Приклад перевірки конструкції дорожнього одягу на морозостійкість

1.Потрібно перевірити на морозостійкість конструкцію дорожнього одягу, який проектується на автомобільній дорозі II категорії в Чернігівській області з такими вихідними даними.

Конструкція дорожнього одягу складається з асфальтобетонного покриття товщиною 5 см, двошарової основи з пористого асфальтобетону – 9 см і гранітного щебеню – 23 см, додаткового шару основи із крупнозернистого піску – 25 см. Ґрунт земляного полотна – суглинок легкий пилуватий. Ґрунтові води залягають на глибині H = 1,5 м.

2.Згідно з додатком В ДБН В.2.3-4 визначають, що Чернігівська область розташована в Північній дорожньо-кліматичній зоні України. Максимальна висота капілярного підняття для суглинка легкогопилуватого h_к_an = 1,5 м. За рис. 8 встановлюють нормативну глибину промерзання для Чернігівської області, дорівнює 100 см. Тоді розрахункова глибина промерзання згідно з рис. 8 буде складати:

Z_P = (100 + 30) = 130 cм.

Таким чином, умова Н > (Z_P + h_к_an) тобто 150 см > (130 + 150 ) см, не виконується, ґрунтова вода не залягає на безпечній глибині і ділянка відноситься до 3-го типу місцевості за умовами зволоження земляного полотна.

Загальна товщина дорожнього одягу складає (5 + 9 + 23 + 25 ) = 62 см, що не перевищує 2/3 глибини промерзання (2/3 Z_P = 67 см); інші умови також не виконуються. Тобто, необхідна перевірка конструкції на морозостійкість.

Для капітального дорожнього одягу допустиме здимання l_здим складає 4 см. Визначають еквівалентну товщину дорожнього одягу :

h_e = 5 · l,15 + 9 · 1,22 + 23 · 1,0 + 25 · 0,87 = 61,5 см.

Для ґрунту земляного полотна суглинку важкого пилуватого при 3-му типі місцевості за умовами зволоження за табл. 16 відносне морозне здимання складає . Тоді комплексна характеристика ґрунту за ступенем здимання дорівнює , а кліматичний показник

см²/д.

Для відношень і за номограмою (рис. 7) знаходять , звідки Z₁ = 0,56 · 130 = 72,8 см.

Перевіряють умову морозостійкості за залежністю (17) , що менше 1. Для забезпечення морозостійкості в даному випадку достатньо збільшити товщину додаткового шару основи із крупнозернистого піску на см, але значно ефективнішим буде проведення робіт для пониження рівня ґрунтової води. Так, при глибині залягання ґрунтової води Н = 1,9 м, що лише на 40 см нижче за попередню, необхідна товщина стабільних шарів при складає Z₁ = 0,18 · 130 = 23,4 см.

Таким чином, буде забезпечено запас за морозостійкістю.

Список літератури

1. ДБН 360-92** Містобудування. Планування і забудова міських і сільських поселень. – К.: Держбуд України, 2002. – 113 с.

2. ДБН В.2.3-5-2001. Споруди транспорту. Вулиці та дороги населених пунктів. – К.: Держбуд України, 2001. – 50 с.

3. ДБН В.2.3-4-2000. Споруди транспорту. Автомобільні дороги. К.: Держбуд України, 2000. – 117с.

4. ВБН В.2.3-218-186-2004. Споруди транспорту. Дорожній одяг нежорсткого типу. –К.: Укравтодор, 2004. – 151с.

5. ВБН В.2.3-218-171-2002. Споруди транспорту. Спорудження земляного полотна автомобільних доріг. – К.: Укравтодор, 2002.– 147с.

6. Інженерне обладнання території і транспорт: Методичні вказівки до практичних занять та виконання курсового проекту для студентів спеціаль- ності 7.120102 «Архітектура будівель і споруд» / Уклад.: С.В. Дубова, Г.Б.Фукс, П.П.Чередніченко. – К.: КНУБА, 2001. – 36 с.

7. Інженерний захист та освоєння територій: Довідник /Під заг.ред. В.С.Ніщука. – К.: Основа, 2000. – 344 с.

8. Містобудування: Довідник проектувальника / за заг. ред. Т.Ф.Панченко. – К.: Укрархбудінформ, 2001. – 192 с.

9. Вулично-дорожня мережа міст: Методичні вказівки до практичних занять та виконання курсового проекту для студентів спеціальності 7.092103 “Міське будівництво та господарство” спеціалізації “Міський транспорт та шляхи сполучення” / Уклад.: М.М.Осєтрін, Г.Б.Фукс, П.П.Чередніченко. – К.: КНУБА, 2001. – 36 с.

Додаток 1

Рис. Д1. Дорожнє районування України за ґрунтово-геологічними умовами

Таблиця Д1

Середні температури повітря в дорожніх районах у січні та липні та число днів з середньодобовою температурою повітря

№ дорожніх районів	Температура повітря січня, °С	Температура повітря липня, °С	Число днів у році із середньодобовою температурою повітря вище за
0°	5°	10°	15°

	-5,9	+18,8
	-4,9	+18,4
	-5,6	+18,7
	-7,5	+19,7
	-5,9	+19,2
	-4,7	+19,8
	-4,6	+18,6
	-3,2	+20,0
	-6,7	+21,5
	-6,5	+21,0
	-6,5	+21,0
	-5,3	+21,6
	-5,3	+22,6
	-4,0	+22,4
	-3,4	+23,5
	-3,0	+24,0

Додаток 2

Рис. Д2. Номограма для визначення модуля пружності Е_заг двошарової системи

Додаток 3

Таблиця Д.3.1

Розрахункові значення характеристик ґрунтів

Різновид глинистих ґрунтів	Число пластичності, J_P	Вміст піщанистих часток (2 – 0,5мм), % за масою	Показники	Розрахункові значення характеристик за вологістю ґрунту, частки від W_L
0,5	0,55	0,60	0,65	0,70	0,75	0,80	0,85	0,90
Пісок:
крупний			Еу, МПа
φ, град
С, МПа	0,004
середньої крупності			Еу, МПа
φ, град
С, МПа	0,004
дрібний			Еу, МПа
φ, град
С, МПа	0,003
однорідний			Еу, МПа
φ, град
С, МПа	0,003
пилуватий			Еу, МПа
φ, град
С, МПа	0,026	0,024	0,022	0,018	0,014	0,012	0,011	0,010	0,009
Супісок:
піщанистий	від 1 до 7	більше 50	Еу, МПа
φ, град
С, МПа	0,022	0,016	0,014	0,013	0,011	0,010	0,007	0,005	–
пилуватий	від 1 до 7	менше 50	Еу, МПа
φ, град
С, МПа	0,022	0,02	0,014	0,013	0,011	0,010	0,007	0,005	–

Закінчення табл. Д.3.1

Суглинок:
легкий піщанистий	від 7 до 12	більше 40	Еу, МПа
φ, град
С, МПа	0,0035	0,026	0,024	0,018	0,014	0,011	0,009	0,006	0,004
легкий пилуватий	від 7 до 12	менше 40	Еу, МПа
φ, град
С, МПа	0,04	0,03	0,03	0,019	0,015	0,012	0,009	0,007	0,005
важкий піщанистий	від 12 до 17	більш 40	Еу, МПа
φ, град									–
С, МПа	0,05	0,035	0,03	0,022	0,016	0,013	0,010	0,008	0,007
важкий пилуватий	від 12 до 17	менше 40	Еу, МПа
φ, град									–
С, МПа	0,05	0,035	0,03	0,022	0,016	0,013	0,010	0,008	0,007
Глина:
легка піщаниста	від 17 до 27	більше 40	Еу, МПа							–
φ, град								–	–
С, МПа	0,06	0,04	0,032	0,024	0,02	0,02	0,010	0,008	0,01
легка пилувата	від 17 до 27	менше 40	Еу, МПа							–
φ, град								–	–
С, МПа	0,06	0,04	0,032	0,024	0,02	0,02	0,010	0,008	0,01
важка	більше 27	не нормується	Еу, МПа							–
φ, град							–	–	–
С, МПа	0,06	0,044	0,034	0,025	0,020	0,015	0,010	0,006	–

Таблиця Д.3.2.

Коефіцієнти перерахунку величини зчеплення в залежності від розрахункової кількості прикладення навантажень

Розрахункова відносна вологість	Значення k_NC у залежності від сумарної кількості прикладення навантажень (Σ N_P)	Значення k_Nφ у залежності від сумарної кількості прикладення навантажень (Σ N_p)
	10³	10⁴	10⁵	10⁶		10³	10⁴	10⁵	10⁶
Супіски
0,50	1,0	1,0	0,63	0,48	0,38	1,0	1,0	0,52	0,39	0,35
0,55	1,0	1,0	0,62	0,47	0,37	1,0	1,0	0,50	0,39	0,33
0,60	1,0	1,0	0,62	0,46	0,36	1,0	1,0	0,50	0,38	0,34
0,65	1,0	1,0	0,57	0,43	0,33	1,0	1,0	0,49	0,38	0,33
0,70	1,0	1,0	0,50	0,42	0,33	1,0	1,0	0,48	0,41	0,33
0,75	1,0	1,0	0,45	0,36	0,27	1,0	1,0	0,48	0,41	0,33
0,80	1,0	1,0	0,45	0,36	0,27	1,0	1,0	0,47	0,41	0,32
0,85	1,0	1,0	0,45	0,36	0,27	1,0	1,0	0,44	0,35	0,29
0,90	1,0	1,0	0,44	0,35	0,25	1,0	1,0	0,37	0,30	0,24
Суглинки і глини
0,50	1,0	1,0	0,60	0,48	0,45	1,0	1,0
0,55	1,0	1,0	0,57	0,47	0,43	1,0	1,0	0,60	0,48	0,41
0,60	1,0	1,0	0,53	0,46	0,41	1,0	1,0	0,58	0,45	0,37
0,65	1,0	1,0	0,52	0,45	0,38	1,0	1,0	0,52	0,38	0,33
0,70	1,0	1,0	0,48	0,37	0,32	1,0	1,0	0,47	0,36	0,30
0,75	1,0	1,0	0,45	0,33	0,27	1,0	1,0	0,50	0,33	0,27
0,80	1,0	1,0	0,44	0,28	0,20	1,0	1,0	0,38	0,23	0,19
0,85	1,0	1,0	0,43	0,25	0,15	1,0	1,0	0,38	0,23	0,19
0,90	1,0	1,0	0,42	0,20	0,13	1,0	1,0	0,30	0,19	0,17
Примітка. Значення зсувних характеристик при Σ N_p = 1 використовуються при розрахунку на статичну дію навантаження. При Σ N_p > 10⁶ розрахункові значення φ і с потрібно приймати за стовпчиком "10⁶".

Додаток 4