Материал: Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1

складывается из отнесенных к 1 т-км расходов организаций на строительство, текущий и капитальный ремонты и содержание до­ рог. Обычно дорожная составляющая перевозок не превышает 10— 15% полной себестоимости перевозок.

15.4.Характеристики прочности грунтов

иматериалов конструктивных слоев дорожных одежд

Надежные результаты расчетов толщины дорожных одежд мо­ гут быть получены только при использовании достоверных значе­ ний параметров, характеризующих материалы конструктивных сло­ ев одежды и подстилающего грунта. При проектировании новых дорог обычно пользуются приводимыми в нормативных документах таблицами расчетных значений модулей упругости грунтов и мате­ риалов конструктивных слоев дорожной одежды. При разработке проектов реконструкции дорог, когда возникает вопрос об усиле­ нии изношенной существующей дорожной одежды, ее модули упру­ гости определяют экспериментально, измеряя прогиб под колесом тяжелого грузового автомобиля и вычисляя по нему модули так называемым методом обратного перерасчета, используя формулы для расчета дорожных одежд по измеренным прогибам (см. ч. 2, п. 27.8). Этот метод является также основным при накоплении дан­ ных для нормирования расчетных параметров грунтов.

В связи с тем что для грунтов нет прямой пропорциональности между давлением и деформацией, модуль упругости изменяется при различных значениях погружения штампа. Малым деформациям соответствуют несколько большие значения модулей.

Для каждого типа дорожной одежды существует свое критиче­ ское значение прогиба. Для жестких" одежд оно в 3—4 раза мень­ ше, чем для нежестких. Поэтому, строго говоря, условиям работы каждого типа одежд соответствует свое индивидуальное значение модуля упругости подстилающего грунта. Наиболее значительно модуль упругости грунта изменяется при очень малых деформа­ циях, характерных для прогиба монолитных цементобетонных одежд. В интервале больших деформаций, соответствующих раз­ рушающим прогибам для дорожных одежд, обладающих малым сопротивлением изгибу (нежесткие одежды), изменения модуля уп­ ругости сравнительно невелики. При расчетах в запас надежности для всех типов дорожных одежд как жестких, так и нежестких при­ нимают одинаковые значения модулей упругости.

Водно-тепловой режим земляного полотна изменяется в течение года. Соответственно изменяются в течение года и модули упругости и деформации грунта основания (рис. 15.6). Чем меньше вероят­ ность переувлажнения грунта в основании дорожной одежды, тем выше принимают их расчетные значения.

Особенно сильно значения модуля упругости снижаются во вре­ мя весеннего переувлажнения. К этому периоду относятся расчет-

311

ные значения модуля упругости, приводимые в инструкциях по расчету нежестких одежд. В су­ хое время года, а также зимой, когда грунт находится в замерз­ шем состоянии, модуль грунта много выше табличных значений, что следует учитывать при оцен­ ке возможности пропуска по до­ роге тяжелых нагрузок в соответ­ ствующие сезоны года.

В результате изучения водно­ теплового режима земляного по­ лотна автомобильных дорог в разных районах страны были установлены характерные влаж­ ности верхних слоев земляного полотна под дорожной одеждой для разных характерных типов

местности по условиям увлажнения. В качестве примера в табл. 15.3 приведены влажности грунтов для 1Г и IV дорожно-климати­ ческих зон.

Введение в конструкцию дорожной одежды гидроизолирующих прослоек, морозозащитных слоев, устройство прикромочных дрен, укрепление обочин и повышение отметок земляного полотна над ■источниками увлажнения улучшает водный режим подстилающего грунта. В этих случаях при расчете дорожных одежд приведенные выше средние влажности грунта уменьшают на 0,03—0,05.

П р и м е ч а н и е . WT — влажность границы текучести.

312

одежд зависят от прочности составляющих их каменных материа­ лов, количества вводимого вяжущего и способа постройки.

Для материалов с органическим вяжущим модуль упругости и сцепление зависят от температуры, до которой они могут нагре­ ваться в жаркие дни, и, кроме того, как для всех анизотропных материалов, от вида испытываемой деформации и продолжитель­ ности ее действия. Считается, что дорожные одежды на проезжей части подвергаются нагрузкам продолжительностью 0,1 с, а на сто­

значения модулей упругости.

Некоторые средние значения расчетных характеристик материа­ лов конструктивных слоев приведены в табл. 15.5.

Правильно сконструированная и рассчитанная дорожная одеж­ да должна обеспечивать пропуск расчетных нагрузок и интенсивно­ сти в течение расчетного срока между капитальными ремонтами. Однако в процессе строительства земляного полотна и дорожных одежд неизбежны незначительные отклонения от нормативных требований к степени уплотнения грунта и прочности асфальтобе­ тона, а также от средних погодно-климатических условий района

313

расчете на общий прогиб одежды и на сдвиг при разных температурах покрытий, при кратковременных нагрузках; б — при длительном статическом действии нагрузки (на сто­ янке); в — при расчетах на изгиб.

2. Угол внутреннего трения для грунтов, укрепленных жидким битумом, составляет: для непылеватых супесей 25—35°; для пылеватых супесей и суглинков 15—25°.

строительства. При неблагоприятных сочетаниях этих факторов в отдельные периоды прочность дорожных одежд может оказаться меньшей, чем требуется ,по условиям движения и нагрузки.

Поэтому при расчетах для обеспечения запаса надежности в зна­ чения расчетной влажности грунтов и модулей упругости асфаль­ тобетона (параметры, наиболее подверженные влиянию погодных факторов), вводятся коэффициенты, обеспечивающие «уровень про­ ектной надежности», которым называют отношение прочности до­ рожной одежды в период возможного ее наибольшего ослабления к расчетной прочности.

Расчетные значения характеристики грунтов и покрытий при­ нимают:

влажности и прочности

Wр = W (1 -{- tvw):

среднее сопротивление асфальтобетона или дегтебетона растя­ жению при изгибе

/?p = / ? ( l - f v * ) K y K m -

314

Кт — коэффициент снижения прочности асфальтобетонов от воздействия природ­ ных факторов. В зависимости от марки бетона и района строительства прини­ мается равным 0,8—1 для плотных бетонов и 0,7—0,9 для бетонов на гравийных материалах и щебне осадочных пород; для дегтебетонов К т =0,7; К у — коэффи­ циент усталости, зависящий от интенсивности движения и типа асфальтобетона, меняющийся в пределах от 0,8—0,9 до 1,8—2,4. Для интенсивности 1000 авт./сут

Уровень надежности принимают в зависимости от категории до­ рог, капитальности одежды и типа покрытия согласно табл. 15.6.

Глава 16

РАСЧЕТ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

16.1. Нагрузка на дорожную одежду

Давление колес автомобилей на дорожную одежду является ос­ новной нагрузкой, из которой исходят при расчете дорожных одежд.

Современные автомобили имеют пневматические шины с внут­ ренним давлением воздуха от 0,15 до 0,7 МПа. Различают шины низкого давления с давлением воздуха 0,175—0,55 МПа и шины высокого давления с давлением воздуха 0,5—0,7 МПа.

Нагрузка от колеса передается на поверхность дороги через площадь

где G„ — статическая нагрузка от колеса на покрытие, Н; ро — давление воз­ духа в шине, Па; Лж — коэффициент, учитывающий влияние жесткости боковых стенок шин, равный в среднем 1,1.

315