ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

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. Общие положения

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. Сбор и обработка исходных данных

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
п/п

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. Расчет и прогнозирование остаточных деформаций в грунте земляного полотна

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
семидесятой параллели

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
одежды

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.

4. Расчет и прогнозирование остаточных деформаций в слоях основания, не содержащих органическое вяжущее

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. Расчет и прогнозирование остаточных деформаций в слоях асфальтобетона и других битумосодержащих слоях

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
дороги

Длительность воздействия транспортной нагрузки , с, при продольном уклоне ‰

<30

30...40

41...50

51...60

61...70

71...80

>80

0,011

0,012

0,013

0,014

0,014

0,015

0,018

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

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

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 ),
авт./сут

Среднее значение износа асфальтобетонного покрытия за
год, мм (м)

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. Определение общей глубины колеи

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

     
Примеры расчета и прогнозирования глубины колеи

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

     
Расчетные характеристики дорожно-строительных материалов

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,
глина, супесь пылеватая, суглинок легкий пылеватый

, 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
(оптимального/неоптимального состава) обработанные:

- 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
п/п

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

     
Методика определения вязкости асфальтобетона

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