7.6. Конструктивные особенности непрерывно армированных оснований

Непрерывно армированные бетонные основания рекомендуется устраивать на автомобильных дорогах с интенсивным движением.

Дорожные одежды с непрерывно армированными основаниями в районах массового строительства можно устраивать в два этапа:

а) на первом этапе в течение 2-5 лет непрерывно армированная бетонная плита работает в качестве покрытия для пропуска тяжелого строительного транспорта;

б) на втором этапе непрерывно армированная плита перекрывается слоем асфальтобетона и работает для пропуска тяжелого строительного транспорта.

Дорожная одежда имеет конструктивные слои, приведенные на рис. 7.3.

Асфальтобетонное покрытие может быть одно- или двухслойным. Основание непрерывно армированный цементобетон.

Класс бетона должен быть не ниже B 15,0; морозостойкость – не ниже

F 100.

Допускается укладывать основание непосредственно на песчаный дополнительный слой основания.

Непрерывную арматуру следует располагать на нейтральной оси основания. Поперечные швы в основании не устраиваются. Продольные швы устраивают при ширине покрытия более 7,0-7,5 м.

Технологический слой предусматривают для предохранения песчаного слоя от образования колеи от автомобилей самосвалов во время строительства, толщиной 10-12 см из щебня, шлака, гравия.

Дополнительный слой основания выполняет функции аналогичные дополнительному слою в дорожной одежде с монолитным цементобетонным покрытием.

Расчет непрерывно армированных оснований в продольном и поперечном направлении проводят по первому предельному состоянию, гарантирующему прочность и выносливость конструкции при воздействии автомобильного транспорта.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое непрерывно армированное цементобетонное покрытие?

2. Что такое предварительно напряженное цементобетонное покрытие?

3. Каковы особенности устройства деформационных швов в непрерывно армированных покрытиях?

4. Какие требования предъявляются к бетонам для устройства непрерывно армированных покрытий и оснований?

5. Какие требования предъявляются к арматуре для непрерывно армированных покрытий?

6. На какие предельные состояния рассчитывают непрерывно армированные покрытия?

7. Каковы особенности первой стадии работы непрерывно армированных покрытий?

8. Каковы особенности второй стадии работы непрерывно армированных покрытий?

9. Как рассчитываются изгибающие моменты в непрерывно армированном покрытии?

10. Каковы конструктивные особенности непрерывно армированных оснований?

Заключение

Учебное пособие ориентировано на освоение методов конструирования и расчета жестких дорожных одежд – основного и самого дорогостоящего конструктивного элемента автомобильной дороги, от надежной работы которого зависят все ее транспортно-эксплуатационные показатели. Приведенные в пособии материалы позволяют студентам проводить вариантное проектирование жестких дорожных одежд.

Для более углубленного детального ознакомления с основами проектирования следует использовать действующие нормативные документы, приведенные в библиографическом списке.

При конструировании дорожных одежд следует шире использовать местные материалы и типовые конструкции на их основе, ознакомиться с которыми можно в специальном «Каталоге конструкций дорожных одежд для ЦЧР», разработанном на кафедре проектирования автомобильных дорог и мостов ВГАСУ.

При вариантном проектировании дорожных одежд необходимо проводить технико-экономическое обоснование с учетом особенностей и достоинств работы дорожных конструкций с различными типами покрытий, с учетом их сроков службы и эксплуатационной надежности.

Библиографический список

Основная литература

1. СНиП 2.05.02.85*. Строительные нормы и правила. Автомобильные дороги. – М.: Госстрой СССР, 2001. – 68с.

2. Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд. – Введ. 03.12.2003, распор. Минтранса России № ОС-1066-р. – 95с.

3. Гладышева, И.А. Проектирование нежестких дорожных одежд: учеб. пособи / И.А. Гладышева, Т.В. Самодурова, О.В. Гладышева, А.В. Еремин; Воронеж.гос.арх.-строит.ун-т,. –Воронеж, 2010. -156 с.

4. Бабков, В.Ф. Проектирование автомобильных дорог /В.Ф. Бабков, О.В. Андреев. Ч.I. –М.: Транспорт, 1987. С.295-343.

Дополнительная литература

5. Дорожная терминология: Справочник /под. ред. М.И. Вейцмана. – М.: Транспорт, 1985. -310 с.

6. Проектирование автомобильных дорог. Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). Т.V / Г.А. Федотов, П.И. Поспелов, Э.К. Кузахметова, В.Д. Казарновский и др.; под ред. д-ра.техн.наук, проф. Г.А. Федотова, д-ра.техн.наук, проф. П.И. Поспелова - М.: Информавтодор, 2007. – 668 с.

7. Бетонный словарь. www.abs-beton.ru/polezinf/slovar/p/pesch_beton

8. Резванцев, В.И. Конструирование и расчет жестких дорожных одежд: учеб.пособие / В.И. Резванцев, И.А. Гладышева, В.А. Харченко В.А. –Воронеж: ВПИ, 1988. –89 с.

Нормативная литература

9. ГОСТ 25192-82. Бетоны. Классификация и общие технические требования. –Введ. 01.01.83. –М.: Изд-во стандартов, 1983. –6 с.

10. ГОСТ 26633-91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые Технические условия. –Введ. 01.01.92. –М.: Изд-во стандартов, 1992. –22 с.

11. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. –Введ. 01.01.91. –М.: Изд-во стандартов, 1991. –34 с.

12. ГОСТ 18105-86. Бетоны. Правила контроля прочности. –Введ. 01.01.87. –М.: Изд-во стандартов, 1987. –15 с.

13. СНиП 2.03.01.84. Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: Госстрой СССР, 1984. – 155с.

14. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. –Утв. 20.12.00, распор. Росавтодора № ОС-35-р. –М.: Информавтодор, 2001. –145 с.

15. МОДН 2-2001. Проектирование нежестких дорожных одежд. –Утв. 15.12.2000, распор. МСД. –М.: Государственный дорожный научно-исследовательский институт ФГУП “СоюздорНИИ”, 2002. –111 с.

16. Федотов, Г.А. Изыскания и проектирование автомобильных дорог: учебник. Кн. 1./ Г.А.Федотов, П.И. Поспелов. – М.: Высшая школа, 2009.- 646 с.

Приложение 1 Пример расчета жесткой дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием

1. Задание для проектирования

Запроектировать дорожную одежду с монолитным цементобетонным покрытием в Воронежской области на дороге III категории.

Интенсивность движения на последний год эксплуатации перед капитальным ремонтом – 2800 авт./сут., Ежегодный рост интенсивности движения p=4 %.

Состав движения: легковых и легких грузовых - 40 %, грузовых с нагрузкой на ось 2-5 т – 14 %, 5-8 т – 7 %, 10 т – 30 %, автобусов – 9 %.

Исходные данные для расчета дорожной одежды:

срок службы дорожной одежды Т_сл – 25 лет;

грунт земляного полотна – суглинок легкий.

Данные о дорожно-строительных материалах для устройства оснований дорожной одежды:

- щебень-известняк малопрочный, укрепленный цементом E = 400 МПа;

- песок мелкозернистый.

Схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна – 2.

2. Определение расчетной нагрузки и интенсивности движения

2.1. Так как самый тяжелый грузовой автомобиль в составе транспортного потока, доля которого составляет не менее 10% от перспективной интенсивности движения, имеет нагрузку на ось 100 кН, принимаем расчетную нагрузку группы А₁, имеющую следующие характеристики (см. табл. 2.1):

- нормативная статическая нагрузка на ось – 100 кН;

- нормативная статическая нагрузка на поверхность покрытия от колеса расчетного автомобиля Q = 50 кН;

- среднее удельное давление колеса на покрытие p = 0,6 МПа;

- расчетный диаметр отпечатка колеса: движущегося D_д = 37 см; неподвижного D_н = 33 см, диаметр площадки силового контакта верхнего слоя с нижележащим D = 50 см.

2.2. Определяем приведенную к расчетной перспективную интенсивность движения по формуле (2.2):

где f_пол = 0,55 (см. табл. 2.2); S_m.сум принимаем по табл. 2.5.

N_p = 0,55(2800·0,14·0,20+2800·0,07·0,70+2800·0,30·1,25+2800·0,09·0,70)=793

2.3. По формуле (2.10) определяем число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности конструкции дорожной одежды за срок службы:

.

Показатель изменения интенсивности движения по формуле (2.11):

q=1+ р_% /100 = 1 + 4/100 = 1,04.

К_с рассчитаем по формуле (2.12):

К_с =(q^Тсл-1) /(q-1) = (1,04²⁵ – 1) / (1,04 – 1) = 41,5.

Т_рдг = 135 (см. табл. 2.6), k_п = 1,49 (см. табл. 2.7).

3. Конструирование дорожной одежды Предварительно принимаем следующую конструкцию дорожной одежды:

Для интенсивности расчетной нагрузки 793 ед./сут. примем уровень надежности K_н=0,90 и коэффициент прочности K_пр = 0,94 (см. табл. 2.8).

4. Определение расчетных характеристик материалов и грунта

4.1. Определяем расчетные характеристики бетона:

- марка бетона по прочности на растяжение при изгибе B_tb (P_tb) 4,0 (50);

- то же, на сжатие B 30 (400) (см. табл. 2.9);

- значение начального модуля упругости цементобетона E_б = 33000 МПа (см табл. 2.10);

- расчетный модуль упругости бетонного покрытия в зоне швов покрытия E_б = 1650 МПа (табл. 2.11);

- проектная марка бетона по морозостойкости F = 150 (табл. 2.12).

4.2. Определяем расчетные характеристики грунта земляного полотна и песка мелкозернистого.

Расчетную влажность грунта рассчитаем по формуле (2.13):

где = 0,63 (см. рис. П.3 и табл. 2.18); = 0 (см. табл. 2.19); = 0,04 (см.табл. 2.20); по графику (см. рис. 2.2) = 0 так как h_до< 0,75 м; t = 1,32 (см.табл. 2.21).

W_р = (0,63 + 0 – 0,04)(1 + 0,1·1,32) = 0,68.

Отсюда расчетные характеристики грунта земляного полотна – суглинка легкого: Е_гр = 43 МПа (см. табл. 2.23); φ_гр = 6,1º; φ_ст = 19º; С_гр= 0,007 МПа (см.табл. 2.15).

4.3. Расчетные характеристики песка мелкозернистого:

Е₄ = 100 МПа (см. табл. 2.23);

φ = 25º; φ_ст = 31º; С= 0,002 МПа (см. табл. 2.24).