Значения lф заносят в журнал испытаний на контрольных точках и в журнал линейных испытаний.
Модуль упругости одежды от кратковременной нагрузки определяют по формуле (16). В этой формуле давление
p = Qд /F,
|
где |
Qд |
— |
динамическое усилие по формуле (7); |
|
|
F |
— |
площадь штампа, равная 0,25 или отпечатка колеса. |
При обработке результатов испытаний с помощью малых и ручных ЭВМ рекомендуется следующая методика. Если на характерном участке имеются отрезки, на которых измеренные прогибы резко (в 2—3 раза) отличаются от среднего значения по участку, следует провести «очистку» данных испытаний. Для чего на каждом характерном участке и отдельно на каждом отрезке резкого снижения прочности вычисляют средние (фактические) модули упругости
или , (19)
|
где |
Epj |
— |
«очищенные» значения фактических модулей упругости, МПа; |
|
|
lpj |
— |
то же, упругих деформаций, см; |
|
|
m |
— |
число «очищенных» результатов испытаний; |
|
|
p, D, |
— |
то же, что и в формуле 16. |
«Очищенные» значения Epj и lpj должны соответствовать условиям:
или
, (20)
|
где |
Eтр |
— |
требуемый модуль упругости, МПа; |
|
|
p1, D1 |
— |
среднее давление на покрытие и диаметр следа колеса, cоответствующие расчетной нагрузке группы А. |
Поскольку p1 = 0,6 МПа, D1 = 33 см и (1—) = 0,91, условно можно считать:
45,0/Етр lpj 16,4 Етр, (21)
Таким образом, при определении среднего расчетного модуля по формуле (19) отбрасывают точки, в которых прочность заведомо обеспечена, и точки, в которых прочность существенно (в 2,5 раза) ниже требуемой. В точках, где Epj <0,4 Етр, вопрос об усилении нужно решать отдельно. Указанный способ отбрасывания данных, существенно отличающихся от Етр, позволяет повысить однородность и соответственно надежность одежды после усиления. В местах, где Epj >1,1 Етр, покрытие не усиляют при условии хорошего состояния его на участках. Если число точек Epj <0,4 Етр или с lpj > 45,0/Етр превышает на данном участке 40%, то Еср вычисляют, не исключая значения пониженные Epj или повышенные lpj .
На коротких отрезках дороги с резко пониженной прочностью рассмотренную выше «очистку» результатов испытаний не проводят.
Поскольку и после отбрасывания крайних значений модулей упругости или упругих деформаций результаты испытаний имеют определенную неоднородность, в целях повышения надежности усиленной дорожной одежды фактический расчетный модуль Ефр (в мегапаскалях) существующей одежды следует определять по выражению:
, (22)
|
где |
t |
— |
нормированное отклонение, зависящее от заданного уровня надежности усиленной одежды и числа испытаний (см. табл. 28); |
|
|
v Ep |
— |
коэффициенты вариации очищенного массива модулей упругости. |
Если при проектировании усиления дорожных одежд исходят из учета не только строительных, но и приведенных транспортных и эксплуатационных затрат, то для существующей дорожной одежды расчетный модуль упругости
, (23)
|
где |
Еср |
— |
оптимизированный расчетный модуль упругости на участке; |
|
|
bc |
— |
коэффициент гарантийной вероятности, определяемый по табл. 29; |
|
|
vc |
— |
коэффициент вариации общих модулей упругости на участке. |
Требуемый модуль упругости усиленной одежды определяют с учетом рекомендаций раздела 3 настоящей Инструкции.
Приведение результатов испытаний к расчетному году. Полевые испытания дорожных одежд могут быть выполнены не в расчетном году. В результате полученные данные не дадут объективной характеристики состояния дорожной одежды и потребуют соответствующей корректировки. Корректировать целесообразно с учетом многолетних наблюдений за изменением влажности грунтов земляного полотна, учитывая, что примерно 80% вертикальной деформации конструкции под нагрузкой обусловливается деформационными характеристиками грунтов, подстилающих дорожную одежду. На участках обследуемой дороги с различным грунтом земляного полотна отрывают шурфы на обочине непосредственно вблизи контрольных точек и периодически (один раз в 3—5 дней) отбирают пробы грунта из-под проезжей части для выявления изменения относительной влажности грунта во времени (график «влажность — время»). Сопоставляя графики «прогиб — время» и «влажность — время», определяют относительную влажность грунта земляного полотна на характерном участке, соответствующую типичному для всего расчетного периода состоянию дорожной одежды. Полученную влажность сопоставляют с влажностью грунтов расчетного года (см. приложение 2) и в случае различия корректируют результаты линейных испытаний дорожных одежд.
В качестве влажности грунта расчетного года целесообразно принять наиболее вероятную влажность за рассматриваемый перспективный период. Учитывая, однако, многообразие случайных факторов, определяющих водно-тепловой режим земляного полотна, и ограниченность статистических данных о распределениях влажности грунтов за различные периоды разных лет эксплуатации дороги, можно расчетную относительную влажность p за периоды 5—15 лет принять с учетом грунта земляного полотна по следующим данным:
|
Супесь легкая |
0,73±3% |
|
Суглинок пылеватый |
0,86+2,5% |
Фактические значения модуля упругости Ефр, полученные по формуле (16), корректируют в такой последовательности:
1) по приложению 2 определяют модули упругости грунтов земляного полотна Ео и Ер, соответствующие влажности и р;
Таблица 29
|
Категория дороги |
Тип покрытия |
Общая интенсивность движения авт./сут |
Коэффициент гарантийной вероятности be при ve коэффициенте вариации по модулям упругости существующей дорожной одежды |
|||||||
|
|
|
|
0,2 |
0,3 |
||||||
|
|
|
|
Отношение Еср.р : Етр |
|||||||
|
|
|
|
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
|
II |
Усовершенствованное капитальное |
3000 8000 |
0,80—0,95 1,00—1,15
|
0,85—0,95 1,00—1,15
|
0,90—1,10 1,05—1,20
|
0,90—1,10 1,05—1,15
|
1,00—1,10 1,10—1,20
|
1,05—1,15 1,20—1,30
|
1,10—1,15 1,30—1,40
|
1,25—1,35 1,20—1,35 |
|
III |
То же |
1000 4000 |
0,50—0,80 0,80—1,05 |
0,55—0,85 0,90—1,10 |
0,60—0,90 0,90—1,10 |
0,60—0,90 0,95—1,15 |
0,70—0,95 1,00—1,15 |
0,75—0,95 1,05—1,15 |
0,75—0,95 1,10—1,20 |
0,80—1,00 1,30—1,35 |
|
III |
Усовершенствованное облегченное |
1000 4000 |
0,65—0,90 0,90—1,05 |
0,70—0,95 0,96—1,15 |
0,75—1,00 1,00—1,20 |
0,75—1,00 1,10—1,25 |
0,80—1,00 1,10—1,15 |
0,90—1,00 1,25—1,30 |
0,95—1,00 1,25—1,40 |
1,35—1,10 1,25—1,35 |
|
IV |
Усовершенствованное капитальное
Усовершенствованное облегченное |
200 1000
— |
0,10—0,60 0,70—1,00
0,30—0,75 |
0,10—0,65 0,75—1,05
0,40—0,80
|
0,15—0,65 0,80—1,05
0,45—0,85
|
0,10—0,60 0,80—1,05
0,50—0,90
|
0,25—0,70 0,90—1,10
0,55—0,85
|
0,30-0,75 0,95—1,10
0,60—0,90
|
0,30—0,75 0,95—1,15
0,65—0,95 |
0,30—0,75 1,00—1,15
0,70—0,95 |
Примечания:I. Первая цифра be соответствует 5 %, вторая 50 % легковых автомобилей в общем потоке движения.
2. Для значений vЕ, Еср.р / Етр, N0, лежащих между значениями, указанными в таблице, возможна линейная интерполяция.
3. Для величин vЕболее 0,3 принимать те же значения be, что и при vЕ = 0.3 для соответствующих отношений. Еср.р / Етр.
2) определяют средний модуль упругости слоев дорожной одежды с помощью номограммы для послойного расчета (см. рис. 29 и 30) по известным фактическим модулям упругости дорожной одежды Ефр, толщине дорожной одежды и модулям упругости грунта земляного полотна при характерном состоянии конструкции Ео;
3) приведенный к расчетному году модуль упругости дорожной одежды Еф определяют по той же номограмме для послойного расчета (см. рис. 3.3) при известных Е1 и Ер.
Особенности оценки прочности дорожных одежд в районах действия зимних оттепелей по данным разовых испытаний. Для районов зимних оттепелей (приложение 2) предложен и используется в БССР метод оценки прочности дорожных одежд на основании результатов испытаний, выполненных за пределами короткого времени (4—5 дней), когда одежда наиболее ослаблена. Одежду испытывают, когда среднесуточная температура покрытия находится в диапазоне от +10 до +30°С. Измеренные упругие прогибы приводят к расчетным, учитывающим наибольшее ослабление одежды в неблагоприятный период данной весны и наиболее неблагоприятное сочетание погодно-климатических факторов в период между капитальными ремонтами, по зависимости:
, (24)
|
где |
lи |
— |
измеренный упругий прогиб; |
|
|
Ko |
— |
температурный коэффициент, зависящий от температуры покрытия и измеренного упругого прогиба (см. рис.16); |
|
|
m |
— |
коэффициент, зависящий от времени проведения испытания и вида грунта земляного полотна (если испытания проведены весной при глубине оттаивания грунтов земляного полотна на 20—40 см, коэффициент m=1,00; если испытания проведены в мае или июне и земляное полотно сложено из глинистых грунтов, то коэффициент m принимают соответственно равным 1,35 и 1,50; при земляном полотне из песков и производстве испытаний в апреле — июле m=l,25); |
|
|
|
— |
климатический коэффициент. |
По номограмме (рис. 17) определяют коэффициент в зависимости от параметра М и количества осадков Q в предзимний период (в месячный срок до перехода среднесуточной температуры воздуха через —5° С) Для дорог с земляным полотном, сложенным из песчаных грунтов, коэффициент =1,0. Значение параметра М
, (25)
|
где |
D |
— |
сумма градусо-дней мороза за период до наступления продолжи-тельной и интенсивной оттепели (не менее 4 дней с положительной среднесуточной температурой); |
|
|
T1 |
— |
сумма градусо-дней тепла за зиму; |
|
|
T |
— |
сумма градусо-дней мороза за зиму; |
|
|
|
— |
абсолютная величина, без учета знака плюс или минус. |
За начало промерзания дорожных одежд принимают дату перехода среднесуточной температуры воздуха через минус 5°С. Сумму
Рис. 17. Номограмма для определения климатического коэффициента
градусо-дней тепла и мороза определяют сложением соответствующих среднесуточных температур воздуха. При наличии нескольких оттепелей в течение зимы, предшествующих периоду испытаний, величины М вычисляют для каждой из них и принимают наибольшее М.
По расчетным прогибам lр и результатам визуального обследования дороги (см. «Подготовительные работы») выделяют участки, характеризующиеся примерно одинаковым состоянием покрытия и близкими прогибай lр. При выделении характерных участков дороги желательно, чтобы их протяженность была близка к шагу проектирования, а число измерений на участке достаточным для статистической оценка прочности. Для каждого из выделенных характерных участков дороги величины lр выписывают в единые статистические ряды и определяют среднее арифметическое значение , среднеквадратическую ошибку . Прогиб lq, характеризующий участок дороги с заданной надежностью при данном числе точек n>12 на участке, в которых измерен прогиб, выражается зависимостью:
, (26)
где t — коэффициент нормированного отклонения, зависящий от заданного уровня надежности и числа точек, на которых произведены испытания (см. табл. 28).
