|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИСтр 1 из 16Следующая ⇒
ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ
Споруди транспорту
ДорожнІЙ одяг нежорсткого типу ВБН В.2.3-218-186-2004
Видання офіційне
Київ Державна служба автомобільних доріг україни “укравтодор” 2004
ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ
Споруди транспорту
ДорожнІЙ одяг нежорсткого типу ВБН В.2. 3-218-186-2004
Видання офіційне
Київ Укравтодор 2004 ПЕРЕДМОВА
Право власності на цей документ належить Державній службі автомобільних доріг України “Укравтодор”. Відтворювати, тиражувати і розповсюджувати його повністю чи частково На будь-яких носіях інформації без офіційного дозволу заборонено.
ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ
Ці Норми встановлюють вимоги і рекомендації до конструювання, роз-рахунку та оцінки технічного стану дорожнього одягу нежорсткого типу та ви-користовуються при проектуванні нових та реконструкції існуючих автомобіль-них доріг загального користування, при розробленні нормативних документів, технічної документації і відповідного програмного забезпечення. Вимоги цих Норм є обов’язковими для виконання суб’єктами господар-ської діяльності, що входять до сфери управління Державної служби автомо-більних доріг України “Укравтодор”. Перелік нормативних документів, на які є посилання у цих Нормах, на-ведені у додатку А. Терміни, що використані у даних Нормах, та визначення їх понять на-ведені у додатку Б.
Загальні положення
1.1 В залежності від строку служби та рівня надійності дорожній одяг нежорсткого типу поділяють на три типи: капітальний, полегшений та перехід-ний. При виборі типу дорожнього одягу виходять із інтенсивності руху, складу транспортного потоку, вимог безпеки, комфортності руху, природних умов та техніко-економічних розрахунків. 1.2 Типи дорожніх одягів нежорсткого типу, основні матеріали покриттів і область їх використання наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1
Кінець таблиці 1.1
1.3 Дорожній одяг нежорсткого типу проектують з урахуванням надій-ності – ймовірності безвідмовної роботи конструкції протягом наміченого стро-ку експлуатації до капітального ремонту. Кількісним показником надійності є рівень надійності, що являє собою частку довжини (чи площі на смугах накату) ділянок без пошкоджень і деформацій, пов’язаних з втратою міцності конструк-цій в загальній довжині ділянки дороги, яка розглядається. 1.4 Конструкція дорожнього одягу нежорсткого типу, його загальна тов-щина, товщини окремих шарів і матеріал покриття повинні забезпечувати шорсткість і стабільну в часі рівність поверхні, а також міцність і морозостій-кість всієї конструкції, – які відповідають внормованим показникам. 1.5 При конструюванні дорожнього одягу нежорсткого типу належить визначати оптимальні дорожньо-будівельні матеріали і призначати раціональне розміщення шарів у комплексі із земляним полотном. 1.6 Товщину шару дорожнього одягу нежорсткого типу призначають з урахуванням процесу формування стійкої структури шару і його сполучення з існуючою конструкцією. Найменші товщини шарів потрібно призначати не меншими за величину, наведену у 3.2.4. 1.7 Покриття дорожнього одягу нежорсткого типу забезпечує необхідну рівність та шорсткість згідно з внормованими показниками, залежно від типу конструкції одягу. Покриття повинне протистояти накопиченню залишкових деформацій зсуву влітку й зберігати суцільність при прогині навесні та восени, а також при розтягу від охолодження в осінньо-зимовий період. Для тривалого збереження шорсткості матеріал покриття повинен бути стійким до стирання. 1.8 Основа дорожнього одягу нежорсткого типу забезпечує зменшення прогину покриття від навантаження транспортних засобів, а також розподіляє напруження на ґрунт земляного полотна до припустимих значень. Основа повинна мати міцність, необхідну для виконання цих функцій протягом усього терміну служби. 1.9 Дорожній одяг нежорсткого типу повинен забезпечувати внормовану морозостійкість, залежно від типу конструкції одягу, та мати необхідні дрену-вальні властивості. У місцях зі складними ґрунтово-гідрологічними умовами повинні бути передбачені спеціальні заходи згідно з ДБН В.2.3-4. 1.10 Дорожній одяг нежорсткого типу у зоні перехрещень доріг, на узбіч-чях, на підходах до перехрещень із залізницями, на автостоянках, на зупинках громадського транспорту і на підходах до них необхідно розрахо-вувати як на повторну дію короткочасного навантаження, так і на дію статич-ного навантаження тривалістю 600 секунд. Асфальтобетонні покриття Дорожніх одягів нежорсткого типу на дорогах Іа, Іб та ІІ категорій згідно з ДБН В.2.3-4 додатково розраховують на темпера-турну тріщиностійкість та зсувостійкість. 1.11 Дорожній одяг нежорсткого типу укріплених смуг (крайових смуг узбіччя) рекомендується влаштовувати ідентичним дорожньому одягу основної проїжджої частини. Решту конструкції узбіччя призначають залежно від ґрунту земляного полотна, річної кількості опадів, інтенсивності й характеру руху. 1.12 Розділювальну смугу сполучають з проїжджою частиною влаштуван-ням укріплених смуг на розділювальній смузі. Дорожній одяг укріплених смуг (крайових смуг розділювальної смуги) рекомендується влаштовувати ідентич-ним дорожньому одягу основної проїжджої частини. Іншу частину розділю-вальної смуги доцільно укріплювати засівом трав, посадкою чагарнику зав-вишки понад 1 м (суцільною або у вигляді поперечних смуг-куліс), із розташу-ванням на відстані понад 1, 75 м від крайки проїжджої частини. 1.13 На посадкових майданчиках зупинок транспорту загального користу-вання, майданчиках відпочинку, велосипедних і пішохідних доріжках доцільно влаштовувати покриття з дрібношорсткою поверхнею (піщаних асфальтобетон-них сумішей з використанням подрібненого піску або відсіву).
Таблиця 2.1
Кінець таблиці 2.1
При інших добових коливаннях температури товщина шару асфальто-бетону визначається за формулою:
цементобетону – за формулою:
Значення очікуваного добового перепаду Аn приведені в обов'язковому додатку В. Допускається застосовувати в основі бетон, що укочується (бетон низь-кої міцності, перпакт-бетон), із забезпеченням максимального терміну служби основи як покриття. У шарі цементобетону поперечні шви влаштовують як контрольні, без армування, через 15 м. Перед мостами та на перехрестях доріг влаштовують не менше, ніж три шви розширення через 10 – 20 м, так само, як і при спорудженні монолітних цементобетонних покриттів. Для підвищення тріщиностійкості асфальтобетонного покриття в основі рекомендується армувати асфальтобетон над поперечними швами сітками, роз-ташовуючи їх симетрично уздовж шва; ширина сіток 80 – 160 см. Поздовжні шви в основі влаштовують при ширині покриття більше 9 м і на ділянках з очікуваними нерівномірними оcіданнями земляного полотна. Поз-довжні шви армуються металевими стрижнями. Крім асфальтобетону, як верхній шар можуть застосовуватися збірні пли-ти завтовшки 6 – 8 см, поверхнева обробка, чорний щебінь, шлам. Для підви-щення зчеплення верхнього шару з цементобетоном поверхня останнього пови-нна бути підвищеної шорсткості й оброблена ґрунтовкою. 2.1.9 Нижні шари та додаткові шари основи разом із верхніми шарами і покриттям повинні забезпечувати внормовану міцність конструкції, морозо-стійкість, а також дренуючу здатність. Нижні шари основи, особливо з зернис-тих матеріалів, повинні мати здатність опору зсувним напруженням. Раціональна товщина нижніх та додаткових шарів основи з неукріплених кам'яних матеріалів – не більше 20 см. У багатьох випадках доцільно передба-чати їхнє зміцнення в'яжучими матеріалами. Розташування неукріплених зернистих матеріалів між шарами із матеріа-лів чи ґрунтів, оброблених в’яжучим не допускається. У випадку розташування зернистих матеріалів між шарами зі зв'язних матеріалів, шар із зернистого матеріалу влаштовують на всю ширину земляного полотна. 2.1.10 Для істотного зменшення припливу поверхневих вод у основу до-рожнього одягу і зниження розрахункової вологості ґрунту земляного полотна необхідно передбачати такі заходи, як зміцнення узбіч, забезпечення їх належ-ного поперечного похилу і водонепроникності, влаштування бордюрів і лотків, а також забезпечення безпечної відстані від брівки земляного полотна до рівня тривалих поверхневих вод, підвищене ущільнення (до К = 1, 03…1, 05) верхньої частини робочого шару в дорожньо-кліматичних зонах У-II, У-ІІІ. 2.1.11 У районах і на ділянках з несприятливими погодно-кліматичними і ґрунтово-гідрологічними умовами для обмеження міграції вологи з нижніх шарів земляного полотна у верхні слід передбачати заходи щодо штучного регулювання водно-теплового режиму, збільшення відстані від поверхні покри-ття до рівня ґрунтових вод (зведення більш високого насипу, зниження РґВ), застосування для спорудження насипу нездимальних чи малоздимальних ґрун-тів, уведення в конструкцію морозозахисних шарів зі стабільних матеріалів (не змінюють свого об’єму при промерзанні у зволоженому стані), капіляро-перериваючих і водонепроникних прошарків. З метою істотної економії привіз-них і дефіцитних дорожньо-будівельних матеріалів слід вводити теплоізоля-ційні шари в конструкції на здимальнонебезпечних ділянках. 2.1.12 З метою забезпечення сприятливих умов роботи прикрайкових смуг дорожнього одягу основу варто влаштовувати на 0, 6 м ширше за проїжджу частину й зміцнювальну смугу, а додатковий нижній шар з піску чи іншого зер-нистого матеріалу укладати на 1 м ширше за основу або на всю ширину земля-ного полотна. На автомобільних дорогах I – II категорій, а також на міських вулицях крайку дорожнього одягу доцільно зміцнювати шляхом установлення бортових каменів чи плит, влаштування монолітного бортика. Зміцнення узбіч доріг слід передбачати відповідно до вимог ДБН В.2.3-4 і рекомендацій спеціальних документів. 2.1.13 Необхідно передбачати в конструкції дорожнього одягу нежорстко-го типу можливо меншу кількість шарів (2 – 4 без урахування додаткових ша-рів) з різних матеріалів, використовуючи як основу пористий асфальтобетон, маломіцний цементобетон, ґрунти й матеріали укріплені в’яжучими. В окремих ви-падках, коли технічно й економічно доцільно, можна призначати і більше шарів дорожнього одягу. 4.1.14 Товщину окремого шару попередньо призначають у діапазоні від мінімальної конструктивної товщини, регламентованої діючими нормами (ДБН В.2.3-4, ДСТУ Б В.2.7-119), до практично прийнятих значень (наприклад, у типових проектах) для даного регіону. Загальну товщину дорожнього одягу й товщини окремих конструктивних шарів остаточно визначають з розрахунку на міцність, морозостійкість і осу-шення. Якщо загальна товщина дорожнього одягу, отримана з розрахунку на міц-ність, менша за товщину, встановлену за морозостійкістю, то слід передбачити додаткові морозозахисні чи теплоізоляційні шари. У цьому випадку конструк-цію основи дорожнього одягу потрібно призначати одночасно з проектуванням морозозахисних чи теплоізоляційних і дренажних шарів. 2.1.15 Товщину покриття удосконаленого типу слід призначати такою, щоб розтягуючі напруження, що діють в його найбільш напруженій зоні, не перевищували допустимих. Максимальні напруження при згині виникають, якщо модулі пружності суміжних шарів відрізняються в 10 і більше разів. Тому модулі пружності су-міжних шарів повинні відрізнятися не більше, ніж у 3 – 5 разів. У процесі будівництва повинно бути забезпечене надійне спаювання ша-рів із монолітних матеріалів. Товщину покриття перехідного типу треба визначати з таким розрахун-ком, щоб пружний прогин поверхні одягу не перевищував допустимого. Товщини проміжних шарів одягу з удосконаленим покриттям слід при-значати такими, щоб під дією розрахункових навантажень у монолітних шарах основи з матеріалів, укріплених неорганічними в’яжучими, полімерними чи в’язкими органічними в’яжучими, а також комбінованими в’яжучими, розтягу-юче напруження при згині не перевищувало допустимого, а в зернистих і малозв’язних матеріалах (гравій, пісок, суміші на основі рідких органічних в'яжучих і т. ін.) не виникали б неприпустимі деформації зсуву.
Земляного полотна
2.5.1 Для забезпечення стабільності роботи всієї конструкції дорожнього одягу в часі, з урахуванням сезонного коливання погодно-кліматичних факторів, необхідно особливу увагу звертати на стабільність фізико-механічних властивостей ґрунту активної зони земляного полотна. Основні конструктивні заходи при цьому повинні бути спрямовані на збільшення міцності ґрунту робочого шару в розрахунковий період і підвищення стабільності його властивостей у річному циклі. При конструюванні дорожнього одягу необхідно не допускати перезволоження робочого шару земляного полотна. Типовими конструктивними рішеннями збереження стабільних властивостей робочого шару земляного полотна є: - влаштування верхньої частини земляного полотна з нездимальних, малоздимальних і малонабрякаючих ґрунтів; - влаштування в основі дорожнього одягу нежорсткого типу шарів з ущільненого ґрунту із забезпеченням необхідних коефіцієнтів ущільнення згідно з ДБН В.2.3-4; - захист ґрунту від зволоження поверхневими та ґрунтовими водами з влаштуванням парогідроізолюючих прошарків; - зміцнення робочого шару земляного полотна невеликою кількістю в'яжучого. 2.5.2 При економічній доцільності зведення земляного полотна із здимальних ґрунтів слід призначати конструктивні рішення, що дозволяють істотно зменшувати приплив поверхневих вод у робочий шар земляного полотна та основу дорожнього одягу (забезпечення необхідного поперечного похилу узбіч, зміцнення узбіч, влаштування лотків уздовж проїжджої частини, влаштування асфальтобетонного покриття з гідроізолюючими прошарками, дренажних конструкцій, що забезпечують ефективний водовідвід із ґрунтової основи). При цьому в конструкції дорожнього одягу слід передбачати морозозахисні шари. 2.5.3 З метою збереження високої щільності ґрунтів робочого шару земляного полотна слід призначати підвищені значення коефіцієнтів ущіль-нення в усіх ґрунтових шарах (див. таблицю 2.3).
Таблиця 2.3 – Значення коефіцієнтів ущільнення ґрунтів робочого шару земляного полотна
Шар ґрунту підвищеної щільності (з коефіцієнтом ущільнення більше одиниці) слід розглядати як самостійний конструктивний шар дорожнього одягу. Підвищені розрахункові значення модуля пружності, кута внутрішнього тертя й питомого зчеплення таких ґрунтових шарів слід призначати відповідно до вказівок щодо визначення розрахункових характеристик ґрунту (додаток Д) на основі спеціальних випробувань. 2.5.4 Для захисту робочого шару ґрунту земляного полотна від зволоження поверхневими і ґрунтовими водами слід конструювати парогідроізоляційні прошарки. 2.5.5 Стабілізація й зміцнення верхніх шарів робочого шару земляного полотна невеликою кількістю в'яжучого (4 – 5 % цементу, 10 – 15 % зол виносу, гранульованих і молотих шлаків, фосфогіпсу, вапна, цементного пилу, побічних продуктів органічного походження, гідрофобізуючих матеріалів і т.п.) ефективні при розрахунковому модулі пружності ґрунту активної зони земляного полотна менше за 40 МПа при розрахунковій відносній вологості більше за 0, 7. Стабілізовані й укріплені верхні шари земляного полотна слід розглядати як самостійні конструктивні шари дорожнього одягу.
Дорожнього одягу
2.8.1 Під підсиленням дорожніх одягів розуміється збільшення їхньої товщини або влаштування більш удосконалених типів покриттів при використанні існуючих конструкцій дорожніх одягів як основи з метою поліпшення транс-портно-експлуатаційних показників у межах норм, що відповідають категорії дороги. 2.8.2 Підсилення дорожніх одягів необхідно, якщо коефіцієнт запасу міцності Кмц і коефіцієнт надійності Кн конструкції дорожнього одягу менші за значення наведені в таблиці 3.1. При відсутності результатів вимірів пружного прогину дорожнього одягу підсилення конструкції слід передбачати на ділянках доріг з характерними деформаціями й руйнуваннями покриттів, пов'язаних з недостатньою міцністю конструкції, з урахуванням подальшого росту інтенсивності руху й очікуваного прогресуючого руйнування дорожнього одягу. 2.8.3 При конструюванні підсилення дорожніх одягів повинні бути передбачені заходи для забезпечення осушення й морозостійкості дорожнього одягу, особливо на ділянках, що піддані характерним деформаціям і руйнуванням, пов'язаним з перезволоженням ґрунту земляного полотна. 2.8.4 Питання щодо конструкції і терміну влаштування підсилення дорожніх одягів необхідно вирішувати остаточно на підставі техніко-економічного порівняння варіантів. Якщо підсилення дорожнього одягу в даний час економічно невигідне або неможливо підсилити дорожній одяг у рік проведення випробувань, то на ділянках доріг з недостатньою міцністю конструкцій слід обмежити рух транспортних засобів з наднормативними навантаженнями у періоди року, які несприятливі щодо умов зволоження земляного полотна. 2.8.5 При виборі типу покриття й призначенні шарів підсилення необхідно, щоб капітальність нового покриття була не меншою, ніж існуючого. Матеріал покриття повинний забезпечувати необхідний коефіцієнт зчеплення і стійкість до виникнення деформацій при високих температурах повітря. При цьому слід враховувати характер руйнувань, що виникають на існуючих покриттях, а також вплив властивостей даного покриття на роботу конструкції після підсилення дорожнього одягу. 2.8.6 При конструюванні підсилення існуючого дорожнього одягу необхідно керуватися такими принципами: - тип покриття та конструкція дорожнього одягу повинні задовольняти транспортно-експлуатаційним вимогам; - при призначенні конструкції і матеріалів для шарів підсилення необхідно враховувати попередній досвід служби дорожнього одягу за період експлуатації дороги; - враховувати регіональний досвід будівництва й експлуатації дороги; - усувати причини виникнення руйнувань на існуючому покритті; - прагнути до зниження матеріалоємності шарів підсилення дорожнього одягу при досить високому рівні технологічності, механізації й індустріалізації робіт; - при підготовці існуючого дорожнього одягу до підсилення необхідно віддавати перевагу сучасним способам провадження робіт і матеріалам (регенерації, фрезеруванню, армуванню, гідрофобізаторам і т. ін.) з урахуванням фактичного стану ділянок доріг і причин руйнування. 2.8.7 На ділянках доріг, які реконструюють, зберігаючи і використовуючи існуючий дорожній одяг, слід враховувати стан даного дорожнього одягу, його конструктивних шарів з оцінкою здатності останніх виконувати необхідні функції. 2.8.8 Для одержання вихідних даних про доцільність використання існуючого дорожнього одягу при реконструкції ділянок доріг повинні бути проведені детальне обстеження дорожнього одягу і робочого шару земляного полотна з виконанням бурових та інших робіт, а також випробування, що дозволяють одержати необхідну інформацію. 2.8.9 При розробці проектного рішення про необхідність підсилення або призначення конструкції дорожнього одягу для проектування реконструкції дороги слід керуватися такими принципами: - доцільність використання існуючого дорожнього одягу чи окремих його конструктивних шарів без попереднього руйнування; - доцільність використання матеріалів конструктивних шарів після їхньої переробки; - необхідність підсилення існуючої конструкції дорожнього одягу; - необхідність підвищення морозостійкості існуючої конструкції; - необхідність забезпечення чи поліпшення дренажних властивостей існуючої конструкції; - необхідність розширення конструкції дорожнього одягу. 2.8.10 У разі потреби розширення існуючого дорожнього одягу при реконструкції ділянок дороги конструювання дорожнього одягу виконується відповідно до методики і вимог даних Норм як для проектування нової конструкції дорожнього одягу. 2.8.11 При реконструкції ділянки дороги шар підсилення існуючого дорожнього одягу і шар покриття розширення має бути спільним. 2.8.12 З метою попередження утворення поздовжніх тріщин у місцях стику старої дорожньої конструкції з новою конструкцією при розширенні дорожніх одягів необхідно перед влаштуванням шару покриття передбачити укладання армуючого чи тріщиноперериваючого прошарку. 2.8.13 Армуючі прошарки, що влаштовують із синтетичних матеріалів, слід застосовувати у тих випадках, коли необхідно знизити напруження в нижчерозташованих шарах дорожнього одягу чи земляного полотна. 2.8.14 Тріщиноперериваючі прошарки необхідно передбачати з метою попередження проникнення тріщин, що мають місце на старому покритті, на поверхню шарів підсилення після визначеного періоду експлуатації. Для влаштування тріщиноперериваючих прошарків можуть бути використані скловолоконні сітки чи органомінеральні композиції з добавками полімерних матеріалів згідно з МР-218-02070915-232. 2.8.15 Вибір технологічних і конструктивних рішень при ремонті існуючого дорожнього одягу здійснюють у залежності від фактичного стану ділянок доріг, підданих деформаціям і руйнуванням, за таблицею 2.4. 2.8.16 Укладання нових шарів, що містять бітум, поверх існуючого дорожнього одягу здійснюють, коли міцність дорожнього одягу і рівність пок-риття не задовольняють транспортно-експлуатаційним вимогам і коефіцієнт запасу міцності Кмц > 0, 8. У даному випадку можливі наступні технологічні і конструктивні рішення: а) укладання нового шару без додаткових конструктивних рішень; б) укладання армуючого прошарку; в) укладання тріщиноперериваючих прошарків; г) улаштування водонепроникного шару; д) відновлення властивостей покриття шляхом його регенерації; е) улаштування вирівнюючого шару; ж) вирівнювання існуючого покриття способом термопрофілювання; з) вирівнювання існуючого покриття способом фрезерування. 2.8.17 Поліпшення властивостей існуючого покриття чи заміну верхнього шару зі збереженням основи конструкції дорожнього одягу застосовують у ви-падках, пов'язаних із значною втратою несучої здатності конструкції, при коефіцієнті запасу міцності 0, 8 > Кмц > 0, 7. У такому випадку можливі наступні технологічні і конструктивні рішення: а) поліпшення властивостей покриття по смугах накату й інших місць руйнувань і деформацій способом терморегенерації й армування; б) поліпшення властивостей покриття способом терморегенерації й армування по всій ширині покриття; в) заміна шару покриття дорожнього одягу. 2.8.18 Заміна всього дорожнього одягу, а також робочого шару земляного полотна необхідна при низькій несучій здатності існуючої конструкції (коефіцієнт запасу міцності Кмц < 0, 70), що обумовлена перезволоженням земляного полотна і неукріплених шарів основи дорожнього одягу. Цей спосіб застосовують у крайніх випадках, коли не вдається усунути джерела зволоження без зняття дорожнього одягу, коли дорожній одяг цілком зруйнований і його використання як основи для посилення недоцільно.
Таблиця 2.4 – Рекомендовані конструктивні і технологічні рішення при ремонті нежорстких дорожніх одягів перед укладанням шару підсилення
Кінець таблиці 2.4
2.8.19 Якщо немає достовірних даних про прогини існуючого одягу, допускається проектувати шари підсилення на основі матеріалів вишукувань, що містять результати виміру товщин усіх конструктивних шарів дорожнього одягу, характеристику їхнього стану і якості, відомості про вид ґрунту земляного полотна й умови його зволоження. У цьому випадку товщини шарів підсилення треба призначати на основі розрахунку по пружньому прогину всієї конструкції, опору при згині шарів існуючої і нової частини дорожнього одягу й опору зсуву малозв’язних шарів дорожнього одягу і ґрунту земляного полотна. 2.8.20 У випадку, коли коефіцієнт міцності дорожнього одягу більший або дорівнює значенням, наведеним у таблиці 3.1, однак на покритті мають місце руйнування, обумовлені недостатньою довговічністю і низькими властивостями матеріалів окремих шарів дорожнього одягу, необхідно з'ясувати причини утворення руйнувань і встановити, які матеріали чи їхні властивості не відповідають вимогам. Після цього приймають рішення про необхідні ремонтні заходи, що передбачають: а) заміну шару, що порушує роботу конструкції дорожнього одягу; б) поліпшення властивостей цього шару; в) улаштування шару підсилення дорожнього одягу зі зменшенням напружень у послабленому конструктивному елементі.
На міцність
Загальні положення
3.1.1 Задача розрахунку – визначення товщини шарів дорожнього одягу у варіантах, намічених при конструюванні, чи вибір матеріалів з відповідними деформаційними характеристиками і характеристиками міцності при заданих товщинах шарів. 3.1.2 Розрахунок дорожнього одягу на міцність заснований на наступних передумовах: а) напружено-деформований стан дорожнього одягу під дією навантаження описується рішеннями лінійної теорії пружності для шаруватого півпростору з урахуванням умов сполучення шарів на контактах; сили інерції через їх ма-лість у розрахунку не враховуються (задача квазистатична); б) граничний стан дорожнього одягу характеризується показниками, що залежать від властивостей матеріалу кожного шару дорожнього одягу і ґрунту земляного полотна, а також від їхнього розміщення й умов роботи в конструкції. 3.1.3 Розрахунок дорожніх одягів засновано на трьох критеріях граничного стану – пружному прогині дорожнього одягу під навантаженням, опорі згину монолітних шарів і опорі зсуву ґрунтів і шарів з малозв’язних матеріалів. 3.1.4 Опір згину монолітних шарів і опір зсуву ґрунтів і шарів з мало-зв’язних матеріалів є міцностними характеристиками дорожнього одягу. Граничний прогин дорожнього одягу є комплексною характеристикою деформативної здатності дорожнього одягу і визначає відповідність необхідної монолітності та рівності покриття. 3.1.5 Для спрощення розрахунків за допомогою таблиць і номограм реальні багатошарові дорожні конструкції приводять до двошарових і тришарових моделей за допомогою методів, викладених у цих Нормах. При розрахунках можуть бути використані більш складні, якщо вони дають результати, близькі до рішень теорії пружності для багатошарових систем в оцінюванні напружено-деформованого стану (з урахуванням умов сполучення шарів). 3.1.6 Дорожні одяги на перегонах доріг потрібно розраховувати на короткочасну багаторазову дію рухомих навантажень. Тривалість дії навантажень при сучасних швидкостях руху вантажних автомобілів необхідно приймати рівною 0, 1 с, у цьому випадку в розрахунок приймаються значення модуля пружності і міцностні характеристики матеріалів і ґрунту, визначені теж при тривалості дії навантаження 0, 1 с. 3.1.7 Одяг на зупинках автобусів і тролейбусів, перехрестях доріг, на підходах до пересічень із залізничними і трамвайними шляхами і т. ін. потрібно розраховувати на багаторазову короткочасну дію навантаження, а також на тривале одноразове навантаження. При розрахунку одягу на тривалу дію навантаження використовуються значення модуля пружності матеріалів і ґрунтів і їх міцносні характеристики, визначені при тривалості навантаження не менше 600 секунд. 3.1.8 Одяг на стоянках автомобілів і узбіччях доріг слід розраховувати на тривале навантаження (600 секунд). Через малу повторність впливу наванта-жень тут можна вести розрахунок на одиничне навантаження. 3.1.9 При розрахунку на міцність дорожніх одягів з асфальтобетонним покриттям необхідно враховувати особливості поводження його під час експлу-атації в залежності від температури. У той час, як покриття найбільш напружено працює при низьких позитивних температурах, ґрунт земляного полотна і шари одягу із малозв’язних матеріалів сприймають великі напруження при підвищених весняних температурах, коли модуль пружності асфальтобетону істотно знижується. Тому при розрахунку власне асфальтобетонного покриття на розтяг при згині характеристики його повинні відповідати низьким весняним температурам (див. додаток Е). При розрахунку шарів із малозв’язних матеріалів, а також ґрунту на опір зсуву модуль пружності асфальтового бетону покриття повинний відповідати весняним підвищеним температурам (див. додатки Д і Е). 3.1.10 Дорожні одяги в місцях, перерахованих у 3.1.7 і 3.1.8, слід розраховувати на тривалий статичний вплив навантаження по зсуву в ґрунті, у шарах з малозв’язних матеріалів, а також у шарах, оброблених органічними в’яжучими. Крім того, необхідно розраховувати на розтяг при згині монолітні шари з матеріалів, що містять неорганічне в’яжуче. 3.1.11 Дорожній одяг потрібно розраховувати з урахуванням надійності, під якою мають на увазі імовірність безвідмовної роботи конструкції протягом усього періоду між капітальними ремонтами. Примітка. Відмова – це такий стан дорожнього одягу і відповідний йому коефіцієнт міцності, при якому потрібно проведення капітального ремонту раніше терміну, встановленого даними Нормами. Кількісним показником служить рівень надійності, що являє собою відношення довжини міцних конструкцій, що не потребують капітального ремонту, до загальної довжини ділянки з даним значенням запасу міцності. 3.1.12 Для основних випадків проектування припустимий (необхідний) коефіцієнт надійності Кн, що визначає мінімальне значення коефіцієнта міцності Кмц, який дорожній одяг повинний мати до кінця терміну служби між капітальними ремонтами, нормований у залежності від категорії дороги, капітальності одягу і типу покриття (таблиця 3.1). Припустимий коефіцієнт надійності міських доріг і вулиць слід приймати теж за таблицею 3.1. При коефіцієнті надійності, відмінному від зазначених в таблиці його значень, мінімальний коефіцієнт міцності Кмц одягу слід приймати за графіком (рисунок 3.1). 3.1.13 З урахуванням рівня надійності конструкції визначають розрахункові значення опору розтягу при згині асфальтобетону і вологості ґрунту (див. додатки Д, Е). Розрахункове значення характеристики
Таблиця 3.1
а)
б)
в)
Рисунок 3.1 – Залежність коефіцієнта міцності Кмц від коефіцієнта надійності Кн при критеріях граничного стану: а) згин монолітних шарів; б) пружній прогин; в) зсув у незв’язних матеріалах та ґрунті земляного полотна для автомобільних доріг І – V категорій 3.1.14 Відмова дорожнього одягу, пов'язана з недостатньою його міцніс-тю може виникнути внаслідок: - - накопичення до закінчення заданого терміну служби конструкції від транспортного навантаження дотичних напружень, що виникають у кон-структивних шарах і підстилаючих ґрунтах, неприпустимих залишкових дефор-мацій із втратою рівності поверхні покриття і відповідним зниженням швид-кості руху; - - руйнувань через втому монолітних шарів конструкції під впливом розтягуючих напружень від багаторазового транспортного навантаження і ско-лювання, і лущення покриття під впливом стискаючих напружень при згині з наступною інтенсивною втратою дорожнім одягом транспортно-експлуатацій-них властивостей до закінчення заданого терміну служби. Відповідно до цього розрахунок на міцність у шарах виконують по допус-тимих напруженнях, на зсув в шарах зі зниженим опором місцевому зсуву і на розтяг та стиск при згині в монолітних шарах. Розрахунок за допустимим пружним прогином (або потрібним загальним модулем пружності) виконують для перевірки деформативної здатності кон-струкції в цілому і дотримання необхідних транспортно-експлуатаційних вла-стивостей покриття.
Граничного стану
3.2.1 Відповідно до принципів розрахунку дорожніх одягів за трьома граничними станами критеріями міцності дорожніх одягів прийняті: а) опір пружному прогину всієї конструкції (за допустимим прогином або допустимим модулем пружності); б) опір зсуву в ґрунтах і шарах з малоз’вязних матеріалів (за допустими-ми напруженнями зсуву); в) опір шарів з монолітних матеріалів розтягу при згині і на стиск у верхньому поясі (допустимі напруження на розтяг та стиск при згині). 3.2.2 Розрахунок дорожніх одягів капітального типу, призначених для ру-ху важких транспортних засобів з навантаженням на вісь, рівним чи більшим 115 кН, ведуть за двома критеріями міцності: опору зсуву в ґрунтах і шарах з слабоз’вязних матеріалів і опору шарів з монолітних матеріалів при згині. За допустимим пружнім прогином робиться попереднє конструювання дорожнього одягу, який потім розраховують за критеріями міцності. 3.2.3 Послідовність розрахунку дорожніх одягів за граничними станами може бути будь-якою. Методично доцільно дотримуватися наступної послідовності розрахунку. - - Розрахунок дорожнього одягу за допустимим пружним прогином на основі залежності необхідного загального модуля конструкції від розрахунко-вої інтенсивності руху. У результаті цього розрахунку визначаються товщини конструктивних шарів одягу і їхні модулі пружності таким чином, щоб загаль-ний модуль пружності дорожнього одягу був не меншим за необхідний з ураху-ванням відповідного коефіцієнта міцності (таблиця 3.1) - - Розрахунок отриманої конструкції дорожнього одягу за двома неза-лежними критеріями міцності: опором зсуву в ґрунті і шарах з малоз’вязних матеріалів і міцності шарів з монолітних матеріалів при згині. Конструкція дорожнього одягу вважається міцною, якщо коефіцієнт міц-ності за кожним з критеріїв більший чи дорівнює Кмц, знайденому з урахуван-ням необхідного рівня надійності проектованого дорожнього одягу (див. рису-нок 3.1). Конструкції потрібно вибирати на основі економічних порівнянь де-кількох варіантів конструкцій, що відповідають умовам міцності, при цьому може виявитися, що коефіцієнт міцності за будь-яким із критеріїв значно перевищує Кмц. 3.2.4 Мінімальна товщина конструктивних шарів дорожнього одягу ви-значається технологічними можливостями дорожньо-будівельних машин і особливостями технології. Товщина ущільненого шару асфальтобетону повинна бути не меншою двох з половиною діаметрів максимального розміру зерна щебеню. В усіх інших випадках товщина шару повинна перевищувати розмір найбільш великих часток кам'яних матеріалів не менше, ніж у 1, 5 рази (крім шарів, що влаштовуються за способом просочення). Мінімальна товщина конструктивних шарів, що рекомендується (у санти-метрах):
Примітка. Коли за умовами дії навантажень потрібна загальна товщина асфальтобе-тонних шарів покриття і основи менша суми двох мінімальних конструктивних товщин, доцільна заміна покриття і верхнього шару основи одним шаром покриття більшої, ніж зазначено, товщини, що встановлюється розрахунком. 3.2.5 Якщо при конструюванні дорожнього одягу для забезпечення нор-мальної технології влаштування шару з крупнозернистого матеріалу на пере-зволоженому глинистому ґрунті чи одномірному піску передбачено влаштову-вати захисний прошарок, то товщину цього прошарку не слід враховувати при розрахунку конструкції на міцність. 3.2.6 Дорожні одяги капітального типу потрібно конструювати та розра-ховувати за критеріями гранічного стану на міжремонтні строки експлуатації при високому рівні надійності (таблиця 3.1 та 3.5 цих Норм). Полегшені одяги слід розраховувати на вплив рухомого навантаження теж за трьома критеріями, але зі зменшеним коефіцієнтом надійності, що до-пускається, у порівнянні з капітальними (див. 3.1.12 і таблицю 3.1). Одяги з покриттями перехідного типу – щебеневими, гравійними і з інших міцних мінеральних матеріалів, а також із ґрунтів і маломіцних кам'яних матеріалів, оброблених в’яжучими, бруківки з брукового і колотого каменю слід розраховувати на вплив рухомого навантаження тільки за двома критері-ями – зсуву в ґрунті і пружному прогині при відповідному допустимому коефі-цієнті надійності (3.1.12 і таблиця 3.1 цих Норм).
Таблиця 3.2
3.3.6 На багатосмугових дорогах при відповідному обґрунтуванні дозво-ляється проектувати одяг змінної товщини за шириною проїжджої частини, розрахувавши дорожній одяг у межах різних смуг відповідно до значення Np, знайденого за формулою (3.3). 3.3.7 Сумарна кількість проїздів розрахункового навантаження за термін служби дорожнього одягу визначається за формулою:
або за формулою:
За відсутності інших даних значення Кс наведено в таблиці 3.6.
Таблиця 3.3
Таблиця 3.4
Таблиця 3.5 – Норми строків служби дорожніх одягів між капітальними ремон-тами
Кінець таблиці 3.5
Таблиця 3.6
Кінець таблиці 3.6
Пружним прогином
3.4.1 Конструкція дорожнього одягу відповідає вимогам надійності і міц-ності за критерієм пружного прогину, якщо:
3.4.2 При розрахунку одягів потрібний модуль пружності слід визначати за графіком (рисунок 3.2), побудованим за результатами статистичної обробки експериментальних даних. Конструкцію дорожнього одягу на автомобільних дорогах слід розрахо-вувати під розрахункове навантаження І – ІІ категорій доріг: гр. А1 – 115 кН; ІІІ – ІV категорій: гр. А2 – 100 кН; V категорії: гр. Б – 60 кН (додаток Ж таблиця Ж.1). 3.4.3 Незалежно від даних, отриманих за графіком (див. рисунок 3.2), потрібні модулі пружності для доріг загальної мережі не повинні бути менше зазначеного в таблиці 3.7.
Рисунок 3.2 – Потрібні мінімальні модулі пружності Епотр для навантажень груп А1, А2 та Б
Таблиця 3.7
3.4.4 Маючи значення потрібного модуля пружності, можна пошарово розрахувати одяг за допомогою номограми (див. рисунок 3.3). Ця номограма зв'язує відношення Е2 /Е1 модулів пружності нижнього і верхнього шарів, відносну товщину h /D верхнього шару і відношення Езаг / Е1 загального модуля пружності на поверхні двошарової системи до модуля пружності верхнього шару. Для визначення Езаг на номограмі проводиться вертикаль із точки на горизонтальній осі, що відповідає значенню h /D, і горизонтальна пряма з точки на вертикальній осі, що відповідає відношенню Е2 / Е1. Точка перетину цих прямих дає шукане значення Езаг / Е1. Знаючи величину Е, обчислюють Езаг.
Рисунок 3.3 – Номограма для визначення загального модуля пружності Еза г двошарової системи Пошаровий розрахунок багатошарової конструкції можна вести знизу нагору, починаючи з ґрунту, що підстилає одяг, коли треба визначити загаль-ний модуль пружності конструкції, чи зверху вниз, коли задані потрібний модуль і коефіцієнт Кмц міцності дорожнього одягу. При товщині i-го шару багатошарового дорожнього одягу (рахунок шарів зверху вниз), що перевищує 2D, загальний модуль пружності на поверхні i-го шару
Розрахункові значення модуля пружності ґрунтів і матеріалів слід приз-начати відповідно до вказівок додатків Д і Е. Значення модуля пружності матеріалів, що містять органічне в’яжуче необхідно приймати у всіх кліматичних зонах при температурі 10 °С за таб-лицею Е.2 додатка Е. Розрахункові характеристики для армованого асфальтобетону встановлю-ються відповідно до додатка К. 3.4.5 Загальна товщина верхніх шарів з матеріалів, що містять органічне в’яжуче, орієнтовно призначається в залежності від потрібного модуля пруж-ності:
3.4.6 Дорожній одяг за допустимим пружним прогином (потрібним моду-лем пружності) розраховують у такому порядку: а) визначають мінімальне значення коефіцієнта міцності Кмц відповідно до вказівок 3.1.12 даних Норм; б) по сумарній інтенсивності навантаження на одну смугу з урахуванням капітальності одягу за номограмою (див. рисунок 3.2) визначають потрібний модуль пружності Епотр конструкції; в) визначають добуток Кмц Епотр = Езаг; г) за 3.4.5 попередньо призначають товщину верхніх шарів з матеріалів, що містять органічне в’яжуче; д) модуль пружності ґрунту активної зони земляного полотна признача-ють за додатком Д, а модулі пружності матеріалів шарів – за додатком Е (для матеріалів, що містять органічне в’яжуче, при температурі 10 °С). е) за номограмою (див. рисунок 3.3), виконуючи розрахунок “зверху вниз”, знаходять модуль пружності на поверхні основи; ж) якщо основа одношарова, то за модулями пружності на поверхні осно-ви, матеріалу основи і ґрунту земляного полотна визначають товщину основи за тієюж номограмою (див. рисунок 3.3). з) якщо з конструктивних чи технологічних міркувань, а також умов осу-шення чи забезпечення необхідної морозостійкості передбачена основа з де-кількох шарів, то попередньо призначають товщини додаткових шарів, а потім пошарово “знизу нагору” знаходять за номограмою (див. рисунок 3.3) модуль пружності на поверхні додаткового шару (морозозахисного, теплоізоляційного, дренувального чи іншого додаткового шару), після чого аналогічно викладе-ному визначають товщину іншої частини основи; и) можна вести розрахунок “знизу нагору” з послідовним визначенням модулів пружності на поверхні конструктивних шарів. Приклади розрахунку конструкцій дорожнього одягу нежорсткого типу за критеріями граничного стану приведені в додатку Л.
Таблиця 3.8
Значення динамічного модуля пружності асфальтобетонів відповідно до складу, марок бітуму та температури наведено в додатку Е, таблиця Е.2, а статичного – у додатку Е, таблиця Е.3. При розрахунку на статичну дію навантаження приймають модулі пруж-ності матеріалів, що відповідають довготривалості дії навантаження не менше за 600 секунд (див. додаток Е, таблиці Е.3 – Е.6). 3.5.5 Активні напруження зсуву (Та), що діють в ґрунті чи в піщаному ша-рі, визначають за формулою:
3.5.6 Граничне активне напруження зсуву Тгр в ґрунті робочого шару (чи в піщаному матеріалі проміжного шару) визначають за формулою:
Таблиця 3.9 – Розрахункові значення кута внутрішнього тертя і зчеплення піщаних ґрунтів і пісків конструктивних шарів в залежності від розрахункової кількості прикладень навантаження (
3.5.7 У всіх випадках в якості розрахункового значення кута внутрішньо-го тертя ґрунту і малозв’язних шарів використовують його значення, що відпо-відає сумарній кількості впливу навантаження за міжремонтний строк Величину розрахункових днів за рік, що відповідає розрахунковому стану міцності й деформативності конструкції Трдр, що входить в формулу 3.5, визна-чають за даними 3.3.7. 3.5.8 Розрахунок дорожнього одягу за критерієм опору зсуву в ґрунті зем-ляного полотна, а також в піщаних матеріалах проміжних шарів дорожнього одягу проводять у такій послідовності: а) за додатком Е таблиця Е.2 призначають розрахункові модулі пруж-ності для шарів із асфальтобетону, що відповідають максимально можливим температурам у ранній весняний (розрахунковий) період (у відповідності з вказівками 3.5.4 таблиця 3.8, таблиці 3.9 та Д.7, Д.8 – з урахуванням розра-хункової вологості і загального числа впливу навантаження), розрахункові міцністні характеристики j і С ґрунту земляного полотна і піску проміжного шару одягу (якщо такі є) – з врахуванням вимог 3.5.7. Інші розрахункові ха-рактеристики ґрунту і матеріалів залишаються тими самими, що й у розрахунку за пружним прогином; б) за рисунками 3.4 або 3.5 визначають активні напруження зсуву в) за формулою (5.12) визначають розрахункове напруження зсуву в ґрун-ті земляного полотна чи в піщаному шарі одягу; г) за формулою (5.13) розраховують граничні напруження зсуву; д) за формулою (5.10) перевіряють виконання умов міцності (з урахуван-ням необхідної надійності); е) при необхідності, змінюючи товщини конструктивних шарів, підбира-ють конструкцію, що відповідає умові 3.5.1
Таблиця 3.10
Таблиця 3.11
3.6.10 Методи експериментального визначення деформаційних і міцніс-них характеристик матеріалів і ґрунтів приведені в додатку М.
Дорожнього одягу
3.7.1 Якщо є достовірні дані про фактичні прогини існуючих дорожніх одягів визначених за методикою, викладеної в додатку Н даних Норм, обчис-люють фактичний модуль пружності конструкції Еф за залежностю Н.4. 3.7.2 Потрібний модуль пружності Епотр дорожнього одягу залежить від інтенсивності руху, що визначається на основі натурних спостережень за ділян-кою дороги, на якій передбачається проводити підсилення, і призначається за методикою, викладеною в 3.4.2 цих Норм. 3.7.3 Визначення товщини шару підсилення виконується за номограмою (рисунок 3.8), виходячи з визначеного фактичного модуля пружності Еф (вісь ординат) та розрахованого потрібного модуля пружності Епотр (вісь абсцис). Від осі ординат проводимо горизонтальну лінію до перетинання з лінією, проведе-ною вертикально від осі абсцис. Точка перетину даних ліній дасть відношення h / D. Прийнявши розрахунковий діаметр сліду колеса автомобіля відповідно до розрахункового навантаження, визначаємо товщину шару підсилення, що коригуємо, виходячи з призначеного матеріалу шару підсилення і його розра-хункового модуля пружності Ер, шляхом підняття чи опускання призначеної точки на похилій лінії, яка позначає відношення h / D до перетинання з похи-лою лінією, що характеризує розрахунковий модуль пружності матеріалу шару підсилення Ер. Після цього проводимо від отриманої точки горизонтальну лінію вправо і визначаємо поправочний коефіцієнт Кп. Помноживши отриману рані-ше товщину шару підсилення на поправочний коефіцієнт, що враховує розра- хунковий модуль пружності матеріалу шару підсилення, визначаємо остаточно товщину шару підсилення. 3.7.4 Дану номограму можна використовувати при проектуванні як одно-шарової, так і двошарової або більшої конструкції підсилення дорожнього одя-гу шляхом призначення проміжного необхідного модуля пружності, а також при проектуванні нового дорожнього одягу і визначенні товщини верхніх шарів конструкції. 3.7.5 Товщини шарів підсилення для забезпечення сприятливих умов їх-нього формування і роботи в процесі експлуатації повинні бути не меншими за величини, зазначені у 3.2.4. 3.7.6 Після розрахунку товщини шару підсилення необхідно виконати перевірку загальної товщини монолітних шарів на розтяг при згині. Даний роз-рахунок повинен відповідати вимогам залежності (3.14) цих Норм.
Рисунок 3.8 – Номограма для визначення товщини шару підсилення дорожнього одягу І земляного полотна
4.1 Метою розрахунку конструкції дорожнього одягу на морозостійкість є забезпечення необхідної стійкості дорожнього покриття проти порушення рівності при нерівномірному набуханні ґрунтів земляного полотна, тобто недо-пущення появи деформацій від морозного здимання, які перевищують допус-тимі. 4.2 Немає необхідності в спеціальних заходах щодо захисту конструкції від дії морозу: а) у районах з глибиною промерзання менше 0, 7 м; б) при земляному полотні, яке укладено на всю глибину промерзання з ґрунтів, що не здимаються або слабо здимаються (таблиця 2.2); в) у випадках, коли необхідна за умовами міцності товщина дорожнього одягу перевищує 2/3 глибини промерзання; г) на ділянках з 1-шим типом місцевості за зволоженням, за винятком ділянок з капітальним дорожнім одягом при пилуватих суглинистих і супіща-них ґрунтах земляного полотна, якщо не передбачено заходів щодо зменшення проникання води в дорожню конструкцію. 4.3 Зимове здимання суттєво не впливає на рівність покриття і довговіч-ність дорожнього одягу, якщо загальне підняття проїзної частини в процесі промерзання конструкції не перевищує таких значень а) капітальний – 4; б) полегшений – 6; в) перехідний – 10. 4.4 Перевірку конструкції дорожнього одягу на морозостійкість прово-дять з використанням номограми (рисунок 4.1) у такій послідовності. 4.5 З урахуванням теплотехнічних властивостей матеріалів знаходять еквівалентну (по відношенню до щебеню з гранітних порід) товщину дорож-нього одягу:
4.6 За рисунком 4.2. знаходять найбільшу за зиму нормативну глибину промерзання 4.7 При визначенні нормативної глибини промерзання багатошарового дорожнього одягу ZH, до отриманого значення нормативної глибини промер-зання ґрунту
4.8 За таблицею 2.2 для даного виду ґрунту й ступеня зволоження місце-вості знаходять комплексну характеристику ґрунту за ступенем набрякання В:
Рисунок 4.1 – Номограма для розрахунку конструкцій на морозостійкість 4.9 Кліматичний показник
4.10 Визначивши розрахункову глибину залягання рівня ґрунтової води, за допомогою номограми (рисунок 4.1) можна знайти значення будь-якого з параметрів при інших відомих. Так для знаходження загальної товщини шарів із стабільних матеріалів z1 необхідно вирахувати відношення
----- – кліматичний коефцієнт
Рисунок 4.2 – Нормативні глибини промерзання Zн глинистих та суглинистих ґрунтів
4.11 Перевіряють морозостійкість дорожнього одягу, порівнюючи отри-мане необхідне значення загальної товщини шарів Z1 із стабільних матеріалів з фактичною еквівалентною товщиною hp (отриманою із залежності 4.1 за пун-ктом 4.5) за умовою:
4.12 Для існуючої дорожньої конструкції можливе підняття поверхні покриття
4.13 Якщо для забезпечення потрібної морозостійкості необхідна загальна товщина дорожнього одягу перевищує товщину, отриману розрахунком на міц-ність, то конструкцію одягу слід відкоригувати і знову розрахувати за крите-ріями граничного стану. 4.14 Морозозахистний шар з фільтруючих матеріалів, як правило, слу-жить і елементом дренажної конструкції, а тому він повинен бути розрахований також на своєчасний відвід води, що надходить до конструкції. 4.15 Якщо умови морозостійкості (4.4 або 4.5) не виконуються, необхідно передбачити заходи, які підвищують морозостійкість дорожнього одягу: а) замінити ґрунти, які здимаються і надмірно здимаються, на ґрунти, які не здимаються або слабо здимаються (за таблицею 2.2), при будівництві або реконструкції верхньої частини земляного полотна; б) забезпечити необхідне підвищення покриття над рівнем ґрунтової во-ди; в) влаштовувати морозозахистні шари із стабільних матеріалів, що не змі-нюють свого об'єму при промерзанні у зволоженому стані (щебінь, гравій, шлак), або теплоізоляційних шарів, які зменшують глибину промерзання земляного полотна (керамзит, керамдор, пінопласт, полістирол); г) понизити рівень ґрунтової води шляхом влаштування дренажів; д) влаштовувати капіляроперериваючі і гідроізолюючі прошарки з синте-тичних матеріалів (геотекстилю); е) збільшити товщину дорожнього одягу або застосовувати в основі шари з шлаку чи пористих кам’яних матеріалів з малим коефіцієнтом теплопровід-ності. 4.16 Під час реконструкції ділянок, які піддаються здиманню, крім захо-дів, передбачених у 4.15, необхідно забезпечити належний поверхневий во-довідвід із прилеглої місцевості з необхідним поздовжнім (не менше за 5 %) і поперечним ухилом водовідвідних споруд.
Загальні положення
5.1.1 Метою розрахунку дренажної системи є забезпечення водовідводу (розрахунок на осушення) або розміщення в додатковому шарі основи (розраху-нок на поглинання) всієї води, яка надходить до основи проїжджої частини в розрахунковий період (протягом весняного розмерзання дорожньої конструк-ції), а також забезпечення максимального захисту земляного полотна від пере-зволоження поверхневою водою. 5.1.2 Розрахунок на дренаж дорожнього одягу виконують перед розрахун-ком конструкції на міцність для визначення мінімальної товщини додаткового шару основи. 5.1.3 Осушення основи дорожнього одягу і підстилаючих ґрунтів слід передбачити на ділянках доріг, де земляне полотно споруджується з ґрунтів з коефіцієнтам фільтрації менше за 0, 5 м/д (пилуватих пісків, супісків, суглинків та глин). 5.1.4 Для влаштування дренуючих шарів, що працюють за принципом осушення, слід використовувати матеріал з коефіцієнтом фільтрації не менше за 2 м/д. При влаштуванні дренуючого шару порівняно невеликої товщини (до 30 см) на всю ширину земляного полотна слід використовувати матеріали з коефіцієнтом фільтрації 10 м/д і більше та коефіцієнтом неоднорідності К60/10 ≤ 5, що мають незначне капілярне підняття. При влаштуванні дренуючого шару тільки на ширину проїжджої частини для закрайкових дрен повинні бути використані матеріали з коефіцієнтом філь-трації 10 – 20 м/д. Більше значення коефіцієнта фільтрації відповідно збільшує довжину фільтрації, яка визначається кількістю смуг руху і типом поперечного профілю (одно- або двохсхиловий). При влаштуванні дренуючого шару, який працює за принципом осушен-ня, у районах з кількістю опадів понад 600 мм на рік (західні області України, гірські райони Криму та Карпат) слід вживати спеціальних заходів для попере-дження руйнування удосконаленого покриття в результаті гідравлічного удару на ділянках доріг з інтенсивністю понад 200 один./д. На таких ділянках вода, яка надходить з поверхні в основу під покриття, повинна бути відведена за межі проїжджої частини протягом 1 – 2 годин, Для цього дренажний шар слід вла-штовувати з міцних зернистих матеріалів з порівняно вузьким діапазоном роз-мірів фракцій, наприклад 5 – 20, 10 – 20 та 20 – 30 мм. Такі високопористі шари слід влаштовувати замість слабофільтруючих шарів основи. 5.1.5 При влаштування дренажних шарів, що працюють за принципом поглинання, коефіцієнт фільтрації повинен бути не менше 1 м/д. При цьому під дорожнім одягом не повинен утворюватися шар води, а вода атмосферних опадів, що надходить через покриття проїжджої частини в дренажний шар, має одразу ж повністю поглинатися порами цього шару. При розробці варіантів дренуючих шарів, що працюють за принципом осушення та поглинання, слід враховувати переваги та недоліки кожної з цих конструкцій. 5.1.6 Дренажні шари, що працюють за принципом осушення, необхідно влаштовувати з кондиційних піщаних ґрунтів та укладати їх під дорожній одяг на всю ширину з дренажними трубами для збирання та швидкого відводу води за межі земляного полотна. При цьому необхідно забезпечувати вихід дреную-чого шару на узбіччя або скидання води в зливову каналізацію. Крім того, слід влаштовувати захист дренажів від замулювання, а випуски труб від замерзання в них води. 5.1.7 Для влаштування дренажного шару, що працює за принципом осу-шення, слід використовувати піщані ґрунти, які відповідають вимогам таблиці 5.1.
Таблиця 5.1
Коефіцієнт неоднорідності піщаного ґрунту визначається за формулою:
де d60 і d10 – діаметр часток, мм, дрібніше яких в піску є відповідно 60 і 10 % маси. 5.1.9 Для піщаних ґрунтів, які не відповідають вимогам таблиці 5.1, а також при кількості смуг руху більше, ніж чотири, коефіцієнт фільтрації піща-ного ґрунту визначається експериментальним шляхом (на приладі Союз-дорНДІ) при максимальній щільності, встановленій методом стандартного ущільнення. 5.1.10 При попередньому оцінюванні придатності піщаного ґрунту для влаштування дренуючого шару коефіцієнт фільтрації Кф для даної групи ґрунту визначають за ступенем неоднорідності (таблиця 5.1) за формулою:
де К0, 1 – коефіцієнт, що залежить від вмісту часток, розміром менших за 0, 1 мм в даному піску, % маси (визначається за рисунком 5.1).
Рисунок 5.1 – Зміна коефіцієнта фільтрації залежно від вмісту N часток, менше 0, 1 мм
5.1.11 Для влаштування поздовжніх та поперечних дрен застосовують керамічні, азбестоцементні (перфоровані або із пропилами) пластмасові труби або трубофільтри діаметром 50 – 100 мм. Трубофільтри керамзитобетонні дре-нажні застосовують при неагресивній до бетону ґрунтовій воді. Труби для влаштування дрен повинні відповідати таким загальним вимо-гам: а) мати достатню водопропускну спроможність для відводу всієї води, яка надходить у них; б) не пропускати в дрени часточок матеріалу дренуючого шару; в) витримувати тиск від шарів ґрунту й одягу, які розташовані вище, а також від тимчасових навантажень; г) бути морозостійкими; д) зберігати перераховані властивості протягом тривалого часу; е) мати діаметр дренажних труб не менше за 60 мм при глибині промер-зання до 0, 8 м та не менше за 80 мм при більш глибокому промерзанні. 5.1.12 Перспективним є використовування пластмасових труб. Поліетиле-нові труби, які випускає промисловість, гнучкі, вони мають значну довжину (8 – 200 м), завдяки чому зменшується кількість стиків, малу масу. Труби стійкі до дії агресивної води. Укладання їх неважко механізувати. З метою забезпе-чення потрібної жорсткості слід застосовувати гофровані поліетиленові труби марки ПВХ діаметром 80 мм. Як правило, поліетиленові труби випускаються із різною перфорацією у вигляді круглих отворів або вузьких прорізів. Для дре-нажів підходять труби із отворами діаметром не більше 5 мм, довжина прорізу не повинна бути більша 25 мм. 5.1.13 Навколо дренажних труб із перфорацією або прорізами слід перед-бачити фільтруючу обсипку. Необхідно, щоб зернистий матеріал, який застосо-вується для такої обсипки, відповідав таким вимогам: а) мав водопроникність більшу, ніж водопроникність матеріалу дреную-чого шару; б) обсипка повинна перешкоджати проникненню часток ґрунту та піску в дрену, але не забивати сам фільтр; в) частинки фільтра не повинні проникати у водоприймальні отвори дрен; г) кам'яний матеріал обсипки повинен бути морозостійким. Коефіцієнт неоднорідності Сv і міжшаровості m матеріалу для фільтрую-чої обсипки:
При трубофільтрових дренах влаштовувати фільтруючі обсипки не пот-рібно. 5.1.14 В основу дорожнього одягу надходить вода, яка звільняється при розмерзанні перезволоженого ґрунту земляного полотна під проїжджою части-ною та узбіччям, і вода від атмосферних опадів, яка просочується із поверхні дороги та із придорожньої смуги. Приплив води в основу традиційної конструкції, що припадає на 1 м2 проїжджої частини, за добу – q і за весь розрахунковий період весною – Q визначають за таблицею 5.2.
Таблиця 5.2
5.1.15 Приплив води в дренуючий шар (у кубічних метрах на 1м2) за добу складає:
Таблиця 5.3
5.1.16 На ділянках, де поздовжній ухил зменшується, вода накопичується за рахунок різних швидкостей її припливу й відпливу. Кількість води, що надходить за добу в основу на 1 м2 проїжджої частини, становить:
а за весь термін запізнення розмерзання водовідвідних пристроїв
де Квіг – коефіцієнт, що характеризує накопичення води в місцях зміни поз-довжнього ухилу. Якщо ухили мають у переломі профілю однакові напрямки, коефіцієнт Квіг визначають за номограмою (рисунок 5.2) в залежності від відношень
Рисунок 5.2 – Номограма для визначення коефіцієнту Квіг – збільшення об’єму води в дренуючому шарі в місцях зміни увігнутого профілю
При зустрічних ухилах поздовжнього профілю:
5.1.17 Для зменшення притоку поверхневої води в основу проїжджої час-тини в ґрунт земляного полотна слід застосовувати один або декілька наступ-них заходів: а) влаштування тротуарів або укріплення узбіччя із наданням їм належ-ного поперечного ухилу; б) влаштування бордюрів вздовж країв проїжджої частини; в) забезпечення правильних розмірів берм та крутизни ухилів на ділян-ках, де відсутні близько розміщені будівлі; г) забезпечення правильного розміщення бічних канав; д) улаштування монолітних шарів в основі проїжджої частини. 5.1.18 При остаточному визначенні розрахункового притоку в кожну конкретну дорожню конструкцію слід враховувати реалізацію того або іншого заходу в Північній та Центральній дорожньо-кліматичних зонах, яка приводить до зменшення надходження води до дренуючого шару (у процентах).
Таблиця 5.4
Таблиця 5.5
Як матеріал для заповнення заглиблених рівчаків використовують піски із коефіцієнтом фільтрації Кф ≥ 6, 0 м/д, гравій і щебінь із вивержених порід. З метою зменшення замулювання та поліпшення дренуючого ефекту рекомен-дується застосовувати неткані синтетичні матеріали. У місцях просідаючих ґрунтів у заглиблених рівчаках слід влаштовувати бетонну або щебеневу підго-товку.
За методом поглинання
5.3.1 Дренуючий шар, що працює за принципом поглинання, слід проек-тувати, виходячи з умов розміщення в порах дренуючого матеріалу всього об´ є-му води Q, яка надходить в основу проїжджої частини, і своєчасного її відводу після розмерзання водовідвідних споруд. 5.3.2 Розрахунок товщини дренуючого шару у цьому разі проводять за номограмою (рисунок 5.5). 3наючи Q для вибраного виду ґрунту дренуючого шару, знаходять його повну товщину. Кількість води, що може розміститися у вільних порах, визначають із залежності:
де t – повна кількість днів надходження води в підстиляючий шар. При цьому в Південній зоні при розрахунку Q слід враховувати випа-ровування вологи за розрахунковий період. Якщо тривалість розрахункового періоду невідома, значення Q можна визначати за таблицею 5.2 із урахуванням накопичення води в місцях зміни поздовжнього профілю (7.16). 5.3.3 За номограмою (рисунок 5.5) здійснюють також перевірку умов
Рисунок 5.5 – Номограма для розрахунку товщини hП дренуючого шару, який працює за принципом поглинання
Примітка. Номограма побудована для Північної зони. Для Центральної зони товщина дренуючого шару визначається за формулою hПЦ = 0, 7* hП, де цифри на прямих – пористість піску. достатності товщини дренуючого шару, який розраховують за методом осушен-ня, для тимчасового розміщення кількості води Q, розрахованої за формулою (5.5), що накопичується в шарі за час запізнення Тзап початку роботи водовід-відних споруд (у Північній зоні Тзап = 4 – 6 діб, в Центральній – 3 – 4 доби, більші значення для дрібних пісків).
За методом осушення
5.4.1 Дренуючий шар, що працює за принципом осушення, необхідно проектувати, виходячи з умов, що сумарний добовий об’єм води, яка надходить до основи проїжджої частини, повністю відводиться за той самий період часу. При цьому необхідно передбачати можливість нетривалого (протягом 3 – 6 діб) розміщення води у вільних порах дренуючого матеріалу через різні терміни розмерзання різних частин дренажної системи. Дренажна конструкція повинна бути розрахована так, щоб на першому етапі було забезпечено тимчасове розміщення води, що прибуває в дренуючий шар до початку роботи водовідвідних споруд, а на другому етапі вода своєчас-но та повністю відводилася б з основи. 5.4.2 Для запобігання небезпечній гідравлічній дії на матеріал і забезпече-ння його стійкості в дренуючому шарі під дією миттєвих повторних наванта-жень від автомобілів, що рухаються, повну товщину дренуючого шару, який працює за принципом осушення, визначають за формулою:
5.4.3 При проектуванні дренуючого шару із крупнозернистих пісків та ін-ших матеріалів із коефіцієнтом фільтрації більше, як 10 м/д, розрахунок його товщини ведуть за номограмою (рисунок 5.6). За відомим значенням qр (у ку-бічних метрах за добу на 1 м2 (формула 5.4) і Кф (у метрах за добу) на осі абсцис номограми знаходять величину qр /Кф і для відомого значення попереч-ного ухилу ґрунтової основи знаходять на осі ординат – hнас (м) при довжині шляху фільтрації L (м). При іншій довжині шляху фільтрації одержане значення hнас множать на відношення L /3, 5. Повну товщину дренуючого шару вираховують за формулою (5.8). За но-мограмою (рисунок 5.6) можна також знайти необхідний коефіцієнт фільтрації крупнозернистого піску при відомих значеннях qр, h, i, hнас, L.
Рисунок 5.6 – Номограма для розрахунку, дренуючого шару із грубозернистого піску при довжині шляху фільтрації L = 3, 5 м, де цифри на кривих і – ухил основи дренуючого шару
5.4.4 Дренуючий шар, що проектується із середньо і дрібнозернистих пісків розраховують за допомогою номограми, наведеної на рисунку 5.7.
Рисунок 5.7 – Номограма для розрахунку товщини hнас дренуючого шару із середньо і дрібнозернистих пісків при довжині шляху фільтрації L =3, 5 м, де цифри на кривих i – ухил низу дренуючого шару
Для цього спочатку вираховують відношення qГ/Кф (де qГ – приплив води на 1 м дороги, м3/д та Кф – коефіцієнт фільтрації дренуючого матеріалу); qГ знаходять із урахуванням розрахункового об’єму припливу води qр за форму лою qГ= qр × В при односкатному поперечному профілі поперечному профілі проїжджої частини і За цією ж номограмою можна знайти необхідний коефіцієнт фільтрації матеріалу при заданій товщині дренуючого шару і відомих інших параметрах. 5.4.5 Якщо загальна товщина дренуючого шару буде дуже великою, її можна зменшити таким чином: а) збільшити поперечний ухил низу дренуючого шару; б) замінити матеріал дренуючого шару на пісок із більшим коефіцієнтом фільтрації; в) замінити вид ґрунту верхньої частини земляного полотна на інший, із меншим притоком води в розрахунковий період; г) зменшити приплив води за допомогою заходів, наведених у 5.1.17; д) зменшити зволоження місцевості шляхом пониження рівня ґрунтової води; е) при великих поздовжніх ухилах для пониження Кувіг, а значить, і qр, необхідно влаштувати поперечні прорізи мілкого закладення; ж) при питомому притоці води qр понад 0, 005 м3/д влаштувати вздовж країв проїзної частини поздовжні трубчасті дрени. 5.4.6 Дренуючий шар у дренуючій конструкції з поглибленими поздовж-німи рівчаками (рисунок 5.8), які прискорюють процес руху води в дрібному та середньозернистому піску, розраховують за допомогою номограми (рисунок 5.9). За цими номограмами залежно від виду піску, розрахункового об'єму припливу води в дренажному шарі qр , коефіцієнта фільтрації дренуючого мате-ріалу Кф, ухилу низу дренуючого шару і довжини шляху фільтрації L, визна-чають hнас, а потім за формулою (5.8) повну товщину дренуючого шару hп. За цими номограмами також можна знайти необхідний коефіцієнт фільтрації піску, якщо відомі інші параметри дренажної конструкції.
1 – труба діаметром 80 – 150 мм або трубофільтр діаметром 50 – 100 мм; 2 – бетонна підго-товка, бетон марки М 100; 3 – щебінь або гравій із розмірами зерен 5 – 10 мм; 4 – конструк-ція тротуарів; 5 – бортовий камінь; 6 – бетон марки М 200; 7 – конструкція дорожнього одягу.
Рисунок 5.8 – Схема влаштування супутнього дренажу мілкого закладання у виїмці (заглиблений поздовжній рівчак із трубчастою дреною)
а) б)
Рисунок 5.9 – Номограма для розрахунку дренуючого шару з піску в конструкції із поглибленими поздовжніми рівчаками (- - - і = 0, 02; – і = 0, 04): а) дрібнозернистого; б) середньозернистого
Що підлягають реконструкції
5.5.1 При проектуванні реконструкції дороги дренажні споруди треба призначати з урахуванням стану старої дороги і її дренажної системи, а також прийнятих технічних рішень щодо перебудови – підсилення дорожнього одягу, підсилення з поширенням, повна перебудова. Якщо нову дренажну систему проектують у межах поширення проїжджої частини і узбіччя, то для підсилення фільтрації води в старому підстиляючому шарі необхідно новий дренуючий шар влаштовувати з поглибленням по відношенню до низу старого (рисунок 5.4). 5.5.2 На ділянках, де дренуючий шар під частиною дорожнього одягу влаштований тільки на ширину проїжджої частини, доцільна конструкція нового дренажу, в якій для відводу води слугує піщаний шар, що укладений на всю ширину узбіччя. 5.5.3 На ділянках, де в існуючому дорожньому одязі немає піщаного шару (або пісок замулився так, що втратив фільтруючі властивості), новий дреную-чий шар потрібно влаштовувати в межах поширеної проїжджої частини тротуа-рів або смуги укріплення та узбіччя з деяким заглибленням відносно низу старого одягу (але не менше за 5 – 7 см), якщо для забезпечення необхідної міцності частини одягу, що поширюється, не потрібно більш товстого шару піску. 5.5.4 На ділянках повної перебудови доріг і значного підвищення існую-чих позначок земляного полотна заходи щодо забезпечення осушення активної зони та нового одягу суттєво не відрізняються від прийнятих при новому будів-ництві. 5.5.5 У виїмках і на ділянках з нульовими відмітками при несприятливих ґрунтово-гідрологічних умовах, що призводять до значного надходження води в основу проїжджої частини, для швидкого відводу води з дренуючого шару може бути застосований поздовжній дренаж з трубчастими поперечними випус-ками. 5.5.6 Принципи розрахунку дренуючого шару вулиць та міських доріг, які реконструюються, такі самі, як і при новому будівництві. Необхідно забезпечи-ти тимчасове розміщення води на початку весни і своєчасний її відвід у дре-нуючому матеріалі в кінці розмерзання дренуючої конструкції. 5.5.7 При значних поздовжніх ухилах необхідно передбачати заходи щодо запобігання руху води в дренуючому шарі під ухил.
Додатки до ВБН В.2.3-218-186-2004 *) Шар 13 влаштовується у випадку, коли не задовольняються умови щодо морозостійкості. *) Шар 13 влаштовується у випадку, коли не задовольняються умови щодо морозостійкості. ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ
Споруди транспорту
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-09; Просмотров: 398; Нарушение авторского права страницы
, (2.1)
. (2.2)
визначають за формулою: 
при 
; 
, (3.1)
, (3.4)
, (3.5)
(3.6)
(3.7)
(3.8)
(3.9)
, (3.12)
0, 1γ срzопtg( 
), (3.13)
наведені в додатку Д, таблиці Д.7 – Д.8
)
від одиничного тимчасового навантаження. Для цього приводять багатошарову конструкцію до двохшарових моделей (3.5.2 та 3.5.3).
(у сантиметрах), залежно від типу дорожнього одягу: 
, (4.1)
глинистих і суглинистих ґрунтів (см), визначену для ймовір-ності перевищення 5 %. Для супісків, дрібних та пилуватих пісків отримані за картою значення 
. (4.2)
(см2/д) визначають за картою ізоліній 
. (4.3)
при 
, знайти його значення на вертикальній осі номограми, провести горизонтальну пряму до перетину з кривою, яка відповідає відношенню розрахункової глибини про-мерзання Zp до розрахункової глибини залягання рівня підземної води H, тобто 
, і, перенісши цю точку на горизонтальну вісь, отримати значення 
, звідки, знаючи Zp, визначити Z1.
(4.4)
, тобто деформацію морозного здимання знаходять за номогра-мою (рисунок 6.1) у зворотній послідовності, беручи замість відношення 
на осі абсцис відношення 
; за відомим відношенням 
, звідки знаходять 
. Отримане значення морозного здимання не повинно перевищувати допустимого для даного типу дорожнього одягу (пункт 4.3)
. (4.5)
, (5.1)
, (5.2)
, 
, 
, (5.3)
, (5.4)
, (5.5)
та 
, 
. (5.6)
, (5.7)
, (5.8)
при двохскатному профілі (де В – ширина проїжджої частини, м). Потім за номограмою (рисунок 5.7) при відомих значеннях qГ/Кф і поперечного ухилу ґрунтової основи та при заданій довжині шляху фільтрації знаходять величину hнас. За формулою (5.8) визначають повну товщину дреную-чого шару.
