Расчет и прогнозирование остаточных деформаций в слоях основания, не содержащих органическое вяжущее

Расчет абсолютной остаточной деформации в слоях основания  (за исключением битумосодержащих слоев) производят с помощью графиков (рис. 4.1 ... 4.3), определяя по ним отношение:

e_мi/e_г = e_отнi,                                                          (4.1)

e_отнi - относительная деформация i-того слоя основания;

e_мi - абсолютная остаточная деформация материала i-слоя, м;

e_зпt - остаточная деформация грунта земляного полотна, м.

Отсюда:

e_мi = e_отнi×e_г.                                                          (4.2)

Абсолютную остаточную деформацию, накопленную в слоях основания, определяют по формуле:

 = ,                                                        (4.3)

где m - число слоев основания.

Рис. 4.1. График для определения относительных остаточных деформаций в песчаных слоях; цифры на кривых - толщины песчаных слоев, см

Рис. 4.2. График для определения относительных остаточных деформаций в щебеночных слоях; цифры на кривых - толщины щебеночных слоев, см

Рис. 4.3. График для определения относительных остаточных деформаций в слоях основания из цементогрунта или щебня, укрепленного цементом; цифры на кривых - толщины слоя укрепленного основания, см

5. Расчет и прогнозирование остаточных деформаций в слоях асфальтобетона и других битумосодержащих слоях

5.1. Расчет остаточных деформаций в асфальтобетонных и других битумосодержащих слоях производят исходя из суммарного числа приложений расчетной нагрузки N_рс по формуле (3.1). Расчетное количество сдвигоопасных дней в году (приведенное к температуре +50 °С) Т_рсг определяют по табл. 5.1 в зависимости от среднегодовой положительной температуры воздуха:

,                                                              (5.1)

где n_м - количество месяцев в году с устойчивой положительной температурой;

t_cрi - средняя температура i-гo месяца (по данным метеостанции или климатического справочника), °С.

Таблица 5.1

Приведенное количество дней в году с температурой покрытия +50 °С

, °С	11	13	15	17	19	21	23	25
Трсг, дни	0,5	1,1	3,5	10,5	19	34	62	104

Примечание. Промежуточные значения следует определять линейной интерполяцией.

По графикам рис. 5.1 или 5.2 (построенным при коэффициенте вязкого сопротивления h = 100 МПа×с, времени воздействия одного цикла приложения расчетной нагрузки t_ц = 0,01 с) определяют исходную величину остаточной деформации в битумосодержащих слоях  при толщине сдвигоопасной зоны, назначенной по табл. 5.2.

Таблица 5.2

Толщина сдвигоопасной зоны Н

Общая толщина битумосодержащих слоев, м	0,06 ... 0,1	0,11 ... 0,15	0,16 ... 0,2	0,21 ... 0,25	Более 0,25
Н, м	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09

Фактическое суммарное число приложений расчетной нагрузки, приведенное к t_ц = 0,01, необходимое для пользования графиками на рис. 5.1 и 5.2, вычисляют по формуле:

,                                                          (5.2)

где t_ц - фактическая длительность воздействия транспортной нагрузки (см. табл. 5.3), с.

Таблица 5.3

Длительность воздействия транспортной нагрузки t_ц при движении на подъем

Характер местности	Категория дороги	Длительность воздействия транспортной нагрузки tц, с при продольном уклоне ‰
		< 30	30 ... 40	41 ... 50	51 ... 60	61 ... 70	71 ... 80	> 80
Равнинный	Iа	0,011	0,012	0,013	0,014	0,014	0,015	0,018
	Iб	0,013	0,014	0,016	0,017	0,018	0,019	0,022
	II	0,016	0,017	0,02	0,021	0,022	0,024	0,028
	III	0,02	0,021	0,024	0,025	0,027	0,029	0,035
	IV	0,025	0,027	0,03	0,033	0,035	0,039	0,047
	V	0,035	0,038	0,044	0,047	0,052	0,057	0,073
Пересеченный	Iа	0,013	0,014	0,016	0,017	0,018	0,019	0,022
	Iб	0,016	0,017	0,018	0,02	0,021	0,022	0,026
	II	0,02	0,021	0,024	0,025	0,027	0,029	0,035
	III	0,025	0,027	0,03	0,033	0,035	0,039	0,047
	IV	0,035	0,038	0,044	0,047	0,052	0,057	0,073
	V	0,062	0,067	0,08	0,089	0,101	0,116	0,165
Горный	Iа	0,019	0,02	0,023	0,024	0,026	0,027	0,032
	Iб	0,026	0,027	0,03	0,032	0,034	0,036	0,042
	II	0,035	0,038	0,044	0,047	0,052	0,057	0,073
	III	0,045	0,048	0,056	0,062	0,068	0,076	0,101
	IV	0,062	0,067	0,08	0,089	0,101	0,116	0,165
	V	0,101	0,110	0,14	0,165	0,197	0,244	0,471

Примечание. При движении на спуск, во всех случаях, значения t_ц принимают по столбцу «< 30» с понижением на 20 % (умножив на 0,8).

Расчетное значение остаточной деформации вбитумосодержащих слоях вычисляют по формуле:

 = ×К_h×К_вып,                                                   (5.3)

где - исходная остаточная деформация (по графику рис. 5.1 или 5.2), м;

K_h - поправка на фактический коэффициент вязкого сопротивления h_ф, назначаемая по табл. 5.4 (фактический коэффициент вязкого сопротивления h_ф определяется в соответствии с приложением 3, ориентировочно величину h_ф допустимо назначать по табл. 5.5);

К_вып - коэффициент, учитывающий выпор асфальтобетона по краям колеи, в среднем можно принять 1,3.

Таблица 5.4

Поправка К_h на фактический коэффициент вязкого сопротивления h_ф

hф, МПа×с	10	20	30	50	80	100	150	200	250	300
Кh	9,94	4,97	3,33	2,0	1,25	1,0	0,67	0,5	0,4	0,33

Таблица 5.5

Ориентировочные значения коэффициентов вязкого сопротивления для плотных асфальтобетонов при температуре +50 °С на различных марках битума, МПа×с

БНД40/60	БНД60/90	БНД90/130	БНД130/200	БНД200/300
130 ... 250	70 ... 130	50 ... 70	30 ... 50	10 ... 30

Примечание. Большие значения при большем содержании щебня и минерального порошка.

Рис. 5.1. График для определения исходной остаточной деформации в битумосодержащем слое ; цифры на кривых - толщина сдвигоопасной зоны Н (по табл. 5.2 в зависимости от суммарной толщины битумосодержащих слоев), м

Рис 5.2. График для определения исходной остаточной деформации в битумосодержащем слое ; цифры на кривых - толщина сдвигоопасной зоны Н (по табл. 5.2 в зависимости от суммарной толщины битумосодержащих слоев), м

5.4. Для определения среднего годового износа покрытия, влияющего на общую глубину колеи, необходимо располагать данными об общей фактической интенсивности (средней за t_л) движения на полосу:

 = f_пол× × = f_пол× ×K_q,                                (5.4)

где  - общая фактическая интенсивность движения на полосу средняя за t_л , авт./сут;

 - общая фактическая интенсивность движения в первый год эксплуатации (определяется путем непосредственных наблюдений);

q_о - показатель изменения общей фактической интенсивности движения (определяется по формуле (2.2), но для общей интенсивности движения);

К_q - коэффициент, назначаемый по табл. 5.7 в зависимости от q_o и t_л.

Износ покрытия за t лет составит:

D_иt = D_и.ср.×t_л,                                                          (5.5)

где D_и.ср. - средний годовой износ покрытия (см. табл. 5.6), мм;

t_л - количество лет службы покрытия, годы.

Таблица 5.6

Средний годовой износ асфальтобетонных покрытий

Общая фактическая интенсивность движения на полосу (средняя за tл), авт./сут	Среднее значение износа асфальтобетонного покрытия за год, мм (м)
500	0,38 (0,00038)
1000	0,45 (0,00045)
1500	0,54 (0,00054)
2000	0,63 (0,00063)
2500	0,72 (0,00072)
3000	0,8 (0,0008)
3500	0,89 (0,00089)
4000	0,98 (0,00098)
4500	1,01 (0,00101)
5000	1,15 (0,00115)
5500	1,24 (0,00124)
6000	1,33 (0,00133)
6500	1,42 (0,00142)
7000	1,5 (0,0015)

Примечание. Данные табл. 5.6 соответствуют значениям износа для известнякового щебня, в случае применения в покрытии гранитного щебня значения табл. 5.6 следует уменьшить на 50 %.

Таблица 5.7

Значения коэффициента K_q

tл, годы	Значения Кq при qо
	0,9	0,92	0,94	0,96	0,98	1,02	1,04	1,06	1,08	1,1
3	0,95	0,96	0,97	0,98	0,99	1,01	1,02	1,03	1,04	1,05
4	0,90	0,92	0,94	0,96	0,98	1,02	1,04	1,06	1,08	1,10
5	0,85	0,88	0,91	0,94	0,97	1,03	1,06	1,09	1,12	1,15
6	0,81	0,85	0,88	0,92	0,96	1,04	1,08	1,12	1,17	1,21
7	0,77	0,81	0,86	0,9	0,95	1,05	1,10	1,16	1,21	1,27
8	0,73	0,78	0,83	0,88	0,94	1,06	1,12	1,19	1,26	1,33
9	0,69	0,75	0,81	0,87	0,93	1,07	1,15	1,23	1,31	1,40
10	0,66	0,72	0,78	0,85	0,92	1,08	1,17	1,26	1,36	1,46
11	0,62	0,69	0,76	0,83	0,91	1,09	1,19	1,30	1,41	1,54
12	0,59	0,66	0,73	0,82	0,9	1,1	1,22	1,34	1,47	1,61
13	0,56	0,63	0,71	0,8	0,89	1,12	1,24	1,38	1,53	1,69
14	0,53	0,61	0,69	0,78	0,89	1,13	1,27	1,42	1,59	1,77
15	0,5	0,58	0,67	0,77	0,88	1,14	1,29	1,46	1,65	1,86
16	0,48	0,56	0,65	0,75	0,87	1,15	1,32	1,50	1,71	1,95
17	0,45	0,54	0,63	0,74	0,86	1,16	1,34	1,55	1,78	2,04
18	0,43	0,51	0,61	0,72	0,85	1,17	1,37	1,59	1,85	2,14
19	0,41	0,49	0,59	0,71	0,84	1,18	1,40	1,64	1,92	2,25
20	0,39	0,47	0,57	0,69	0,83	1,2	1,42	1,69	2,0	2,36

Примечание. Для промежуточных значений q₀ следует применять линейную интерполяцию. Для q₀ = 1,0 K_q = 1,0 при всех t_л.

6. Определение общей глубины колеи

6.1. Среднюю величину общей глубины колеи вычисляют на основе результатов расчета остаточных деформаций в грунте земляного полотна и слоях дорожной одежды (см. разделы 3; 4; 5):

 = ((e_зпt + )×K_но + )×K_п + D_иt,                              (6.1)

где K_но - коэффициент, учитывающий долю неравномерной остаточной деформации от общей осадки, в среднем может быть принят 0,15;

К_п - коэффициент перехода от средней величины остаточной деформации в продольном направлении к средней глубине колеи, равный 2,56.

6.2. Максимальную глубину колеи с 85 %-ной обеспеченностью рассчитывают по формуле:

 = ×(1 + t×С_v),                                                       (6.2)

где t - коэффициент доверительной вероятности при 85 %-ной обеспеченности, равный 1,04;

C_v - коэффициент вариации глубины колеи (C_v = 0,25 ... 0,35 большие значения для дорог низких категорий).

6.3. В процессе эксплуатации дороги, не реже одного раза в два года, для уточнения расчета глубины колеи целесообразно производить поверочный учет движения и расчет величины q в соответствии с п.п. 2.1 ... 2.3, а также определение фактической влажности грунта.

Приложение 1

---

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 292; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!