Конструирование нежестких дорожных одежд

Проектирование дорожных конструкций как единый процесс конструирования и проверки на прочность и морозостойкость назначенных конструкций. Характеристика схемы конструкции дорожной одежды. Особенности распределения нагрузки по типам транспортных средств.

Рубрика Транспорт
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 03.04.2018
Размер файла 691,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Конструирование нежестких дорожных одежд

Проектирование дорожных конструкций представляет собой единый процесс конструирования и проверки на прочность и морозостойкость назначенных конструкций. В настоящее время дорожные конструкции назначаются на основе материаловедческих данных и опыта их работы при тех или иных уровнях транспортных нагрузок и зачастую превосходят требуемый запас прочности, рассчитанный в соответствии с действующей методикой (ОДН 218.046-01, ОДМ 218.2.028-2012). Возросшие за последнее десятилетие транспортные нагрузки приводят к необходимости пересмотра принципов конструирования дорожных одежд, так как конструирование по действующему нормативу в настоящее время не обеспечивает требуемой долговечности дорожных конструкций.

Если анализировать конструирование пакета асфальтобетонных слоев, то, в соответствии с ОДН, толщину покрытия назначают минимальной по нормам действующего СП, а толщину асфальтобетонного основания определяют расчетами на прочность.

Оценка отечественного и зарубежного опыта показывает, что одним из основных моментов является функциональное конструирование асфальтобетонных слоев, когда за каждым слоем закреплены определенные функции, в соответствии с которыми подбирается состав материалов слоев и назначаются соответствующие методы испытаний.

Так норматив ZTBAsphalt-StB 07 (Германия)[11] содержит требования к верхнему, связующему (нижний слой покрытия) и несущему (нижний слой основания) асфальтобетонным слоям по зерновому составу, физико-механическим показателям, с рекомендациями по количеству и типу вяжущего. В верхнем слое (например, асфальтобетон АС 11D, либо щебеночно-мастичный асфальтобетон SMA 11(8) S) рекомендовано использовать полимерно-битумное вяжущее ПБВ 45 для SV и I классов нагрузки (самые высокие классы) для обеспечения трещиностойкости под воздействием температурных напряжений и повышения устойчивости к колееобразованию. В связующем слое (асфальтобетон AC 22(16) BS) также рекомендуется использовать полимерно-битумное вяжущее ПБВ 45, либо вяжущее марки 30/45 (более вязкое, нежели в нижнем асфальтобетонном слое) для снижения колееобразования. Для нижнего (несущего) слоя (AC 32(22) TS) рекомендована основная марка вяжущего 50/70 для обеспечения устойчивости к усталостному трещинообразованию в результате многократного приложения транспортной нагрузки.

Те же тенденции характерны и для дорожной одежды, построенной в Калифорнии (США) на междуштатной автомагистрали - freewayI-710. В верхнем слое взят асфальтобетон на полимерно-битумном вяжущем для повышения сопротивления колееобразованию, в нижнем слое пакета асфальтобетонных слоев - асфальтобетон с меньшим количеством пор и большим содержанием битума, по сравнению с вышележащими слоями, обеспечивающим лучшую усталостную долговечность [8].

Важнейшим принципом конструирования является зависимость толщин конструктивных слоев от суммарного числа приложения транспортной нагрузки.

В нормах и правилах по стандартизации конструкций дорожных одежд RStO11 (Германия) [10] приведены конструкции с асфальтобетонными покрытиями на различных типах основания для суммарного числа приложения расчетных нагрузок (УNр) от 0,1 до 32 млн. Так для конструкций на основании из каменного материала, обработанного неорганическим вяжущим толщина асфальтобетонных слоев варьируется от 14 см (УNр=0,1 млн) до 26 см (УNр>32 млн); при этом толщина слоя основания остается постоянной - 15 см. Для конструкций на основании из необработанного щебеночного или гравийного материала толщина асфальтобетонных слоев варьируется от 12 см (УNр=0,1 млн) до 30 см (УNр>32 млн); при этом толщина щебеночного основания также остается практически неизменной: 30см при УNр=0,1 -0,3 млн, и 40 см при УNр=0,3-32 млн.

В итальянском каталоге дорожных одежд [9] сохраняются те же тенденции. Для конструкций на необработанном щебеночном основании толщина асфальтобетонных слоев меняется от 33 см при УNр=10млн до 43 см при УNр=45млн. Конструкции на основаниях, обработанных цементом имеют толщину асфальтобетонных слоев от 21 см при УNр=10млн до 30 см при УNр=45млн. При этом толщина слоя основания остается постоянным: в первом случае - 15 см, во втором - 30 см.

Инженерами штата Северная Каролина по запросу Департамента Транспорта США предложены характерные для штата конструкции для 30 и 5 млн приложений ESAL, рассчитанные на срок службы 30 лет. Конструкции, представленные в таблице 1, вписываются в общую схему, представленную ранее: на щебеночном основании толщиной 25 см уложены в первом случае 40.5 см асфальтобетона, а во втором случае 25.5 см [8].

Таблица 1. Конструкции дорожных одежд на гранулированном основании, типичные для штата Северная Каролина

При конструировании дорожных одежд большое внимание следует уделять прочности грунта рабочего слоя земляного полотна [6], с требованием соблюдения некоторых минимальных значений его модуля упругости, при котором вся вышележащая конструкция будет экономически эффективной. Например, при модуле упругости грунта ниже 45 МПа экономически целесообразно повысить прочность грунта рабочего слоя, используя методы стабилизации и укрепления грунта, нежели увеличивать толщину дорогостоящих конструктивных слоев дорожной одежды. Если говорить о конкретных значениях минимального модуля упругости грунта, то в немецком каталоге (RStO11), а также в отечественном ВСН 46-83 это 45 МПа, в итальянском каталоге дорожных одежд - 30МПа.

Во многих документах по проектированию дорожных одежд встречаются требования к минимальному модулю упругости на границедополнительный слой основания - слой основания илина границе асфальтобетонные слои - слой основания.

В документе RStO 11 требуется обеспечение минимального модуля упругости на морозозащитном слое (дополнительном слое основания) Е=120 МПа. Для дорожных одежд на основании из необработанных щебеночно - гравийных материалов фиксирован модуль упругости на границе асфальтобетонные слои -щебеночный (гравийный) слой основания и равен Е=150 МПа.

В итальянском каталоге дорожных одежд предложены конструкции для различных модулей упругости на поверхности дополнительного слоя основания Е=30, 90 и 150 МПа. В зависимости от модуля упругости на поверхности дополнительного слоя основания изменяется толщина слоев основания: нижнего асфальтобетонного слоя и следующего за ним несущего слоя основания.

Департаментом транспорта США в рамках программы LTPP опубликовано исследование «Влияние циклов многократного замораживания и глубины промерзания на долговечность дорожных одежд и их стоимость» [8]. В отчете представлены конструкции дорожных одежд типичные для различных штатов. Для штата Нью-Йорк представлены конструкции на грунте с различным модулем упругости от 28 МПа до 62 МПа. Общая толщина асфальтобетонных слоев для конструкций не меняется (25 см), тогда как слой основания из щебеночного материала заметно варьируется: от 60 см до 15 см (данные указаны для суммарного числа приложения нагрузок 80кН на ось УNр>150-300 млн).

Таковы примерные принципы конструирования дорожных одежд. На основании анализа существующих дорожных конструкций и с учетом мирового опыта проектирования компанией ООО «Доринжсервис» разработан каталог нежестких дорожных конструкций (СТО Автодор 2.25) с учетом параметров современного транспортного потока на магистральных дорогах. Каталог разработан для автомобильных дорог Государственной компании «Автодор» I-II категорий, дорог с высокой интенсивностью и скоростями движения и значительным грузопотоком. Конструкции разрабатывались с применением описанных выше принципов конструирования, характерных для различных стран [5,1,2,3].

Материалы конструктивных слоев дорожной одежды в каталоге выбираются с учетом класса транспортной нагрузки. Класс транспортной нагрузки назначается исходя из расчетного суммарного числа приложений расчетной нагрузки 115кН (А11,5) к поверхности покрытия наиболее нагруженной полосы движения и средней скорости движения транспортного потока на участке. Выделены три класса транспортной нагрузки: средний (С); высокий (В); сверхвысокий (СВ) [4].

Представленные в каталоге конструкции дорожной одежды рассчитаны с учетом обеспечения общего модуля упругости на поверхности дополнительного слоя основания не менее Е?85 МПа (рисунок 1). Одним из требований каталога является минимальный модуль упругости грунта 45 МПа.

Рисунок 1. Схема конструкции дорожной одежды

При пользовании каталогом рекомендуется следующий порядок назначения конструкции дорожной одежды:

1. Определяется суммарное число приложений расчетной нагрузки (115 кН) за расчетный срок службы.

2. В соответствии с суммарным числом приложений расчетной нагрузки и средней скоростью движения транспортного потока на рассматриваемом участке автомобильной дороги назначается класс транспортной нагрузки: средний (С), высокий (В) и сверхвысокий (СВ).

3. Вид асфальтобетона и марка вяжущего для слоев асфальтобетона назначается с учетом класса транспортной нагрузки и дорожно-климатической зоны.

В каталоге предусмотрено назначение вида асфальтобетона и вяжущего с учетом принципа функционального конструирования. Основное назначение верхнего слоя покрытия дорожной одежды заключается в обеспечении сцепных качеств покрытия, устойчивости к истиранию, и температурному трещинообразованию. Для устройства верхнего слоя следует применять щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА, для среднего класса транспортных нагрузок допускается применение высокоплотного асфальтобетона и горячего мелкозернистого плотного асфальтобетона типа А. Нижний слой асфальтобетонных покрытий выполняет функцию несущего слоя покрытия дорожной одежды и должен быть устойчивыми к накоплению пластических деформаций при повышенных летних температурах при многократном приложении транспортных нагрузок.

В нижнем слое покрытий для всех классов транспортных нагрузок используют плотные полимерно-дисперсно-армированные асфальтобетоны (ПДА-асфальтобетоны). Верхний слой оснований (совместно со слоями покрытий) должен обеспечивать несущую способность дорожных одежд и быть устойчивым к усталостному трещинообразованию и накоплению пластических деформаций при многократном приложении транспортных нагрузок. Для его устройства используют:

-ПДА-асфальтобетоны плотные или пористые при сверхвысоком и высоком классах транспортной нагрузки;

- плотные или пористые асфальтобетоны при среднем уровне транспортной нагрузки.

4. Дорожные конструкции в каталоге сгруппированы по суммарному числу приложений расчетной нагрузки: 15 - 30 млн., 7-15 млн., 3-7млн., 2 - 3 млн. В соответствии с заданным суммарным числом приложения расчетной нагрузки (расчетным ресурсом), уровнем надежности выбираются несколько вариантов дорожной одежды на различных основаниях с указанными толщинами конструктивных слоев. Для устройства среднего или нижнего слоя основания используются:

- органоминеральные смеси (щебеночно-гравийно-песчаные смеси, обработанные органическим совместно с минеральным вяжущим), в том числе, с использованием асфальтогранулята;

- смеси щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные, щебеночно-гравийно-песчаные, обработанные неорганическими вяжущими;

- смеси щебеночно-песчаные из шлаков;

- готовые щебеночно-песчаные смеси.

5. Толщина дополнительного слоя основания определяется расчетом дорожной конструкции на морозоустойчивость, проверкой обеспечения сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных слоев основания, а также необходимостью обеспечения требуемых дренажных характеристик конструкции в соответствии с (ОДН 218.046-01).

6. Для заданных исходных данных назначаются варианты конструкции дорожной одежды. Выбор окончательного варианта конструкции дорожной одежды осуществляется на основании технико-экономического сравнения (ОДМ 218.2.028-2012).

Для сравнительного анализа толщин конструктивных слоев типовых конструкций, предложенных в каталоге, с конструкциями из каталогов Италии, Францзии, Германии и примерами существующих конструкций в США были назначены конструкции для одинаковой интенсивности движения и срока службы 18 лет. Конструкции назначались для интенсивности движения 35000 авт/сут (примерная интенсивность движения на автомагистрали Iа категории) с распределением по типам транспортных средств, представленным в таблице 2.

Таблица 2. Распределение нагрузки по типам транспортных средств

дорожный транспортный морозостойкость

Сравнение толщин слоев проводилось для двух типов конструкций: на гранулированном необработанном основании и на основании из гранулированного материала, обработанного цементом (таблица 3). Выполненный анализ показывает, что толщина асфальтобетонных слоев меняется незначительно для заданной интенсивности движения и находится в пределах от 26 до 32 см для конструкций на необработанном основании и от 20 до 22 на основании из гранулированного материала, обработанного цементом.

Таблица 3. Сравнительный анализ толщин конструктивных слоев типовых дорожных одежд

Конструкции представлены с общим модулем упругости на нижней границе основания Е=120 МПа (Италия - на 150 МПа)

Литература

1. Конорев А.С., Конорева О.В., Холадаев А.А., Фарниева М.В., Симакова А.А. Сравнительный анализ дорожных конструкций по критерию усталостного разрушения. //Инженерный вестник Дона, 2016, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3814

2. Конорева О.В., Муравьев Ю.А. Анализ современных методов повышения устойчивости асфальтобетонных покрытий к колееобразованию. //Инженерный вестник Дона, 2016, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3802

3. Углова Е.В., Тиратурян А.Н., Акулов В.В., Валенцев Д.А, Шаталов В.Ю. Учет вероятностной составляющей при назначении проектных модулей упругости слоев асфальтобетона//Инженерный вестник Дона, 2016, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2016/3647

4. Углова Е.В., Конорев А.С., Конорева О.В. Учет воздействия транспортного потока при расчете дорожной конструкции на стадии проектирования и определения остаточного ресурса дорожных одежд на стадии эксплуатации//Интернет-журнал науковедение. 2012. № 4 (13)-с.220

5. Углова Е.В., Конорева О.В., Конорев А.С. Разработка каталога нежестких дорожных одежд для автомобильных дорог I-II категорий. Дороги и мосты, Вып. 34-2016. С. 87-101.

6. Кулижников А.М. Результаты экспериментальных исследований транспортно-эксплуатационных характеристик и водно-теплового режима грунтов на участках федеральных автомобильных дорог московской области. Дороги и мосты, Вып. 2-2006. С. 149-159

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Расчет дорожной одежды нежесткого и жесткого типа. Подбор конструкций дорожных одежд в соответствии с требованиями к толщине слоев, модулям упругости смежных слоев, прочности основания дорожной конструкции. Технико-экономическое сравнение видов дороги.

    курсовая работа [314,5 K], добавлен 14.12.2014

  • История развития техники дорожного строительства в России. Прогресс в строительстве земляного полотна и дорожных одежд. Появление автомобиля и совершенствование дорожных сетей. Применение битумных эмульсий. Современный этап дорожного строительства.

    презентация [966,0 K], добавлен 31.01.2017

  • Определение расчетных нагрузок и расчетной интенсивности движения. Конструирование вариантов дорожной одежды, расчет прочностных характеристик материалов. Определение параметров капитального типа покрытия и расчет сопротивления асфальтобетонных слоев.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 13.02.2013

  • Проектирование ремонтно-механических мастерских, основные требования к ним. Основные типы дорожно-строительных машин и автомобилей. Производственная программа по техническому обслуживанию и ремонту для дорожных машин. Расчет освещения и вентиляции.

    дипломная работа [278,1 K], добавлен 07.02.2016

  • Требования к конструкции дифференциала. Обоснование принципа автоматической блокировки простого шестеренчатого дифференциала. Расчет вала на прочность. Конструктивная безопасность транспортных средств. Анализ и оценка конструкций дифференциалов.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 29.05.2015

  • Анализ региона и транспортно-дорожных условий организации движения в Краснодарском крае, характеристика дорожных объектов. Расчёт часовой интенсивности движения, скоростного режима транспортных потоков, уровня удобства движения и уровня безопасности.

    курсовая работа [55,7 K], добавлен 18.02.2010

  • Исследования в области экспертизы дорожно-транспортных происшествий и влияния геометрических и прочностных показателей дорог на аварийность. Анализ состояния прочности дорожной одежды. Оценка характеристики движения потоков автотранспортных средств.

    курсовая работа [433,2 K], добавлен 18.02.2010

  • Проектирование поперечного профиля для двух улиц. Составление и сравнение вариантов узла. Определение расчетных характеристик грунтов и материалов. Конструирование дорожной одежды. Расчет верхнего слоя щебеночного основания на растяжении при изгибе.

    курсовая работа [218,6 K], добавлен 24.10.2012

  • Оценка обеспеченности расчетной скорости, безопасности дороги, уровня загрузки дороги движением, ровности покрытия дорог. Определение фактического модуля упругости нежёсткой дорожной одежды. Сущность содержания автомобильных дорог и дорожных сооружений.

    курсовая работа [142,5 K], добавлен 08.12.2008

  • Виды дорожной разметки. Расчёт геометрических параметров. Перечисление и обоснование применения разметки на проектируемой развязке. Перечисление и обоснование применения знаков на проектируемой развязке. Правила применения дорожных знаков, разметки.

    курсовая работа [160,8 K], добавлен 21.06.2010

  • Расчет годовой производственной программы по техническому обслуживанию и ремонту дорожных машин, специальных машин, смонтированных на шасси автомобилей. Определение параметров топливного участка. Технологический процесс топливо-аппаратурного участка.

    курсовая работа [76,0 K], добавлен 10.08.2014

  • Проектирование теплового участка для парка дорожных машин с учетом хозяйственной необходимости и экономической целесообразности строительства дорожного объекта. Расчет годовой производственной программы парка, подбор оборудования, планировка участка.

    курсовая работа [76,5 K], добавлен 05.03.2013

  • Расчет программы по обслуживанию и ремонту дорожных машин, трудоемкости работ и мощности средств их осуществления. Годовой план, технологическая карта на выполненные работы по техническому обслуживанию машин. Мероприятия по технике безопасности.

    курсовая работа [141,4 K], добавлен 11.01.2015

  • Виды и назначение светофорных объектов, дорожных знаков, дорожной разметки. Фактическое состояние дел в вопросах регулирования движения на исследуемых маршрутах. Принципы взаимодействия организаций в вопросах регулирования дорожного движения в г. Лысьва.

    дипломная работа [395,9 K], добавлен 06.11.2015

  • Анализ современных технологий и материалов при строительстве и ремонте дорог; характеристика специализированных транспортных средств. Расчет годовых объемов работ, выбор машин для его выполнения. Разработка плана технического обслуживания и ремонта машин.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 31.01.2014

  • Автомобильная дорога как комплекс сложных инженерных сооружений, обеспечивающий безопасное движение транспортного потока. Обеспечение безопасности дорожного движения. Классификация дорожных ограждений. Нормативные документы, регламентирующие их качество.

    реферат [516,2 K], добавлен 11.01.2011

  • Назначение современного дорожного сервиса. Организационная структура предприятия ТОО "Жібек-Транссервис". Машины для дорожных работ. Тенденции развития современных асфальтоукладчиков. Одноковшовые и многоковшовые экскаваторы. Современные дорожные катки.

    отчет по практике [1,3 M], добавлен 27.09.2014

  • Характеристика технического обслуживания и ремонта автомобилей, строительных и дорожных машин. Описание автомобилей и дорожных машин, работающих на участке. Сущность планово-предупредительной системы повышения работоспособности узлов, агрегатов и систем.

    курсовая работа [3,1 M], добавлен 19.03.2010

  • Общая характеристика дорожных знаков: предупреждающие, приоритетные, запрещающие, предписывающие, информационные, сервисные и знаки дополнительной информации. Анализ эффективности работы технических средств организации дорожного движения на перекрестке.

    курсовая работа [863,7 K], добавлен 19.12.2011

  • Краткая характеристика парка дорожных машин и организация деятельности ГУП "Крайдорпредприятие". Состав парка и режим работы машин. Нормативы периодичности и трудоемкости обслуживания. Планирование и технология технического обслуживания и ремонтов.

    курсовая работа [294,5 K], добавлен 03.07.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.