Страница 5: ВБН В.2.3-218-186-2004. БН В.2.3-218-186-2004. Сооружения транспорта. Дорожная одежда нежесткого типа (40602)

Кінець таблиці 2.4

2.8.19Якщо немає достовірних даних про прогини існуючого одягу, допускається проектувати шари підсилення на основі матеріалів вишукувань, що містять результати виміру товщин усіх конструктивних шарів дорожнього одягу, характеристику їхнього стану і якості, відомості про вид ґрунту земляного полотна й умови його зволоження. У цьому випадку товщини шарів підсилення треба призначати на основі розрахунку по пружньому прогину всієї конструкції, опору при згині шарів існуючої і нової частини дорожнього одягу й опору зсуву малозв'язних шарів дорожнього одягу і ґрунту земляного полотна.

2.8.20У випадку, коли коефіцієнт міцності дорожнього одягу більший або дорівнює значенням, наведеним у таблиці 3.1, однак на покритті мають місце руйнування, обумовлені недостатньою довговічністю і низькими властивостями матеріалів окремих шарів дорожнього одягу, необхідно з'ясувати причини утворення руйнувань і встановити, які матеріали чи їхні властивості не відповідають вимогам. Після цього приймають рішення про необхідні ремонтні заходи, що передбачають:

а)заміну шару, що порушує роботу конструкції дорожнього одягу;

б)поліпшення властивостей цього шару;

в)улаштування шару підсилення дорожнього одягу зі зменшенням напружень у послабленому конструктивному елементі.

3РОЗРАХУНОК ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ НА МІЦНІСТЬ

3.1Загальні положення

1. Задача розрахунку – визначення товщини шарів дорожнього одягу у варіантах, намічених при конструюванні, чи вибір матеріалів з відповідними деформаційними характеристиками і характеристиками міцності при заданих товщинах шарів.
2. Розрахунок дорожнього одягу на міцність заснований на наступних передумовах:

а)напружено-деформований стан дорожнього одягу під дією навантаження описується рішеннями лінійної теорії пружності для шаруватого півпростору з урахуванням умов сполучення шарів на контактах; сили інерції через їх малість у розрахунку не враховуються (задача квазистатична);

б)граничний стан дорожнього одягу характеризується показниками, що залежать від властивостей матеріалу кожного шару дорожнього одягу і ґрунту земляного полотна, а також від їхнього розміщення й умов роботи в конструкції.

1. Розрахунок дорожніх одягів засновано на трьох критеріях граничного стану – пружному прогині дорожнього одягу під навантаженням, опорі згину монолітних шарів і опорі зсуву ґрунтів і шарів з малозв'язних матеріалів.
2. Опір згину монолітних шарів і опір зсуву ґрунтів і шарів з малозв'язних матеріалів є міцностними характеристиками дорожнього одягу.

Граничний прогин дорожнього одягу є комплексною характеристикою деформативної здатності дорожнього одягу і визначає відповідність необхідної монолітності та рівності покриття.

3.1.5Для спрощення розрахунків за допомогою таблиць і номограм реальні багатошарові дорожні конструкції приводять до двошарових і тришарових моделей за допомогою методів, викладених у цих Нормах.

При розрахунках можуть бути використані більш складні, якщо вони дають результати, близькі до рішень теорії пружності для багатошарових систем в оцінюванні напружено-деформованого стану (з урахуванням умов сполучення шарів).

1. Дорожні одяги на перегонах доріг потрібно розраховувати на короткочасну багаторазову дію рухомих навантажень. Тривалість дії навантажень при сучасних швидкостях руху вантажних автомобілів необхідно приймати рівною 0,1 с, у цьому випадку в розрахунок приймаються значення модуля пружності і міцностні характеристики матеріалів і ґрунту, визначені теж при тривалості дії навантаження 0,1 с.
2. Одяг на зупинках автобусів і тролейбусів, перехрестях доріг, на підходах до пересічень із залізничними і трамвайними шляхами і т. ін. потрібно розраховувати на багаторазову короткочасну дію навантаження, а також на тривале одноразове навантаження. При розрахунку одягу на тривалу дію навантаження використовуються значення модуля пружності матеріалів і грунтів і їх міцносні характеристики, визначені при тривалості навантаження не менше 600 секунд.
3. Одяг на стоянках автомобілів і узбіччях доріг слід розраховувати на тривале навантаження (600 секунд). Через малу повторність впливу навантажень тут можна вести розрахунок на одиничне навантаження.
4. При розрахунку на міцність дорожніх одягів з асфальтобетонним покриттям необхідно враховувати особливості поводження його під час експлуатації в залежності від температури. У той час, як покриття найбільш напружено працює при низьких позитивних температурах, ґрунт земляного полотна і шари одягу із малозв'язних матеріалів сприймають великі напруження при підвищених весняних температурах, коли модуль пружності асфальтобетону істотно знижується. Тому при розрахунку власне асфальтобетонного покриття на розтяг при згині характеристики його повинні відповідати низьким весняним температурам (див. додаток Е). При розрахунку шарів із малозв'язних матеріалів, а також ґрунту на опір зсуву модуль пружності асфальтового бетону покриття повинний відповідати весняним підвищеним температурам (див. додатки Д і Е).
5. Дорожні одяги в місцях, перерахованих у 3.1.7 і 3.1.8, слід розраховувати на тривалий статичний вплив навантаження по зсуву в ґрунті, у шарах з малозв'язних матеріалів, а також у шарах, оброблених органічними в'яжучими. Крім того, необхідно розраховувати на розтяг при згині монолітні шари з матеріалів, що містять неорганічне в'яжуче.
6. Дорожній одяг потрібно розраховувати з урахуванням надійності, під якою мають на увазі імовірність безвідмовної роботи конструкції протягом усього періоду між капітальними ремонтами.

Примітка. Відмова – це такий стан дорожнього одягу і відповідний йому коефіцієнт міцності, при якому потрібно проведення капітального ремонту раніше терміну, встановленого даними Нормами. Кількісним показником служить рівень надійності, що являє собою відношення довжини міцних конструкцій, що не потребують капітального ремонту, до загальної довжини ділянки з даним значенням запасу міцності.

1. Для основних випадків проектування припустимий (необхідний) коефіцієнт надійності Кн, що визначає мінімальне значення коефіцієнта міцності Кмц, який дорожній одяг повинний мати до кінця терміну служби між капітальними ремонтами, нормований у залежності від категорії дороги, капітальності одягу і типу покриття (таблиця 3.1). Припустимий коефіцієнт надійності міських доріг і вулиць слід приймати теж за таблицею 3.1. При коефіцієнті надійності, відмінному від зазначених в таблиці його значень, мінімальний коефіцієнт міцності Кмц одягу слід приймати за графіком (рисунок 3.1).
2. 3 урахуванням рівня надійності конструкції визначають розрахункові значення опору розтягу при згині асфальтобетону і вологості ґрунту (див. додатки Д, Е).

Розрахункове значення характеристики Мр визначають за формулою:

при;,(3.1)

де  – середнє значення характеристики за результатами n випробувань;

t – коефіцієнт нормованого відхилення від при припустимому рівні надійності (див. 3.1.12) у залежності від числа років спостережень чи кількості досліджень;

 – коефіцієнт варіації характеристики;

σм – середнє квадратичне відхилення характеристики.

Таблиця 3.1

3.1.14 Відмова дорожнього одягу, пов'язана з недостатньою його міцністю може виникнути внаслідок:

• накопичення до закінчення заданого терміну служби конструкції від транспортного навантаження дотичних напружень, що виникають у конструктивних шарах і підстилаючих ґрунтах, неприпустимих залишкових деформацій із втратою рівності поверхні покриття і відповідним зниженням швидкості руху;
• руйнувань через втому монолітних шарів конструкції під впливом розтягуючих напружень від багаторазового транспортного навантаження і сколювання, і лущення покриття під впливом стискаючих напружень при згині з наступною інтенсивною втратою дорожнім одягом транспортно-експлуатаційних властивостей до закінчення заданого терміну служби.

Відповідно до цього розрахунок на міцність у шарах виконують по допустимих напруженнях, на зсув в шарах зі зниженим опором місцевому зсуву і на розтяг та стиск при згині в монолітних шарах.

Розрахунок за допустимим пружним прогином (або потрібним загальним модулем пружності) виконують для перевірки деформативної здатності конструкції в цілому і дотримання необхідних транспортно-експлуатаційних властивостей покриття.

3.2Загальна процедура розрахунків за критеріями граничного стану

3.2.1Відповідно до принципів розрахунку дорожніх одягів за трьома граничними станами критеріями міцності дорожніх одягів прийняті:

а)опір пружному прогину всієї конструкції (за допустимим прогином або допустимим модулем пружності);

б)опір зсуву в ґрунтах і шарах з малоз'вязних матеріалів (за допустимими напруженнями зсуву);

в)опір шарів з монолітних матеріалів розтягу при згині і на стиск у верхньому поясі (допустимі напруження на розтяг та стиск при згині).

3.2.2Розрахунок дорожніх одягів капітального типу, призначених для руху важких транспортних засобів з навантаженням на вісь, рівним чи більшим 115 кН, ведуть за двома критеріями міцності: опору зсуву в ґрунтах і шарах з слабоз'вязних матеріалів і опору шарів з монолітних матеріалів при згині.

За допустимим пружнім прогином робиться попереднє конструювання дорожнього одягу, який потім розраховують за критеріями міцності.

3.2.3Послідовність розрахунку дорожніх одягів за граничними станами може бути будь-якою.

Методично доцільно дотримуватися наступної послідовності розрахунку.

-Розрахунок дорожнього одягу за допустимим пружним прогином на основі залежності необхідного загального модуля конструкції від розрахункової інтенсивності руху. У результаті цього розрахунку визначаються товщини конструктивних шарів одягу і їхні модулі пружності таким чином, щоб загальний модуль пружності дорожнього одягу був не меншим за необхідний з урахуванням відповідного коефіцієнта міцності (таблиця 3.1)