Примечания: 1. Для случаев, когда в таблице стоит прочерк, при проектировании дорог должны быть предусмотрены специальные мероприятия для обеспечения устойчивости дорожной одежды и предупреждения опасного зимнего вспучивания.
2. В сухих местах при глубине залегания грунтовых вод более 5 м, в случае применения дорожных одежд с использованием слоев из укрепленного вяжущими грунта, расчетный модуль деформации грунта земляного полотна может быть повышен для III - IV дорожно-климатических зон до 30 - 40 %.
Расчетные значения модулей деформации дорожно-строительных материалов, используемых для устройства дорожных одежд (покрытий и оснований), приведены в табл. 10 (таблица заимствована из инструкции ВСН 46-60).
В таблице 10 не приведены модули деформации грунтов и каменных материалов, укрепленных фурфурол-анилиновыми смолами (ФАС) и другими вяжущими, применяемыми при строительстве опытных покрытий.
Для этих материалов модули деформации должны устанавливаться в лаборатории по образцам.
Во избежание снижения со временем эквивалентного модуля деформации построенной дорожной одежды из-за частичного истирания (износа) верхнего слоя покрытия при конструировании дорожных одежд должен предусматриваться слой износа.
Таблица 10
Модули деформация дорожно-строительных материалов
А. Разные материалы
|
Наименование материалов |
Модуль деформации в кг/см2 в климатических зонах |
||
|
|
II |
III |
IV |
|
Асфальтобетон |
2600 - 3000 |
|
|
|
Примечание. Меньшие значения - при мелкозернистых смесях, большие - при крупнозернистых. |
|||
|
Грунтоасфальт |
1800 |
|
|
|
Щебень, укрепленный вязким битумом (в установке), укладываемый по принципу заклинки: |
|
|
|
|
класса 1 и 2 |
2200 |
|
|
|
класса 3 |
1500 |
|
|
|
Сортированный щебень, укладываемый по принципу заклинки: |
|
|
|
|
класса 1 и 2, а также из кислых металлургических шлаков |
1300 |
|
|
|
класса 3 |
1100 |
|
|
|
Подобранные смеси из гравийных и щебеночных материалов класса 1 и 2: |
|
|
|
|
укрепленные вязким битумом или дегтем горячим способом (в установке) |
1800 - 2000 |
|
|
|
укрепленные битумом или дегтем холодным способом (в установке) |
1400 |
1600 |
|
|
укрепленные жидким битумом или дегтем смешением на дороге |
1000 - 1200 |
1200 - 1400 |
|
|
укрепленные цементом |
1200 - 1400 |
1600 - 1800 |
|
|
Примечания: 1. Меньшие значения Е относятся к гравийному материалу, большие - к щебеночному. 2. При использовании материалов марок класса 3 и 4 значение Е снижается соответственно на 25 - 30 %, при материалах класса 5 - на 40 %. 3. Для материалов, обработанных цементом, меньшие значения Е принимаются при 4 % цемента, большие - при 6 %. При применении вместо цемента извести I сорта значение Е снижается на 30 %. 4. При обработке цементом гравийных и грунтощебеночных материалов неоптимального состава, но содержащих зерна крупнее 5 мм не менее 20 % и пылевато-глинистых частиц, не более 10 %, приведенные значения Е снижаются на 30 - 40 %. |
|||
|
Топливные шлаки: |
|
|
|
|
из высококалорийных углей |
400 |
500 |
600 |
|
из бурых углей |
200 |
250 |
250 |
|
Гравийные материалы, несортированный щебень и грунтощебень при классе не ниже 3: |
|
|
|
|
смесь № 1 для покрытий |
450 - 550 |
550 - 650 |
550 - 650 |
|
смесь № 2 « « |
450 - 550 |
550 - 600 |
550 - 600 |
|
смесь № 3 « « |
400 - 500 |
500 - 550 |
500 - 550 |
|
смесь № 1 для оснований |
700 - 800 |
800 - 1000 |
800 - 1000 |
|
смесь № 2 « « |
600 - 700 |
700 - 900 |
700 - 900 |
|
Примечания: 1. Для материалов класса 4 значения Е принимаются со снижением на 20 %. 2. Значения Е приведены для материалов, хорошо уплотненных укаткой до достижения монолитного состояния, на земляном полотне, отвечающем требованиям ТУ. |
|||
|
Грунтогравийный материал |
360 |
400 |
450 |
|
Примечание. Классификация гравийных материалов и щебня по износу в полочном барабане принята по ГОСТ 8268-56. |
Б. Пески
|
Разновидности песков |
Модуль деформации в кг/см2 |
|
|
|
при отсыпке полотна из песков слоем не менее hк + 0,5 м |
при укладке песка в корыте с обеспеченным отводом воды |
|
Крупнозернистые |
350 - 400 |
350 - 400 |
|
Среднезернистые |
300 - 350 |
250 - 300 |
Примечания: 1. Высота капиллярного поднятия hк: для крупнозернистых песков - 10 - 15 см, для среднезернистых - 15 - 25 см.
2. Большие значения модулей относятся к IV климатической зоне, меньшие - ко II - III зонам.
В. Грунты, укрепленные органическими вяжущими
|
Наименование грунтов |
Количество вяжущего в % от веса минеральной смеси |
|||
|
|
6 |
8 |
10 |
12 |
|
|
Модули деформации в кг/см2 |
|||
|
Оптимального гранулометрического состава |
700 |
800 |
- |
- |
|
Супеси легкие, тяжелые и пылеватые |
- |
700 |
800 |
- |
|
Супеси тяжелые, пылеватые, суглинки всех разновидностей |
- |
- |
600 |
700 |
Примечания: 1. Значения модулей деформации даны для III - IV климатических зон. Во II климатической зоне значения Е следует снижать на 15 %.
2. В таблице приводятся значения Е для случая, когда перемешивание производится с помощью фрез и грейдеров; если смеси приготавливаются в мешалках с принудительным перемешиванием, значения модулей деформации могут быть повышены на 20 %.
3. При укреплении грунтов битумной эмульсией с добавками извести или цемента, приведенные в таблице значения модуля деформации повышают на 60 %.
Г. Грунты, укрепленные цементом
|
Наименование грунтов |
Количество вяжущего в % от веса минеральной смеси |
|||
|
|
6 |
8 |
10 |
12 |
|
|
Модули деформации в кг/см2 |
|||
|
Оптимального гранулометрического состава |
600 |
900 |
1200 |
1400 |
|
Супеси легкие, тяжелые и пылеватые |
500 |
700 |
1000 |
1200 |
|
Супеси тяжелые, пылеватые, суглинки всех разновидностей |
400 |
600 |
800 |
900 |
Примечания: 1. Приведенные в таблице значения модулей деформации относятся ко II - V климатическим зонам при земляном полотне, отвечающем требованиям ТУ.
Значения Е даны для грунтов, укрепленных цементами марки не ниже 400, при использовании для перемешивания фрез и грейдеров.
2. Модули деформаций грунтоцемента увеличиваются: при использовании для обработки грунта дорожных фрез Д-530 с распределителем цемента - на 20 %, при использовании однопроходных грунтосмесительных машин Д-391 или при приготовлении смеси в стационарной установке (Д-543, Д-370) - на 30 - 40 %.
3. При применении для укрепления грунтов цемента марки 300 значение Е понижается на 25 %.
4. В III - V климатических зонах при обеспеченном водоотводе для укрепления грунтов можно использовать известь I - II сорта (ГОСТ 9179-59). Значения Е в этом случае снижаются на 30 % по сравнению с приводимыми для цементогрунтов.
Слой износа устраивается либо путём утолщения полученного по расчету покрытия, либо в виде поверхностной обработки с применением вяжущих материалов.
Рекомендуется толщину слоя износа назначать из расчета двух-трёхлетней работы его с тем, чтобы не требовалось ежегодное восстановление слоя (табл. 11).
Таблица 11
Толщина слоя износа
|
Материал слоя износа |
Слой износа в мм при грузообороте дороги в тыс. м3 в год |
|||||||||
|
|
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
400 |
500 |
700 |
1000 |
|
Поверхностная обработка с применением щебня или гравия |
- |
- |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
|
Гравийный материал или грунтощебень 1 и 2 классов |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
4 |
4 |
5 |
7 |
- |
|
То же, 3 и 4 классов |
2 |
2 |
3 |
4 |
4 |
5 |
6 |
- |
- |
- |
|
Грунты, укрепленные вяжущими |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
4 |
4 |
5 |
7 |
- |
|
Оптимальная грунтовая смесь |
3 |
3 |
3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Примечания: 1. В таблице приведён двух-трехлетний слой износа
2. При устройстве поверхностной обработки по гравийному или грунтощебеночному покрытию, не укрепленному вяжущими, толщина слоя поверхностной обработки увеличивается на 50 %.
Как было указано выше, прочность дорожной одежды характеризуется эквивалентным модулем деформации Еэкв, который зависит от модуля деформации грунта земляного полотна и модулей деформации и толщины всех слоев дорожной одежды.
Под толщиной каждого слоя в отдельности и дорожной одежды в целом понимается средняя толщина в пределах проезжей части.
Рис. 4. Расчетные схемы дорожной одежды:
А - однослойной, Б - двухслойной
При многослойной дорожной одежде эквивалентный модуль деформации дорожной одежды определяется последовательным вычислением эквивалентных модулей деформации по верху каждого слоя (Е´в, Е˝в, Е˝´в и т.д.), причем модуль деформации по верху верхнего слоя и будет эквивалентным модулем деформации всей дорожной одежды. При этом приходится задаваться толщиной всех слоев, кроме какого-либо одного, толщина которого определяется расчетом.
Расчетные схемы для определения Еэкв, однослойной и двухслойной дорожной одежды, приведены на рис. 4.
Модуль деформации по верху каждого слоя Ев выражается следующей формулой:
(6)
где: Ен - модуль деформации по низу рассчитываемого слоя в кг/см2;
Е1 - модуль деформации материала в кг/см2;
h - толщина слоя в см.
Для облегчения работы по проектированию дорожных одежд расчет дорожной одежды рекомендуется выполнять с помощью графиков, приведенных на рис. 5 (1 - 22).
Графики взяты из «Инструкции по назначению конструкций дорожных одежд нежесткого типа» Минтрансстроя СССР (ВСН 46-60). Составлены они для модулей деформации материала от 150 до 2000 кг/см2 для автомобиля Н-13. В тех случаях, когда модуль деформации применяемого материала отличается от модулей, приведенных на графиках, его следует округлить до ближайшего значения, для которого есть график.
На графиках отложены модули деформации: по оси абсцисс - по низу рассматриваемого слоя Ен, по оси ординат - по верху этого слоя Ев.
Расчет дорожной одежды выполняется в следующем порядке.
При однослойных дорожных одеждах. На графике для модуля слоя Е1 по оси абсцисс откладывается модуль деформации грунта земляного полотна Е0, а по оси ординат - требуемый модуль деформации дорожной одежды Етр. (найденный по графику на рис. 2).
По точке с координатами (Е0, Етр.) определяется необходимая толщина покрытия (по ближайшей кривой).
ПРИМЕР. Лесовозная дорога строится в Коми АССР (климатическая зона II). Расчетный грузооборот - 200 тыс. м3 в год. Расчетный автомобиль ЗИЛ-130. Вывозка осуществляется в течение 285 дней в году. Гравийное покрытие укладывается непосредственно на земляное полотно. Карьерный гравийный материал отвечает требованиям смеси № 1, класс гравия 2.
Требуется определить толщину гравийного покрытия для участков дороги, проходящих в насыпях по ТУ, по местности, отнесенной по характеру и степени увлажнения к типу 1. Грунты - суглинки.
