Реконструкцію дорожнього одягу виконують на основі ретельної перевірки конструкції та стану одягу існуючої дороги і розрахунків необхідної товщини посилення.
Розрахунки ведуть по теорії міцності нежорстких дорожніх одягів, приймаючи за характеристики міцності одягу в цілому її еквівалентний модуль деформації або еквівалентний модуль пружності.
Багато старі дороги були побудовані без дотримання правил розміщення грунтів в насипах і в дуже низьких відмітках, що не відповідають кліматичним і грунтово-грунтових умов місцевості.
Посилювати одяг в цих умовах без зміни висоти насипів нераціонально. Тому повинна бути передбачена попередня досипання земляного полотна. При значному зносі і незадовільному стані тонкослойная старий одяг не представляє цінності і витрати по її розбиранні не виправдовуються вартістю отриманого матеріалу. В цьому випадку насип відсипав безпосередньо на старе покриття.
На ділянках дороги, де розбирання старого одягу в зв'язку з підвищенням бровки земляного полотна економічно виправдовується, матеріал старого одягу після киркування сортують і складають осторонь.
Найбільш доцільно, щоб при реконструкції старий одяг використовувалася в якості підстави. Якщо після відповідного ремонту і посилення дорожній одяг буде відповідати вимогам перспективного руху, слід розглянути способи поліпшення гідрогеологічних умов земляного полотна в результаті поглиблення бічних канав і влаштування водовідвідних канав. При високому стоянні грунтових вод повинні бути запроектовані знижують бічні дренажі.
На старих дорогах, які раніше піддавалися поліпшенню шляхом влаштування удосконалених покриттів, міцність одягу часто змінюється на коротких ділянках. Для надійності проектованого посилення дуже важливо отримати дані про умови роботи дороги в періоди надмірного зволоження дороги. Тому бажано використовувати при дослідженнях розроблену в останні роки методику оцінки міцності дорожніх одягів шляхом вимірювання балочними прогиноміра їх прогинів при наїзді колеса автомобіля. Швидкість проведення випробувань дає можливість випробувати навесні в період відтавання і найбільшого зниження міцності одягу ділянки дороги великої протяжності.
На основі визначення конструкції і міцності дорожнього одягу викреслюють епюру її міцності (рис. 11.2). Показавши на ній необхідний еквівалентний модуль деформації дорожнього одягу встановлюють ділянки, на яких потрібне посилення одягу.
Мал. 11.2. Епюри міцності існуючого дорожнього одягу
Розширення одягу виконують смугами, розбираючи існуючу одяг у краю покриття на 10-20см. На уширению проектують равнопрочность одяг з існуючою, передбачаючи забезпечення відводу води з дренуючих шарів одягу.
Оскільки конструкція і стан дорожнього одягу існуючої дороги можуть істотно відрізнятися протягом дороги, способи реконструкції також можуть бути різними. Необхідно, прагнути до використання на протязі всього реконструюється ділянки одного обладнання, застосовуваних матеріалів і однотипності технологічних процесів.
РОЗРАХУНОК ШАРУ ПОСИЛЕННЯ
Посилення одягу необхідно, коли проїзна частина існуючої дороги знаходиться в такому стані, при якому їх коефіцієнти надійності і міцності настільки малі, що неможливо або неекономічно підтримувати експлуатаційні якості на необхідному рівні тільки поточним і середнім ремонтами. Це буває при коефіцієнті міцності, визначеному за формулою (3), меншому, ніж зазначено в табл. 11.1.
Посилення конструкції слід передбачати і в випадках, коли за результатами оцінки міцності одягу з урахуванням подальшого зростання інтенсивності руху можна очікувати прогресуючого руйнування одягу найближчим часом.
Заходи щодо посилення дорожнього одягу призначаються з використанням основних положень, викладених стосовно проектування нових одягів, але з урахуванням особливостей, пов'язаних з наявністю старого одягу, і характеру вихідних даних.
Якщо є достовірні дані про фактичні прогибах існуючих покриттів під колесом розрахункового автомобіля, що відносяться до періоду найбільшого ослаблення конструкції, то товщини шарів підсилення треба призначати на основі розрахунку по пружному прогину всієї конструкції, з перевіркою на розтяг при згині і на зрушення тільки знову укладаються шарів. Розраховувати шари існуючої одягу і грунт земляного полотна по опору зрушенню і розтягування при вигині не слід. Якщо немає достовірних даних про прогибах існуючої одягу, то допускається проектувати шари посилення на основі матеріалів досліджень, що містять результати вимірювання товщини всіх конструктивних шарів одягу, характеристику їх стану і якості, відомості про вид ґрунту земляного полотна та про умови його зволоження. В цьому випадку товщини шарів посилення одягу слід призначати на основі розрахунку по пружному прогину всієї конструкції, опору розтягуванню при вигині шарів старої і нової частин одягу і опору зрушенню всіх слабозв'язаних шарів і ґрунту земляного полотна.
Питання про конструкцію і терміні посилення одягу необхідно вирішувати остаточно на підставі техніко-економічного порівняння варіантів. Якщо посилення одягу в даний час економічно невигідно або неможливо посилити одяг в рік проведення випробувань, то на ділянках доріг з недостатньою міцністю конструкцій слід тимчасово обмежити рух транспортних засобів в періоди року, несприятливі за умовами зволоження земляного полотна.
Необхідний модуль пружності ЕТР одягу в залежності від інтенсивності впливу навантажень до кінця терміну між капітальними ремонтами і нового типу покриття знаходиться за графіком (див. Рис. 11.1).
Якщо одягу проектуються без перевірки існуючої конструкції на зсув і розтяг при згині, то знайдене на графіку (див. Рис. 11.1) значення ЕТР потрібно збільшити на величину # 916; з урахуванням ступеня складності кліматичних і грунтово-гідрологічних умов (табл. 11.4), а також з урахуванням товщини піщаного шару в існуючій конструкції одягу (табл. 11.5).
Типи покриття існуючої одягу
Загальна товщина існуючого дорожнього одягу, м. Для кліматичних і грунтово-гідрологічних умов
Примітка: При товщині піщаного шару менш 0,3м. а також при піщаному шарі товщиною більше і 5м. 0.45 і 0,35 іобщей товщині одягу над ним більше відповідно 0,35. 0,30 і 0,25 м слід приймати Кк = 1,00.
У цих випадках необхідний модуль пружності:
де: - необхідний модуль пружності за графіком (див. рис. 11.1).
значення # 916; приймають по табл. 11.4, а Кк - по табл. 11.5. При сприятливих грунтово-гідрологічних умовах, а також в III зоні 1-го типу місцевості за умовами зволоження, а в IV і V зонах незалежно від типу місцевості # 916; = 0. У разі відсутності піщаного шару Кк = 1,00.
Вибираючи тип покриття, слід керуватися попередніми даними про інтенсивність впливу розрахункового навантаження (одиниць на добу):
Вдосконалений тип покриття для капітальних одягів
Вдосконалений тип покриття для полегшених одягу
Перехідний тип покриття
Примітка: Тип нового покриття не повинен бути менше вдосконалення-шенним, ніж покриття посилюваної одягу.
Товщини шарів посилення існуючого дорожнього одягу за умовами формування в початковий період експлуатації не повинні бути менше величин, зазначених в таблиці 11.6.
Якщо, за даними розрахунку, шар посилення повинен мати товщину менше зазначеної в таблиці 11.6. але більше половини цієї величини, то слід прийняти товщину по таблиці 11.6. або розглянути варіант застосування іншого матеріалу, з якого можна влаштовувати більш тонкий шар.
Якщо результати розрахунку показують, що необхідна товщина шару підсилення з матеріалу, що містить органічне в'яжуче, менше половини значення, зазначеного в таблиці 11.6. то досить передбачити влаштування поверхневої обробки після виробництва ямкового ремонту проїжджої частини.
Незалежно від результатів розрахунку на міцність мінімальна товщина покриття (з урахуванням запасу на знос) та інших конструктивні шарів одягу в ущільненому стані не повинна бути менше наступним значень (в сантиметрах):
Асфальтобетон (дегтебетон) крупнозернистий
Те ж, дрібнозернистий
Щебеневі (гравійні) матеріали, оброблені органічними в'яжучими
Щебінь, оброблений за способом просочення
Щебеневі і гравійні матеріали, не оброблені в'яжучими, на піщаній основі
Те ж, на міцній основі (кам'яному чи з укріпленого грунту)
Грунти та маломіцні кам'яні матеріали, оброблені органічними, комплексними або неорганічними в'яжучими
Грунт підвищеної міцності
2. Коли за умовами впливу навантажень необхідна загальна товщина асфальтобетонних шарів покриття та основи менш суми двох мінімально-конструктивних товщини, доцільна заміна покриття і верхнього шару основи одним шаром покриття більшої, ніж зазначено, товщини, яка встановлюється розрахунком.
3. Товщина шару повинна перевищувати розмір найбільш великих часток кам'яних матеріалів не менше ніж в 1,5 рази (крім шарів, що влаштовуються за способом просочення).
При проектуванні підсилення існуючого дорожнього одягу з покриттям перехідного типу, а також у випадках, коли існуюче удосконалене покриття знаходиться в незадовільному стані (на проїжджій частині є сітка тріщин, окремі часті тріщини, вибоїни та інші дефекти), мінімальну товщину шару підсилення з матеріалу, що містить органічне в'яжуче, потрібно призначати з урахуванням інтенсивності впливу навантаження:
Наведена інтенсивність впливу навантаження, од. / Добу.
Примітки: 1. Мінімальну товщину покриття з щільного гарячого асфальтобетону слід приймати за даними таблиці 11.6.
2. Якщо існуюче покриття з матеріалів, що містять органічне в'яжуче, знаходиться в хорошому стані і на ньому є лише окремі рідко розташовані тріщини, то в зазначені товщини необхідно включати 50% товщини існуючого покриття.
У випадках, коли отримана розрахунком товщина шару підсилення більше зазначеної вище, нижню частину його слід передбачити з іншого, менш міцного і дорогого матеріалу, ніж асфальтобетон.
У даній лекції представлено визначення необхідного модуля пружності дорожнього одягу і розрахунок модуля пружності існуючого дорожнього одягу, а також розрахунок шару підсилення. Після розгляду вищевикладених питань ви вже маєте уявлення про методи визначень і розрахунків дорожніх одягів для її реконструкції.
Старший викладач кафедри №4