§ Xvа. Характеристики прочности грунтов и материалов конструктивных слоев дорожных

ОДЕЖД

Надежные результаты расчетов толщины дорожных одежд могут быть получены только при использовании достоверных значений параметров, характеризующих материалы конструктивных слоев одежды и подстилающего грунта. При проектировании новых дорог обычно пользуются приводимыми в нормативных документах табли­цами модулей упругости грунтов и материалов. При разработке проек­тов реконструкции дорог, когда возникает вопрос об усилении изно­шенной существующей дорожной одежды, ее модули упругости опре­деляют экспериментально, измеряя прогиб под колесом расчетного автомобиля и вычисляя по нему модули расчетом.

Модули упругости грунтов можно определять опытным путем, вдав­ливая в грунт круглый штамп. Суммирование деформаций грунтового массива от затухающих по глубине напряжений приводит в этом слу­чае к зависимости

Е = (ХУ.1)

где р — давление на подошву штампа, кгс/см²; О — диаметр штампа, см; й — деформация грунта (глубина вдавливания штампа), см; К,„ —коэффициент, зависящий от формы и жесткости вдавливаемой площадки (для круглого штампа

К,о = п.

При определении модуля упругости учитывается только восста­навливающаяся после снятия нагрузки упругая часть деформации, при определении модуля деформации — полная ее величина.

Наряду с описанным весьма трудоемким методом значения моду­лей для уточнения их нормативных значений определяют также так

313называемым методом обратного пересчета, вычисляя их по формулам для расчета дорожных одежд по измеренным прогибам от тяжелого грузового автомобиля (см. § ХХУП.8).

В связи с тем что для грунтов нет прямой пропорциональности между давлением и деформацией, модуль упругости изменяется при различных величинах погружения штампа. Малым деформациям соот­ветствуют несколько большие значения модулей.

Для каждого типа дорожной одежды существует своя критическая величина прогиба. Для жестких одежд она в 3—4 раза меньше, чем для нежестких. Поэтому, строго говоря, условиям работы каждого типа одежд соответствует свое индивидуальное значение модуля упру­гости подстилающего грунта. Наиболее значительно величина модуля упругости грунта изменяется при очень малых деформациях, харак­терных для прогиба монолитных цементобетонных одежд. Это обстоя­тельство учитывают при расчетах бетонных покрытий взлетно-поса­дочных полос на аэродромах. В интервале больших деформаций, соот­ветствующих разрушающим прогибам для дорожных одежд, обладаю­щих малым сопротивлением изгибу (нежесткие одежды), изменения ве­личины модуля упругости сравнительно невелики. Поэтому при расче­тах в запас надежности для всех типов дорожных одежд как жестких,

Мерзлый грднт

Рис. ХУ.6 Изменение модуля деформации грунта в течение года (по на­блюдениям проф. И. И. Черкасова): 1 — талый грунт; 2 — мерзлый грунт; 3 — переувлажненный грунт во время весеннего

оттанвання

Дорож но-кл и ма-	Гнп местности	Расчетные влажности в до- ях от границы для грунтов				текучести
тические зоны	уапажнения	супесей легких непьипватых		СУГЛИНКОВ ИС11Ы- леватых. глни	супес» й пылев а- тых, суглинк ОВ пылеватых
11
	1		0 70	0,75		0 80
	2 3		0,75 0,80	0,80 0,85		0,85 0,90
III	1		0,65	0,70		0,75
	2 3		0,70 0,70	0,75 0,75		0,80 0,80
IV	1 2 3		0,60 0,65 0,65	о о о NN0 О О СЛ		0,70 0 75 0,75
V	1 2 3		0,60 0,60 0,65	0,60 0,65 0,70		0,65 0,70 0,70

П р п м е ч а и и е. Рамкой выделены условия, при которых обычно наблюдается избыточ­ное увлажнение, связанное с разуплотнением грунта при промерзании.

так и нежестких, принимают одинаковые значения модулей упру­гости.

Водно-тепловой ре>йим земляного полотна изменяется в течение года. Соответственно изменяются в течение года и модули упругости и деформации грунта основания (рис. X \Л6). Чем меньше возможность переувлажнения грунта в основании дорожной одежды, тем выше их расчетные значения.

Особенно сильно значения модуля упругости снижаются в период весеннего переувлажнения. К этому периоду относятся расчетные значения модуля, приводимые в инструкциях по расчету нежестких одежд. В сухое время года, а также зимой, когда грунт находится в замерзшем состоянии, модуль грунта много выше табличных значений, что должно учитываться при оценке возможности пропуска по дороге тяжелых нагрузок в соответствующие сезоны года.

В результате изучения водно-теплового режима земляного полот­на автомобильных дорог в разных районах страны были установлены характерные влажности верхних слоев земляного полотна под дорож­ной одеждой (табл. XV.5) при возвышении земляного полотна над ис­точниками увлажнения, соответствующем требованиям табл. VII.З.

В табл. XV.6 приведены расчетные значения параметров проч­ности грунтов, из которых исходят при расчетах толщины дорожных одежд; в табл. XV.7, XV.8 — значения модулей упругости и другие расчетные характеристики для основных материалов конструктивных слоев дорожных одежд.

Грунт	Характеристи­ка грунта	Расчетные характеристики влажности (в долях	грунта при отноои тельной от рраинцы текучести)
		0,6 | 0,65 | 1>.< | 0	,75 | 0,8 | 0,85 | 0.В

Песок крупный

> средней крупности

Песок мелкий

» пылеватый

Супесь легкая крупная

Супесь легкая непылеватая

Супесь пылева тая суглинки и глины

Е, кгс/см²

Д = 2Т~1<- и!-1| 31

е 37

= У (Чн+А'1)е~2»х+/г2х+кг, 83

в.р/=-^- + Тт±'+Л (Ш.ЗО) 86

у — ЛШ- соз а(1У.2) /? 104

7 <1У18> 117

\ гёЧ / о, —ч2 132

<у-9> 143

Сз==—Г = —(»п—Оз). 165

), а_,оС - ]/а_3 205

[-Т-) 257

я=й,о+—т-г + М'»- 0. 277