где Wh - влажность грунта по жидкой фазе в зоне первичногольдовыделения (при температуре грунта -0,5 ... -1,0 °С). Значения Wh разных грунтов приведены в таблице П.7.1;

С -коэффициент, определяемый по графику рис. П.7.3 в зависимости от величиныкритерия зимнего влагонакопления Z, вычисляемого, в свою очередь, из соотношения:

.                                                          (П.7.9)

 

 

Рис. П. 7.3. График для определения коэффициента С,используемого для вычисления весенней влажности

 

Характеристика скорости промерзания грунта земляногополотна a определяется из соотношений:

При коэффициенте влагопроводности грунта до 2,0 см2/ч:

для автомобильных дорог I-II категорий

a = 3,24 + s0,079 - 0,005×hs,                                             (П.7.10)

где hs - толщина слоя эффективной теплоизоляции (пенопласт,пеноплэкс), см;

s - характеристика суровости зимнего периода, определяемая длясоответствующего региона из таблицы П.7.2;

для автомобильных дорог III-IVкатегорий

a = 3,24 + s0,079 - 0,013×hs,                                              (П.7.11)

где hs - толщина слоя теплоизоляции только из местныхматериалов (керамзит, керамзитобетон, шлак, золошлаковая смесь, укрепленнаяцементом и др.);

При коэффициенте влагопроводности грунта 2,1 - 5,0 см2/ч:

для дорог I - IIIкатегорий a = 1,24 + 0,72 ln s - 0,05 hs;                                                    (П.7.12)

для дорог IV - V категорий a = 1,24 + 0,72 ln s - 0,013 hs.                                                (П.7.13)

При Foh > 1 Wотн практически не зависит от ha/hb, поэтому приводим следующую таблицу значений Wотнв зависимости от Foh.

 

Foh

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

Wотн

0,95

0,96

0,97

0,98

0,99

 

При Foh > или = 2,1 можнопринять, что Wотн =1.

 

 

 

 

 

Таблица П.7.1

 

Значения влажности Whи Wиз дляразличных грунтов

 

Грунт

Wh

Wнз

hкр

Песок пылеватый

0,03-0,04

0,02

80

Супесь тяжелая пылеватая

0,09-0,10

0,06

130

Суглинок легкий пылеватый

0,12-0,13

0,08

120

Суглинок тяжелый пылеватый

0,13-0,14

0,09

140

Глина пылеватая

0,19-0,21

0,16

150

 

hкр - критическаяглубина, при которой процесс пучения прекращается. В случае, если hпр > hкр, в расчет вводят hкр = hпр.

Грунты, характеризующиеся значением коэффициентавлагопроводности более 5,0 см/ч, при неблагоприятных грунтово-гидрологическихусловиях, как правило, не должны применяться для устройства земляного полотна.

Расчет возможной величины морозного пученияповерхности дорожного покрытия ведется с использованием зависимости:

,                        (П.7.14)

где hпр -глубина промерзания грунта, см;

q- плотность сухого грунта, г/см3;

d- плотность воды, г/см3;

Wнз - влажность(весовая), соответствующая незамерзающей воде, принимается по виду грунта из табл. П.7.1;

Wпв - влажность(весовая) полной влагоемкости, вычисляемая в свою очередь из соотношения (П.7.5).

Полная глубина промерзания грунта hпропределяется из следующих соотношений: при отсутствии теплоизоляционных слоев всоставе дорожной одежды

;                                                   (П.7.15)

при их наличии

hпp =(150,6 + 0,0027s) - (13,93 - 0,0067s) hs×b,                          (П.7.16)

где b = 1 при использовании вкачестве теплоизоляции пенопласта или пеноплэкса;

Р = 0,25 притеплоизоляции из местных материалов.

Величина отношения Wвeccp/WТ, гдеWТ -влажность грунта земляного полотна на границе текучести, в соответствии сданной методикой может использоваться в качестве расчетной относительнойвлажности при определении прочностных и деформационных характеристик грунтарабочего слоя.

 

Таблица П.7.2

 

Климатические характеристики регионов России

 

Условные обозначения: tвл - продолжительность периода осеннего влагонакопления,часы; tпр -продолжительность периода промерзания, сутки; s - суммаградусочасов отрицательной температуры, умноженная на 0,001

 

Пункт

tвл

tпp

s

Александровск

840

230

63.30

Архангельск

672

261

55.12

Багдарин

960

310

169.14

Белгород

1392

137

16.22

Белогорка (Ленинградской)

1056

250

36.00

Бисерть (Свердловской)

648

283

73.35

Валдай

1176

234

36.69

Владимир

528

240

44.16

Вологда

1464

199

38.21

Воронеж

1176

124

15.28

Вятка

936

232

55.31

Енисейск

816

262

109.41

Иваново

720

254

48.36

Ивдель (Свердловской)

1296

182

47.17

Ижевск

384

251

58.63

Иркутск

1512

264

98.42

Йошкар-Ола

240

259

59.26

Казань

384

263

53.02

Калининград

1776

245

52.92

Калуга

1320

225

10.44

Кандалакша

768

211

30.38

Кингисепп (Ленинградской)

1272

239

30.21

Киселевск (Кемеровской)

0

262

72.10

Кострома

1464

151

28.27

Курган

480

173

51.76

Курск

1440

139

17.12

Магадан

1872

250

70.00

Мезень

624

274

65.76

Минусинск

264

261

86.86

Москва

1248

170

28.02

Мурманск

912

255

35.90

Новгород Великий

1680

151

28.03

Нижневартовск

720

275

94.59

Нижний Новгород

1440

182

26.21

Нолинск (Кировской обл.)

312

254

57.71

Норск (Амурской)

1704

260

132.29

Огурцово (Новосибирской)

192

271

81.52

Оренбург

0

240

56.83

Парабель (Томской)

816

274

91.19

Пермь

0

192

47.00

Пенза

1152

259

50.56

Петербург

1632

160

20.48

Петрозаводск

1128

219

35.39

Порецкое (Чувашия)

480

96

48.81

Псков

1272

189

21.47

Ржев (Тверской)

1008

241

40.10

Родино (Алтайский край)

0

248

70.23

Рыбинск

1152

231

41.40

Рязань

864

193

29.64

Самара

96

206

41.20

Саранск

0

250

49.20

Саратов

168

199

36.30

Смоленск

1536

244

38.26

Сургут

624

281

94.58

Сыктывкар

600

268

69.47

Тамбов

1368

142

23.17

Тимирязевский (Примор. край)

1848

228

71.14

Тула

936

205

29.52

Улан-Уде (Бурятия)

0

238

94.44

Ульяновск

240

256

54.07

Ханты-Мансийск

672

266

85.55

Чекунда (Хабаровский край)

1800

261

141.15

Челябинск

240

173

36.54

Чита

1344

275

129.36

Чишмы (Башкортостан)

192

263

62.28

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ8

(справочное)

 

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

 

Пример 1.

Требуется запроектировать дорожную одежду приследующих исходных данных:

- дорога располагается во IIдорожно-климатической зоне, в Московской области;

- категория автомобильной дороги - I;

- заданный срок службы дорожной одежды - Тсл= 20 лет;

- заданная надежность Кн = 0,95;

- приведенная к нагрузке типа А (Приложение 1 табл. П.1.1)интенсивность движения на конец срока службы Np= 3200 авт/сут; приращение интенсивности q = 1,04;

- грунт рабочего слоя земляного полотна - супесьпылеватая с расчетной влажностью 0,7 WТ, относится к сильнопучинистым грунтам.

- материал для основания - щебеночно-гравийно-песчанаясмесь, обработанная цементом марки 20;

- высота насыпи составляет 1,5 м, толщина дорожнойодежды - 0,60 м;

- схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна - III,

- глубина залегания грунтовых вод - 1,1 м.

 

Расчет на прочность.

1. Вычисляем суммарное расчетноеколичество приложений расчетной нагрузки за срок службы по формуле(3.6):

, где Кс = 29,8 (Приложение 6 табл. П.6.3).

Трдг= 125 дней (табл.П.6.1), Кn = 1,49 (табл. 3.3)

 авт.

2. Предварительно назначаемконструкцию и расчетные значения расчетных параметров:

- для расчета по допускаемому упругому прогибу (Приложение 2 табл. П.2.5, Приложение 3 табл. П.3.2 и Приложение 3 табл. П.3.9);

- для расчета по условию сдвигоустойчивости (Приложение 2 табл. П.2.4, Приложение 3 табл. П.3.2 и Приложение 3 табл. П.3.6);

- для расчета на сопротивление монолитных слоевусталостному разрушению от растяжения при изгибе (Приложение 3 табл. П.3.1 и Приложение 3 табл. П.3.6).

 

Материал слоя

h слоя,

Расчет упруг.

Расчет по усл.

Расчет на растяжение при изгибе

 

 

см

прогибу, Е, МПа

сдвигоуст., Е, Па

Е, МПа

Ro, МПа

a

m

1.

Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90

4

3200

1800

4500

9,80

5,2

5,5

2.

Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90

8

2000

1200

2800

8,0

5,9

4,3