Страница 20: ВСН 84-89. Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты (46704)

Таблица 3

Минимальную толщину слоя грунта под дорожной одеждой  назначают с учетом обеспечения благоприятного теплового режима мерзлого основания и необходимого возвышения низа дорожной одежды над поверхностью торфяной плиты по табл. 4 настоящего приложения.

Таблица 4

3. Осадку талого слоя торфяной залежи определяют с учетом распределяющего действия намороженной торфяной плиты по формуле

                                                    (7)

где nт - коэффициент, определяемый по рис. 1 настоящего приложения в зависимости от относительной толщины слоя торфа т;

Нт.з - мощность торфяной залежи, м;

р - удельная нагрузка на талое торфяное основание, кПа;

Еср - усредненный модуль деформации сжимаемых слоев (талых) торфяной залежи, кПа;

Рис.1. Зависимость коэффициента nт от относительной толщины слоя торфа т

                                                       (8)

Нi, Еi - мощность, м, и модуль деформации, кПа, i -го слоя слабой толщи;

                                                  (9)

Ео - модуль деформации, соответствующий осадке за 1 сут, кПа;

Тст - расчетное время достижения условной стабилизации торфа; сут; принимается ориентировочно в зависимости от глубины болота (табл. 5 настоящего приложения);

Таблица 5

mд - коэффициент, учитывающий интенсивность накопления деформаций во времени; принимается в зависимости от плотности скелета торфа ск (табл. 6 настоящего приложения).

Таблица 6

Удельную нагрузку р на торфяное основание определяют по формуле

             (10)

где вi, hi, i - соответственно ширина, толщина, м, и плотность, т/м3, i-го слоя дорожной одежды;

 - ширина земляного полотна (минеральной части) соответственно по верху и по низу, м;

 - плотность минерального грунта, т/м3;

 - плотность торфа, т/м3;  =1 т/м3;

ai - относительная осадка i-го слоя торфа толщиной Hi, м; ориентировочно принимается в зависимости от сопротивления торфа сдвигу по крыльчатке Сi (табл. 7 настоящего приложения).

Таблица 7

4. Для выполнения теплотехнических расчетов необходимо установить:

расчетные климатические характеристики района проектирования согласно п. 5 настоящего приложения;

расчетные теплофизические характеристики слоев дорожной одежды и земляного полотна с учетом влажности и плотности материалов согласно СНиП II-3-79* для наиболее часто встречающихся строительных материалов теплофизические характеристики приведены в табл. 8 настоящего приложения.

Таблица 8

5. Основными климатическими характеристиками являются:

приведенная температура воздуха: средняя за каждый месяц (tпрi); средняя за летний (tп.л) и зимний (tп.з) периоды года;

продолжительность периодов с положительной (л) и отрицательной (з) приведенными температурами воздуха.

Значения tпрi (°С) определяют по формуле

                                       (11)

где  - среднемесячная температура воздуха, ??С; принимается по климатическим справочникам или СНиП 2.01.01-82;

 - поправка к среднемесячным температурам воздуха за счет солнечной радиации, С;

 - коэффициент, значения которого определяют по рис. 2 настоящего приложения в зависимости от отражательной способности А (альбедо) поверхности: для цементобетонных покрытий А = 2530% с применением органических вяжущих - А = 10??20%, щебеночных и гравийных покрытий - А = 10 - 15%, грунтовых поверхностей - А = 10¸20%;

 - среднемесячная суммарная солнечная радиация, Вт/ (см2мес); принимается по табл. 9 настоящего приложения;

 - коэффициент теплообмена на поверхности покрытия;  = 23,2 Вт/(м2×°С).

Рис. 2. Зависимость коэффициента  от отражательной способности поверхности А

Значения tп.л или tп.з определяют по формуле

                      (12)

где ,  - коэффициенты, вычисляемые по формулам:

                                                         (13)

 и  - среднемесячные приведенные температуры воздуха (по модулю) для месяцев, приходящихся соответственно на конец и начало зимнего сезона (при определении tп.л) или конец и начало летнего сезона (при определении tп.з);

n - число календарных месяцев в теплом или холодном сезоне года.

Таблица 9

Продолжительность сезонов л и з (ч) определяют по формуле

                                                    (14)

6. Расчет глубины оттаивания земляного полотна и торфяной плиты выполняют в следующем порядке:

а) устанавливают продолжительность теплого периода года ??л и среднюю за этот период приведенную температуру tп.л, используя формулы (14) и (12) настоящего приложения;

б) определяют для принятой конструкции дорожной одежды и вида грунта земляного полотна расчетные значения коэффициентов теплопроводности т и объемную теплоемкость материалов в талом состоянии по табл. 8 настоящего приложения;

в) вычисляют значения S, ??, Kг:

                                          (15)

где hi, ??Ti - соответственно толщина, м, и коэффициент теплопроводности, Вт/(м°С), i-го конструктивного слоя дорожной одежды;

Т - температура льдообразования, °С, принимаемая по СНиП 2.02.04-88;

г) по известным значениям  и Кг используя графики на рис. 3 настоящего приложения, находят глубину оттаивания однородного массива минерального грунта h по оси дороги;

д) приняв по табл. 4 настоящего приложения значение hгр, определяют глубину оттаивания намороженной торфяной плиты сверху:

                                                        (16)

где mn - коэффициент эквивалентного приведения (по условиям оттаивания-промерзания) глубины оттаивания торфяной насыпи к грунту земляного полотна: для песков mn = 3,9, супесей - mn = 4,0, суглинков легких - mn = 4,1, суглинков тяжелых и глин - mn = 4,2.

Если принять  = hдоп, можно определить толщину слоя минерального грунта под дорожной одеждой:

                                                      (17)

7. Расчет глубины промерзания дорожной конструкции выполняют в следующем порядке:

а) устанавливают продолжительность холодного периода года ??з и среднюю за этот период приведенную температуру tп.з, используя формулы (14) и (12) настоящего приложения;

Рис. 3. Номограмма для определения глубины оттаивания (промерзания) грунта h при малых (а) и больших (б) значениях Кг

б) определяют для принятой конструкции дорожной одежды и вида грунта земляного полотна расчетные значения коэффициента теплопроводности м и объемной теплоемкости См материалов в мерзлом состоянии по табл. 8 настоящего приложения;

в) вычисляют значения S, , Кг:

                                  (18)

г) по известным значениям  и Кг, используя номограммы рис. 3 настоящего приложения, находят глубину промерзания однородного массива минерального грунта h по оси дороги и вычисляют глубину промерзания торфяной плиты сверху: