Методика оценки безопасности движения и транспортных качеств автомобильных дорог


Рис. 50. Зависимость модуля деформации от относительной влажности грунта

Таким образом, по указанным зависимостям модулей деформации от относительной влажности корректируется таблица расчетных значений модулей деформации инструкции по расчету и назначению дорожной одежды для конкретных территориальных условий.

Таблица 35

Тип местности по увлажнению

Группа грунта

Полученные при испытаниях модули деформации

Рекомендуемые инструкцией модули деформации Е, кг/см2

Принятые для расчета модули деформации Е, кг/см2

насыпи

нули и выемки

насыпи

нули и выемки

насыпи

нули и выемки

1

2

3

4

5

6

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

При определении модуля деформации пробными нагрузками необходимо предусматривать ряд мер предосторожности, связанных с особенностями испытаний, помимо обязательных для всех видов работ (см. § 4).

Следует иметь в виду, что при приложении нагрузки происходит вывешивание автомобиля на домкратной стойке. Перед началом этого цикла работ, их руководитель обязан установить величину максимально-допустимого вывода винта домкратной стойки, обеспечивающую полную безопасность от срыва вывешенной машины с домкрата.

На винте должна быть сделана отметка, выше которой категорически запрещается выводить винт домкрата. При выводе домкрата на 3/4 от максимально-допустимой величины подъема, под кузов автомобиля сзади должны быть подведены для страховки козлы. Запрещается устанавливать между домкратной стойкой и рамой автомобиля удлиняющие прокладки.

Категорически запрещается работа с домкратом, имеющим износ витков.

При работе стойка домкрата должна находиться в строго вертикальном положении. Если будет замечено начало перекашивания, работа должна быть прекращена, домкрат разгружен и положение его исправлено.

Перед началом работы под все колеса автомобиля-лаборатории должны быть положены страхующие клинья, во избежание сдвига вывешенного автомобиля.

Колеса автомобиля до начала работ с домкратом должны быть заторможены ручным тормозом. Никаких перемещений автомобиля, включения двигателя автомобиля и т.п. при работе с домкратом не допускается до полного окончания работ.

§ 24. ОЦЕНКА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ВОДООТВОДА

При оценке условий водоотвода и водного режима хорошим вспомогательным средством является растительность на придорожной полосе. Наличие влаголюбивых трав и кустарников свидетельствует о близости уровня грунтовых вод или поверхностных застоев воды.

Такие деревья, как ольха, ива, ель, характеризуют близкий уровень грунтовых вод и сырую местность и, наоборот, строевые сосна, дуб, акация свидетельствуют о глубоком залегании грунтовых вод и хорошем поверхностном водоотводе.

При оценке обеспеченности водоотвода должны быть проверены все звенья системы водоотвода (возвышение бровки земляного полотна над источниками увлажнения, боковые и нагорные канавы, дренажные устройства, водопропускные сооружения).

Большое внимание должно быть уделено выяснению надежности их работы и возможны ли застои воды.

Очень ценные данные дает осмотр состояния водоотвода сразу после сильных дождей или во время длительных дождевых периодов.

При обследовании отмечают участки придорожной полосы, с которых не обеспечивается сброс воды, и она застаивается у дороги; участки заросших боковых канав и резервов, заниженных отметок земляного полотна.

Обследования состояния водоотвода в значительной мере производят визуально при обходе и проезде на автомобиле с малой скоростью. На участках с застоем воды определяют глубину и размеры водоемов, проверяют нивелированием продольные уклоны боковых канав и резервов. Особое внимание уделяют участкам с водопропускными сооружениями (малые мосты и трубы). Записи ведут в специальной ведомости, форма которой приведена в табл. 36.

Таблица 36

Ведомость обследования водопропускных сооружений дороги

№ п.п.

Местоположение

Тип сооружения

Размеры, м

Габарит проезда

Состояние

Рекомендуемые мероприятия

км

+

длина отверстия

ширина тротуаров

прямоугольник

круг

сооружения

русла

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В указанной выше ведомости записывают состояние всех сооружений, предполагаемые причины дефектов и повреждений, а также рекомендуемые меры по их устранению.

На участках дорог с водопропускными сооружениями, подверженными размыву, определяют уклоны сооружений подводящих и отводящих русел, тип их укрепления, подсчитывают расход и скорость течения воды и расчетом назначают вид укрепления.

Изучение условий водоотвода особенно важно при пылеватых и лёссовых грунтах, так как эрозия таких участков протекает особенно интенсивно и может приводить к разрушению дороги после сильных ливней.

Большое влияние на водно-тепловой режим земляного полотна оказывает близкое расположение уровня грунтовых вод, который определяют с помощью ручного бурения.

Часто рекомендуемое установление уровня грунтовых вод по замерам расстояния до воды в колодцах может давать ошибочное представление - при рытье колодцев проходят слои сезонных грунтовых вод (верховодки), которые способствуют переувлажнению земляного полотна весной и осенью.

При разработке мероприятий по улучшению водного режима земляного полотна следует предусматривать в первую очередь простейшие, оправдавшие себя на практике мероприятия по улучшению отвода воды от земляного полотна: регулярная прочистка боковых и водоотводящих канав, создание в них продольных уклонов, обеспечивающих сток воды, устройство спусков воды из боковых канав и резервов не реже чем через 50 м, укрепление водоотводящих сооружений, обеспечение регулярного наблюдения за состоянием труб и малых мостов и своевременный их ремонт, устройство дренажных сооружений и т.д. Часто отмечается отсутствие водоотвода у съездов с дороги. В таких местах необходимо укладывать трубы, пропускающие воду под съездом.

Для облегчения выбора технических решений по реконструкции или исправлению участков дорог, земляное полотно которых переувлажняется поверхностными или грунтовыми водами, можно предложить следующий перечень мероприятий.

В случае, когда переувлажнение земляного полотна происходит в результате высокого стояния грунтовых вод:

1. Поднятие земляного полотна в соответствии с требованиями СНиП II-Д.5-62.

2. Устройство пористого слоя-прерывателя, укладка полихлорвиниловых пленок, битуминизированных материалов, предохраняющих верхнюю часть земляного полотна от воздействия капиллярной воды.

В тех случаях, когда поднятие земляного полотна неприемлемо (например, в выемках), рекомендуется применять следующие мероприятия:

1. Устройство сплошного водонепроницаемого, изолирующего слоя, замена грунта.

2. Перехват грунтовых вод системой дренажных устройств (при неглубоком залегании водоупора).

3. Понижение уровня грунтовых вод путем устройства дренажей (при глубоком залегании водоупора).

Если грунтовые воды не оказывают непосредственного воздействия на земляное полотно, а переувлажнение происходит за счет поверхностных вод, проникающих в земляное полотно через обочины, проезжую часть и кюветы, и если в последних застаивается вода, то можно предложить следующие мероприятия:

1. Поднятие земляного полотна пригодными грунтами в соответствии с требованием СНиП II-Д.5-62.

2. Исправление водоотвода.

3. Устройство продольных ровиков шириной 50 - 75 см у края дорожной одежды с отводом воды из них поперечными трубчатыми дренами или укладка песчаного слоя на всю ширину земляного полотна.

Если земляное полотно переувлажняется в результате накопления воды за счет продольного ее перемещения по песчаному подстилающему слою или пористым материалам верхней части земполотна, то можно рекомендовать перехват воды поперечными дренажными устройствами в теле земляного полотна.

При переувлажнениях очагового характера, вызывающих повреждения земляного полотна на небольших площадях (отдельные выходы ключей, местное накопление влаги в теле земляного полотна и др.), рекомендуется замена грунта и устройство дренажа, каптажа грунтовых вод.

Выбор необходимого мероприятия проводят на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Глава VII. ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

§ 25. ПРОЧНОСТЬ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

Под воздействием колес автомобилей и других транспортных средств и климатических факторов происходит износ верхнего слоя покрытия, а иногда появляются деформации в виде выбоин, волн, просадок, сдвигов, наплывов.

Для оценки качества проезжей части дороги обычно применяют систему показателей, характеризующих прочность и работоспособность дорожной одежды (Kп, Kс, Kиз):

коэффициент запаса прочности дорожной одежды

                                                            (32)

коэффициент службы проезжей части дороги

                                                              (33)

и коэффициент износа верхнего слоя покрытия

                                                            (34)

В этих формулах:

Еф - фактический эквивалентный модуль деформации дорожной одежды (кг/см2), определяющий фактическую прочность дорожной одежды;

Eтр - требуемый эквивалентный модуль деформации (кг/см2), характеризующий требуемую по фактическому составу и интенсивности движения прочность дорожной одежды;

Vф - фактическая скорость движения расчетного автомобиля, которую обеспечивает состояние поверхности покрытия, км/час.

Vp - расчетная скорость движения для данной дороги, принимаемая по СНиПу с учетом сложности рельефа местности, км/час;

hср - толщина изношенной части слоя износа покрытия в период обследования дороги, мм;

hр - расчетная толщина слоя износа, предусмотренная проектом, мм.

Наиболее широкое распространение для оценки прочности и работоспособности дорожной одежды имеют коэффициент запаса прочности и коэффициент службы проезжей части дороги.

Под прочностью дорожной одежды понимают ее способность воспринимать повторные нагрузки от колес автомобилей без нарушения сплошности и сохранения ровности поверхности. Критерием для оценки прочности дорожной одежды служит коэффициент запаса прочности, выражающий отношение фактической прочности к требуемой по условиям существующего движения и типа покрытия. Косвенным же показателем прочности служит степень ровности покрытия.

Работоспособностью (полной работоспособностью) дорожной одежды называют количество брутто-тонн грузов, прошедших по дороге, после которого дорожная одежда начинает нуждаться в капитальном ремонте, а работоспособность покрытия (частичная работоспособность) - это, когда возникает необходимость среднего ремонта.

Для оценки прочности и работоспособности дорожной одежды необходимо знать ее эквивалентные модули деформации (модули упругости), скорости движения и толщины слоя износа, фактически измеренные на дороге в процессе обследований, и сравнить их с расчетными величинами, вычисленными в соответствии с категорией дороги и принятым типом конструкции дорожной одежды.

Материалы, включающие все характеристики, и сведения, необходимые для оценки прочности и работоспособности дорожной одежды, объединяют в виде линейного графика прочности дорожной одежды (рис. 51).

Рис. 51. Линейный график прочности дорожной одежды

Прочность и работоспособность дорожных одежд в значительной степени зависят от грунтовых и гидрогеологических условий местности, конструкции земляного полотна и дорожной одежды, качества материалов и толщины отдельных конструктивных слоев, наличия и состояния водоотводных и дренажных устройств, интенсивности и состава движения, времени, прошедшего после проведения последних ремонтных работ. Обилие и многообразие факторов, оказывающих непосредственное влияние на прочность дорожной одежды, не позволяет выполнить за короткий период оценку прочности.

Полевым измерениям должна предшествовать большая подготовительная работа по сбору данных, характеризующих земляное полотно, интенсивность, состав движения и конструкцию дорожной одежды для всего обследуемого маршрута.

Для получения необходимых сведений используют:

1. Проектные материалы на обследуемую дорогу с дополнениями и изменениями, внесенными в них на стадии рабочего проектирования или в процессе строительства. Из проектных материалов на новое строительство или капитальный ремонт отдельных участков дороги выписывают данные о грунтах земляного полотна, конструкции дорожной одежды на разных участках, интенсивности и составе движения, рассчитанного на определенный перспективный год по отдельным участкам маршрута, водоотводных, дренажных и противопучинных устройствах, запроектированных и осуществленных на участках со сложными гидрогеологическими условиями, принятые при расчете конструкции дорожной одежды модули деформации грунтов земляного полотна и отдельных конструктивных слоев дорожной одежды, а также эквивалентные проектные модули деформации отдельных слоев дорожной одежды, модули упругости и допускаемые напряжения на растяжение при изгибе для бетона.