Страница 9: ВБН В.2.3-218-186-2004. БН В.2.3-218-186-2004. Сооружения транспорта. Дорожная одежда нежесткого типа (40602)

а)розраховують монолітні шари на розтяг при згині без армуючих матеріалів за загальною методикою;

б)при невиконанні умови (3.14) розглядають можливість застосування синтетичних матеріалів в якості армуючого прошарку: призначають вид армуючого матеріалу та з урахуванням його паспортних даних вираховують Еа (додаток К) та роблять перерахунок σr за загальною методикою;

в)визначають величину коефіцієнта ефективності армування та перевіряють умову (3.18);

г)при невиконанні умови (3.18) необхідно призначити в якості армуючого прошарку синтетичний матеріал з більш високими показниками Ra та εр і знову провести розрахунки, починаючи з перелічення б);

д)при виконанні умови (3.18) розрахунок закінчується.

4ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МОРОЗОСТІЙКОСТІ КОНСТРУКЦІЇ ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ І ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

1. Метою розрахунку конструкції дорожнього одягу на морозостійкість є забезпечення необхідної стійкості дорожнього покриття проти порушення рівності при нерівномірному набуханні ґрунтів земляного полотна, тобто недопущення появи деформацій від морозного здимання, які перевищують допустимі.
2. Немає необхідності в спеціальних заходах щодо захисту конструкції від дії морозу:

а)у районах з глибиною промерзання менше ;

б)при земляному полотні, яке укладено на всю глибину промерзання з ґрунтів, що не здимаються або слабо здимаються (таблиця 2.2);

в)у випадках, коли необхідна за умовами міцності товщина дорожнього одягу перевищує 2/3 глибини промерзання;

г)на ділянках з 1-шим типом місцевості за зволоженням, за винятком ділянок з капітальним дорожнім одягом при пилуватих суглинистих і супіщаних ґрунтах земляного полотна, якщо не передбачено заходів щодо зменшення проникання води в дорожню конструкцію.

4.3Зимове здимання суттєво не впливає на рівність покриття і довговічність дорожнього одягу, якщо загальне підняття проїзної частини в процесі промерзання конструкції не перевищує таких значень lдоп (у сантиметрах),

залежно від типу дорожнього одягу:

а)капітальний – 4;

б)полегшений – 6;

в)перехідний – 10.

4.4Перевірку конструкції дорожнього одягу на морозостійкість проводять з використанням номограми (рисунок 4.1) у такій послідовності.

4.53 урахуванням теплотехнічних властивостей матеріалів знаходять еквівалентну (по відношенню до щебеню з гранітних порід) товщину дорожнього одягу:

h3 =h1·ε1 + h2·ε2 + h3·ε 3 +... + hn ·εn,(4.1)

де h1, h2, h3,...hn – товщини шарів дорожнього одягу із стабільних матеріалів, см;

ε1, ε2, ε3,… εn – еквіваленти теплотехнічних властивостей матеріалів по відношенню до ущільненого щебеню (таблиця Г.1).

4.6За рисунком 4.2. знаходять найбільшу за зиму нормативну глибину промерзання глинистих і суглинистих ґрунтів (см), визначену для ймовірності перевищення 5 %. Для супісків, дрібних та пилуватих пісків отримані за картою значення слід збільшити на 20 %.

1. При визначенні нормативної глибини промерзання багатошарового дорожнього одягу ZH, до отриманого значення нормативної глибини промерзання ґрунту уводиться поправка, яка збільшує ZH.

4.8За таблицею 2.2 для даного виду ґрунту й ступеня зволоження місцевості знаходять комплексну характеристику ґрунту за ступенем набрякання В:

,(4.2)

4.9Кліматичний показник α0 (см2/д) визначають за картою ізоліній α0 (рисунок 4.2) або використовуючи залежність:

.(4.3)

4.10Визначивши розрахункову глибину залягання рівня ґрунтової води, за допомогою номограми (рисунок 4.1) можна знайти значення будь-якого з параметрів при інших відомих.

Так для знаходження загальної товщини шарів із стабільних матеріалів Z1 необхідно вирахувати відношення lnyчα0/(B·Zp) при lпуч = lдоп, знайти його значення на вертикальній осі номограми, провести горизонтальну пряму до перетину з кривою, яка відповідає відношенню розрахункової глибини промерзання Zp до розрахункової глибини залягання рівня підземної води Н, тобто Zp / H, і, перенісши цю точку на горизонтальну вісь, отримати значення Z1/Zp, звідки, знаючи Zp, визначити Z1.

4.11Перевіряють морозостійкість дорожнього одягу, порівнюючи отримане необхідне значення загальної товщини шарів Z1 із стабільних матеріалів з фактичною еквівалентною товщиною hp (отриманою із залежності 4.1 за пунктом 4.5) за умовою:

h3 /Z1 1(4.4)

4.12Для існуючої дорожньої конструкції можливе підняття поверхні покриття lздим, тобто деформацію морозного здимання знаходять за номограмою (рисунок 6.1) у зворотній послідовності, беручи замість відношення Z1 / Zp на осі абсцис відношення h3 / Z1 ; за відомим відношенням Zp / Н визначають lздимα0/(В · Zр), звідки знаходять lздим. Отримане значення морозного здимання не повинно перевищувати допустимого для даного типу дорожнього одягу (пункт 4.3)

lздим lдоп,(4.5)

1. Якщо для забезпечення потрібної морозостійкості необхідна загальна товщина дорожнього одягу перевищує товщину, отриману розрахунком на міцність, то конструкцію одягу слід відкоригувати і знову розрахувати за критеріями граничного стану.
2. Морозозахистний шар з фільтруючих матеріалів, як правило, служить і елементом дренажної конструкції, а тому він повинен бути розрахований також на своєчасний відвід води, що надходить до конструкції.
3. Якщо умови морозостійкості (4.4 або 4.5) не виконуються, необхідно передбачити заходи, які підвищують морозостійкість дорожнього одягу:

а)замінити ґрунти, які здимаються і надмірно здимаються, на ґрунти, які не здимаються або слабо здимаються (за таблицею 2.2), при будівництві або реконструкції верхньої частини земляного полотна;

б)забезпечити необхідне підвищення покриття над рівнем ґрунтової води;

в)влаштовувати морозозахистні шари із стабільних матеріалів, що не змінюють свого об'єму при промерзанні у зволоженому стані (щебінь, гравій, шлак), або теплоізоляційних шарів, які зменшують глибину промерзання земляного полотна (керамзит, керамдор, пінопласт, полістирол);

г)понизити рівень ґрунтової води шляхом влаштування дренажів;

д)влаштовувати капіляроперериваючі і гідроізолюючі прошарки з синтетичних матеріалів (геотекстилю);

е)збільшити товщину дорожнього одягу або застосовувати в основі шари з шлаку чи пористих кам'яних матеріалів з малим коефіцієнтом теплопровідності.

4.16Під час реконструкції ділянок, які піддаються здиманню, крім заходів, передбачених у 4.15, необхідно забезпечити належний поверхневий водовідвід із прилеглої місцевості з необхідним поздовжнім (не менше за 5 %) і поперечним ухилом водовідвідних споруд.

5ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ ОСУШЕННЯ ДОРОЖНІХ ОДЯГІВ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ І ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

5.1Загальні положення

5.1.1Метою розрахунку дренажної системи є забезпечення водовідводу (розрахунок на осушення) або розміщення в додатковому шарі основи (розрахунок на поглинання) всієї води, яка надходить до основи проїжджої частини в розрахунковий період (протягом весняного розмерзання дорожньої конструкції), а також забезпечення максимального захисту земляного полотна від перезволоження поверхневою водою.

5.1.2Розрахунок на дренаж дорожнього одягу виконують перед розрахунком конструкції на міцність для визначення мінімальної товщини додаткового шару основи.

1. Осушення основи дорожнього одягу і підстилаючих ґрунтів слід передбачити на ділянках доріг, де земляне полотно споруджується з ґрунтів з коефіцієнтам фільтрації менше за 0,5 м/д (пилуватих пісків, супісків, суглинків та глин).
2. Для влаштування дренуючих шарів, що працюють за принципом осушення, слід використовувати матеріал з коефіцієнтом фільтрації не менше за 2 м/д.

При влаштуванні дренуючого шару порівняно невеликої товщини (до ) на всю ширину земляного полотна слід використовувати матеріали з коефіцієнтом фільтрації 10 м/д і більше та коефіцієнтом неоднорідності К60/10 5, що мають незначне капілярне підняття.

При влаштуванні дренуючого шару тільки на ширину проїжджої частини для закрайкових дрен повинні бути використані матеріали з коефіцієнтом фільтрації 10 – 20 м/д. Більше значення коефіцієнта фільтрації відповідно збільшує довжину фільтрації, яка визначається кількістю смуг руху і типом поперечного профілю (одно- або двохсхиловий).

При влаштуванні дренуючого шару, який працює за принципом осушення, у районах з кількістю опадів понад на рік (західні області України, гірські райони Криму та Карпат) слід вживати спеціальних заходів для попередження руйнування удосконаленого покриття в результаті гідравлічного удару на ділянках доріг з інтенсивністю понад 200 один./д. На таких ділянках вода, яка надходить з поверхні в основу під покриття, повинна бути відведена за межі проїжджої частини протягом 1 – 2 годин, Для цього дренажний шар слід влаштовувати з міцних зернистих матеріалів з порівняно вузьким діапазоном розмірів фракцій, наприклад 5 – 20, 10 – 20 та 20 – . Такі високопористі шари слід влаштовувати замість слабофільтруючих шарів основи.

5.1.5При влаштування дренажних шарів, що працюють за принципом поглинання, коефіцієнт фільтрації повинен бути не менше 1 м/д. При цьому під дорожнім одягом не повинен утворюватися шар води, а вода атмосферних опадів, що надходить через покриття проїжджої частини в дренажний шар, має одразу ж повністю поглинатися порами цього шару.

При розробці варіантів дренуючих шарів, що працюють за принципом осушення та поглинання, слід враховувати переваги та недоліки кожної з цих конструкцій.

5.1.6Дренажні шари, що працюють за принципом осушення, необхідно влаштовувати з кондиційних піщаних ґрунтів та укладати їх під дорожній одяг на всю ширину з дренажними трубами для збирання та швидкого відводу води за межі земляного полотна. При цьому необхідно забезпечувати вихід дренуючого шару на узбіччя або скидання води в зливову каналізацію. Крім того, слід влаштовувати захист дренажів від замулювання, а випуски труб від замерзання в них води.

5.1.7Для влаштування дренажного шару, що працює за принципом осушення, слід використовувати піщані ґрунти, які відповідають вимогам таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Коефіцієнт неоднорідності піщаного ґрунту визначається за формулою:

,(5.1)

де d60 і d10 – діаметр часток, мм, дрібніше яких в піску є відповідно 60 і 10 % маси.

5.1.9Для піщаних грунтів, які не відповідають вимогам таблиці 5.1, а також при кількості смуг руху більше, ніж чотири, коефіцієнт фільтрації піщаного ґрунту визначається експериментальним шляхом (на приладі СоюздорНДІ) при максимальній щільності, встановленій методом стандартного ущільнення.

5.1.10При попередньому оцінюванні придатності піщаного ґрунту для влаштування дренуючого шару коефіцієнт фільтрації Кф для даної групи ґрунту визначають за ступенем неоднорідності (таблиця 5.1) за формулою:

Кф=Кфэ·К0,1,(5.2)

де K0,1 – коефіцієнт, що залежить від вмісту часток, розміром менших за в даному піску, % маси (визначається за рисунком 5.1).

5.1.11Для влаштування поздовжніх та поперечних дрен застосовують керамічні, азбестоцементні (перфоровані або із пропилами) пластмасові труби або трубофільтри діаметром 50 – . Трубофільтри керамзитобетонні дренажні застосовують при неагресивній до бетону ґрунтовій воді.

Труби для влаштування дрен повинні відповідати таким загальним вимогам:

а)мати достатню водопропускну спроможність для відводу всієї води, яка надходить у них;

б)не пропускати в дрени часточок матеріалу дренуючого шару;

в)витримувати тиск від шарів ґрунту й одягу, які розташовані вище, а також від тимчасових навантажень;

г)бути морозостійкими;

д)зберігати перераховані властивості протягом тривалого часу;

е)мати діаметр дренажних труб не менше за при глибині промерзання до та не менше за при більш глибокому промерзанні.

1. Перспективним є використовування пластмасових труб. Поліетиленові труби, які випускає промисловість, гнучкі, вони мають значну довжину (8 – ), завдяки чому зменшується кількість стиків, малу масу. Труби стійкі до дії агресивної води. Укладання їх неважко механізувати. З метою забезпечення потрібної жорсткості слід застосовувати гофровані поліетиленові труби марки ПВХ діаметром . Як правило, поліетиленові труби випускаються із різною перфорацією у вигляді круглих отворів або вузьких прорізів. Для дренажів підходять труби із отворами діаметром не більше , довжина прорізу не повинна бути більша .
2. Навколо дренажних труб із перфорацією або прорізами слід передбачити фільтруючу обсипку. Необхідно, щоб зернистий матеріал, який застосовується для такої обсипки, відповідав таким вимогам: