Учитывая выражение (6) имеем:
(9)
Величины s1 и s2 находят из зависимостей:
(10)
(11)
где q — удельная величина расчетной нагрузки; g — удельный вес грунта; m — коэффициент Пуассона, m = 0,5; z — глубина рассматриваемой точки, R — радиус нагруженной площадки.
Величины , d и x определяют по результатам испытаний образцов грунтов в условиях трехосного сжатия при повторном воздействии нагрузок.
Расчет дорожной одежды производится следующим образом:
1. В зависимости от величины удельной расчетной нагрузки q, диаметра нагруженной площадки D и прочностных характеристик грунта j и С оценивается изменение по глубине напряженного состояния дорожной одежды и подстилающего грунта как однородного полупространства, используя зависимости (1), (10) и (11).
Для этого строится эпюра изменения Ку.н.с в зависимости от относительной глубины расположения рассматриваемой точки грунтового массива z/D до уровня, где Ку.н.с = · На участке, где Ку.н.с > 1, эпюра изменения Ку.н.с спрямляется и Ку.н.с принимается равным 1.
2. Задаваясь определенной толщиной дорожной одежды, определяется величина накопленной осадки поверхности подстилающего грунта, используя зависимость (9).
Для этого строятся эпюры изменения d и x в зависимости от относительной глубины рассматриваемой точки грунтового массива z/D при coj ответствующих значениях Ку.н.с для заданного количества приложений расчетной нагрузки N.
Сумма площадей эпюр изменения d и x соответствует величине накопленной осадки поверхности грунта.
3. Рассчитанная накопленная остаточная деформация поверхности подстилающего грунта не должна превышать допустимой величины (табл. П.9.1).
Таблица П.9.1
|
Тип дороги |
lдоп |
|
Внутрипромысловые |
2 см |
|
Подъезды к скважинам |
4 см |
|
Временные |
6 см |
Если остаточная деформация lрасч больше или меньше lдоп, следует соответственно увеличить или уменьшить толщину дорожной одежды и повторно провести определение lрасч, используя эпюру изменения d и x.
При расчете осадки поверхности песчаных подстилающих грунтов величины d и x могут быть определены по следующим экспериментальным зависимостям:
(12)
(130
Величины прочностных характеристик песчаных грунтов j и С, а также величины приведены в табл. П.9.2.
Таблица П.9.2
|
Грунт |
j, град. |
С, МПа |
|
|
Песок крупный |
42 |
0,007 |
0,25 |
|
Песок средней крупности |
40 |
0,006 |
0,23 |
|
Песок мелкий |
38 |
0,005 |
0,21 |
Для удельной расчетной подвижной нагрузки q = 0,6 МПа расчет дорожных одежд производится с помощью номограммы (рис. П.9.1), связывающей между собой относительную толщину дорожной одежды h/D (верхняя горизонтальная шкала), угол внутреннего трения подстилающего грунта j (наклонные прямые номограммы), суммарное количество воздействий расчетных нагрузок N за срок службы (лучи на номограмме) и относительную накопленную остаточную деформацию подстилающего грунта l = å/D (нижняя горизонтальная шкала). Задаваясь толщиной дорожной одежды h/D, в зависимости от угла внутреннего трения подстилающего грунта j и суммарного количества воздействий расчетных нагрузок N можно определить относительную величину накопленной остаточной деформации l.
Расчет может быть выполнен и в обратном порядке: задаваясь величиной накопленной остаточной деформации l, в зависимости от суммарного количества воздействий расчетной нагрузки N и угла внутреннего трения подстилающего грунта j можно определить требуемую относительную толщину дорожной одежды h/D.
Рис. П.9.1. Номограмма для определения относительной величины накопленной остаточной деформации l в подстилающем грунте
(при h/D = 0¸2,0). Порядок пользования .показан штриховой линией
со стрелками
Приложение 10
СХЕМЫ КОНСТРУКЦИЙ УКРЕПЛЕНИЯ ОБОЧИН
И ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ
Рис. П.10.1. Схемы конструкций укрепления обочин: нежесткий тип укрепления; комбинированный тип укрепления:
I — укрепление ПГС на дорните; IIа — цементогрунт и нефтегрунт на дорните; IIб,в — нефтегрунт или цементогрунт на ПГС; IIг — укрепление переменной толщины из нефти или цементогрунта; IIIа — укрепление краевой полосы из золоцементогрунта и ПГС на остановочной полосе все на дорните;
IIIб — укрепление краевой полосы плитами из золоцементогрунта на ПГС, остановочная полоса из нефтегрунта; IV — укренление уширением плитами ПАГ-14 с выделением краевой полосы продольной разметкой
Таблица П.10.1
Варианты конструкций укрепления обочин автомобильных дорог
|
Вариант укрепления обочин |
Материал укрепления обочин |
Категория дороги |
Ширина проезжей части |
Ширина обочин, м |
Ширина укрепленной полосы |
Толщина слоя укрепления, м |
|
Укрепление нежесткого типа |
||||||
|
I |
Песчано-гравийная смесь (ПГС) на дорните по всей ширине обочин |
IV-B |
6,0 |
2,0 |
— |
0,14 |
|
IIа |
Цементогрунт с добавкой нефти или нефтегрунт с добавкой цемента на дорните по всей ширине обочины |
IV-B III-B |
6,0 8,0 |
2,0 2,0 |
— 0,5 |
0,14 0,2 0,15 |
|
II6 |
Цементогрунт с добавкой нефти или нефтегрунт с добавкой цемента по всей ширине обочины, в пределах краевой полосы на ПГС |
IV-B III-B |
6,0 8,0 |
2,0 2,0 |
— 0,5 |
0,14 0,2 0,15 |
|
IIв |
Нефтегрунт с добавкой цемента или цементогрунт с добавкой нефти по всей ширине обочины, а в пределах краевой полосы на слое цементогрунта |
III-B |
8,0 |
2,0 |
0,5 |
0,1—0,34 |
|
IIв |
Цементогрунт с добавкой нефти или нефтегрунт с добавкой цемента на всей ширине обочины слоем переменной толщины |
III-B |
8,0 |
2,0 |
0,5 |
0,1—0,34 |
|
Укрепление комбинированного типа |
||||||
|
IIIa |
Сборные плиты из золоцементогрунта на краевой полосе и ПГС на остановочной полосе на дорните |
IV-B |
6,0 |
2,0 |
0,5 |
0,14 |
|
IIIб |
Сборные плиты из золоцементогрунта на краевой полосе на ПГС, цементопрунт с добавкой нефти на остановочной полосе |
1V-B III-B |
6,0 8,0 |
2,0 2,0 |
0,5 0,5 |
0,14 0,14 |
|
IV |
Уширенная проезжая часть из плит ПАГ-14 с выделением краевой полосы продольной разметкой; слой ПГС на остановочной полосе обочины |
III-B II-В |
8,0 8,5 |
2,0 3,25 |
0,5 0,75 |
0,14 0,14 |
Примечания. 1. Приведена минимальная толщина слоя укрепления обочин, в каждом конкретном случае она уточняется расчетом.
2. Под чертой дана толщина слоя основания на укрепленной полосе обочины.
3. Ширина проезжей части кратна ширине плиты ПАГ-14 (2 м).
Таблица П.10.2
|
Физико-механические свойства |
Нефтегрунты без добавок |
Нефтегрунты с добавками |
|
Предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов при 20°С, МПа не менее |
0,6 |
0,8 |
|
Коэффициент морозостойкости, не менее |
0,65 |
0,75 |
|
Водонасышение, % объема, не более |
6 |
4 |
|
Коэффициент уплотнения, не менее* |
0,95 |
0,95 |
_____________
* Коэффициент уплотнения определяют как отношение объемной массы вырубки с ненарушенной структурой к объемной массе образцов из этой же вырубки, переформованных при оптимальной влажности под нагрузкой 30 МПа.
Таблица П.10.3
|
Физико-механические свойства дорнита |
Дорнит для обочин |
Дорнит для откосов |
|
Разрывное усилие при испытании образца шириной 5 см и длиной 10 см, Н (кгс), не менее: в продольном направлении |
445 (45) |
345 (35) |
|
в поперечном направлении |
245 (25) |
198 (20) |
|
Удлинение при разрыве, %, в направлении: продольном |
70 |
80 |
|
поперечном |
130 |
140 |
|
Поверхностная плотность (плотность r = 0,15 г/см3, толщина 4 мм), г/м2, не более |
600 |
600 |
Приложение 11
МЕТОДИКА СТЕНДОВОГО ИСПЫТАНИЯ ПЛИТ СБОРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ИЗГИБ
Испытания проводятся с целью оценки общей прочности плит на изгиб, обнаружения плит с недостаточной прочностью бетона, с недостаточным напряжением арматуры или с потерей предварительного напряжения в одном или более стержнях нижней зоны сечения.
На рис. П.11.1 показана схема испытания при условии, если в расчетной зоне находится пять напряженных стержней Æ 5 мм, ст. кл. A-IV, т. е. на изгибающий момент равный 1730 кгс·см.
Для определения прочности плит на изгиб испытывают не менее трех плит, отобранных из контролируемой партии.
В контролируемую партию входит не более 300 плит, поступивших с одного завода ЖБК и имеющих одни и те же паспортные данные.
Испытывают плиты на ранее уложенном штабеле. Испытываемую плиту (вторую сверху в штабеле) изгибают путем смещения подкладок под последней, верхней плитой, которая в данном случае служит пригрузом.
В качестве подкладок, которые применяют при испытании, используют деревянные бруски высотой 30 мм и шириной 100 мм.
Для массовой сплошной выбраковки плит рекомендуется проводить ускоренные испытания путем подъема их стропами неодинаковой длины. При этом одна из строп должна быть короче остальных не менее чем на 10 см.
Плиты при испытании целесообразно устанавливать так, чтобы наиболее слабая зона при изгибе была растянута.
Предварительно-напряженные плиты считаются выдержавшими испытания в том случае, если при нагружении в растянутой зоне бетона плит не возникают трещины шириной более 0,3 м. После снятия нагрузки трещины должны закрыться.
А
Б
Рис. П.11.1. Схемы стендовых испытаний преднапряженных дорожных плит на действие расчетного изгибающего момента, равного 1740 кГс·см/см:
А — испытание одной плиты с растяжением бетона в нижней зоне; Б — испытание 2 плит с определением трещиностойкости бетона в верхней и нижней зонах; 1 — плиты штабеля; 2 — деревянные прокладки шириной не более 10 см, толщиной не менее 3 см; 3 — плита, в которой определяется трещиностойкость в нижней зоне; 4 — плита, в которой определяется трещиностойкость в верхней зоне; 5 — плита пригруза
Ненапряженные плиты размером 0,14´2´6 м испытываются таким же образом, что и напряженные, т. е. на тот же изгибающий момент. Ненапряженные плиты других размеров могут испытываться по сходной схеме, при этом расстояние между подкладками определяют исходя из расчетного изгибающего момента для данной плиты. Нагрузкой могут служить несколько плит.
Приложение 12
РАСЧЕТ ДОПУСТИМОЙ НАГРУЗКИ НА ТОРФЯНОЕ ОСНОВАНИЕ ОТ ВЕСА НАСЫПИ АВТОДОРОГИ ИЗ УСЛОВИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ В МЕСТЕ ПЕРЕХОДА
При проектировании автомобильных дорог с шириной насыпи по верху равной 12 м через подземные трубопроводы допускаемая (по условию прочности трубопровода) нагрузка на торфяное основание насыпи определяется для I, II, III конструктивных решений по формуле
(1)
где рдоп — вертикальная нагрузка от веса насыпи автодороги на нулевой отметке, кг/см2; r — первоначальный радиус кривизны вогнутого участка трубопровода в месте пересечения с осью автодороги, определяемый расчетом по результатам изысканий, м; в случае прямолинейного и выпуклого r следует принимать равным бесконечности; а, в — коэффициенты, определяемые по формуле (2) или (3) в зависимости от типа основания.
При отсутствии в основании насыпи слоя торфяного грунта III типа (Н3 = 0) коэффициенты а и в определяются по формулам
(2)
где А = 0,6 для III конструктивного решения пересечения, А = 1,2 для I и II конструктивного решения пересечения; Нэкв — эквивалентная мощность торфяного слоя, определяемая согласно приложению 3, м.
При наличии в основании торфяных грунтов III типа (Н3 ¹ 0)
(3)
где Н3 — общая мощность слоев воды и торфяных грунтов III типа, м. Величины коэффициентов К1, К2, С1, C2, D1, D2 указаны в таблицах П.12.1—П.12.12 в зависимости от конструктивного решения, назначения трубопровода (поддержания пластового давления, газлифт, нефтегазосбор, низконапорные водоводы), давления, марки стали, разности между температурой монтажа и температурой продукта Dt, коэффициента условий работы трубопровода т, определяемого по таблице 1 СНиПа 2.05.06—85 в зависимости от категории участка, принимаемой на основании п. 2 и п. 3 таблицы 3 СНиПа 2.05.06—85, мощности слоев торфяного грунта Нэкв и Н3, длины кожуха L, диаметров D и толщины стенок d трубопровода и кожуха.
