РАСЧЕТ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОМОРОЖЕННЫХ ОСНОВАНИЯХ
Высота верхней (минеральной) части насыпи по оси дороги устанавливается по теплотехническому расчету, который рекомендуется выполнять в такой последовательности:
а) определяются для принятой конструкции дорожной одежды и вида грунта земляного полотна расчетные значения коэффициентов теплопроводности 
и объемная теплоемкость 
материалов в талом состоянии согласно приложению 13;
б) устанавливаются по табл.П.5.1 продолжительность теплого периода года 
и средняя за этот период температура поверхности покрытия 
;
Таблица П.5.1
| Пункт | Средняя годовая температура воздуха, °С | Продолжительность теплового периода года , ч
| Средняя за период поверхности
| ||
| земляного полотна | цементобетонного покрытия | асфальтобетонного покрытия | |||
| Тундра
| |||||
| Каменный мыс | -9,4 | 2760 | 6,9 | 8,4 | 9,0 |
| Новый Порт | -3,8 | 2900 | 7,8 | 9,1 | 9,8 |
| Тазовское | -9,3 | 2900 | 8,4 | 10,4 | 10,8 |
| Яр-Сале | -7,5 | 3090 | 8,4 | 10,0 | 10,8 |
| Ныда | -7,8 | 3050 | 8,4 | 10,2 | 10,4 |
| Лесотундра
| |||||
| Салехард | -6,4 | 3240 | 8,8 | 10,6 | 11,2 |
| Ра-Из | -8,2 | 2760 | 4,9 | 6,4 | 6,8 |
| Ямбург | -6,9 | 3140 | 8,4 | 10,2 | 10,7 |
| Полуй | -6,3 | 3240 | 9,4 | 10,6 | 11,7 |
| Пытляр | -5,6 | 3360 | 9,0 | 11,0 | 13,0 |
| Мужи | -5,1 | 3410 | 9,2 | 10,8 | 11,3 |
| Надым | -6,6 | 3240 | 9,6 | 10,9 | 11,7 |
| Уренгой | -7,8 | 3120 | 9,5 | 11,0 | 11,5 |
| Сидоровск | -8,5 | 3020 | 9,2 | 11,2 | 11,8 |
| Тайга
| |||||
| Тарко-Сале | -6,7 | 3260 | 9,8 | 11,5 | 12,0 |
| Толька | -6,1 | 3540 | 10,6 | 11,7 | 12,0 |
| Ларьяк | -3,3 | 3890 | 11,0 | 12,6 | 13,4 |
| Лобчинское | -3,0 | 4030 | 10,6 | 12,4 | 13,0 |
| Сургут | -3,1 | 3010 | 10,2 | 12,6 | 14,5 |
| Ермаково | -3,6 | 3950 | 11,4 | 12,2 | 13,0 |
| Горшково | -3,0 | 4090 | 10,6 | 12,0 | 12,6 |
| Сытомино | -3,0 | 4000 | 10,6 | 12,4 | 12,8 |
| Самарово | -1,4 | 4270 | 10,5 | 12,7 | 13,4 |
| Нумто | -5,3 | 3550 | 9,7 | 12,0 | 12,2 |
| Кондинское | -1,0 | 4010 | 10,2 | 11,8 | 12,4 |
| Казым | -3,8 | 3900 | 10,3 | 11,7 | 12,3 |
| Березово | -3,8 | 3810 | 9,8 | 11,8 | 12,4 |
| Саранпауль | -3,9 | 3870 | 9,9 | 11,4 | 12,8 |
| Сосьвинская | -3,4 | 4010 | 10,3 | 11,6 | 12,2 |
| Няксимволь | -2,2 | 4220 | 9,5 | 11,6 | 12,2 |
в) вычисляются значения параметров:
; (1)
; (2)
, (3)
где - коэффициент теплопроводности грунта земляного полотна в талом состоянии, ккал/м·ч·град; 
- коэффициент теплообмена, 20 ккал/м 
·ч; 
, 
- соответственно толщины, м, и коэффициенты теплопроводности, ккал/м·ч·град., конструктивных слоев дорожной одежды; - объемная теплоемкость грунта земляного полотна в талом состоянии, ккал/м 
·град; 
- температура льдообразования, принимаемая для песков от -0,4 до -0,6 °С, для легких супесей от -0,2 до 0 °С, для легких пылеватых супесей от 0,3 до 0,5 °С, для тяжелых пылеватых супесей от -0,9 до -1,4 °С, для пылеватых глин и тяжелых суглинков от -1,2 до -2 °С; 
- расход тепла на плавление льда в единице объема грунта, ккал/м , который определяется по формуле
, (4)
где 
и 
- соответственно плотность сухого грунта, кг/м , и влажность, %, грунта земляного полотна; величины и принимаются по табл.П.13.8; 
- скрытая теплота плавления льда, 80 ккал/кг; 
- среднее содержание незамерзшей воды в грунте, %.
Ориентировочно величина принимается равной: 0 - для песков, 7% - для супесей, 10% - для суглинков, 15% - для глин;
г) определяется высота минеральной части насыпи по формуле
, (5)
где 
- глубина оттаивания земляного полотна с учетом принятой конструкции дорожной одежды, м; величина определяется по графикам (рис.П.5.1) при известных параметрах 
и 
; 
- коэффициент эквивалентного приведения (по условиям оттаивания) величины 
к грунту земляного полотна принимается равным 3,9 для песков, 4,0 - для супесей, 4,1 - для суглинков легких, 4,2 - для суглинков тяжелых и глин; - допустимая глубина оттаивания намороженной торфяной плиты сверху в период эксплуатации дороги, м; величина устанавливается с учетом категории дороги по табл.П.5.2.
Рис.П.5.1. График для определения глубины протаивания земляного полотна
Таблица П.5.2
| Категория дороги | Допустимая глубина оттаивания при использовании в насыпи грунтов
| |
| песчаных | глинистых | |
| III-В | 0,30 | 0,25 |
| IV-В | 0,40 | 0,35 |
| V-В | 0,50 | 0,45 |
Прочность дорожной конструкции проверяется комплексным расчетом согласно приложению 7.
Конструктивные параметры мерзлого торфяного основания (ширина и толщина промораживаемого слоя болота и намораживаемой торфяной плиты) определяются исходя из условий:
; (6)
, (7)
где 
- толщина намораживаемой плиты из торфа, м; 
- толщина промороженного слоя торфяной залежи, м; 
- осадки талого слоя торфяной залежи под действием веса дорожной конструкции и подвижной нагрузки, м; подвижную нагрузку рекомендуется учитывать в том случае, когда высота минеральной части насыпи менее 1,0 м; 
- осадка намороженного слоя торфа при максимальном оттаивании его в период строительства, м; 
- требуемое возвышение намороженной торфяной плиты над поверхностью болота, принимаемое равным 0,3-0,4 м; - величина оттаивания мерзлого основания снизу, которая для большинства торфяных залежей Западной Сибири (за исключением проточных топей, топей выклинивания и т. п.) составляет 0,09-0,11 м; 
- минимальная толщина мерзлого основания из условий обеспечения деформативной устойчивости дорожной конструкции, устанавливаемая по табл.П.5.3.
Таблица П.5.3
| Тип дорожных покрытий | Величина
| ||
| 0,1 | 0,05-0,1 | 0,05 | |
| Сборные цементобетонные | 1,00 | 1,15 | 1,30 |
| Переходные и низшие | 0,55 | 0,60 | 0,70 |
Для повышения общей устойчивости дорожной конструкции на болотах, снижения осадок и уменьшения объема работ по намораживанию торфяной плиты целесообразно верхний слой торфяной залежи промораживать на возможно большую глубину.
Минимальная толщина верхнего промораживаемого слоя торфяной залежи , обеспечивающая безопасное ведение строительных работ в зимнее время, назначается с учетом механических свойств торфяной залежи по табл.П.5.4.
Таблица П.5.4
| Сопротивление сдвигу верхнего слоя торфяной залежи, кгс/см
| 0,1 | 0,05-0,1 | 0,05 |
| Минимальная величина , м
| 0,40 | 0,45 | 0,50 |
Глубина промерзания, м, за время , ч, или время, в течение которого торфяная залежь промерзнет на величину прогнозируется по формуле
, (8)
где 
- содержание льда в мерзлом торфе, кг/м , величина устанавливается по графику (рис.П.5.2) в зависимости от влажности торфяной залежи ; 
- объемная теплоемкость торфа в талом состоянии, ккал/м ·град., определяемая по данным приложения 13; 
- температура торфяной залежи на глубине 3,0-3,5 м (глубина нулевых амплитуд для торфа), °С; величина устанавливается по замерам в любое время года; 
- средняя за период промораживания температура воздуха °С; величина устанавливается по данным метеорологических станций; 
- коэффициент теплопроводности торфа в мерзлом состоянии, ккал/м·ч, устанавливается согласно приложению 13; 
- толщина слоя торфа с термическим сопротивлением, равным термическому сопротивлению слоя мерзлого торфа толщиной 
, при которой начинают расчистку болота от снега и промораживание торфяной залежи, м
, (9)
где - коэффициент теплообмена, равный 20 ккал/м ·ч·град.
Рис.П.5.2. График для определения содержания льда в мерзлом торфе
Время промерзания торфяных залежей болот I типа при =0,15 м допускается устанавливать на стадии разработки технического проекта по графикам на рис.П.5.3.
Рис.П.5.3. Ход промерзания торфяных залежей в районе Шаима (1), Сургута (2), Салехарда (3), Тазовского (4)
Ширина мерзлой торфяной плиты основания определяется по формуле
, (10)
где 
- коэффициент запаса, принимаемый равным 1,5 при строительстве на болотах I типа и 2,0 - при строительстве на болотах II типа; 
- модуль упругости мерзлого торфа при температуре 0 °С, равный 4·10 
т/м ; 
- удельный вес торфа, равный 1 тс/м ; 
- коэффициент Пуассона, равный для мерзлого торфа 0,34.
Осадка талого слоя торфяной залежи ( ) определяется по методике, изложенной в приложении 3.
Осадка от оттаивания сверху намороженной торфяной плиты ( ) определяется по формуле
, (11)
где 
- максимальная глубина оттаивания намороженной торфяной плиты в период подведения минеральной части; если досыпка земляного полотна до проектных отметок выполняется в течение всего теплого периода, то =0,55 
0,60 м.
Приложение 6
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 285; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!