9. Расчет асфальтобетонных покрытий

НА ЦЕМЕНТОБЕТОННОМ ОСНОВАНИИ

Асфальтобетонные покрытия на цементобетонном основании могут быть одно-, двух- и трехслойными. Толщина слоев асфальто- и цементобетона определяется расчетом, но не должна быть меньше значений, приведенных в табл. 10.

Допускается применять в основании бетон, уплотняемый укаткой с использованием рационально допустимого срока службы основания в качестве покрытия.

В цементобетонном основании устраивают швы сжатия через 15 м. Допускается устройство основания без поперечных швов. Перед мостами и у пересечения дорог устраивают не менее трех швов расширения через 10 – 20 м так же, как и при сооружении монолитных цементобетонных покрытий.

Таблица 10

Минимальная толщина асфальтобетонного покрытия

#G0Класс бетона по прочности на растяжение при изгибе Bbtb	Прочность бетона на растяжение при изгибе, МПа	Толщина, см, асфальтобетона ha/ цементобетона hb при интенсивности действия расчетной нагрузки, ед./сут
		более 2000	1000 – 2000	500 – 1000	100 – 500
0,8	1,0	18,0 26	18,0 24	17,0 23	17,0 22
1,2	1,5	18,0 24	18,0 23	17,0 22	16,0 21
1,6	2,0	18,0 22	17,0 21	17,0 20	16,0 19
2,0	2,5	18,0 19	18,0 18	18,0 17	16,0 17
2,4	3,0	17,0 19	16,5 17	16,5 16	16,0 16
2,8	3,5	16,5 17	16,0 17	16,0 16	14,0 16

Примечания:

1. Значения толщины приведены для суточных колебаний температуры на поверхности асфальтобетона (цементобетона) A_n = 15 °C.

2. При других суточных колебаниях температуры толщина слоя асфальтобетона определяется по формуле h = h_a A_n/15, цементобетона – по формуле h = h_b .

Для повышения трещиностойкости асфальтобетонного покрытия над поперечными швами в основании рекомендуется армировать асфальтобетон над швами сетками, располагая их симметрично вдоль шва, ширина сеток 80 – 160 см.

Сетки из стекловолокна или стеклопластика размещают в слое асфальтобетона не ближе 8 см от поверхности покрытия или между слоями. Сетки из стали располагают под нижним слоем двух- и трехслойного асфальтобетонного покрытия.

Продольные швы в основании устраивают при ширине покрытия более 9 м и на участках с ожидаемыми неравномерными осадками земляного полотна. Продольные швы не армируются.

Ширина слоя основания из цементобетона принимается такой же, как и при строительстве цементобетонных покрытий.

Продольные швы в основании устраивают при ширине покрытия более 9 м и на участках с ожидаемыми неравномерными осадками земляного полотна. Продольные швы не армируются.

Толщину слоя покрытия с цементобетонным основанием рассчитывают из условия сцепления между слоями асфальто- и цементобетона.

При гарантированном сцеплении учитывается совместная работа слоев на изгиб, при которой расчетная или эквивалентная толщина слоя

, (27)

где h – толщина слоя основания из цементобетона; h_a – толщина слоя покрытия из асфальтобетона; Е_а – расчетный модуль упругости асфальтобетона при изгибе (табл. 11).

Если сцепление верхнего слоя с нижним или работа верхнего слоя на изгиб не гарантируется, то расчетную толщину принимают равной толщине нижнего слоя из цементобетона h, но при этом радиус отпечатка колеса увеличивается на толщину верхнего слоя.

Таблица 11

Характеристики асфальтобетонов

Асфальтобетон	Марка битума	Модуль упругости, МПа	Сопротивление растяжению при изгибе, МПа
Плотный I и II марок	БНД 40 / 60 БНД 60 / 90 БНД 90 / 130 БНД 130 / 200 БНД 200 / 300 БГ 70 / 130 СГ 130 / 200	6 000 4 500 3 600 2 600 2 000 1 700 1 500	3,2 2,8 2,4 2,0 1,8 1,7 1,6
Пористый	БНД 40 / 60 БНД 60 / 90 БНД 90 / 130 БНД 130 / 200 БНД 200 / 300	3 600 2 800 2 200 1 800 1 400	1,8 1,6 1,4 1,2 1,1

Толщину слоя покрытия с цементобетонным основанием рассчитывают из условия прочности:

, (28)

где σ_р – растягивающие напряжения при изгибе основания, определяют по формуле (9) при К_t =1,0 и К_м =1,5; σ_t – напряжения от перепада температур по толщине слоя основания, определяют по формуле

, (29)

где

, (30)

здесь A_n – перепад температуры в течение суток на поверхности асфальтобетонного покрытия, ⁰С, определяетcя в зависимости от района строительства (табл. П. 5); ω – угловая частота суточных колебаний температуры, рад/ч, ω = 0,26 рад/ч; а_tа и а_tб – коэффициенты температуропроводности соответственно асфальтобетона и цементобетона, а_tа = 0,002 м²/ч и а_t = 0,004 м²/ч.

Расчет толщины конструктивных слоев целесообразно проводить по периодам, увязанным с изменением интенсивности движения и межремонтными сроками службы покрытия. В течение каждого периода дорожная одежда работает с принятой надежностью. Задав толщину слоя основания и класс прочности бетона путем подбора толщины слоя асфальтобетона, строят график, показывающий изменение коэффициента прочности дорожной одежды в процессе эксплуатации. По оси абсцисс откладывают срок эксплуатации и соответствующую ему интенсивность расчетной нагрузки, по оси ординат – коэффициент прочности. Принимая различные толщины слоев основания и различные классы бетона, можно получить с учетом наращивания слоя покрытия в пределах заданного срока службы набор равнопрочных конструкций и затем путем технико-экономического анализа выбрать конструкцию с минимальной стоимостью.

Толщину верхнего слоя покрытия проверяют из условия работы на прочность при действии расчетной нагрузки. При этом рассматривается призма из асфальтобетона с размерами по верху 2R, по низу - 2R + 2h_a толщиной h_a.

, (31)

где R_d – сопротивление асфальтобетона на растяжение при изгибе (табл. П.12); K_ya – коэффициент усталости асфальтобетона, учитывающий многократное приложение нагрузки в течение суток, принимается по рис. П.2; μ_а – коэффициент Пуассона асфальтобетона; С_а – сцепление между слоем асфальтобетона и цементобетона, при отсутствии гарантированного сцепления С_а = 0.