Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа (Отменен - приказ Укравтодора N756 от 15.10.204г.)

Если экспериментально определить коэффициент Кпуч невозможно, расчетное значение комплексной характеристики В грунтов можно брать по табл. 4.2.

1. С учетом теплотехнических свойств эквивалентная толщина (по отношению к щебню из гранитных пород) слоев из стабильных материалов:

(4.4)

1. На дорогах с капитальными одеждами и усовершенствованными покрытиями при 2-м типе местности по условиям увлажнения необходимая общая эквивалентная толщина слоев из стабильных материалов составляет обычно 65—80% от толщины, получаемой по номограмме (см. рис. 4.2) при , т.е. ; коэффициент, равный 0,65, принимают при обеспечении безопасного расстояния от бровки земляного полотна до уреза длительно застаивающейся воды (см. п. 5.19).
2. 1. На участках дорог, находящихся на местности 1-го типа по условиям увлажнения, не наблюдается значительного зимнего влагонакопления и пучения даже в районах с глубоким промерзанием. В этом случае толщина дорожной одежды, определяемая расчетом на прочность, обеспечивает также и необходимую морозоустойчивость конструкции.

Однако на дорогах с капитальной одеждой, если она подстилается пылеватыми супесями, следует предусматривать меры по ограничению поступления воды в дорожную конструкцию с поверхности.

1. Облегченные дорожные одежды с усовершенствованными покрытиями при 2-м типе местности по условиям увлажнения необходимо проверять на морозоустойчивость только при пылеватых супесчаных грунтах. При других подстилающих грунтах толщины дорожных одежд, определяемые расчетом на прочность, обеспечивают также и морозоустойчивость.

Облегченные конструкции дорожных одежд с усовершенствованными покрытиями при 1-м типе местности на морозоустойчивость проверять не требуется.

1. Если для обеспечения необходимой морозоустойчивости требуется общая толщина дорожной одежды, превышающая толщину, полученную расчетом на прочность, следует конструкцию одежды откорректировать и вновь рассчитать по критериям прочности.

1. Морозозащитный слой из фильтрующих материалов обычно служит и элементом дренажной конструкции, поэтому он должен быть рассчитан также на своевременный отвод поступающей воды.

Расчет теплоизоляционных слоев дорожной конструкции

1. Для определения толщины теплоизоляционных и конструктивных теплоизоляционных слоев необходим теплотехнический расчет дорожной одежды и земляного полотна. Рассчитывают конструкцию применительно к модели дорожной одежды и земляного полотна, представляющей собой трехслойное полупространство, состоящее из материалов (слоев) с различными теплофизическими свойствами. Средний слой, материал которого характеризуется более эффективными по сравнению с другими слоями теплозащитными свойствами, называется теплоизоляционным.

При многослойной конструкции слои, находящиеся над теплоизоляционным слоем, следует приводить к эквивалентному по теплофизическим характеристикам однородному слою, а слои, лежащие под теплоизоляцией, включая земляное полотно, — к эквивалентному однородному полупространству (см. п. 4.36).

1. Расчет теплоизоляционного слоя сводится к удовлетворению условия:

, (4.5)

1. Допускаемое значение амплитуды годового колебания температуры поверхности земляного полотна:

, (4.6)

Под наиболее неблагоприятным годом понимают год с максимальной суммой отрицательных температур поверхности покрытия за период между капитальными ремонтами дорожной одежды.

1. Допускаемая отрицательная температура поверхности земляного полотна:

при , (4.7)

При расчете теплоизоляционного слоя, предназначенного для полного предотвращения промерзания земляного полотна, принимаю t1 =0°С.

1. Чтобы воспользоваться графиком (см. рис. 4.5), необходимо предварительно определить допускаемое значение произведения средневзвешенной отрицательной температуры t поверхности земляного полотна и продолжительности его промерзания, используя равенство:

, (4.8)

1. Допускаемая глубина промерзания земляного полотна

[z] = lдоп/Kпуч, (4.9)

Значения lдоп могут быть приняты меньшими по сравнению с указанными в п. 4.18, если при этом ровность поверхности покрытия обеспечивает высокую экономическую эффективность работы транспортных средств, обращающихся по дороге. Но, поскольку снижение величины lдоп приводит, естественно, к удорожанию дорожной одежды, оптимальное значение lдоп должно быть определено на основании технико-экономического сравнения вариантов.

1. Левую часть неравенства (4.5) определяют по номограммам, связывающим следующие комплексы параметров:

где h — толщина слоя, находящегося над теплоизоляцией, т.е. общая толщина слоев над теплоизоляцией при многослойной конструкции, м;

Рис. 4.5. График зависимости температур t1/ tп.ср от для определения допускаемой суммы отрицательных температур за зиму на поверхности земляного полотна под теплоизоляцией

Рис. 4.6. Номограмма для расчета теплоизоляционных слоев дорожной конструкции

при s1/s3=0,8 и при

При расчете теплоизоляционного слоя используют номограммы (рис. 4.6, 4.7). Предварительно вычисляют отношение , затем на нижней оси номограммы (см. рис. 4.6) находять точку, соответствующую величине . Из этой точки ведут вертикаль до пересечения с лучом , откуда проводять горизонтальную прямую до кривой с заданным значеним s1/s2. Из точки пересечения горизонтали с кривой s1/s2 опускают перпендикуляр на верхнюю ось абсцисс, отсекающий на ней отрезок . Зная величины а2 и , нетрудно вычислить толщину теплоизоляционного слоя .

При расчете конструкций, для которых отношение s1/s2 = s отличается от 0,8, наряду с номограммой (см. рис. 4.6) используют другую номограмму (см. рис. 4.7). В этом случае по предварительно полученной при s1/s3 = 0,8 (см. рис. 4.6) величине и фактическому значению s1/s3 находят (см. рис. 4.7) значение , а затем и величину .

Искомая толщина теплоизолирующего слоя

, (4.10)

где Кт=0,8 — коэффициент, учитывающий влияние теплового потока от грунтовых вод на промерзание конструкций.

Пользуясь номограммами (см. рис. 4.6, 4.7) можно определить любой другой комплекс показателей. В частности, можно найти ожидаемую амплитуду колебания температуры на нижней границе теплоизоляционного слоя при известных значениях остальных показателей, связанных между собой номограммами.

1. При расчете теплоизоляционного слоя, укладываемого в многослойную дорожную конструкцию, ее приводят к трехслойной модели следующим образом.

Слои, лежащие над теплоизоляцией, заменяют одним слоем, эквивалентным по термическому сопротивлению и имеющим толщину h, равную сумме толщин этих слоев .

Коэффициент теплопроводимости такого эквивалентного слоя

, (4.11)

Плотность и удельную теплоемкость сэ эквивалентного слоя определяют соответственно:

, (4.12)

, (4.13)

Слои, находящиеся под теплоизоляцией, объединяют с грунтом земляного полотна в одно эквивалентное полупространство.

Поскольку коэффициенты теплоусвоения si обычных дорожно-строительных слабосвязных материалов (пески, гравийные материалы и др.) и грунтов существенно не различаются, значения теплофизических характеристик при определении амплитуды колебания температуры на нижней границе теплоизоляции принимают для эквивалентного полупространства такими же, как и для грунта.

Рис. 4.7. Номограмма для определения толщины теплоизоляционного слоя

Значения температуры замерзания, Wт, Wн (см. п.4.33) и (см. п.4.35) применительно к эквивалентному полупространству также принимают равными соответствующим значениям этих параметров для грунта.

1. Допустимая глубина промерзания эквивалентного полупространства

, (4.14)

где — общая толщина слоев из стабильных материалов, находящихся между нижней границей теплоизоляции поверхностью земляного полотна.

1. В соответствии с п.4.4 следует проверить по формуле (4.1) условия обеспечения морозоустойчивости конструкции, содержащей теплоизоляционный слой.

Таблица 4.3

Примечание. Уклон равный 10/00 соответствует неравномерному пучению 1 мм/м.

При этом глубину z промерзания от поверхности покрытия и общую приведенную толщину z1,э слоев из стабильных материалов, включая толщину теплоизоляции, принимают:

, (4.15)

при , (4.16)

, (4.17)

Величину находят по формуле (4.6).

1. При проектировании сопряжения смежных участков, на концах которых ожидается разное пучение, длину L (в метрах) переходной клиновидной конструкции из стабильного или теплоизоляционного материала следует определять по формуле:

L=10lдр /iдоп, (4.18)