Таким образом, общая приведенная стоимость средних и текущих ремонтов на 1 км дороги будет равна:
для базового варианта
С1 = 9704 + 4163 = 13867 руб.;
для сравниваемого варианта
С2 = 7399 + 4163 = 11562 руб.
Годовые затраты, определяемые по формуле
составят
С1 = 1620 руб. в год, С2 = 1391 руб. в год.
Капитальные вложения на 1 км дороги для базового варианта составят:
где K0 - стоимость строительства 1 м2 дорожной одежды, принимаемая по ВСН 21-75 равной 11,72 руб.;
Kк.р - стоимость капитального ремонта 1 м2 дорожной одежды, Kк.р = 4,93 руб.
Таким образом, на 1 км дороги
K1 = (11,72 + 4,93/1,088) · 7500 = 107876 руб.
Капитальные вложения на 1 км дороги для сравниваемого варианта составят:
где Kщ - дополнительные затраты на устройство 1 м2 щебеночного основания толщиной 30 см (вместо 20 см по проекту);
Kп - снижение затрат на устройство песчаного подстилающего слоя толщиной 35 см (вместо 50 см по проекту).
Стоимость устройства щебеночного основания складывается из стоимостей материала, эксплуатации машин и основной заработной платы.
В соответствии с единичными расценками 32-83 т. 45-23-б и 32-84 т. 45-23-в ЕРЕР, стоимость устройства 100 м2 дополнительного щебеночного основания толщиной 10 см составит 129,31 руб.
При этом Kщ = 129,31/100 = 1,29 руб.
Снижение стоимости устройства 1 м2 песчаного подстилающего слоя толщиной 35 см вместо 50 см в соответствии с единичными расценками 32-56 т. 45-18-а за счет стоимости песка составит 0,45 руб.
Таким образом,
K2 = (11,72 + 1,29 - 0,45 + 4,93/1,0815) · 7500 = 105856 руб.
Приведенные затраты по базовому и сравниваемому вариантам на 1 км дороги в год рассчитываем по формуле (15):
Рпр.1 = 1620 + 107876 · 0,12 = 14564 руб.;
Рпр.2 = 1351 + 105856 · 0,12 = 14054 руб.
Экономический эффект от увеличения срока службы дорожной одежды на 1 км дороги в год составит
Э = 14564 - 14054 = 510 руб.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Методика определения расчетных значений сопротивления песчаных грунтов сдвигу
Расчетные значения угла внутреннего трения φ и удельного сцепления С определяют при испытании образцов грунта в лаборатории.
Образцы испытывают на приборах трехосного сжатия (стабилометрах), оборудованных специальным устройством, позволяющим проводить испытания грунтов как в статическом режиме нагружения, так и в условиях повторного воздействия нагрузки.
Для получения расчетных величин прочностных характеристик образцы грунта испытывают при влажности и плотности, соответствующих состоянию грунта в расчетный период.
Испытания проводят на образцах-цилиндрах при отношении диаметра к высоте 1:2. Минимальный диаметр образца при максимальном размере зерен песчаного грунта 5 мм принимают равным 60 мм. Образцы из песчаных грунтов приготавливают в разъемной металлической форме, в которую предварительно устанавливают тонкую резиновую оболочку с перфорированным зажимом, поддерживающим образец снизу. Уплотненный послойно до требуемой плотности образец вместе с формой помещают в камеру прибора. После удаления разъемной формы камеру заполняют водой.
Испытания проводят по открытой схеме при трех различных значениях бокового давления σ3 в диапазоне реально действующих напряжений в дорожной конструкции.
В начальной стадии статических испытаний нагружение осуществляется двумя - тремя ступенями нагрузки по 0,01 - 0,015 МПа (в зависимости от бокового давления σ3) с выдерживанием каждой ступени до условной стабилизации осевой деформации (0,01 мм за 5 мин.), после чего производят разгрузку образца и фиксируют величину упругой восстанавливающейся деформации для расчета модуля упругости грунта Е по формуле
(1)
где Δσ1 - девиатор осевой нагрузки, МПа;
λ - относительная величина восстанавливающейся деформации.
Необходимо отметить, что ступени нагрузки подбирают таким образом, чтобы их суммарная величина была меньше начальной критической нагрузки на грунтх).
х) При нагрузке, называемой начальной критической, грунт переходит из фазы уплотнения в фазу сдвига с появлением отдельных площадок скольжения и сдвига.
Дальнейшее нагружение образца осуществляют непрерывно с постоянной скоростью 0,005 - 0,01 МПа/мин. Такая скорость нагружения может быть достигнута с помощью отрегулированной струи воды или песка.
В процессе нагружения фиксируют вертикальные и объемные деформации образца. Нагружение проводят до достижения интенсивного роста осевой или объемной деформации.
По результатам испытаний строят графики зависимостей осевой и объемной деформаций от нагрузки (рис. 1 данного приложения), по которым определяют критические напряжения σ1кр = Δσ1кр + σ3.
Величина критического напряжения соответствует минимуму объемной деформации образца грунта.
На основании данных определения σ1кр для различных значений σ3 после статистической обработки строят диаграмму Мора (рис. 2 данного приложения) и определяют статические значения расчетного угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта при данных влажности и плотности.
Рис. 1. Закономерность деформирования образцов грунта при статических испытаниях.
Песок мелкий, Sr = 1, σ3 = 0,01 МПа
Рис. 2. Диаграмма Мора.
Песок мелкий, Sr = 1
Динамические испытания заключаются в приложении к испытываемому образцу грунта осевых повторных нагрузок с параметрами нагружения, соответствующими реально действующим на автомобильной дороге (амплитуда нагрузки σN = 0,02 0,15 МПа, время действия tд.н = (0,1 0,2 с) при тех же значениях бокового давления, что и при статических испытаниях. В течение одного испытания повторные нагрузки остаются постоянными. Испытания проводятся во всем диапазоне действующих в реальных условиях нагрузок, начиная с минимальной. Последующие испытания осуществляются при нагрузках, больше предыдущих на величину, не превышающую значение бокового давления, при котором проводятся испытания.
При небольшой динамической нагрузке испытания проводятся до 10 тыс. циклов нагружения. Серия испытаний при определенном значении бокового давления прекращается испытанием нагрузкой, воздействие которой вызывает интенсивное накопление осевых и объемных деформаций через 1000 циклов приложения нагрузки.
В ходе испытания с помощью специальной измерительной аппаратуры регистрируются изменения осевой и объемной деформаций образца, а также режим нагружения.
По результатам испытаний для определенного количества циклов воздействия нагрузки (100, 500, 1000, 5000 и 10000 циклов) строятся зависимости накопления осевой и объемной деформаций от действующей динамической нагрузки (рис. 3 настоящего приложения).
Рис. 3. Закономерность деформирования грунта при повторном нагружении.
Песок мелкий, Sr = 1, σ3 = 0,02 МПа, f = 2 Гц, N = 104 циклов
По этим и аналогичным им статическим зависимостям определяются коэффициенты динамической устойчивости песчаного грунта для указанного количества циклов:
(2)
(3)
где σλ1(N) (σθ1(N)) - напряжение, соответствующее определенной величине накопленной осевой (объемной) деформации образца при повторном воздействии нагрузки для определенного количества циклов ее приложения;
σλ1 (σθ1) - напряжение, соответствующее той же величине осевой (объемной) деформации образца при статическом воздействии нагрузки.
После статистической обработки результатов определения KλN и KθN для определенного количества воздействий нагрузки N по расчетным значениям KN строится зависимость KN = f(lgN) (рис. 4 данного приложения), по которой графически (экстраполяцией) определяется значение KN для количества циклов воздействия нагрузки N > 10000.
Рис. 4. Зависимость коэффициента динамической устойчивости грунта от количества циклов нагружения.
Песок мелкий, Sr = 1, σ3 = 0,02 МПа
По данным определения KN для различных значений σ3 вычисляют величины σкр1(N) = σ1крKN, строят диаграмму Мора и определяют расчетные критические значения прочностных характеристик грунта φN и СN при повторном нагружении.
При невозможности проведения испытаний образцов грунта в условиях воздействия повторных нагрузок определять расчетные величины угла внутреннего трения φN и удельного сцепления СN крупных, средней крупности и мелких песков для заданного количества циклов нагружения можно приближенно по результатам статических испытаний.
По данным определения статических расчетных значений σ1кр, используя полученные в результате выполненных экспериментальных исследований эмпирические зависимости, устанавливают σкр1(N) по формуле
σкр1(N) = σ1кр · KN = σ1кр(1 - αlgN), (4)
где α - интенсивность снижения коэффициента динамической устойчивости.
Для песчаных грунтов при степени их влажности Sr = 1
α = 0,0535 · Kф-0,1, (5)
при Sr = 0,3
α = 0,0323 · Kф-0,036. (6)
По данным определения σкр1(N) для различных значений σ3 строят диаграмму Мора и определяют угол внутреннего трения φN и удельное сцепление СN.
СОДЕРЖАНИЕ
|
Предисловие. 1 1. Общие положения. 2 2. Материалы для устройства дренирующих слоев. 4 3. Расчет дренирующих слоев, работающих по принципу поглощения. 5 4. Определение динамических значений прочностных и деформационных характеристик песка. 7 5. Технико-экономическое обоснование проектных решений. 9 6. Примеры расчета. 11 Приложение Методика определения расчетных значений сопротивления песчаных грунтов сдвигу. 16 |
