Задачі і принципи конструювання

 

2.1.1 Проектування дорожнього одягу нежорсткого типу являє собою єди-ний процес конструювання й розрахунку дорожньої конструкції (системи до-рожній одяг плюс робочий шар земляного полотна) на міцність, морозостій-кість і осушення з техніко-економічним обґрунтуванням варіантів з метою вибору найбільш економічного за даних умов.

2.1.2 Задачі конструювання дорожнього одягу нежорсткого типу:

- вибір типу покриття;

- призначення кількості конструктивних шарів основи (додаткової основи;

- розміщення шарів у конструкції і попереднє призначення їх товщин;

- попередня оцінка необхідності призначення додаткових морозозахисних заходів з урахуванням дорожньо-кліматичної зони, типу ґрунту робочого шару земляного полотна та схеми зволоження робочого шару на різних ділянках;

- попередня оцінка необхідності призначення заходів для осушення кон-струкції, а також для підвищенню тріщиностійкості конструкції;

- оцінка доцільності зміцнення чи поліпшення верхньої частини ро-бочого шару земляного полотна;

2.1.3 При конструюванні дорожнього одягу нежорсткого типу необхідно керуватися наступними принципами:

а) тип дорожнього одягу та вид покриття, конструкція дорожнього одягу в цілому повинні задовольняти транспортно-експлуатаційні вимоги, які став-ляться до дороги певної категорії з очікуваним у перспективі складом й інтен-сивністю руху, з урахуванням зміни інтенсивності протягом заданих міжре-монтних термінів і передбачуваних умов ремонту й утримання;

б) конструкція одягу може бути прийнята типовою чи розроблена індиві-дуально для кожної ділянки або ряду ділянок дороги, що характеризуються подібними природними умовами (ґрунт робочого шару земляного полотна, умови його зволоження, клімат, забезпеченість місцевими дорожньо-буді-вельними матеріалами і т. ін.) з однаковими розрахунковими навантаженнями. При виборі конструкції дорожнього одягу для даних умов перевагу варто віддавати перевіреній на практиці в даних умовах типовій конструкції;

в) у районах, недостатньо забезпечених стандартними кам'яними матеріа-лами, допускається (при відповідному обґрунтуванні) застосовувати місцеві кам'яні матеріали, побічні продукти промисловості та ґрунти, властивості яких можуть бути поліпшені шляхом їх обробки в'яжучими матеріалами (цемент, бітум, вапно, активні золи віднесення і т. ін.) Одночасно треба прагнути до створення конструкції по можливості найменш матеріалоємної;

г) конструкція повинна бути технологічною й забезпечувати можливість максимальної механізації й автоматизації дорожньо-будівельних процесів. Для досягнення цієї мети кількість шарів і видів матеріалів у конструкції повинна бути мінімальною;

д) при конструюванні необхідно враховувати реальні умови проведення будівельних робіт (літня чи зимова технологія і т. ін.) і досвід служби доріг у конкретному заданому районі.

2.1.4 При призначенні видів покриття і основ для різних варіантів кон-струкцій дорожнього одягу нежорсткого типу слід враховувати положення діючих стандартів і норм на дорожньо-будівельні матеріали і вироби та норми проектування автомобільних доріг (ДБН В.2.3-4, ВБН В.2.3-218-002).

2.1.5 При виборі матеріалів для влаштування шарів дорожнього одягу нежорсткого типу необхідно враховувати такі положення:

а) покриття і верхні шари основи повинні відповідати проектним наванта-женням і бути водо-, морозо- і термостійкими;

б) конструкція дорожнього одягу в місцях зупинок громадського транс-порту, на регульованих перехрестях і в інших місцях зміни швидкості руху чи на затяжних спусках повинна забезпечувати підвищений опір зсуву при високих літніх температурах. Для забезпечення цієї вимоги в покритті перед-бачають застосування тільки зсувостійких асфальтобетонних сумішей типу А і Б, щільних сумішей, а в основі – крупнозернистих асфальтобетонних сумішей або кам'яних матеріалів, укріплених цементом.

2.1.6 При виборі матеріалу для верхнього шару основи треба враховувати категорію дороги, тип покриття, а також і те, що шари, які містять органічне в'яжуче, мають кращі деформаційні якості і теплофізичні властивості, ніж матеріали та ґрунти, укріплені неорганічними в'яжучими. Однак, матеріали, що містять органічне в'яжуче, дуже чутливі до високої температури, за якої змен-шується їх зсувостійкість, чи негативної температури, що призводить до підви-щення їхньої крихкості.

На магістральних дорогах з важким і швидкісним рухом, основи потрібно влаштовувати переважно з укріплених матеріалів.

При влаштуванні щебеневих шарів необхідно забезпечити відсутність вільної води в цьому шарі.

Оскільки піщана основа після ущільнення стає малопроникною, необхідно передбачати в цьому випадку для відведення вільної води спеціальні дренуючі шари.

2.1.7 Товщину шарів з матеріалів, що містять органічне в’яжуче й укладених на верхній шар основи із матеріалів, укріплених цементом, для обмеження появи «відбитих» тріщин на покритті потрібно приймати не меншою за товщину шарів, укріплених цементом. При цьому мінімальна товщина шарів з органічним в’яжучим не повинна бути меншою за 12 см для полегшених покриттів і 16 – 18 см для капітальних.

У випадку застосування матеріалів, укріплених комплексними в’яжучи-ми, а також такими, що повільно твердіють і гідравлічними в’яжучими, товщи-на шару може бути знижена на 20 %, в умовах спекотних і сухих районів до-рожньо-кліматичної зони У-ІV та 12 – 15 районів (додаток В) – на 30 %; на до-рогах IV категорії з покриттями з чорних сумішей товщина шару покриття може скласти 6 – 8 см.

2.1.8 Асфальтобетонні покриття на цементобетонній основі можуть бути одно-, дво- і тришаровими. Товщина шару асфальто- і цементобетону визначається розрахунком, але не повинна бути меншою за значення, приведені у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1

 

Клас бетону	Межа міцності бетону на розтяг при згині, МПа (кгс/см2)	Товщина h асфальтобетону (цементобетону), см при інтенсивності розрахункового навантаження, авт./д
		більше 2000	1000 – 2000	500 – 1000	100 – 500
1	2	3	4	5	6
Вbtb 1, 5	2, 0 (20)	18, 0	17, 0	17, 0	16, 0
		22, 0	21, 0	20, 0	19, 0
Вbtb 1, 75	2, 5 (25)	18, 0	18, 0	18, 0	16, 0
		19, 0	18, 0	17, 0	17, 0

Кінець таблиці 2.1

 

1	2	3	4	5	6
Вbtb 2, 4	3, 0 (30)	17, 0	16, 5	16, 5	16, 0
		18, 0	17, 0	16, 0	16, 0
Вbtb 2, 8	3, 5 (35)	16, 5	16, 0	16, 0	14, 0
		17, 0	17, 0	16, 0	16, 0
Примітка 1. Значення товщини h асфальтобетону (цементобетону) приведені при добових коливаннях температури на поверхні асфальтобетону, цементобетону Аn = 15 °С. Примітка 2. У чисельнику приведені значення товщини асфальтобетонного покри-ття, у знаменнику – цементобетонної основи.

 

При інших добових коливаннях температури товщина шару асфальто-бетону визначається за формулою:

 

,                                              (2.1)

 

цементобетону – за формулою:

 

.                                             (2.2)

 

Значення очікуваного добового перепаду А_n 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.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: