Законодательная база Российской Федерации

"ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ ВСН 49-86. УКАЗАНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ПРИМЕНЕНИЕМ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ" (утв. Минавтодором РСФСР от 02.04.86)

А. Пример расчета дорожной одежды, усиленной прослойкой из СМ (к п.3.2 Указаний). Требуется выполнить расчет дорожной одежды на участке дороги с переходным типом покрытия во II дорожно-климатической зоне, усиленной прослойкой из СМ (п. 1 приложения 5).

Исходные данные. Местность по условиям увлажнения - 2-й тип. Грунт земляного полотна - суглинок легкий.

Расчетная нагрузка - автомобиль группы А, приведенная интенсивность движения 110 авт/сут, общий модуль упругости Е_Общ = 112 МПа. Расчет дорожной одежды без прослойки из СМ выполнен в соответствии с ВСН 46-83, расчетные характеристики и толщины слоев:

расчетная относительная влажность грунта 0,9 W_т, Е_гр = 24 МПа;

основание - песок мелкий, Е_2 = 100 МПа, h_2 =20 см;

покрытие - щебень 2-го класса по принципу заклинки, Е_1 = 350 МПа, l_1 = 23 см.

Корректировка толщин дорожной одежды:

проверяют соблюдение условий п. 3.2.2: Е_см=350 Н/см и п.3.4.:

где Е_0 = 44 МПа (из номограммы рис. 4 при Е_0/Е_1 = Е_гp/Е_2 = 0,24; h/D = h_2/D = 0,54; Е_Общ/Е_1 = Е_0/Е_2 = 0,44; Е_0 = 0,44Е_2;

приводят конструкцию к двухслойной: СМ расположен непосредственно под покрытием, поэтому параметры верхнего слоя Е_cp = Е_1 = 350 МПа, Н = h_1 = 23 см, нижнего слоя Е_0 = 44 МПа;

определяют Е_Общ(а) = Е_Общ/альфа_2 = 112/0,930 = 120 МПа, где Е_Общ = 112 МПа, альфа_2 равно 0,930 по табл. 3 приложения 2 при N/D = 0,62, Е_0 = 44 МПа, Е_cp/Е_0 = 350/44 = 8;

определяют значение условий толщины слоя h'i (из номограммы рис. 4, принимая Е_Общ/Е_1 - Е_Общ(а)/Е_1 = 0,34; Е_0/Е_1 - Е_0/2 = 0,12; h/D = h'_i/D = 0,80; h'_i = 0,80D = 30 см)

определяют новое значение толщины слоя щебня при устройстве в его основании прослойки из СМ [выражение (3.3)]:

Проверка прочности прослойки CM [по условию (3.4)]:

определяют напряжение в СМ от действия колесной нагрузки:

где

Е'_см, дельта, Е_0 - см. корректировку толщин, эпсилон = 0,116 из табл.2 приложения 2 при h_э/D=28/37 =0,76:

(см. примечание к табл.2 приложения 2); Р = 0,6 МПа;

определяют расчетное значение прочности СМ:

где

R_р, дельта - см. п.1 таблицы приложения 5;

К_р = K х n/m = 0,29 x 0,7/1,2 = 0,17 (n, m см. п.3.2.5, K = 0,29 из табл.1 приложения 2);

так как сигма_а = 0,035 МПа < R_расч = 0,29 МПа, условие (3. 4) проверки прочности на период эксплуатации соблюдено;

проверяют соблюдение условия (3.4) в период строительства, поскольку прослойку из СМ устраивают непосредственно под покрытием из щебня, значения сигма _а в период строительства и эксплуатации равны, а условие (3.4) записывается в виде

где

Прочность СМ достаточна для создания прослойки в данных условиях.

Б. Пример расчета дренирующего слоя с прослойкой из СМ (к п.5.2 Указаний). Требуется назначить толщину дренирующего слоя, работающего по методу осушения на участке дороги II категории во II дорожно-климатической зоне.

Исходные данные. Местность по условиям увлажнения относится к 1-му типу. Грунт земляного полотна - суглинок пылеватый. Согласно кривой зернового состава количество глинистых частиц (d<0,0005 мм) 20%, пылеватых (d = 0,05-0,005 мм) 40%, песчаных (d=2-0,05 мм) 40%. Расчетная влажность грунта W_р = 0,9W_т.

Ширина земляного полотна равна 15 м, поперечный уклон i = 0,04.

Состав грузового движения на полосу с учетом перспективы: автомобили с нагрузкой на ось 10 т - 800 авт/сут, 7 т - 1700 авт/сут, 4 т - 2200 авт/сут. Приведенная интенсивность движения N_пр = 1456 авт/сут. Расчетный автомобиль - группа А.

Дренирующий слой создают из песка (К_ф(п) = 2 м/сут, высота капиллярного поднятия h_к = 0,4 м) с устройством прослойки из СМ дорнит Ф-2 (ро = 600 г/м2).

Определение расчетного значения коэффициента фильтрации CM в плоскости полотна К_ф(р):

по номограмме (см. рис.15) определяют сигма_п/Р = 0,07 для отношений Е_ср/Е_0 и h/D, полученных заранее при выполнении расчета на прочность. Отсюда значение вертикальных нормальных напряжений на уровне земляного полотна сигма_п = 0,07 х 0,6 = 0,04 МПа (Р = 0,6 МПа - значение удельного давления на покрытие);

по табл.4 приложения 2 для i = 0,04 и сигма_п = 0,04 МПа находят значение К_ф(с) = 65 м/сут;

по табл.7 приложения 2 для грунтов группы В, 3-го типа местности, II дорожно-климатической зоны находят t_г = 20 сут;

по формуле (5. 3) вычисляют общее число приложений нагрузки: N_общ = N_пр t_г T = 1456 x 20 x 18 = 524,1 тыс. при требуемом периоде эксплуатации дороги до капитального ремонта T = 18 лет;

по табл.5 приложения 2 для СМ с ро = 600 г/м2, грунтов с W/W_т = 0,9 и содержанием частиц размером менее 0,05 мм, n_п = 60% находят число нагружений на момент стабилизации заиления N_c =26,6 тыс. ;

по формуле (5.4) находят

где коэффициент b = 0,00004 (см. рис. 16).

Определение толщины дренирующего слоя под прослойкой из СМ:

по формуле (5.1) определяют значение притока воды:

для значения q = 5 л/м2 сут, К_п = 1,7 (табл. 18, 19 ВСН 46-83);

по номограмме (см. рис. 13) для l_ф = 7,5 м, К_ф(р) = 60 м/сут, К_ф(п) = 2 м/сут, i = 0,04 и q_р = 0,0085 находят расчетную глубину фильтрационного потока h_р = 20 см:

по номограмме (см. рис. 14, а) для i = 0,04 и отношения h_р/l_ф = 20/750 = 0,026 находят степень увлажнения С = 0,0027:

по номограмме (см. рис. 14, б) для l_ф = 7,5 м, i = 0,04, К_ф(п) = 2 м/сут, С = 0,0027 находят толщину слоя, полностью насыщенного водой, h_нас = 16 см;.

по формуле (5.2) вычисляют толщину дренирующего слоя:

где h_зап = 14 см (см. п. 5.2.2).

Приложение 4