Материал: Проектирование жестких дорожных одежд. учебное пособие. Гладышева И.А., Самодурова Т.В

Окончание табл.4.9

Примечание. Группу грунта по степени пучинистости допускается определять при помощи табл.4.1 и 4.2.

Таблица 4.10

Значение коэффициента Ср

Примечание. При промежуточных значениях толщины дорожной одежды следует принимать значение С_р по интерполяции соответствующих величин.

а)

б )

Рис. 4.6. Номограмма для определения приведенного термического сопротивления

дорожной одежды R_пр: I-X – номера изолиний на карте (см. рис. 4.5);

1 – кривая расчета для 1 и 2-го типов увлажнения рабочего слоя земляного полотна;

H_γ – глубина залегания расчетного УГВ от низа дорожной одежды, включая

морозозащитный слой

При определении коэффициент С_р принимают общую толщину дорожной одежды, отвечающую требованиям морозоустойчивости h_{до.необх}. Допустимую глубину промерзания h_пр(доп) подбирают таким образом, чтобы получаемому значению отношения l_доп/(С_пуч С_р) соответствовала величина h_пр(доп) на вертикальной оси номограммы, равная принятой при определении С_р. Подбор нужно начинать со значения h_пр(доп), соответствующего наименьшей допустимой глубине промерзания по номограмме на рис. 4.6.

При использовании номограммы (рис. 4.6) необходимо учитывать следующие особенности:

- если глубина залегания подземных вод на участке дороги отличается от указанных в номограмме, то нужно определить два ближайших значения R_пр: одно при значении H_ на номограмме более, а другое при значении H_ на номограмме менее данного. Искомое значение R_пр устанавливают методом интерполяции между соответствующими величинами.

После завершения расчета толщины морозозащитного слоя по формуле (4.6) сравнивают полученное значение h_мз с предварительно назначенной величиной h_мз. Разница не должна быть более 5 см. В противном случае расчет необходимо повторить, задавшись новой толщиной морозозащитного слоя h_мз.

Расчет толщины теплоизолирующего слоя осуществляется так же, как и морозозащитного. Теплоизолирующие слои применяются в тех случаях, когда технически невозможны или экономически нецелесообразны традиционные мероприятия по обеспечению морозоустойчивости конструкции.

В качестве теплоизолятора могут быть использованы: легкие бетоны, пенопласт, теплоизоляционные композиции из местных материалов или отходов промышленности, укрепленных вяжущими, и пористых заполнителей (керамзита, перлита, аглопорита, гранул полистирола, измельченных отходов пенопласта).

Толщину теплоизолирующего слоя определяют по графику, приведенному на рис. 4.7, в зависимости от R_од(тр) и R_од(о). При проведении расчетов значения показателя пучинистости грунта С_пуч определяют по табл. 4.11.

Таблица 4.11

Значения показателя Спуч при расчете толщины теплоизолирующего слоя

Рис. 4.7. График для определения необходимой толщины

теплоизолирующего слоя из пенопласта

Вопросы для самопроверки

1. Как классифицируются грунты по степени пучинистости?

2. Какие грунты наиболее подвержены пучению?

3. При соблюдении какого условия дорожная одежда считается морозоустойчивой?

4. От чего зависит допускаемая величина морозного пучения?

5. Какие мероприятия по регулированию водно-теплового режима могут быть предусмотрены на стадии проектирования для обеспечения морозоустойчивости дорожной одежды?

6. В каких случаях проверка дорожной одежды на морозоустойчивость может не производиться?

7. От каких параметров зависит расчетная величина морозного пучения?

8. Какие материалы используются при устройстве морозозащитного слоя?

9. В каких случаях применяются теплоизолирующие слои в дорожных конструкциях?

5. Жесткая дорожная одежда с цементобетонным

ОСНОВАНИЕМ И АСФАЛЬТОБЕТОННЫМ ПОКРЫТИЕМ

5.1. Конструктивные особенности жесткой дорожной одежды

с цементобетонным основанием

Жесткие дорожные одежды с цементобетонным основанием имеют следующее конструктивные слои, представленные на рис. 5.1:

- покрытие, устраиваемое из одного, двух или трех слоев асфальтобетона;

- основание из монолитного цементобетона;

- дополнительный слой основания из дискретных материалов.

Под бетонным основанием рекомендуется предусматривать технологический слой. Назначение этого слоя – повышение устойчивости дорожной одежды в период эксплуатации, сохранение ровности подошвы бетонного основания и недопущение повреждений уплотненного грунта подстилающего слоя при подвозе бетонной смеси. Технологический слой учитывают при расчете основания по водно-тепловому режиму.

Для бетонных оснований рекомендуется применять марку бетона на растяжение при изгибе В_tb 0,8-2,8.

Если основание в течение длительного периода с момента укладки (но не более одного года) используется для движения транспорта, его устраивают из бетона класса не менее В_tb 2,4 и толщиной не менее 20 см.

В цементобетонном основании устраивают продольные швы и поперечные швы сжатия и расширения. Продольные швы устраивают при ширине покрытия более 9,0 м и на участках с ожидаемыми неравномерными осадками земляного полотна. Продольные швы не армируются.

В цементобетонном основании устраивают швы сжатия через 15 м. Допускается устройство основания без поперечных швов. Перед мостами и у пересечения дорог так же, как и при сооружении дорожных одежд с монолитными покрытиями, устраивают не менее трех швов расширения через 10-20 м.

Для повышения трещиностойкости асфальтобетонного покрытия его рекомендуется армировать сетками из стекловолокна, стеклопластика или стали. Они располагаются над поперечными швами основания. Сетки шириной 80-160 см располагают симметрично вдоль шва.

Сетки из стекловолокна или стеклопластика размещают в слое асфальтобетона не ближе 8 см от поверхности покрытия или между слоями при двухслойном асфальтобетонном покрытии. Сетки из стали располагают под нижним слоем асфальтобетонного покрытия.

Ширина основания из цементобетона должна быть шире покрытия на 1,05 м с каждой стороны.

Для повышения сцепления слоя асфальтобетона со слоем цементобетонного основания поверхность последнего должна быть повышенной шероховатости и обработана грунтовкой, нанесенной на сухую и чистую поверхность цементобетона.

5.2. Требование к жесткой дорожной одежде с цементобетонным

основанием и асфальтобетонным покрытием

Конструкция жесткой дорожной одежды с цементобетонным основанием и асфальтобетонным покрытием должна удовлетворять следующим требованиям:

- покрытие и основание должны быть трещиностойкими к воздействию опасных температурных напряжений, обусловленных перепадом суточных, сезонных и годовых температур воздуха с учетом солнечной радиации;

- покрытие и основание должны быть прочными под воздействием нагрузки от подвижного состава и интенсивности движения;

- покрытие и в целом дорожная одежда должны обладать продольной и вертикальной устойчивостью против необратимых вертикальных смещений, которые приводят в период эксплуатации дороги к потере первоначальной ровности покрытия и в целом дорожной одежды;

- конструкция жесткой дорожной одежды должна обеспечивать допустимое морозное пучение основания и земляного полотна и осушение грунта.

Необходимые трещиностойкость, прочность, вертикальная и продольная устойчивость покрытия обеспечиваются назначением толщины покрытия и основания достаточной величины.

5.3. Конструирование жесткой дорожной одежды с цементобетонным

основанием и асфальтобетонным покрытием

При проектировании и выборе варианта жесткой дорожной одежды с цементобетонным основанием необходимо учитывать температурный фактор, т.е. расчетные температуры воздуха в жаркие и холодные месяцы и интенсивность солнечной радиации.

Необходимо также принимать во внимание возможности:

- обеспечения несущей способности дорожной одежды при тяжелом и интенсивном движении автомобилей в весенний период, когда грунт земляного полотна может иметь повышенную влажность и пониженные прочность и деформативность;

- роста максимальной расчетной нагрузки;

- применения бетона разных марок, в том числе и тощие бетоны, без учета их морозоустойчивости;

- использования местных каменных материалов пониженной прочности для приготовления бетонов различных марок.

В случае ожидаемого увеличения максимальной расчетной нагрузки на ось автомобиля толщину основания из цементобетона принимают на 2-3 см больше рассчитанной. При этом может быть принята одинаковая толщина покрытия всей дороги независимо от несущей способности грунта земляного полотна.

В южных районах РФ морозостойкость цементобетонного основания не учитывается при минимальной температуре зимой до -15 ºС, при которой, благодаря теплоизоляционным свойствам асфальтобетонного покрытия, температура цементобетона понижается только до 0 ºС.

При конструировании дорожной одежды минимальные значения толщины слоя асфальтобетона (h_a) и цементобетона (h_b) принимают в зависимости от величины расчетной нагрузки и класса бетона по прочности на растяжение при изгибе В_tb по табл. 5.1.

Таблица 5.1

Минимальные значения толщины слоя асфальтобетона и цементобетона