- •Введение
- •1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ
- •1.1. Основные понятия
- •1.3. Воздействие автотранспортного комплекса на окружающую среду
- •1.4. Виды проектных работ
- •2. МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПЛЕКСА «ВОДИТЕЛЬ – АВТОМОБИЛЬ – ДОРОГА – СРЕДА» (ВАДС)
- •2.1. Структура комплекса ВАДС
- •2.2. Модель управления системой «дорожные условия – транспортный поток»
- •3. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •3.1. Административная классификация дорог
- •3.2. Классы автомобильных дорог общего пользования
- •3.3. Технические категории автомобильных дорог
- •3.4. Расчетные скорости движения
- •4.2. Элементы продольного профиля дороги
- •4.3. Поперечные профили дороги
- •5. ОСНОВЫ РАСЧЁТОВ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ ПО ДОРОГАМ
- •5.1. Движение автомобиля по дороге. Сопротивление движению автомобиля
- •5.2. Динамические характеристики автомобиля
- •5.3. Сцепление шин с поверхностью дороги
- •5.4. Особенности движения автопоездов
- •5.5. Расстояние видимости поверхности дороги
- •5.6. Расстояние боковой видимости
- •5.7. Обеспечение видимости на кривых в плане
- •5.8. Характеристики транспортного потока
- •5.9. Пропускная способность дороги
- •5.10. Уровни удобства движения
- •6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ
- •6.1. Принципы проектирования плана трассы
- •6.2. Назначение радиусов круговых кривых
- •6.3. Переходные кривые
- •6.5. Виражи на закруглениях
- •7.1. Нормирование продольного уклона на дорогах
- •7.2. Вертикальные кривые
- •7.3. Полоса отвода дороги
- •8.1. Природные факторы
- •8.2. Источники увлажнения земляного полотна
- •8.3. Влияние теплофизических характеристик дорожной конструкции на водно-тепловой режим (ВТР) дорог
- •8.4. Пучины на автомобильных дорогах
- •8.5. Дорожно-климатическое районирование России
- •8.7. Требования к возвышению земляного полотна
- •9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
- •9.1. Принципы проектирования продольного профиля
- •9.2. Назначение контрольных точек продольного профиля
- •9.3. Последовательность проектирования продольного профиля
- •10.1. Элементы земляного полотна
- •10.2. Грунты для сооружения земляного полотна
- •10.6. Объемы насыпей и выемок
- •10.7. Деформации и разрушения земляного полотна
- •11. ДОРОЖНЫЙ ВОДООТВОД
- •11.1. Система сооружений поверхностного водоотвода
- •11.2. Боковые канавы
- •11.3. Водоотводные и нагорные канавы
- •11.4. Испарительные бассейны
- •11.6. Определение объемов и расходов ливневых и талых вод
- •11.7. Проектирование дорожных канав
- •12. МАЛЫЕ МОСТЫ И ТРУБЫ
- •12.1. Водопропускные трубы
- •12.2. Мостовые сооружения
- •13.1. Общие требования
- •13.2. Пересечения и примыкания в одном уровне
- •13.3. Переходно-скоростные полосы
- •14. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
- •14.1. Классификация дорожных одежд
- •14.2. Конструктивные слои дорожных одежд
- •14.4. Срок службы дорожных одежд
- •14.5. Критерии предельного состояния дорожных одежд
- •14.6. Особенности проектирования жестких дорожных одежд
- •15. ОБСЛУЖИВАНИЕ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ
- •16. СИСТЕМА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ
- •Заключение
– двухслойная модель, в которой верхний слой основания, расположенный на упругом изотропном полупространстве, имеет ограниченную толщину и подчиняется гипотезе пропорциональности.
ущественное различие между указанными моделями состоит в распределяющей способности основания, реакций, возникающих между конструкцией и основанием.
При расчете дорожных одежд обычно рассматривают квазистатическ е задачи, в которых инерционными членами пренебрегают и исходными для которых являются уравнения равновесия, а дина-
мичность |
|
уч тывают, умножая ее на коэффициент, завися- |
|
щий от скорости дв жения, ровности покрытия и иногда — от харак- |
|||
С |
|
|
|
терист |
подвески автомо иля. Напряжения же от собственного веса |
||
вычисляют отдельно |
складывают с напряжениями от внешней на- |
||
. |
|
|
|
нагрузки |
|||
|
бА |
||
При проект рован и дорожных одежд за расчетные принимают |
|||
, соответствующие предельным нагрузкам на ось расчетного |
|||
двухосного автомо |
|
ля, ли о указанные в техническом задании на |
|
проект рован е автомо ильной дороги. |
|||
При проектировании дорожных одежд интенсивность движения |
|||
всех транспортных средств приводится к интенсивности движения |
|||
принятой расчетной нагрузки. |
|||
|
14.4. Срок службы дорожных одежд |
Директивные сроки службыДдорожных одежд определяются по нормативным документам. Эти сроки следует принимать при проектировании новых и реконструкции ранее построенных дорожных одежд, а также при назначении сроков капитальныхИремонтов.
Срок службы жестких дорожных одежд определен в Методических рекомендациях по проектированию жестких дорожных одежд и составляет для дорожных одежд капитального типа с цементобетонным покрытием не менее 25 лет, а для дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием на бетонном основании – не менее 20 лет.
Срок службы нежестких дорожных одежд в принятом Предварительном национальном стандарте на проектирование нежестких дорожных одежд ПНСТ 184–2018 приведен в табл. 14.2.
201
Таблица 14.2
Нормативный межремонтный срок проведения работ по капитальному ремонту
|
Категория дороги |
Нормативный межре- |
Нормативный межре- |
|
|
|
монтный срок проведе- |
монтный срок проведе- |
|
|
|
ния работ по капиталь- |
ния работ по ремонту |
|
|
|
ному ремонту Тсл |
|
|
|
I |
|
24 года |
12 лет |
|
II |
|
24 года |
12 лет |
|
III |
|
24 года |
12 лет |
|
IV |
|
24 года |
12 лет |
|
V |
|
10 лет |
5 лет |
С |
|
|
|
|
|
рукции |
|
|
|
|
Ф нанс рован е строительства, ремонта, содержания и реконст- |
Жесткбытье дорожные одежды рассчитывают с учетом уровня надежности (вероятности езотказной работы конструкции в течение намеченного срока эксплуатации) [26], принимаемой в соответствии с
федеральных дорог выполняется за счет средств федерального
бюджета.
Требуемый уровень проектной надежности в каждом конкретном
случае должен указан при выдаче задания на проектирование.
Капитальную и Ао легченную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием проектируют с таким расчетом, чтобы за межремонтный срок не возникло разрушений и недопустимых с точки зрения предусмотренных действующими нормативными документами требований к ровности покрытия остаточных деформаций, а также, чтобы воздействие природных факторов не приводило к недопусти-
табл. 14.3.
мым изменениям в ее элементах.Д Во всех случаях для оценки напряженного состояния конструк-
ции используют решения теории упругости.
Дорожную одежду следует проектировать с учетом уровня надежности, под которым понимают вероятность безотказной работы в
течение межремонтного срока. |
И |
Для обеспечения заданной надежности (обеспеченности по прочности) коэффициент прочности проектируемой конструкции по каждому из расчетных критериев не должен быть ниже минимального требуемого значения, определяемого по табл. 14.3.
202
Таблица 14.3
Уровень надежности и коэффициент прочности жестких дорожных одежд
|
Интенсивность расчет- |
Уровень надежности |
Коэффициент прочности |
|
ной нагрузки, ед./сут |
|
|
|
|
|
|
С |
0,95 |
1,00 |
|
|
Более 1000 |
||
|
500–1000 |
0,90 |
0,94 |
|
Менее 500 |
0,80 |
0,87 |
недопустимых– накоплен я остаточных деформаций под воздей-
Отказ нежесткой дорожной одежды из-за недостаточной ее проч-
ности может возн кнуть в результате:
– образован я нео ратимых деформаций на поверхности покры-
тия (просадок, трещ , вы оин и др.) под воздействием многократно
ствием касательныхбАус лий, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от транспортной нагрузки, с потерей ровности покрытия и снижением скорости движения до истечения заданного срока службы конструкции;
прилагаемой нагрузки по полосам наката в связи с общей недостаточной несущей спосо ностью дорожной одежды;
– усталостных разрушений в материалах монолитных слоев под воздействием растягивающих напряжений от многократного прило-
жения транспортной нагрузки. |
Д |
|
Коэффициент надежности дорожной одежды Кн определяет предельное состояние покрытия по ровности [30] в конце межремонтного срока службы дорожной одежды (табл. 14.4).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 14.4 |
|||
|
|
|
|
|
|
И |
||||||
Связь между уровнем надежности дорожной одежды и ровностью покрытия |
||||||||||||
Кн |
0,55 |
0,60 |
0,65 |
0,70 |
0,75 |
0,80 |
0,85 |
0,90 |
|
0,95 |
0,98 |
|
S(см/км) |
530 |
510 |
475 |
440 |
390 |
340 |
265 |
170 |
|
80 |
602 |
|
Примечания: |
1.Показатель ровности дорожного покрытия S, определенный |
по толчкомеру в соответствии с ОДМ «Руководство по оценке ровности дорожных покрытий толчкомером». Росавтодор, М., 2002.
2. Найдено методом экстраполяции.
Уровень надежности (коэффициент надежности) назначается в задании на проектирование в зависимости от категории дороги и типа
203
дорожной одежды или принимается по табл. 14.5 для нежестких дорожных одежд.
|
|
|
|
|
|
Таблица 14.5 |
|
|
|
Уровни надежности нежестких дорожных одежд |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Категория |
|
Тип дорожной одежды |
|
Коэффициент |
||
|
дороги |
|
|
надежности |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
IА, IБ, IВ |
|
Капитальный |
|
0,98 |
|
|
|
II |
|
|
Капитальный |
|
0,95 |
|
|
III |
|
|
Капитальный |
|
0,92 |
|
|
|
|
Облегченный |
|
0,90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
СIV |
|
Капитальный |
|
0,90 |
|
||
|
О легченный |
|
0,85 |
|
|||
|
|
|
|
Переходный |
|
0,82 |
|
|
|
|
|
О легченный |
|
0,82 |
|
|
V |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
Переходный |
|
0,65 |
|
|
При |
|
|
||||
|
многократном приложении к нежесткому покрытию нагру- |
||||||
зок от автомоб лей при повторных проходах колес по одному следу |
|||||||
|
|
|
|
А |
|||
происходит нарастание проги а покрытия, образуется колея. При |
|||||||
большей нагрузке или при временном снижении прочности грунтово- |
|||||||
го основания в весенний или осенний периоды возникают постепенно |
|||||||
накапливающиеся малые пластические деформации. Если их суммар- |
|||||||
ное значение за период ослабления покрытия превысит некоторое до- |
|||||||
|
|
|
|
Д |
|||
пустимое значение, покрытие разрушится. |
|
|
|
||||
|
Деформация дорожной одежды является результатом проявления |
||||||
ряда процессов, протекающих одновременно или следующих друг за |
|||||||
другом (рис. 14.2). |
|
И |
|||||
|
|
|
|
|
Рис. 14.2. Деформация дорожной одежды
204
Грунтовое основание сжимается под нагрузкой в пределах активной зоны, вследствие чего происходит просадка покрытия на величину l с образованием некоторой криволинейной поверхности, так называемой «чаши прогиба». Чем большую толщину и жесткость имеет покрытие, тем на большую площадь распределяется давление внешней нагрузки и, следовательно, тем меньше напряжения, передающиеся на грунт. Под нагрузкой происходит сжатие материала слоев покрыт я основан я, а в нижней части конструктивных слоев – растяжен е.
При превышен растягивающими напряжениями предела проч-
ности матер |
ала в покрытии или слоях основания образуются трещи- |
|||
С |
|
|||
ны. По пер метру участка контакта нагрузки с покрытием действуют |
||||
срезывающ е |
, которые при больших нагрузках вызывают |
|||
пролом покрыт я, ногда с выкалыванием его части, находящейся |
||||
под нагрузкой, в в де расширяющегося книзу усеченного конуса. В |
||||
основан |
ях |
з несвязных |
малосвязных материалов (гравия, песка, |
|
напряжения |
||||
щебня) |
в подст лающем грунте при превышении касательными на- |
|||
пряжен ями с л сцепления могут возникать явления пластических |
||||
сдвигов, развитие которых приводит к потере прочности. |
||||
Проектирование дорожных конструкций выполняется по предель- |
||||
ным состояниям – состояниям конструкции (сооружения), при котором |
||||
она перестаёт удовлетворять эксплуатационным требованиям, то есть |
||||
теряет способность сопротивляться внешним воздействиям. |
||||
Метод |
|
предельных |
состояний – современный метод расчёта |
|
|
|
бА |
||
строительный конструкций, относящийся к полувероятностным мето- |
дам. Метод предельных состоянийД, разработанный в СССР и основанный на исследованиях под руководством профессора Н. С. Стрелецко-
го, |
введён |
И |
|
||
сийской |
|
|
тельных |
|
|
сти |
и |
|
|
вероятностных свойств, действующих на конструкции нагрузок |
|
|
и сопротивлений этим нагрузкам; |
|
|
особенностей работы отдельных видов конструкций; |
|
|
пластических свойств материалов. |
|
Расчёт конструкции по методу предельных состояний должен гарантировать ненаступление предельного состояния.
205