Материалы для устройства слоев покрытия (слоев износа)

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 29Следующая ⇒

Термины и определения

3.1 расчетная схема: Многослойное полупространство, загруженное вертикальной и горизонтальной нагрузкой с экстремальным характером ее распределения.

В многослойной конструкции различают следующие элементы дорожной одежды:

3.2 верхний слой покрытия (слой износа): Слой, воспринимающий непосредственное воздействие транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов. Материал покрытия должен быть прочным, эластичным, водонепроницаемым и износостойким.

3.3 защитный слой:Тонкие слои в виде поверхностной обработки или слои из холодных литых эмульсионно-минеральных смесей (Сларри-Сил) толщиной до 2 см.

3.4 нижний слой покрытия (несущий слой): Слой дорожной одежды, воспринимающий основное воздействие транспортной нагрузки, способствующий ее перераспределению и снижению давления на нижележащий слой. Материал несущего слоя должен обладать высокой сдвиго- и трещиностойкостью.

3.5 выравнивающий слой:Слой, устраиваемый между покрытием и основанием с целью обеспечения технологических и эксплуатационных параметров покрытия при их устройстве современной укладочной техникой. Выравнивающий слой устраивается из мелкозернистых или песчаных смесей. Толщина выравнивающего слоя включается в расчет.

3.6 основание: Несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с несущим слоем перераспределение и снижение давления на расположенные ниже дополнительные слои и земляное полотно. В качестве слоев основания городских дорог и улиц в основном используются модифицированные каменные материалы.

3.7 дополнительный слой основания (подстилающий слой): Слой между основанием и грунтом земляного полотна на участках с неблагоприятными погодно-климатическими и грунтово-геологичес­кими условиями. Дополнительный слой устраивается из песков или песчано-гравийных смесей с коэффициентом фильтрации не менее 1 м/сут. Дополнительный слой выполняет функции морозозащитного и дренирующего слоя.

3.8 грунт земляного полотна: Уплотненная и спланированная верхняя часть земляного полотна, удовлетворяющая требованиям действующих нормативных документов.

Грунт земляного полотна совместно с дорожной одеждой образует дорожную конструкцию.

3.9 надежность дорожной одежды:Способность дорожной конструкции в целом сохранять заданные эксплуатационные характеристики (ровность, прочность, шероховатость) в течение расчетного срока службы. Интегральной характеристикой надежности является уровень надежности, характеризующий вероятность отказа (появление недопустимых деформаций, разрушение) ранее расчетного срока службы.

3.10 уровень надежности; УН: Вероятность отказа покрытия или дорожной конструкции по одному (частный уровень) или ряду (общий уровень) критериев прочности.

3.11 повреждаемость: Накопление в структуре материала конструктивного слоя дорожной одежды в процессе ее эксплуатации дефектов, ведущих, при определенном их объеме, к недопустимым деформациям или разрушению. Вначале дефекты накапливаются на микроуровне, затем они объединяются и приводят к макроразрушениям.

3.12 отраженные трещины; ОТ:Продольные и поперечные трещины в дорожном покрытии, возникающие в местах наличия трещин в нижних слоях или основании. ОТ возникают при устройстве асфальтобетонного покрытия на цементобетонном основании, имеющем деформационные швы, а также при укладке новых слоев асфальтобетона на старое покрытие с наличием трещин (средний и капитальный ремонты). Причиной появления ОТ является концентрация напряжений в районе трещины, возникающих от температурных деформаций при охлаждении слоя.

3.13 трещинопрерывающий cлой:Слой из зернистого материала или, обработанный небольшим количеством битума (до 3 %), слой специальной смеси (смесь различных фракций щебня), укладываемый между покрытием с наличием трещин и новым покрытием с целью предотвращения появления отраженных трещин. Благодаря зернистости и низкой прочности на растяжение, вследствие появления и ветвле­ния трещин, подобный слой активно гасит концентрации напряжений в районе трещин. Толщина слоя от 4 до 15 см.

3.14 трещинопрерывающая мембрана: Тонкий слой (до 4 см), укладываемый между покрытием с наличием трещин и новым покрытием, с целью предотвращения появления отраженных трещин.

Обозначения

S_n   — коэффициент приведения нормативной динамической нагрузки от колеса каждой из n осей транспортного средства к расчетной динамической нагрузке;

Q_dn — нормативная динамическая нагрузка от колеса на покрытие, кН;

Q_dnpac — расчетная динамическая нагрузка от колеса на покрытие, кН;

F_p   — площадь покрытия дорожной одежды, имеющая недопустимые деформации или разрушения на конец срока службы, м²;

F_o   — общая площадь дорожной одежды, м²;

— требуемый общий модуль упругости дорожной конструкции, определяемый при расчетной нагрузке, МПа;

Е_об  — расчетный общий модуль упругости дорожной конструкции, определяемый при расчетной нагрузке, МПа;

— суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы дорожной одежды, ед;

N_р   — приведенная к расчетному автомобилю интенсивность движения транспортных средств в первый год срока службы дорожной одежды, ед/сут;

Т_рдг — число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости дорожной конструкции, дней;

Т_сл — расчетный срок службы материала дорожной конструкции, лет;

q    — показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам;

f_пол — коэффициент полосности;

C    — внутреннее сцепление материала, МПа;

tgj — тангенс угла внутреннего трения материала слоя дорожной конструкции;

y    — фактический уровень повреждаемости материала покрытия;

[y] — предельно допустимый уровень повреждаемости материала покрытия;

R_и   — прочность материала дорожной конструкции на изгиб, МПа;

P_i   — частный уровень надежности материала дорожной конструкции;

R_c   — предельная структурная прочность материала дорожной конструкции, реализуемая в широком диапазоне температур и времени нагружения, МПа;

R₀   — предел прочности материала слоя на растяжение при температуре 0 ^оС, МПа;

l      — упругий прогиб дорожной конструкции, м.

4 Общие положения

Конструирование дорожной одежды включает:

— выбор материала покрытия;

— определение количества конструктивных слоев и выбор материалов;

— определение ориентировочной толщины конструктивных слоев;

— предварительную оценку необходимости назначения дополнительных морозозащитных мер, вида грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя на различных участках;

— расчет дорожной конструкции на прочность;

— предварительную оценку необходимости назначения мер по устранению «отраженных дефектов» при капитальном ремонте и усилении конструкции;

— предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы;

— технико-экономическое обоснование вариантов конструкций и выбор наиболее экономически целесообразного варианта.

5 Расчетные нагрузки. Методика приведения к расчетному транспортному средству

5.1 При проектировании дорожных одежд в качестве расчетных принимают нагрузки, соответствующие предельным нагрузкам на ось расчетного двухосного транспортного средства.

5.2 Если в задании на проектирование нормативная статическая нагрузка на ось Q_n не оговорена специально, за расчетную принимают нагрузку Q_n = 115 кН, которой соответствуют следующие характеристики, приведенные в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Нормативная статическая
нагрузка на ось Q_n, кН

Давление
воздуха в шинах р_w, МПа

Среднее контактное давление
р_c, МПа

Эквивалентный диаметр следа колеса D, м

по контуру
отпечатка

по выступам протектора

движущегося транспортного средства

неподвижного транспортного
средства

0,8

0,7

0,90

0,38

0,34

5.3 Данные о нагрузках, передаваемых на дорожное покрытие выпускаемыми серийно автотранспортными средствами, следует принимать по специальным справочникам.

5.4 Значение суммарного коэффициента приведения к расчетной нагрузке определяют по формуле

                                                                          (5.1)

где n — количество осей данного транспортного средства, для приведения которого к расчетной нагрузке определяется коэффициент S_тсум;

S_n — коэффициент приведения нормативной динамической нагрузки от колеса каждой из n осей транспортного средства к расчетной динамической нагрузке, определяемый по формуле

                                                                    (5.2)

здесь Q_dn — нормативная динамическая нагрузка от колеса на покрытие, кН;

Q_dnpac — расчетная динамическая нагрузка от колеса на покрытие, кН.

5.5 Нормативная динамическая нагрузка Q_dn определяется по формуле

                                                                        (5.3)

где K_дин — динамический коэффициент, принимаемый равным 1,30 при рессорной подвеске
и 1,15 — при пневмоподвеске;

Q_n — нормативная статическая нагрузка на колесо данной оси, определяемая по паспортным данным на транспортное средство с учетом распределения статических нагрузок на каждую ось, кН.

При определении расчетного значения нормативной статической нагрузки для многоосных автомобилей нормативную статическую нагрузку на колесо, определяемую по паспортным данным, следует умножать на коэффициент K_c, вычисляемый по формуле

,                                                              (5.4)

где B_m  — расстояние между крайними осями автотранспортного средства, м;

a, b, c — параметры, определяемые по таблице 5.2.

Таблица 5.2

Вид тележки

Параметры

a

b

c

Двухосная

1,7

0,43

0,5

Трехосная

2,0

0,46

1,0

5.6 Для расчетов рекомендуется принимать значения суммарных коэффициентов приведения к расчетной нагрузке S_тсум по таблице 5.3.

Таблица 5.3

Вид автотранспортного средства

Коэффициент приведения
к расчетной нагрузке S_тсум

Легковые автомобили

0,0

Микроавтобусы и автомобили до 2 т

0,016

Грузовые автомобили:           

легкие (2—5 т)

0,037

средние (5—8 т)

0,208

тяжелые (8—12 т):

0,511

в т. ч.:      двухосные

0,443

трехосные

0,578

Автопоезда с полуприцепом:

1,219

в т. ч.: 2+1

1,105

2+2

1,486

2+3

0,984

3+2

1,498

3+3

1,024

Автопоезда с прицепом:

1,387

в т. ч.: 2+2

1,183

2+3

1,512

3+2

1,465

Автобусы:  

типа «ПАЗ»

0,028

типа «ЛАЗ»

0,293

типа «ИКАРУС»

0,444

типа «МАЗ»

1,000

Троллейбусы

1,000

6 Виды и расчетные характеристики материалов конструктивных слоев

Материалы для устройства конструктивных слоев необходимо разделять на следующие группы:

— материалы для устройства слоев покрытия (слоев износа);

— материалы для устройства нижнего несущего слоя покрытия;

— материалы для устройства выравнивающего слоя;

— материалы для устройства слоев основания;

— материалы для устройства дополнительного слоя основания.

6.1.1 Поверхностная обработка в соответствии с [1].

6.1.2 Двойная поверхностная обработка в соответствии с [1].

6.1.3 Слой «Сларри-Сил» по [1].

6.1.4 Смесь битумоминеральная горячая литая марки ЛБС-МЖ по СТБ 1257 с массовой долей фракций минеральной части в соответствии с таблицей 6.1.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология