30-1

k2 - коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно – климатических факторов: для высокоплотных асфальтобетонов k2 =1,0; для плотных I марки – 0,95; II марки - 0,9; III марки, а также пористых асфальтобетонов и органоминеральных смесей -0,8.

Коэффициент k1, отражающий влияние на прочность усталостных процессов, вычисляют по выражению:

где α – коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой, а также вероятность совпадения во времени расчётной (низкой) температуры покрытия и расчётного состояния грунта рабочего слоя во влажности (табл. 2.15);

m - показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя (табл. 2.15).

6 Проверяют условие (2.16) и при необходимости корректируют конструкцию дорожной одежды.

3 Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость

В районах сезонного промерзания грунтов при неблагоприятных грунтовых и гидрологических условиях наряду с требуемой прочностью должна

где lпуч – расчётное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна; lдоп - допускаемое для данной конструкции пучение грунта.

Принимается lдоп = 4 см для асфальтобетонных покрытий капитальных

дорожных одежд, для асфальтобетонных покрытий облегчённых дорожных одежд – 6 см, для переходных покрытий – 10 см.

В восточных районах II и III дорожно – климатических зон значения lдоп следует увеличивать на 20-40 % (большие значения для облегчённых и

переходных дорожных одежд).

Расчёт на морозоустойчивость необходимо выполнять в районах сезонного промерзания грунтов для характерных участков дороги, имеющих неблагоприятные грунтовые и гидрологические условия.

При предварительной проверке на морозоустойчивость величина возможного морозного пучения определяется по формуле

навливают по графикам (рис. 3.1) в зависимости от толщины дорожной одежды, группы грунта по степени пучиности (табл. 3.1) и глубины промерзания

Zпр .

Глубину промерзания дорожной конструкции при отсутствии натурных наблюдений определяют по формуле

где Zпр( ср )– средняя глубина промерзания для данного района, уста-

навливаемая при помощи карт изолиний (рис. 3.2).

При глубине промерзания дорожной конструкции от 2 до 3 м lпуч(ср) вычисляют по формуле

где lпучср2– величина морозного пучения при Zпр = 2 м (рис. 3.1), а=1,0; b=0,16; c=2,0 при 2,0<Zпр <2,5;

a=1,08; b=0.08; c=2,5 при 2,5<Zпр <3,0;

КУГВ - коэффициент, учитывающий влияние расчётной глубины

уровня грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод (рис. 3.3); при отсутствии влияния грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод

следует принимать: для супеси тяжёлой, пылеватой и суглинка КУГВ =0,53; для песка и супеси лёгкой и крупной КУГВ =0,43;

КПЛ - коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта рабо-

чего слоя (табл. 3.2); Кгр - коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического

состава грунта основания насыпи или выемки (табл. 3.3); Кнагр - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собствен-

ного веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от расчётной влажности грунта (рис. 3.4);

Квл - коэффициент, зависящий от расчётной влажности грунта

(табл. 3.4).

Таблица 3.1. Группы грунтов по степени пучинистости (СНиП 2.05.0285, прил. 2

табл.7)

Таблица 3.3

Коэффициент Кгр для различных грунтов

Рассчитанная по формуле (3.2) возможная величина морозного пучения lпуч сравнивается с её допускаемым значением lдоп . Если при расчётном

сроке службы до 10 лет полученная величина lпуч будет превышать lдоп , а при сроке службы более 10 лет будет превышать 80 % от lдоп , необходимо

рассмотреть вариант устройства морозозащитного слоя. В этом случае предварительно определяют ориентировочно требуемую толщину морозоустойчивой конструкции дорожной одежды. Для этого, зная допустимую величину морозного пучения lдоп , рассчитывают среднюю величину морозного пуче-

ния lпучср , используя формулу (3.2)

Затем по графику (рис. 3.1) в соответствии с группой грунта по степени пучинистости определяют толщину морозоустойчивой дорожной одежды

hод .

Уточненный расчёт толщины морозозащитного слоя (hмз ) выполняют по термическому сопротивлению конструкций по формуле

где λмз – коэффициент теплопроводности морозащитного слоя, равный

среднеарифметическому значению коэффициентов теплопроводности материала слоя в талом и мёрзлом состоянии, Вт/мК (табл. 3.5);

Rтр - требуемое в данных условиях термическое сопротивление

дорожной одежды, м2К/Вт;

Rp - термическое сопротивление рассматриваемой конструкции

дорожной одежды, м2К/Вт.

Требуемое термическое сопротивление дорожной одежды определяют по формуле:

где Rпр – приведённое термическое сопротивление;

Код - коэффициент, учитывающий срок службы дорожной одежды

между капитальными ремонтами (табл. 3.6); К увл - коэффициент, учитывающий схему увлажнения рабочего

слоя земляного полотна, принимаемый при 2-й и 3-й схемах увлажнения равным единице, а при 1-й схеме увлажнения – по табл. 3.7 (схемы увлажнения приведены в табл. 3.8);

δ - понижающий коэффициент, принимаемый для дорожно - климатических подзон II1, II3 равным 1,0; для II2 – 0,95; для III дорожно – климатической зоны – 0,9; для IV-0,85.

Таблица 3.5 Теплофизические характеристики конструктивных слоёв из различных

дорожно – строительных материалов

Таблица 3.7 Значения коэффициента увлажнения Кувл при первой схеме увлажнения

рабочего слоя земляного полотна

Таблица 3.8 Характеристика схем увлажнения рабочего слоя земляного полотна

1АтмоДля насыпей на участках 1 – го типа местности по

Окончание таблицы 3.8

Примечание. 1 Над чертой – возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно (более 30 сут.) стоящих поверхностных вод, под чертой – то же, над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно (менее 30 сут.) стоящих поверхностных вод.

Приведённое термическое сопротивление определяется с помощью но-

Таблица 3.12 Классификация грунтов по степени пучинистости при замерзании

чающейся от указанных на номограмме, нужно определить два значения Rnp . Одно – при значении Нγ на номограмме более, а другое – при значении

Нγ на номограмме менее данного. Искомое значение Rnp устанавливают

методом интерполяции.

Требуемое термическое сопротивление дорожной одежды определяют в зависимости от номера изолинии на карте (рис. 3.6), соответствующей географическому положению рассматриваемой дороги. При расположении дороги между изолиниями определяют два значения Rmp и вычисляют два зна-

чения hмз , соответствующих этим изолиниям. Искомую толщину морозоза-

щитного слоя определяют методом интерполяции в зависимости от расстояния от рассматриваемого участка дороги до соседних изолиний.

Термическое сопротивление дорожной одежды вычисляют по формуле:

где n – число конструктивных слоёв дорожной одежды без морозозащитного слоя;

hi - толщина i–го слоя, м;

λi - коэффициент теплопроводности материала i–го слоя в мёрзлом

состоянии, Вт/мК.

После завершения расчёта толщины морозозащитного слоя по формуле (3.6) сравнивают полученное значение hмз с предварительно назначенной.

Разница не должна быть более 5 см. В противном случае расчёт повторяют.

4 Пример расчёта нежёсткой дорожной одежды переходного типа

Исходные данные: район расположения дороги - Московская область (II дорожно – климатическая зона); категория автомобильной дороги III в; заданный срок службы дороги- 6 лет; число рабочих дней в году, при которых возможно накопление остаточных деформаций – 112; объём вывозки древесины в неморозный период – 70 тыс. м3; высота насыпи запроектирована с