§ XVI.6. Расчет толщины дорожных одежд из условия предупреждения деформаций при промерзании

В северных и центральных районах Советского Союза, для которых характерно избыточное увлажнение и глубокое зимнее промерзание, должна быть обеспечена устойчивость дорожных одежд всех типов про­тив нарушения ровности при неравномерном вспучивании грунтов зем­ляного полотна.

Процессы зимней миграции влаги, рассмотренные в § VII.4, при­водят к накоплению и замерзанию воды в порах грунта, вызывая неравномерные поднятия покрытия и нарушение его ровности, а в бе­тонных покрытиях появление трещин и ступеней. .

При весеннем оттаивании грунта может происходить разрушение ослабленного покрытия при проездах тяжелых автомобилей.

Расчеты дорожных одежд против деформаций вспучивания основаны на теории зимнего влагонакопле- ния в земляном полотне. Опреде­ленная расчетом величина вспучи­вания должна быть меньше вели­чины вспучивания, допускаемой покрытием.

предельно допустимой величины коэф­фициента пучения

ЛЬ

Величину допускаемого нерав­номерного вспучивания нежестких дорожных одежд по предложению проф. А. Я- Тулаева определяют исходя из простейшего допущения, что вспучившийся участок образу­ет цилиндрическую поверхность. При допустимом удлинении мате­риала покрытия е_доп минимальный радиус кривизны вспучивания до­рожной одежды может быть опре­делен из схемы на рис. XVI.II. 332

Из подобия треугольников СДЕ и А ВО

У* ,

от куда, -учитывая, что ~₂ = е_поп, а мало по сравнению с Я

К = (XVI. 14)

"цоп

где И — общая толщине каменных слоев дорожной одежды, см. Неравномерное вспучивание вахватывает только часть общей ши­рины проезжей части —.

По данным наблюдений на пучинных станциях т — 2 при отно­сительно благоприятных гидрогеологических условиях и т— 1,5 на участках дорог, проходящих по косогорам, при высоком уровне грун­товых вод.

/п

Из геометрических соображений

4 Я \ т)

Подставляя в это выражение вначение /? из уравнения (XVI 14), чолучаем предельную допустимую величину неравномерного вспучи­вания покрытия:

Для асфальтобетона е_доп = 0,0010.

Величину расчетной высоты пучения определяют для каждого участка дороги, отличающегося по гидрогеологическим условиям от ;межных. При первом типе увлажнения величину пучения проверяют голько при пылеватых грунтах

Если пучение превышает допустимое, в дорожную одежду должен Зыть введен дополнительный слой из не подверженных пучению (моро- юустойчивых) материалов — песка, гравия, щебня. Этот слой как бы шменяет часть промерзающего грунта, дающую избыточную величи- 1у пучения. При этом следует иметь в виду, что материалы дорож- юй одежды по сравнению с грунтом обладают большей теплопровод- юстью. С учетом этого обстоятельства необходимая суммарная тол- цина дорожной одежды и морозозащитного слоя (в см) составляет:

"мор ■ (XVI. 16)

где К_вуч — коэффициент пучения, %; ^ и — коэффициенты теплопро- .одности материалов дорожной одежды и земляного полотна, ккал/м ■ ч х К град. Они составляют! 1,0 для цементобетона, 1,1—1,2 для асфальтобетона, 1,7—1,2 для гравия и щебня, 1,7—2,1 для песка, 1,8—2,7 для суглинка и 2,0— ||о для глины. Меньшие значения относятся к положительным, большие — I отрицательным температурам. Грунты находятся во влажном состоянии.

333

Грунте	Коэффициент пуче­ния Кп при а— 100	Критическая глубина промерзания Л„_, см кр
Глины, суглинки, супеси	2	80
Суглинки тяжелые пылеватые	3,5	120
Пылеватые легкие суглинки и супеск	3	120- 130
Супеси тяжелые пылеватые	5	120—140
Супеси ле! кие пески пылеватые	1	120-160

^гпром — максимальная глубина промерзания в районе проложения дороги, которая может быть определена по формуле Н. А. Пузаковв (см. § VII 4):

«кпкш-К^-1-с т_ш (XVI. 17)

Г — продолжительность промерзания сут.

В парком приближении можно принимать максимальную глубину промерзания по приведенным в Строительных нормах и правилах нормативным картам глубин промерзания для закладки фундаментов сооружений, увеличивая ее на 0,5 м для учета большей глубины про­мерзания дороги, очищаемой от снега, по сравнению с прилегающей местностью.

Грунт вспучивается по толщине промерзшего слоя неравномерно. Начиная с глубины, на которой давление от собственного веса грунта препятствует образованию ледяных кристаллов (критическая глуби­на), пучение не происходит. Поэтому, если найденная по уравнению (XVI.17) или принятая по картам глубина промерзания превышает критическую глубину, в уравнение (XVI.17) подставляется Н_ко (табл. XVI 4).

Допустимое неравномерное вспучивание не должно превышать 0,2—0,6 расчетною и составляет для 11—III дорожно-климатических зон СССР:

Покрыт И Я /юоп СМ

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