Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Проектирование дорог

Проектирование дорожных одежд полужесткого и нежесткого типа


Проектирование дорожных одежд полужесткого и нежесткого типа

Покрытие дорожных одежд нежесткого и полужесткого типа назначается в зависимости от состава и интенсивности ожидаемого на дороге движения на перспективу 8—15 лет.

Так как действие на покрытие автомобилей разных типов неодинаково, при расчете дорожных одежд ориентируются на расчетные автомобили, т. е. на автомобили с определенными нагрузкой на ось, давлением воздуха в шине, определяющим величину напряжения на поверхности покрытия по следу колеса р, кг/см2, площадью следа колеса а, см2.

При конструировании дорожных одежд, по рекомендациям МАДИ, в РСФСР рекомендуют исходить из следующих соображений.

Разнотипные автомобили приводят к расчетному типу, умножая ожидаемое в расчетный год количество автомобилей каждой марки на коэффициент приведения кш по табл. 24. Полученные величины суммируют и получают расчетную интенсивность потока из автомобилей марки HP, действие которого на дорожную одежду равноценно действию ожидаемого на перспективу потока. По интенсивности потока автомобилей, приведенных к нагрузке HP, рассчитывают толщину слоев дорожной одежды.

Тогда число расчетных автомобилей будет: Nр = 4000(1,0X0,2 + 0,1X0,1 + 0,02X0,3) = 864 автомобиля/сутки.

Автомобили с нагрузкой менее 4 т на ось в расчет не принимаются, так как они на прочность дорожной одежды существенного влияния не оказывают.

Дорожную одежду проектируют, исходя из следующих соображений.

Общая прочность дорожной одежды и земляного полотна определяется величиной допускаемого упругого прогиба под колесом расчетного (HP) автомобиля. Требуемый нормативный или расчетный прогиб по рекомендации МАДИ и Министерства строительства и эксплуатации автомобильных дорог РСФСР определяют по графику рис. 95 в зависимости от суммарного количества автомобилей, приведенных к нагрузке HP, которые должка выдержать дорожная одежда за весь срок службы (верхняя шкала) или при интенсивности движения в автомобилях, приведенных к нагрузке HP в сутки (нижняя шкала). Интенсивность движения в сутки в расчетный год определяют по суммарному количеству автомобилей расчетом, исходя из расчетного срока службы покрытия проезжей части. Типы дорожных покрытий приведены в табл. 25.

По допускаемому общему (нормативному) прогибу определяют требуемые (нормативные) модули упругости дорожной одежды.

Кроме того, на покрытие непосредственное воздействие оказывают атмосферные факторы, такие, как изменение температуры, вызывающие температурные напряжения, и осадки, увлажняющие покрытие и ослабляющие его прочность. Особенно сильно проявляется совместное действие осадков и температурных напряжений при снижении температуры и переходе ее через 0°С, когда вода, проникшая в поры дорожной одежды, замерзает, увеличивается в объеме и вызывает образование трещин или выкрашивание мелких агрегатов.

Нижние слои в меньшей степени подвергаются действию атмосферных факторов и в основном передают нагрузку от колес подвижного состава, распределяя ее на большую площадь и, следовательно, уменьшая величину напряжений, возникающих в дорожной одежде.

Поэтому дорожную одежду проектируют так, чтобы у поверхности располагались слои из наиболее прочных материалов, хорошо сопротивляющихся износу, а внизу — более дешевые, менее прочные материалы.

Под действием нагрузки слои дорожной одежды из связных материалов изгибаются и в нижней их части возникают напряжения растяжения при изгибе. Так как большинство материалов, применяемых для устройства дорожных одежд, сопротивляются растяжению значительно хуже, чем сжатию, в нижней части слоя могут возникнуть трещины, после появления которых сопротивление изгибу еще более снизится и покрытие разрушится.

Исследования показывают, что чем больше различаются величины модулей упругости смежных слоев, тем больше возникающие в верхних слоях напряжения растяжению при изгибе. При этом напряжения в тонких слоях незначительны и достигают наибольшей величины в слоях толщиной 8 см, а затем опять снижаются при увеличении толщины слоя. Поэтому при проектировании не следует назначать смежные слои из материалов с сильно различающимися по величине модулями упругости.

С целью создания более износостойкой поверхности для верхнего слоя покрытия рекомендуют использовать материалы из тщательно подобранных смесей, обладающих большей плотностью (закрытые смеси). В нижние слои возможно применять более дешевые, менее плотные (открытые) смеси.

Тип покрытия выбирают исходя из размеров перспективного движения. При движении интенсивностью более 350 автомобилей, приведенных к нагрузке HP, следует устраивать покрытия из горячего асфальтобетона. При движении до 350 расчетных автомобилей возможно применение также и теплых смесей. При интенсивности движения менее 250 автомобилей можно укладывать облегченные покрытия, однако при значительном количестве в потоке тяжелых автомобилей с нагрузкой на ось более 6 т предпочтение следует отдавать капитальным покрытиям.

При легком движении и общей интенсивности, включая легковые, менее 250 автомобилей/сутки возможно применение покрытий переходного типа. Однако надо иметь в виду, что такие покрытия при движении тяжелых автомобилей быстро изнашиваются, их поверхность становится неровной, и в сухую погоду они сильно пылят, что повышает опасность аварий и происшествий. Поэтому применение покрытий переходного типа возможно лишь при движении небольшой интенсивности.

Верхний слой основания должен обладать достаточной жесткостью, чтобы под действием нагрузки его прогиб был меньше возможного прогиба покрытия. Так как битумы при понижении температуры становятся менее вязкими, то модули упругости слоев из битумоминеральных смесей повышаются с понижением температуры. Поэтому при проверке прочности покрытия на изгиб следует брать значения модулей упругости, соответствующие низким температурам, близким к 0 °С. Практически при тяжелом движении верхний слой основания под асфальтовый бетон следует назначать из щебня или гравия, укрепленного битумом или цементом. При интенсивности движения менее 250 автомобилей, приведенных к нагрузке HP, верхний слой основания под покрытие капитального типа можно устраивать из щебня или грунта, укрепленного цементом.

При использовании в основании грунтов, укрепленных цементом, надо иметь в виду возможность образования в них усадочных, а в суровых климатических условиях и температурных трещин. Во избежание повторения трещин в покрытии толщина вышележащих слоев должна быть не менее 10 — 12 см.

Нижний слой основания назначают исходя из наличия местных материалов с таким расчетом, чтобы получить необходимую величину общего модуля упругости всей конструкции. На территории II и III дорожно-климатических зон в местах, относящихся ко второму и третьему типам местности по условиям увлажнения, толщина нижнего слоя может быть увеличена по условиям требований морозоустойчивости. В этих местах с целью уменьшения общей толщины дорожной одежды, а следовательно, и удешевления строительства следует рассматривать целесообразность варианта с устройством верхнего слоя земляного полотна (на отметке на 1 м ниже бровки) из устойчивых непылева-тых супесчаных грунтов, обеспечивающих более высокий расчетный модуль упругости.

Поверхность дорожной одежды для обеспечения хорошего сцепления с колесом автомобиля должна быть шероховатой. Шероховатость обеспечивается как прочностью щебня, применяемого в смесях для устройства покрытия, так и подбором соответствующих составов смеси. Если же в покрытии приходится использовать щебень шлифующихся или малопрочных пород камня, то проектируют устройство дополнительных шероховатых поверхностных обработок с применением клинца и каменной мелочи из высокопрочных пород. Составы смесей для создания шероховатых поверхностей рассматриваются в курсе дорожно-строительных материалов.

Общее количество слоев дорожной одежды из различных материалов не должно быть большим, так как это усложняет технологию производства работ.

Из пористых слоев дорожной одежды в I—III дорожно-климатических зонах необходимо предусматривать отвод воды с помощью дренажей или же устраивать слои из пористых материалов на всю ширину земляного полотна.

В случае укладки слоя из крупного щебня на глинистый, суглинистый или пылеватый грунты между ними следует укладывать промежуточный слой толщиной не менее 5 см из шлака, высевок, песка, укрепленного вяжущим грунта или других материалов, не переходящих в пластичное состояние при увлажнении. Этот слой должен предотвратить проникание грунта в слой щебня.

При реконструкции дорог с твердой одеждой необходимо определить возможность ее использования в основании проектируемой. Для этого существующую одежду осматривают, оценивая ее ровность, и определяют ее прочность в весенний период при оттаивании грунта, измеряя модуль упругости прогибомером ЦНИЛ-МАДИ или загружением круглого штампа по инструкции ВСН 46-60. Сравнивая величину измеренного модуля упругости с требуемым по расчету, проектируют покрытие и утолщение или перестройку всей одежды.

Исходя из состава и интенсивности ожидаемого на перспективу движения и условий снабжения дорожно-строительными материалами, назначают тип покрытия и материалы слоев основания. Слои из наиболее ценных материалов назначают наименьшей допускаемой по конструктивным условиям толщины; слои назначенной толщины из связных материалов проверяют на Изгиб, определяют модули упругости дорожной одежды по слоям и по расчету получают толщину слоя из наиболее дешевых местных материалов. В необходимых случаях, когда экономичность принятой конструкции не очевидна, производят дополнительные расчеты по вариантам, изменяя толщину отдельных слоев.





Похожие статьи:
Исполнительные чертежи

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Проектирование дорог

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум