14. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

14.1. Классификация дорожных одежд

Дорожная одежда – многослойное искусственное сооружение, ограниченное проезжей частью автомобильной дороги, состоящее из дорожного покрытия, слоев основания и подстилающего слоя, воспринимающая многократно повторяющееся воздействие транспортных

Кнежестким дорожнымАодеждам относят одежды со слоями,

устроенными из разного вида асфальтобетоновД(дегтебетонов), из материалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными и другими вяжущими, а также из слабосвязных зернистых материалов (щебня, шлака, гравия и др.).

Кжестким дорожным одеждам автомобильных дорог общего пользования относятся: И

–цементобетонные монолитные на различных видах основания;

–асфальтобетонные на основаниях из цементобетона;

–сборные из предварительно напряженного железобетона, железобетона, армобетона на различных видах основания.

Классификация нежестких дорожных одежд и покрытий приве-

дена в табл. 14.1 [24].

Тип дорожной одежды и вид покрытия устанавливаются согласно действующим нормативам на проектирование, на стадии подготовки

технического задания на проектирование новой дороги или её рекон- струкции.условий района стро тельства и эксплуатации дороги и много другое.

193

В проектной документации прорабатывается несколько вариантов конструкций и на основе технико-экономических сравнений принимают окончательное решение, которое должен утвердить заказчик (инвестор) строительства.

14.2. Конструктивные слои дорожных одежд

Различают следующие элементы дорожной одежды (рис. 15.1): Покрытие – верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая

усилия от колес транспортных средств и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов.

194

СРис. 14.1. Поперечный профиль дорожной конструкции:

1 – пр бровочная полоса; 2 – остановочная полоса обочины; 3 – укрепительная

полоса обоч ны; 4 – полосы движения; 5 – ось проезжей части; 6 – верхний слой ховатостипокрыт я; 7 – н жн й слой покрытия; 8 – верхний слой основания; 9 – нижние слои основан я; 10 – дополнительный слой основания; 11 – рабочий слой грунта

земляного полотна

По поверхностибАпокрытия могут быть устроены слои поверхностных обработок разл чного назначения (слои для повышения шеро-

, защ тные слои и т.п.).

Основан е – часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрыт ем о еспечивающая совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте), а также морозоустойчивость и осушение конструкции.

Следует различать несущую часть основания (несущее основание) и дополнительные слои основанияД. Несущая часть основания должна обеспечивать прочность дорожной одежды и быть морозоустойчивой.

В жестких дорожных одеждах между покрытием и основанием при необходимости укладывают выравнивающий слой из обработанных вяжущими зернистых материалов, которыйИв качестве конструктивного слоя одежды не рассматривается и в расчетах не учитывается.

Дополнительные слои основания – слои между несущим основа-

нием и подстилающим грунтом, предусматриваемые при наличии неблагоприятных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условий. Эти слои совместно с покрытием и основанием должны обеспечивать необходимые морозоустойчивость и дренирование конструкции и создавать условия для снижения толщины вышележащих слоев из дорогостоящих материалов. В соответствии с основной функцией, которую выполняет дополнительный слой, его называют морозозащитным, теплоизолирующим, дренирующим. К дополнительным слоям и прослойкам относят также гидро- и пароизолирую-

195

щие, капилляропрерывающие, противозаиливающие и др. Дополнительные слои устраивают из песка и других местных материалов в ес-

тественном состоянии или укрепленных органическими, минеральными или комплексными вяжущими, из местных грунтов, обработанных вяжущими, из укрепленных смесей с добавками пористых заполнителей и т.д., а также из различного рода специальных индустриально выпускаемых материалов (геотекстиль, пенопласт, полимерная пленка т.п.).

СПри пр менен дополнительных слоев в проекте необходимо технолог ческие проблемы, связанные с движением по

учитыватьпортная ед н ца, параметры которой (нагрузка на колесо, давление на покрыт е, д аметр круга, равновеликого площади передачи давле-

ним построечного транспорта.

Рабоч й слой земляного полотна (подстилающий грунт) – верх-

няя часть полотна в пределах от низа дорожной одежды до 2/3 глубины промерзан я, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия.

автомобилей грузками к расчетнымАиспользуют суммарные коэффициенты приве-

Автомоб ль расчетный (расчетная нагрузка) – условная транс-

дения транспортного средства к расчетной нагрузке.

Время действия транспортной нагрузки – период времени, в те-

одежды деформироваться при воздействииДна них нагрузки и в случае упругой деформации восстанавливать свои первоначальные форму и размеры после удаления нагрузки.

чение которого в определенной точке или в пределах определенной площади покрытия приложена нагрузка, вследствие чего в слоях дорожной конструкции происходят те или иные изменения (напряжения, деформации, колебания и т. д.).

Деформация – изменение формы или размеров дорожной одежды, сооружения и т. п. без изменения массы.

Деформативная способность слоев – свойство слоев дорожной И

Деформация допускаемая – применительно к дорожной конструкции нормируемое предельно возможное изменение формы или размеров (без изменения массы) земляного полотна и дорожной одежды.

Деформация остаточная – часть деформации, остающаяся в конструкциях и их элементах после прекращения действия нагрузки.

196

Деформация упругая – деформация, мгновенно исчезающая после снятия действующих на тело нагрузок.

Допуск – наибольшее и наименьшее допускаемые отклонения параметров отдельных частей дорожных сооружений от установленных проектом или нормами.

Дорожная конструкция – инженерное сооружение, состоящее из дорожной одежды и верхней части земляного полотна в пределах рабочего слоя.

Дорожной одежды коэффициент прочности требуемый – рас-

четный показатель, на который умножают минимальный требуемый

упругостиДорожной одежды морозное пучение – неравномерное поднятие поверхностибАдорожной одежды по причине замерзания влаги, накап-

ливающейся в зоне промерзания.

Дорожной одежды морозоустойчивость – способность дорож-

ной одежды не проявлять морозного пучения более допустимой вели-

чины.

Запас прочности – превышение фактической прочности материала или дорожной конструкции над необходимой прочностью, полу-

ченной в результате расчета.

Износостойкость покрытия – способность дорожного покрытия сопротивляться износу (истиранию), возникающему под действием на

воздействия более легкой ведомойДоси).

него колес движущихся транспортных средств.

Коэффициент приведения – отношение результата воздействия на дорожную одежду транспортного средства с определенной осевой

нагрузкой к результату воздействия расчетного автомобиля (с учетом И

Коэффициент суммирования – показатель, служащий для пересчета суточной интенсивности движения автомобилей к суммарному числу приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды (понятие введено МОДН-2 [24].

Модуль упругости дорожной одежды или материала ее слоя–

отношение давления, передаваемого испытательной нагрузкой, к относительной упругой деформации. Относительная упругая деформация равна отношению упругой (обратимой) деформации дорожной одежды или материала ее слоя к диаметру круга, равновеликого по площади отпечатку колеса расчетного автомобиля.

197

Модуль упругости минимальный требуемый – расчетный пара-

метр дорожной одежды, вычисляемый в зависимости от суммарного расчетного числа приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды.

Модуль упругости общий – модуль упругости системы, вклю- Счающий слои дорожной одежды и грунт земляного полотна (ранее на-

зывали эквивалентным модулем упругости).

Нагрузка на колесо – нагрузка, передаваемая на колесо автомобиля или пр цепа (часто наиболее нагруженное колесо задней оси) или

прицепадругого колесного средства.

Нагрузка нормат вная (расчетная) – нагрузка, установленная

для целей расчета дорожной одежды.

Нагрузка осевая – нагрузка, передаваемая на ось автомобиля или

Надежность дорожной одежды – вероятность безотказной ра-

боты дорожной одежды в пределах расчетного (нормативного) меж-

ремонтного срока служ ы.

Напряжен я температурные – напряжения, возникающие в монолитных слоях дорожной одежды вследствие изменения температу-

ры окружающего воздуха.

Несущая спосо ность – свойство земляного полотна и слоев дорожной одежды сопротивляться воздействию нагрузок от транспортных средств; характеризует прочность соответствующих конструк-

тивных слоев.

(частобАна на олее нагруженную ось).

монтами. Д Отказ дорожной конструкции – переход дорожной конструкции

Нормативный межремонтный период дорожной одежды – ус-

тановленный действующими нормами временной период от момента

строительства до капитального ремонта или между капитальными ре- И

в предельное состояние.

Прогиб упругий – вертикальная деформация дорожной одежды или на поверхности ее слоев, возникающая под действием испыта-

тельной нагрузки или от колеса автомобиля и восстанавливающаяся после снятия нагрузки.

Прочность дорожной одежды – свойство дорожной одежды сохранять сплошность своей поверхности (отсутствие трещин) и ровность в допустимых пределах под воздействием многократно повторяющихся нагрузок от движущегося транспорта и погодноклиматических факторов в течение срока службы.

198

Работоспособность дорожной конструкции – свойство дорож-

ной конструкции сохранять запас прочности на многократно повторяющееся воздействие автомобильных нагрузок в пределах расчетных, межремонтных сроков службы.

Расчетный период года – наиболее неблагоприятный по условиям увлажнения период года (обычно весенний), в течение которого

СРасчет дорожной одежды – установление конструктивных слоев дорожной одежды их толщины по действующей утвержденной

прочность дорожных конструкций достигает минимальных значений.

Расстоян е между швами – размер интервала между деформационными швами в цементобетонных покрытиях и основаниях и дру-

гих жестк х слоях, устанавливаемое расчетом или нормами.

метод ке. При расчете жестких покрытий устанавливают также расстояние между деформационными швами.

расчетного уровня, предельно допустимого по условиям дорожного движен я.

службы ТрещиностойкостьА– свойство монолитного покрытия или дру-

гих конструктивных слоев дорожной одежды противостоять образованию трещин под воздействием природно-климатических факторов и транспортных средств.

усталостные трещины), с последующимДразвитием других видов деформаций и разрушений (частые трещины, сетка трещин, выбоины, просадки, проломы и т.д.).

Уровень надежности дорожной одежды – вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. Отказ конструкции по прочности физически может характеризоваться образованием про-

дольной и поперечной неровности поверхности дорожной одежды,

связанной с прочностью конструкции (поперечные неровности, колея, И

В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды как элемента инженерного сооружения линейного характера исполь-

зуют предельный коэффициент разрушения Кпртр , представляющий со-

бой отношение суммарной протяженности (или суммарной площади) участков дороги, требующих ремонта из-за недостаточной прочности дорожной одежды, к общей протяженности (или общей площади) дороги между корреспондирующими пунктами. Значения Кпртр на по-

199

следний год службы в зависимости от капитальности дорожной одежды и категории дороги следует принимать в соответствии с табл. 14.3.

14.3. Нормативные нагрузки для проектирования

ных нагрузок нормальной эксплуатации с учетом перспективы. Класс нагрузки К для нормативной нагрузки АК следует прини-

расчете дорожных одежд следует считать равномерно распределенным по площади отпечатка колеса. В качестве элемента передачи нагрузки от колеса автомо иля на дорожную одежду принимается гибкий круговой штамп диаметром D, передающий равномерно распределенную нагрузку (давление) величиной p.

Величину нормативного давления следует принимать равной:

р = 800 кПа – для автомобильных дорог с капитальными дорожными одеждами;

р = 600 кПа – для автомобильных дорог с облегченными и пере-

Ось нормативной нагрузки АК при расчете нежестких дорожных одежд размещается на середине полосы движения проезжей части.

При расчете жесткой дорожной одежды плита загружается нормативной нагрузкой АК без равномерно распределенной нагрузки q по колеям с расположением колеса АК на середине внешнего края плиты.

Физические свойства грунтов определяются большим числом параметров. При расчете упругое основание заменяется упрощенной расчетной моделью. Наиболее распространенными моделями являются:

– модель упругого изотропного полупространства;

200