∑

здесь α — коэффициент, учитывающий различие в ∑реальном и лабораторном режимах растяжений повторной нагрузкой [6, табл. Б.5 прил. Б]; Np — суммарное расчетное число при-

ложений приведенной расчетной нагрузки на полосу движения (3.6); m — показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя, принимаемый по [6, табл. Б.5 прил. Б]; k2 — коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (принимают по табл. 3.6); νR — коэффициент вариации прочности на растяжение при изгибе, νR = 0,1; t — коэффициент нормированного отклонения (табл. 3.7) [6, табл. А.4 прил. А].

Контрольные вопросы

1.Как осуществляют проверку прочности на сопротивление растяжению при изгибе?

2.Как определяют наибольшее растягивающее напряжение при изгибе в монолитном слое?

3.Как рассчитать прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе?

4.Как определяют модуль упругости нижнего слоя модели Eн?

22

Практическая работа 8

ПРОВЕРКА ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ НА МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТЬ. РАСЧЕТ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ НА МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТЬ

Общие сведения

Расчет на морозоустойчивость необходимо выполнять для характерных участков или групп характерных участков дороги, сходных по грунтово-гидрологическим условиям, имеющих одну и ту же конструкцию дорожной одежды и схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна.

Конструкцию считают морозоустойчивой, если соблюдено условие

где lпуч — расчетное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна; lдоп — допускаемое для данной конструкции дорожной одежды пучение грунта (табл. 3.8).

Требуемую по критерию морозоустойчивости толщину дорожных одежд вычисляют по номограммам [6, рис. 11], предварительно определив ординату lпуч.ср — величину морозного пучения при осредненных условиях — по формуле

где KУГВ — коэффициент, учитывающий влияние расчетной величины глубины залегания уровня грунтовых вод или длительно стоящих поверхностных вод Hy [6, рис. 12]; Kпл — коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта рабочего слоя (табл. 3.9); Kгр — коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава грунта основания насыпи или выемки (табл. 3.10); Kнагр — коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от глубины промерзания [6, рис. 13]; Kвл — коэффициент, зависящий от относительной влажности грунта

(табл. 3.11).

23

Таблица 3.10

Коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава грунта основания насыпи или выемки

где zпр.ср — средняя глубина промерзания для данного района, устанавливаемая по карте изолиний (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Карта изолиний глубины промерзания грунтов zпр.ср

24

Практическая работа 9

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ПО ОСУШЕНИЮ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА. РАСЧЕТ ДРЕНИРУЮЩЕГО СЛОЯ

Общие сведения

При определении расчетной влажности грунта земляного полотна необходимо учитывать схемы увлажнения: 1 — сухие места (источники увлажнения — атмосферные осадки); 2 — сырые места с избыточным увлажнением в отдельные периоды года (источники увлажнения— кратковременно стоящие (до 30 сут)поверхностные воды, атмосферные осадки); 3 — мокрые места с постоянным избыточным увлажнением (источники увлажнения — грунтовые или длительно стоящие (более 30 сут) поверхностные воды, атмосферные осадки).

Дренажная конструкция (дренирующий слой и водоотводящие устройства) необходима при традиционных конструкциях дорожных одежд со слоями из зернистых материалов на участках

сземляным полотном из слабофильтрующих грунтов (пылеватых песков, непылеватых песков

скоэффициентом фильтрации менее 0,5 м/сут, глинистых грунтов) во II и III ДКЗ при всех схемах увлажнения рабочего слоя земляного полотна,а в IV и V ДКЗ— только при 3-й схеме.

Проектирование мероприятий по дренированию дорожной одежды осуществляют в следующей последовательности:

а) дорогу разделяют на типичные участки по виду продольного профиля и природным условиям (характеррельефа местности; наличие водотоков, пересекающих дорогу, и др.) с учетом особенностей конструкции земляного полотна (насыпь высотой, отвечающейСП 34.13330.2021, выемка, насыпь ниже требуемой поСП 34.13330.2021, переходный участок от насыпи к выемке), дорожной одежды (наличие монолитных слоев основания, а также морозозащитных или теплоизоляционных слоев из укрепленных материалов), обеспеченности материалами для дренирующего слоя, а также дренажными трубами и геотекстилем; осуществления мер по ограничению притока воды в дорожную конструкцию;

б) для типичных участков определяют количество воды, поступающей в основание за сутки и за расчетный период с учетом предусмотренных мер по ограничениюпритока воды в дорожную конструкцию;

в) намечают варианты дренажных конструкций; г) обосновывают расчетом толщину дренирующего слоя, необходимую в данных условиях,

или определяют, каким значением коэффициента фильтрации должен обладать дренирующий материал в заданной дренажной конструкции.

При проектировании дренирующего слоя необходимо помимо осушения учитывать необходимость обеспечения сдвигоустойчивости самого зернистого материала и прочности всей дорожной конструкции. Дренажную конструкцию нужно проектировать с учетом объема притока воды, поступающей в основание дорожной одежды в расчетный период, фильтрационной способности материала дренирующего слоя и конструкции земляного полотна. Выбор каждого конкретного мероприятия по регулированию притока должен сопровождаться техникоэкономическим сравнением вариантов.

Целью расчета дренажной конструкции является определение требуемой толщины дренирующего слоя из дискретных материалов. При проектировании дренирования дорожных одежд в районах сезонного промерзания грунтов учитывают два расчетных этапа работы дренажных конструкций: первый относится к периоду, когда основание дорожной одежды под серединой проезжей части уже оттаяло, а дренирующий слой у ее краев находится еще в мерзлом состоянии, и водоотводящие устройства не работают; второй этап относится ко времени, когда дренирующий слой полностью оттаял и водоотводящие устройства начали нормально работать.

26

В зависимости от конкретных условий дренажная конструкция может быть рассчитана на один из трех вариантов: работа на осушение; работа на поглощение; работа на осушение с периодом запаздывания отвода воды.

Для дренирующего слоя, работающего по принципу осушения и выполненного из песчаных грунтов или высокопроницаемой скелетной смеси из щебня или гравия открытого типа, следует применять материалы с коэффициентом фильтрации не менее 1–2 м/сут.

При устройстве дренирующих слоев, работающих по принципу поглощения, требуется устраивать более мощные слои из песчаного грунта и принимать в расчет на прочность дорожной одежды значения прочностных характеристик песчаного грунта с учетом более продолжительного периода его нахождения в неблагоприятном расчетном состоянии.

Для дренирующего слоя, работающего по принципу осушения, расчетный приток воды в дренирующий слой, слой на 1 м2 qp м3/м2, определяют по формуле

qp = q ∙ kпик kг kвог kр , (3.22) 1000

где q — средний приток воды, л на 1 м2 проезжей части в сутки (табл. 3.12); kпик — коэффициент, учитывающий неустановившийся режим поступления воды из-за неравномерного оттаивания воды и выпадения атмосферных осадков (табл. 3.12); kг — коэффициент гидрологического запаса, учитывающий снижение фильтрационной способности дренирующего слоя в процессе эксплуатации (табл. 3.13); kвог — коэффициент, учитывающий накопление воды в местах изменения продольного уклона, определяемый при одинаковом направлении участков профиля у перелома по номограмме ОДН [1]; р — коэффициент, учитывающий снижение притока

воды при принятии специальных мер по регулированию воднотеплового режима(табл. 3.14).

Примечание. В числителе дан общий объем воды Q, л/м2, поступающий в основание за весь расчетный период, в знаменателе — за сутки q.

27