Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Реконструкция автомобильных дорог

Обследование дорожных одежд


Обследование дорожных одежд

На участках реконструируемых дорог, на которых трасса не меняется в плане и продольном профиле, должны быть проверены размеры конструктивных слоев и прочность существующей дорожной одежды в расчете на возможность пропуска по ней перспективного движения.

Исходными данными при обследованиях служит документация, получаемая в дорожно-эксплуатацпонных организациях. На дорогах, сравнительно недолго находившихся в эксплуатации, после проверки на небольшом числе участков соответствия фактической конструкции дорожной одежды имеющейся документации, прочность одежды может быть оценена расчетом. Однако на старых дорогах из-за износа дорожной одежды трудно установить надежные значения модулей упругости или деформации ее конструктивных слоев. Кроме того, места, многократно подвергавшиеся ремонту, в документации, часто неточно привязываются к пикетажу дороги.

Поэтому расчеты прочности дорожных одежд оказываются недостаточно надежными и при изысканиях для реконструкции бывает необходимо проводить промеры толщины дорожной одежды и оценивать ее прочность экспериментально для определения объема работ по усилению.

Для определения фактической ширины покрытия на обочинах отрывают поперечные ровики шириной 0,2—0,25 м. Это дает возможность избежать ошибок в результатах измерения, которые могли возникнуть из-за загрязнения краев дорожной одежды и скатывания материала щебеночных и гравийных покрытий на обочину.

Для характеристики материалов и размеров конструктивных слоев существующей дорожной одежды в покрытии бурят при помощи прицепных буровых станков скважины диаметром Ю—15 см. Из монолитных покрытий получают неповрежденные керны. В покрытиях из малосвязных материалов толщину слоев измеряют в лунке.

При отсутствии бурового оборудования приходится пробивать вручную лунки диаметром 20—30 см. Толщину слоев дорожной одежды измеряют с точностью до 1 см.

На каждом поперечнике закладывают три лунки — по оси покрытия и в 0,6—0,8 м от кромок покрытия. Лунки располагают на незатронутых выбоинами участках покрытия.

Поперечники для промеров назначают в зависимости от типа дорожной одежды и частоты изменения ее конструкции через 100—400 м. При этом основываются на технической документации о существующих дорожных одеждах и на результатах рекогносцировочного осмотра состояния покрытия. При осмотре фиксируют наличие трещин на покрытии, колейности, просадок и проломов, взбугривания, искажения продольного и поперечного профилей. Характерный вид сетки трещин, образующихся при недостаточной прочности дорожной одежды на слабом переувлажненном земляном полотне, позволяет выявить места, требующие проведения коренных улучшающих мероприятий. В местах резкого изменения гидрогеологических условий местности измерение прочности следует выполнять, даже если на покрытии не заметно следов деформаций.

Наиболее эффективны обследования дорожной одежды в периоды ее наименьшей прочности — переувлажнения грунтового основания весной и осенью. В это время на дорожной одежде появляются деформации, свидетельствующие о недостаточном сопротивлении нагрузкам, которые впоследствии при просыхании земляного полотна сглаживаются движением, иногда становясь полностью незаметными.

Использование для оценки прочности дорожных одежд расчетных методов требует надежного знания характеристик прочности материалов отдельных конструктивных слоев. Для проектирования новых дорог пользуются, как известно, их средними значениями, приведенными в инструкциях по расчету толщины дорожной одежды. Надежные данные для дорожных одежд, находившихся в эксплуатации и подвергшихся процессам износа и старения, в нормативной литературе отсутствуют. Поэтому при расчетах приходится пользоваться минимальными значениями нормативных величин, приводимых в таблицах, или вводить малообоснованные коэффициенты снижения прочности, что, конечно, может приводить к недостаточно точным результатам.

В последние годы наибольшее распространение получает метод непосредственного определения прочности дорожной одежды пробными нагрузками.

Методика испытаний дорожных одежд пробными нагрузками вначале была аналогична испытаниям грунтов. Нагрузку прилагали к покрытиям через круглый металлический штамп постепенно возрастающими ступенями, выдерживая каждую ступень до прекращения осадки. Испытания занимали много времени.

В последние годы прочность дорожных одежд оценивают по величине прогиба поверхности покрытия под спаренными колесами грузового автомобиля с нагрузкой на колесо и давлением на покрытие, равным расчетным. Расчетную нагрузку Н-10 можно создать при помощи автомобиля МАЗ-500, загруженного песком или щебнем. Нагрузка задней оси на покрытие должна составлять 10 тс при внутреннем давлении в шинах 6,5 кгс/см2.

Испытания прочности дорожных одежд проводят на участках, однородных по конструкции через каждые 200—250 м. На каждом участке измеряют прогиб в двух-трех точках через 5—10 м вдоль дороги на полосе наката.

Для измерения прогибов используют рычажные прогибомеры ЦНИЛ — МАДИ, основанные на той же идее, что и принятые за границей «балки Бенкельмана». Прогибомер представляет собой раздвижной рычаг, свободно вращающийся на горизонтальной оси, которая укреплена на станине, имеющей три опорные точки. Расстояние от опор станины до конца рычага превышает длину волны прогиба распространенных в настоящее время дорожных одежд. Процесс испытаний сводится к следующему. Автомобиль наезжает задними спаренными колесами на место на покрытии в пределах полос наката, где необходимо измерить прогиб. Не ранее чем через три минуты после этого на покрытии устанавливают прогибомер так, чтобы его рычаг, свободно проходя между спаренными колесами, прочно опирался в середине отпечатка колес на покрытие. После снятия начального отсчета по индикатору автомобиль отъезжает не менее чем на 5 м в следующее место испытаний. Покрытие, с которого снята нагрузка, начинает постепенно восстанавливать первоначальное положение. Процесс восстановления считают окончившимся, если в течение 10 с отсчеты по индикатору меняются не более чем на 0,01 мм.

Могут быть применены также прицепные установки динамического нагружения, в которых на покрытие действует ударная нагрузка от груза, падающего на пружину, установленную на штампе диаметром 34 см. Давление ударной нагрузки подбирается равным давлению расчетного автомобиля, а продолжительность действия, принимаемая близкой к 0,02 с, соответствует продолжительности нагрузки от колес автомобилей.

Если величины прогибов измеренных тем или иным способом в двух смежных точках покрытия отличаются не более чем на jO—15%, за характеристику прочности принимают среднее арифметическое из измерений. При большем расхождении проводят третье дополнительное измерение в точке, отстоящей от первых двух на 5—10 м. Среднее берут из результатов двух измерений, отличающихся не более чем на 15%.

Прочность дорожной одежды, характеризуемую эквивалентным модулем упругости, определяют по формулам теории расчета дорожных одежд по упругим деформациям, используя имеющиеся инструкции.

Поскольку водно-тепловой режим земляного полотна меняется в течение года, испытания прочности дорожной одежды необходимо проводить в период ее наибольшего ослабления весной. Практически это не всегда удается сделать, так как продолжительность этого периода невелика, а интенсивность переувлажнения земляного полотна, связанная с осенне-зимним температурным циклом, меняется в разное время. Предложен ряд методов введения поправочных коэффициентов для приведения результатов замеров к наихудшему «расчетному» состоянию грунта земляного полотна.

Опыт показывает, однако, что прочность дорожной одежды часто имеет различные значения на расположенных в непосредственной близости друг от друга участках. Выборочные испытания, проводимые при помощи установок статического и динамического нагружения, далеко не во всех случаях улавливают эту разницу в несущей способности одежд. Кроме того, при большом числе испытаний производительность работ все же низка. Поэтому возникла потребность в непрерывной оценке прочности дорожной одежды на всем протяжении.

В начале 60-х годов во Франции появились подвижные установки, измеряющие прочность дорожных одежд при медленном проезде по дороге испытательного автомобиля. Они получили распространение в ряде стран. Такие установки дают возможность оценивать прочность больших маршрутов в неблагоприятные периоды года, поскольку их суточная производительность превышает скорость продвижения на север весеннего оттаивания грунтового основания и вскрытия пучин.

Эквивалентный модуль оценивают расчетом по формулам многослойных систем теории упругости по кривизне чаши прогиба под колесом автомобиля. На колеса задней и средней осей автомобиля надета бесконечная лента. Среднее колесо автомобиля является ведомым и разгружено. Оно служит только для прижимания собственным весом ленты к покрытию. Кривизна прогнувшейся дорожной одежды под задним колесом, нагруженным до величины рас-етной нагрузки, измеряется по изгибу тонких упругих металлических пластин размером 400X50X1,5 мм, приклепанных к ленте.

Рис. 1. Линейный график прочности дорожной одежды:

Величина кривизны пластин непрерывно записывается тензо-метрическими датчиками на осциллограф. На каждом типе дорожной одежды необходимо провести предварительные корреляционные сравнительные измерения эквивалентного модуля упругости пробными загружениями жесткого штампа.

Конечным итогом определения прочности дорожной одежды должен быть график эквивалентных модулей упругости существующей одежды и схемы необходимого ее усиления.





Похожие статьи:
Экономический критерий очередности реконструкции участков автомобильных дорог

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Реконструкция автомобильных дорог

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум