Вопрос 28. Принципы проектирования до (дорожной одежды)

Проектирование дорожной одежды и земляного полотна представляет собой единый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции на прочность, морозоустойчивость и осушение и технико-экономического обоснования вариантов.

Задачи конструирования дорожной одежды:

• назначение типа покрытия

• выбор материалов для устройства слоев одежды и размещение их в конструкции в такой последовательности, чтобы наилучшим образом проявились их грузораспределяющая и деформативная способности, прочностные и теплофизические свойства

• установление числа слоев и их ориентировочных толщин

•  назначение морозо- или теплозащитных мер, а также мер по повышению трещиностойкости и сдвигоустойчивости слоев, чувствительных к тепловлажностным воздействиям.

При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами:

•  тип покрытия, конструкция одежды в целом должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к дороге или улице соответствующей категории, и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения. Должна быть установлена целесообразность стадийного строительства с целью поэтапного повышения эксплуатационных качеств;

• конструкцию одежды нужно выбирать типовую или вновь разрабатывать для каждого участка или ряда участков дороги, характеризующихся сходными природными условиями (грунты земляного полотна, увлажнение, микроклимат), одинаковыми расчетными нагрузками, а также в равной степени обеспеченными строительными материалами. Следует рассмотреть целесообразность укрепления верхней части земляного полотна, что обеспечит стабильные во времени деформационные и прочностные характеристики верхнего слоя земляного полотна на участках большого протяжения, на которых можно применять однотипную конструкцию дорожной одежды;

• в соответствующих элементах конструкции должны быть широко использованы местные малопрочные материалы с предварительной переработкой или укреплением их. В районах, недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами, необходимо широко применять, местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемент, битум, известь, активные золы уноса и др.). Одновременно надо стремиться к созданию конструкции, по возможности наименее материалоемкой. Нужно иметь в виду, что эффективны все дорожные одежды, те конструктивные слои основания которых выполнены из укрепленных грунтов;

• конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных процессов;

при назначении конструкции дорожной одежды следует учитывать региональный опыт строительства и службы дорог и заданном конкретном районе.

29 Вопрос.

РАСЧЕТ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НА ПРОЧНОСТЬ

Основные положения

Под прочностью дорожной одежды понимают способность сопротивляться

процессу развития остаточных деформаций и разрушений под воздействием

касательных и нормальных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и

подстилающем грунте от расчетной нагрузки (кратковременной, многократной или

длительно действующей однократной), приложенной к поверхности покрытия.

Методика оценки прочности конструкции включает как оценку прочности

конструкции в целом (с использованием эмпирической зависимости допускаемого

упругого прогиба от числа приложений нагрузки), так и оценку прочности с учетом

напряжений, возникающих в отдельных конструктивных слоях и устанавливаемых с

использованием решений теории упругости.

Дорожную одежду следует проектировать с требуемым уровнем надежности,

под которой понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного

периода. Отказ конструкции по прочности физически может характеризоваться

образованием продольной и поперечной неровности поверхности дорожной одежды,

связанной с прочностью конструкции (поперечные неровности, колея, усталостные

трещины), с последующим развитием других видов деформаций и разрушений (частые

трещины, сетка трещин, выбоины, просадки, проломы и т.д.). Номенклатура дефектов и

методика количественной оценки их определяется специальными нормами,

используемыми при эксплуатации дорог.

В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды как элемента

инженерного сооружения линейного характера используют предельный коэффициент

разрушения

пр Kр , представляющий собой отношение суммарной протяженности (или

суммарной площади) участков дороги, требующих ремонта из-за недостаточной

прочности дорожной одежды, к общей протяженности (или общей площади) дороги

между корреспондирующими пунктами. Значения

пр Kр на последний год службы в

зависимости от капитальности дорожной одежды и категории дороги.

Общая процедура и критерии расчета на прочность

Последовательность расчета:

Расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба на основе

зависимости требуемого общего модуля упругости конструкции от суммарного числа

приложений нагрузки.

В результате этого расчета назначаются толщины конструктивных слоев и их

модули упругости таким образом, чтобы общий модуль упругости дорожной одежды

был не менее требуемого с учетом соответствующего коэффициента прочности (табл.

3.1).

Расчет дорожной одежды, отвечающей критерию упругого прогиба, с учетом

механизма нарушения прочности в ее отдельных конструктивных слоях по двум

независимым критериям:

- критерию соответствия сдвигоустойчивости материалов конструктивных слоев и

грунта возникающим в них касательным напряжениям, отражающему условие

ограничения накопления сдвиговых остаточных деформаций (формоизменения) под

воздействием многократных кратковременных нагрузок;

- по критерию соответствия сопротивления материалов монолитных конструктивных

слоев возникающим в них растягивающим напряжениям от подвижной многократной

нагрузки, отражающему сопротивление этих слоев усталостным процессам,

обусловливающим развитие микротрещин в монолитных слоях, потерю их сплошности

и снижение распределяющей способности.

При недостаточной величине коэффициента прочности по любому критерию

конструкцию уточняют.

Дорожные одежды переходного и низшего типов рассчитывают по упругому

прогибу и по сдвигоустойчивости.

Конструкции, предназначенные для движения особо тяжелых транспортных средств

(со статической нагрузкой на ось 120 кН и более), по упругому прогибу не

рассчитывают.

Вопрос 30) Современные дорожные одежды состоят из нескольких конструктивных слоёв: покрытия – верхнего слоя дорожной одежды, который может состоять из слоя износа и одного или нескольких несущих слоёв; основания, которое может состоять из верхнего и нижнего несущих слоёв; дополнитель-ных слоёв различного назначения.

Устройство основания под «верхний» слой покрытия

В номенклатуру работ по устройству основания под «верхний» слой покрытия входят следующие технологические комплексы:

• дополнительная профилировка и подсыпка верхнего слоя тела насыпи;

• устройство временных подъездных дорог, площадок хранения материалов, съездов-выездов;

• улучшение и доуплотнение грунтового основания;

• устройство дополнительных слоёв и прослоек;

• строительство разделительных полос;

• подготовка «чёрного» основания.

Щебёночное основание является основным (несущим) слоем дорож-ной одежды, на которое укладывается покрытие. 

Работы по устройству щебёночного основания одни из самых трудоём-ких и проводятся в два этапа.

Ι этап – распределение основной фракции слоя и его предварительное уплотнение (с обжатием и взаимозаклиниванием);

ΙΙ этап – распределение расклинивающего щебня с уплотнением каждой фракции (расклинцовка).

Технологический цикл включает в себя следующие процессы:

• первая россыпь крупного щебня расчетной фракции слоем 15-25см;

• разравнивание автогрейдером или бульдозером;

• уплотнение катками за несколько проходов;

• россыпь слоя толщиной 10-15см более мелкой фракции;

• разравнивание автогрейдером;

• уплотнение катками с поливкой (расход воды 15…25л/м³);

• россыпь расклинцовывающей фракции, поливка и уплотнение с расходом воды 10…12 л/м³ 

При строительстве высокоскоростных магистралей устраиваются допол-нительные один или два слоя «чёрного основания», предназначенного для выравнивания эксплуатационных нагрузок. Конструктивно эти слои выполня-ются из минерального материала высокой прочности обработанного вяжущим.

Чёрное основание устраивается одним из следующих способов:

• смесь заготавливается на АБЗ (асфальтобетонном заводе) в смеситель-ных установках и доставляется к месту укладки специализированным автотранспортом. Горячая смесь температурой 100…110^оС укладыва-ется асфальтоукладчиками и уплотняется звеном катков с гладкими вальцами;

• доставленный к месту укладки щебень перемешивается на приобъект-ной технологической площадке с вяжущим и складывается в штабели. По мере надобности материал расходуется в насыпь. Перед укладкой смеси подогреваются и укладываются тёплыми (80..90^оС) или холод-ными (60..70^оС);

• щёбёночное основание укладывается в насыпь, пропитывается вяжу-щим (жидким битумом, каменноугольным дёгтем, эмульсиями различ-ных составов) и уплотняется за несколько проходок.

Чертежи

Д.О. нежесткого типа

Д.О.+зем.полотно

это если говорить на простом деревенском языке