книги / Электрохимическое закрепление глинистых грунтов, эффективность применения пенополистирола в дорожной конструкции лесовозных автомобильных дорог методические рекомендации

Авторы: канд. техн. наук, профессор Б.С. Юшков, и доцент А.М. Бургонутдинов

Электрохимическое закрепление глинистых грунтов, эффективность применения пенополистирола в дорожной конструкции лесовозных автомобильных дорог: методические рекомендации – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 27 с.

Содержат способы устранения морозобойных трещин на лесовозных автомобильных дорогах с асфальтобетонными покрытиями на участках сопряжения насыпей с выемками, методы организации работ, направленные на увеличение сроков службы дорожных конструкций, правила производства работ.

В подготовке текста участвовали сотрудники кафедры «Автомобильные дороги и мосты», а также ст. преподаватель кафедры «Автомобили и транспортные машины» В.С. Юшков. Созданы с использованием материалов, полученных от организации «Ассоциация лесопромышленников Прикамья» и Дорожного агентства Пермского края; учитывались также опубликованные материалы исследований, выполненных в период 2009–2011 гг. под руководством канд. техн. наук Б.С. Юшкова.

Предназначены для использования в деятельности дорожных организаций при планировании дорожных работ с учётом повышения транспортноэксплуатационных показателей лесовозных автомобильных дорог и разработке проектной документаций.

Утверждены Распоряжением Министерства транспорта Пермского края от

7.05.2012 г. № 111-НИОКР.

© ПНИПУ, 2012

3

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Обеспечение необходимого транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог осуществляется дорожной службой. Виды и состав выполняемых дорожной службой работ по ремонту и содержанию определяются действующей «Классификацией работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог».

Для обеспечения безопасности движения и уровней удобства для движения транспортных средств автомобильные лесовозные дороги должны иметь геометрические параметры, инженерное оборудование, а также транспортноэксплуатационное состояние и уровень загрузки, позволяющие автомобилям двигаться без изменения скорости, траектории движения и необходимости резкого торможения.

Настоящие Рекомендации содержат основные положения по организации и выполнению работ при строительстве и по ремонту автомобильных лесовозных дорог на участках сопряжений насыпей и выемками, в которых образуются морозобойные трещины.

При выполнении работ при строительстве, по ремонту и содержанию автомобильных лесовозных дорог необходимо учитывать требования законов Российской Федерации и соответствующих нормативных документов по охране природной среды.

Положения настоящего документа распространяются на автомобильные лесовозные дороги и рекомендуются к выполнению при разработке рабочей документации на строительство, реконструкцию, ремонта и содержания автомобильных лесовозных дорог.

Все работы по ремонту, реконструкции и содержанию автомобильных лесовозных дорог рекомендуется выполнять на основе данных диагностики (осмотра и исследования состояния) лесовозных дорог и сооружений на них.

По данным Дорожного Агентства Пермского края все лесовозные дороги имеют выходы к сети региональных автодорог общего пользования с разными типами покрытий (табл. 1).

Транспортная обеспеченность лесничеств Пермского края желает лучшего. В большинстве лесничеств не хватает улучшенных дорог с твёрдым покрытием круглогодового действия и финансовых средств для своевременного проведения ремонтных работ по улучшению транспортно-эксплуатационных показателей лесовозных дорог. Общая протяженность лесовозных дорог составляет: железнодорожных – 1815 км; автомобильных – 44402 км, в том числе с твердым покрытием 6369 км, грунтовых – 37533 км, зимников – 32482 км. Для круглогодового действия в Пермском крае задействовано 11920 км дорог.

Задачи, поставленные перед лесным хозяйством Пермского края в деле повышения продуктивности лесов, улучшения их породного состава и эффективности использования земель лесного фонда требуют увеличения сроков службы дорожных конструкций эксплуатируемых дорожной сети.

I. КЛАССИФИКАЦИЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ

Дорожные покрытия подразделяются:

1)по степени совершенства – на усовершенствованные (капитальные и облегченные), переходные, низшие и зимние;

2)по форме – на сплошные, защищающие все дорожное полотно (или всю проезжую часть), и колейные, обеспечивающие проезд автомобилей только по определенной колее;

3)по условиям работы – на покрытия нежесткого и жесткого типа; к последним относятся покрытия из железобетона, керамзитобетона и аналогичных материалов, к нежестким – все остальные покрытия, кроме деревянных (деревогрунтового, лежневого) и зимних.

Категории дорог принимаются по «Техническим указаниям по проектированию лесозаготовительных предприятий», где они увязаны с классификацией промышленных дорог. По этим «Техническим указаниям» к I категории относятся дороги с грузооборотом более 500 тыс. м3 в год, ко II категории – с грузооборотом 151…500 тыс. м3 в год, к III категории – с грузооборотом до 150 тыс м3 в год.

5

II.РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

СИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АСФАЛЬТОБЕТОНА ТИПА А

ИПЕНОПОЛИСТИРОЛА В ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЕ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

2.1.Конструирование дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием для лесовозной автомобильной дороги

Дорожная одежда лесовозной автомобильной дороги является сложной многослойной инженерной конструкцией, на которую воздействуют нагрузки от лесовозных автопоездов и других транспортных средств. Для лесовозных автомобильных дорог Пермского края за расчетный лесовозный автопоезд принят КАМАЗ 65225 + СЗАП-83551, у которого на заднюю ось тягача приходится наибольшая нагрузка. Величина расчётной нагрузки (Ррасч) определяется по формуле

где kдин – динамический коэффициент; kпер – коэффициент, учитывающий возможную перегрузку расчетного колеса; Pст – статическая нормативная нагрузка на колесо, кН.

По результатам исследований в качестве расчетной нагрузки при проектировании дорожной одежды принята: статическая нагрузка от автопоезда КАМАЗ 65225+СЗАП-83551 (рис. 2.1), на заднюю ось тягача нагрузка составляет 178 кН; нагрузка на покрытие от колеса движущегося автопоезда с учетом коэффициента динамичности, равного kдин = 1,3, но без перегруза составляет 63,7 кН; среднее расчетное удельное давление колеса на покрытие – 0,6 МПа; расчетный диаметр следа колеса движущегося автомобиля принят равным 43 см (расчёт приведён ниже).

Нагрузка на покрытие от колеса движущегося автопоезда с учетом коэффициента динамичности и коэффициента перегрузки на заднюю ось тягача составляет – 89,18 кН.

Расчетный диаметр следа (см) колеса движущегося автомобиля определяется по формуле

Схемы комплектования лесовозных автопоездов приведены на рис. 2.1.

6

Рис. 2.1. Схема действия нагрузок на покрытие дорожной одежды от колеса автопоезда КамАЗ-65225+ СЗАП-83551

Конструкции дорожных одежд для лесовозных автомобильных дорог рассчитаны с использованием программы РАДОН в зависимости от расчетной влажности грунта и типа покрытия.

Пример расчёта № 1. Для расчётов выбрана лесовозная автомобильная дорога в Горнозаводском районе Пермского края, III технической категории. Тип конструкции дорожной одежды принят облегченный с усовершенствованным покрытием. Вид, марку и тип асфальтобетона для покрытия назначают в соответствии с основными положениями СНиП 2.05.02-85х «Автомобильные дороги» и требованием ГОСТ 9128-2009 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон». В соответствии с требованиями ОДН 218.046-01 «Проектирование нежёстких дорожных одежд» модуль упругости асфальтобетона принимаем при + 20 оС равным Е+20 = 1200 МПа.

На дорогах, предназначенных для движения автомобилей грузоподъемностью 8 и более тонн, при устройстве покрытий толщиной более 5 см верхняя часть несущего основания должна быть предусмотрена из асфальтобетона. Для устройства нижней части несущего основания в зависимости от расчетных условий движения могут применяться монолитные (укрепленные грунты и каменные материалы), а также зернистые материалы, отвечающие требованиям действующих нормативов.

Расчет конструкций дорожных одежд производится по четырем критериям прочности: упругому прогибу, сдвигу в слое грунта земляного полотна, песчаном подстилающем слое и прочности монолитного слоя на растяжение при изгибе.

Из условий расположения трассы и расчётной нагрузки назначаем следующую конструкцию дорожной одежды:

7

1)верхний слой покрытия – асфальтобетон типа А марки 1 толщиной 6 см на битуме БНД 90/130;

2)нижний слой асфальтобетонного покрытия толщиной 8 см – горячая крупнозернистая смесь для пористого асфальтобетона марки I на битуме

БНД 90/130;

3)верхний слой основания толщиной 40 см – щебень М 400 фракции

40…70 мм;

4)песчаный подстилающий слой толщиной 50 см – песок мелкий с содержанием пылевато-глинистой фракции не более 5 %, с коэффициентом фильтрации Кф = 3 м/сут и пористостью n = 0,36;

5)грунт земляного полотна – суглинок тяжёлый.

Расчет конструкции дорожной одежды осуществляем с методикой, изложенной в ОДН 218.046-01 (табл. 2.1) с использованием программного продукта РАДОН (рис. 2.2), с назначением расчетных параметров:

–для расчета по допускаемому упругому прогибу при температуре покрытия t = +10 °С, модуль упругости (Е+10 ) равен 2400 МПа;

–для расчета по условию сдвигоустойчивости при температуре покрытия

t = +20° С модуль упругости (Е+20) принят равным 1200 МПа;

– диаметр отпечатка колеса лесовозного автопоезда составляет Д = 43 см (формула 2.2).

Рис. 2.2. Расчёт слоёв дорожной одежды

8

Окончание табл. 2.1