Расчет толщины дренирующего слоя

8.1 Основные положения

8.1.1 Дорожные одежды рассчитывают на прочность с заданным уровнем надежности.

Под прочностью понимают способность материалов или конструкций сопротивляться разрушению, а также необратимым изменениям формы под действием внешних нагрузок.

Применительно к дорожной одежде термин «прочность» можно трактовать как отсутствие силовых трещин, проломов, просадок, приводящих к разрушению дорожной одежды; а также как появление деформаций, снижающих скорость и безопасность движения на дороге.

Расчет дорожной одежды на прочность ведут по четырем критериям:

1) упругого прогиба — эмпирическому параметру, полученному по данным длительных наблюдений за работой дорожных одежд;

2) устойчивости материалов монолитных слоев к воздействию транспортных нагрузок и погодно-климатических факторов;

3) устойчивости слоев дорожной одежды и земляного полотна к накоплению недопустимых остаточных деформаций (условие сдвигоустойчивости);

4) деформационной устойчивости и надежности материалов покрытия.

Дополнительно (при необходимости) проводят расчет дорожной одежды на морозоустойчивость и расчет толщины дренирующего слоя.

Расчет дорожной одежды на прочность рекомендуется производить в последовательности:

— назначают материал покрытия, его срок службы Т_сл в зависимости от заданного уровня надежности Р;

— определяют толщину дренирующего слоя H (при необходимости);

— назначают конструкцию дорожной одежды и выполняют расчет по допускаемому упругому прогибу;

— производят проверку прочности монолитных слоев (для категорий Ж, З, П расчет не производится);

— производят проверку условия сдвигоустойчивости (для категорий Ж, З, П расчет не производится);

— проверяют морозоустойчивость дорожной одежды.

Пример расчета дорожной одежды приведен в приложении Д.

8.1.2 Значение фактического уровня надежности P_n может быть определено по формуле

                                                                           (8.1)

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

F_o — общая площадь покрытия дорожной одежды, м².

Значение уровня надежности при расчете дорожной одежды на прочность также можно определить по значению коэффициента запаса прочности K_i  (рисунок 8.1), вычисляемого по формуле

                                                                             (8.2)

где — фактические свойства материала или конструкции, ответственные за появление деформаций;

— требуемые свойства материала или конструкции, при которых деформации отсутствуют.

При расчете деформационной устойчивости покрытий значения Р и К_i определяют по рисунку В.1.

 

 

Рисунок 8.1 — График зависимости уровня надежности дорожной конструкции Р

от коэффициента запаса прочности К_i

 

8.1.3 При расчете монолитных слоев дорожных одежд, а также расчетах усиления существующих покрытий в качестве критерия прочности используют уровень повреждаемости.

8.1.4 Количественной характеристикой повреждаемости является фактический уровень повреждаемости y, определяемый как разность единицы и отношения фактических свойств материала на конкретный момент эксплуатации к требуемым.

Значение предельно допустимого уровня повреждаемости [y] принимают:

0,5 — для улиц и дорог категорий М, А, Д;

0,6 —           то же                  Б, В;

0,7 —               "                      Г, Е.

8.2.1 Для расчета толщины дренирующего слоя принимают объем воды V, л, поступающей в основание за сутки на 1 м² проезжей части, приведенный в таблице 8.1.

Объем воды, поступающей весной в расчетный период в основание проезжей части, складывается из объемов воды, освобождающейся при оттаивании увлажненного грунта под проезжей частью и проникающей в основание с поверхности дороги.

8.2.2 Полную толщину дренирующего слоя Н, см, определяют по формуле

                                                                       (8.3)

где В_ф — коэффициент, зависящий от категории улиц и дорог:

для М, А, Д                    — 0,9;

для Б, В                         — 0,7;

для Г, Е, Ж, З, П            — 0,4;

Н_m — толщина слоя, см, определяемая по номограмме (рисунок 8.2) в зависимости от коэффициента фильтрации материала дренирующего слоя К_ф, м/сут, и объема воды V, л, поступающей в основание;

— коэффициент, учитывающий снижение фильтрационных свойств материала фильтрующего слоя в процессе эксплуатации дорог, принимаемый:

1,1 — для сильнопучинистых и чрезмернопучинистых грунтов;

1,0 — в остальных случаях.

Таблица 8.1

Дорожно-климатический район
по Пособию 3.03.01
к СНиП 2.05.02

Объем воды V, л, поступающей в основание за сутки на 1 м² проезжей части

Супесь легкая
непылеватая,
 песок пылеватый

Суглинок
непылеватый, глины

Суглинок пылеватый

Супесь пылеватая

5,0

6,0

8,0

9,0

4,6

5,6

7,5

8,5

4,2

5,2

7,0

8,0

Примечания

1 При наличии в дорожной одежде основания из монолитных материалов (цементогрунтов, битумоминеральных материалов) объем воды, поступающей в основание, следует уменьшить на 10 %.

2 При обеспечении водонепроницаемости обочин необходимо уменьшить V  на 20 %.

3 На участках перелома продольного профиля при встречных уклонах следует увеличить V на 20 %.