ПРАВИЛА ДИАГНОСТИКИ И ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

¾ для дорог I категории ¾ Бср £ 3,5

¾ то же II категории ¾ Бср £ 3,0

¾ III - IV категории ¾ Бср £ 2,5

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

МЕТОДИКА ДИАГНОСТИКИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА ПО ПРОЧНОСТИ В ПРОЦЕССЕ ДЕТАЛЬНОЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ 1. Основные положения

1.1. Прочность дорожной одежды представляет собой один из важнейших показателей транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог. Снижение прочности связано с появлением остаточных деформаций дорожной одежды, вызывающих ухудшение ровности проезжей части, уменьшение средней скорости движения автомобилей; снижение безопасности движения, ухудшение условий движения.

1.2. Прочность дорожной одежды, ее сопротивляемость многократному динамическому воздействию нагрузок от движущихся автомобилей зависит от следующих факторов:

¾ общей жесткости дорожной одежды, характеризуемой ее модулем упругости или упругим прогибом под нагрузкой;

¾ прочности по сдвигу грунта земляного полотна и слабосвязных материалов конструктивных слоев;

¾ прочности на растяжение при изгибе слоев из монолитных материалов;

¾ прочности по сдвигу слоев из асфальтобетона.

Последний фактор непосредственно связан с качеством верхнего слоя дорожной одежды и на общую ее прочность влияет мало.

Общая прочность одежды, обеспечение которой требует наибольших затрат, связана с первыми тремя факторами.

1.3. Из трёх факторов, определяющих общую прочность одежды, указанных в п. 1.1.2, первый фактор (упругий прогиб или вычисляемый по его величине модуль упругости) имеет обобщающий характер, относительно просто поддается измерению, и его обычно применяют в качестве показателя прочности дорожной одежды при ее оценке в полевых условиях.

1.4. Дорожная одежда в процессе эксплуатации на перегонах подвержена, главным образом, воздействию динамических нагрузок от движущихся автомобилей; на остановках, пересечениях в одном уровне с автомобильными и железными дорогами характерно статическое, ограниченное несколькими минутами, действие нагрузок и действие автомобилей, движущихся с малой скоростью; на стоянках характерно статическое действие нагрузок, как правило, более 10 мин., а нередко в течение ряда часов.

1.5. Поскольку дорожная одежда под воздействием автомобильной нагрузки, не превышающей расчетную, работает главным образом в упруго-вязкой стадии, ее вертикальные перемещения (прогибы) с увеличением длительности нагружения возрастают. Соотношения между величинами прогибов при различной длительности нагружения зависят от вязких свойств грунта и слоев дорожной одежды, особенно содержащих органическое вяжущее.

1.6. В процессе испытаний дорожной одежды для оценки ее прочности измеряют упругий прогиб от расчетной нагрузки, вычисляют общий фактический модуль упругости Е_ф, применяя зависимость:

Е_ф = Па(МПа) (1.1)

где Р ¾ среднее удельное давление, передаваемое испытательной нагрузкой, ПА (МПа);

D ¾ диаметр круга, равновеликого отпечатку площадки, передающий расчетную нагрузку, м;

l ¾ прогиб дорожной одежды, м;

m ¾ коэффициент Пуассона (m » 0,3).

1.7. Цель оценки прочности дорожных одежд состоит в получении объективных данных о ее тактической прочности, соответствии этой прочности условиям движения и получении объективных данных для научно-обоснованного планирования ремонтных мероприятий.

1.8. Оценка прочности дорожной одежды осуществляется следующим образом:

¾ предварительное визуальное обследование дорожной одежды на всем ее протяжении для выявления участков, требующих детального инструментального испытания прочности (см. приложение 4);

¾ на выявленных участках, требующих детальных испытаний, проанализировать результаты инструментальных измерений ровности (см. приложение 3);

¾ участки, на которых визуальная оценка прочности дает неудовлетворительный результат и измеренный показатель ровности выходит за допустимые пределы, необходимо в обязательном порядке произвести инструментальные измерения прочности.

Результатом инструментальной оценки прочности должны быть следующие показатели ¾ средние расчетные модули упругости по каждому участку, коэффициенты вариации модулей упругости, характеризующие однородность дорожной одежды по прочности. При необходимости разрабатывают рекомендации по усилению дорожной одежды.

2. Требуемые расчетные модули упругости для инструментальной оценки прочности дорожной одежды

2.1. Для оценки прочности дорожной одежды ее фактические модули упругости (Е_a), вычисленные по формуле 1.1 в процессе испытаний (см. подраздел 1.5), обрабатывают статистически, после чего сопоставляют с требуемым расчетным модулем (Е_тр.р), зависящим от требуемого модуля упругости Е_тр. В зависимости от условий действия расчетной нагрузки (см. п. 1.1.4) следует применять требуемые динамические модули упругости (Е_тр.д), требуемые модули упругости при малой скорости нагружения (Е_тр.ос), и требуемые статистические модули упругости (Е_тр.с). В табл. 1.1 приведены значения требуемых модулей упругости (Е_тр) при коэффициенте прочности, равном единице (К_пр = 1) для различной перспективной интенсивности движения на полосу, приведенной к нагрузке группы А (статистическое усилие 100 КН на ось), на которую следует рассчитывать дорожную одежду при ее усилении.

2.2. По величине требуемого модуля упругости (Е_тр) вычисляют требуемый модуль упругости с учетом условий ровности (Е_тр.s) по формуле:

Е_тр.s = е_тр × к_пр × К_s (1.2)

Величину коэффициента прочности (К_пр) определяют по табл. 1.2 в зависимости от типа дорожной одежды, покрытия и категории дороги. Величина коэффициента прочности в табл. 1.2 установлена с учетом рационального уровня надежности дорожной одежды.

Таблица 1.1

Значения требуемых модулей упругости

Перспективная интенсивность движения, приведенная к нагрузке

Требуемые модули упругости, МПа

100 кН на ось, на полосу, авт/сут.

динамические, Е_тр.д

при малой скорости нагружения, Е_тр.ос

статические Е_тр.с

1

2

3

4

10

145

127

120

20

168

148

137

30

184

163

146

50

199

177

156

100

222

195

173

200

245

216

183

300

260

230

199

500

276

243

210

1000

299

263

227

2000

322

283

243

3000

336

296

254

5000

354

311

265

10000

376

330

280

Таблица 1.2

Величины коэффициента прочности (К_пр) в зависимости от типа дорожной одежды, покрытия и категории дороги

Тип одежды и покрытия

Категория дороги

К_пр

Дорожные одежды капитального типа

I,II, IIIп, Iс

1,0

с усовершенствованным покрытием

III, IVп, IIс

0,94

Одежды облегченного типа с усовершенствованным покрытием

III, IV, IVп, IIс

0,90

Переходные дорожные одежды

IV, V, IIс, IIIс

0,63

Примечание: табл. 1.2 с небольшими сокращениями заимствована из Инструкции ВСН 46-83.

К_s ¾ коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности дорожной одежды, его величину определяют по табл. 1.3 в зависимости от перспективной интенсивности движения, приведенной к расчетному автомобилю (N_p) и требуемой ровности дорожной одежды (S_тр).

Таблица 1.3

Коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности (К_s)

Перспективная интенсивность движения, приведенная к нагрузке 100 кН на ось, на

Требуемая ровность дорожных одежд S_тр, см/км

одну полосу, авт/сут

90

110

130

150

165

180

³200

1

2

3

4

5

6

7

8

10

¾

¾

¾

¾

¾

¾

0,62

20

¾

¾

¾

¾

¾

0,71

0,67

30

¾

¾

¾

¾

0,75

0,74

0,71

50

¾

¾

¾

¾

0,76

0,75

0,72

100

1,10

1,03

0,91

0,86

0,82

0,80

0,76

200

1,15

1,09

1,01

0,94

0,91

0,88

¾

300

1,18

1,15

1,03

1,01

0,97

0,94

¾

500

1,23

1,20

1,17

1,15

1,08

1,04

¾

³ 1000

1,38

1,34

1,30

1,26

1,18

1,11

¾

2.3. Величину требуемого расчетного модуля упругости определяют с применением зависимости:

Е_тр.р = (Е_тр.s + D) × К_к × К_м (1.3)

где D ¾ поправка, введение которой обеспечивает требования прочности грунта земляного полотна по сдвигу (табл. 1.4);

К_к ¾ коэффициент, учитывающий условия прочности песчаного слоя по сдвигу (табл. 1.5);

К_м ¾ коэффициент, который учитывает условия прочности верхних слоев из асфальтобетона на растяжение при изгибе (табл. 1.6).

Климатические и грунтово-гидрологические условия в табл. 1.6 следует принимать:

Тяжелые ¾ II дорожно-климатическая зона, 3-й тип местности по характеру и степени увлажнения, земляное полотно сложено из пылеватых супесчаных и суглинистых грунтов.

Таблица 1.4

Численные значения поправки D

Тип покрытия

Общая толщина дорожной одежды, м для климатических и грунтово-гидрологических условий

D, МПа, при требуемых модулях упругости

тяжелых

сложных

средней сложности

Е_тр.д

Е_тр.ос

Е_тр.с

1

2

3

4

5

6

7

Усовершенст-

более 0,95

более 0,75

более 0,45

0

0

0

вованный для

0,90 - 0,95

0,70 - 0,75

0,40 - 0,45

15

14

12

капитальных

0,85 - 0,89

0,65 - 0,69

0,35 - 0,39

30

28

25

одежд

0,80 - 0,84

0,60 - 0,64

0,30 - 0,34

45

42

37

менее 0,80

менее 0,60

менее 0,30

58

52

48

Усовершенствованный для облегченных одежды:

на вязком

более 0,80

более 0,70

более 0,40

0

0

0

битуме

0,75 - 0,80

0,60 - 0,70

0,30 - 0,40

17

16

14

менее 0,75

менее 0,60

менее 0,30

29

25

20

на жидком

более 0,75

более 0,65

более 0,40

0

0

0

битуме

0,70 - 0,75

0,55 - 0,65

0,30 - 0,40

16

14

11

менее 0,70

менее 0,55

менее 0,30

29

25

20

В табл. 1.4 общая толщина дорожной одежды должна включать толщину всех слоев стабильных материалов и в том числе дренирующий слой.

Сложные ¾ II дорожно-климатическая зона, 3-й тип местности земляное полотно из непылеватых суглинистых грунтов и глин или II зона, 2-ой тип местности, земляное полотно из пылеватых супесчаных и суглинистых грунтов.

Средней сложности ¾ II зона, 2-ой тип местности, земляное полотно из непылеватых суглинистых грунтов и глин или II зона, 1 тип местности, либо III зона, 2 - 3 тип местности, земляное полотно из пылеватых супесчаных и суглинистых грунтов.

Дорожно-климатическую зону устанавливают в соответствии со СНиП 2.05.02-85. Тип местности по характеру и степени увлажнения, а также вид грунта земляного полотна устанавливают в процессе подготовки к проведению детальных инструментальных испытаний (см. подраздел 1.4).

Таблица 1.5

величины коэффициента К_к

Интенсивность движения

Толщина песчаного слоя, м

Тип

приведение

более 0,50

0,45

0,35

покрытия

к нагрузке

Общая толщина одежды над песчаным слоем, м

100 кН на

0,35

0,30

0,25

0,20

0,30

0,25

0,20

0,25

0,20

ось авт/сут.

значение коэффициента К_к

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Усовершенствованные капитальные

50

100

300

1

1

1

1,09

1

1

1,45

1,40

1,23

1,63

1,48

1,30

1

1

1

1,22

1,12

1

1,40

1,27

1,12

1

1

1

1

1

1

500

1

1

1,18

1,22

1

1

1,06

1

1

1000

1

1

1,10

1,14

1

1

1

1

1

3000

1

1

1

1

1

1

1

1

1

5000

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Усовершен-

30

1

1,20

1,68

2,10

1

1,48

1,72

1

1,18

ствованные

50

1

1,10

1,55

1,80

1

1,28

1,45

1

1,03

облегченные

100

1

1

1,45

1,60

1

1,18

1,32

1

1

на вязком

300

1

1

1,27

1,38

1

1

1,14

1

1

битуме

500

1

1

1,07

1,22

1

1

1,02

1

1

То же, на

30

1

1,27

1,90

2,15

1

1,47

1,47

1

1,27

жидком

50

1

1,17

1,78

1,95

1

1,35

1,67

1

1,17

битуме

100

1

1,09

1,64

1,75

1

1,23

1,36

1

1,09

300

1

1

1,37

1,50

1

1,03

1,14

1

1

Примечания: 1. При толщине песчаного слоя 0,30 м и менее К_к = 1 во всех случаях.

2. При расчетной интенсивности движения более указанной в таблице следует принимать те же значения К_к, что указаны в таблице 1.5 для наибольшей интенсивности.

Таблица 1.6

Величина коэффициента К_м для двухслойного асфальтобетонного покрытия с нижним слоем из крупнозернистой смеси