1 ― Покрытие; 2 ― выравнивающий слой; 3 ― основание; 4 ― дополнительный слой основания

Рисунок 1.1. Вариант конструкций дорожных одежд с покрытием из плит тротуарных:

а — на основании из щебеночно-гравийно-песчаных смесей оптимального

состава (ГОСТ 25607);

б — на основании из щебеночно-гравийно-песчаных смесей и песчаных

грунтов, укрепленных цементом ;

в — на основании из фракционированного щебня (ГОСТ 8267), обработанного

не на полную глубину в соответствии со СНиП 3.06.03 пескоцементной

смесью ;

г — на основании из бетона класса В15 (ГОСТ 26633);

д — на песчаном основании (ГОСТ 8736);

е — на основании из щебеночно-песчаных шлаковых смесей (ГОСТ 3344)

7. Расчет дорожной одежды и земляного полотна.

7.1. Основные положения.

7.1.1.Расчет дорожной одежды необходимо выполнять с учетом надежности, т. е. вероятности безотказной работы конструкции в течение всего периода между капитальными ремонтами.

Количественным показателем безотказной работы служит уровень надежности, представляющий собой отношение протяженности прочных, не требующих капитального ремонта, участков дорожной одежды к общей протяженности дорожной одежды.

7.1.2.При выполнении расчета дорожной одежды уровень надежности К_н и соответствующий ему коэффициент прочности К_пр следует принимать по таблице 7 в зависимости от транспортной нагрузки и материала основания.

Таблица 7

Характеристика транспортной нагрузки	Материал основания	Уровень надежности Кн	Коэффициент прочности Кпр
Одиночные авто­мобили группы А	Смеси щебеночно-гравийно-песчаные (ГОСТ 25607) Смеси щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные, щебеночно-гравийно-песчаные и пески, укрепленные неорганическими вяжущими Щебень фракционированный (ГОСТ 8267), обработанный не на полную глубину в соответствии со СНиП 3.06.03 пескоцементной смесью Бетон класса В15 (ГОСТ 26633)	0,95	0,95
Одиночные авто­мобили группы Б	Смеси щебеночно-гравийно-песчаные (ГОСТ 25607) Смеси щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные, щебеночно-гравийно-песчаные и пески, укреплен­ные неорганическими вяжущими Смеси щебеночно-песчаные шлаковые (ГОСТ 3344)	0,90	0,85
	Песок (ГОСТ 8736)	0,85	0,80
Отсутствие транс­портной нагрузки	Песок (ГОСТ 8736)	0,60	0,60

7.1.3.Расчет дорожной одежды с покрытием из плит тротуарных (далее — плит) на прочность производят из условия восприятия нагрузок от проезда уборочной и поливочной техники. В качестве расчетных нагрузок приняты нормированные СНиП 2.05.02 нагрузки, приведенные в таблице 8

Таблица 8

Транспортное средство	Номинальная статическая нагрузка на ось Р, кН	Нормированная нагрузка на колесо автомобиля Qн , кН	Среднее расчетное удельное давление колеса на покрытие р, МПа	Расчетный диаметр следа колеса автомобиля D, м
Автомобиль группы А	100	50	0,6	0,33
Автомобиль группы Б	60	30	0,5	0,28

7.2 Критерии расчета.

7.2.1.Дорожную одежду следует рассчитывать на прочность (сопротивление растяжению при изгибе бетонных плит, сопротивление сдвигу слоев основания и всей конструкции в целом) под действием расчетной эксплуатационной нагрузки и на осушение.

7.2.2.Конструкция дорожной одежды считается прочной, если коэффициент прочности на растяжение при изгибе и сопротивление сдвигу слоев основания и всей конструкции в целом больше или равен К_пр, найденному с учетом требуемого уровня надежности проектируемой дорожной одежды (см. таблицу 8), а толщина материала дренирующего слоя (с соответствующим коэффициентом фильтрации) обеспечивает своевременный отвод избыточной воды. При земляном полотне, сложенном из супесей и суглинков тяжелых пылеватых, необходимо обеспечить нормативную толщину дорожной одежды из стабильных материалов, не подверженных пучению. Конструкции дорожной одежды следует выбирать на основании экономических сопоставлений нескольких вариантов, удовлетворяющих критериальным условиям.

7.3 Расчет прочности покрытия.

7.3.1.Прочность плит покрытия определяют исходя из категории плит по жесткости, характеризуемой показателем жесткости S:

• при S ≤ 0,5 плиты относят к категории абсолютно жестких и на прочность их не рассчитывают;

• при 0,5 < S ≤ 10 плиты относят к категории плит конечной жесткости и их рассчитывают на прочность.

Показатель жесткости S плиты определяют по формуле

(7.1)

где r — радиус круглой плиты, радиус равновеликой по площади многоугольной плиты, половина стороны квадратной или полудлина прямоугольной, м;

h — толщина плиты, м;

Е — расчетный модуль упругости бетона, МПа, принимаемый по таблице Б.2;

Е₀ — эквивалентный модуль упругости основания, МПа, определяемый по формуле

(7.2)

здесь Е_н — модуль упругости нижележащего полупространства, МПа (таблица 10);

Е_ср — средний модуль упругости слоев основания, МПа, определяемый по формуле

, (7.3)

Е_i — модуль упругости i-го слоя основания, МПа, толщиной h_i, м (таблицы 8;9);

n — число слоев основания.

Плиты, у которых отношение r/h ≤ 2,5, относят к категории абсолютно жестких и покрытие из них на прочность не рассчитывают. Толщину плит, на которые отсутствуют транспортные нагрузки, не рассчитывают и определяют по 4.3.3.

7.3.2 .Условие прочности плит покрытия конечной жесткости проверяют по неравенству

(7.4)

где К_пр — коэффициент прочности, принимаемый в зависимости от транспортной нагрузки по таблице 8;

— расчетная прочность бетона плит на растяжение при изгибе, МПа, определяемая по формуле

(7.5)

здесь В_tb — класс бетона по прочности на растяжение при изгибе, МПа, по ГОСТ 26633;

К_нп — коэффициент увеличения прочности бетона со временем, К_нп = 1,2;

s_pt — расчетное напряжение растяжения при изгибе, возникающее в плите покрытия от действия нагрузки и изменений температуры по толщине плиты, МПа, определяемое по формуле

(7.6)

Q_н — нагрузка на колесо, кН (см. таблицу 8);

К_усл — коэффициент, учитывающий условия работы, К_усл = 0,80;

М_А — безразмерный единичный момент, определяемый по таблице 9 в зависимости от показателя жесткости плиты;

h — толщина плиты, м;

к — коэффициент, учитывающий конфигурацию плит, определяемый по формулам:

— для плит с числом сторон более четырех, (7.7)

— для прямоугольных плит, (7.8)

к = 1 — для круглых и квадратных плит,

n_с — число сторон правильного многоугольника;

с — отношение сторон (большей к меньшей) прямоугольника.

Таблица 9

S	До 0,5 включ.	0,75	1	1,5	1,75	2	2,5	3	3,5
МА	0,0521	0,0544	0,0567	0,0611	0,0632	0,0653	0,0693	0,0731	0,0767

Окончание таблицы 9

S	4	4,5	5	6	7	8	9	10
МА	0,0801	0,0833	0,0863	0,0917	0,0963	0,1001	0,1031	0,1053
Примечание —Значение МА следует принимать со знаком минус.

7.3.3.Минимально допустимая толщина плит независимо от результатов расчета не должна быть меньше указанной в таблице 10.

Таблица 10

Характеристика транспортной нагрузки	Материал основания	Минимально допустимая толщина тротуарных плит при величине их наибольшего габаритного размера в плане, мм
		500	Св.400до 450 включ.	Св. 300 до 400 включ.	Св. 200 до 300 включ.	До 200 включ.
Одиночные автомобили группы А	Смеси щебеночно-гравийно-песчаные (ГОСТ 25607) Смеси щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные, щебеночно-гравийно-песчаные и пески, укрепленные неорганическими вяжущими Щебень фракционированный (ГОСТ 8267), обработанный не на полную глубину в соответствии со СНиП 3.06.03 пескоцементной смесью Бетон класса В15 (ГОСТ 26633)	120	100	90	80	70
Одиночные автомобили группы Б	Смеси щебеночно-гравийно-песчаные (ГОСТ 25607) Смеси щебеночно-песчаные шлаковые (ГОСТ 3344) Смеси щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные, щебеночно-гравийно-песчаные и пески, укрепленные неорганическими вяжущими	80	80	80	80	70
	Песок (ГОСТ 8736)	80	80	80	70	70
Отсутствие транспортной нагрузки	Песок (ГОСТ 8736)	70	70	60	60	60

7.3.4.Расчетные характеристики материалов дорожных одежд и грунтов земляного полотна приведены в приложении 4.

7.4. Расчет основания и земляного полотна на прочность (на сдвиг).

7.4.1.Условие прочности основания и земляного полотна должно удовлетворять следующему требованию

К_прТ ≤ Т_доп, (7.9)

где Т, Т_доп — активные и допустимые напряжения сдвига в грунте;

К_пр — коэффициент прочности (см. таблицу 7).

7.4.2.Расчеты ведут в следующей последовательности:

Определяют средний модуль упругости Е_ср слоев дорожной одежды, расположенных над проверяемым на прочность слоем основания или земляного полотна, по формуле (7.3.).

Расчетный модуль упругости Е_расч сборного покрытия из плит (с учетом швов) назначают по таблице 11.

Таблица 11

Класс бетона по прочности на растяжение при изгибе	Вtb 4,4	Вtb 4,0	Вtb 3,6	Вtb 3,2	Вtb 2,8
Ерасч, МПа	1770	1600	1600	1520	1420

Вычисляют отношения и по номограмме на рисунке 2.1 определяют активное напряжение сдвига от временной нагрузки.

По номограмме на рисунке 2.2 находят активное напряжение сдвига t_в от собственного веса дорожной одежды.

Определяют допустимые напряжения сдвига Т_доп в грунте земляного полотна или в слоях из слабосвязных материалов по формуле

Т_доп = СК, (7.10)

где С — удельное сцепление в грунте или слабосвязном материале, МПа, принимаемое по таблице 12 и приложению 4;

К — поправочный коэффициент, принимаемый по таблице 12

Таблица 12

Наименование слабосвязных материалов и грунтов	С, МПа	К
Щебеночно-песчано-гравийные смеси, шлаки металлургические	0,03	9,75
Пески крупные	По приложению Б	7,75
Пески средней крупности	То же	6,64
Пески мелкие	“	5,54
Пески пылеватые, супеси крупные	“	3,32
Глины, суглинки, супеси (кроме крупной)	“	1,66

Определяют действующее в грунте или слабосвязном материале активное напряжение сдвига Т по формуле

Т = р + t_в, (7.11)

где р — среднее расчетное удельное давление колеса на покрытие, МПа.

Вычисляют отношение Т_доп/Т.

Если Т_доп/Т ³ К_пр, то требование по сдвигу обеспечено. В противном случае необходимо изменить конструкцию дорожной одежды (увеличить толщину вышележащих слоев или их прочность).

7.4.3.Примеры расчета дорожных одежд с покрытием из плит приведены в приложении В.

Рисунок 2.1 — Номограмма для определения активного напряжения сдвига

от временной нагрузки в нижнем слое двухслойной системы.

Рисунок 2.2 — Номограмма для определения активного напряжения сдвига t_в

от собственного веса дорожной одежды.

8. УСТРОЙСТВО ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД.

8.1.Технические требования к производству работ.

8.1.1.При производстве работ по устройству дорожных одежд с покрытием из плит тротуарных следует соблюдать требования действующей нормативной документации по технике безопасности, пожарной безопасности, производственной санитарии, охране труда и защите окружающей среды.

8.1.2.Строительно-монтажные работы следует выполнять на основании проекта организации строительства (ПОС), входящего в состав проектной документации, а также в соответствии с проектом производства работ (ППР) и технологическими картами на соответствующие виды работ.

8.1.3.Внесение изменений в проектную документацию, вызванное уточнениями и дополнениями технических решений, принятыми в процессе строительства, должно производиться проектной организацией в установленном порядке.

8.1.4.Покрытия из плит тротуарных должны быть ровными, нескользкими, обладать прочностью и устойчивостью.

8.1.5.Производство работ по устройству дорожных одежд с покрытием из плит должно соответствовать требованиям проектной документации.

8.1.6.При сооружении земляного полотна отклонения от значений, указанных в проектной документации, не должны превышать, мм:

±50 — высотные отметки при снятии растительного грунта;

±30 — высотные отметки продольного и поперечного профиля;

±50 — расстояния между осью и бровкой пешеходной зоны. 5 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений до ±80 мм.

Степень уплотнения грунта должна соответствовать принятой в проектной документации. В 5 % результатов определений снижение значений степени уплотнения не должно превышать 2 %.

8.1.7.При устройстве слоев дорожной одежды отклонения от значений, указанных в проектной документации, не должны превышать:

±10 мм — высотные отметки продольного и поперечного профиля. 5 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений до ±20 мм;

±100 мм — ширина слоя основания, кроме цементобетонного;

±50 мм — ширина слоя основания из цементобетона;

±15 мм — толщина любого слоя основания. 5 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах от минус 22 до 30 мм;

±5 ‰ (0,005) — величины поперечных уклонов. 5 % результатов определений могут иметь отклонения от проектных значений в пределах от минус 7 ‰ (0,007) до 10 ‰ (0,010);

15 мм — величина просветов между поверхностью уплотненного основания и контрольной рейкой.

Плотность слоя основания (кроме бетонного) должна соответствовать установленной в проектной документации. В 5 % результатов определений снижение проектных значений не должно превышать 2 %.

8.1.8.При установке камней отклонения от значений, указанных в проектной документации, не должны превышать, мм:

+6, минус 3 — размеров бетонной обоймы, закрепляющей положение бортового камня;

20 — оси симметрии от прямолинейности на выверяемом участке 60 м;

±5 — высотные отметки.

Уступы в стыках смежных элементов не допускаются;

8.1.9.Основные параметры и размеры при устройстве элементов сборного покрытия из плит должны быть, мм, не более:

40 — толщина выравнивающего слоя под сборные элементы покрытия; просветы между поверхностью выравнивающего слоя и контрольной рейкой не допускаются;

1,5 — перепад высот между смежными элементами покрытия;

3 — размер шва между смежными сборными элементами для плит длиной до 300 мм;

10 — размер шва для плит длиной св. 300 до 500 мм и плит тротуарных обрамления люков колодцев инженерных коммуникаций;

10 — размер шва в примыкании плит тротуара к бортовому камню или цоколю здания, сооружения;

3 — величина просветов между поверхностью сборного покрытия и контрольной рейкой длиной 3 м.

Искривление линий швов между плитами тротуарными допускается в пределах 5 мм на 1 м длины, но не более 15 мм на длину шва 10 м.

8.1.10.Порядок проведения контроля качества и приемки работ должен соответствовать требованиям действующих ТНПА.