Проект автомобильной дороги в Пермском крае

На сопряжении с мостами насыпи на длине поверху не менее высоты насыпи плюс 2 м (считая от устоя) и по низу не менее 2 м необходимо проектировать из непучинистых дренирующих грунтов. К дренирующим относятся грунты с коэффициентом фильтрации не менее 0,5м/сут при максимальной плотности при стандартном уплотнении.

Насыпи на затопляемых пойменных участках, пересечении водоемов и подходах к мостовым сооружениям следует проектировать с учетом волнового воздействия, а также гидростатического и эрозионного воздействия воды в период подтопления. Для обеспечения возможности ремонта и укрепления откосов в период эксплуатации на таких участках допускается предусматривать устройство берм шириной не менее 4 м. Конструкция насыпи на поймах рек показана на рис. 2.3. (типовое решение «Союздорпроекта»).

На болотах земляное полотно следует проектировать на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом требований п. 6,30 и 6.40 строительных норм (СНиП 2.05.02-85). Допускается выполнять проектирование насыпей по типовым решениям при глубине болот до и 6 м и высоте насыпей до 3 м.

Земляное полотно в выемках.

При проектировании выемок по типовым решениям необходимо руководствоваться следующими нормативными требованиями:

- выемки глубиной до 1 м следует проектировать раскрытыми или разделанными под насыпь (в целях предохранения от снежных заносов);

- выемки глубиной до 1 м следует проектировать раскрытыми или разделанными под насыпь (в целях предохранения от снежных заносов);

- выемки глубиной от 1 до 5 м на снегозаносимых участках следует проектировать с крутыми откосами (1:1,5 - 1:2) и дополнительными полками или обочинами шириной не менее 4 м;

- выемки глубиной более 2 м в мелких и пылеватых песках, переувлажненных глинистых грунтах, легковыветривающихся или трещиноватых скальных породах и других сложных условиях следует проектировать в соответствии с п. 6.37 и п. 6.45 СНиП 2.05.02-85.

Излишний грунт из выемок на дорогах всех категорий следует по возможности использовать для уполаживання откосов земляного полотна насыпей, для устройства съездов, площадок отдыха, автобусных остановок, засыпки пониженных мест, оврагов, тальвегов и для улучшения форм рельефа.

В выемках, расположенных в пучинистых и сильнопучинистых грунтах, необходимо предусматривать замену грунта под дорожной одеждой.

При проектировании выемок, относящихся к объектам индивидуального проектирования, следует выполнять расчеты по оценке общей и местной устойчивости откосов, разрабатывать мероприятия по ее обеспечению, включая назначение соответствующего поперечного профиля, устройство дренажей, защитных слоев из стабильных материалов, типа укрепления откосов и т.п.

Откосы земляного полотна

Устойчивость земляного полотна, безопасность движения и другие характеристики дороги в значительной степени зависят от крутизны откосов. Поэтому, назначая крутизну откосов, необходимо учитывать высоту насыпи (глубину выемки), тип грунта, ценность занимаемых земель и т.д.

Крутизна откосов характеризуется коэффициентом заложения m:

m = H/I

где H - высота откоса, м;

i - горизонтальная проекция откоса (заложение), м.

Крутизну откосов насыпей с высотой откоса до 3 м, и на дорогах I-III категорий следует назначать с учетам безопасного съезда транспортных средств в аварийных ситуациях, как правило, не круче 1:4. На дорогах IV-V категорий при высоте откоса до 2 м - не круче 1:3.

На ценных землях допускается увеличение крутизны откосов до предельных значений, представленных в СНиП 2.05.02-85 табл. 23, с разработкой мероприятий по обеспечению безопасности движения.

Укрепление откосов насыпей, как правило, должно быть выполнено методами травосеяния или одерновки. Целесообразность более капитальных методов укрепления откосов должна обосновываться технико-экономическими расчетами.

Крутизну откосов выемок глубиной до 1 м (раскрытые выемки) следует назначать от 1:5 до 1:10. Откосы глубоких выемок (от 1 до 5 м) следует назначать более крутыми (1:1,5 -1:2). Наибольшая крутизна откосов выемок установлена СНиП 2.05.02-85 табл.24.

Высота откоса насыпи при отсутствии косогорности определяется как разность отметок верхней и нижней бровок земляного полотна.

Отметки верхних бровок насыпи равны проектной отметке по оси дороги, если на местности отсутствует косогорность.

При наличии косогорности отметки нижних бровок насыпи и выемки определяют в зависимости от наклонных расстояний от оси дороги l1 и l2.

При крутизне естественного склона меньше чем 1:10 (угол г ? 6°) величины l1 и l2 можно вычислить по упрощенным формулам:

- для низового откоса насыпи расстояние l2 в сторону понижения склона равно:

l2 = (B/2+m*H0)*Пск/ Пск -m

гдеm - коэффициент заложения низового откоса насыпи;

H0 - рабочая отметка по оси дороги на уровне бровки, м;

Пск - коэффициент заложения естественного склона;

- для верхового откоса насыпи (в стону повышения склона);

l1 = (B/2+m*H0)*Пск/ Пск +m

Для выемки наклонные расстояния от оси дороги до верхней бровки выемки можно определить по упрощенным формулам:

- в сторону понижения склона

l1 = (B/2+Д+n*H0)*Пск/ Пск +n

- в сторону повышения склона

l2 = (B/2+Д+n*H0)*Пск/ Пск -n,

где Д - ширина кювета поверху, м;

n - коэффициент заложения внешних откосов выемки.

Проектирование боковых резервов

Боковые резервы назначают во всех случаях, когда они не нарушают общей планировки местности, а грунт пригоден для возведения насыпей. Как правило, резервы назначают только с одной стороны. При односторонних резервах ширина полосы отвода существенно меньше, чем при двусторонних, и это немаловажно в стесненных условиях местности. Кроме того, при односторонних резервах меньше объемы работ по снятию почвенно-растительного слоя. Резервы можно предусматривать с двух сторон, если грунта из одного резерва недостаточно для устройства насыпи. При этом косогор не должен быть круче, чем 1:10. При косогоре от 1:10 до 1:5 резервы проектируются только с верховой стороны.

Глубину резерва принимают не более 1,5 м, при высоком залегании грунтовых вод глубина резерва должна быть минимальной, но не меньше 0,3 м. Дно резерва следует проектировать односкатным, с поперечным уклоном не менее 20 ‰, если ширина дна не более 10 м, при ширине дна более 10 м - двускатным с уклонами 20 ‰ к середине. Продольный уклон резерва должен назначаться не менее 3‰.

Крутизну внутреннего откоса резерва принимают равной крутизне откоса насыпи. Если устраивается берма (на косогоре крутизной от 1:10 до 1:5), крутизна внутреннего откоса может быть принята 1:1,5. Крутизну внешнего откоса резерва назначают 1:4-1:6. В стесненных условиях (при необтекаемом очертании поперечного профиля) крутизну внешнего откоса принимают 1:1,5.

Определение ширины резервов

Ширину боковых резервов определяют из условия равенства площадей резерва Fp и насыпи Fn. Если резерв назначают с одной стороны, тогда принимают Fн=Fр ; при двусторонних резервах Fн =2Fp

Средняя площадь сечения насыпи с поправкой на устройство дорожной одежды, краевых полос и укрепления обочин равна:

Fн = BH ср + mHІ ср-(b+2c?)hд.о-2с??hу,

гдеB - ширина земляного полотна, м;

b - ширина проезжей части, м;

c? - ширина укрепленной части обочины (краевой полосы), м;

hд.о - толщина дорожной одежды, м;

с?? - ширина обочины за краевой полосой, м.

В соответствии с обозначениями на рис. 2.5 площадь резерва равна:

Fр = lрh+hІ/2(m+n)

где lр - ширина резерва понизу, м;

m и n - соответственно коэффициенты заложения внутреннего и внешнего откосов резервов.

При средней глубине резерва h, м, ширина одностороннего резерва по низу равна:

lр = Fср/h-h/2(m+n)

При двухсторонних резервах, т.е. при Fср = 2Fр, ширина резерва по низу равна:

lр = Fср/2h-h/2(m+n)

При незначительном уклоне поверхности земли для двускатного профиля резерва принимают h1 = h2, т.е. глубину резерва у подошвы внутреннего и внешнего откосов принимают одинаковыми, а глубину резерва по середине вычисляют по формуле

h3=h+ 0,005l1

Ширина резерва поверху для обоих вариантов (при односкатном и двускатном профиле) равна:

L2 = lр+mh1+nh2.

Обоснование выбора типовых конструкций земляного полотна.

Ориентируясь на указанные основные признаки и условия на местности, а также учитывая требования строительных норм и руководствуясь решениями «Союздорпроекта», назначаем следующие конструкции земляного полотна:

Вариант 1

Тип 1 назначаем на следующих участках: ПК0 - ПК1+44; ПК5+51 - ПК8+50; ПК9+40 - ПК11+65; ПК12+40 - ПК13+20; ПК14+50 - ПК15+50; ПК16+45 - ПК17+30; ПК25+70 - ПК26+30; ПК28+00 - ПК29+65; ПК30+30 - ПК34+40; ПК37+70 - ПК38+15; ПК39+60 - ПК40+10; ПК43+75 - ПК44+25; ПК45+40 - ПК47+50; ПК48+50 - ПК49+50; ПК51+10 - ПК51+60; ПК55+25 - ПК55+55; ПК60+45 - ПК62+00; ПК65+90 - ПК67+10; ПК71+00 - ПК78+50; ПК79+50 - ПК81+00.

Насыпь высотой до3 м с величиной внутреннего откоса 1:4 и внешнего 1:3.

Тип 3 назначаем на следующих участках: ПК8+50 - ПК9+40; ПК15+50 - ПК16+45; ПК17+30 - ПК17+95; ПК18+70 - ПК20+75; ПК23+00 - ПК24+60; ПК25+30 - ПК25+70; ПК29+65 - ПК30+30; ПК34+40 - ПК37+70; ПК38+15 - ПК39+60; ПК47+50 - ПК48+50; ПК49+50 - ПК51+10; ПК55+55 - ПК55+80; ПК59+75 - ПК60+45; ПК67+10 - ПК67+65; ПК68+40 - ПК69+50; ПК70+35 - ПК71+00; ПК78+50 - ПК79+50.

Насыпь высотой то 3 до 6 м.

Тип 4 назначаем на следующих участках: ПК17+95 - ПК18+70; ПК20+75 - ПК23+00; ПК24+60 - ПК25+30; ПК55+80 - ПК59+75; ПК67+65 - ПК68+40; ПК69+50 - ПК70+50.

Насыпь высотой свыше 6 м

Тип 8 назначаем на следующих участках: ПК11+65 - ПК12+40; ПК13+20 -ПК14+50; ПК26+30 - ПК26+75; ПК27+40 - ПК28+00; ПК40+10 - ПК40+35; ПК43+20 - ПК43+75; ПК44+25 -ПК45+40.

Выемка не обтекаемого профиля глубиной до 1 м.

Тип 10 назначаем на следующих участках: ПК1+56 - ПК5+51; ПК26+75 - ПК27+40; ПК40+35 - ПК43+20; ПК51+60 - ПК55+25; ПК62+00 -ПК65+95.

Вариант 2.

Тип 1 назначаем на участках: ПК0+00 - ПК0+25; ПК6+89 - ПК7+65; ПК10+30 - ПК11+40; ПК13+95 - ПК14+75; ПК15+25 - ПК18+25; ПК19+63 - ПК22+00; ПК23+50 - ПК25+85; ПК32+15 - ПК36+61; ПК38+10 - ПК38+75; ПК40+70 - ПК41+10; ПК42+44 - ПК42+70; ПК46+65 - ПК47+25; ПК55+15 - ПК55+70; ПК56+30 - ПК57+35; ПК59+35 - ПК60+50; ПК61+45 - ПК63+80; ПК64+20 - ПК64+67; ПК66+55 - ПК66+85.

Тип 3 назначаем на участках: ПК7+65 - ПК10+30; ПК14+75 - ПК15+25; ПК22+00 - ПК23+50; ПК25+85 - ПК26+95; ПК30+90 - ПК32+15; ПК38+75 - ПК39+50; ПК40+25 - ПК40+70; ПК42+70 - ПК43+75; ПК46+15 - ПК46+65; ПК55+70 - ПК56+30; ПК57+35 - ПК57+70; ПК58+55 - ПК59+35; ПК60+50 - ПК61+45; ПК63+80 - ПК64+20; ПК66+85 - ПК67+40; ПК72+60 - ПК73+20; ПК80+15 - ПК81+19.

Тип 4 назначаем на участках: ПК26+95 - 30+90; ПК39+50 - ПК40+25; ПК43+75 - ПК46+15; ПК57+70 - ПК58+55; ПК67+40 - ПК72+60; ПК73+20 - ПК80+15.

Тип 8 назначаем на участках: ПК0+25 - ПК0+40; ПК6+65 - ПК6+89; ПК11+40 - ПК11+65; ПК13+70 - ПК13+95; ПК18+25 - ПК18+80; ПК19+20 - ПК19+63; ПК36+61 - ПК36+90; 37+50 - ПК38+10; 41+10 - 41+50; 42+25 - 42+70; ПК47+25 - 47+55; ПК54+85 - ПК55+15; ПК64+67 - ПК64+95; ПК66+35 - ПК66+55.

Тип 10 назначаем на участках: ПК0+40 - ПК6+65; ПК11+65 - ПК13+70; ПК18+80 - ПК19+20; ПК36+90 - ПК37+50; ПК41+50 - ПК42+25; ПК47+55 - ПК54+85; ПК64+95 - ПК66+35.

2.4 Определение объемов земляных работ

Объем земляного полотна, вычисленный без учета дорожной одежды, растительного грунта и поправки на разность рабочих отметок, называют профильным объемом земляных работ. Профильный объем определяется как произведение:

V = Fср*l

гдеFср - средняя площадь сечения поперечных профилей на характерном участке.

l - длина характерного участка (насыпь, выемка), м.

Средняя площадь сечения насыпи равна:

Fср = BHср+mHІср,

Где Hср - средняя рабочая отметка на участке между смежными поперечниками или между смежными пикетами (если сечения рассматривают на каждом пикете). В последнем случае подсчет объемов земляных работ называют попикетным.

В выемке среднюю площадь сечения определяют по формуле:

Fср = BHср+2щк+nHІср+2b?кHср,

гдещк - площадь кювета, мІ;

n - коэффициент крутизны откосов выемки;

b?к - ширина кювета по верху, м.

В соответствии с обозначениями на рис. 2.6, б площадь кювета равна:

щк = bкhк+hІк/2*(m+n)

гдеbк - ширина кювета по низу, м;

hк - глубина кювета, м;

m - коэффициент крутизны внутреннего откоса кювета;

n - коэффициент крутизны внешнего откоса кювета (крутизна откоса выемки).

Параметры кювета bк, hк и m принимают согласно запроектированному поперечному профилю в выемке.

При определении объема земляных работ необходимо учитывать поправку на разность рабочих отметок ?Н, которая может быть как со знаком плюс, так и минус:

?Н = ±(m*(Hn+1-Hn)І/12)*l,

где Hn+1 и Hn - рабочие отметки на смежных участках или пикетах, м.

Поправка ?Н учитывается при разности рабочих отметок (H1-H2)>1м

Для обочин, укрепленных растительным грунтом, толщина укрепления hy=0.

Если площадь сточной призмы S1<(S2+S3+S4), то поправка ?V на устройство проезжей части прибавляется к объему насыпи и вычитается из объема выемки.

Если S1<(S1+S3+S4), поправка ?V вычитается из объема насыпи и прибавляется к объему выемки.

Если в конструкции дорожной одежды запроектирован дополнительный слой основания из песка или грунта повышенной плотности, их объем учитывают в профильном объеме земляного полотна, а при вычислении площади сечения дорожной одежды S2 по формуле (2.4.11) толщину hд.о принимают без толщины песчаного или грунтового слоя.

Расчеты объемов земляных работ заносим в ведомость пикетного подсчета земляных работ, далее подсчитываем общей объем земляных работ в насыпи, в выемке по обоим вариантам.

2.5 Проектирование вариантов дорожных одежд

Конструирование дорожных одежд.

Основные принципы конструирования

При конструировании дорожных одежд необходимо руководствоваться следующими принципами:

- конструкция одежды может быть типовой или разработана индивидуально для участков дороги, характеризующихся сходными природными условиями, одинаковыми расчетными нагрузками и обеспеченностью строительными материалами;

- в соответствующих элементах конструкции должны использоваться местные малопрочные материалы (с предварительной переработкой или укреплением вяжущими: цемент, битум, известь, активные золы уноса и др.);

- конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации строительных работ;

- при назначении типов покрытия для разных вариантов конструкций одежд следует соблюдать требования СНиП, руководствоваться ОДН 218.046-01 и другими нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

Последовательность конструирования дорожных одежд:

- назначение вида покрытия;

- выбор материалов для устройства слоев дорожной одежды и их размещение в конструкции;

- назначение числа конструктивных слоев и их ориентировочных толщин;

- назначение морозо- или теплозащитных и других дополнительных слоев, а также мер по повышению трещиностойкости и сдвигоустойчивости слоев на основе предварительной оценки их необходимости и целесообразности;

- отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы.

Назначение вида покрытия

Вид покрытия назначают в зависимости от категории дороги и ее капитальности. Капитальные одежды с асфальтобетонным покрытием применяют на дорогах I - Ш категорий, на основных внутрихозяйственных дорогах крупных промышленных предприятий и важных строительных объектов. На магистральных дорогах с тяжелым и скоростным движением основания нужно устраивать преимущественно из укрепленных материалов. Дорожные одежды, основания которых выполнены из укрепленных материалов (в том числе из уплотненных грунтов), работают эффективно при любых нагрузках.

При выборе материала для верхнего слоя основания надо учитывать категорию дороги и тип покрытия. Кроме того, необходимо помнить, что слои, обработанные органическими вяжущими, обладают лучшими деформационными качествами, чем укрепленные неорганическими вяжущими. Но материалы, содержащие органическое вяжущее, очень чувствительны к высокой положительной температуре, при которой снижается их сдвигоустойчивость. При значительных отрицательных температурах повышается хрупкость материала.

Асфальтобетонное покрытие должно быть, как правило, однослойное. Минимальную толщину покрытия назначают по нормам действующего СНиП.

При перспективной интенсивности движения до 3000 ед/сут и при стадийном строительстве допускается устройство покрытия из пористого асфальтобетона с устройством поверхностной обработки. Если покрытие из высокопористого асфальтобетона, необходимо устройство двойной поверхностной обработки.

Конструкция дорожной одежды в местах остановок общественного транспорта, на регулируемых пересечениях и в других местах изменения скорости должна обеспечить повышенную сдвигоустойчивость при высоких летних температурах. С этой целью покрытия устраивают из асфальтобетонных смесей типа А и Б, высокоплотных смесей, а основание -- из крупнозернистых смесей либо из каменных материалов, укрепленных цементом.

При стадийном строительстве или возможном перспективном повышении капитальности дорожной одежды допускается применение холодного асфальтобетона.

Асфальтобетонную часть несущего основания следует проектировать однослойной. Двухслойное асфальтобетонное основание допускается применять лишь при необходимости использования в нижнем слое основания асфальтобетонов пониженной сдвигоустойчивости (высокопористый, песчаный). В этом случае общая толщина асфальтобетонных слоев повышенной сдвигоустойчивости (покрытие + основание из крупнозернистого асфальтобетона) должно быть не менее 12 см.

Основание из зернистых материалов, как правило, должно быть двухслойным: несущий слой из жестких и сдвигоустойчивых материалов (щебень, гравий, шебеночно- или гравийно-песчаные смеси, материалы и грунты, укрепленные неорганическим вяжущим) и дополнительный слой, выполняющий морозозащитные и дренирующие функции.

Конструирование капитальных дорожных одежд

Несущий слой основания капитальных одежд следует устраивать из прочных материалов: пористого асфальтобетона; щебеночных смесей, обработанных битумной эмульсией; фракционированного щебня, обработанного вязким битумом по способу пропитки: фракционированного щебня, уложенного по принципу расклинки.

На дорогах, предназначенных для движения автомобилей грузоподъемностью 8 т и более, верхняя часть несущего основания должна быть предусмотрена из асфальтобетона, если толщина слоев покрытия 3-5 см.

Нижняя часть несущего основания может устраиваться из укрепленных грунтов, каменных материалов (монолитные слои), а также из зернистых материалов, отвечающих требованиям СНиП и ГОСТов.

Для дорог с большой интенсивностью движения необходимо укладывать разделяющие прослойки из геотекстиля - на контакте слоев из крупнозернистых материалов (щебень, гравий) и из песка (в целях предотвращения заиливания).

Конструирование облегченных и переходных дорожных одежд

Дорожные одежды облегченного типа с усовершенствованным покрытием (асфальтобетонные, дегтебетонные, из черного щебня, из щебня, обработанного вяжущими по способу пропитки, из крупнообломочных материалов, из песчаных грунтов, обработанных в установке битумной эмульсией совместно с цементом) целесообразно применять на дорогах Ш, IV категорий, а также при стадийном строительстве дорожных одежд на дорогах II категории.

Предварительную толщину покрытия из асфальтобетона облегченных одежд следует назначать равной 4-6 см, а при использовании прочих (указанных выше) материалов - 6-8 см.

Основания для облегченных одежд с усовершенствованным покрытием предусматривают из монолитных зернистых материалов. При этом на дорогах III и IV категорий целесообразно устраивать основание из гравийно-песчаных смесей, обработанных эмульсией; различных материалов и грунтов побочных продуктов промышленности, обработанных неорганическими комплексными вяжущими, щебеночных и щебеночно-гравийных смесей.

Дорожные одежды переходного типа (щебеночные и гравийные из прочных пород; из малопрочных каменных материалов и грунтов, укрепленных органическими, неорганическими или комплексными вяжущими; мостовые из булыжного и колотого камня) можно предусматривать на дорогах IV и V категорий, а также при стадийном строительстве дорожной одежды на дорогах III категории. При этом надо стремиться, чтобы одежда состояла из одного - двух слоев.

Для покрытий, устраиваемых по способу заклинки, применяют фракционированный щебень естественных горных пород, щебень горнорудных отходов и щебень из малоактивных металлургических шлаков, отвечающих требованиям ГОСТов.

Конструирование дополнительных слоев основания

Дополнительные слои создают условия для снижения толщины вышележащих слоев из дорогостоящих материалов.

Морозозащитные слои устраивают из стабильных зернистых материалов: песка, песчано-гравийной смеси, гравия, щебня, шлаков и других непучинистых материалов. Для морозозащитных слоев можно использовать грунты, укрепленные вяжущими и гидрофобизированные. Морозозащитный слой рекомендуется устраивать на всю ширину земляного полотна с выходом на откосы насыпи; тогда он выполняет и функцию дренирующего слоя.

Дренирующие слои устраивают на участках с земляным полотном из недренирующих грунтов во всех случаях при 3-й схеме увлажнения рабочего слоя земляного полотна; при необеспеченном стоке поверхностных вод в районах с большим количеством осадков (II и III ДКЗ), а также на участках, где запроектированы вогнутые кривые, в выемках, нулевых отметках и других случаях, когда возможно скопление воды в основании проезжей части.

Капилляропрерывающие прослойки толщиной 10-15 см из крупного песка или гравия предусматривают на всю ширину земляного полотна. Для предохранения прослойки от быстрого загрязнения под и над ней устраивают прослойки, играющие роль фильтров.

Если крупнообломочный материал (типа щебня, гравия, шлака) укладывается непосредственно на грунт земляного полотна, предусматривают прослойку, препятствующую взаимопрониканию материалов смежных слоев. В качестве прослойки можно применять мелкий щебень, высевки, гравийно-песчаные смеси, крупные и средней крупности пески, непылеватые шлаки, непучинистые золошлаки, геотекстильные материалы и др.

Толщину прослойки из зернистого материала нужно принимать от 5 до 20 см в зависимости от степени увлажнения земляного полотна. Защитной прослойкой может служить слой из грунта, укрепленного вяжущими, толщиной 5-8 см.

Прослойку из геотекстильных материалов следует также предусматривать при укладке крупнопористых материалов на песчаный слой на дорогах I - III категорий.

На пучиноопасных участках рекомендуется предусматривать теплоизоляционные слои из специальных материалов, если традиционные мероприятия по обеспечению морозоустойчивости конструкции технически сложны или экономически нецелесообразны. Для устройства теплоизоляционных слоев в особо неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях («мокрые» выемки, низкие насыпи, высокое залегание грунтовых вод и т.д.) можно рассматривать вариант применения пенопластов, В качестве теплоизолятора могут также использоваться легкие бетоны, керамзит, аглопорит, гранулы полистирола и др.

Расстояние от поверхности покрытия до теплоизолирующего пенопласта должно быть не менее 0,5м (для предотвращения опасности гололедообразования). Теплоизолирующий слой должен быть шире проезжей части на 0,5-1,5 м с каждой стороны. Первый над плитами пенопласта слой песка должен быть толщиной не менее 0,2 м в уплотненном состоянии.

Морозоустойчивость дорожной конструкции обеспечена без дополнительных мероприятий в следующих условиях:

- в районах с глубиной промерзания менее 0,6м;

- при земляном полотне из непучинистых грунтов;

- если общая толщина дорожной одежды по условиям прочности превышает 2/3 глубины промерзания.

Дренирующие слои с водоотводными устройствами (при основаниях и дополнительных слоях) следует назначать на тех участках, где земляное полотно выполнено из глинистых грунтов или из пылеватых песков в следующих случаях:

- во II ДКЗ при всех схемах увлажнения рабочего слоя;

- в Ш ДКЗ при второй и третьей схемах увлажнения земляного полотна;

- в IV и V ДКЗ при третьей схеме увлажнения.

Толщину дополнительных слоев оснований рассчитывают отдельно согласно требованиям СНиП по методике, изложенной в инструкции ОДН 218.046-01.

При этом следует помнить, что если в дополнительном слое основания применяют песок, коэффициент неоднородности которого Кн < 3, то поверх песка необходимо предусмотреть защитный (технологический) слой из гравелистых или крупных песков оптимального состава, из щебеночно-(гравийно-)песчаных смесей или отсевов дробления изверженных пород.

Толщина защитного слоя принимается равной H3=10 см при Кн 2ч3 и h3=15-20 см при Кн<2.

Назначение количества и толщины слоев

Число слоев одежды более всего зависит от ее капитальности и прочностных свойств используемых материалов, но во всех случаях необходимо предусматривать по возможности меньшее число слоев.

Согласно ОДН 218.046-01 асфальтобетонные покрытия должны быть, как правило, однослойными нормативной толщины (табл. 2.3), а толщина слоя асфальтобетонного основания должна определяться расчетом на прочность. Заметим, что однослойные асфальтобетонные покрытия удовлетворительно работают только на прочных основаниях, обработанных органическим вяжущим, и на основаниях из низкомарочного «тощего» цементбетона.

Толщину слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее и укладываемых на верхний слой основания из материалов, укрепленных цементом, для ограничения «отраженных» трещин на покрытии нужно принимать, как правило, не менее толщины слоев, укрепленных цементом. При этом толщина слоев с ОВ должна быть не менее 18 см при капитальных одеждах и 12 см - для облегченных.

Общая толщина дорожной одежды определяется расчетом. Но независимо от результата толщины отдельных слоев следует принимать не менее указанных в табл. 2.4. Размещая конструктивные слои одежды, необходимо помнить следующее:

- верхние слои двухслойных покрытий, равно как и верхние слои оснований, должны быть из более прочных материалов, чем нижние;

- однослойные покрытия (основания) следует проектировать из материалов, рекомендуемых для устройства верхних слоев покрытий (оснований),

Область применения малопрочных материалов

Дорожные одежды с покрытием из малопрочных материалов на песчаном, гравийном и щебеночном основаниях, а также на основании из укрепленного грунта удовлетворительно работают только в IV и V ДКЗ при интенсивности движения не более 100 авт/сут с нагрузкой на ось не более 79 кН. При большей интенсивности движения малопрочные материалы следует обрабатывать вяжущими (органическими или минеральными). Наибольший эффект при устройстве оснований под усовершенствованные покрытия, а также при устройстве покрытий на дорогах IV и V категорий обеспечивает «тощий» цементобетон на основе слабого известнякового щебня, ракушечника, речных песчаников, а также гравийные материалы, укрепленные неорганическим вяжущим.

Шлаковый щебень из высококачественных и активных шлаков можно использовать для покрытий на порогах IV-V категорий и оснований дорог II - IV категорий. Для улучшения прочности и деформационных качеств шлакового щебня его следует обработать вяжущими.

В случае использования в основании одежд местных малопрочных каменных материалов (щебень с маркой по прочности не ниже 200; гравий и щебень из условия по дробимости не ниже Др24; песчано-гравийные смеси; гравелистые пески и другие сдвигоустойчивые материалы с модулем упругости менее 250 МПа) несущий слой основания должен быть из прочного щебня либо из укрепленных органическими вяжущими материалов с минимальной конструктивной толщиной, допускаемой СНиП. При этом толщину нижнего слоя обосновывают расчетом.

Расположение неукрепленных материалов между слоями из материалов или грунтов, обработанных вяжущими, не допускается.

Исходные данные:

- дорога III технической категории во II ДКЗ;

- расчетная нагрузка - автомобиль группы А, предельная нагрузка на ось двухосного автомобиля 110 кН.

- интенсивность движения на конец срока службы дорожной одежды Nр = 700 авт/сут;

- приращение интенсивности движения q = 1,05;

- грунт рабочего слоя земляного полотна - глина пылеватая;

- тип местности по характеру и степени увлажнения - 2 ая;

- обеспеченность местными дорожно-строительными материалами: песок среднезернистый, щебень карьерный.

- относительная влажность грунта рабочего слоя земляного полотна, доли ед. от влажности на границе текучести - 0,65Wт

- глубина залегания грунтовых вод в этом районе не превышает 2 м.

- заданный срок службы дорожной одежды - 15 лет.

В соответствии с требованиями нормативных документов назначаем два типа дорожной одежды:

Вариант 1

Выбираем для данного типа покрытие - однослойное асфальтобетонное. Помня, что при таком покрытии верхний слой основания должен быть таким же из асфальтобетона, предусматриваем двухслойное основание из прочих материалов:

- верхний слой покрытия из горячей мелкозернистой асфальтобетонной смеси тип А марки I на битуме БНД 60/90, H=4;

- нижний сой покрытия из горячей крупнозернистой асфальтобетонной смеси тип Б марки II на битуме 60/90, H=6;

- основание из фракционного щебня, уложенного по способу заклинки, H=20.

- подстилающий слой основания из песчано-гравийной смеси, H=30.

Вариант 2

Выбираем для данного типа покрытие - однослойное асфальтобетонное. Помня, что при таком покрытии верхний слой основания должен быть таким же из асфальтобетона, предусматриваем двухслойное основание из прочих материалов:

- верхний слой покрытия из горячей мелкозернистой асфальтобетонной смеси тип А марки I на битуме БНД 60/90, H=4;

- нижний сой покрытия из горячей крупнозернистой асфальтобетонной смеси тип Б марки II на битуме 60/90, H=6;

- основание из черного щебня, H=20.

- подстилающий слой основания из песчано-гравийной смеси, H=30.

Основные положения

Под прочностью дорожной одежды понимают способность сопротивляться процессу остаточных деформаций и разрушений под действием касательных и нормальных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от расчетной нагрузки (кратковременной многократной или статической, однократно приложенной к поверхности покрытия).

Дорожные одежды следует проектировать с учетом требуемого уровня надежности Кн, под которой понимают вероятность безотказной работы в течение всего межремонтного периода.

В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды принимают коэффициент разрушения Кр представляющий собой отношение суммарной протяженности участков дороги, требующих ремонта из-за недостаточной прочности, к общей протяженности дороги. Значение Кр на последний год службы принимают в зависимости от капитальности одежды и категории.

Прочность конструкции количественно оценивается коэффициентом Критерии Прочности дорожной одежды

Дорожные одежды рассчитывают на прочность по трем критериям:

- сопротивлению упругому прогибу всей конструкции;

- сопротивлению сдвигу в грунте земляного полотна и слоях из слабосвязанных материалов;

- сопротивлению растяжению при изгибе монолитных слоев одежды.

Дорожные одежды капитального и облегченного типов рассчитывают по всем трем критериям.

Одежды переходного и низшего типов рассчитывают по двум критериям -упругому прогибу и сдвигоустойчивости.

Конструкции, предназначенные для движения особо тяжелых транспортных средств (со статической нагрузкой на ось 120 кН и более) по упругому прогибу не рассчитывают.

Дорожную одежду на перегонах рассчитывают на кратковременное многократное действие подвижных нагрузок. Одежды на остановках, перекрестках, подходах к пересечениям с железнодорожными путями и т.п., должны быть дополнительно проверены на однократное нагружение при продолжительности нагружения не менее 10мин.

Одежды на стоянках автомобилей и обочинах дорог следует рассчитывать на продолжительное нагружение. В этом случае используются статические значения расчетных параметров, и коэффициенты на повторность не вводятся. Расчет ведут по критериям сдвига в фунте и в слабосвязанных материалах, а также слоях, обработанных органическим вяжущим.

Определение количества приложений расчетной нагрузки на поверхность конструкции

Для установления нормативных значений характеристик материалов слоев конструкции и грунта необходимо знать суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности конструкции за срок службы одежды ?Nр, которое определяется по формуле

?Nр= 0,7Nр(Кс/q(тсл-1))ТрдгКn

гдеNр - приведенная интенсивность движения на последний год срока службы одежды, авт/сут;

Nр=fпол?NmS?m Сум

Где Кс - коэффициент суммирования, принимаемый по табл. 11 прил.5 в зависимости от срока службы конструкции Тсл.

Для определения Кс можно использовать формулу

Кс=(q тсл-1)/(q-1)

гдеq - показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам (предусматривается в задании на проектирование);

Трдг - расчетное число дней в году за срок службы конструкции Тсл устанавливается по данным региональных исследований. Расчетным считается день, в течение которого возможны накопления остаточной деформации в грунте земляного полотна или малосвязных слоях одежды (из-за повышенной влажности, температуры асфальтобетонных слоев и т.п.). Количество расчетных дней Трдг для 7-го района (Свердловская, Омская, Томская, Тюменская области, Ханты-Мансийский край и др.) ориентировочно можно принимать 130 - 150 дней (меньшие значения для центральных регионов).

Значения коэффициента fпол принимают;

Fпол=1,00 -- для однополосного движения;

Fпол=0,55 - для двухполосного движения;

fпол =0,50- при наличии трех полос движения (для полос №1 и №2);

fпол=0,35 и fпол=0,20 - соответственно для полос №1 и №2 при наличии четырех полос. Порядковый номер полос считается справа по ходу движения. Для расчета обочин принимают fпол =0,01;

n - общее число транспортных средств в составе транспортного потока;

Nm -- число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m-й марки;

S m сум -- суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства m-й марки.

3. Экологическая часть

3.1 Причины возникновения транспортного шума и его влияние на население

Во время движения автомобилей на дороге возникает шум от работы двигателей, трансмиссии, от колебания подвески и кузова, трения колес о дорожные покрытия, от взаимодействия кузова с потоком воздуха. Часто транспортный шум нарушает привычный ритм жизни и воспринимается как нежелательный фактор. Действие постоянного звука от потока автомобилей вызывает у населения придорожной полосы ухудшение слуха, нарушения работы нервной и сердечно-сосудистой систем. У водителей снижается острота зрения, повышается утомляемость, увеличивается времени реакции, что может привести к дорожно-транспортным происшествиям.

В последние годы проблема снижения уровня транспортного шума на дорогах становится все более актуальной в связи с возрастающей интенсивностью движения транспорта. Считается, что в городах 60 - 80% шума создает движение транспортных средств. Для уменьшения шума предусматривается строительство специальных шумозащитных сооружений, а также регулирование интенсивности транспортных потоков в течение суток.

Для уменьшения вредного воздействия транспортного шума следует магистральные автомобильные дороги прокладывать в стороне от жилых застроек. Если избежать строительства дороги через жилые массивы не удается, то в проектах разрабатывается устройство шумозащитных сооружений, которые снижают звук до предельно допускаемого уровня.

Экспериментальными исследованиями установлено, что в дневное время при уровнях звука менее 55 дБА большинство населения не испытывает значительных акустических неудобств.

Защита населения от шума базируется на санитарно-гигиенических нормативах допустимых уровней шума. Они определяют необходимость разработки тех или иных мероприятий по шумозащите в населенных пунктах.

Величина нормативного уровня шума будет зависеть от целей назначения помещений или территорий. В соответствии с этим норма уровня шума для жилых помещений будет меньше, чем для вокзалов или аэропортов.

Таблица 3.1. Уровень шума от различных источников

Источник шума	Величина уровня шума, дБА
Раскачивание деревьев	25
Обычный разговор	30
Телевизор, магнитофон, стиральная машина	50-80
Будильник	80
Рок-група	110
Отбойный молоток на асфальте	118
Дрель на металле	140
Мотопила «Дружба»	110
Экскаватор	85
Бульдозер на расстоянии до 150 м	70

Вообще шумом называется всякий неприятный нежелательный звук или совокупность звуков, которые нарушают тишину и мешают воспринимать полезную информацию, снижают работоспособность человека и оказывают вредное воздействие на его организм.

Акустический комфорт населения обеспечивается комплексными мероприятиями по борьбе не только с шумом на дороге, но и с другими существующими источниками шума. В данном учебном пособии рассматривается борьба с шумом только на автомобильных дорогах.

3.2 Расчет эквивалентного уровня шума

Звуковое поле автомобиля, как было рассмотрено выше, формируется множеством отдельных шумовых источников. С целью упрощения при анализе шума транспортного потока автомобиль рассматривается как единый источник звука. Его внешний шум определяется по ГОСТ 24436-84[15], в котором принято, что шум от автомобиля или транспортного потока измеряется в придорожной полосе на расстоянии 7,5 м от оси движения автомобиля.

Уровень транспортного шума в придорожной полосе меняется в течение суток в соответствии с изменением интенсивности движения, скорости, состава и плотности потока. Для характеристики изменяющегося во времени шума, особенно в населенных пунктах, предпочтение отдают эквивалентному уровню шума Lэкв. Этот критерий законодательно принят в России для оценки транспортного шума (ГОСТ 20444-85) [16].

Измерение эквивалентных уровней звука производится специальными интегрирующими приборами - шумомерами.

Эквивалентный уровень шума Lэкв, дБА, в придорожной полосе, вычисляется по следующей формуле:

Lэкв = L7,5±Dv + Di + Dn±Dc + DK + F, (3.1)

где L7,5 - эквивалентный уровень транспортного шума на расстоянии 7,5 м от оси ближайшей полосы движения, установленный П. И. Поспеловым (МАДИ), дБА,

L7i5 = 50 + 8,81nN, (3.2)

N - расчетная интенсивность движения при средней скорости потока 40 км/ч, авт./ч;

Dv - поправка на скорость движения;

Di - поправка на продольный подъем дороги;

Dn - поправка на вид дорожного покрытия;

Dc - поправка на состав движения;

D - поправка на величину снижения уровня шума в зависимости от расстояния от крайней полосы движения;

К - коэффициент, учитывающий тип поверхности между дорогой и точкой измерения уровня шума;

F - фоновый уровень шума; принимается по данным местных органов санитарно-эпидемиологического надзора.

Таблица 3.2. Поправка на скорость движения Dv

Скорость, км/ч	30	40	50	60	70
Поправка, Dv, дБА	-1,5	0	+1,5	+3	+4,5

Таблица 3.3. Поправка на продольный подъем дороги Di

Продольный подъем дороги, ‰	до 20	40	60	80	100
Поправка, Di, дБА	0	+1	+2	+3	+4

На уровень шума влияет как вид дорожного покрытия, так и его состояние. По данным МАДИ, шероховатые покрытия, особенно в мокром состоянии, могут увеличивать шум на 5 - 7,5 дБА. Оптимальной по отношению к уровню шума является шероховатость дорожного покрытия в пределах 0,85 - 1,2 мм. Такое покрытие обеспечивает достаточное сцепление колес автомобилей с дорогой и создает безопасные условия движения на расчетной скорости с минимальным уровнем шума и без повышенного износа шин. Поспелов П.И. рекомендует показатель шероховатости, равный 0,9 - 1,1 мм [20].

Из табл. 3.3 видно, что автомобили с дизельными двигателями шумят значительно больше, чем автомобили с карбюраторными двигателями. Например, при наличии в составе потока от 20 до 35 % грузовых автомобилей у автомобилей с дизельными двигателями поправка Dс составляет +3 дБА, а у карбюраторных имеет даже отрицательное значение -1 дБА. С целью уменьшения шума на отдельных улицах населенных пунктов (школы, больницы, детские сады и др.) следует регулировать состав транспортного потока так, чтобы направлять, по мере возможности, дизельные автомобили в обход этих улиц.

3.3 Зависимость уровня шума от скорости и интенсивности движения автомобилей

Скорость движения транспортного потока существенно влияет на интенсивность шума.

Влияние скорости, интенсивности движения и доли грузовых автомобилей в транспортном потоке на эквивалентный уровень шума подсчитывается по следующей эмпирической формуле:

Lэкв=10lg(NVІ)(1+0.008K), (3.3)

Где N - интенсивность движения транспортных средств, авт./ч;

V - скорость транспортного потока, км/ч;

К - доля грузовых транспортных средств в потоке, %.

Формула (3) учитывает двухрядное движение. Однако при увеличении числа рядов уровень шума изменяется незначительно, а с увеличением расстояния от дороги с многорядным движением снижается медленнее, чем при двухрядном движении. Так, на расстоянии более 20 м уровень звука при многорядном движении почти не отличается от уровня звука при двухрядном движении, поэтому с некоторым приближением многорядность движения можно не учитывать.

Влияние только скорости на уровень звука Lv на расстоянии 7,5 м от движущегося автомобиля по мелкозернистому асфальтобетонному покрытию на прямом горизонтальном участке дороги может быть подсчитано по следующей эмпирической формуле [20]:

Lv = 301gV + m, (3.4)

гдеV - скорость движения автомобиля, км/ч;

m - параметр, зависящий от марки автомобиля, типа и состояния дорожного покрытия.

Шум от автомобилей при скорости движения 75 - 80 км/ч в основном возникает от работы двигателя, а при скорости с 80 км/ч и выше - от повышенной деформации трения автомобильных шин о дорожное покрытие.

3.4 Расчет снижения уровня шума в зависимости от расстояния объекта до дороги

Одиночный автомобиль можно рассматривать как точечный источник звука, так как его размеры малы по сравнению с расстоянием до защищаемого объекта. Звук от одиночного автомобиля распространяется равномерно по всем направлениям в виде сферической волны.

Транспортный поток в отличие от одиночного автомобиля является линейным источником шума. Вдоль магистрали формируется цилиндрическая звуковая волна, снижение уровня звука которой Ln на расстоянии до защищаемого объекта определяется по формуле

Ln=L7.5-13.9lg (l/l0)

гдеL7.5- уровень звука транспортного потока на расстоянии 7,5 м от оси крайнего ряда движущихся автомобилей; определяется по формуле (3.2), дБА;

l -расстояние от оси движения транспортного потока до защищаемого объекта, м;

lо - расстояние от оси крайнего ряда движущихся автомобилей до объекта, равное 7,5 м.

Во время движения автомобилей расстояние от него до защищаемого объекта (точки измерения шума) изменяется согласно закону его движения. В соответствии с рис. 3 величина расстояния l от оси движения транспортного потока до защищаемого объекта находится по формуле

l= SІп+(hрт-hш), (3.6)

где Sп - длина проекции расстояния 1 на отражающую звук плоскость, м;

hрт - высота расчетной точки (защищаемого объекта) над отражающей плоскостью, м;

hш - высота источника шума над отражающей плоскостью, м.

Формула (3.6) дает более точные результаты по расчету распространения уровня шума от транспортного потока в воздушной среде на расстоянии до 300 м от дороги до защищаемого объекта.

По мере удаления защищаемого объекта от движущихся автомобилей шум уменьшается. Так, на свободном пространстве уровень звука снижается примерно на 2,8 дБА на каждые 100м, на вспаханной земле - 3,3 дБА на высокой густой траве - на 6,6 дБА.

Затухание уровня звука за счет поглощения в воздухе происходит более интенсивно на расстоянии 200 - 300 м от дороги, а при дальнейшем увеличении расстояния шум снижается медленнее, т.е. поглощением звука в воздухе можно уже пренебречь.

Экспериментами установлено, что влияние температуры и влажности на распространение шума в придорожной полосе невелико.

3.5 Виды и конструкции противошумных экранов

Уменьшение шума можно достигнуть путем объезда населенных пунктов, за счет соблюдения скоростей движения, устранения остановок транспорта около школ, больниц, учреждений. Однако удаление дорог из густонаселенных пунктов часто оказывается невозможным. Для защиты придорожных объектов от шума приходится устанавливать противошумные экраны.

Противошумный экран -- это препятствие между транспортным потоком и защищаемой зоной, которое не допускает прямолинейное распространение звука.

Шумозащитными экранами могут быть зеленые насаждения, грунтовый вал, кирпичная или каменная стенка, откосы выемки, щит из металла, дерева или пластика.

Экран снижает уровень звука благодаря отражению и поглощению шума. Обычно экран должен обеспечивать уменьшение среднего уровня дорожного шума до 21 дБА. Конструкция экрана не должна иметь щелей и отверстий, иначе будет снижаться шумозащитный эффект.

На выбор типа экрана влияют финансовые возможности, желаемая величина ослабления шума и долговечность экрана, удобство снегоуборки, безопасность движения, эстетические требования и стоимость содержания экрана. Более дешевыми являются экраны в виде стенок из каменной кладки и древесины, грунтовых валов, а более дорогими - из металла.

Экран подвергается климатическому воздействию, а также воздействию противогололедных солей, нефтепродуктов, отработавших токсичных газов, что уменьшает его долговечность. Обычно при расчете стоимости экрана срок его службы принимают 18 - 20 лет.

Принцип работы экрана заключается в том, чтобы часть звука отразить в безопасное для человека пространство, а другую, значительную часть энергии поглотить, превращая ее в тепло. Способность материала поглощать энергию звука характеризуется коэффициентом поглощения б:

б = J/Jп

где J - поглощенная материалом экрана энергия звуковой волны;

Jn - полная энергия падающего на экран звука.

По принципу звукопоглощения материалы делятся на сплошные и пористые. При изготовлении щита пористые материалы комбинируют со сплошными. Можно располагать пористые материалы перед сплошными. В этом случае наибольшее поглощение звука наблюдается, когда между пористым и сплошным материалами имеется воздушный зазор, величина которого равна 0,25 длины звуковой волны. При большем удалении пористого материала от отражающей поверхности коэффициент поглощения остается постоянным. Если принять, что звуковая волна транспортного потока имеет частоту 250 Гц (количество колебаний в 1 с), а скорость распространения звука примерно 340 м/с, то длина звуковой волны будет равна 340/250 и составит 1,36 м. В этом случае воздушный зазор между стенками экрана составит 1,36 * 0,25 = 0,3 м. Обычно шум поглощается на 8 дБА и более во время прохождения через пористый материал, а остальная часть звуковой энергии отражается от сплошной задней стенки экрана.

Каждый материал имеет свою величину максимального поглощения звука на разных частотах звуковой волны. Наибольшим коэффициентом поглощения обладают минераловатные плиты (а = 0,99 при частоте звука 500 Гц). Довольно высокие коэффициенты поглощения имеет минеральная вата (а = 0,95 при частоте звука 2000 Гц). Древесноволокнистый фибролит и кирпичная стенка занимают среднее положение. Самый низкий коэффициент поглощения имеют деревянные щиты (а = 0,11 -0,14).

Для большей отдачи шумопонижающих экранов их материалы следует выбирать с учетом возникающей около них частоты звуков, тогда звукопоглощение ими будет максимальным.

Экраны из пористых материалов слабее поглощают шумы с низкой звуковой частотой в пределах 50-100 Гц, которую создают проезжающие автомобили. Поглощению низкочастотных шумов способствует воздушный зазор, который делается между стенками экрана. Благодаря этому уменьшается звук на расстоянии 14 м за экраном на 10 - 11 дБА, а на расстоянии 40 м - до 21 дБА.

Материалы стенок экрана характеризуются звукоизоляцией. Чем больше звукоизоляция материала, тем меньший уровень звука будет за щитом. Средние значения звукоизоляции материалов в зависимости от их толщины и поверхностной плотности приведены в табл. 3.13. Из таблицы видно, что самую хорошую звукоизоляцию имеет кирпичная кладка (53 - 59 дБА). Однако выполнять кирпичные стенки вдоль дороги не всегда возможно и экономически невыгодно. Делать экран с использованием прессованной соломы намного проще, а эффект от звукоизоляции получается высокий (39 дБА).

В каждом отдельном случае нужно выбирать звукоизоляционный материал для экрана в соответствии с дорожными условиями и назначением защищаемого объекта.

Для экранов, выполненных из двух материалов с воздушным зазором между ними, звукоизоляцию определяют по формуле

Q=14,3*lg(с1с2) + 20lgд-13, (3.6)

где Q - звукоизоляция, дБА;

с1 и с2 - поверхностная плотность соответственно передней и задней стенок экрана, кг/м2;

д - ширина воздушного зазора между стенками экрана, м.

Формула (3.6) дает хорошее совпадение с экспериментальными замерами, когда поверхностная плотность равна 30 - 100 кг/м2, а звуковая частота не превышает 1000 Гц.

С целью упрощения и удешевления конструкции ведутся разработки по использованию однослойных экранов, характеристики которых не уступали бы двухслойным.

Звукопоглощающий материал легко разрушается от механического воздействия, поэтому плиты с внутренней стороны также нужно защищать решетками. Поверхность звукопоглощающего материала покрывается тонкой пленкой, которая предохраняет материал от воздействия погодных условий; и грязи. В практике наибольшее распространение получили плиты из минерального волокна толщиной 5 см и поверхностной плотностью 100 кг/м2. При изготовлении экрана-стенки из материала плотностью более 500 кг/м2 звукопоглощением можно пренебречь, так как звук будет почти полностью отражаться.

Большое значение имеет правильное размещение экрана. Чем ближе экран расположен к источнику звука, тем больше его эффективность. Экран должен плотно примыкать к земле. Нижняя часть экрана обычно сооружается из бетонных панелей или столбчатых фундаментов.

При скоростях движения более 70 км/ч экран представляет собой; опасное боковое препятствие. С целью безопасности движения автомобилей экран следует ограждать вдоль дороги направляющим брусом или тросом. Экран закрепляют страховочным тросом, который предотвращает падение щита на проезжую часть в случае наезда на него автомобиля.

Противошумные экраны должны обладать достаточной виброустойчивостью. Прочность их конструкции рассчитывается на ветровую нагрузку 1,42 кПа.

Стоимость экранов в среднем складывается из следующих затрат: фундамент 30 - 35%; несущие конструкции 12 - 15%; звукопоглощающие панели 50 -- 60%.

6. Снижение уровня звука за экраном в зависимости от его высоты и длины

Во время взаимодействия звуковой волны с экраном происходит частичное сгибание волной препятствия (дифракция), поэтому шум за экраном в расчетной точке исключается не полностью. Чем больше длина звуковой волны, тем заметнее будет явление дифракции. На снижение шума за экраном влияет как длина, так и высота экрана.

...