Страница 2: ВСН 49-86. Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов (45870)

,                                                     (2.1)

где а, в - параметры, зависящие от вида сырья СМ (при изготовлении СМ на основе, полиэфира и полипропилена а = 0,09, в = 0,5; полиамида а = 0,4, в = 1).

2.2.5. Применяемые при строительстве и ремонте дорог СМ должны отвечать требованиям по следующим основным свойствам:

предел прочности на растяжение Rр;

условный модуль деформации (упругости) при растяжении Ед(см) (Ecм);

общее относительное удлинение при разрыве о;

сопротивляемость местным повреждениям;

коэффициент фильтрации Кф;

фильтрующая способность;

стойкость к агрессивным воздействиям;

сопротивление сдвигу на контакте с грунтом.

2.2.6. При разработке и предварительном выборе новых видов СМ за основу могут быть взяты показатели их свойств, приведенные в табл. 2.2. Окончательный выбор СМ для данной области применения осуществляется с помощью расчетов, приведенных в соответствующих пунктах Указаний.

Таблица 2.2.

Примечания. 1. В таблице приведены показатели CM на момент их производства.

2. Показатели, отмеченные знаком *, представляют собой наиболее приемлемые значения и строго не нормируются; знак (-) обозначает, что показатель не нормируется.

3. Пункты Указаний, на которые сделана ссылка в графе 2, содержат дополнительные требования к СМ для данной области применения и функционального назначения.

4. При необходимости выполнении СМ нескольких из перечисленных в графе 2 функций следует руководствоваться максимальными значениями показателей.

5. Значения показателей по графам 3 - 6 даны для испытаний СМ по методике одноосного растяжения (см. п. 2.3.1, приложение 1А). Их отклонение в меньшую сторону у анизотропных СМ допускается только для случая применения последних при армировании откосов и в направлении, нормальном действию растягивающих напряжений.

2.3. Методы контроля (испытаний) синтетических материалов

2.3.1. Механические характеристики СМ (Rр, Ед(см), Есм, о - см. п. 2.2.5) являются основными показателями, от которых зависит возможность, а также эффективность их применения. Они определяются предприятиями-изготовителями по ГОСТ 15902.3-79 путем одноосного растяжения образцов размерами 50200 мм (100 мм - деформируемая часть). Упрощенный вариант данного метода, более доступный производственным подразделениям, изложен в приложении 1А.

Поскольку условия деформирования образцов в данных испытаниях не соответствуют в ряде случаев условиям деформирования СМ в дорожной конструкции, полученные результаты применимы прежде всего для сопоставления СМ различных видов, предварительного их выбора и примерной оценки области применения. Такие испытания также применимы для оценки характеристик СМ, если последние не воспринимают значительных усилий в дорожной конструкции (фильтры дренажных устройств, обратные фильтры, защитные прослойки для повышения местной устойчивости откосов). В других же случаях они должны быть дополнены испытаниями, отражающими особенности работы прослоек из СМ в реальных условиях, а именно:

при усилении верхней части дорожных конструкций, обочин, армировании слабых оснований насыпей - методом сферического растяжения по приложению 1Б (возможно применение других аналогичных методов, предусматривающих испытание СМ в условиях сложного напряженного состояния);

при армировании откосов с целью повышения их общей устойчивости - методом длительного растяжения по приложению 1В.

2.3.2. В случае возможности возникновения в отдельных точках СМ значительных локальных усилий (укладка СМ на контакте с крупнофракционными материалами, например под слой гравийного или щебеночного основания дорожной одежды) должна быть оценена сопротивляемость СМ местным повреждениям в соответствии с приложением 1Г.

2.3.3. Водопроницаемость CM, выполняющих функции дренирующих прослоек, оценивают по значениям коэффициентов фильтрации в плоскости полотна и нормальном ей направлении. В первом случае испытания проводят, пропуская воду порциями 30 см3 вдоль блока из 2 - 4 образцов CM, обжатых давлением не менее 0,01 МПа, и фиксируют время истечения. Во втором испытания проводят по методике, принятой для песка, заменяя его на блок из 20 - 30; образцов СМ. Коэффициенты фильтрации Кф определяют по формуле

,                                                 (2.2)

где Q - расход воды, м3; t - время истечения, с; I - градиент фильтрации; F - площадь сечения образцов, см2; t - температурная поправка (аналогично испытаниям грунтов).

Как правило, следует пользоваться данными организаций и институтов по водопроницаемости СМ данного вида и табличными значениями (приложение 5).

2.3.4. Стойкость CM к агрессивным воздействиям определяет срок их службы и оценивается специальными испытаниями, проводимыми предприятиями-поставщиками или разработчиками СМ. Испытания заключаются в воздействии на образцы СМ водной среды, растворов химически активных веществ реально возможных концентраций (рН 2 - 11), биологических и температурных (в диапазоне -30 - 40°С) факторов с оценкой изменения механических характеристик образцов. Испытания проводятся на основе ГОСТ 9.022-74 «Ткани из натуральных, искусственных и синтетических волокон, кожа искусственная и материалы пленочные. Методы испытаний на старение в природных и лабораторных условиях», ГОСТ 9.060-75 «Ткани. Метод лабораторных испытаний на устойчивость к микробиологическому разрушению», ГОСТ 12020-72 «Пластмассы. Метод определения стойки к действию химических сред». При отсутствии данных по стойкости СМ дорожные организации должны получить соответствующую информацию в специализированных организациях-разработчиках СМ.

Стойкость СМ к агрессивным воздействиям в целом или к воздействию отдельных факторов можно не оценивать при их изготовлении из чисто синтетического сырья и требуемом сроке службы не более одного года (с учетом п. 2.1.2); при сроке службы более года тех же материалов, если стойкость к воздействию отдельных факторов составляющего сырья известна; при незначительном воздействии биологических, химических и температурных факторов. Стойкость СМ к агрессивным воздействиям должна оцениваться по всех случаях, если в состав сырья входят несинтетические компоненты в любом количестве, а также если синтетические материалы упрочняются химическим способом.

2.3.5. Сопротивление сдвигу СМ на контакте с окружающим грунтом определяют во всех случаях, когда в результате внешних воздействий возможен сдвиг СМ и контактирующего с ним грунта относительно друг друга, например при армировании откосов, в соответствии с приложением 1Д.

В отдельных случаях для повышения сопротивления сдвигу на контакте в СМ целесообразно создавать отверстия диаметром 1,5 - 4 см на расстоянии до 1 - 3 м друг от друга 1.

1 А. с. № 585249 (СССР).

2.3.6. Другие из названных в п. 2.2. характеристик СМ определяют следующим образом:

поверхностную плотность (массу 1 м2) -взвешиванием образца размером 500´500 мм с увеличением полученного результата в 4 раза. Точность взвешивания 5 гс;

толщину - замером ее по каждой из сторон пригруженного нагрузкой 1 Н образца размером 50´200 мм для нетканых и замером ее в трех точках на расстоянии не менее 20 мм от кромки полотна для других материалов с вычислением среднего значения. Точность замеров 0,05 мм. Замеры выполняют толщиномерами, микрометрами. (ГОСТ 6507-78). В условиях строительных организаций допускается применение штангенциркуля;

ширину - измерением металлической линейкой (ГОСТ 427-75) с точностью до 5 см.

3. ПРИМЕНЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И НИЖНИХ СЛОЕВ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

3.1. Конструктивные решения

3.1.1. Принимаемые решения по введению в дорожную конструкцию прослоек из рулонных синтетических материалов должны обеспечивать максимальное использование комплекса их эксплуатационных свойств для полной реализации возможностей СМ как армирующих, дренирующих (гидроизолирующих) и защитных элементов.

В зависимости от конкретных условий строительства и ставящихся целей такие прослойки устраивают в верхней части дорожных конструкций (пп. 3.1.2 - 3.1.9) или в нижней части (основании) земляного полотна (пп. 3.1.10 - 3.1.14).

3.1.2. Усиление верхней части земляного полотна, нижних конструктивных слоев дорожной одежды и обочин направлено на повышение прочности дорожной конструкции. Оно может выполняться введением армирующей прослойки СМ тканого и нетканого типов, если их характеристики соответствуют требованиям табл. 2.2. Основные конструктивные решения приведены на рис. 1.

Рис. 1. Прослойки из CM в верхней части дорожных конструкций:

1 - СМ; 2 - дорожная одежда проезжей части; 3 - земляное полотно; 4 - покрытие из железобетонных плит; 5 - укрепление краевой полосы обочины; 6 - укрепление остановочной полосы обочины

3.1.3. При армировании с одновременным улучшением условий дренирования прослойки СМ укладывают на всю ширину земляного полотна на контакте между песчаным дренирующим слоем и грунтом (рис. 1, а). При повышенной влажности грунтов земляного полотна возможно устройство одновременно двух прослоек из СМ (на поверхности земляного полотна и на глубине 0,5 - 0,8 м) с объединением их в обойму (рис. 1, б). В таких случаях следует использовать СМ нетканого типа, удовлетворяющие дополнительным требованиям п. 5.1.5, а при расчете учитывать положения п. 5.2.

3.1.4. При армировании верхней части дорожных конструкций, если одновременно не ставят цели улучшения условий дренирования, СМ укладывают непосредственно под нижний слой основания дорожной одежды только в пределах ширины проезжей части (рис. 1, в). К СМ в этом случае предъявляют дополнительные требования по деформативности (п. 3.2.2).