При линейной закономерности изменения интенсивности движения автомобилей во времени временной параметр (У) выражают формулой:
, (4.5)
где - показатель роста интенсивности движения при линейном изменении ее во времени.
При постоянной интенсивности движения автомобилей, временной параметр (У) находят по формуле:
. (4.6)
Для указанных случаев (формулы 4.5 и 4.6) . (4.7)
4.3. Для оценки прочности дорожной одежды при приемке дорог в эксплуатацию требуемый модуль упругости дорожной конструкции принимают равным:
(4.8)
где - проектный, расчетный модуль упругости дорожной одежды и земляного полотна, МПа; - параметр, зависящий от допустимого процента деформированной поверхности покрытия (табл.2.1 прил.7).
4.4. При оценке прочности дорог, находящихся в эксплуатации, требуемые модули упругости рассчитывают по формулам раздела 4.2 при
, (4.9)
где - проектный, расчетный срок службы дорожной одежды, годы;
- фактический период эксплуатации от момента строительства или последнего ремонта дорожной одежды до момента обследования дороги, годы.
4.5. Если на момент обследования дороги оставшийся период эксплуатации составляет не более года (т.е. ) или , то необходимо выполнить усиление дорожной одежды. Слои усиления рассчитывают на оптимальную перспективу и надежность дорожной одежды. Для этого требуемый модуль упругости рассчитывают по формулам раздела 4.2 при
, (4.10)
где - нормативный срок службы дорожной одежды, годы.
Нормативный срок службы дорожной одежды и соответствующий ему нормативный уровень надежности конструкции принимают по табл.7 прил.7.
4.6. Если нормативный уровень надежности усиливаемой конструкции отличается от проектного уровня надежности обследованной дорожной одежды, то, прежде чем осуществлять расчет усиления, необходимо уточнить фактический модуль упругости существующей дорожной одежды. Для этого используют имеющиеся распределения и кумулятивные кривые прогибов на характерных участках дороги. Уточненный фактический прогиб конструкции определяют в соответствии с прил.6 при новом уровне надежности, принятом для конструкции усиления. Последовательность остальных вычислений не отличается от принятой в п.3.1.7 - 3.1.9.
4.7. Для случаев, когда не имеется данных о расчетных (проектных) сроках службы дорожной одежды, требуемые модули упругости дорожной конструкции определяют с использованием условия (4.10).
5. Мероприятия по повышению несущей способности дорожных одежд
5.1. Конструирование и расчет слоев усиления дорожной одежды
5.1.1. Вопрос об усилении дорожной одежды рассматривается всегда, когда ее фактический модуль упругости , определенный в результате полевых испытаний, оказывается меньше требуемого по условиям движения .
Решение вопроса о том, какое усиление следует производить, принимают в результате технико-экономического сравнения вариантов. Если на момент обследования , но ровность покрытия неудовлетворительная, осуществляют укладку выравнивающего слоя и устройство поверхностной обработки.
5.1.2. Тип покрытия при назначении слоев усиления выбирают с учетом перспективной интенсивности движения автомобилей (см. табл.7 прил.7).
Верхний слой усиления по своему типу должен быть не ниже существующего покрытия. Например, при существующем асфальтобетонном покрытии верхний слой усиления также должен быть асфальтобетонным.
В тех или иных конкретных условиях на основании экономических соображений, требований безопасности и комфортабельности движения вместо усовершенствованных облегченных или переходных покрытий могут быть назначены более совершенные покрытия. Материал покрытия должен обеспечивать необходимую его шероховатость и устойчивость от сдвигов, наплывов и волн при высоких температурах.
5.1.3. Толщина слоев усиления по условиям их надлежащего формирования и нормальной работы в процессе эксплуатации не должна быть меньше величин, указанных в табл.5.1.
Во всех случаях толщина слоя должна в 1,5 раза превышать размер наиболее крупных частиц каменного материала, из которого изготовлен данный слой.
Таблица 5.1
┌─────────────────────┬──────────────┬─────────────────┬────────────────┐
│ Материал слоев │ Толщина, см │ Материал слоев │ Толщина, см │
│ усиления │ │ усиления │ │
├─────────────────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┤
│ Асфальтобетон: │ │ │ │
├─────────────────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┤
│крупнозернистый │ 6 - 7 │Щебеночные и│ 8 │
│ │ │гравийные │ │
│ │ │материалы, │ │
├─────────────────────┼──────────────┤обработанные │ │
│мелкозернистый │ 3 - 5 │цементом на│ │
│ │ │твердом основании│ │
├─────────────────────┼──────────────┤ │ │
│песчаный │ 3 - 4 │ │ │
├─────────────────────┼──────────────┤ │ │
│холодный │ 3 │ │ │
├─────────────────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┤
│Щебеночные и│ 5 │Грунты, │ 6 │
│гравийные материалы,│ │обработанные │ │
│обработанные │ │органическим │ │
│органическим вяжущим│ │вяжущим способом│ │
│в установке и│ │смешения на│ │
│смешением на дороге │ │дороге │ │
├─────────────────────┼──────────────┼─────────────────┼────────────────┤
│Щебень, обработанный│ 8 │Щебеночные или│ │
│органическим вяжущим│ │гравийные │ │
│способом пропитки │ │материалы, не│ │
│ │ │обработанные │ │
│ │ │вяжущим, на: │ │
│ │ ├─────────────────┼────────────────┤
│ │ │щебне │ 8 │
│ │ ├─────────────────┼────────────────┤
│ │ │гравийном │ 10 │
│ │ │материале │ │
│ │ ├─────────────────┼────────────────┤
│ │ │песчаном │ 15 │
│ │ │основании │ │
├─────────────────────┴──────────────┴─────────────────┴────────────────┤
│Примечание. Большие из значений толщин асфальтобетонных покрытий даны│
│ для дорог I - II категорий, а меньшие - для дорог III - IV│
│ категорий. │
└───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
5.1.4. Слои усиления на проезжей части автомобильных дорог в соответствии с Инструкцией ВСН 46-83 Минтрансстроя СССР рассчитывают на кратковременное многократное действие подвижных нагрузок (продолжительность действия нагрузок принимается равной 0,1 с). Усиление одежд на остановках транспортных средств рассчитывают также на многократное кратковременное действие нагрузок, а также на однократное продолжительное действие (не менее 10 мин). Усиление одежд на стоянках ведут из расчета длительного статического нагружения (более 10 мин).
5.1.5. Расчет толщины слоев усиления ведут по обратимому прогибу, рассматривая дорожную одежду как линейно-деформируемую систему. Для практических целей следует пользоваться номограммой рис.2 прил.7.
При использовании номограммы сначала назначают (по прил.7) модули упругости слоев усиления , затем рассчитывают соотношения и . Откладывают полученное соотношение на оси ординат, проводят горизонталь до пересечения с наклонной линией, характеризуемой соотношением . Из точки пересечения опускают вертикаль до пересечения с осью абсцисс, где читают соотношение Х = h/D. Используя расчетный диаметр следа колеса из табл.1 прил.5, находят искомую толщину слоя усиления:
. (5.1)
5.1.6. Если по расчету необходимо однослойное усиление и толщина слоя усиления меньше его величины, указанной в табл.5.1, но больше половины этой величины, то следует принять толщину слоя усиления по табл.5.1 или рассмотреть вариант укладки материала, позволящего делать более тонкие слои. Например, вместо гравия, обработанного органическим вяжущим, следует укладывать холодную асфальтобетонную смесь. Оба варианта должны быть сопоставлены с учетом экономических и технологических соображений.
Если по расчету толщина слоя усиления из материала, обработанного органическим вяжущим, получилась менее половины величины, указанной в табл.5.1, то достаточно провести после соответствующего ямочного ремонта поверхностную обработку существующего покрытия.
5.1.7. При проектировании усиления дорожной одежды капитального, облегченного или переходного типа, находящейся в неудовлетворительном состоянии по ровности, минимальную толщину слоя усиления h из материала, содержащего органическое вяжущее, назначают с учетом перспективной интенсивности движения на полосу , приведенной к расчетным нагрузкам (величину определяют в соответствии с табл.6 прил.7):
Таблица 5.2
┌────────┬────────┬───────┬────────┬────────┬────────┬───────┬──────────┐
│ N_t, │ 100 │ 200 │ 500 │ 1000 │ 2000 │ 5000 │ > 5000 │
│авт./сут│ │ │ │ │ │ │ │
├────────┼────────┼───────┼────────┼────────┼────────┼───────┼──────────┤
│ h, см │ 7 │ 8 │ 10 │ 12 │ 13 │ 15 │ 17 │
└────────┴────────┴───────┴────────┴────────┴────────┴───────┴──────────┘
В случаях, если полученная расчетом толщина слоя усиления больше, указанной в табл.5.2, нижнюю часть его следует предусматривать из менее прочного и дорогостоящего материала, чем асфальтобетон (см. табл.5.3). Расчет дополнительного слоя осуществляют по номограммам прил.7.
Таблица 5.3
─────────────────┬───────────────────────────────────────────────────────
Существующее │ Материалы, рекомендуемые для нижней части слоя
покрытие │ усиления
├──────┬─────────┬──────────┬─────────────┬─────────────
│гравий│ щебень │ грунт, │ гравий или │ гравий или
│ │ │укреплен- │ щебень, │ щебень с
│ │ │ ный │ укрепленный │гранулирова-
│ │ │ вяжущим │ вяжущим │нным шлаком
─────────────────┼──────┼─────────┼──────────┼─────────────┼─────────────