9.2.А сурет- Жер төсемесінің топырағының тоңазу тереңдігінің картасы
Номограмма
көмегімен
(9.1
сурет)
қалған
белгілі парамтерлердің кез келген мәнін
анықтауға болады.
Сонымен,
қабаттың жалпы қалыңдығын Z1
тұрақты
материалдардан келесі түрде анықтауға
болады:
/
(ВZ)
қатынасын
lісіну
= lжіб
кезінде,
номограмманың
тік өсінен мәнін анықтап жазық түзуді
қиысықпен қиылысу нүктесіне дейін Z/H
сәйкес жүргізіп, және осы нүктені жазық
өске көшіріп Z1
/
Z,
алады,
осыдан,
Z
анықтап,
Z1
табамыз.
Тоңазу тереңдігінің есептік мәнін Z және оның қыс алдындағы топырақ су деңгейінің ара қашықтығын Н климат бойынша нормативтік құжаттарға сәйкес және осы параметрлердің өзгеруін көп жылдық байқаулардың нәтижелерінің көрсеткіштерін құрылыс ауданының жағдайларына сәйкес келетінін пайдаланып анықтауға болады. Z және Н есептік мәндерін аудандық зерттеулердің ақпараттары бойынша немесе карта бойынша тағайындау жіберіледі. (9.2а сурет).
9.2 кесте
Тоңазу кезінде ісіну дәрежесі бойынша топырақтардың классификациясы
Топырақтардың ісінуі |
Топырақтар сипаттамасы |
Ылғалдану сипаттамасы бойынша жергілікті жердің |
Аязда ісінудің орташа қатынасы lісіну. тоңазу тереңдігі 1,5 м кезінде, % |
Ісіну дәрежесі бойынша топырақ топтары |
Ісінбейтін |
0,05 мм кіші 2% бөлшектерін құрайтын ірі және орташа ірілікті қиыршық тасты құм |
2-3 |
1* кіші |
I |
0,05 мм кіші 15% бөлшектерін құрайтын ірі және орташа ірілікті қиыршық тасты құм, 0,05 мм кіші 2% бөлшектерін құрайтын майда құм |
1 |
1* кіші |
I |
|
Аз ісінетін |
0,05 мм кіші 15% бөлшектерін құрайтын ірі және орташа ірілікті қиыршық тасты құм, 0,05 мм кіші 2% бөлшектерін құрайтын майда құм |
2-3 |
1-2* |
II |
0,05 мм кіші 15% бөлшектерін құрайтын майда құм, жеңіл құмдақ және жеңіл ірі |
1 |
1-2* |
II |
|
0,05 мм кіші 15% бөлшектерін құрайтын майда құм, жеңіл құмдақ және жеңіл ірі |
2-3 |
2-4 |
III |
|
Шаңды құм, шаңды құмдақ, жеңіл саздақ, ауыр, ауыр шаңды, саздар |
1-2 |
2-4 |
III |
|
Ісінетін |
Жеңіл құмдақ, жеңіл және ауыр саздақ, саздар |
2-3 |
4-7 |
IV |
Ауыр шаңды құмдақ, жеңіл шаңды саздақ |
1 |
4-7 |
IV |
|
Қатты ісінетін |
Шаңды құм, шаңды құмдақ, ауыр шаңды саздақ |
2-3 |
7-10 |
V |
Мөлшерінен қатты ісінетін |
Ауыр шаңды құмдақ, жеңіл шаңды саздақ |
2-3 |
10-15 және одан жоғары |
VI |
* шағыл тасты, қиыршық тасты, бөлшегінің 15% жоғарысын құрайтын 0,05 мм кіші, болжаммен шаңды құм деп қабылдауға болатын, бірақ берілетін мөлшері зертханада тексерілетін құмға қатысты ісінулер |
||||
Жолдың ісіну тереңдігін анықтауда Z қосылатын түзетулер:
Z, м |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
Түзету, м |
0,30 |
0,40 |
0,50 |
0,57 |
0,63 |
0,68 |
0,72 |
0,75 |
0,77
|
9.3 кесте
Топырақ типтарына байланысты ісінулер дәрежесі
Топырақтар |
В, см2/тәу көрсеткіші |
Ылғалдану сипаттамасы бойынша жергілікті жердің 3-і тип жағдайында ісіну дәрежесі |
Бөлшек құрамының 0,05 мм майда 2-15% шегінде болатын құм (шаңды емес), жеңіл ірі құмдақ |
1,5 - 2,0
|
Аз ісінетін |
Саздар, жеңіл және ауыр саздақтар (шаңды емес), жеңіл құмдақтар |
3,0 - 3,5 |
Ісінетін |
Шаңды құмдақтар, ауыр шаңды саздақтар, шаңды құмдар |
4,0 - 4,5 |
Қатты ісінетін |
Шаңды ауыр құмдақтар, жеңіл шаңды саздақтар |
5,0
|
Мөлшерінен жоғары ісінетін |
Тоңазу
тереңдігін өлшеу кезінде қатысы бар
мәндер қолданылады,
мәні формула бойынша анықталады:
мұндағы
-
берілген
өлшеулер бойынша орташа көп жылдық
тоңазу тереңдігі,
см;
Z1,0 – өлшеу объектісіндегі жол қабатының қалыңдығы, см;
-
жер
төсемесі топырағының орташа көп жылдық
тоңазу ұзақтығы,
тәу.
В кешенді сипаттамасы тығыздықты талап ету кезінде топырақтың ылғалды өткізгіштігіне, толық оның ылғал мөлшеріне ( қысылған ауаны ескере отырып) байланысты. В мәнін топырақты аязға төзімділікке сынау негізі бойынша формуламен анықтауға болады:
(9.4)
мұндағы
-
тоңазудың
тік ақаулануының сұлбаның бастапқы
биіктігіне қатынасы болып саналатын
топырақтың тоңазу коэффициенті
(бірлік мөлшерінде):
мұндағы
-
сұлбаның ісіну пішіні,
см;
-
сұлбаның
бастапқы биіктігі,
см.
Жылутехникалық қасиетін ескере отырып, тұрақты материалдар қабатының эквивалентті қалыңдығы (мәрмәр жынысты шағыл тас қатынасына):
мұндағы
,
,
. . . – тұрақты
материалдардан жол қабатының қабат
қалыңдықтары,
см;
,
.
. . – тығыздалған
шағыл тас қатынасына материалдардың
жылутехникалық қасиетінің эквиваленті,
формула бойынша анықталады:
мұндағы
-
шағылтастың
жылу өткізгіштік коэффициенті
(9.4
кесте);
-
материалдың
жылу қткізгіштік коэффициенті
(9.4
кесте).
9.4 кесте
Әр түрлі жол - құрылыс материалдарының конструктивті қабаттарының жылуфизикалық сипаттамасы
Материал, топырақ |
Тығыздығы ρ, кг/м3 |
Жылу өткізгіштік коэффициенті λ, Вт/(мК) |
1 |
2 |
3 |
Ыстық тығыз асфальтбетон |
2400 |
1,40 |
Сондай, кеуекті |
2300 |
1,25 |
Сондай, жоғары кеуекті, соның ішінде битумді - құмды қоспа |
2200-1900 |
1,1-1,0 |
Тұтқыр битуммен өңделген аглопоритті шағыл тас |
800 |
0,23 |
Тұтқыр битуммен өңделген керамзитті қиыршық тас |
1100 |
0,64 |
Тұтқыр битуммен өңделген жеңіл толтырғышы бар қиыршық тас (шағыл тас) |
2000 |
0,52 |
10%-ды эмульсиямен бекітілген құмдақ |
1700-1900 |
1,45 |
Цементбетон |
2400 |
1,74 |
6-10% цементпен бекітілген әр түрлі текті құм |
2100 |
1,86 |
10% цементпен бекітілген бір текті майда құм |
2100 |
1,62 |
Цементтопырақ құрамы: құм - 75% (массадан), керамзит - 25%, цемент - 5% |
1500-1600 |
0,58-0,70 |
Цементтопырақ құрамы: құм 97-98%, полистирол түйіршіктері 3-2%, цемент 7- 6% |
1300-1500 |
0,41-0,58 |
Битумцементтопырақ құрамы: Перлитті шағыл тас 20-25%, құм 75-80%, цемент 3-4%, битум 12-10% (құм, перлит және цемент массасынан) |
1400 |
0,52-0,5 |
Цементтопырақ құрамы: Құмдақ немесе құм 70-80%, аглопорит 30-20%, цемент 6% |
1700-1800 |
0,64-0,75 |
Шлактібетон |
1600 |
0,58 |
Керамзиттібетон |
1400 |
0,75 |
Стиропорбетон |
1000-1100 |
0,23 |
Әкпен бекітілген аз беріктікті әктастар |
2000 |
1,16 |
6-12% цементпен бекітілген саздақ |
1750-1900 |
1,45 |
2-5% цементпен және 6-2% әкпен бекітілген саздақ |
1800-1900 |
1,33 |
8-10% цементпен бекітілген құмдақ |
1700-1900 |
1,51 |
Пенопласт |
38,5-60 |
0,03-0,052 |
Пеноплэкс |
38,5-50 |
0,03-0,032 |
6-8% цементпен бекітілген тастыкөмірлі күлдішлакты қоспа |
1600 |
0,7 |
Пеш шлагы |
800 |
0,46 |
Мәрмәрдан шағыл тас |
1800 |
1,86 |
Әктен шағылтас |
1600 |
1,39 |
Қиыршық тас |
1800 |
1,86 |
Еріген ірі құм |
2000 |
1,74 |
Сондай, қатқан |
2000 |
2,32 |
Еріген орташа түйіршікті құм |
1950 |
1,91 |
Сондай, қатқан |
1950 |
2,44 |
Еріген майда құм |
1850 |
1,91 |
Сондай, қатқан |
1850 |
2,32 |
Еріген шаңды құм |
1750 |
1,80 |
Сондай, қатқан |
1750 |
2,20 |
Еріген құмдақ |
2100 |
1,80 |
Сондай, қатқан |
2100 |
2,03 |
Еріген саздақ пен саз |
2000 |
1,62 |
Сондай, қатқан |
2000 |
1,97 |
Еріген лессылар |
1500 |
1,51 |
Сондай, қатқан |
1500 |
2,09 |
Тұтқыр битуммен өңделген біртекті мәрмәр шағыл тас |
1850 |
1,28 |
Қиыршық тасты-құмды қоспа |
2000 |
2,10 |
10% цементпен бекітілген қиыршық тасты-құмды қоспа |
2000 |
2,02 |
На
дорогах с капитальными и усовершенствованными
покрытиями при 2-м типе местности по
условиям увлажнения необходимая общая
эквивалентная толщина
слоев из стабильных материалов составляет
обычно 65 - 80% от толщины, получаемой по
номограмме (см. рис. 9.1), при Z/H
=1,0, т.е.
= (0,65 ÷ 0,80)
;
коэффициент равный 0,65, принимают при
обеспечении безопасного расстояния от
бровки земляного полотна до уреза
длительно застаивающейся воды.
На участках дорог, находящихся на местности 1-го типа по условиям увлажнения, не наблюдается значительного зимнего влагонакопления и пучения, даже в районах с глубоким промерзанием. В этом случае толщина дорожной одежды, определяемая расчетом на прочность, обеспечивает также и необходимую морозоустойчивость конструкции.
Однако, на дорогах с капитальной одеждой, если она подстилается пылеватыми супесями, следует предусматривать меры по ограничению поступления воды в дорожную конструкцию с поверхности.
Облегченные дорожные одежды с усовершенствованным покрытием при 2-м типе местности по условиям увлажнения необходимо проверять на морозоустойчивость только при пылеватых супесчаных грунтах. При других подстилающих грунтах толщины дорожных одежд, определяемые расчетом на прочность, обеспечивают также и морозоустойчивость.
Облегченные конструкции дорожных одежд с усовершенствованным покрытием при 1-м типе местности по условиям увлажнения на морозоустойчивость проверять не требуется.
Если для обеспечения необходимой морозоустойчивости требуется общая толщина дорожной одежды, превышающая толщину, полученную расчетом на прочность, конструкцию одежды следует откорректировать и вновь рассчитать по критериям прочности.
Дополнительные условия:
Расчет выполняют для насыпи высотой 100 см при глубине залегания грунтовых вод 250 cм от дневной поверхности (соответственно на глубине 290 cм от низа дорожной одежды).
1 Находим по данным гидрометеослужбы среднюю глубину промерзания Z = 195 cм для условий г. Караганда и определяем глубину промерзания дорожной конструкции :
Z = 195+71 = 266 cм,
где 71 см - поправка определения глубины промерзания дороги.
2 Для глубины промерзания 266 cм по номограмме (рис. 9.1) для пучинистых грунтов (суглинок легкий) определяем величину морозного пучения для осредненных условий при толщине дорожной одежды 51 см: Z1/Z = 51/266 = 0,19; Z/H = 266/350 = 0,76 lпучα0/BZ = 0,6; αо определяем по карте (рис. 7.2) - 180 см В - по таблице 7.3 - 3,0 - для суглинка легкого lпуч(ср) = 2,66 см, что меньше допустимого, равного 4 см.
Условие на морозоустойчивость выполняется.