2.Проектирование дорожной одежды

2.1.Выбор типа дорожной одежды

Как известно из теоретического курса, дорожная одежда бывает жесткого и нежесткого типа. К первому типу относятся бетонные и железобетонные монолитные и сборные дорожные одежды. Все остальные относятся к одеждам нежесткого типа.

В последнее время на дорогах с большой напряженностью движения и преобладанием тяжелых грузопотоков все шире применяют одежды полужесткого типа, т. е. нежесткое покрытие (асфальтобетонное, из битумоминеральной смеси) на бетонном основании.

Во всех случаях конструирования одежд необходимо возможно полнее использовать местные материалы для удешевления строительства. Основными местными материалами для дорожных одежд могут быть местные грунты, которые должны быть использованы в первую очередь: гравий, дресва (жерства), каменные породы, отходы местной промышленности.

При выборе материалов для основания предпочтение следует отдавать более технологичному, обеспечивающему полную механизацию работ (к примеру, такому, в котором местный грунт или местные материалы укреплены органическими (битум, деготь) или минеральными (цемент, известь) вяжущими, а также материалам (гравий, щебень), которые могут быть использованы при устройстве основания и в зимний период).

В районах с влажным климатом и неустойчивыми погодными условиями обработка материалов способом смешения на дороге нецелесообразна. В данных условиях покрытия и основания лучше устраивать из предварительно обработанных материалов или из необработанных щебеночных или гравийных материалов. В засушливых районах применение цементобетонных покрытий осложняется трудностями снабжения строительства водой и организации ухода за бетоном.

В табл. 5 и 6 дана выборка из сборника «Типовые проекты сооружений на автомобильных дорогах», рекомендуемых для разных категорий дорог, типов покрытий и оснований с указанием толщин отдельных конструктивных слоев. Меньшие толщины покрытия следует принять при конструировании дорожной одежды для интенсивности движения, приближающейся к нижнему пределу, установленному для данной категории, большие — при интенсивности, приближающейся к верхнему пределу (без интерполяции). Большие значения толщины основания — для менее прочных материалов, меньшие — для прочных. Толщину подстилающего слоя в порядке первого приближения можно принять по табл. 7 и затем проверить расчетом.

По табл. 5 в зависимости от категории проектируемой дороги, наличия строительных материалов, производственных предприятий (АБЗ, ЦБЗ), указанных в задании, следует наметить два конкурирующих типа дорожной одежды для технико-экономического сравнения. Варианты сравнивают для равнопрочных конструкций, толщину которых предварительно обосновывают расчетом.

При окончательном выборе конструкции дорожной одежды из нескольких вариантов, приемлемых по местным условиям, выбирают наиболее экономичный, учитывая при этом как строительные затраты, так и последующие расходы на эксплуатацию дороги и транспортных средств.

2.2. Расчет дорожной одежды

В рассматриваемых примерах приводим только примеры расчета нежестких дорожных одежд, к которым практически относятся все типы одежд, кроме цементобетонных, а также асфальтобетонных покрытии на цементобетонных основаниях.

В дорожных одеждах различают следующие конструктивные слои: покрытие - верхний слой дорожной одежды, непосредственно воспринимающий вертикальные и горизонтальные усилия от движущихся автомобилей и подвергающийся воздействию атмосферных факторов. Покрытие может быть однослойным или состоять из верхнего слоя износа и основного слоя, который можно укладывать в один пли несколько приемов в зависимости от принятой технологии строительства.

Основание - несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу вертикальных усилий на грунт земляного полотна и защиту от пучения. Основание, как правило, состоит из двух пли более прочных слоев. Верхние слои часто укреплены органическими вяжущими с целью создания более прочного слоя под покрытием. Для нижних слоев применяют менее прочные материалы, и они служат для передачи давления на грунт земляного полотна, дренирования, выравнивания.

Одним из важнейших условий прочности дорожной одежды в целом является требование, чтобы деформация нижних слоев под действием нагрузки от проезжающих автомобилей не могла быть больше деформации вышележащего слоя.

В качестве показателя свойств материалов конструктивных слоев, грунта основания и одежды в целом принимается модуль деформации Е, характеризующий зависимость между величиной нагрузки и деформацией.

Общая прочность всей одежды, состоящей из нескольких слоев материалов различной прочности, характеризуется эквивалентным модулем деформации или модулем такого условного материала, который при той же нагрузке дал бы такую же деформацию.

При расчете по указанному методу за расчетную нагрузку приняты автомобиль по схеме Н-13 с расчетным удельным давлением колеса Р 5 кгс/см² и диаметр круга, равновеликого площади следа колеса D = 34 см (табл. 8), или нагрузки, установленные ГОСТ 9314—59 (пояснение см. ниже).

Метод расчета по модулям деформаций основан на допуске возможного накопления пластических деформаций дорожных одежд в неблагоприятны период года с тем условием, чтобы их суммарная величина не превысила максимально допустимого значения прогиба одежды.

Указанный метод может быть применен при расчете покрытий облегченных типов па дорогах низших категорий.

Дорожные одежды капитальных типов на дорогах высших категорий должны работать в стадии упругих деформаций без накопления остаточных деформаций, в том числе и в наиболее неблагоприятные периоды года, когда грунт имеет наименьшую прочность.