Страница 9: ВСН 49-86. СН 49-86. Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов (41717)

Примечание. Верхнее значение ?? в таблице берется при Есм??600 Н/см, нижнее - при 350??Есм<600 Н/см

Таблица 4

Значения коэффициента фильтрации в плоскости полотна СМ на начало периода стабилизации заиления Ксф (к п. 5.2.3)

Примечание. Значения Ксф справедливы для CM, отвечающих требованиям п. 5.1.2.

Таблица 5

Число нагружений на момент стабилизации заиления Nс (тыс. автомобилей) (к п. 5.2.3)

Примечание. i - см. табл. 4, W/WT - расчетная влажность грунта земляного полотна; nn - содержание в грунте частиц размером менее 0,05 мм; ?? - масса СМ (на 1 м2 полотна по ГОСТ 15902.1-80).

Таблица 6

Значение коэффициента (к п. 5.2.3)

Таблица 7

Время работы дренажа в расчетный период года tг, сут (к п. 5.2.3)

Примечание. Группы грунтов: А - пески пылеватые, супеси легкие и тяжелые (непылеватые); Б - суглинки тяжелые и пылеватые, глины; В - суглинки легкие и пылеватые; Г - супеси пылеватые.

Таблица 8

Значение снижений влажности ??W по сравнению с расчетной за счет применения СМ (к п. 5.2.1)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПРОСЛОЙКАМИ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

А. Пример расчета дорожной одежды, усиленной прослойкой из СМ (к п. 3.2 Указаний). Требуется выполнить расчет дорожной одежды на участке дороги с переходным типом покрытия во II дорожно-климатической зоне, усиленной прослойкой из СМ (п. 1 приложения 5).

Исходные данные. Местность по условиям увлажнения - 2-й тип. Грунт земляного полотна - суглинок легкий.

Расчетная нагрузка - автомобиль группы А, приведенная интенсивность движения 110 авт/сут, общий модуль упругости Еобщ=112 МПа. Расчет дорожной одежды без прослойки из СМ выполнен в соответствии с ВСН 46-83, расчетные характеристики и толщины слоев:

расчетная относительная влажность грунта 0,9WТ, Егр=24 МПа;

основание - песок мелкий, Е2=100 МПа, h2=20 см;

покрытие - щебень 2-го класса по принципу заклинки, Е1=350 МПа, l1=23 см.

Корректировка толщин дорожной одежды:

проверяют соблюдение условий п. 3.2.2: Есм=350 Н/см и п. 3:

МПа,

где Е0=44 МПа (из номограммы рис. 4 при Е0/Е1 = Егр/Е2 = 0,24; h/D = h2/D = 0,54; Еобщ/Е1 = Е0/Е2 = 0;44; E0 = 0,44E2;

приводят конструкцию к двухслойной: СМ расположен непосредственно под покрытием, поэтому параметры верхнего слоя Еср/Е1 = 350 МПа, Н = h1 = 23 см, нижнего слоя Е0 = 44 МПа;

определяют Еаобщ = Еобщ/??2 = 112/0,930 = 120 МПа, где Еобщ = 112 МПа, ??2 равно 0,930 по табл. 3 приложения 2 при Н/D = 0,62, E0 = 44 МПа, Еср/Е0 = 350/44=8;

определяют значение условий толщины слоя h??i (из номограммы рис. 4, принимая Еобщ/Е1 - Еаобщ/Е1 = 0,34; Е0/Е1 - Е0/2 = 0,12; h??1D = h??iD = 0,80; h??i = 0,80D = 30 см);

определяют новое значение толщины слоя щебня при устройстве в его основании прослойки из СМ [выражение (3.3)]:

см.

Проверка прочности прослойки CM [по условию (3.4)]:

определяют напряжение в СМ от действия колесной нагрузки:

МПа,

где Eсм, ??, Е0 - см. корректировку толщин, = 0,116 из табл. 2 приложения 2 при hэ/D = 28/37 = 0,76;

см

(см. примечание к табл. 2 приложения 2); Р = 0,6 МПа;

определяют расчетное значение прочности СМ:

МПа,

где Rр, ?? - см. п. 1 таблицы приложения 5; Кp = К??n/m = 0,29??0,7/1,2 = 0,17 (n, m см. п. 3.2.5, К = 0,29 из табл. 1 приложения 2);

так как ??а = 0,035 МПа< Rрасч = 0,29 МПа, условие (3.4) проверки прочности на период эксплуатации соблюдено;

проверяют соблюдение условия (3.4) в период строительств, поскольку прослойку из CM устраивают непосредственно под покрытием из щебня, значения ??а в период строительства и эксплуатации равны, а условие (3.4) записывается в виде

,

где Кp = К??n/m = 1??0,7/1,2 = 0,58.

Прочность СМ достаточна для создания прослойки в данных условиях.

Б. Пример расчета дренирующего слоя с прослойкой из СМ (к п. 5.2 Указаний). Требуется назначить толщину дренирующего слоя, работающего по методу осушения на участке дороги II категории по II дорожно-климатической зоне.

Исходные данные. Местность по условиям увлажнения относится к 1-му типу. Грунт земляного полотна - суглинок пылеватый. Согласно кривой зернового состава количество глинистых частиц (d<0,005 мм) 20%, пылеватых (d=0,05 - 0,005 мм) 40%, песчаных (d=2 - 0,05 мм) 40%. Расчетная влажность грунта Wp = 0,9WT.

Ширина земляного полотна равна 15 м, поперечный уклон i = 0,04.

Состав грузового движения на полосу с учетом перспективы: автомобили с нагрузкой на ось 10 т - 800 авт/сут, 7 т - 1700 авт/сут, 4 т - 2200 авт/сут. Приведенная интенсивность движения Nпр = 1456 авт/сут. Расчетный автомобиль - группа А.

Дренирующий слой создают из песка (Кпф = 2 м/сут, высота капиллярного поднятия hк = 0,4 м) с устройством прослойки из СМ дорнит Ф-2 (?? = 600 г/м2).

Определение расчетного значения коэффициента фильтрации СМ в плоскости полотна Крф:

по номограмме (см. рис. 15) определяют ??п/Р = 0,07 для отношений Еср/Е0 и h/D, полученных заранее при выполнении расчета на прочность. Отсюда значение вертикальных нормальных напряжений на уровне земляного полотна ??п = 0,07??0,6 = 0,04 МПа (Р = 0,6 МПа - значение удельного давления на покрытие);

по табл. 4 приложения 2 для i = 0,04 и ??п = 0,04 МПа находят значение Кcф = 65 м/сут;

по табл. 7 приложения 2 для грунтов группы В, 3-го типа местности, II дорожно-климатической зоны находят tг = 20 сут;

по формуле (5.3) вычисляют общее число приложений нагрузки: Nобщ = NпрtрT = 1456??20??18 =524,l тыс. при требуемом периоде эксплуатации дороги до капитального ремонта Т = 18 лет;

по табл. 5 приложения 2 для СМ с ?? = 600 г/м2, грунтов с W/WT = 0,9 и содержанием частиц размером менее 0,05 мм, nп = 60% находят число нагружений на момент стабилизации заиления Nc = 26,6 тыс.;

по формуле (5.4) находят

м/сут,

где коэффициент b = 0,00004 (см. рис. 16).

Определение толщины дренирующего слоя под прослойкой из СМ:

по формуле (5.1) определяют значение притока воды:

м3/м2 сут

для значения q = 5 л/м2 сут, Кп = 1,7 (табл. 18, 19 ВСН 46-83);

по номограмме (см. рис. 13) для lф = 7,5 м, Крф = 60 м/сут, Кпф = 2 м/сут, i = 0,04 и qp = 0,0085 находят расчетную глубину фильтрационного потока hр = 20 см;

по номограмме (см. рис. 14, а) для i = 0,04 и отношения hр/lф = 20/750 = 0,026 находят степень увлажнения С = 0,0027;

по номограмме (см. рис. 14, б) для lф = 7,5 м, i = 0,04, Кпф = 2 м/сут, С = 0,0027 находят толщину слоя, полностью насыщенного водой, hнас = 16 см;

по формуле (5.2) вычисляют толщину дренирующего слоя:

hд = hнас + hзап = 16 + 14 = 30 см,

где hзап = 14 см (см. п. 5.2.2).

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИМЕР РАСЧЕТА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ПРИМЕНЕНИЯ СМ

1. Расчет выполняется применительно к усилению активной зоны земляного полотна и нижних конструктивных слоев дорожных одежд синтетическим рулонным материалом СМ. Применение СМ позволяет сократить расход традиционных дорожно-строительных материалов, составляющих слои дорожной одежды автомобильной дороги.

2. Экономический эффект от применения СМ определяется сравнением приведенных затрат на устройство равнопрочных конструкций оснований из щебня М 800 толщиной слоя 20 см (базовый вариант - вариант 1) и из щебня М 800 толщиной слоя 12 см на прослойке из СМ (внедряемый вариант - вариант 2) при одинаковом сроке службы дорожной одежды.

3. Расчет выполняется в соответствии с Отраслевыми методическими указаниями по определению экономической эффективности использования в дорожном строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений (Гипродорнии. М., 1978).

4. Приведенные затраты по вариантам

З = С + ЕнК,

где С - себестоимость (табл. 1); К - капитальные вложения (табл. 2); Ен = 0,15.

Отсюда:

по варианту 1 (базовому) З1 = 48688,3 + 0,15??9300 = 50083,3 руб.;

по варианту 2 (внедряемому) З2 = 46007,3 + 0,15??6050 = 46914,8 руб.

5. Экономическая эффективность применения СМ в расчете на 10000 м2 (примерно 1 км дороги), определяемая как разность приведенных затрат, составляет

Э = З1 - З2 = 50083,3 - 46914,8 = 3168,5 руб.

При этом обеспечена экономия на 1 км дороги:

а) трудозатрат - п. 4 табл. 1 (578,6 - 385,7) = 192,9 чел.-дня;

б) щебня - п. 1 табл. 3 (2520 - 1512) = 1008 м3;

в) машино-смен автомобилей-самосвалов - п. 2, 3 табл. 2

машино-смены.

Таблица 1

Расчет себестоимости устройства 10000 м2 основания