Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Автодороги arrow ОДН 218.1.052-2002 Оценка прочности нежестких дорожных одежд  
25.09.2018
    
ОДН 218.1.052-2002 Оценка прочности нежестких дорожных одежд

ОДН 218.1.052-2002

ОТРАСЛЕВЫЕ ДОРОЖНЫЕ НОРМЫ

Утверждено распоряжением

Минтранса России

от 19.11.2002 № ОС-1040-р

ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ
НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
(взамен ВСН 52-89)

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
(РОСАВТОДОР)

Москва 2003

1. Разработаны ГП «РОСДОРНИИ»

2. Внесены Управлением инноваций и технического нормирования в дорожном хозяйстве.

3. Утверждены и введены в действие распоряжением Министерства транспорта Российской Федерации от 19.11.02 № ОС-1040-р

4. Взамен «Указаний по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд. ВСН 52-89».

Изложены вопросы обследования и испытания нежестких дорожных одежд с целью оценки их прочности. Рассмотрены особенности расчета усиления одежд и даны рекомендации по расчету ограничения движения на дорогах в период наибольшего ослабления дорожных конструкций при их недостаточной прочности.

Учтены особенности снижения прочности дорожных одежд под многократно повторяющимся воздействием транспортных нагрузок. Даны рекомендации по приведению разновременных по сезонам года испытаний одежд к сопоставимому виду. Определены объемы полевых испытаний, достаточные для объективной оценки неоднородности дорожных конструкций по величине обратимого прогиба. Предложенные требуемые модули упругости дорожных конструкций в комплексе учитывают работу материалов конструктивных слоев по критериям сдвига и изгиба и не требуют дополнительной проверки прочности усиленных конструкций, а также их морозоустойчивости, поскольку накопленный опыт свидетельствует, что слои усиления современных дорожных конструкций, отвечающие требованиям трех критериев прочности (обратимого прогиба, сдвига и растяжения при изгибе) удовлетворяют требованиям по их морозоустойчивости.

Документ разработан творческим коллективом ГП «РОСДОРНИИ» (кандидатами техн. наук В.К. Апестиным, А.И. Дудаковым, А.Е. Мерзликиным, инж. А.М. Стрижевским) на основе обобщения многолетнего опыта использования Указаний по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд ВСН 52-89 в ходе систематических работ по диагностике федеральных автомобильных дорог. При подготовке документа использованы работы докторов техн. наук В.Н. Ефименко, М.Б. Корсунского, В.С. Радовского, Ю.М. Яковлева, кандидатов техн. наук М.С. Коганзона, В.П. Корюкова, А.А. Малышева, Г.А. Менделева, А.О. Салля, П.И. Теляева, А.М. Шака, инж. В.П. Козлова, учтены замечания доктора технических наук А.В. Линцера и кандидата технических наук С.Н. Жилина.

Отраслевые дорожные нормы предназначены для организаций, проводящих обследование и испытание дорожных одежд с целью оценки их прочности и планирования мероприятий по повышению надежности и прочности дорожных конструкций при разработке проектов на ремонт и реконструкцию автомобильных дорог, а также на стадии их приемки в эксплуатацию.

Отраслевые дорожные нормы. ОДН 218.1.052-2002

Оценка прочности нежестких дорожных одежд

Дата введения 2002.19.11

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Документ содержит нормы и указания по оценке прочности и расчёту усиления нежёстких дорожных одежд. Им следует пользоваться при:

а) разработке проектов на ремонт и реконструкцию автомобильных дорог;

б) проведении обследований дорожных одежд с целью оценки их прочности;

в) приемке автомобильных дорог в эксплуатацию.

В документе использованы следующие основные понятия и определения:

Дорожная конструкция - инженерное сооружение, состоящее из дорожной одежды и верхней части земляного полотна в пределах рабочего слоя.

Дорожная одежда - многослойное искусственное сооружение, ограниченное проезжей частью автомобильной дороги, состоящее из дорожного покрытия, слоев основания и подстилающего слоя, воспринимающая многократно повторяющееся воздействие транспортных средств и погодно-климатических факторов и обеспечивающее передачу транспортной нагрузки на верхнюю часть земляного полотна.

Нежёсткая дорожная одежда - дорожная одежда со слоями, состоящими из асфальтобетонов, дёгтебетонов, укреплённых вяжущими материалов и грунтов, а также шлаков и дискретных минеральных материалов.

Прочность (несущая способность) дорожной конструкции - свойство, характеризующее способность дорожной конструкции воспринимать воздействие движущихся транспортных средств и погодно-климатических факторов.

Отказ дорожной конструкции - переход дорожной конструкции в предельное состояние.

Предельное состояние дорожной конструкции - состояние, при котором дорожная конструкция перестаёт удовлетворять предъявляемым требованиям.

Работоспособность дорожной конструкции - свойство дорожной конструкции сохранять запас прочности на многократно повторяющееся воздействие автомобильных нагрузок в пределах расчётных, межремонтных сроков службы.

Срок службы дорожной конструкции - период времени, в пределах которого происходит снижение её прочности и надежности до расчетного уровня, предельно допустимого по условиям дорожного движения.

Надежность дорожной одежды - вероятность безотказной работы дорожной одежды в пределах расчётного (нормативного) межремонтного срока службы.

Уровень надежности дорожной одежды - количественный показатель надежности, определяемый как отношение длины прочных (недеформированных) участков дороги к её общей длине.

Нормативный межремонтный период дорожной одежды - установленный действующими нормами временной период от момента строительства до капитального ремонта или между капитальными ремонтами.

Расчетный период года - наиболее неблагоприятный по условиям увлажнения период года (обычно весенний), в течение которого прочность дорожных конструкций достигает минимальных значений.

Нерасчетный период года - временной период, находящийся за пределами расчетного периода года, в течение которого слои дорожной одежды и грунт земляного полотна имеют положительную температуру.

Расчетный год - условный год с расчетным периодом, типичным для всего периода эксплуатации дорожной одежды в пределах расчётного срока её службы.

Линейные испытания - полевые испытания дорожных конструкций, проводимые равномерно вдоль обследуемого участка автомобильной дороги в объеме, достаточном для достоверной оценки их несущей способности.

Контрольные испытания - то же, на отдельных контрольных точках с целью выявления закономерности изменения жесткости дорожной конструкции во времени.

Характерный участок - однотипный участок автомобильной дороги, в пределах которого не наблюдается существенных изменений конструкции дорожной одежды и земляного полотна, интенсивности и состава дорожного движения, состояния покрытия по видам дефектов.

Расчетная нагрузка - вертикальная нагрузка, принятая для назначения требуемой прочности дорожных конструкций.

1.2. Прочность дорожных конструкций является одним из важнейших транспортно-эксплуатационных показателей, влияющих на технический уровень и эксплуатационное состояние автомобильной дороги.

Дорожная одежда считается прочной, если на рассматриваемый момент времени обеспечивается сплошность и ровность дорожного покрытия. Сплошность дорожного покрытия, достигнутая поверхностной обработкой или тонкими слоями износа, не является условием обеспеченности прочности дорожной конструкции. Условия прочности дорожной конструкции соблюдаются, если: общая толщина дорожной одежды достаточна для обеспечения её морозоустойчивости; фактический модуль упругости дорожной конструкции не ниже модуля, требуемого по условиям дорожного движения; при изгибе в связных слоях дорожной одежды не возникают растягивающие напряжения, превышающие допустимые значения; в несвязных и слабосвязных слоях дорожной одежды и грунте земляного полотна возникающие напряжения не превышают значений, при которых обеспечивается условие местного предельного равновесия по сдвигу.

В процессе эксплуатации дорожной конструкции под воздействием автомобильного движения, погодно-климатических и грунтово-гидрологических факторов происходит постепенное снижение её прочности, связанное с внутренними, необратимыми изменениями в каждом из конструктивных элементов. Эти необратимые изменения накапливаются главным образом в расчетный период года. В северных и центральных районах Российской Федерации расчетный период совпадает со временем весеннего оттаивания грунта земляного полотна, в южных - его начало совпадает с периодом выпадения зимне-весенних осадков.

1.3. Чтобы предотвратить преждевременное повреждение дорожного покрытия, оценивают прочность дорожной конструкции и назначают мероприятия, обеспечивающие её надежность и заданный срок службы.

1.4. Оценка прочности дорожных конструкций необходима:

- для накопления банка данных о состоянии эксплуатируемых дорог с целью рационального планирования денежных средств на ремонтные работы, а также определения объемов и адресов ремонтных работ;

- при проведении изыскательских работ и при подготовке технико-экономических обоснований для капитального ремонта или реконструкции дорог;

- на стадии приемки в эксплуатацию вновь построенных, реконструированных или отремонтированных участков дорог для контроля качества выполненных работ;

- при решении вопроса об усилении существующих дорожных одежд или временном ограничении движения автомобилей по осевым нагрузкам в неблагоприятные по условиям увлажнения периоды года;

- при разработке рекомендаций о пропуске по эксплуатируемым дорогам автотранспортных средств, перевозящих тяжеловесные грузы;

- в научно-исследовательских целях.

1.5. В качестве обобщающего критерия несущей способности (прочности) используют величину обратимого прогиба (модуля упругости) конструкции. Требуемые показатели прочности назначают с учетом принятой расчетной нагрузки, её суммарной повторяемости за срок службы дорожной одежды, типа дорожного покрытия, общей толщины дорожной одежды, дорожно-климатической зоны и грунтово-гидрологических условий на обследуемом участке дороги.

1.6. Для оценки прочности выполняют полевые испытания (линейные и контрольные) дорожных одежд как в расчетный, так и в нерасчетные периоды года. Получаемые результаты приводят к расчетному году.

На стадии приемки дорог в эксплуатацию полевые испытания (контрольные и линейные) следует проводить после завершения строительства характерного участка дороги длиной не менее 500 м.

При решении вопроса об усилении покрытий дорожные одежды подвергают полевым испытаниям в случаях, когда их состояние по ровности или степени повреждения дорожных покрытий дефектами, характеризующими предельное состояние нежёсткой дорожной одежды (сетки трещин, состоящей из ячеек преимущественно в виде четырёхугольников со сторонами длиной до 1 м, при возможном сочетании с частыми поперечными трещинами, просадками, колейностью и продольными волнами длиной до 4 м) не удовлетворяет действующим требованиям. Связь между допустимым коэффициентом надежности дорожной одежды (Kн) и показателем ровности дорожного покрытия (d) представлена в табл. 1.1. Испытания дорожных конструкций начинают только после приведения намеченных к обследованию участков дорог в соответствии с нормативными требованиями СНиП 2.05.02-85 (п. 6.10) в части возвышения поверхности покрытия над уровнем поверхности земли.

Таблица 1.1

Связь между допустимым коэффициентом надежности дорожной одежды (Kн) и показателем ровности дорожного покрытия (d)

Kн

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

d (см/км)

530

510

475

440

390

340

265

170

80

Примечания:

1. Показатель ровности дорожного покрытия (d), определённый по толчкомеру в соответствии с ОДМ «Руководство по оценке ровности дорожных покрытий толчкомером». Росавтодор, М., 2002.

2. Допустимую степень повреждения покрытий (rдоп) определяют по формуле

rдоп = 1 - Kн.                                                                                     (1.1)

1.7. Показатель прочности дорожной одежды (обратимый прогиб) может весьма существенно изменяться не только изо дня в день, но и в течение суток, особенно в расчетный период. В этих условиях результаты линейных испытаний дорожных конструкций должны быть приведены к сопоставимому виду.

Необходимые поправки вносят по результатам ежедневных контрольных испытаний на специально выбранных контрольных точках.

1.8. По результатам полевых испытаний, обработанных методами математической статистики, определяют фактические показатели прочности дорожных одежд, сопоставляют их с величинами, требуемыми по условиям движения, и принимают решения по обеспечению несущей способности обследованных дорог.

1.9. Требуемый показатель прочности дорожных одежд назначают с учетом многократно повторного воздействия расчетной нагрузки за рассматриваемый перспективный период времени (остаточный или нормативный срок службы) по величине фактической интенсивности движения транспортного потока на дороге, приведенной к расчетной нагрузке. Для приведения автомобилей к расчетной нагрузке используют коэффициенты приведения, назначенные с учетом типа дорожной одежды или прочности дорожной конструкции.

1.10. Прочными считаются те участки дорог, на которых фактические показатели прочности оказываются не ниже требуемых.

Для непрочных участков рассчитывают толщины слоев усиления или назначают мероприятия по ограничению движения автомобилей по осевым нагрузкам в неблагоприятные по условиям увлажнения периоды года. Допускается комбинированный подход, когда в течение определенного периода ограничивают движение по дороге, а затем усиливают дорожную конструкцию. Также допускается ограниченный пропуск тяжеловесных транспортных средств по недостаточно прочным участкам при условии компенсации ущерба, наносимого транспортными средствами с повышенными осевыми нагрузками.

В каждом конкретном случае вопрос о проведении того или иного мероприятия должен решаться на основании технико-экономических расчетов.

2. ОБСЛЕДОВАНИЕ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ЦЕЛЬЮ ОЦЕНКИ ИХ ПРОЧНОСТИ

2.1. Порядок оценки прочности дорожных конструкций

2.1.1. Обследование дорожных одежд с целью оценки их прочности проводят на участках с неудовлетворительным состоянием покрытия по ровности либо на участках с долей деформированной поверхности покрытия, соответствующей коэффициенту надёжности дорожной одежды (Kн) меньше допустимого (см. п. 1.6). Полевые работы проводят в три основных этапа: предварительное обследование, подготовка к детальному и собственно детальное обследование (рис. 2.1).

2.1.2. При предварительном обследовании оценивают состояние дорожного покрытия по ровности и фактической степени повреждения покрытия дефектами, являющимися следствием проявления необратимых процессов, связанных с прочностью дорожной конструкции. При получении неудовлетворительных показателей хотя бы по одному из этих критериев принимают решение о необходимости выполнения оценки прочности дорожной одежды и подготовке к проведению детального обследования.

Рис. 2.1. Порядок обследования дорожных конструкций для оценки и улучшения их состояния

2.1.3. В процессе подготовки к детальным обследованиям изучают техническую документацию и данные о фактическом состоянии покрытия, назначают границы характерных участков дороги. Дополнительно проверяют соответствие этих участков требованиям СНиП 2.05.02-85 по возвышению покрытия над уровнем поверхности земли для принятия решения о целесообразности проведения дополнительных работ по улучшению состояния водоотвода до проведения полевых испытаний дорожной одежды.

2.1.4. При детальном обследовании выполняют полевые испытания дорожных одежд на характерных участках для оценки прочности конструкций и назначения мер по улучшению их состояния. Если показатели прочности соответствуют установленным требованиям, на обследованных участках проводят работы по улучшению ровности дорожного покрытия и обеспечению его сцепных качеств. Для недостаточно прочных участков рассчитывают толщины слоев усиления. Обследованные конструкции могут не удовлетворять требованиям СНиП 2.05.02-85 по условию возвышения поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод и рассчитанная толщина слоев усиления может оказаться завышенной. Для проверки этого условия осуществляют бурение скважин на обочинах у кромок покрытия. В случае повышенного уровня грунтовых вод проводят мероприятия по понижению влажности грунтов земляного полотна, корректируют результаты полевых испытаний и снова рассчитывают толщины слоев усиления. Затем выбирают более выгодный вариант усиления дорожной конструкции. Во всех случаях вариант усиления дорожной конструкции без определения уровня грунтовых вод будет более эффективен при условии

                                                  (2.1)

где СУ1 - затраты на усиление дорожной одежды характерного участка дороги по результатам полевых испытаний нагрузкой;

СУ2 - то же, но с учетом проведенного мероприятия по понижению влажности грунтов земляного полотна;

Соб - затраты на обследование земляного полотна;

СУГВ - затраты на мероприятия по понижению уровня грунтовых вод.

2.2. Предварительное обследование дорожных конструкций

2.2.1. Обследования начинают с инструментальной оценки ровности дорожного покрытия. Одновременно оценивают состояние дорожного покрытия по степени его деформирования.

Фактическую степень деформирования поверхности покрытия (rф) определяют как отношение суммарной протяжённости отрезков (Lд) на обследуемом участке дороги с дефектами, характеризующими предельное состояние нежёсткой дорожной одежды (см. пп. 1.6), расположенными по крайней правой полосе наката к общей длине характерного участка дороги (L):

rф = Lд/L.                                                               (2.2)

2.2.2. Вид и количество дефектов на дорожном покрытии устанавливают на основе визуальной оценки. Все дефекты, обнаруженные на покрытии, подразделяют на виды в соответствии с характерными особенностями (табл. 2.1) и определяют основные прочностные дефекты на каждом рассматриваемом участке. Например, если на участке не обнаружена сетка трещин, то в качестве основного дефекта рассматриваются частые трещины. Если нет частых трещин, то участок оценивается по редким трещинам (см. табл. 2.1) и т.д.

Таблица 2.1

Вид дефекта

Характерные особенности дефекта покрытия

А. Дефекты прочностного характера

Трещины:

одиночные

Поперечные и косые трещины, расположенные на расстоянии более 15 - 20 м друг от друга

отдельные

Поперечные и косые трещины, расположенные примерно на одинаковом расстоянии друг от друга. Расстояние между соседними трещинами - 10 - 15 м

редкие

Поперечные и косые трещины (нередко с ответвлениями), не связанные между собой. Среднее расстояние между соседними трещинами - 4 - 10 м

частые

Поперечные и косые трещины с ответвлениями, иногда связанные между собой, но, как правило, не образующие замкнутых фигур. Среднее расстояние между соседними трещинами - 1 - 4 м

Сетка трещин

Поперечные и продольные трещины, развитые в зоне полос наката и образующие замкнутые, преимущественно четырехугольные фигуры с расстоянием между сторонами менее 1 м. Нередко сопровождаются просадками, колейностью и волнообразованием

Колейность

Плавное искажение поперечного профиля дорожного покрытия, локализованное вдоль полос наката. На покрытиях, устроенных с применением вяжущих, обычно сопровождается продольными трещинами и сеткой трещин

Просадки

Резкое искажение профиля покрытия, имеющее вид впадины с округлыми краями. На покрытиях, устроенных с применением вяжущих, просадки сопровождаются сеткой трещин, нередко охватывающей также и зоны покрытия, непосредственно к ним прилегающие

Волны

Закономерное чередование (через 0,5 - 2,0 м) на покрытии впадин и гребней, в поперечном направлении по отношению к продольной оси дороги. Как правило, имеют место на дорогах с переходными типами покрытий

Б. Дефекты, обусловленные влиянием нарушений в технологии производства работ

Проломы

Полное разрушение дорожной одежды на всю ее толщину с резким искажением профиля покрытия

Выкрашивание и шелушение

Поверхностные разрушения покрытия за счет потери отдельных зерен минерального материала и отслаивания вяжущего

Выбоины

Местные разрушения дорожного покрытия, имеющие вид углублений с резко выраженными краями

Сдвиги

Смещение покрытия, наблюдающееся обычно на крутых спусках, в местах остановок и торможения автомобилей. Иногда в местах сдвига наблюдаются разрывы покрытия

Открытые пучины

Взбугривание покрытия с сеткой трещин. Сопровождается выдавливанием грунта на поверхность покрытия в момент проезда под колесом автомобиля

Результаты обследования заносят в специальную ведомость:

№ п/п

Вид основного прочностного дефекта на километровом участке покрытия

Границы участков по видам основных дефектов покрытия

начало (км + м)

конец (км + м)

2.3. Подготовка к детальному обследованию

2.3.1. Подготовку к детальному обследованию начинают непосредственно после выявления участков с неудовлетворительной ровностью или высокой степенью деформированности дорожного покрытия.

2.3.2. При подготовке к детальному обследованию анализируют:

- проектную и исполнительную документацию;

- мероприятия по содержанию и ремонту дороги (паспорт, акты приемки работ, журналы производства ремонтных работ и т.д.);

- данные учета состава и интенсивности движения автомобилей за весь период эксплуатации, предшествующей обследованию (сводные ведомости по учету движения);

- результаты ранее проведенных обследований (отчеты по оценке прочности дорожной одежды, «дефектные ведомости», отчеты о весенних и осенних осмотрах дороги и т.д.).

2.3.3. Данные анализа технической документации и «дефектных ведомостей» используют для назначения характерных участков, требующих детальных обследований.

2.3.4. За характерный принимают участок, отличающийся от соседних хотя бы одним из следующих показателей: конструкцией дорожной одежды, грунтом земляного полотна и типом его поперечного профиля, типом местности по условиям увлажнения, технологией устройства одежды и характеристиками применявшихся при этом материалов, интенсивностью движения, приведенной к интенсивности движения расчетного автомобиля, состоянием покрытия по видам дефектов.

2.3.5. Нахождение границ характерных участков производят с помощью сводной ведомости (рис. 2.2). При этом необходимо, чтобы длина характерного участка была не менее 500 м.

2.3.6. При определении границ характерных участков смежные участки могут быть объединены при прочих равных условиях, если:

- расчетные (проектные) модули упругости дорожных конструкций отличаются не более чем на 5 %;

- требуемые модули упругости конструкций, определенные по фактическим интенсивностям расчетного движения при соблюдении первого условия, отличаются между собой не более чем на 5 %.

2.3.7. После определения границ характерных участков осуществляют проверку соответствия характерных участков требованиям СНиП 2.05.02-85 по возвышению поверхности покрытия над уровнем поверхности земли. Расстояние между поперечниками назначают визуально в зависимости от фактического рельефа местности, высоты насыпи и состояния боковых канав по глубине.

2.3.8. Если требования СНиП 2.05.02-85 соблюдены, переходят к детальному обследованию дорожной конструкции с целью оценки ее прочности. При несоблюдении требований СНиП 2.05.02-85 сначала осуществляют устройство или углубление боковых канав и только через 1 - 1,5 месяца после этих работ приступают к полевым испытаниям дорожной одежды. Такой перерыв необходим для перераспределения и стабилизации влажности грунтов земляного полотна. В отдельных случаях, при соответствующем обосновании, испытания дорожных одежд могут проводиться до выполнения мероприятий по обеспечению водоотвода.


Рис. 2.2. Пример сводной ведомости результатов визуальной оценки состояния дороги и анализа данных, взятых из технической документации, для назначения характерных участков.

АБМЗ - асфальтобетон мелкозернистый; ЧЩ - черный щебень.

Расположение контрольной точки уточняется в процессе проведения полевых испытаний


2.4. Испытание дорожных одежд нагрузкой (детальное обследование)

2.4.1. При детальном обследовании выполняют полевые испытания дорожных конструкций нагрузкой, включающие линейные испытания характерных участков дороги и испытания на контрольных точках для приведения разновременных результатов линейных испытаний к сопоставимому виду.

2.4.2. Полевые испытания проводят после проведения работ в соответствии с разделом 2.3. При этом используют одну из возможных последовательностей работ в зависимости от времени испытания конструкций и состояния дорожных покрытий:

- полевые испытания дорожной одежды в расчетный период года;

- полевые испытания дорожной одежды в нерасчетный период года;

- упрощённые полевые испытания.

На обследуемом участке дороги, не имеющем разделительной полосы, испытания проводят по одной стороне дороги, имеющей наибольшую степень деформирования поверхности покрытия (rф). На участках автомобильных дорог, имеющих разделительную полосу, испытания проводят как в прямом, так и в обратном направлениях.

2.4.3. Полевые испытания следует начинать с испытания дорожных конструкций на контрольных точках. На каждом характерном участке (см. пп. 2.3.4.) выбирают одну контрольную точку в зоне развития на покрытии прочностных дефектов, характерных для рассматриваемого участка дороги (см. пп. 2.2.2.). Если в пределах характерного участка не имеется явно выраженных трещин, то контрольную точку выбирают в зоне минимальных высот насыпи. Контрольные точки следует располагать на ближайшей к кромке покрытия полосе наката.

Местоположение контрольной точки должно быть уточнено в ходе проведения линейных испытаний после статистической обработки полученных результатов. Её располагают в том месте характерного участка, где фактический прогиб дорожной конструкции соответствует допускаемому проценту деформированной поверхности покрытия. Месторасположение контрольной точки должно быть отмечено на покрытии яркой водостойкой краской в виде прямоугольника размером 10 - 20 см, вытянутого продольном направлении. Координаты привязки указывают в сводной ведомости (см. рис. 2.2). В знаменателе записывают расстояние от контрольной точки до ближайшей кромки покрытия.

2.4.4. Контрольные испытания осуществляют методом статического нагружения колесом автомобиля. Для испытаний применяют грузовой двухосный автомобиль, у которого нагрузка на заднее колесо находится в пределах 30 - 50 кН с нормативным давлением воздуха в шинах (в соответствии с «Правилами эксплуатации автомобильных шин»). Шины задних колес автомобиля должны иметь дорожный или универсальный тип рисунка протектора (в соответствии с ГОСТ 22374-77 «Шины пневматические. Конструкция. Термины и определения») с износом, не превышающим допустимые нормы (остаточная высота рисунка протектора должна быть более 1 мм).

При испытании дорожных конструкций автомобилем, весовые параметры которого отличаются от параметров расчетной нагрузки (прил. 1), полученные результаты уточняют по формуле

                                                     (2.3)

где ЕА - модуль упругости дорожной конструкции при воздействии расчетной нагрузки, МПа;

QK - нагрузка на колесо используемого автомобиля, кН;

l - величина измеренного обратимого прогиба, см.

Нагрузку на колесо проверяют с помощью переносных весов, обеспечивающих точность взвешивания до 0,5 кН. В случае отсутствия переносных весов можно определить нагрузку на колесо автомобиля взвешиванием на стационарных автомобильных весах. При этом автомобиль заезжает на платформу только задней осью. Искомую нагрузку определяют делением получаемого результата пополам.

Для измерения обратимых прогибов используют длинно-базовые рычажные прогибомеры (например, модели КП-204), обеспечивающие измерение прогибов с точностью не менее ±0,02 мм.

2.4.5. Линейные испытания дорожных одежд проводят методами статического или кратковременного нагружения.

При использовании высокопроизводительного метода кратковременного нагружения применяют установки динамического нагружения (например, УДН-НК, Дина-3М), обеспечивающие время действия нагрузки на дорожную одежду t ³ 0,02 с и погрешность измерения прогибов не более 5 %.

Состав и оснащение бригады для проведения испытаний приведены в приложении 2.

2.4.6. При одновременном использовании методов статического и кратковременного нагружения результаты линейных испытаний приводят к сопоставимому виду по формуле

lф = Х1×lд + Х2,                                                        (2.4)

где X1 и X2 - эмпирические коэффициенты регрессионной зависимости (табл. 2.2.);

lф - фактический прогиб конструкции (прил. 3) на характерном участке, соответствующий допустимому проценту деформированной поверхности покрытия (расчетной надежности дорожной одежды), при статическом нагружении расчетной нагрузкой (прил. 1), см;

lд - то же, при испытаниях установкой кратковременного нагружения, см.

Для дорожных конструкций с асфальтобетонным покрытием толщиной 5 - 20 см, устроенным на щебеночном основании толщиной 15 - 40 см, с подстилающим песчаным слоем толщиной до 50 см, уложенным на земляное полотно из песчаного, супесчаного или суглинистого грунта во II - III дорожно-климатических зонах коэффициенты X1 и X2 назначают по таблице 2.2.:

Таблица 2.2

 

X1

X2

Для расчётного периода

0,26

1,12

Для нерасчётного периода

0,085

1,6

На характерных участках обследуемых дорог, имеющих другие дорожные конструкции, для определения значений X1 и X2 проводят сопоставительные испытания. Эти испытания проводят последовательно методами статического и кратковременного нагружения на характерных участках обследуемой дороги (длиной не менее 500 м каждый), различающихся конструкцией дорожной одежды. На каждом характерном участке испытывают не менее 30 равномерно расположенных вдоль дороги точек обоими методами. По значениям фактических прогибов () на характерных участках (прил. 3) строят график регрессионной зависимости между статическими и динамическими прогибами для определения новых значений X1 и X2 (см. табл. 2.2).

2.4.7. Линейные испытания проводят равномерно по полосе наката (1,0 - 1,5 м от кромки покрытия) на каждом характерном участке длиной не более 1 км в объеме:

Таблица 2.3.

Количество измерений

Расчетный уровень надежности дорожной одежды

28

0,95

20

0,85 - 0,94

12

0,75 - 0,84

10

0,5 - 0,74

Допускается при проведении испытаний характерных участков длиной 1 < L £ 3 км проводить испытания 30 равномерно расположенных точек на 600-метровом отрезке, находящемся в любом месте характерного участка.

Если расчетный уровень надежности обследуемой дорожной одежды не известен, то на каждом характерном участке проводят 30 испытаний. Точки испытаний, попадающие в зоны пучинообразования, выносят за пределы этих зон. Места развития пучин обследуют отдельно.

2.4.8. При выполнении полевых работ необходимо строго соблюдать правила техники безопасности (приложение 2).

2.5. Полевые испытания дорожной одежды в расчетный период года

2.5.1. Испытание дорожной одежды на контрольных точках (контрольные испытания) начинают за 7 - 10 дней до начала срока ограничения движения в районе обследуемой дороги и продолжают в течение всего периода наибольшего ослабления дорожной конструкции.

2.5.2. Продолжительность расчетного периода в сутках (Т*) в районах с сезонным промерзанием грунта земляного полотна (I - III ДКЗ) определяют

T* = h0/a,                                                                 (2.5)

где h0 - глубина промерзания грунта земляного полотна, см;

a - среднесуточная скорость оттаивания, равная от 1 до 3 см/сут, рассчитываемая по скорости опускания нулевой изотермы, приведенной в климатических справочниках.

2.5.3. На каждой контрольной точке проводят по одному испытанию через день в период с 1400 до 1700. В процессе испытаний на контрольных точках следует строго следить за установкой колеса автомобиля в пределах прямоугольника, отмеченного краской на покрытии (см. п. 2.4.3). Общая продолжительность испытаний на каждой контрольной точке должна составлять не менее 30 - 35 дней.

2.5.4. Для приведения результатов испытаний к расчетному году параллельно с испытанием контрольных точек определяют влажность грунта земляного полотна. Для этого вскрывают шурфы на обочине, непосредственно вблизи контрольных точек, и периодически (один раз в 3 - 5 дней), отбирают пробы грунта из-под проезжей части для определения относительной влажности грунта активной зоны земляного полотна в соответствии с ГОСТ 5180-84.

2.5.5. Линейные испытания в расчетный период года начинают после того, как по результатам испытаний на контрольных точках будет видна тенденция снижения их прочности во времени (увеличение прогиба под нагрузкой). При этом независимо от начала линейных испытаний следует в прежнем режиме проводить испытания на контрольных точках до тех пор, пока величина прогиба дорожной конструкции не стабилизируется у минимальных значений. Линейные испытания должны быть закончены раньше, чем испытания на контрольных точках.

2.6. Полевые испытания дорожной одежды в нерасчетный период года

2.6.1. В нерасчетные периоды года на каждой контрольной точке проводят одноразовое испытание дорожной конструкции с одновременным измерением температуры покрытия и определением влажности грунта земляного полотна (в соответствии с ГОСТ 5180-84) непосредственно под дорожной одеждой в шурфе, отрытом на ближайшей обочине напротив контрольной точки.

2.6.2. Время между линейными испытаниями и испытаниями на контрольной точке не должно превышать двух часов. Кроме того, для каждой конструкции дорожной одежды одну из назначенных контрольных точек испытывают в течение одного дня через каждые два часа (с 8.00 до 17.00) с одновременным измерением температуры покрытия. Измерения следует проводить только при отсутствии осадков.

2.6.3. Полевые испытания методом нагружения колесом автомобиля проводят при температуре асфальтобетонного покрытия не выше 50 °С.

2.7. Упрощённые полевые испытания

2.7.1. Упрощённые полевые испытания проводят при четко различимых дефектах дорожного покрытия, характеризующих предельное состояние нежёсткой дорожной одежды (см. пп. 1.6.), с целью получения распределения прогибов дорожной одежды под нагрузкой на характерных участках обследуемой автомобильной дороги.

2.7.2. Линейные испытания выполняют в полном объеме. Контрольные испытания выполняют с целью приведения разновременных результатов линейных испытаний к сопоставимому виду. Линейные и контрольные испытания начинают и заканчивают одновременно.

3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Обработка результатов испытаний, проведенных в расчетный период года

3.1.1. Результаты разновременных линейных испытаний корректируют путём приведения их к сопоставимому виду. Такую корректировку осуществляют с помощью графика изменения прогиба конструкции во времени (график «прогиб - время»), построенного по результатам ежедневных измерений прогиба на контрольных точках (прил. 4).

3.1.2. Для объективной оценки состояния дорожных конструкций в условиях непрерывного изменения их прочности во времени, а следовательно, и неодинакового воздействия транспортных средств на дорогу, корректировку получаемых при испытаниях результатов осуществляют путем их приведения к состоянию конструкции, наиболее характерному, типичному для всего расчетного периода. Типичное состояние конструкции, характеризуемое модулем упругости (Еср), определяют с учетом длительности различных состояний в расчетный период года:

                                         (3.1)

                                                      (3.2)

где А и В - эмпирические коэффициенты, зависящие от типов покрытия, расчетной нагрузки, а также грунтово-гидрологических и погодно-климатических факторов (см. п. 4.2);

m - количество расчетных состояний дорожной конструкции в расчетный период года;

tEi - продолжительность состояния дорожной конструкции с модулем (Еi) в расчетный период (определяют по графику «прогиб - время»), сут;

Ei - модуль упругости дорожной конструкции на контрольной точке в рассматриваемый момент времени, МПа.

Например, на рис. 3.1 для состояния дорожной конструкции, характеризуемого модулем упругости Е1, имеем: tEi = t1 + t2.

Рис. 3.1. Пример зависимости «прогиб-время» для приведения результатов линейных испытаний к сопоставимому виду:

1 - изменение состояния дорожной конструкции во времени на контрольной точке; 2 - предельное состояние дорожной конструкции, при котором воздействие автомобилей еще существенно; Е1, Е2 и т.д. - модули упругости при различных расчетных состояниях дорожной конструкции

Модули упругости (Еi) рассчитывают по величинам прогибов (lKi), измеренных на контрольной точке в соответствии с (2.3):

                                                          (3.3)

3.1.3. Для определения величины (Еср) по формуле (3.1) необходимо знать границы расчетного периода (Тр). Эти границы1 определены условием

Eт = Eтр + B´lg(0,2´Nф),                                                  (3.4)

1 При отсутствии необходимых данных среднее значение расчётного периода (Тр) для II и III дорожно-климатических зон допускается принимать равным 25 суткам.

где Ет - максимальный модуль упругости дорожной конструкции, при котором еще требуется учет воздействия фактического движения на дороге, МПа (см. рис. 3.1);

Етр - требуемый по условиям движения модуль упругости дорожной конструкции, определяемый с использованием формул, учитывающих снижение несущей способности конструкций во времени, МПа (см. раздел 4.2);

Nф - приведенная к расчетной нагрузке фактическая интенсивность движения на полосу на момент проведения полевых испытаний, авт./сут:

                                                     (3.5)

где N - интенсивность движения транспортного потока на полосу в момент испытания дорожной конструкции, авт./сут (рассчитывают по прил. 5);

w - количество типов автомобилей в транспортном потоке;

aj - коэффициент приведения рассматриваемого типа автомобиля к расчетной нагрузке (см. прил. 1);

Рj - доля j-го типа автомобиля в составе транспортного потока (по данным учета движения на дороге).

В случаях, когда нет раздельного учета движения по отдельным полосам, интенсивность движения на полосу определяют по формуле

N = N*×fn,                                                             (3.6)

где N* - суммарная интенсивность движения транспортного потока на дороге, авт./сут (определяют по прил. 5);

fn - коэффициент, учитывающий количество полос движения на обследуемой дороге (определяют по табл. 3.1).

'>

Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: