Задачі і принципи конструювання

2.1.1Проектування дорожнього одягу нежорсткого типу являє собою єдиний процес конструювання й розрахунку дорожньої конструкції (системи дорожній одяг плюс робочий шар земляного полотна) на міцність, морозостійкість і осушення з техніко-економічним обґрунтуванням варіантів з метою вибору найбільш економічного за даних умов.

2.1.2Задачі конструювання дорожнього одягу нежорсткого типу:

– вибір типу покриття;

– призначення кількості конструктивних шарів основи (додаткової основи;

– розміщення шарів у конструкції і попереднє призначення їх товщин;

– попередня оцінка необхідності призначення додаткових морозозахисних заходів з урахуванням дорожньо-кліматичної зони, типу ґрунту робочого шару земляного полотна та схеми зволоження робочого шару на різних ділянках;

– попередня оцінка необхідності призначення заходів для осушення конструкції, а також для підвищенню тріщиностійкості конструкції;

– оцінка доцільності зміцнення чи поліпшення верхньої частини робочого шару земляного полотна;

2.1.3При конструюванні дорожнього одягу нежорсткого типу необхідно керуватися наступними принципами:

а) тип дорожнього одягу та вид покриття, конструкція дорожнього одягу в цілому повинні задовольняти транспортно-експлуатаційні вимоги, які ставляться до дороги певної категорії з очікуваним у перспективі складом й інтенсивністю руху, з урахуванням зміни інтенсивності протягом заданих міжремонтних термінів і передбачуваних умов ремонту й утримання;

б) конструкція одягу може бути прийнята типовою чи розроблена індивідуально для кожної ділянки або ряду ділянок дороги, що характеризуються подібними природними умовами (грунт робочого шару земляного полотна, умови його зволоження, клімат, забезпеченість місцевими дорожньо-будівельними матеріалами і т. ін.) з однаковими розрахунковими навантаженнями. При виборі конструкції дорожнього одягу для даних умов перевагу варто віддавати перевіреній на практиці в даних умовах типовій конструкції;

в) у районах, недостатньо забезпечених стандартними кам'яними матеріалами, допускається (при відповідному обґрунтуванні) застосовувати місцеві кам'яні матеріали, побічні продукти промисловості та ґрунти, властивості яких можуть бути поліпшені шляхом їх обробки в'яжучими матеріалами (цемент, бітум, вапно, активні золи віднесення і т. ін.) Одночасно треба прагнути до створення конструкції по можливості найменш матеріалоємної;

г) конструкція повинна бути технологічною й забезпечувати можливість максимальної механізації й автоматизації дорожньо-будівельних процесів. Для досягнення цієї мети кількість шарів і видів матеріалів у конструкції повинна бути мінімальною;

д) при конструюванні необхідно враховувати реальні умови проведення будівельних робіт (літня чи зимова технологія і т. ін.) і досвід служби доріг у конкретному заданому районі.

2.1.4При призначенні видів покриття і основ для різних варіантів конструкцій дорожнього одягу нежорсткого типу слід враховувати положення діючих стандартів і норм на дорожньо-будівельні матеріали і вироби та норми проектування автомобільних доріг (ДБН В.2.3-4, ВБН В.2.3-218-002).

2.1.5При виборі матеріалів для влаштування шарів дорожнього одягу нежорсткого типу необхідно враховувати такі положення:

а) покриття і верхні шари основи повинні відповідати проектним навантаженням і бути водо-, морозо- і термостійкими;

б) конструкція дорожнього одягу в місцях зупинок громадського транспорту, на регульованих перехрестях і в інших місцях зміни швидкості руху чи на затяжних спусках повинна забезпечувати підвищений опір зсуву при високих літніх температурах. Для забезпечення цієї вимоги в покритті передбачають застосування тільки зсувостійких асфальтобетонних сумішей типу А і Б, щільних сумішей, а в основі – крупнозернистих асфальтобетонних сумішей або кам'яних матеріалів, укріплених цементом.

2.1.6При виборі матеріалу для верхнього шару основи треба враховувати категорію дороги, тип покриття, а також і те, що шари, які містять органічне в'яжуче, мають кращі деформаційні якості і теплофізичні властивості, ніж матеріали та ґрунти, укріплені неорганічними в'яжучими. Однак, матеріали, що містять органічне в'яжуче, дуже чутливі до високої температури, за якої зменшується їх зсувостійкість, чи негативної температури, що призводить до підвищення їхньої крихкості.

На магістральних дорогах з важким і швидкісним рухом, основи потрібно влаштовувати переважно з укріплених матеріалів.

При влаштуванні щебеневих шарів необхідно забезпечити відсутність вільної води в цьому шарі.

Оскільки піщана основа після ущільнення стає малопроникною, необхідно передбачати в цьому випадку для відведення вільної води спеціальні дренуючі шари.

2.1.7Товщину шарів з матеріалів, що містять органічне в'яжуче й укладених на верхній шар основи із матеріалів, укріплених цементом, для обмеження появи «відбитих» тріщин на покритті потрібно приймати не меншою за товщину шарів, укріплених цементом. При цьому мінімальна товщина шарів з органічним в'яжучим не повинна бути меншою за 12 см для полегшених покриттів і 16— 18 см для капітальних.

У випадку застосування матеріалів, укріплених комплексними в'яжучими, а також такими, що повільно твердіють і гідравлічними в'яжучими, товщина шару може бути знижена на 20 %, в умовах спекотних і сухих районів дорожньо-кліматичної зони У-IV та 12 – 15 районів (додаток В) – на 30 %; на дорогах IV категорії з покриттями з чорних сумішей товщина шару покриття може скласти 6 – 8 см.

2.1.8Асфальтобетонні покриття на цементобетонній основі можуть бути одно-, дво- і тришаровими. Товщина шару асфальто- і цементобетону визначається розрахунком, але не повинна бути меншою за значення, приведені у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1

При інших добових коливаннях температури товщина шару асфальтобетону визначається за формулою:

h' = h_a · A_n / 15, (2.1)

цементобетону – за формулою:

h' = h · . (2.2)

Значення очікуваного добового перепаду А_n приведені в обов'язковому додатку В.

Допускається застосовувати в основі бетон, що укочується (бетон низької міцності, перпакт-бетон), із забезпеченням максимального терміну служби основи як покриття.

У шарі цементобетону поперечні шви влаштовують як контрольні, без армування, через 15 м. Перед мостами та на перехрестях доріг влаштовують не менше, ніж три шви розширення через 10 – 20 м, так само, як і при спорудженні монолітних цементобетонних покриттів.

Для підвищення тріщиностійкості асфальтобетонного покриття в основі рекомендується армувати асфальтобетон над поперечними швами сітками, розташовуючи їх симетрично уздовж шва; ширина сіток 80 – 160 см.

Поздовжні шви в основі влаштовують при ширині покриття більше 9 м і на ділянках з очікуваними нерівномірними осіданнями земляного полотна. Поздовжні шви армуються металевими стрижнями.

Крім асфальтобетону, як верхній шар можуть застосовуватися збірні плити завтовшки 6 – 8 см, поверхнева обробка, чорний щебінь, шлам. Для підвищення зчеплення верхнього шару з цементобетоном поверхня останнього повинна бути підвищеної шорсткості й оброблена ґрунтовкою.

2.1.9 Нижні шари та додаткові шари основи разом із верхніми шарами і покриттям повинні забезпечувати внормовану міцність конструкції, морозостійкість, а також дренуючу здатність. Нижні шари основи, особливо з зернистих матеріалів, повинні мати здатність опору зсувним напруженням.

Раціональна товщина нижніх та додаткових шарів основи з неукріплених кам'яних матеріалів – не більше 20 см. У багатьох випадках доцільно передбачати їхнє зміцнення в'яжучими матеріалами.

Розташування неукріплених зернистих матеріалів між шарами із матеріалів чи ґрунтів, оброблених в'яжучим не допускається.

У випадку розташування зернистих матеріалів між шарами зі зв'язних матеріалів, шар із зернистого матеріалу влаштовують на всю ширину земляного полотна.

2.1.10Для істотного зменшення припливу поверхневих вод у основу дорожнього одягу і зниження розрахункової вологості ґрунту земляного полотна необхідно передбачати такі заходи, як зміцнення узбіч, забезпечення їх належного поперечного похилу і водонепроникності, влаштування бордюрів і лотків, а також забезпечення безпечної відстані від брівки земляного полотна до рівня тривалих поверхневих вод, підвищене ущільнення (до К = 1,03... 1,05) верхньої частини робочого шару в дорожньо-кліматичних зонах У-ІІ, У-ІII.

2.1.11У районах і на ділянках з несприятливими погодно-кліматичними і ґрунтово-гідрологічними умовами для обмеження міграції вологи з нижніх шарів земляного полотна у верхні слід передбачати заходи щодо штучного регулювання водно-теплового режиму, збільшення відстані від поверхні покриття до рівня ґрунтових вод (зведення більш високого насипу, зниження РҐВ), застосування для спорудження насипу нездимальних чи малоздимальних ґрунтів, уведення в конструкцію морозозахисних шарів зі стабільних матеріалів (не змінюють свого об'єму при промерзанні у зволоженому стані), капіляроперериваючих і водонепроникних прошарків. З метою істотної економії привізних і дефіцитних дорожньо-будівельних матеріалів слід вводити теплоізоляційні шари в конструкції на здимальнонебезпечних ділянках.

2.1.123 метою забезпечення сприятливих умов роботи прикрайкових смуг дорожнього одягу основу варто влаштовувати на 0,6 м ширше за проїжджу частину й зміцнювальну смугу, а додатковий нижній шар з піску чи іншого зернистого матеріалу укладати на 1 м ширше за основу або на всю ширину земляного полотна.

На автомобільних дорогах І – II категорій, а також на міських вулицях крайку дорожнього одягу доцільно зміцнювати шляхом установлення бортових каменів чи плит, влаштування монолітного бортика. Зміцнення узбіч доріг слід передбачати відповідно до вимог ДБН В.2.3-4 і рекомендацій спеціальних документів.

2.1.13Необхідно передбачати в конструкції дорожнього одягу нежорсткого типу можливо меншу кількість шарів (2 – 4 без урахування додаткових шарів) з різних матеріалів, використовуючи як основу пористий асфальтобетон, маломіцний цементобетон, ґрунти й матеріали укріплені в'яжучими. В окремих випадках, коли технічно й економічно доцільно, можна призначати і більше шарів дорожнього одягу.

4.1.14Товщину окремого шару попередньо призначають у діапазоні від мінімальної конструктивної товщини, регламентованої діючими нормами (ДБН В.2.3-4, ДСТУ Б В.2.7‑119), до практично прийнятих значень (наприклад, у типових проектах) для даного регіону.

Загальну товщину дорожнього одягу й товщини окремих конструктивних шарів остаточно визначають з розрахунку на міцність, морозостійкість і осушення.

Якщо загальна товщина дорожнього одягу, отримана з розрахунку на міцність, менша за товщину, встановлену за морозостійкістю, то слід передбачити додаткові морозозахисні чи теплоізоляційні шари. У цьому випадку конструкцію основи дорожнього одягу потрібно призначати одночасно з проектуванням морозозахисних чи теплоізоляційних і дренажних шарів.

2.1.15Товщину покриття удосконаленого типу слід призначати такою, щоб розтягуючі напруження, що діють в його найбільш напруженій зоні, не перевищували допустимих.

Максимальні напруження при згині виникають, якщо модулі пружності суміжних шарів відрізняються в 10 і більше разів. Тому модулі пружності суміжних шарів повинні відрізнятися не більше, ніж у 3 – 5 разів.

У процесі будівництва повинно бути забезпечене надійне спаювання шарів із монолітних матеріалів.

Товщину покриття перехідного типу треба визначати з таким розрахунком, щоб пружний прогин поверхні одягу не перевищував допустимого.

Товщини проміжних шарів одягу з удосконаленим покриттям слід призначати такими, щоб під дією розрахункових навантажень у монолітних шарах основи з матеріалів, укріплених неорганічними в'яжучими, полімерними чи в'язкими органічними в'яжучими, а також комбінованими в'яжучими, розтягуюче напруження при згині не перевищувало допустимого, а в зернистих і малозв'язних матеріалах (гравій, пісок, суміші на основі рідких органічних в'яжучих і т. ін.) не виникали б неприпустимі деформації зсуву.

Поиск по сайту: