РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ И УСТРАНЕНИЮ КОЛЕЙ
НА НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖДАХ
Часть 2
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО РАСЧЕТУ И ПРОГНОЗИРОВАНИЮ КОЛЕЕОБРАЗОВАНИЯ НА НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖДАХ
УТВЕРЖДЕНО распоряжением Росавтодора N ОС-556-р от 24.06.2002
УТВЕРЖДЕНО распоряжением Росавтодора N ОС-441-р от 17.05.2002
Рекомендации по устранению колей на нежестких дорожных одеждах разработаны по заданию Государственной службы дорожного хозяйства и предназначены для использования дорожными проектными и производственными организациями при определении и оценке степени колееобразования, расчете и прогнозировании возможной динамики этого процесса, а также при выборе методов и технологии работ по устранению и предупреждению образования колей.
Рекомендации состоят из 3 частей, каждая из которых имеет самостоятельное значение.
Первая часть - содержит методику измерений и оценки эксплуатационного состояния дорог по глубине колеи. Ввиду отсутствия в дорожных организациях специальных передвижных дорожных лабораторий, оснащенных современным измерительным оборудованием, предлагается производить измерение глубины и параметров колеи с использованием укороченной двухметровой рейки. Дается шкала оценки глубины колеи по степени ее опасности для движения автомобилей.
Вторая часть - содержит методику расчета и прогнозирования возможного развития процесса колееобразования на перспективу 5 лет и более с учетом интенсивности, состава движения и доли тяжелых грузовых автомобилей исходя из прочности дорожной конструкции, свойств материалов слоев дорожной одежды и грунта земляного полотна, природно-климатических условий и других эксплуатационных факторов.
Третья часть - содержит непосредственно практические методы и рекомендации по ликвидации и предупреждению образования колеи.
Все методы борьбы с колееобразованием разделены на четыре группы:
- организационно-технические мероприятия по снижению темпов колееобразования;
- методы ликвидации колей без устранения или с частичным устранением причин образования колей;
- методы ликвидации с устранением причин образования колей;
- методы предупреждения образования колей.
Конкретный метод и технологию борьбы с колееобразованием выбирают в каждом случае на основе анализа результатов обследования общего состояния дороги, выявления причин образования колей, их глубины, геометрических параметров и протяженности, интенсивности и состава движения, с учетом финансовых и материально-технических возможностей, сроков выполнения работ и других факторов.
Методические рекомендации предназначены для расчета и прогнозирования колееобразования на нежестких дорожных одеждах вследствие накопления остаточных деформаций в грунте земляного полотна, слоях основания и покрытия, а также структурного разрушения каменного материала. Рекомендации следует применять для вновь проектируемых и эксплуатируемых дорог.
Методика основывается на результатах теоретических и экспериментальных исследований, выполненных на кафедре строительства и эксплуатации дорог МАДИ (ГТУ), с использованием данных исследований Союздорнии, ГУП Росдорнии и др.
Методика разработана временным творческим коллективом, созданным при ООО "МАДИ-Путь", в составе: д-ра техн. наук А.П.Васильева (научный руководитель), д-ра техн. наук Ю.М.Яковлева (ответственный исполнитель), канд. техн. наук М.Г.Горячева, инж. С.В.Лугова, инж. М.Ю.Расторгуева (МАДИ ГТУ); д-ра техн. наук А.В.Руденского (ГУП Росдорнии).
1.1. Методические рекомендации предназначены для расчета и прогнозирования колееобразования на нежестких дорожных одеждах вследствие накопления остаточных деформаций в грунте земляного полотна, слоях основания и покрытия, а также структурного разрушения каменного материала. Рекомендации следует применять для вновь проектируемых и эксплуатируемых дорог.
1.2. Методика расчета и прогнозирования колееобразования предусматривает:
1.2.1. Сбор и обработку исходных данных.
1.2.2. Расчет и прогнозирование накопления остаточных деформаций в земляном полотне.
1.2.3. Расчет и прогнозирование накопления остаточных деформаций в слоях основания, не содержащих органическое вяжущее.
1.2.4. Расчет и прогнозирование накопления остаточных деформаций в слоях асфальтобетона и других битумосодержащих слоях.
1.2.5. Определение общей глубины колеи на основе результатов, полученных в п.п.1.2.2.-1.2.4.
2.1. Сбор исходных данных включает получение сведений об интенсивности движения, конструкции дорожной одежды и фактической влажности грунта земляного полотна.
2.1.1. Фактическую интенсивность и состав движения в первый год после сдачи дороги в эксплуатацию определяют по окончании строительства или реконструкции путем непосредственных наблюдений на дороге в теплый период года (устойчивая положительная температура воздуха). При этом следует использовать методику, изложенную в приложении 6 Правил диагностики и оценки состояния автомобильных дорог ВСН 6-90.
Полученные результаты заносят в табл.2.1.
Таблица 2.1.
Результаты учета движения на дороге ............................................ км...................
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
|
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
|
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
|
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
|
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
|
Автобусы |
|
Тягачи с прицепами |
Те же измерения производят во второй год эксплуатации.
2.1.2. Конструкцию дорожной одежды (материалы слоев, их толщины и тип грунта земляного полотна) определяют по данным проекта либо бурения дорожной одежды.
2.1.3. Расчетные характеристики грунта земляного полотна (влажность, угол внутреннего трения, модуль упругости) определяют по данным полевых и лабораторных испытаний или по проектной документации.
Влажность грунта, принимаемую за расчетную, определяют путем отбора проб грунта при бурении, которое производят в весенний период наибольшего увлажнения грунта в местах нулевых отметок или выемок (при их наличии). При невозможности получения фактических данных о влажности грунта допускается ориентировочное определение расчетной влажности по приложению 2. Для полученного значения расчетной влажности по приложению 2 назначают угол внутреннего трения грунта, используемый в дальнейших расчетах.
2.2. Интенсивность движения грузовых автомобилей, приведенную к расчетной нагрузке 100 кН на ось (50 кН на колесо), вычисляют по формуле:
, (2.1)
где или - количество автомобилей в сутки по типам из табл.2.1, авт./сут;
или - коэффициенты приведения автомобилей различного типа к расчетной нагрузке (см. табл.2.2).
Таблица 2.2
Коэффициенты приведения автомобилей различных типов к расчетной нагрузке
N |
Типы автомобилей |
Значение |
1 |
Легковые автомобили |
0 |
2 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
0,005 |
3 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
0,2 |
4 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
0,7 |
5 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
1,25 |
6 |
Автобусы |
0,7 |
7 |
Тягачи с прицепами |
1,5 |
2.3. По данным об интенсивности движения, приведенной к расчетной нагрузке, в первый и второй годы эксплуатации вычисляют показатель изменения интенсивности движения грузовых автомобилей , используя формулу:
, (2.2)
где и - расчетная интенсивность движения в первый и во второй годы наблюдений.
При определении величины можно воспользоваться данными проектной документации.
3.1. Вычисление ожидаемого суммарного числа приложений расчетных нагрузок по годам эксплуатации дороги при определении остаточных деформаций в грунте земляного полотна осуществляют по формуле:
, (3.1)
где - коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним (см. табл.3.1);
- суточная интенсивность движения автомобилей, приведенных к расчетной нагрузке, в первый год службы дорожной одежды, авт./сут;
- коэффициент суммирования, определяемый по графику рис.3.1.
- показатель изменения интенсивности движения по годам;
- расчетное количество дней в году, соответствующее определенному состоянию дорожной одежды (см. табл.3.2);
- срок службы дорожной одежды (см. табл.3.3.), годы.
Таблица 3.1
Значения коэффициента, учитывающего число полос движения
Число полос движения |
Значения коэффициента для полосы номер |
||
1 |
2 |
3 |
|
1 |
1,0 |
- |
- |
2 |
0,55 |
- |
- |
3 |
0,5 |
0,5 |
- |
4 |
0,35 |
0,2 |
- |
6 |
0,3 |
0,2 |
0,05 |
Рис.3.1. График зависимости коэффициента суммирования от срока службы дорожной одежды;
цифры на кривых - значения показателя изменения интенсивности движения по годам
Таблица 3.2
Количество расчетных дней в году
Примерные географические границы |
Расчетные значения |
Зона распространения вечномерзлых грунтов севернее |
70 |
Севернее линии, соединяющей Онегу - Архангельск - Мезень - Нарьян-Мар, до Европейской части побережья |
145 |
Южнее линии, указанной выше, и севернее сорок восьмого меридиана - Ульяновск - Ижевск - Пермь - шестидесятый меридиан |
135 |
Южнее линии, соединяющей Онегу - Архангельск -Мезень - Нарьян-Мар, и севернее линии, соединяющей Смоленск - Калугу - Рязань - Саранск - сорок восьмой меридиан |
125 |
Севернее линии, соединяющей Белгород - Воронеж - Саратов - Куйбышев - Оренбург, до линии, указанной выше |
135 |
Севернее линии, соединяющей Ростов-на-Дону - Элисту - Астрахань, до линии, указанной выше |
145 |
Южнее линии, указанной выше (для Европейской части), южнее сорок шестой параллели (для остальных территорий) |
205 |
Восточная и Западная Сибирь, Дальний Восток (кроме Хабаровского и Приморского краев), ограниченные с севера семидесятой широтой, с юга - сорок шестой широтой |
130-150 (меньшие значения для центральной части) |
Хабаровский и Приморский края |
140 |
Таблица 3.3
Срок службы дорожной одежды
Категория дороги |
Тип дорожной |
Срок службы дорожной одежды (лет) в различных дорожно-климатических зонах |
||
I, II |
III |
IV, V |
||
I |
Капитальный |
15 |
18 |
20 |
II |
15 |
15 |
15 |
|
Капитальный |
15 |
15 |
15 |
|
III |
Облегченный |
12 |
13 |
14 |
Переходный |
8 |
8 |
8 |
|
Капитальный |
15 |
15 |
15 |
|
IV |
Облегченный |
10 |
10 |
11 |
Переходный |
8 |
8 |
8 |
|
V |
Облегченный |
10 |
10 |
11 |
Переходный |
8 |
8 |
8 |
Если дорожная одежда рассчитана по Инструкции ВСН 46-83, то определена перспективная интенсивность движения на одну полосу, приведенная к расчетному автомобилю . В этом случае для расчета величины следует пользоваться формулой:
. (3.2)
Для расчета суммарного числа приложений расчетной нагрузки в различные годы эксплуатации дорожной одежды в формулы (3.1) или (3.2) подставляют различные величины коэффициентов суммирования , которые определяют по графику (см. рис.3.1) для соответствующего срока службы одежды .
3.2. Вычисление остаточных деформаций в грунте по годам t производят по формуле:
, (3.3)
где - остаточная осадка в грунте земляного полотна, м;
- исходное значение остаточной осадки, определяемое по графику (см. рис.3.2), который построен для =30, =2 ( - средневзвешенный модуль упругости дорожной одежды, МПа; - модуль упругости грунта, МПа; - общая толщина слоев дорожной одежды, м; - диаметр круга, равновеликого отпечатку колеса расчетного автомобиля, равный 0,37 м);
, (3.4)
- число слоев в дорожной одежде;
и - модуль упругости материала и толщина i-того слоя;
- коэффициент, учитывающий поправку на фактическое соотношение , определяемый по табл.3.4 (при =30, принятом при построении графика на рис.2 - =1,0);
- коэффициент, учитывающий поправку на фактическую относительную толщину дорожной одежды , определяемый по табл.3.5 (при =2, принятом при построении графика на рис.2 - =1,0).
Суммарное число приложений расчетной нагрузки
Рис.3.2. График для определения исходной остаточной осадки в грунте;
цифры на кривых - угол внутреннего трения грунта, зависящий от его влажности, град.
Таблица 3.4
Значения коэффициента
2 |
3 |
4 |
5 |
7 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
50 |
|
2,04 |
1,67 |
1,5 |
1,38 |
1,25 |
1,17 |
1,08 |
1,04 |
1,0 |
1,0 |
0,96 |
0,95 |
Примечание. Для промежуточных значений величину следует определять способом линейной интерполяции.
Таблица 3.5
Значения коэффициента при различных
0,75 |
0,8 |
1,0 |
1,15 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
2,0 |
2,25 |
2,6 |
3,25 |
|
2,34 |
2,08 |
1,54 |
1,33 |
1,25 |
1,13 |
1,04 |
1,0 |
0,96 |
0,94 |
0,91 |
Примечание. Для промежуточных значений величину следует определять способом линейной интерполяции.
Расчет абсолютной остаточной деформации в слоях основания (за исключением битумосодержащих слоев) производят с помощью графиков (рис.4.1...4.3), определяя по ним отношение:
, (4.1)
где - относительная деформация i-того слоя основания;
- абсолютная остаточная деформация материала i-слоя, м;
- остаточная деформация грунта земляного полотна, м.
Отсюда:
. (4.2)
Рис.4.1. График для определения относительных остаточных деформаций в песчаных слоях;
цифры на кривых - толщины песчаных слоев, см
Рис.4.2. График для определения относительных остаточных деформаций в щебеночных слоях;
цифры на кривых - толщины щебеночных слоев, см
Рис.4.3. График для определения относительных остаточных деформаций в слоях основания из цементогрунта или щебня, укрепленного цементом;
цифры на кривых - толщины слоя укрепленного основания, см
Абсолютную остаточную деформацию, накопленную в слоях основания, определяют по формуле:
(4.3)
где - число слоев основания.
5.1. Расчет остаточных деформаций в асфальтобетонных и других битумосодержащих слоях производят исходя из суммарного числа приложений расчетной нагрузки по формуле (3.1). Расчетное количество сдвигоопасных дней в году (приведенное к температуре +50 °С) определяют по табл.5.1 в зависимости от среднегодовой положительной температуры воздуха:
, (5.1)
где - количество месяцев в году с устойчивой положительной температурой;
- средняя температура i-гo месяца (по данным метеостанции или климатического справочника), °С.
Таблица 5.1
Приведенное количество дней в году с температурой покрытия +50 °С
, °С |
11 |
13 |
15 |
17 |
19 |
21 |
23 |
25 |
, дни |
0,5 |
1,1 |
3,5 |
10,5 |
19 |
34 |
62 |
104 |
Примечание. Промежуточные значения следует определять линейной интерполяцией.
По графикам рис.5.1 или 5.2 (построенным при коэффициенте вязкого сопротивления =100 МПа·с, времени воздействия одного цикла приложения расчетной нагрузки =0,01 с) определяют исходную величину остаточной деформации в битумосодержащих слоях при толщине сдвигоопасной зоны, назначенной по табл.5.2.
Фактическое суммарное число приложений расчетной нагрузки
Рис.5.1. График для определения исходной остаточной деформации в битумосодержащем слое ;
цифры на кривых - толщина сдвигоопасной зоны H (по табл.5.2 в зависимости от суммарной толщины битумосодержащцх слоев), м
Рис 5.2. График для определения исходной остаточной деформации в битумосодержащем слое ;
цифры на кривых - толщина сдвигоопасной зоны H (по табл.5.2 в зависимости от суммарной толщины битумосодержащих слоев), м
Таблица 5.2
Толщина сдвигоопасной зоны H
Общая толщина битумосодержащих слоев, м |
0,06...0,1 |
0,11...0,15 |
0,16...0,2 |
0,21...0,25 |
Более 0,25 |
Н, м |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
Фактическое суммарное число приложений расчетной нагрузки, приведенное к =0,01, необходимое для пользования графиками на рис.5.1 и 5.2, вычисляют по формуле:
(5.2)
где - фактическая длительность воздействия транспортной нагрузки (см. табл.5.3), с.
Таблица 5.3
Длительность воздействия транспортной нагрузки при движении на подъем
Характер местности |
Категория |
Длительность воздействия транспортной нагрузки , с, при продольном уклоне ‰ |
||||||
<30 |
30...40 |
41...50 |
51...60 |
61...70 |
71...80 |
>80 |
||
Iа |
0,011 |
0,012 |
0,013 |
0,014 |
0,014 |
0,015 |
0,018 |
|
Iб |
0,013 |
0,014 |
0,016 |
0,017 |
0,018 |
0,019 |
0,022 |
|
II |
0,016 |
0,017 |
0,02 |
0,021 |
0,022 |
0,024 |
0,028 |
|
Равнинный |
III |
0,02 |
0,021 |
0,024 |
0,025 |
0,027 |
0,029 |
0,035 |
IV |
0,025 |
0,027 |
0,03 |
0,033 |
0,035 |
0,039 |
0,047 |
|
V |
0,035 |
0,038 |
0,044 |
0,047 |
0,052 |
0,057 |
0,073 |
|
la |
0,013 |
0,014 |
0,016 |
0,017 |
0,018 |
0,019 |
0,022 |
|
Iб |
0,016 |
0,017 |
0,018 |
0,02 |
0,021 |
0,022 |
0,026 |
|
Пересеченный |
II |
0,02 |
0,021 |
0,024 |
0,025 |
0,027 |
0,029 |
0,035 |
III |
0,025 |
0,027 |
0,03 |
0,033 |
0,035 |
0,039 |
0,047 |
|
IV |
0,035 |
0,038 |
0,044 |
0,047 |
0,052 |
0,057 |
0,073 |
|
V |
0,062 |
0,067 |
0,08 |
0,089 |
0,101 |
0,116 |
0,165 |
|
la |
0,019 |
0,02 |
0,023 |
0,024 |
0,026 |
0,027 |
0,032 |
|
Iб |
0,026 |
0,027 |
0,03 |
0,032 |
0,034 |
0,036 |
0,042 |
|
Горный |
II |
0,035 |
0,038 |
0,044 |
0,047 |
0,052 |
0,057 |
0,073 |
III |
0,045 |
0,048 |
0,056 |
0,062 |
0,068 |
0,076 |
0,101 |
|
IV |
0,062 |
0,067 |
0,08 |
0,089 |
0,101 |
0,116 |
0,165 |
|
V |
0,101 |
0,110 |
0,14 |
0,165 |
0,197 |
0,244 |
0,471 |
Примечание. При движении на спуск, во всех случаях, значения принимают по столбцу "<30" с понижением на 20% (умножив на 0,8).
Расчетное значение остаточной деформации в битумосодержащих слоях вычисляют по формуле:
, (5.3)
где - исходная остаточная деформация (по графику рис.5.1 или 5.2), м;
- поправка на фактический коэффициент вязкого сопротивления , назначаемая по табл.5.4 (фактический коэффициент вязкого сопротивления определяется в соответствии с приложением 3, ориентировочно величину допустимо назначать по табл.5.5);
- коэффициент, учитывающий выпор асфальтобетона по краям колеи, в среднем можно принять 1,3.
Таблица 5.4
Поправка на фактический коэффициент вязкого сопротивления
, МПа·с |
10 |
20 |
30 |
50 |
80 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
9,94 |
4,97 |
3,33 |
2,0 |
1,25 |
1,0 |
0,67 |
0,5 |
0,4 |
0,33 |
Таблица 5.5
Ориентировочные значения коэффициентов вязкого сопротивления для плотных асфальтобетонов при температуре +50 °С на различных марках битума, МПа·с
БНД40/60 |
БНД60/90 |
БНД90/130 |
БНД130/200 |
БНД200/300 |
130...250 |
70...130 |
50...70 |
30...50 |
10...30 |
Примечание. Большие значения при большем содержании щебня и минерального порошка.
5.4. Для определения среднего годового износа покрытия, влияющего на общую глубину колеи, необходимо располагать данными об общей фактической интенсивности (средней за ) движения на полосу:
, (5.4)
где - общая фактическая интенсивность движения на полосу средняя за , авт./сут;
- общая фактическая интенсивность движения в первый год эксплуатации (определяется путем непосредственных наблюдений);
- показатель изменения общей фактической интенсивности движения (определяется по формуле (2.2), но для общей интенсивности движения);
- коэффициент, назначаемый по табл.5.7 в зависимости от и .
Износ покрытия за t лет составит:
, (5.5)
где - средний годовой износ покрытия (см. табл.5.6), мм;
- количество лет службы покрытия, годы.
Таблица 5.6
Средний годовой износ асфальтобетонных покрытий
Общая фактическая интенсивность движения на полосу (средняя за ), |
Среднее значение износа асфальтобетонного покрытия за |
500 |
0,38 (0,00038) |
1000 |
0,45 (0,00045) |
1500 |
0,54 (0,00054) |
2000 |
0,63 (0,00063) |
2500 |
0,72 (0,00072) |
3000 |
0,8 (0,0008) |
3500 |
0,89 (0,00089) |
4000 |
0,98 (0,00098) |
4500 |
1,01 (0,00101) |
5000 |
1,15(0,00115) |
5500 |
1,24(0,00124) |
6000 |
1,33(0,00133) |
6500 |
1,42(0,00142) |
7000 |
1,5(0,0015) |
Примечание. Данные табл.5.6 соответствуют значениям износа для известнякового щебня, в случае применения в покрытии гранитного щебня значения табл.5.6 следует уменьшить на 50%.
Таблица 5.7
Значения коэффициента
, годы |
Значения при |
|||||||||
0,9 |
0,92 |
0,94 |
0,96 |
0,98 |
1,02 |
1,04 |
1,06 |
1,08 |
1,1 |
|
3 |
0,95 |
0,96 |
0,97 |
0,98 |
0,99 |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,04 |
1,05 |
4 |
0,90 |
0,92 |
0,94 |
0,96 |
0,98 |
1,02 |
1,04 |
1,06 |
1,08 |
1,10 |
5 |
0,85 |
0,88 |
0,91 |
0,94 |
0,97 |
1,03 |
1,06 |
1,09 |
1,12 |
1,15 |
6 |
0,81 |
0,85 |
0,88 |
0,92 |
0,96 |
1,04 |
1,08 |
1,12 |
1,17 |
1,21 |
7 |
0,77 |
0,81 |
0,86 |
0,9 |
0,95 |
1,05 |
1,10 |
1,16 |
1,21 |
1,27 |
8 |
0,73 |
0,78 |
0,83 |
0,88 |
0,94 |
1,06 |
1,12 |
1,19 |
1,26 |
1,33 |
9 |
0,69 |
0,75 |
0,81 |
0,87 |
0,93 |
1,07 |
1,15 |
1,23 |
1,31 |
1,40 |
10 |
0,66 |
0,72 |
0,78 |
0,85 |
0,92 |
1,08 |
1,17 |
1,26 |
1,36 |
1,46 |
11 |
0,62 |
0,69 |
0,76 |
0,83 |
0,91 |
1,09 |
1,19 |
1,30 |
1,41 |
1,54 |
12 |
0,59 |
0,66 |
0,73 |
0,82 |
0,9 |
1,1 |
1,22 |
1,34 |
1,47 |
1,61 |
13 |
0,56 |
0,63 |
0,71 |
0,8 |
0,89 |
1,12 |
1,24 |
1,38 |
1,53 |
1,69 |
14 |
0,53 |
0,61 |
0,69 |
0,78 |
0,89 |
1,13 |
1,27 |
1,42 |
1,59 |
1,77 |
15 |
0,5 |
0,58 |
0,67 |
0,77 |
0,88 |
1,14 |
1,29 |
1,46 |
1,65 |
1,86 |
16 |
0,48 |
0,56 |
0,65 |
0,75 |
0,87 |
1,15 |
1,32 |
1,50 |
1,71 |
1,95 |
17 |
0,45 |
0,54 |
0,63 |
0,74 |
0,86 |
1,16 |
1,34 |
1,55 |
1,78 |
2,04 |
18 |
0,43 |
0,51 |
0,61 |
0,72 |
0,85 |
1,17 |
1,37 |
1,59 |
1,85 |
2,14 |
19 |
0,41 |
0,49 |
0,59 |
0,71 |
0,84 |
1,18 |
1,40 |
1,64 |
1,92 |
2,25 |
20 |
0,39 |
0,47 |
0,57 |
0,69 |
0,83 |
1,2 |
1,42 |
1,69 |
2,0 |
2,36 |
Примечание. Для промежуточных значений следует применять линейную интерполяцию. Для =1,0 =1,0 при всех .
6.1. Среднюю величину общей глубины колеи вычисляют на основе результатов расчета остаточных деформаций в грунте земляного полотна и слоях дорожной одежды (см. разделы 3; 4; 5):
, (6.1)
где - коэффициент, учитывающий долю неравномерной остаточной деформации от общей осадки, в среднем может быть принят 0,15;
- коэффициент перехода от средней величины остаточной деформации в продольном направлении к средней глубине колеи, равный 2,56.
6.2. Максимальную глубину колеи с 85%-ной обеспеченностью рассчитывают по формуле:
, (6.2)
где t - коэффициент доверительной вероятности при 85%-ной обеспеченности, равный 1,04;
- коэффициент вариации глубины колеи (=0,25...0,35 большие значения для дорог низких категорий).
6.3. В процессе эксплуатации дороги, не реже одного раза в два года, для уточнения расчета глубины колеи целесообразно производить поверочный учет движения и расчет величины q в соответствии с п.п.2.1....2.3., а также определение фактической влажности грунта.
Приложение 1
ПРИМЕР 1
Требуется определить ожидаемую глубину колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы (при отсутствии ремонтных мероприятий) на дороге II категории, расположенной в Пензенской области.
Исходные данные для расчета (см. п.2.1):
- грунт земляного полотна - супесь легкая =50 MПа;
- конструкция дорожной одежды включает: песок мелкий =100 МПа, =20 см; щебень, укрепленный цементом, =700 МПа, =15 cм; асфальтобетон крупнозернистый пористый =2000 МПа, =10 см; плотный асфальтобетон (на БНД 60/90) мелкозернистый типа Б (щебня 42%) =3200 МПа на гранитном щебне, =5 см;
- расчетная влажность грунта земляного полотна 0,69 в долях от границы текучести (угол внутреннего трения 35 град);
- характер местности - равнинный;
- среднемесячные температуры воздуха месяцев с устойчивой положительной температурой: 12,9; 17,3; 19,3; 17,7; 11,4 °С.
- продольный уклон дороги не превышает 30‰.
Данные учета интенсивности движения на дороге в первый год эксплуатации дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
2500 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
120 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
445 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
180 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
180 |
Автобусы |
100 |
Тягачи с прицепами |
110 |
=3635 авт./сут |
Данные учета интенсивности движения на дороге во второй год службы дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
2650 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
125 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
440 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
180 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
185 |
Автобусы |
100 |
Тягачи с прицепами |
115 |
3795 авт./сут |
Показатель изменения общей интенсивности движения вычисляют по формуле (2.2):
.
Интенсивность движения, приведенную к расчетной нагрузке (авт./сут), рассчитывают в первый и второй годы службы по формуле (2.1), при этом значения коэффициентов приведения назначают согласно табл.2.2:
;
.
.
Показатель изменения приведенной интенсивности движения вычисляем по формуле (2.2):
.
Ожидаемое суммарное число приложений расчетной нагрузки при определении остаточных деформаций в грунте земляного полотна рассчитываем по формуле (3.1). Значения коэффициента суммирования на 5-й, 10-й и 15-й годы находят по графику рис.3.1. =5,2; 11; 17 соответственно. Количество расчетных дней в году назначают по табл.3.2. и для Пензенской области оно составляет 135, коэффициент полосности находим в табл.3.1, для двухполосных дорог он равен 0,55.
;
;
.
Остаточную деформацию в грунте земляного полотна вычисляют по выражению (3.3), при этом исходные значения остаточной осадки определяем по графику (рис.3.2) для соответствующих значений и при угле внутреннего трения 35 град: =0,005; =0,007; =0,009. По формуле (3.4) вычисляем средневзвешенный модуль упругости дорожной одежды:
МПа.
Для отношения =970/50=19,4 по табл.3.4 назначаем =1,05, а для отношения =49/37=1,32 по табл.3.5 определяем =1,2.
Определив все величины, входящие в выражение (3.3), вычисляем остаточные деформации в грунте земляного полотна на 5-й, 10-й и 15-й годы:
м;
м;
м.
Относительные значения остаточных деформаций в слоях основания определяем по графикам (рис.4.1; 4.3). Для песчаного слоя при =100/50=2 и =20 см, а для слоя укрепленного щебня при =700/50=14 и =15 см.
По графикам (рис.4.1 и 4.2) получаем:
, .
Абсолютные значения остаточных деформаций в слоях основания составят:
м;
;
м;
;
м;
.
Общие абсолютные остаточные деформации в слоях основания на 5-й, 10-й и 15-й годы:
м; м;
м.
Для вычисления остаточных деформаций в слоях асфальтобетона по табл.5.1 определяем расчетное количество сдвигоопасных дней в году в зависимости от среднегодовой положительной температуры воздуха, вычисляемой по формуле (5.1):
°С.
По табл.5.1. определяем =7 дней.
Тогда суммарное число приложений расчетной нагрузки по формуле (3.1) составляет:
;
;
.
Для вычисления по формуле (5.2) фактического суммарного числа приложений расчетной нагрузки приведенного к =0,01 с при равнинном характере местности и продольном уклоне менее 30‰, по табл.5.2, находим фактическое =0,016 с.
; ;
.
По графику (рис.5.2) для соответствующих значений фактического числа приложений расчетной нагрузки и толщины сдвигоопасной зоны, равной (при суммарной толщине слоев асфальтобетона 15 см) согласно табл.5.2 0,06 м, находим исходные значения остаточной деформации:
м; м; м.
Расчетные значения остаточных деформаций в слоях асфальтобетона вычисляют по формуле (5.3), с учетом поправки на фактический коэффициент вязкого сопротивления (по табл.5.5 и 5.4), применения в покрытии асфальтобетона типа Б (щебня 42%) на БНД 60/90 и выпора по краям колеи окончательно получим:
м;
м;
м.
Для определения величины износа покрытия необходимо вычислить по формуле (5.4) общую фактическую интенсивность движения на полосу среднюю за 15 лет при =1,04; =3635 aвт./cyт:
авт./сут.
По табл.5.6 определяем средний годовой износ покрытия при =2580, равный 0,73 мм. С учетом применения в покрытии гранитного щебня уменьшаем полученное значение на 50%, тогда средний годовой износ 0,37 мм. Составляющая глубины колеи за счет износа покрытия на 5-й, 10-й и 15-й годы составит:
;
;
.
Общая средняя глубина колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы службы дорожной одежды определяется по формуле (6.1):
м;
м;
м.
Максимальная глубина колеи с 85%-ной обеспеченностью составит (см. формулу (6.2)):
м;
м;
м.
ПРИМЕР 2
Требуется определить ожидаемую глубину колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы (при отсутствии ремонтных мероприятий) на дороге II категории, расположенной в Псковской области.
Исходные данные для расчета:
- грунт земляного полотна - суглинок легкий =33 МПа;
- конструкция дорожной одежды включает: песок средний =120 МПа, =25 см; щебень, укрепленный цементом, =990 МПа, =15 см; асфальтобетон крупнозернистый пористый, =1400 МПа, =12 см; асфальтобетон плотный (на БНД 90/130) мелкозернистый типа Б (щебня 47%) E = 2400 МПа на гранитном щебне, =5 см;
- расчетная влажность грунта земляного полотна 0,76 в долях от границы текучести (угол внутреннего трения 15 град);
- среднемесячные температуры воздуха месяцев с устойчивой положительной температурой: 11; 15; 17,4; 15,5; 10,4 °С;
- характер местности - равнинный;
- продольный уклон дороги не превышает 30‰.
Данные учета интенсивности движения на дороге в первый год эксплуатации дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
3050 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
80 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
290 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
400 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
330 |
Автобусы |
55 |
Тягачи с прицепами |
130 |
4335 авт./сут |
Данные учета интенсивности движения на дороге во второй год службы дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
3060 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
80 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
270 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
415 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
325 |
Автобусы |
60 |
Тягачи с прицепами |
135 |
4345 авт./сут |
Показатель изменения общей интенсивности движения вычисляют по формуле (2.2):
.
Интенсивность движения, приведенную к расчетной нагрузке (авт./сут), рассчитывают в первый и второй годы службы по формуле (2.1), при этом значения коэффициентов приведения назначают согласно табл.2.2:
;
.
Показатель изменения приведенной интенсивности движения вычисляем по формуле (2.2):
.
Ожидаемое суммарное число приложений расчетной нагрузки при определении остаточных деформаций в грунте земляного полотна рассчитываем по формуле (3.1). Значения коэффициента суммирования на 5-й, 10-й и 15-й годы находят по графику рис.3.1. = 5,1; 10,5; 16,1 соответственно. Количество расчетных дней в году назначают по табл.3.2 и для Псковской области оно составляет 125, коэффициент полосности находим в табл.3.1, для двухполосных дорог он равен 0,55.
;
;
.
Остаточные деформации в грунте земляного полотна вычисляют по выражению (3.3), при этом исходные значения остаточной осадки определяем по графику (рис.3.2) для соответствующих значений и при угле внутреннего трения 15 град: =0,012; =0,017; =0,019. По формуле (3.4) вычисляем средневзвешенный модуль упругости дорожной одежды:
МПа.
Для отношения =795/33=24 по табл.3.4 назначаем =1,01, а для отношения =55/37=1,48 по табл.3.5 определяем =1,14.
Определив все величины, входящие в выражение (3.3.), вычисляем остаточные деформации в грунте земляного полотна на 5-й, 10-й и 15-й годы:
м;
м;
м.
Относительные значения остаточных деформаций в слоях основания определяем по графикам (рис.4.1; 4.3). Для песчаного слоя при =120/33=3,6 и =25 см, а для слоя укрепленного цементом щебня при =900/33=27 и =15 см.
По графикам (рис.4.1 и 4.2) получаем:
, .
Абсолютные значения остаточных деформаций в слоях основания составят:
м;
;
м;
;
м;
.
Общие абсолютные остаточные деформации в слоях основания на 5-й, 10-й и 15-й годы:
м; м;
м.
Для вычисления остаточных деформаций в слоях асфальтобетона по табл.5.1 определяем расчетное количество сдвигоопасных дней в году в зависимости от среднегодовой положительной температуры воздуха, вычисляемой по формуле (5.1):
°С.
По табл.5.1. определяем =2,3 дня.
Тогда суммарное число приложений расчетной нагрузки по формуле (3.1) составляет:
;
;
.
Для вычисления по формуле (5.2) фактического суммарного числа приложений расчетной нагрузки, приведенного к =0,01 с при равнинном характере местности и продольном уклоне менее 30‰, по табл.5.2, находим фактическое =0,016 с.
; ;
.
По графикам рис.5.1 и 5.2 для соответствующих значений фактического числа приложений расчетной нагрузки и толщины сдвигоопасной зоны, равной (при суммарной толщине слоев асфальтобетона 17 см), согласно табл.5.2 0,07 м находим исходные значения остаточной деформации:
м; м;
м.
Расчетные значения остаточных деформаций в слоях асфальтобетона вычисляют по формуле (5.3), с учетом поправки на фактический коэффициент вязкого сопротивления (по табл.5.5 и 5.4), применения в покрытии асфальтобетона типа Б (щебня 48%) на БНД 90/130 и выпора по краям колеи окончательно получим:
м;
м;
м.
Для определения величины износа покрытия необходимо вычислить по формуле (5.4) общую фактическую интенсивность движения на полосу среднюю за 15 лет при =1,0; =4335 авт./сут:
авт./сут.
По табл.5.6. определяем средний годовой износ покрытия при =2384, равный 0,68 мм. С учетом применения в покрытии гранитного щебня уменьшаем полученное значение на 50%, тогда средний годовой износ равен 0,34 мм. Составляющая глубины колеи за счет износа покрытия на 5-й, 10-й и 15-й годы составит:
;
;
.
Общая ожидаемая глубина колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы службы дорожной одежды определяется по формуле (6.1):
м;
м;
м.
Максимальная глубина колеи с 85% обеспеченностью составит (см. формулу (6.2)):
м;
м;
м.
ПРИМЕР 3
Требуется определить ожидаемую глубину колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы (при отсутствии ремонтных мероприятий) на дороге 1б категории, расположенной в Московской области.
Исходные данные для расчета (см. п.2.1):
- грунт земляного полотна - супесь пылеватая =54 МПа;
- конструкция дорожной одежды включает: песок крупный =130 МПа, =30 см; щебень, укрепленный цементом, =1000 МПа, =17 cм; асфальтобетон крупнозернистый высокопористый =2000 МПа, =7 см; асфальтобетон крупнозернистый пористый =2000 МПа, =6 см; плотный асфальтобетон (на БНД 60/90) мелкозернистый типа Б (щебня 49%) =3200 МПа на гранитном щебне, =5 см;
- расчетная влажность грунта земляного полотна 0,65 в долях от границы текучести (угол внутреннего трения 21 град);
- среднемесячные температуры воздуха месяцев с устойчивой положительной температурой: 11,2; 15,3; 17,5; 15,6; 10,1 °С;
- характер местности - равнинный;
- продольный уклон дороги не превышает 30‰.
Данные учета интенсивности движения на дороге в первый год эксплуатации дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
8000 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
500 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
1150 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
220 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
740 |
Автобусы |
350 |
Тягачи с прицепами |
450 |
11410 авт./сут |
Данные учета интенсивности движения на дороге во второй год службы дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
8200 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
580 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
1000 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
300 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
760 |
Автобусы |
350 |
Тягачи с прицепами |
450 |
11665 авт./сут |
Показатель изменения общей интенсивности движения вычисляют по формуле (2.2):
.
Интенсивность движения, приведенную к расчетной нагрузке (авт./сут), рассчитывают в первый и второй годы службы по формуле (2.1), при этом значения коэффициентов приведения назначают согласно табл.2.2:
;
.
Показатель изменения приведенной интенсивности движения вычисляем по формуле (2.2):
.
Ожидаемое суммарное число приложений расчетной нагрузки при определении остаточных деформаций в грунте земляного полотна рассчитываем по формуле (3.1). Значения коэффициента суммирования на 5-й, 10-й и 15-й годы находят по графику рис.3.1. =5,2; 11; 17 соответственно. Количество расчетных дней в году назначают по табл.3.2 и для Московской области оно составляет 125, коэффициент полосности находим в табл.3.1, для четырехполосных дорог он равен 0,35.
;
;
.
Остаточные деформации в грунте земляного полотна вычисляют по выражению (3.3), при этом исходные значения остаточной осадки определяем по графику (рис.3.2) для соответствующих значений и при угле внутреннего трения 21 град: =0,011; =0,013; = 0,015. По формуле (3.4) вычисляем средневзвешенный модуль упругости дорожной одежды:
МПа.
Для отношения =968/54=17,9 по табл.3.4 назначаем =1,06, а для отношения =65/37=1,8 по табл.3.5 определяем =1,02.
Определив все величины, входящие в выражение (3.3), вычисляем остаточные деформации в грунте земляного полотна на 5-й, 10-й и 15-й годы:
м;
м;
м.
Относительные значения остаточных деформаций в слоях основания определяем по графикам (рис.4.1; 4.3). Для песчаного слоя при =130/54=2,4 и =30 см, а для слоя, укрепленного цементом, щебня при =1000/54=18,5 и =17 см.
По графикам (рис.4.1 и 4.3) получаем:
, .
Абсолютные значения остаточных деформаций в слоях основания составят:
м;
;
м;
м;
м;
м.
Общие абсолютные остаточные деформации в слоях основания на 5-й, 10-й и 15-й годы:
м; м;
м.
Для вычисления остаточных деформаций в слоях асфальтобетона по табл.5.1 определяем расчетное количество сдвигоопасных дней в году в зависимости от среднегодовой положительной температуры воздуха, вычисляемой по формуле (5.1):
°С.
По табл.5.1. определяем =2,3 дней.
Тогда суммарное число приложений расчетной нагрузки по формуле (3.1) составляет:
;
;
.
Для вычисления по формуле (5.2) фактического суммарного числа приложений расчетной нагрузки, приведенного к =0,01 с при равнинном характере местности и продольном уклоне менее 30‰ по табл.5.2, находим фактическое =0,013 с.
; ;
.
По графикам рис.5.1 и 5.2 для соответствующих значений фактического числа приложений расчетной нагрузки и толщины сдвигоопасной зоны, равной (при суммарной толщине слоев асфальтобетона 18 см) согласно табл.5.2 0,07 м, находим исходные значения остаточной деформации:
м; м; м.
Расчетные значения остаточных деформаций в слоях асфальтобетона вычисляют по формуле (5.3), с учетом поправки на фактический коэффициент вязкого сопротивления (по табл.5.5 и 5.4), применения в покрытии асфальтобетона типа Б (щебня 49%) на БНД 60/90 и выпора по краям колеи окончательно получим:
м;
м;
м.
Для определения величины износа покрытия необходимо вычислить по формуле (5.4) общую фактическую интенсивность движения на полосу среднюю за 15 лет при =1,02; =11410 авт./сут:
авт./сут.
По табл.5.6 определяем средний годовой износ покрытия при =4840, равный 1,1 мм. С учетом применения в покрытии гранитного щебня уменьшаем полученное значение на 50%, тогда средний годовой износ 0,55 мм. Составляющая глубины колеи за счет износа покрытия на 5-й, 10-й и 15-й годы составит:
;
;
.
Общая средняя глубина колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы службы дорожной одежды определяется по формуле (6.1):
м;
м;
м.
Максимальная глубина колеи с 85%-ной обеспеченностью составит (см. формулу (6.2):
м;
м;
м.
ПРИМЕР 4
Требуется определить ожидаемую глубину колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы (при отсутствии ремонтных мероприятий) на дороге III категории, расположенной в Красноярском крае.
Исходные данные для расчета:
- грунт земляного полотна - супесь пылеватая =29 МПа;
- конструкция дорожной одежды включает: песок мелкий =100 МПа, =40 см; щебень =400 МПа, =21 cм; асфальтобетон крупнозернистый пористый =1400 МПа, =8 см; плотный асфальтобетон (на БНД 90/130) мелкозернистый типа В (щебня 32%) =2400 МПа на известняковом щебне, =4 см;
- расчетная влажность грунта земляного полотна 0,82 в долях от границы текучести (угол внутреннего трения 12 град);
- характер местности - равнинный;
- среднемесячные температуры воздуха месяцев с устойчивой положительной температурой: 8,3; 15,3; 18,2; 14,9; 8,6 °С;
- продольный уклон дороги не превышает 30‰.
Данные учета интенсивности движения на дороге в первый год эксплуатации дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
800 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
60 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
75 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
195 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
70 |
Автобусы |
40 |
Тягачи с прицепами |
35 |
1275 авт./сут |
Данные учета интенсивности движения на дороге во второй год службы дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
805 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
55 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
75 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
200 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
75 |
Автобусы |
40 |
Тягачи с прицепами |
40 |
1290 авт./сут |
Показатель изменения общей интенсивности движения вычисляют по формуле (2.2):
.
Интенсивность движения, приведенную к расчетной нагрузке (авт./сут), рассчитывают в первый и второй годы службы по формуле (2.1), при этом значения коэффициентов приведения назначают согласно табл.2.2:
;
.
Показатель изменения приведенной интенсивности движения вычисляем по формуле (2.2):
.
Ожидаемое суммарное число приложений расчетной нагрузки при определении остаточных деформаций в грунте земляного полотна рассчитываем по формуле (3.1), значение коэффициента суммирования на 5-й, 10-й и 15-й годы находят по графику рис.3.1. =5,5; 12,6; 21,6 соответственно, количество расчетных дней в году назначают по табл.3.2 и для Красноярского края оно составляет 140, коэффициент полосности находим в табл.3.1, для двухполосных дорог он равен 0,55.
;
;
.
Остаточные деформации в грунте земляного полотна вычисляют по выражению (3.3), при этом исходные значения остаточной осадки определяем по графику (рис.3.2) для соответствующих значений и при угле внутреннего трения 12 град: =0,012; =0,016; = 0,021. По формуле (3.4) вычисляем средневзвешенный модуль упругости дорожной одежды:
МПа.
Для отношения =455/29=15,7 по табл.3.4 назначаем =1,07, а для отношения =73/37=1,97 по табл.3.5 определяем =1,01.
Определив все величины, входящие в выражение (3.3), вычисляем остаточные деформации в грунте земляного полотна на 5-й, 10-й и 15-й годы:
м;
м;
м.
Относительные значения остаточных деформаций в слоях основания определяем по графикам (рис.4; 5). Для песчаного слоя при =120/29=4,1 и =40 см, а для слоя щебня при =400/29=13,8 и =21 см.
По графикам (рис.4.1 и 4.2) получаем:
, .
Абсолютные значения остаточных деформаций в слоях основания составят:
м;
м;
м;
м;
м;
м.
Общие абсолютные остаточные деформации в слоях основания на 5-й, 10-й и 15-й годы:
м;
м;
м.
Для вычисления остаточных деформаций в слоях асфальтобетона по табл.5.1 определяем расчетное количество сдвигоопасных дней в году в зависимости от среднегодовой положительной температуры воздуха, вычисляемой по формуле (5.1);
°С.
По табл.5.1. определяем =1,2 дня.
Тогда суммарное число приложений расчетной нагрузки по формуле (3.1) составляет:
;
;
.
Для вычисления по формуле (5.2) фактического суммарного числа приложений расчетной нагрузки, приведенного к =0,01 с при равнинном характере местности и продольном уклоне менее 30‰ по табл.5.2, находим фактическое =0,02 с.
; ;
.
По графику рис.5.1 для соответствующих значений фактического числа приложений расчетной нагрузки и толщины сдвигоопасной зоны, равной (при суммарной толщине слоев асфальтобетона 12 см) согласно табл.5.2 0,06 м, находим исходные значения остаточной деформации:
м; м;
м.
Расчетные значения остаточных деформаций в слоях асфальтобетона вычисляют по формуле (5.3), с учетом поправки на фактический коэффициент вязкого сопротивления (по табл.5.5 и 5.4), применения в покрытии асфальтобетона типа В (щебня 32%) на БНД 90/130 и выпора по краям колеи окончательно получим:
м;
м;
м.
Для определения величины износа покрытия необходимо вычислить по формуле (5.4) общую фактическую интенсивность движения на полосу среднюю за 15 лет при =1,01;
=1275 авт./сут:
авт./сут.
По табл.5.6 определяем средний годовой износ покрытия при =748, равный 0,42 мм. Составляющая глубины колеи за счет износа покрытия на 5-й, 10-й и 15-й годы составит:
;
;
.
Общая средняя глубина колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы службы дорожной одежды определяется по формуле 6.1:
м;
м;
м.
Максимальная глубина колеи с 85%-ной обеспеченностью составит (см. формулу (6.2):
м;
м;
м.
ПРИМЕР 5
Требуется определить ожидаемую глубину колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы (при отсутствии ремонтных мероприятий) на дороге III категории, расположенной в Ставропольском крае.
Исходные данные для расчета (см. пункт 2.1):
- грунт земляного полотна - суглинок легкий =72 MПа;
- конструкция дорожной одежды включает: песок мелкий =100 MПа, =20 см; щебень =350 MПа, =19 см; асфальтобетон крупнозернистый пористый, =2800 МПа, =6 см; асфальтобетон плотный (на БНД 40/60) мелкозернистый типа А (щебня 52%) =4400 МПа на известняковом щебне, =4 см;
- расчетная влажность грунта земляного полотна 0,6 в долях от границы текучести (угол внутреннего трения 24 град);
- среднемесячные температуры воздуха месяцев с устойчивой положительной температурой: 16,7; 21,7; 23,4; 22,6; 15,9 °С.
- характер местности - пересеченный;
- продольный уклон дороги 30...40‰.
Данные учета интенсивности движения на дороге в первый год эксплуатации дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
1000 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
100 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
150 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
70 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
90 |
Автобусы |
70 |
Тягачи с прицепами |
85 |
1565 авт./сут |
Данные учета интенсивности движения на дороге во второй год службы дорожной одежды
Типы автомобилей |
Количество автомобилей в сутки |
Легковые автомобили |
1050 |
Легкие грузовые автомобили грузоподъемностью от 1 до 2 т |
100 |
Средние грузовые автомобили грузоподъемностью от 2 до 5 т |
140 |
Тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью от 5 до 8 т |
75 |
Очень тяжелые грузовые автомобили грузоподъемностью более 8 т |
90 |
Автобусы |
70 |
Тягачи с прицепами |
90 |
1615 авт./сут |
Показатель изменения общей интенсивности движения вычисляют по формуле (2.2):
.
Интенсивность движения, приведенную к расчетной нагрузке (авт./сут), рассчитывают в первый и второй годы службы по формуле (2.1), при этом значения коэффициентов приведения назначают согласно табл.2.2.:
;
.
Показатель изменения приведенной интенсивности движения вычисляем по формуле (2.2):
.
Ожидаемое суммарное число приложений расчетной нагрузки при определении остаточных деформаций в грунте земляного полотна рассчитываем по формуле (3.1). Значения коэффициента суммирования на 5-й,10-й и 15-й годы находят по графику рис.3.1. =5,2; 11; 17 соответственно. Количество расчетных дней в году назначают по табл.3.2 и для Ставропольского края составляет 145, коэффициент полосности находим в табл.3.1, для двухполосных дорог он равен 0,55.
;
;
.
Остаточные деформации в грунте земляного полотна вычисляют по выражению (3.3), при этом исходные значения остаточной осадки определяем по графику (рис.3.2) для соответствующих значений и при угле внутреннего трения 24 град: =0,008; =0,009; =0,01. По формуле (3.4) вычисляем средневзвешенный модуль упругости дорожной одежды:
МПа.
Для отношения =879/72=12,2 по табл.3.4 назначаем =1,13, а для отношения =49/37=1,32 по табл.3.5 определяем =1,2.
Определив все величины, входящие в выражение (3.3), вычисляем остаточные деформации в грунте земляного полотна на 5-й, 10-й и 15-й годы:
м;
м;
м.
Относительные значения остаточных деформаций в слоях основания определяем по графикам (рис.4.1; 4.2). Для песчаного слоя при =100/72=1,4 и =20 см, а для слоя щебня при = 350/72=4,9 и =19 см.
По графикам (рис.4.1 и 4.2) получаем:
, .
Абсолютные значения остаточных деформаций в слоях основания составят:
м;
м;
м;
м;
м;
м.
Общие абсолютные остаточные деформации в слоях основания:
м;
м;
м.
Для вычисления остаточных деформаций в слоях асфальтобетона по табл.5.1 определяем расчетное количество сдвигоопасных дней в году в зависимости от среднегодовой положительной температуры воздуха, вычисляемой по формуле (5.1):
°С.
По табл.5.1. определяем =28 дней.
Тогда суммарное число приложений расчетной нагрузки по формуле (3.1) составляет:
;
;
.
Для вычисления по формуле (5.2) фактического суммарного числа приложений расчетной нагрузки, приведенного к =0,01 с при пересеченном характере местности и продольном уклоне 30...40‰ по табл.5.3, находим фактическое =0,027 с.
; ;
.
По графику рис.5.2 для соответствующих значений фактического числа приложений расчетной нагрузки и толщины сдвигоопасной зоны, равной (при суммарной толщине слоев асфальтобетона 10 см) согласно табл.5.2. 0,05 м, находим исходные значения остаточной деформации:
м; м; м.
Расчетные значения остаточных деформаций в слоях асфальтобетона вычисляют по формуле (5.3), с учетом поправки на фактический коэффициент вязкого сопротивления (по табл.5.5 и 5.4), применения в покрытии асфальтобетона типа А (щебня 52%) на БНД 40/60 и выпора по краям колеи окончательно получим:
м;
м;
м.
В случае применения битума марки БНД 90/130 составляющая глубины колеи в слоях асфальтобетона составит:
м;
м;
м.
Для определения величины износа покрытия необходимо вычислить по формуле (5.4) и табл.5.7 общую фактическую интенсивность движения на полосу среднюю за 15 лет при =1,03;
=1565 aвт./cyт:
авт./сут.
По табл.5.6 определяем средний годовой износ покрытия при =1043 равный 0,46 мм. Составляющая глубины колеи за счет износа покрытия на 5-й, 10-й и 15-й годы составит:
;
;
.
Общая средняя глубина колеи на 5-й, 10-й и 15-й годы службы дорожной одежды определяется по формуле 6.1 и в случае применения БНД 40/60 составляет:
м;
м;
м.
Максимальная глубина колеи с 85%-ной обеспеченностью составит (см. формулу (6.2)):
м;
м;
м.
Приложение 2
Таблица П.2.1
Средние значения влажности грунта
ДКЗ |
Подзоны |
Схема увлажнения |
Среднее значение влажности грунта в долях от границы текучести |
|||
Супесь легкая |
Песок пылеватый |
Суглинок легкий |
Супесь пылеватая и суглинок пылеватый |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
0,53 |
0,57 |
0,62 |
0,65 |
||
I |
2 |
0,55 |
0,59 |
0,65 |
0,67 |
|
3 |
0,57 |
0,62 |
0,67 |
0,7 |
||
1 |
0,57 |
0,57 |
0,62 |
0,65 |
||
I |
I |
2 |
0,59 |
0,62 |
0,67 |
0,7 |
3 |
0,62 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
||
1 |
0,6 |
0,62 |
0,65 |
0,7 |
||
I |
2 |
0,62 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
|
3 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
||
1 |
0,6 |
0,62 |
0,65 |
0,7 |
||
II |
2 |
0,63 |
0,65 |
0,68 |
0,73 |
|
3 |
0,65 |
0,67 |
0,7 |
0,75 |
||
1 |
0,57 |
0,59 |
0,62 |
0,67 |
||
Il |
2 |
0,6 |
0,62 |
0,65 |
0,7 |
|
3 |
0,62 |
0,64 |
0,67 |
0,72 |
||
1 |
0,63 |
0,65 |
0,68 |
0,73 |
||
II |
2 |
0,66 |
0,68 |
0,71 |
0,76 |
|
II |
3 |
0,68 |
0,7 |
0,73 |
0,78 |
|
1 |
0,6 |
0,62 |
0,65 |
0,7 |
||
Il |
2 |
0,63 |
0,65 |
0,68 |
0,73 |
|
3 |
0,65 |
0,67 |
0,7 |
0,75 |
||
1 |
0,65 |
0,67 |
0,7 |
0,75 |
||
II |
2 |
0,68 |
0,7 |
0,73 |
0,78 |
|
3 |
0,7 |
0,72 |
0,75 |
0,8 |
||
1 |
0,62 |
0,64 |
0,67 |
0,72 |
||
II |
2 |
0,65 |
0,67 |
0,7 |
0,75 |
|
3 |
0,67 |
0,69 |
0,72 |
0,77 |
||
1 |
0,55 |
0,57 |
0,6 |
0,63 |
||
III |
2-3 |
0,59 |
0,61 |
0,63 |
0,67 |
|
III |
1 |
0,58 |
0,6 |
0,63 |
0,66 |
|
III |
2-3 |
0,62 |
0,64 |
0,66 |
0,7 |
|
1 |
0,55 |
0,57 |
0,63 |
0,63 |
||
Ill |
2-3 |
0,59 |
0,61 |
0,67 |
0,67 |
|
1 |
0,53 |
0,55 |
0,57 |
0,6 |
||
IV |
2-3 |
0,57 |
0,58 |
0,6 |
0,64 |
|
1 |
0,52 |
0,53 |
0,54 |
0,57 |
||
V |
2-3 |
0,53 |
0,56 |
0,57 |
0,6 |
Примечание. На участках, где возвышение земляного полотна в соответствии со СНиП не обеспечено (нулевые места и выемки с близким залеганием грунтовых вод), табличную влажность увеличить не менее чем на 0,03. Подзоны принимают в соответствии с ОДН 218.046-01 "Проектирование нежестких дорожных одежд".
Таблица П.2.2
Модули упругости и углы внутреннего трения грунтов
Грунт |
Обозначение |
Значения модуля упругости и угла внутреннего трения в зависимости от относительной влажности |
|||||||||
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
0,85 |
0,9 |
0,95 |
||
Супесь легкая |
,МПа |
70 |
60 |
56 |
53 |
49 |
45 |
43 |
42 |
41 |
40 |
° |
37 |
36 |
35 |
34 |
33 |
||||||
Суглинок легкий и тяжелый, |
, МПа |
108 |
90 |
72 |
54 |
42 |
35 |
29 |
25 |
24 |
23 |
° |
32 |
27 |
24 |
21 |
18 |
15 |
13 |
11 |
10 |
8 |
Таблица П.2.3
Нормативные значения кратковременного модуля упругости асфальтобетонов
Материал |
Марка битума |
Кратковременный модуль упругости при температуре +10 °С |
Плотный и высокоплотный асфальтобетон |
Вязкого БНД и БН |
|
40/60; 60/90; 90/130 130/200; 200/300 |
4400; 3200; 2400 1500;1200 |
|
Жидкого |
||
БГ-70/130; СГ-130/200 СГ-70/130; МГ-70/130 |
1000;1000 800; 800 |
|
Холодный асфальтобетон |
||
Бх |
1300 |
|
Вх |
- |
1100 |
Гх |
900 |
|
Дх |
750 |
|
Плотный дегтебетон |
- |
3800 |
Пористый дегтебетон |
- |
2000 |
Таблица П.2.4
Материалы, обработанные битумом
N п/п |
Материал |
Модуль упругости, МПа |
1 |
Щебеночно-гравийно-песчаные и крупнообломочные грунты |
|
- жидким или вязким органическим вяжущим, в том числе эмульгированные органическим вяжущим |
450/350 |
|
- жидкими органическими вяжущими или эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральным |
950/700 |
|
2 |
Пески гравелистые, крупные, средние / пески мелкие, супесь легкая и пылеватая, суглинки легкие, обработанные: |
|
- жидкими или вязкими органическими вяжущими, в том числе эмульгированными органическими вяжущими |
430/280 |
|
- жидкими органическими вяжущими или эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральным |
700/600 |
|
3 |
Черный щебень, уложенный по способу заклинки |
600-900 |
4 |
Щебень, устроенный по способу пропитки вязким битумом и битумной эмульсией |
400-600 |
Примечание. В пп.3 и 4 большие значения - для покрытий, меньшие - для оснований.
Таблица П.2.5
Материалы, обработанные битумом
N |
Материал |
Модуль упругости, МПа |
1 |
Щебеночно-гравийно-песчаные и крупнообломочные грунты (оптимального/неоптимального состава), обработанные цементом: |
|
- соответствующие марке 20 |
500/400 |
|
40 |
600/350 |
|
60 |
800/700 |
|
75 |
870/830 |
|
100 |
1000/950 |
|
2 |
То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим: |
|
- соответствующие марке 20 |
450/350 |
|
40 |
550/500 |
|
60 |
750/650 |
|
75 |
870/780 |
|
100 |
950/910 |
|
3 |
Пески гравелистые, крупные средние / пески мелкие и пылеватые, супесь легкая и тяжелая, суглинки легкие, обработанные цементом: |
|
- соответствующие марке 20 |
400/250 |
|
40 |
550/400 |
|
60 |
700/550 |
|
75 |
870/75* |
|
100 |
950/870 |
|
4 |
То же, обработанные зольными или шлаковым вяжущим: |
|
- соответствующие марке 20 |
300/200 |
|
40 |
450/300 |
|
60 |
600/450 |
|
75 |
730/600 |
|
100 |
870/750 |
________________
* Текст соответствует оригиналу.
Таблица П.2.6
Щебеночно-гравийно-песчаные смеси
Материал слоя |
Модуль упругости, МПа |
Щебеночные/ гравийные смеси (С) непрерывной гранулометрии для оснований |
|
при максимальном размере зерен - 80 мм |
280/240 |
- 80 мм |
275/230 |
- 40 мм |
260/220 |
- 20 мм |
240/200 |
- 20 мм |
260/180 |
Шлаковая щебеночно-песчаная смесь из неактивных и слабоактивных шлаков |
|
- 80 мм |
275 |
- 40 мм |
260 |
- 20 мм |
250 |
- 20 мм |
210 |
Таблица П.2.7
Щебеночные основания, устроенные по способу заклинки
Материал слоя |
Модуль упругости, МПа |
Щебень фракционированный 40-80 (80-120) мм с заклинкой: |
|
- фракционированным мелким щебнем |
450/250 |
- известняковой мелкой смесью или активным мелким шлаком |
400/300 |
- мелким высокоактивным шлаком |
450/400 |
- асфальтобетонной смесью |
500/450 |
- цементопесчаной смесью М75 при глубине пропитки 0,25...0,75h слоя |
450-700/350-600 |
Примечание. Для слоя: в числителе - легкоуплотняемого щебня; в знаменателе - из трудноуплотняемого щебня.
Приложение 3
П.2.1. Средства для проведения испытания:
Пресс рычажный, обеспечивающий величину постоянной нагрузки, передаваемой на штамп диаметром 50 мм, не менее 1 кН (100 кгс).
Индикатор перемещений, обеспечивающий измерение величины вдавливания с точностью не менее 0,01 мм.
Секундомер.
Термометр химический ртутный стеклянный с ценой деления шкалы 1 °С по ГОСТ 400.
Сосуд для термостатирования образцов вместимостью 7-8 л.
Термостатирующее устройство, поддерживающее температуру воды 50±2 °С.
Гири для нагружения рычажного пресса.
П.2.2. Порядок подготовки к проведению испытания:
Непосредственно после строительства покрытия необходимо отобрать керны или вырубки общей массой не менее 2 кг. В лабораторных условиях производится переформовка вырубок или кернов. Для испытания асфальтобетона на вдавливание штампа готовят образцы диаметром 50 мм (по стандартной технологии) в количестве не менее 3-х штук.
Перед испытанием образцы выдерживают в течение 1 ч при температуре 50 °С в воде.
П.2.3. Порядок проведения испытания:
Для испытания асфальтобетона методом вдавливания штампа образец, извлеченный из термостатирующего устройства, устанавливают на рычажном прессе и строго по оси образца устанавливают жесткий металлический штамп, начальное положение которого фиксируется индикатором. Затем через рычажное устройство передается нагрузка 1 кН. Одновременно с приложением нагрузки включается секундомер. Через 10 мин нагрузка снимается и через 1 мин индикатором фиксируется вдавливание штампа.
В зависимости от сопротивления образца и величины перемещения штампа за время испытания допускается использовать нагрузку на образец больше или меньше 1 кН с тем, чтобы величина перемещения за время испытания была бы не менее 1 мм и не более 5 мм.
П.2.4. Обработка результатов испытания:
Для каждого образца, испытанного на вдавливание, вычисляют значение вязкости по формуле:
, МПа·с,
где - величина постоянной нагрузки, действующей на образец, кН;
- время действия нагрузки, с;
- диаметр штампа, мм;
- начальная высота образца, мм;
- высота образца в конце испытания, мм;
- величина перемещения штампа, мм.
За показатель вязкости асфальтобетона принимают среднее значение, полученное по результатам трех параллельных испытаний.
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ГП "Информавтодор", 2002