Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет

Строительно-архитектурно-дорожный институт

Конструирование и расчет

дорожной одежды нежесткого типа

Методические указания

по проведению практических занятий

для студентов специальностей 270205

Практическая работа № 4

КОНСТРУИРОВАНИЕ

ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА

НАЗНАЧЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ СЛОЕВ

Саратов 2010

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель практических занятий по дисциплине «Изыскания и проектирование автомобильных дорог и аэродромов» – привить студентам навыки выполнения технических расчетов элементов нежесткой дорожной одежды, закрепить теоретический материал и подготовить студентов к выполнению самостоятельной работы.

Для достижения поставленной цели студенты должны за время обучения выполнить 8 практических работ. Практические работы выполняются во время аудиторных практических занятий. На каждую практическую работу отводиться 2 часа.

Практические работы выполняются в VI семестре. Наименование практических работ представлено ниже.

№ п/п	Наименование практической работы	Количество часов
1	Формирование технического задания для конструирования дорожных одежд нежесткого типа	2
2	Определение суммарного расчетного числа приложения расчетной нагрузки	2
3	Определение расчетных характеристик грунта рабочего слоя земляного полотна	2
4	Конструирование дорожных одежд нежесткого типа. Назначение расчетных характеристик материалов слоев	2
5	Расчет конструкции по условию упругого прогиба	2
6	Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в грунте	2
7	Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе	2
8	Проверка конструкции на морозоустойчивость	2

Необходимый инструмент и литература для выполнения практических работ:

1. Микрокалькулятор – 1шт. на 1 студента.

2. Тетрадь для практических работ – 1 шт. на 1 студента.

3. ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд» - 1 шт. на 2 студента.

4. СНиП 2.05.02-85^* «Автомобильные дороги» - 1 шт. на 1 студента.

По окончании практического занятия практическая работа сдается студентом на проверку преподавателю, а на следующем занятии возвращается студенту. На последнем практическом занятии студент отчитывается преподавателю о выполнении практических работ.

В настоящих методических указаниях дана практическая работа №4

2. Практическая работа № 4

2.1 Конструирование дорожных одежд нежесткого типа

Цель практической работы № 4 – сконструировать вариант дорожной одежды нежесткого типа и определить нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик конструктивных слоев из различных дорожно-строительных материалов.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задания.

1. Вариантное проектирование дорожных одежд

Проектирование дорожных одежд основано на принципе вариантности. Рассматриваются 2-4 равнопрочные конструкции.

Процедура конструирования дорожной одежды включает:

- выбор вида покрытия;

- назначение числа конструктивных слоев с выбором материалов для устройства слоев, размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочных толщин;

- предварительную оценку необходимости назначения дополнительных морозозащитных мер с учетом дорожно-климатической зоны, типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя на различных участках;

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

- оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна;

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

2. Использование местных материалов

При проектировании дорожных одежд необходимо широко использовать местные материалы, побочные продукты и отходы производств, имеющиеся у подрядчика. Применение местных каменных материалов, опоки, песчанно-гравийных и других смесей без обработки вяжущими возможно при соответствии их свойств требованиям действующего ГОСТа. Несоответствие природных материалов техническим требованиям обусловливает необходимость их переработки, укрепления вяжущими для улучшения структурно-механических свойств.

Виды местных материалов, возможность и условия их использования в различных слоях дорожной одежды приведены в п.2.32-2.34 [1], табл.34-44 [2] и [5,6].

3. Рекомендации по конструированию

3.1 В проекте при конструированию следует использовать альбом типовых конструкций дорожных одежд. При этом следует учитывать следующие рекомендации:

• материал покрытия должен обеспечить монолитность, водо -, морозо- и термостойкость;

• слои, содержащие органические вяжущие, обладают лучшими деформационными качествами и теплофизическими свойствами, чем материалы или грунты, укрепленные неорганическими вяжущими;

• материалы, содержащие органические вяжущие, теряют сдвигоустойчивость при высокой температуре и становятся хрупкими при отрицательной;

• на магистральных дорогах (I-II категории) основания нужно устраивать преимущественно из укрепленных материалов;

• щебеночные материалы должны быть уложены по принципу заклинки;

2. Независимо от результатов расчета на прочность минимальная толщина слоя не должна быть менее указанных в табл.1.1.

3. Толщину слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее и укладываемых на верхний слой основания из материалов, укрепленных цементом, для ограничения появления "отраженных" трещин на покрытии нужно принимать, как правило, не менее толщины слоев, укрепленных цементом. При этом минимальная толщина слоев с органическими вяжущими должна соответствовать данным табл.1.2.

Таблица 1 - Значения минимальных толщин слоев

Материалы покрытий и других слоев дорожной одежды	Толщина слоя, см
Асфальтобетон или дегтебетон крупнозернистый	6-7
Асфальтобетон или дегтебетон мелкозернистый	3-5
Асфальтобетон или дегтебетон песчаный	3-4
Щебеночные (гравийные) материалы, обработанные органическими вяжущими	8
Щебень, обработанный органическим вяжущим по способу пропитки	8
Щебеночные и гравийные материалы, не обработанные вяжущими: на песчаном основании; на прочном основании (каменном или из укрепленного грунта)	15 8
Каменные материалы и грунты, обработанные органическими или неорганическими вяжущими	10
Грунт повышенной прочности	50

Таблица 2 - Минимальная толщина слоев с органическими вяжущими

Тип дорожной одежды	Капитальный	Облегченный
Наименьшая толщина слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее, см	18	12

2. Необходимо назначать в конструкции не более 2-4 слоев из разных материалов без учета дополнительных слоев (п.2.10 [1]).

3.5 Если крупнообломочный материал (типа щебеня, гравия, шлака) укладывается непосредственно на грунт земляного полотна, предусматривают прослойку толщиной 10 см из мелкого щебеня, высевки (0-10 мм), гравийно-песчаных смесей, крупных и средней крупности песков, непылеватых шлаков, синтетических текстильных материалов и др. Защитной прослойкой может служить слой из грунта, укрепленного вяжущими, толщиной 5-8 см, из зернистого материала толщиной от 5 до 20 см в зависимости от степени увлажнения грунта земляного полотна. Прослойку из геотекстильных материалов следует предусматривать также при укладке крупнопористых материалов на песчаный слой на дорогах I-III категорий (п. 2.31 [1]).

3.6 При расположении дороги в особых условиях (районы вечной мерзлоты, орошения, песчаных пустынь) необходимо учесть специальные требования п. 2.37-2.39 [1].

3.7 Для предохранения участков дорог, находящихся в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях (п.4.1, 5.1 [1] и 7.25-7.27 [2]), следует проектировать дополнительные слои и прослойки по п. 2.22-2.30 [1], 7.28-7.29 [2] и п.1 [10].

3.8 Для покрытий и оснований вид материала, вяжущего, способ приготовления и укладки следует назначать, принимая во внимание дорожно-климатическую зону, условия увлажнения, тип одежды (п.7.33-7.52 [2]):

- для покрытий дорожных одежд капитального типа по п.2.15 [1], облегченного - п.2.17-2.18 [1], переходного – п.2.20 [1];

- для оснований дорожных одежд капитального типа – п.2.16 [1], облегченного – п.2.19 [1], переходного – п.2.21 [1].

3.9 Конструкцию верхней части земляного полотна и дорожной одежды следует принимать по п. 2.14 [1].

3.10 При проектировании и реконструкции существующей дороги рекомендуется учитывать основные принципы назначения конструкций дорожных одежд (п.2.40 [1]).