Рекомендации по проектированию дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог


МИНИСТЕРСТВО ЛЕСНОЙ, ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ И ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ГИПРОЛЕСТРАНС

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Утверждены Госстроем РСФСР 25 сентября 1962 г.

ЛЕНИНГРАД - 1967

«Рекомендации по проектированию дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог» были изданы институтом «Гипролестранс» в 1962 г.

За прошедшие годы вышли в свет новые «Строительные нормы и правила» (СНиП), «Технические указания по проектированию лесозаготовительных предприятий», «Указания по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами» (СН 25-64) и некоторые другие нормативные материалы по дорожным покрытиям.

При подготовке второго издания «Рекомендаций» Гипролестранс внес изменения и дополнения, отвечающие новым требованиям, а также использовал результаты научных исследований ЦНИИМЭ, КомиГипрониилеспрома СевНИИП, СвердлНИИЛП и других научных, проектных и учебных учреждений лесного профиля.

Исполнители: О.С. Блинов (руководитель работы) - Введение, разделы I, III и IV, главы 1 - 3 и 5 раздела II; Л.В. Борисов (Гипролестранс) и И.И. Гаврилов (ЦНИИМЭ) - главы 4, 6 и 7 раздела II.

Редакционная коллегия:

Б.М. Щигловский (председатель), О.С. Блинов, Л.В. Борисов, Г.Б. Ициков и С.А. Муртузалиев.

ПРЕДИСЛОВИЕ

«Рекомендации по проектированию дорожных покрытий лесовозных автомобильных дорог» разработаны государственным проектным институтом «Гипролестранс» на основе опыта проектирования, строительства и эксплуатации дорожных покрытий и исследовательских работ в этой области как на лесовозных дорогах, так и на дорогах общего пользования.

Приведенная в настоящих «Рекомендациях» методика расчета дорожных покрытий нежесткого типа основана на «Инструкции по назначению конструкций дорожных одежд нежесткого типа», ВСН 46-60, выпущенной Минтрансстроем СССР. (Автотрансиздат, 1961), с привязкой этой методики к специфическим условиям работы лесовозных дорог.

Технические требования к материалам дорожных покрытий увязаны со СНиП.

Гипролестранс просит замечания по предлагаемой работе направлять по адресу: Ленинград, Л-103, 10-я Красноармейская, д. 19, Гипролестранс.

РАЗДЕЛ I.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Дорожная одежда и дорожные покрытия

Дорожная одежда автомобильных дорог обычно состоит из покрытия, основания покрытия и подстилающего слоя.

На лесовозных дорогах одежда проектируется, как правило, по упрощенной схеме: покрытие + подстилающий слой, покрытие + основание покрытия, а чаще всего состоит только из покрытия, укладываемого непосредственно на грунт земляного полотна.

Дорожная одежда работает в тесном взаимодействии с земляным полотном, поэтому прочность ее решающим образом зависит от качества земляного полотна.

Требования к земляному полотну

Земляное полотно следует возводить в строгом соответствии с техническими требованиями.

Насыпи должны быть уплотнены послойно до требуемой плотности, определяемой по формуле:

Птр. = К ´ Пмакс.,                                                          (1)

где К - коэффициент уплотнения грунта (табл. 1);

Пмакс. - наибольшая плотность при оптимальной влажности, определяемая лабораторно.

Таблица 1

Коэффициенты уплотнения грунта

Часть насыпи

Глубина расположения слоя от поверхности покрытия в м

Усовершенствованные покрытия капитального типа

Прочие покрытия

Верхняя

До 1,5

1 - 0,98

0,98 - 0,95

Нижняя неподтапливаемая

1,5 - 6

0,95

0,95

Нижняя подтапливаемая

1,5 - 6

0,98 - 0,95

0,95

При строительстве усовершенствованных и переходных покрытий целесообразно уплотнять земляное полотно и в выемках (если грунты в естественном залегании имеют плотность менее указанной в табл. 1).

Должен быть обеспечен надежный водоотвод от земляного полотна.

Классификация дорожных покрытий лесовозных дорог

Дорожные покрытия подразделяются:

по степени совершенства - на усовершенствованные (капитальные и облегченные), переходные, низшие и зимние (табл. 2);

по форме - на сплошные, защищающие все дорожное полотно (или всю проезжую часть), и колейные, обеспечивающие проезд автомобилей только по определенной колее;

по условиям работы - на покрытия нежесткого и жесткого типа; к последним относятся покрытия из железобетона, керамзитобетона и аналогичных материалов, к нежестким - все остальные покрытия, кроме деревянных (деревогрунтового, лежневого) и зимних;

по материалам покрытия - согласно схеме, приведенной на рис. 1.

Таблица 2

Подразделение типов дорожных покрытий по степени совершенства

Группа покрытий

Тип покрытий

Рекомендуется для категории дорог

Усовершенствованные:

капитальные

1. Цементобетонные

I

2. Асфальтобетонные, укладываемые в горячем и теплом состоянии

3. Из прочных щебеночных материалов, обработанных в установке вязкими битумами или дегтями

облегченные

1. Из щебеночных и гравийных материалов, обработанных вяжущими смешением на дороге

I - II

2. Из грунта, обработанного в установке вязкими битумами

I - II

Переходные

1. Щебеночные, грунтощебеночные, гравийные, шлаковые

I - III, ветки и прочие дороги

2. Колейные из сборного железобетона, керамзитобетона и др.

I - II, ветки, усы

3. Из грунтов, обработанных вяжущими материалами смешением на дороге

I - III, ветки и прочие дороги

Низшие

1. Грунтогравийные

III, ветки и прочие дороги

2. Грунтовые оптимальные

3. Деревогрунтовые

Зимние

1. Снежные

II - III

2. Ледяные

II - III

Примечание. Категории дорог приняты по «Техническим указаниям по проектированию лесозаготовительных предприятий», где они увязаны с классификацией промышленных дорог. По этим «Техническим указаниям» к I категории относятся дороги с грузооборотом более 500, ко II категории - с грузооборотом 151 - 500, к III категории - с грузооборотом до 150 тыс. м3 в год.

Рис. 1. Типы покрытий лесовозных автомобильных дорог

РАЗДЕЛ II.

КОНСТРУИРОВАНИЕ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Дорожные одежды нежесткого типа (со сплошными покрытиями) конструируют на основе расчета одежды на прочность, конструкцию одежд с колейными и зимними покрытиями принимают по действующим типовым проектам.

Примечание. Конструирование и расчет капитальных дорожных одежд жесткого типа (монолитный цементобетон) в данной работе не рассматриваются, т.к. это покрытие не имеет в настоящее время применения в лесной промышленности. В случае необходимости покрытие данного типа следует проектировать по правилам, установленным для дорог общего пользования.

ДОРОЖНЫЕ ОДЕЖДЫ НЕЖЕСТКОГО ТИПА

Глава I. Методика расчета дорожных одежд

Сплошные покрытия лесовозных дорог обычно состоят из одного, реже из двух несущих слоев, воспринимающих давление от движущихся автомобилей, и слоя износа, работающего на истирание и защищающего несущий слой от повреждений.

Таблица 3

Наименьшая конструктивная толщина слоев дорожной одежды

Материалы

Минимальная конструктивная толщина в плотном теле, в см

Асфальтовый бетон, укладываемый в горячем или теплом состоянии:

 

однослойный

4

двухслойный

7

Холодный асфальтобетон и дегтебетон

2

Щебеночные, гравийные материалы и грунты, обработанные вяжущими по способу смешения на дороге

5

Щебеночные, гравийные материалы и грунты, обработанные вяжущими в установке

 

Грунты, укрепленные органическими вяжущими по способу смешения на дороге

6

Грунты, обработанные цементом или известью

10

Щебеночные и гравийные материалы и грунтощебень, не обработанные вяжущими:

 

на песке или на грунтовом основании

15

на прочном (каменном или из грунта, укрепленного вяжущим) основании

10

Примечание. Толщина слоя не должна быть менее полуторного размера самой крупной фракции.

Толщину несущих слоев определяют расчетом на прочность; слой износа принимают конструктивно, по табл. 11. При этом толщина покрытия не должна быть менее минимальной конструктивной толщины, установленной для данного типа покрытия (табл. 3).

Основные положения расчета на прочность

В процессе эксплуатации, в результате многократного воздействия колес автомобиля на дорогу, дорожная одежда прогибается.

Отношение величины прогиба к диаметру круга, равновеликого по площади отпечатку следа колеса расчетного автомобиля, называется относительной деформацией.

Относительная деформация, вызывающая нарушение монолитности покрытия, называется критической деформацией.

Дорожная одежда должна быть запроектирована так, чтобы получающаяся в результате движения автотранспорта относительная деформация не превышала допускаемую деформацию, (см. табл. 4), которая меньше критической деформации и зависит от типа покрытия.

Измерителем прочности дорожной одежды является модуль деформации (Е кг/см2), выражающий зависимость между приложенной к поверхности дороги вертикальной нагрузкой и возникающей в результате этого относительной деформацией дорожной одежды.

Требуемая прочность дорожной одежды Етр. зависит от грузооборота дороги, типа лесовозного автомобиля и допускаемой относительной деформации.

Фактическая прочность дорожной одежды выражается эквивалентным модулем деформации Еэкв., зависящим от прочности (модулей деформации) грунта земляного полотна и каждого слоя дорожной одежды, а также от толщины последних.

Эквивалентный модуль деформации запроектированной дорожной одежды Еэкв. должен быть равен требуемому модулю деформации Етр. Он может быть получен различными сочетаниями конструкции покрытия и основания. Задачей конструирования является выбор наиболее экономичного решения.

При конструировании следует стремиться к созданию дорожной одежды с наименьшим числом разнородных слоев.

Различные слои необходимо располагать с учетом возрастания снизу вверх модулей деформации материала слоя. При этом желательно, чтобы соотношение модулей деформации смежных слоев было в пределах 2,5 - 3,5.

Конструирование дорожной одежды выполняют в таком порядке:

1) Определяют требуемую прочность дорожной одежды Етр.;

2) Намечают варианты конструкции дорожной одежды;

3) Производят расчет дорожной одежды по намеченным вариантам с соблюдением условия Еэкв. = Етр.;

4) На основе технико-экономического сравнения выбирают наилучший вариант.

При простых условиях, когда вариантных решений нет, конструирование сводится к действиям, приведённым в пп. 1 и 3.

Определение требуемой прочности дорожной одежды

Требуемая прочность дорожной одежды определяется по формуле:

                                                                 (2)

где: Етр. - требуемый эквивалентный модуль деформации дорожной одежды в кг/см2;

λ - допускаемая относительная деформация покрытия, значение которой принимается по табл. 4;

Р - удельное давление от колеса расчетного автомобиля в кг/см2;

μ - коэффициент запаса на неоднородность условий работы одежды, принимаемый: для покрытий капитального типа (асфальтобетон) - 1,2; для покрытий из каменных материалов, обработанных битумом или дегтем - 1,1; при расчете покрытий прочих типов не вводится (μ = 1);

K - коэффициент, учитывающий повторяемость воздействия и динамичность нагрузок от движения; определяется по формуле:

K = 0,5 + 0,65 lggN,                                                           (3)

где:  - коэффициент, отражающий степень повторяемости нагрузок в зависимости от числа полос движения, равный 1 при двухполосном и 2 - при однополосном движении; для дорог кратковременного действия (до 5 лет) во всех случаях принимается равным 1;

N - расчетная интенсивность движения, определяемая по формуле:

                                                                    (4)

где: Q - расчетный суточный грузооборот дороги в м3,

q - полезная нагрузка на расчетную ось автопоезда в м3 (табл. 5).

Цифровой коэффициент 1,5 учитывает влияние порожних лесовозных автомобилей, а также хозяйственных и пассажирских перевозок. Он определен по соотношению коэффициентов повторности, выраженному формулой:

                                                                 (5)

Таблица 4

Допускаемая относительная деформация для различных типов покрытий и категорий дорог