•	‘ I - *-.? V.
Г '•. •
I
I
правочни
ПЛ 3. И. ЗАВОРИИКИИ
проектированию
дорожнЫх
одеЖд
IД
К *
I
L
I ',  ь
I
1 i /	ь.
1 "• •? ' '
L- V
г !•' и Г * •. г; ?1 ?1 <. •><
| ?  -.;и V
в. Ч 1  4 1	,
1 , .’ . ''3	>3
1	..	•л4’’'' ' <	* ’ !Л
4
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Основные сведения по проектированию дорожных одежд.................... 4
Классификация дорожных одежд ......................................... 4
Дорожно-климатическое районирование СССР................................II
Расчетные характеристики грунтов и материалов слоев дорожных одежд 12
Проектирование нежестких дорожных одежд ...........................
„ ,	26
Особенности конструирования дорожных одежд.........................
Основные положения расчета нежестких дорожных одежд ....	28
Расчетные нагрузки и интенсивность движения .	.	...	.	.	.	31
Расчет дорожной одежды по упругому прогибу ...........................38
Расчет дорожной одежды по сдвигу в подстилающем грунте и слабосвяз-
ных материалах конструктивных слоев...................................42
Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе......................48
Расчет асфальтобетонных слоев по сдвигу...............................50
Обеспечение морозоустойчивости дорожной одежды .......................51
Примеры расчета.......................................................62
Расчет нежесткой дорожной одежды (новое строительство) .	.	62
Расчет усиления существующей дорожной одежды (реконструкция) 66
Расчет асфальтобетона по сдвигу ................................69
Расчет дорожной одежды на морозоустойчивость....................69
Проектирование жестких дорожных одежд.................................70
Монолитные цементобетонные покрытия ..................................71
Монолитные цементобетонные покрытия на усиленном основании .	.	79
Дорожная одежда из сборных армированных цементобетонных плит .	.	81
Сборные плиты из предварительно напряженного железобетона ...	86
Расчет толщины основания под жесткую дорожную одежду ....	91
Проектирование комбинированных дорожных одежд.........................92
Технико-экономическое сравнение вариантов дорожной одежды	.	98
Список литературы.............................................. . .	105
Заворицкий В И.
3—13 Справочник по проектированию дорожных одежд.— К.:
Буд1вельник, 1983.— 104 с., ил.— Библиогр.: 25 назв.
Справочник содержит основные сведения по конструированию и расчету нежест-
ких и жестких дорожных одежд, данные о физико-механических свойствах грунтов
и строительных материалов, применяемых в дорожных одеждах, а также технико-
экопомпчсскос обоснование применения эффективных конструкций. Даны примеры
расчета конструкций дорожных одежд Нормативные материалы приведены по со-
< шяншо на I января 1982 г Рассчитан па пнжспсрно-тскппческих работников про-
екигых н дорожное 1 point льны х opi эпп ыцпн
М20.Ц04) 83
В. И. ЗАВОРИЦКИЙ, канд. техн, наук
справочник
по
проектированию
дорожнЫх
одеЖд
Ч )
&
Киев «Буд1вельник» 1983
39.311я2
3—13
УДК 625.72
Справочник по проектированию дорожных одежд / Заворицкий В. И. — Киев:
Буд1вельиик, 1983.— 104 с.
Справочник содержит основные сведения по конструированию и расчету не-
жестких и жестких дорожных одежд, данные о физико-мехаиических свойствах
грунтов и строительных материалов, применяемых в дорожных одеждах, а также
технико-экономическое обоснование применения эффективных конструкций. Даны
примеры расчета конструкций дорожных одежд.
Нормативные материалы приведены по состоянию па 1 января 1983 г.
Справочник рассчитан на инженерно-технических работников проектных и до-
рожно-строительных организаций.
Табл. 62. Ил. 39. Библиогр.: 25 пазв.
Рецензенты: инж. В. М. Николаев, канд. техн, наук Б. С. Радовский
Редакция литературы по специальным и монтажным работам в строительстве
Зав. редакцией 3. Н. Конеева
Владимир Иосифович Заворицкий, канд. техн, наук
СПРАВОЧНИК
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Редактор Л. И. Шитова
Обложка художника И. О. Царапкина
Художественный редактор О. Д. Васильева, А. А. Стеценко
Технический редактор О. Г. Шульженко
Корректор Т. С. Алексютович
Информ, бланк № 2010
Сдано в набор 01.03.82. Подп. в печ. 05.01.83. БФ 03607. Формат 60X90’/i6. Бум. газетная. Гарн.
лит. Печ. выс. Усл. печ. л. 6,5- Усл. кр.-отт. 7. Уч.-изд. л. 8,78. Тираж 7000 экз. Изд. № 108.
Заказ № 2—1513. Цена 55 к.
Издательство «Буд1вельник», 252053 Киев-53, Обсерваторная, 25.
Киевская фабрика печатной рекламы им. XXVI съезда КПСС, 252067, Киев-67, Выборгская, 84.
л 3603020000—068
3---—-------------54.83
М203(04)—83
© Издательство «Буд1всльнпк», 1983
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на
1981—1985 годы и на период до 1990 года, а также в постановлении ЦК КПСС
и Совета Министров СССР «О мерах по улучшению строительства, ремонта и со-
держания автомобильных дорог в стране» (1980 г.) предусмотрено дальнейшее
совершенствование сети магистральных автомобильных дорог общегосударствен-
ного и республиканского значения, развитие местной сети дорог в сельскохозяй-
ственных районах.
На автомобильный транспорт возлагается обеспечение большинства видов
перевозок внутри населенных пунктов, а также между ними.
Десятая пятилетка развития народного хозяйства СССР ознаменована не-
бывалым ростом автомобилизации страны. Быстрыми темпами растет парк легко-
вых автомобилей, увеличиваются перевозки грузов автомобилями большой гру-
зоподъемности и автопоездами, все более широкое распространение получают
междугородные автобусные сообщения, а также автотуризм.
Автомобильный транспорт становится наиболее массовым видом транспорта,
значительно превосходящим по объемам перевозок грузов и пассажиров все дру-
гие виды транспорта страны вместе взятые.
Непрерывный рост интенсивности движения на дорогах, увеличение объема
грузовых и пассажирских перевозок, повышение грузоподъемности и скоростных
качеств автомобильного транспорта предъявляют все большие требования к до-
рожной конструкции — земляному полотну и дорожной одежде. Стоимость до-
рожной одежды часто достигает 50—60% общих затрат на строительство авто-
мобильной дороги. От типа дорожного покрытия существенно зависят транспорт-
но-эксплуатационные показатели дороги: себестоимость перевозок, скорость и
безопасность движения, межремонтные сроки и работоспособность дороги.
На хорошо спроектированной и правильно построенной дороге с твердым и
ровным покрытием автомобиль может развить большую скорость и перевозить
груз, соответствующий его максимальной грузоподъемности. Таким образом, чем
лучше техническое состояние автомобильных дорог, чем лучше дорожная одежда,
тем полнее и экономичнее используется автомобильный транспорт.
Прочность и долговечность автомобильных дорог зависит от степени совер-
шенства методов проектирования дорожных одежд, качества материалов и из-
делий, применяемых для строительства и ремонта дорог, соответствия принятой
конструкции дороги условиям движения транспорта, наличия организованного
водоотвода, своевременного и правильного ремонта и содержания дорог.
В отечественной практике дорожного строительства накоплен большой опыт
проектирования нежестких и жестких дорожных одежд. В результате многолет-
них исследований научных коллективов Союздориии, Госдорппп, МАДИ, КАДИ,
ХАДИ получили дальнейшее развитие и усовершенствование методы расчета до-
рожных одежд. Они легки в основу проекта новой Инструкции по проектирова-
нию дорожных одежд нежесткого типа, а также отражены в другой специаль-
ной литературе.
3
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
КЛАССИФИКАЦИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Современные дорожные одежды по способности воспринимать растягивающие
напряжения и накапливать пластические деформации, возникающие от действия
нагрузок, делятся на жесткие и нежесткие.
К жестким относятся дорожные одежды, у которых один пли несколько сло-
ев из бетона обладают сопротивлением изгибу и модулем упругости, практически
не зависящими от температуры, влажности, скорости нагружения и малопзмепя
ющимися в течение всего срока службы одежды. К ним относятся дорожные
одежды с цементобетонными покрытиями и основаниями.
Нежесткими дорожными одеждами считаются слоистые конструкции, мате-
риал которых характеризуется модулем упругости и предельными сопротивления-
ми растяжению при изгибе пли параметрами сопротивления сдвигу, существенно
зависящими от температуры и влажности, режима нагружения. К ним относятся
также одежды со слоями основания, в которых допускается образование тре-
щин, с покрытиями, не способными оказывать достаточного сопротивления растя-
жению при изгибе.
Методы расчета жестких и нежестких дорожных одежд значительно сближа-
ются. В частности, установлено, что и те и другие одежды, кроме низших типов,
должны работать в упругой стадии. Одним из основных механических показа-
телен конструктивных слоев являются их модули упругости. Учитывают способ-
ность связных слоев (цементобетон, асфальтобетон и др.) той пли другой одежды
работать па изгиб, а слоев из несвязных материалов и подстилающих грунтов
воспринимать сдвигающие напряжения
В связи с необходимостью обеспечения температурной трещиностойкостп в
жестких слоях обычно устраивают деформационные швы. Поэтому жесткие до
рожиые одежды представляют собой упругие плиты конечных размеров, опира-
ющиеся на деформируемое основание. Для таких конструкций является наиболее
опасным расположение колесной нагрузки пад стыком плит либо в углу плиты.
При расчете нежестких дорожных одежд обычно рассматривают конструкцию
бесконечных размеров в плане (по сравнению с размерами отпечатка колеса ав-
томобиля). Поэтому расчетные схемы для нежестких и жестких дорожных одежд
различны.
Цементобетонные покрытия необходимо применять при тяжелом интенсивном
движении. Эти покрытия обладают большой прочностью и жесткостью, не накап-
ливают пластические деформации. Механические свойства таких покрытий при
колебаниях температуры и влажности не изменяются, в отличие от асфальтобе-
тонных, которые при низких температурах становятся более хрупкими, а в жар-
кую погоду значительно уменьшают свою прочность и жесткость. Цемептобетонные
покрытия отличаются большим сопротивлением износу (0,1—1 мм в год) и малым
сопротивлением качению колеса (0,010—0,015). Работоспособность цементобетоп-
иых покрытий достигает 30 млн. проходов автомобилей средней грузоподъем-
ности.
Опыт эксплуатации цементобетопных покрытий показал, что несмотря иа вы-
сокую прочность бетонных плит, под них необходимо проектировать прочные ос-
нования. При укладке плит на тонкую песчаную прослойку или непосредственно
на грунт с течением времени накапливаются в грунтовом основании остаточные
деформации. Образующиеся полости уменьшают контакт плиты с грунтом, вслед-
ствие чего в плитах появляются трещины. Строительство цементобетониых по-
крытий может быть полностью механизированным.
4
Покрытия из сборных железобетонных плит отличаются также высокой проч-
ностью, обеспечивают большую интенсивность движения. Изготавливаемые инду-
стриально плиты могут укладываться круглый год. Освовпым недостатком таких
покрытий является трудность в обеспечении необходимой ровности, что снижает
скорость движения автомобилей и комфортабельность езды. В связи с этим сбор-
ные конструкции применяют чаще в городских условиях, на подъездных путях
и лесовозных дорогах.
Транспортно-эксплуатационные качества дорожных одежд, в первую очередь,
определяются типом устраиваемого покрытия. Дорожные покрытия в зависи-
мости от степени капитальных вложений, допускаемой интенсивности движения
и обеспечиваемых удобств подразделяются на усовершенствованные капиталь-
ные, усовершенствованные облегченные, переходные и низшие.
Нежесткие дорожные одежды устраивают из различных видов асфальто- и
дегтебетонов, других смесей с вяжущими, из каменных материалов, побочных
продуктов промышленности пли грунтов, укрепленных минеральными пли комп-
лексными вяжущими (малыми дозами), а также нз каменных материалов без
обработки их вяжущими и др.
Нежесткая дорожная одежда представляет собой многослойную конструк-
цию, в которой различают следующие элементы: покрытие, основание, дополни-
тельные слои основания, грунт земляного полотна (подстилающий грунт).
Покрытие — верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая усилия от
колес автомобилей и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосфер-
ных факторов. Покрытие должно быть плотным, прочным, ровным, шероховатым,
противостоять пластическим деформациям при высоких положительных темпе-
ратурах, быть трещиностойким и хорошо сопротивляться износу — оно должно
обеспечивать необходимые эксплуатационные качества проезжей части (в покры-
тие входят также слои износа, шероховатые слои, защитные слои).
Основание — несущая прочная часть одежды, обеспечивающая совместно с
покрытием перераспределение и снижение давления па расположенные ниже
дополнительные слон пли грунт земляного полотна (подстилающий грунт). Слои
основания, непосредственно подстилающие усовершенствованное покрытие, долж-
ны быть преимущественно монолитными, сдвигоустойчивыми и достаточно хоро-
шо сопротивляться растягивающим напряжениям при изгибе. Нижние слон осно-
вания устраивают из менее прочных, но достаточно морозе- и водостойких
материалов.
Дополнительные слои основания — слои, которые устраивают между основа-
нием и подстилающим грунтом на участках с неблагоприятными погодно-клима-
тическими и груитово-гидрологическими условиями. Эти слои совместно с покры-
тием и основанием должны обеспечивать наряду с прочностью необходимые мо-
розоустойчивость и дренирование конструкции и создать условия для снижения
толщины слоев из наиболее дорогостоящих материалов. В соответствии с основ-
ной функцией, которую выполняет дополнительный слой, его называют морозо-
защитным, теплоизолирующим, дренирующим; к дополнительным слоям и про-
слойкам относятся также гидро- и паропзолирующие, капилляропрерывающие,
протпвозаплпвающие и др. Дополнительные слои устраивают из песка и других
местных материалов в естественном состоянии или укрепленных органическими,
минеральными или комплексными вяжущими веществами, местных грунтов, в том
числе пучинистых, обработанных вяжущими материалами, из укрепленных смесей
с добавками пористых заполнителей.
Грунт земляного полотна (подстилающий грунт) — тщательно уплотненные и
спланированные верхние слон земляного полотна, отвечающие требованиям
СНиП, на которые укладывают слои дорожной одежды. На подстилающий грунт
передается и распределяется все давление от транспортных средств и на него
существенно воздействуют изменчивые природные факторы, поэтому он является
весьма ответственным элементом конструкции. Дорожная одежда и земляное по-
лотно составляют дорожную конструкцию. Классификация нежестких дорожных
одежд 11 покрытий приведены в табл. 1.
Усовершенствованные покрытия устраивают преимущественно индустриаль-
ным методом. Смеси приготавливаются в специальных установках и укладывают-
ся механизмами, обеспечивающими высокое качество работ независимо от погод-
ных условий. Капитальные и средние ремонты одежд с такими покрытиями про-
Таблица 1. Классификация нежестких дорожных одежд и покрытий [7]
Дорожные одежды	Тип покрытия	Материал покрытия и способ укладки	Применение
Капитальные	Усовершен- ствованный	Плотный асфельтобетои I марки по ГОСТу, укла- дываемый в горячем со- стоянии, а для районов I дорожно-климатической зоны — преимущественно в теплом состоянии	На дорогах I—III катего- рий, на городских ско- ростных дорогах и маги- стральных улицах обще- городского п районного значения на основных внутризаводских дорогах крупных промышленных предприятий
		То же, II марки	На дорогах III, IVn ка- тегорий и городских до- рогах местного значения при соответствующем экономическом обоснова- нии
		Мостовые из брусчатки и мозаики ,на бетонном пли каменном основании	По эстетическим сообра- жениям на городских до- рогах всех категорий и площадях при необходи- мости пропуска гусенич- ных транспортных средств
Облегченные	То же	Плотный асфальтобетон II и III марок, укладыва- емый как в горячем, так и в теплом состоянии	На дорогах III, IVn ка- тегорий и городских до- рогах местного значения, иа внутризаводских до- рогах
		То же, IV марки	На дорогах IV катего- рии
		Холодный асфальтобетон	На дорогах HI, IV н IVn категорий
		Плотный дегтебетон	То же (кроме городских дорог)
		Покрытия, устраиваемые из каменных материалов методом пропитки, полу- пропитки и смешения па дороге; черный щебень, уложенный по способу заклинки; каменные ма- териалы, обработанные битумными эмульсиями, эмульсией с цементом; поверхностная обработка	На дорогах III, IV, IVn категорий и па первой стадии двухстадийпого строительства дорог II, IIIn категорий
6
Продолжение табл.
Дорожные одежды	Тип покрытия	Материал покрытия и спо- соб укладки	Применение
Переходные	Переходный	Мостовые из булыжного и колотого камня; покры- тия из щебия и гравия и прочих пород, устроенные по способу заклинки; по- крытия из грунтов и ма- лопрочиых каменных ма- териалов, укрепленных вяжущими	На дорогах IV, V кате- горий и иа первой стадии двухстадийиого строи- тельства дорог III кате- гории
Низшие	Низший	Покрытие из щебеиочно- (гравийно)-песчаных сме- сей; из малопрочиых ка- менных материалов и шлаков; из грунтов, ук- репленных или улучшен- ных различными местны- ми материалами; покры- тия, устраиваемые с при- менением дерева и др.	Дороги V категории
Iкатегория
категория
Конструкции дорожных одежд
Рис. 1. Поперечные профили земляного полотна и конструкций одежд дорог I,
II категорий с усовершенствованным капитальным покрытием для II, III до-
рожно-климатических зон (а) н IV, V зон (б):
/-средне- или мелкозернистый асфальтобетон 1—II марок; 2 — крупнозернистый по-
ристый асфальтобетон или дегтебетон; 3— щебень с расклинкой; 4— щебень, обрабо-
танный органическим вяжущим в установке; 5 — щебень, укрепленный цементом; 6 —
гравийная смесь с добавками дробленого щебня; 7 — песок, гравий, шлак (дополнитель-
ный слой основания); 8— тощий цементобетон; 9— грунт и материалы, укрепленные
комплексным вяжущим или активной золой-уиоса; 10 — грунт, укрепленный неоргани-
ческим вяжущим; // — грунт повышенной плотности; 12— гравий, укрепленный цемен-
том; 13— гравий, укрепленный малыми дозами цемента, или грунт, обработанный жидким
органическим вяжущим; 14 — пенопласт; 15 — конструктивный теплоизолирующий слой
из цементогрунта с легким заполнителем (керамзит, перлит, полистирол и др.).
7
изводят путем укладки нового слоя усовершенствованного покрытия (кроме го-
родских дорог, где капитальный ремонт производится, как правило, после снятия
старого асфальтобетонного покрытия).
Переходные покрытия устраивают по более простой технологии. Такие по-
крытия и подстилающие их верхние слон основания целесообразно использовать
в качестве верхнего слоя основания прн переходе в перспективе к конструкции с
усовершенствованным покрытием.
Низшие покрытия устраивают из малопрочпых материалов и грунтов. Такие
покрытия из-за пониженного качества применяемых материалов в дальнейшем при
усилении одежды пли реконструкции дороги не могут быть использованы в верх-
них слоях основания под повое переходное и тем более усовершенствованное по-
крытие.
Капитальную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием проекти-
руют с таким расчетом, чтобы под действием движения пи в одном из ее слоев и
подстилающем грунте не возникло остаточных деформаций, и, кроме того, чтобы
воздействие природных факторов не приводило к недопустимым изменениям в ее
элементах. Только при этом могут быть гарантированы работа всей дорожной
Конструкции дорожных одежд

Рис. 2. Поперечные профили земляного полотна и конструкций одежд дорог
III категории с усовершенствованным облегченным покрытием для II, III до-
рожно-климатических зон (а) п IV, V зон (б):
1—асфальтобетон средне- или мелкозернистый III — IV марок; 2— крупнозернистый
асфальтобетон или фракционный щебень (гравий), обработанный битумом; 3 — подоб-
ранная щебеночная (гравийная) смесь, щебень с расклинкой; 4 — песок, гравий, шлак;
5 — грунт повышенной плотности; 6 — щебень, обработанный органическим вяжущим в
установке; 7—грунт, укрепленный неорганическими вяжущими; 8 — грунт или материал,
обработанный комплексными вяжущими; 9— малопрочный материал, обработанный ор-
ганическим вяжущим (II класс прочности); 10— грунт или малопрочный каменный ма-
териал, обработанный органическим вяжущим (III класс прочности).
8
конструкции в стадии обратимых (упругих) деформаций и сохранение высоких
эксплуатационных качеств, обеспечивающих возможность движения с большими
скоростями в течение длительного периода между капитальными ремонтами.
Облегченную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием, эксплуа-
тационные требования к которому достаточно высоки, рассчитывают также па
работу без накопления остаточных деформаций, но на менее продолжительный
срок между капитальными ремонтами. Это позволяет принять меньший запас
прочности и облегчить конструкцию.
Переходные дорожные одежды с покрытиями, периодическое выравнивание
которых не сопряжено со значительными затратами (гравийные и подобные им
покрытия), следует проектировать, допуская некоторое накопление остаточных
деформаций под действием движения.
Дорожная конструкция должна быть не только прочной и падежной в экс-
плуатации, но и экономичной и наименее матерпалоемкой по расходу дефицитных
материалов.
Типы дорожных одежд различного назначения приведены па рис. 1—3 и в
табл. 2.
Наст
WuV категории
!,0
2,0
f,7

выемка
Конструкции дорожных одежд

Рис. 3. Поперечные профили земляного полотна и конструкций одежд дорог IV —
V категорий с переходными типами покрытий для II, III (а) и IV, V (б) дорож-
но-климатических зон:
/ — поверхностная обработка; 2 — подобранные гравийные или песчаные смеси, укрепленные
портландцементом; 3— грунт повышенной плотности; 4 — песок, гравий, шлак; 5 — грунт,
укрепленный неорганическим или жидким органическим вяжущим; 6 —- щебень; 7 — гравий-
ная смесь; 8 — гравийная смесь из некондиционных материалов, укрепленная малыми доза-
ми цемента; 9— гравийно-песчаная смесь; 10— грунт с добавлением щебня.
9
Таблица 2. Основные типы нежестких дорожных одежд
Д сложное покрытие
Конструкция
дорожных одежд
Материал и толщина конструктив-
ного слоя, см
Дорожные одежды из щебня и прочных каменных пород
Асфальтобетонное па ще- беночном основании		1	— асфальтобетон 4—5; 2	— щебеночное основание 13— 18; 3	— песчаный слой 15—20
Из сборных железобетон-		1 — железобетонная плита 18—
ных плит		20; 2 — песчаный слой 15—20
Мозаичная пли брусчатая		/ — брусчатая или мозаичная
мостовая		мостовая 10—20; 2—песчаный слой 15—20
Мостовая из колотого	'ЧШ	1 — мостовая из колотого кам-
камня		ня 14—16; 2 — песчаный слой 15—20
Черное щебеночное	2 1	1	— поверхностная обработка 2—2,5; 2	— черный щебень 4; 3	- - необработанный щебень 13—18; 4	— песчаный слои 15—20
Дорожные одежды из местных малопрочных
материалов и укрепленных грунтов
Асфальтобетонное на це-
ментно-грунтовом основа-
нии
Цементно-грунтовое с по-
верхностной обработкой
Пшvмш> iрупкнкн' е по-
in р uni iiidA n6|ui6niкоп
К*


1 — асфальтобетон 4—5;
2 — грунт, обработанный цемен-
том 12—18
1	— поверхностная обработка
2—2,5;
2	— грунт, обработанный цемен-
том 12—18
1	— поверхностная обработка
2—2,5;
2	— грунт, обработанный биту-
мом 14—18
Продолжение табл. 2
Дорожное покрытие
Конструкция
дорожных одежд
Материал и толщина конструктив-
ного слоя, см
Асфальтобетонное па ос-
новании из гранитной дре-
свы
Из гранитной дресвы с
поверхностной обработ-
кой
Асфальтобетонное на ос-
новании из доменных
шлаков
Из доменных шлаков с
поверхностной обработ-
кой
Асфальтобетонное па ос-
новании из малопрочпых
известняков
Из малопрочпых извест-
няков с поверхностной
обработкой
Асфальтобетонное на це-
меитно-гравпйном осно-
вании
Из гравия, обработанного
цементом, с поверхност-
ной обработкой
1	— асфальтобетон 4—5,
2	— дресва, обработанная биту-
мом 4—5;
3	— необработанная дресва 16—
18
1	— поверхностная обработка
2—2,5;
2	— дресва, обработанная биту-
мом 4—5р
3	— необработанная дресва 16—
18
1	— асфальтобетон 4—5;
2	— основание из доменных
шлаков 14—16
1	— поверхностная обработка
2—2,5;
2	— покрытие из доменных шла-
ков 16—18
1	— асфальтобетон 4—5;
2	— малопрочпый известняк, об-
работанный битумом, 4—5;
3	— необработанный известняк
16—18
1	— поверхностная обработка
2—2,5;
2	— малопрочпый известняк, об-
работанный битумом 4—5;
3	— необработанный известняк
16—18
1	— асфальтобетон 4—5;
2	— гравий, обработанный це-
ментом, 12—18
1	— поверхностная обработка
2—2,5;
2	— гравий, обработанный це-
ментом, 12—18
ДОРОЖНО-КЛИМАТИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ СССР
Прочность и долговечность службы автомобильных дорог во многом зави-
сит от устойчивости системы «земляное полотно — дорожная одежда». Поэтому
при проектировании необходимо учитывать природные факторы, влияющие на
ее устойчивость: климатические, гидрологические и гидрогеологические. Наиболь-
шее влияние па водно-тепловой режим земляного полотна оказывает климат, оп-
ределяющий режим осадков и температуру.
11
Климатические условия оказывают большое влияние на выбор материалов
для покрытия проезжей части. В районах с неустойчивой зимой, при частых пере-
ходах температуры через ноль и с суровым континентальным климатом для по-
стройки покрытий проезжей части нужно выбирать более прочные, морозоустойчи-
вые породы камня.
В районах с жарким летом наблюдается размягчение покрытий, построенных
с применением органических вяжущих материалов, поэтому здесь следует ис-
пользовать более вязкие битумы, вводя их в меньшем количестве, чем в районах
с холодным климатом.
Районы с низкими температурами и незначительным снеговым покровом ха-
рактеризуются большой глубиной промерзания грунта. В этих случаях фупдамен
ты сооружений необходимо закладывать па большую глубину и принимать меры
по предупреждению образования пучин. В районах с продолжительной снежной и
морозной зимой обычны сильные метели и поземки, поэтому при проектировании
дорог в них необходимо предусматривать меры для облегчения борьбы со сне-
гом в процессе эксплуатации.
Для климатических условий характерна определенная закономерность па зем-
ной поверхности, поэтому можно районировать водно-тепловые условия проекти-
рования дорог и разработать методы и конструкции дорожного строительства
применительно к различным геофизическим (природным) районам.
Обеспечение устойчивости земляного полотна и дорожной одежды в зависи-
мости от постоянных геофизических условий представляет менее сложную задачу,
чем в условиях переменного водно-теплового режима. Поэтому с точки зрения
дорожно-климатического районирования выделяют пять зон: I — зона распро-
странения миоголетиемерзлых грунтов (вечная мерзлота); II — зона избыточного
увлажнения; III — зона перменпого увлажнения; IV — зона недостаточного ув-
лажнения; V—засушливая зона (рис. 4).
Границы дорожпо-клим этических районов уточняются с течением времени
па основе уточнения погодно-климатических факторов, а также с учетом опыта
службы дорожного полотна и одежд дорог, построенных в этих районах.
В пределах каждой дорожно-климатической зоны на отдельных участках
возникают особенности, зависящие от различных географических элементов (ре-
льеф, грунты), поэтому на основе районирования можно получить лишь общую
характеристику географического района. Проложение трассы дороги в выделяе-
мом климатическом районе может существенно повлиять на условия работы грун-
та в земляном полотне. В связи с этим при проектировании автомобильных дорог
вводится понятие о гидрологической группе местности. По характеру и степени
увлажнения внутри каждой зоны местность можно разделить па три типа
(табл. 3).
Отнесение участка трассы к тому пли иному типу гидрологических условий
осуществляется на основе данных о рельефе местности и почвенно-грунтовой
съемки. Вспомогательным внешним признаком для оценки грунтовых и гидроло-
гических условий является растительность. Резкое изменение растительности
обычно связано с изменением условий увлажнения. Места выхода грунтовых вод
на поверхность характеризуются наличием влаголюбивой растительности. Наличие
растительности в отдельных местах степной и засушливой зон свидетельствует
о засолении почв
РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ
И МАТЕРИАЛОВ СЛОЕВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Основными параметрами механических свойств грунтов, которые использу-
ют в расчетах дорожных конструкций на прочность, являются деформационные
и прочностные характеристики: модуль упругости £гр, коэффициент Пуассона
Игр, угол внутреннего трения qrp и удельное сцепление Сгр.
Нормативные (средние )и расчетные значения характеристик грунта можно
определить как по результатам непосредственных испытаний образцов в лабора-
тории, так и по данным пробного нагружения подстилающего грунта в кон-
струкции прп расчетном состоянии.
При невозможности выполнить испытания нормативные и расчетные значения
характеристик могут быть установлены в зависимости от вида грунта и его рас-
12
Рис. 4. Карта дорожно-климатических районов
четной влажности, обусловленной природными условиями и особенностями его
работы в конструкции, по таблицам и графикам, построенным на основании обоб-
щения многочисленных испытаний грунтов
При проектировании усиления при реконструкции дорожной одежды норма-
тивные и расчетные характеристики грунта могут быть получены расчетом («об-
Таблица 3. Тип местности по условиям увлажнения
Тип ме- стности по характеру и степени увлажне- ния	Условия увлажнения	Признаки
1	Сухие места	Поверхностный сток обеспечен, грунтовые воды не оказывают существенного влияния на увлажнение верхней толщи почвогрунтов. В I зоне, кроме того, мощность сезонно от- таивающего слоя достигает 2,5 м. Грунты гравийно-галечные, песчаные, а также супес- чаные, глинистые, иепросадочиые с влажно- стью менее 0,7 WT
2	Сырые места с ибыточ- ным увлажнением в от- дельные периоды года	Поверхностный сток не обеспечен, но грун- товые воды не оказывают существенного влияния па увлажнение верхней толщи поч- вогрунтов. Почвы с признаком поверхност- ного заболачивания Весной н осенью появляется застой воды на поверхности. В I зоне, кроме того, это плос- кие водорозаделы, пологие склоны гор и нх шлейфы с мощностью сезонного оттаиваю- щего слоя от 1 до 2,5 м. Грунты глинистые, просадочные, с влажностью 0,8 IVт
3	Места с постоянным из- быточным увлажнением	Грунтовые воды нли длительно стоящие (более 20 сут) поверхностные воды влияют па увлажнение верхней толщи грунтов; поч- вы торфяные, оглееппые, с признаками за- болачивания, а также солончаки и посто- янно орошаемые территории засушливых областей. В I зоне, кроме того, заболоченные тальвеги, замкнутые впадины с развитым мохоторфяиым покровом II малой мощно- стью (до 1 м) сезонно оттаивающего слоя. Грунты глинистые, силыюпросадочпые с влажностью более оптимального значения, содержащие в пределах двойной мощности сезонно оттаивающего слоя линзы льда тол- щиной более 10 см
ратным») существующей дорожной конструкции с учетом ее поведения в про-
цессе многолетней эксплуатации.
Прочностные и деформационные характеристики грунта в основном зависят
от влажности, плотности, структуры, а также режима нагружения его в кон-
струкции. Поэтому значения характеристик грунта назначаются в два этапа:
14
вначале определяют расчетную влажность W'p, а затем устанавливают Егр, <ргр и
Сгр при расчетной влажности.
Начальная плотность грунта, для которой устанавливают U p, должна соот-
ветствовать требованиям СНиП П-Д.5-72.
Влажность грунта в активной зоне земляного полотна зависит от погодно-
климатических условии местности, а также от конструктивных особенностей участ-
ка дороги (от вида грунта, конструкции земляного полотна, общей толщины до-
рожной одежды, теплофпзпческих свойств ее слоев, наличия тех илн иных мер
по регулированию водно-теплового режима дорожной конструкции и др.).
Активной зоной считают верхнюю часть земляного полотна от низа дорожной
одежды до глубины 1,3—1,6 м от поверхности покрытия. В этой зоне распростра-
няются значительные напряжения от временных нагрузок, а водно-тепловой режим
и состояние грунта наиболее изменчивы в зависимости от погодно-климатических
условий.
Ввиду временной (по сезонам года) изменчивости влажности грунта земля-
ного полотна и необходимости выполнять расчет дорожной конструкции на проч-
ность с заданным уровнем проектной надежности, расчетную влажность грунта
следует устанавливать вероятностным методом.
Под расчетной влажностью грунта U>’p в этом случае подразумевается мак-
симальное значение средней влажности грунта в пределах активной зоны земля-
ного полотна, наблюдающееся в наиболее неблагоприятный период года (время,
в течение которого грунт активной зоны наиболее увлажнен) хотя бы в одном
юду за срок между капитальными ремонтами дорожной одежды.
Расчетную влажность грунта определяют по формуле
1гр-= iF(i +ьм),	(1)
1 де W — среднее многолетнее пз ежегодных максимальных значений средней в
пределах активной зоны влажности, доли от U7T (предела текучести) ;	__
коэффициент вариации; — среднеквадратпческое отклонение относительно сред-
него значения влажности грунта, полученное по данным многолетних наблюде-
ний, доли U>'T; t — коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в за-
висимости от заданного уровня проектной надежности (определяемый по табли-
цам одностороннего критерия оценки)
Нормативные значения влажности грунта
лотна автомобильных дорог с усовершенство-
ванными покрытиями н традиционными осно-
ваниями дорожных одежд (щебень, гравий н
др.) приведены в табл. 4. Эти значения при-
менимы для дорог с земляным полотном, про-
ходящим в насыпи н удовлетворяющим требо-
ваниям СНиП в отношении плотности грунта
и возвышения инза дорожной одежды над
уровнем грунтовых вод или длительно стоящих
поверхностных вод.
Среднеквадратическое отклонение о» опре-
деляют по графику (рис. 5). При определении
расчетного значения влажности число лет на-
блюдений следует принимать равным п=25.
Нормативная влажность грунта земляного
полотна дорог, проходящих вблизи границ до-
рожно-климатических зон и подзон (±50 км),
может быть принята равной промежуточному
нычению между соответствующими влажно-
<|ями грунта в смежных зонах и подзонах.
В приморских краях нормативную влажность
увеличивают па 5 %.
В западных районах II и III дорожно-кли-
м.ппчсских зон (западнее линии Псков—Смо-
л» иск—Орел—Воронеж) нормативную влаж-
W в активной зоне земляного по-
Рис. 5. Корреляционная зависи-
мость между нормативной
влажностью и ее среднеквадра-
тичным отклонением.
15
пость грунта следует увеличивать па 10—15 % в зависимости от продолжитель-
ности оттепелей, которая возрастает с востока па запад.
При расчете конструкций, в которых предусмотрены такие мероприятия, как
устройство монолитных оснований дорожных одежд, водонепроницаемых обочин,
Таблица 4. Нормативные значения влажности грунта для равнинного рельефа
W, доли [7]
Дорожно- климатические зоны и подзо- ны	Тип местности по условиям увлажнения	Грунты			
		Супесь легкая	Песок пыле- ватый, супесь пылеватая	Суглинок лег- кий и тяже- лый, глины	Супесь тяжелая пылеватая, сугли- нок пылеватый
	1	0,53	0,57	0,62	0,65
1	2	0,55	0,59	0,65	0,67
	3	0,57	0,62	0,67	0,70
	1	0,57	0,57	0,62	0,65
I,	2	0,59	0,62	0,67	0 70
	3	0,62	0,65	0,70	0,75
	1	0,60	0,62	0,65	0,70
I,	2	0,62	0,65	0,70	0,75
	3	0,65	0,70	0,75	0,80
	1	0,60	0,62	0,65	0,70
Ill	2	0,63	0,65	0,68	0,73
	3	0,65	0,67	0,70	0,75
	1	0,57	0,59	0,62	0,67
п2	2	0,60	0,62	0.65	0,70
	3	0,62	0,64	0,67	0,72
III	1	0,55	0,57	0,60	0,63
	2—3	0,59	0,61	0,63	0,67
IV	1	0,53	0,55	0,57	0,60
	2—3	0,57	0,58	0,60	0,64
V	1	0.52	0,53	0,54	0,57
	2—3	0,55	0,56	0,57	0,60
Примечания: 1. В предгорных и горных районах нормативную влажность уста-
навливают по данным региональных схем дорожи о-климатического районирования, разраба-
тываемых в дополнение к карте дорожно-климатических зои.
2. При отсутствии региональных схем районирования нормативную влажность в горных
и предгорных районах увеличивают по сравнению с рекомендуемыми в табл. 4 значениями
в соответствии с данными табл. 5.
Таблица 5. Степень увеличения нормативной влажности грунта для горных
и предгорных районов, проц.
Дорожно-клима- тические зоны	Характеристика зоны			
	Тундра и лесо- тундра	Лесные районы	Лесостепные районы	Степные районы
41	5						
III	10	5	—	4	——
IV	15	10	5	—
V	20	15	10	5
обеспечение безопасного расстояния от бровки земляного полотна до уреза за-
стаивающейся воды, совершенный дренаж и теплоизолирующие слои, полностью
предотвращающие промерзание земляного полотна, расчетную влажность грунта
следует уменьшить в соответствии с данными табл. 6.
Для дорог, проходящих в выемках с неблагоприятными грунтово-гидрологи-
ческими условиями («мокрые» выемки), и в пулевых отметках следует норма-
16
нищую влажность увеличить па 5%. В случае повышенной плотности грунта в
активной зоне земляного полотна (до коэффициента уплотнения 1,03—1,05) дан-
ные табл. 4 следует уменьшить па 5—10%.
Таблица 6. Снижение расчетной влажности, доли
Конструктивное мероприятие	Дорожно-климатические зоны			
	II	III	IV	V
< )< иоваиия одежды иа границе раздела < I рунтом земляного полотна из:	0,05	0,04	0,03	0,03
цсментогруита на основе песка				
цсментогруита иа основе супеси цсментогруита и а основе пылеватого	0,07	0,06	0,05	0,04
песка и супеси, зологруита материала, укрепленного органическим	0,10	0,08	0,06	0,05
вяжущим Укрепление обочин (не менее, чем па 2/3 < 1 ширины):	0,15	0,10	0,09	0,08
асфальтобетоном	0,05	0,04	0.03	0.02
шебие’м (гравием) (Обеспечение безопасного расстояния от уреза застаивающейся воды до бровки	0,03	0,02	0.02	0,02
«•мляиого полотна Дренаж с продольными трубчатыми дре-	0,05	0,03	—	—
нами Устройство в земляном полотне гидро- п юляциоииых прослоек из полимерных	0,05	0,03	—	—
рулонных материалов	0,05	0,05	0,03	0,03
Устройство теплоизолирующего слоя, предотвращающего промерзание грунта	Снизить на величину зимнего влаго- иакоплепия (по расчету)			
1рунт активной зоны земляного полотна и «обойме»	Снизить расчетную влажность грунта до оптимального значения			
При возвышении земляного полотна
над грунтовыми и поверхностными во-
дами или над поверхностью земли, превышающем значения, требуемые СНиП, бо-
лее чем в 1,5 раза, нормативную влажность во всех случаях следует принимать,
как для 1-го типа местности (см. табл. 4).
Грунтовые воды не оказывают существен-
ного влияния на увлажнение грунтов актив-
ной зоны земляного полотна в случаях, если
уровень грунтовых вод в предморозный пе-
риод находится ниже расчетной глубины про-
мерзания:
па 2 м и более — в глинах, в суглинках
тяжелых и тяжелых пылеватых;
на 1,5 и более — в суглинках легких пы-
леватых и легких, в супесях тяжелых пы-
леватых и пылеватых;
на 1 м н более — в супесях легких, легких
крупных и песках пылеватых.
Рис. 6. Номограмма для опре-
деления расчетной влажности
Нормативные значения влажности приве-
дены в табл. 4 при толщине дорожной одежды
/О < м. Если одежда имеет большую толщину,
расчетную влажность грунта корректируют с грунта в зависимости от мощ-
|||>м|>1цыо номограммы (рис. 6).	пости стабильного слоя.
11рп расчете па прочность конструкций, па
вторые действуют подвижные нагрузки, рекомендуется использовать данные,
полученные по результатам испытаний грунтов кратковременным нагружением
(I |бл. 7, 8).
ii,i ।
17
Если расчет конструкций выполняется на статическое действие нагрузок, то
модули упругости грунтов следует уменьшить на 5% для несвязных и на 15%—
для связных грунтов.
Таблица 7. Характеристики грунта при кратковременном нагружении
Грунт	Модуль упругости £гр. МПа	Угол внутрен- него трения <Ргр. град	Удельное сцепление сгр, МПа
Песок крупный, гравелистый	130	42	0,005
Песок средней крупности	120	40	0,005
Песок мелкий	100	38	0,005 .
Песок одномерный (барханный, дюнный			
или подобный им)	75	33	0,005
Супесь легкая крупная	65	40	0,005
Расчетное значение модуля
упругости £гр определяют по формуле
= Ё (I ± bF)t
гр гр v к'9
где v Е—коэффициент вариации модуля упругости грунта (табл. 9).
Знак (+) в формуле (2) принимают при расчете грунта и слоев из зернистых
материалов на сопротивление сдвигу, а знак (—) — при расчете конструкций по
допускаемому упругому прогибу и слоев из монолитных материалов на растя-
жение при изгибе, а также на сдвиг в асфальтобетонных слоях. Расчетные зна-
чения угла внутреннего трения грунта <р”р" принимают по табл. 8.
(2)
Таблица 8. Деформационные и прочностные характеристики глинистых
Грунт	Обозначение и единица измерения характеристики		Значения	
			0,50	0,55
Супесь легкая	^гр »	МПа	70	60
	_мин ?гр •	град	37	36
	СГр ,	МПа	0,015	0,014
Песок пылеватый, супесь пы-	^тр »	МПа	96	90
леватая	„мнн *?гр ,	град	38	38
	^*гр ,	МПа	0,026	0,024
Суглинок легкий и тяжелый,	^гр ,	МПа	108	90
глина	Ммнн |?гр >	град	32	27
	^*гр >	МПа	0,060	0,048
Супесь тяжелая пылеватая,	егр 1	МПа	108	90
суглинок легкий пылеватый	-_МИН Угр »	град	32	27
	Сгр ,	МПа	0,060	0,048
18
Расчетное значение сцепления Сгр находят по формуле
Сгр = Сгр(1-%),	(3)
|дс v. —коэффициент вариации сцепления в грунте, равный 0,15; t — коэффи-
сгр
цпент нормированного отклонения при односторонней доверительной вероятности.
При расчетах по формулам (2) и (3) нормированное отклонение t следует
принимать для числа опытов п=25 по табл. 10.
Расчетные значения характеристик асфальтобетона и дегтебетона для опре-
деления прочности покрытия на изгиб определяют по формулам:
£р = £р(1+е^).	(4)
=	(5)
Ср	&R
 ле v =~^и v == —коэффициенты вариации модуля упругости н прочно-
£ Е я R
i гп на растяжение приизгибе асфальтобетона (v£«v^;®0,l); оЕ и оЛ—средне-
кнадратическое отклонение нормативных значений Ей/?, МПа; 0—коэффици-
< пт нормированного отклонения Ей/? при одностороннем критерии и задан-
ном уровне проектной надежности при п=25 (см. табл. 10); Ку — коэффициент
усталости, принимаемый по графику (рис. 7); Кы — коэффициент снижения проч-
ности от воздействия природных факторов; принимается для плотных смесей в
ювисимости от марки асфальтобетона: для III марки = 0,8 и для IV марки =
=0,7; а для пористых и высокопористых зависит от происхождения и прочно-
сти каменных материалов: для осадочных карбонатных пород марки не ниже
«600» — Км=0,8, а не ниже «300» — Лм=0,7.
грунтов и пылеватых песков
характеристик при влажности грунта, доли
0,60	0,65	0,70	0,75	0,80	0.85	|	0,90	0,95
56	53	49	45	43	42	41	40
36	36	35	35	34	34	33	33
0,014	0,013	0,012	0,011	0,010	0,009	0,008	0,007
84	78	72	66	60	54	48	43
37	37	36	35	34	33	32	31
0,022	0,018	0,014	0,012	0,011	0,010	0,009	0,008
72	50	41	34	29	25	24	23
24	21	18	15	13	11	10	9
0,040	0,012	0,022	0,017	0,013	0,010	0,007	0,005
72	54	46	38	32	27	26	25
24 -	21	18	15	13	11	10	9
0,040	0,033	0,022	0,017	0,013	0,010	0,007	0,005

Значения модуля упругости асфальтобетона при расчетной температуре, ис-
пользуемые в расчетах всей конструкции по упругому прогибу и промежуточных
слоев одежды по сдвигу или по растяжению при изгибе определяют по формуле
£р = £(1-е^£).	(6)
Таблица 9. Коэффициент вариации модуля упругости грунта
Грунт	Влажность Wr	
	0.6-0,75	0,76—0,90
Песок крупный, гравелистый, средней крупности, мелкий; песок барханный; супесь легкая крупная, песок пылеватый, супесь тяжелая	0.05	0,06
Супесь легкая Суглинок легкий и тяжелый, глины	0,06 0,07	0,07 0,08
Супесь пылеватая, суглинок легкий пылеватый	0,08	0,09
Таблица 10. Коэффициент иормированиого отклонения при одиостороиней
доверительной вероятности
Число степеней свободы (п —1)	Уровни проектной надежности				
	0,85	0,90	0,95	0,98	0,99
2	1,34	1,89	2,92	4,87	6,96
3	1,25	1,64	2,35	3,45	4,54
4	1,19	1,53	2,13	3,02	. 3.75
5	1,16	1,48	2,01	2,74	3,36
6	1.13	1,44	1,94	2,63	3.14
7	1.12	1.41	1,90	2.54	3,00
8	1.11	1.40	1,86	2.49	2,90
9	1,10	1.38	1,83	2,44	2.82
10	1,10	1,37	1,81	2,40	2,76
11	1,09	1.36	1,80	2,36	2,72
12	1.08	1,36	1,78	2,33	2,68
13	1.08	1,35	1,77	2.30	2,65
14	1,08	1.34	1.76	2.28	2 62
15	1,07	1.34	1,75	2,27	2,60
16	1,07	1,34	1,75	2 26	2.58
17	1.07	1,33	1,74	2.25	2,57
18	1,07	1.33	1,73	2,24	2.55
19	1.07	1,33	1,73	2.23	2,54
2)	1,06	1,32	1,72	2,22	2.53
25	1,06	1,32	1.71	2,19	2.49
Рис. 1. Коэффициенты, учи-
тывающие повторность на-
гружения:
К т— для теплого и высокопори-
стого асфальтобетона; Кг — для
горячего асфальтобетона; К ц—
для материалов и грунтов, ук-
репленных неорганическими вя-
жущими.
20
Обозначения те же, что и в формуле (4), но нормативные значения модуля
упругости асфальтобетона (дегтебетона) следует принимать по табл. 11, а при
расчетах конструкций по упругому прогибу и сдвигу в грунте, сдвигу и изгибу
и промежуточных слоях — табл 12.
Значения прочностных и деформационных характеристик других строитель-
ных материалов, применяемых в дорожных одеждах, приведены в табл. 13—16.
Таблица 11. Нормативные значения характеристик, используемые
в расчетах на изгиб [7]
Материал	Марка битума	Модуль упругости Е, МПа	Сопротив- ление рас- тяжению при изгибе R, МПа
Плотный асфальтобетон I — II марки:	БНД 40/60	6000	3,2
горячий	БНД 60/90	4500	2,8
	БНД 90/130	3400	2.4
	БНД 130/200	2500	2,0
теплый	БНД 200/300 БГ 70/130	1900 1700	1.8 1,7
	С Г 130/200	1500	1,6
11ористый асфальтобетон из каменных материалов изверженных пород:	БНД 40/60	3500	1,8
горячий	БНД 60/90	2600	1,6
	БНД 90/130	1900	1.4
теплый	БНД 130/200	1600	1.2
	БНД 200/300	1400	1.1
Высокопористый асфальтобетон нз ка- менных материалов изверженных пород, и том числе битумопесчаная смесь по ТУ			
218 РСФСР 395-79, горячий	БНД 40/60	3000	0.6
	БНД 60/90	2000	0,5
11лотный дегтебетон	—	10000	2,5
Пористый дегтебетон	—	5000	1,5
Расчетные характеристики слоев из щебеночных смесей, щебня из малопроч-
иых каменных материалов (для дорог во II н III дорожно-климатических зо-
нах), гравия и гравийно-песчаных смесей (для дорог в IV и V дорожно-клима-
1а блиц а 12. Нормативные значения кратковременного модуля упругости
МПа [7]
Материал	Марка битума	Температура покрытия, °C				
		+10	+20	+30	+40	+50(60)
Н'|()1пый асфальтобетон: 1<>|»1Ч11Й	БНД 40/60	4400	2500	1100	650	350
	БНД 60/90	3200	1600	800	500	350
	БНД 90/130	2400	1000	500	400	300
К Н/1ЫП	БНД 130/200	1500	600	350	300	300
	БНД 200/300	1200	500	350	300	300
	БГ 70/130	1000	400	350	300	300
	С Г 130/200	900	400	350	300	300
х<» юднып	СГ 70/130	800	350	300	250	250
	МГ 70/130					
21
Продолжение табл. 12
Материал	Марка битума	Температура покрытия, °C				
		+10	+ 20	+36	+40	+60(60)
Пористый и высокопористый асфальтобетон: горячий, в том числе биту-	БНД 40/60	2800	1600	800	450	350
мопесчаная смесь по ТУ	БНД 60/90	2000	1200	600	400	350
218 РСФСР 395-79	БНД 80/130	1400	700	400	350	300
теплый	БНД 130/200	1100	500	350	300	300
	БНД 200/300	950	450	300	300	300
Плотный дегтебетон	—.	3800	1500	800	500	350
Пористый дегтебетон	—	2000	800	400	350	300
Примечания: I. Если данных непосредственных региональных наблюдений за тем-
пературой покрытия не имеется, можно применять в качестве расчетной температуры асфаль-
тобетона в I н II дорожно-климатическнх зонах +20 °C, в III +30 °C, в IV +40 °C,
в V +50 °C.
2. Модули упругости плотного асфальтобетона даны в таблице применительно к слоям
типа Б. Прн температурах от 30 до 50 °C модули упругости для смесей типа А следует уве-
личивать, а В, Г, Д — уменьшать на 20%.
3. Модули упругости пористого и высокопористого асфальтобетона даны в таблице при-
менительно к среднезерннстым и мелкозернистым смесям. При температуре от 30 до 50 °C
модули упругости для крупнозернистых смесей следует увеличивать на 20%.
Таблица 13. Модуль упругости при статическом действии нагрузки, МПа [7]				
Материал	Температура покрытия, °C			
	+20	+30	+ 40	+50
Смеси: плотные типа Б: крупнозернистая	<	400	350	300	250
среднезернистая	350	300	270	250
мелкозернистая	300	270	220	200
плотные типа Г, Д песчаная	200	180	160	150
пористые: крупнозернистая	360	320	280	250
среднезернистая	320	290	270	250
мелкозернистая	290	250	220	250
битумопесчаная смесь по ТУ 218 РСФСР 395-79	250	225	200	190
Примечание. Модули упругости асфальтобетона типа А увеличивают на 20%, г
типа В уменьшают на 20%.
Таблица 14. Характеристика асфальтобетона при расчете на сдвиг [7]
Наименование	Комплексный коэффици- ент К	Сцепление С, МПа
Вид смеси: крупнозернистая	1,6	0,30/0,27
срсднезерннстая	1.3	0,29/0,25
мелкозернистая	1.1	0,27/0,24
песчаная	0,9	0,25/0,23
Примечания: 1. В числителе дано сцепление для горячих смесей, в знаменателе —
для теплых.
2. Если асфальтобетон приготовлен с применением дробленого песка, то сцепление еле
дует увеличить на 20%.
22
I ,i б лиц a 15. Расчетные значения характеристик материалов и грунтов, ук-
репленных вяжущими [7]
Материалы	Модуль упру- гости Е, МПа	Прочность на растяжение при изгибе	МПа укр
Щебеночные и гравийные, обработанные цементом марки: 75	1000	0,7
(iO	900	0,6
40	700	0,5
1 (обочные продукты промышленности (каменные материалы, сопутствующие сланцам и рудным ис- копаемым, фосфорные «хвосты», формовочные зем- 'III и др.), укрепленные цементом класса прочное ш: 1	500	0,35
II	300	0,20
III	250	0,15
Го же, укрепленные комплексным вяжущим клас- ।а прочности 1	600 -700	0,45-0,50
II	400-500	0,30-0,35
III	300	0,15
1о же, укрепленные вязким битумом или эмульсн- < ii на вязком битуме	300—350	0,45-0,50
(олошлаковая смесь, укрепленная вязким битумом пли эмульсией на вязком битуме	300—350	0,45-0,50
1о же, укрепленная цементом, в количестве, %: 6	100	0,20
8	150	0,25
10	200	0,30
Крупнообломочные грунты и гравийно-песчаные । меси оптимальных или близких к оптимальному составов, укрепленные цементом I и II класса прочности Кочичество цемента, °/0: 4	400	0.25
6	600	0,40
8	800	0,50
Го же, III класса прочности	250-400	0,15-0,25
Го же, укрепленные активной золой-уноса или ।ранулированным шлаком в количестве, %: 20—30 (II класс прочности)	400—650	0,30—0,40
15—20 (III класс прочности)	300—400	0,20—0,30
1о же, укрепленные комплексными вяжущими класса прочности: I	800—900	0,50—0,55
II	500—600	0,35-0,40
III	400	0,25
Го же, укрепленные вязким битумом или эмульси- i и на вязком битуме	250—300	0,40-0,45
Крупнообломочные грунты и гравийно-песчаные < меси неоптимального состава, гравелистый, круп- пын и редкозернистый песок, укрепленные цемен- том Количество цемента, %: 6	300	0,25
8	400	0,32
10	500	0,40
12	600	0,50
23
Продолжение табл. 15
Материалы	Модуль упру- гости f, МПа	Прочность на растяжение прн изгибе Я,.ип, МПа укр
То же, III класса прочности	180-200	0,10-0,15
То же, укрепленные комплексным вяжущим клас- са прочности: I	700—800	0,50
II	400 - 500	0,30-0,35
III	250	0,15
Крупнообломочные грунты и гравийно-песчаные смеси неоптимального состава, укрепленные вяз- ким битумом или эмульсией на вязком битуме	170—230	0,35—0,40
Малопрочный каменный материал и отходы камне- дробления, укрепленные цементом в количестве, %: 4	200	0,15
6	350	0,25
8	450	0,32
10	550	0,40
То же, укрепленные минеральным вяжущим III класса прочности	250—400	0,15-0,20
То же, укрепленные комплексным вяжущим	300-450	0,15—0,25
То же, укрепленные эмульсией на вязком битуме	300-350	0.45-0,50
Гравийные, шлаковые, гравийно-песчаные и золо- шлаковые смеси, обработанные эмульсией на вяз- ком битуме	350—400	0,45—0,50
Пески мелкие (кроме одноразмерных) и пылева- тые, легкая супесь, укрепленные минеральным вя- жущим, I и II класса прочности Количество вяжущего, %: цемента 8	400	0,20
10	500	0,25
12	600	0,30
14	700	0,35
16	800	0,40
золы-уноса или гранулированного шлака 20—30	350—500	0,35
То же, III класса прочности Количество вяжущего, %: цемента 4	200	0,10
6	300	0,15
золы-уноса или гранулированного шлака 15—20	200-300	0,20
То же, укрепленные комплексным вяжущим клас- са прочности,: I	700-800	0,40-0,45
II	500—600	0,25—0,30
III	300—350	0,15
То же, укрепленные вязким битумом или эмульси- ей на вязком битуме	200-250	0,30-0,35
Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие и пы- леватые, укрепленные минеральным вяжущим 1 и 11 класса прочности Количество цемента, %: 8	250	0,16
10	300	0,20
12	350	0,25
14	450	0,30
16	500	0,40
24
Продолжение табл. 15
Материалы	Модуль упру- гости Е, МПа	Прочность на растяжение прн изгибе	МПа укр
< унеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие и пы- кчытые, укрепленные минеральным вяжущим III класса прочности Количество вяжущего, %: цемента 4	150	0,08
6	200	0,12
.юлы-уноса или гранулированного шлака 10—20	200—300	0,15-0,20
20—30	300 - 400	0,10-0,30
1о же, укрепленные комплексным вяжущим класса прочности: 1	500	0,40
II	300	0,20
III	150	0,10
1о же, укрепленные эмульсией на вязком битуме	150-200	0,25-0,30
< углинки тяжелые и тяжелые пылеватые, глины песчанистые и пылеватые, укрепленные эмульсией и.। вязком битуме	130—170	0,20-0,25
1о же, укрепленные минеральным и комплексным вяжущим	150	0,10
Примечание. Большие значения характеристик следует применять: при укрепле-
нии неорганическими вяжущими—для IV — V дорожно-климатических зон; при укреплении
битумом—для I — III дорожно-климатических зон; при укреплении комплексным вяжущим
и с лучае использования битумной эмульсии или жидкого битума совместно с цементом,
। ыкже битумной эмульсин совместно с карбамидными смолами.
шческнх зонах) устанавливают по графику (рис. 8). Для дорог в IV и V дорож-
но-климатических зонах расчетные характеристики слоев из щебня увеличивают
п-1 25%, а для дорог во II—III дорожно-климатических зонах и гравийных слоях
шачения этих характеристик уменьшают на 30%.
Рис. 8. Расчетные характеристики
щебеночных и гравийных материа-
лов (смесей):
О, 1,2, 3. 4 — число пластичности частиц
размером менее 0,63 мм.
Таблица 16. Расчетные характеристики естественных и укрепленных
смешением на дороге материалов и грунтов [7]
Материал	Модуль упругости Е, МПа	Угол внут- реннего трения град	Сцепление С, МПа	Примечание
Чер		 щебень, уложен- ПЫИ по способу заклинки	600 -900	—	—	Большие значения для покрытий, меньшие для оснований
25
Продолжение табл. 16
Метериал	Модуль упругости Е, МПа	Угол внут- реннего трения <р, град	Сцепление С, МПа	Примечание
Слой из щебня I и II кла- са прочности, устроенный по способу пропитки вяз-	400-600			Большие значения для покрытий, меньшие
ким битумом Щебень фракционирован- ный I—III класса проч- ности, уложенный по спо- собу заклинки; из прочных осадочных				для оснований
пород	350-450	—	—	То же
из изверженных пород Фракционированный ще- бень, укрепленный цемен- топесчаной смесью по	300—350			»
способу пропитки Шлак I—IV класса проч- ности, однородный по ка- честву, с подобранным гранулометрическим со- ставом:	500			Большие значения при устойчивой структуре шлака
активный	350—450	—.	—	
малоактивный Рядовой шлаковый ще-	200-300	—	—	
бень Каменная мостовая, па-	150-200	—-	—	—.
келяж Грунт, укрепленный жид- ким битумом:	400—500	—	—	Большие значения при смешении в установке
супесь непылеватая суглинки, супесь пыле-	150-200	25—35	0,02—0,035	и применении битум- ной эмульсии
ватая Песок, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736—77, крупный и гра-	80—150	15—25	0,02—0,035	Показатели С и £ при остаточной пористости песка, уплотненного до
вел истый	130	43	0,008	максимальной плот- ности 26% < и <32% снижаются на 20%, а при п >32% — на 40%
ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Проектирование дорожной одежды и земляного полотна представляет со-
бой единый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции на проч-
ность, морозоустойчивость, осушение и технико-экономическое обоснование вари-
антов.
Задачами конструирования дорожных одежд являются: назначение типа по-
крытия; выбор материалов для устройства слоев одежды и размещение их в кон-
струкции в такой последовательности, чтобы наплучшим образом проявились их
грузораспределяющая и деформатнвная способности, прочностные и теплофизи-
ческие свойства; установление количества слоев и их ориентировочных толщин;
26
и.। шачение морозо- или теплозащитных мер, а также мер по повышению трещи-
ностонкости и сдвигоустойчивости слоев, чувствительных к тепловлажностным
ИО1ДСЙСТВИЯМ.
При конструировании дорожной одежды необходимо соблюдать следующие
рсбования [7].
Конструкция дорожной одежды должна удовлетворять транспортио-эксплуа-
1.1Ц11ОШ1ЫМ требованиям, предъявляемым к дороге или улице соответствующей
к истории и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения.
Обеспечить плавный переход от жестких верхних слоев к нижним слоям
меныней жесткости. Отношение модулей упругости смежных слоев из слабо-
ионных материалов не должно превышать 5.
На дорогах высших категорий следует применять смеси, приготовленные в
> 11 аповках, что гарантирует более тщательную дозировку и равномерное пере-
мешивание.
При укладке крупнозернистого материала (щебень и т. п.) на глинистый,
с Vi лппистый пли пылеватый грунт должна быть предусмотрена изолирующая
прослойка для предупреждения взаимопроникновения пористого материала и ув-
лажненного грунта. (Толщина протпвозаиливающей прослойки 5—10 см, а при
переувлажненном грунте—15—20 см. Прослойки устраивают из мелкого щебня,
высевок, крупно- и среднезернистого песка, золошлаков, текстильных материалов).
Верхние слои рекомендуется устривать из материалов, обладающих доста-
точной прочностью при всех возможных значениях влажности н температуры.
В нижних слоях укладывается обычно местный материал с необходимой его
п< реработкой (сортировкой, дроблением), а в некоторых случаях укрепляется
малыми дозами вяжущих. Широко используются также укрепленные органически-
ми и неорганическими вяжущими грунты. Основным критерием при выборе мате-
риала для нижнего слоя является стоимость.
Толщины конструктивных слоев назначаются первоначально исходя нз проч-
ности материалов н технологических особенностей строительства [17]. После-
дующими расчетами значения толщин уточняются.
При выборе конструкции дорожной одежды следует предусматривать воз-
можность стадийного повышения эксплуатационных качеств с учетом прироста
движения в перспективе.
Конструкция должна быть технологичной и предусматривать максимальную
механизацию и индустриализацию строительных процессов.
Прн конструировании дорожной одежды следует максимально использовать
опыт службы дорог в районе проектирования.
Разрабатывая конструкцию дорожной одежды, рекомендуется вариантная про-
работка с последующим технико-экономическим сравнением конкурирующих ва-
риантов.
При конструировании дорожной одежды необходимо иметь в виду, что про-
цесс деформирования и прочностные качества материалов, содержащих органи-
ческое вяжущее, обусловливающие проявление упруговязкопластнческих свойств
композиции, существенно зависят от температуры и режима нагружения — скоро-
< гп изменения и продолжительности действия нагрузки, в то время как свойства
нрнистых материалов (щебеночные, гравийные и подобные им), а также мате-
риалов и грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими, сравнительно мало
шнисят от температуры и режима нагружения.
При применении укрепленных грунтов и материалов в основании дорожной
о ц'жды необходимо предусмотреть комплекс мероприятий, предотвращающих
по шикновенне и развитие трещин, которые, как правило, способствуют возник-
новению (копированию) трещин и в покрытии. С этой целью на верхний слой
основания должна быть уложена конструкция из материалов, содержащих орга-
нические вяжущие, толщиной не менее:
Категория дорог общей сети	I II III, IV
Наименьшая толщина слоев из материалов,
содержащих органическое вяжущее, см	16 12	10
При применении материалов, укрепленных комплексными вяжущими, а также
медленно твердеющими и гидравлическими вяжущими, толщина слоя может быть
<пижена на 20—30%; в условиях жарких и сухих районов IV и V дорожно-клн-
27
магических зон — на 35—40%. но не менее 5 см. На дорогах IV категории с по-
крытиями из черных смесей толщина покрытия может составить 6—8 см.
При выборе материала для верхнего слоя основания надо учитывать катего-
рию дороги, тип покрытия, а также и то, что слои, содержащие органические вя-
жущие, обладают лучшими деформационными качествами н теплофизическими
свойствами, чем материалы или грунты, укрепленные неорганическими вяжущими.
Однако материалы, содержащие органическое вяжущее, весьма чувствительны к
высокой положительной температуре, при которой уменьшается их сдвнгоустой-
чивость.
Толщину покрытия усовершенствованного типа назначают исходя из того,
чтобы действующее в его наиболее напряженной зоне растягивающее напряжение
не превышало допускаемое напряжение растяжения при изгибе материала покры-
тия. Кроме того, нужно учитывать особенности работы покрытия на том или
ином основании с тем, чтобы обеспечить нормальную работу материала осно-
вания.
Толщину покрытия переходного типа определяют с таким расчетом, чтобы уп-
ругий прогиб поверхности одежды не превышал допускаемой величины.
Толщины промежуточных слоев одежды с усовершенствованным покрытием
назначают таким образом, чтобы в монолитных слоях основания растягивающие
напряжения при изгибе не превышали допускаемых, а в зернистых и слабосвязных
материалах ие возникали бы недопустимые деформации сдвига в соответствии с
критерием прочности [17].
Для обеспечения благоприятных условий работы прикромочных частей до-
рожной одежды основание целесообразно устраивать на 0,6—1 м шире проезжей
части, дополнительный нижний слой из песка или другого зернистого материала
следует укладывать на 1—2 м шире основания или на всю ширину земляного
полотна.
При усилении дорожной одежды наиболее целесообразным является утол-
щение одежды стабильными материалами до пределов, требуемых для обеспече-
ния достаточной прочности и морозоустойчивости конструкций. В общую толщи-
ну слоев из стабильных материалов не следует включать песчаный слой существу-
ющей одежды (песок обычно в этом случае перемешан с грунтом), загрязненные
материалы основания, а также неморозостойкпе слабопрочные каменные мате-
риалы.
Прн конструировании одежд городских улиц и дорог необходимо учитывать
ряд особенностей, связанных с условиями их строительства и эксплуатации: огра-
ниченную возможность варьирования проектных отметок продольного профиля,
обусловленную общими архитектурно-планировочными требованиями, необходи-
мость временного сбора воды у кромок проезжей части с последующим отводом
ее через ливневую канализацию; необходимость в ряде случаев размещения под
проезжей частью электротехнических, тепловых, водопроводных и других комму-
никаций; необходимость устройства сопряжений дорожной одежды с люками,
трамвайными путями; расположение улицы или дороги в непосредственной бли-
зости от жилых построек; наличие участков, где наблюдаются частые разгоны и
торможение транспортных средств на проезжей части, а также остановки обще-
ственного транспорта.
Покрытия городских улиц и дорог должны отвечать повышенным требовани-
ям к водопроницаемости, беспыльности, бесшумности, износостойкости, сдвиго-
устойчивости, шероховатости, а также отличаться легкостью при разборке и вос-
становлении дорожных одежд, простотой сопряжения с элементами встроенных
конструкций городских улиц и дорог. В наибольшей мере этим требованиям отве-
чают нежесткие одежды с усовершенствованными покрытиями.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА
НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Основным для назначения конструкций и расчета прочности дорожных одежд
является среднегодовая суточная интенсивность движения на последний год пер-
спективного периода. Интенсивность устанавливают при проведении титульных
экономических обследований по данным анализа закономерностей изменения ин-
28
KiKiiHiKiCTH движения и объемов перевозок по годам. Опыт изучения закономер-
но к и тиснения интенсивности движения на автомобильных дорогах СССР
< «к к к-льствует о том, что в большинстве случаев она увеличивается от года к
 иду но геометрической прогрессии с постоянным или убывающим темпом роста
к < пшенмости от района строительства.
«плачей расчета является правильное определение толщины слоев одежды в
iinpii.iiii.ix, намеченных при конструировании, или выбор материалов с соответ-
< 1«у«иц||ми деформационными и прочностными характеристиками при заданных
кинцннах слоев.
Расчет дорожной одежды на прочность основан на следующем:
|.|||нсимость деформации от напряжения для дорожностроительных материа-
«<« и грунтов при расчетных показателях влажности, плотности и температуры
на яегся линейной;
н.п|ряженно-деформированное состояние слоистой дорожной конструкции
под действием местной нагрузки определяется решениями теории упругости для
< юпегого (двухслойного и трехслойного) полупространства, на поверхность ко-
iiiporo действует осесимметричная нагрузка;
влияние продолжительности и повторности действия нагрузок от движущихся
ни юмобилей на напряженно-деформационное состояние дорожных конструкций
у....тают путем введения в расчет характеристик упруго-вязкнх и усталостных
<11<111<1B материалов и грунтов в зависимости от особенностей работы различных
ч.к leu дороги: перегонов, перекрестков, остановок и стоянок автомобилей, обо-
мни, остановок городских общественных транспортных средств;
силы инерции, действующие в дорожной конструкции в процессе дсформи-
ронапия, весьма малы и расчетом не учитываются;
влияние колебаний автомобиля в процессе движения учитывают введением
ниымцческого коэффициента к статической нагрузке;
предельное состояние дорожной конструкции характеризуется показателями,
1111П1СЯЩ11МИ от свойств материалов каждого слоя одежды и грунта земляного
пн «ина, а также от размещения и условий работы в конструкции;
ia расчетные принимают наиболее тяжелые автомобили, которые обраща
к<и я по дороге в неблагоприятный период года;
интенсивность движения учитывают при установлении предельных величин
прочностных характеристик материалов и грунтов и упругого прогиба конструк-
ции в целом.
Дорожные одежды на перегонах дорог рассчитывают на кратковременное
и многократное действие подвижных нагрузок. Продолжительность действия на-
। р\ «ж при современных скоростях движения грузовых автомобилей принимают
p i «пои 0,1 с; в этом случае в расчет принимают значения модуля упругости и
прочностных характеристик материалов и грунтов, определенные также при про-
ючжительности действия нагрузки 0,1 с.
Одежды на остановках автобусов и троллейбусов, перекрестках дорог, на
подходах к пересечениям с железнодорожными и трамвайными путями рассчиты-
н нот на многократное кратковременное действие нагрузки, а также на продел-
ки гольное однократное нагружение. При расчете одежды иа длительное дей-
< nine нагрузки используют значения модуля упругости материалов и грунтов и
их прочностные характеристики, определенные при продолжительности нагружения
hi менее 10 мин.
Расчет нежестких дорожных одежд осуществляется по трем критериям:
величина допускаемого упругого прогиба;
сдвиг в подстилающем грунте и слабосвязных материалах конструктивных
< поев;
прочность слоев из монолитных материалов на растяжение при изгибе.
Исследованиями установлено, что в зависимости от вида грунта, его влаж-
ное ш, а также от интенсивности воздействия нагрузки, один из трех критериев
имеет превалирующее значение. В связи с этим целесообразно начинать расчет
порожной одежды именно с этого критерия, а затем обязательно продолжить и
но другим критериям.
Примерные границы условий, в которых тот или иной критерий является пре-
н тирующим, даны в табл. 17. Чаще всего превалирующим является коэффици-
< н । прочности по упругому прогибу.
29
Одежды с покрытиями переходного типа — щебеночными, гравийными н из
других прочных материалов, а также из грунтов и малопрочных каменных
материалов, обработанных вяжущими, мостовые из булыжного и колотого камня
следует рассчитывать только по двум критериям — сдвигу в грунте и упругому
прогибу при соответствующем уровне надежности.
Под надежностью дорожной одежды подразумевается вероятность безот-
казной работы конструкции в течение всего периода между капитальными ре-
монтами. К отказам относят такое состояние дорожной одежды, при котором
требуется проведение капитального ремонта ранее срока, установленного дей-
ствующими нормами.
Таблица 17. Примерные границы условий, определяющие критерий прочности
Примечание. Обозначения: КуПр — определяющий критерий прочности по упругому
прогибу; Дгр—по сдвигу в грунте; Кизг—по изгибу покрытия.
Количественным показателем является уровень надежности, представляю-
щий собой отношение протяженности прочных, не требующих капитального ре-
монта, конструкций к общей протяженности участка с данным запасом проч-
ности и при допустимых коэффициентах вариации случайных функций «проч-
ности» и «нагрузки».
Функция «прочность» характеризует прочностные или предельные деформа-
ционные показатели, используемые в расчете, а функция «нагрузки» — напряже-
ние или деформации в опасных местах конструкции, обусловленные действием
внешних нагрузок.
Установление допустимого уровня надежности проектируемой конструкции
к концу периода между капитальными ремонтами является технико-экономиче-
ской задачей.
Допустимый (требуемый) уровень надежности Кн. определяющий мини-
мальное значение коэффициента прочности, которое дорожная одежда должна
имен, к концу срока службы между капитальными ремонтами 7(пр, нормирован
и । iiiik'iimoctii от категории дороги и типа покрытия (табл. 18).
Га блица 18. Уровень надежности Кн в зависимости от категории дороги
и типа покрытия
Тнп одежды и покрытия	Категория дороги		«пр
Дорожные одежды капитального типа с	I, 11, 111п	0,95	1,0
усовершенствованным покрытием	III, IVn	0,90	0,94
Одежды облегченного типа с усовершен-	И, Шп	0,90	0,94
< твованным покрытием	III, IV, IVn	0,85	0,90
1 k-реходные дорожные одежды	IV, V,	0,80	0,87
Допустимый уровень надежности городских дорог и улиц следует прини-
мать в соответствии со СНиП 2.60-75 и с учетом аналога категории дороги об-
щей сети:
Скоростные дороги, магистральные улицы об-
щегордского значения, дороги грузового дви-	
жения	1,11
Магистральные улицы районного значения Улицы и дороги местного значения, дороги про-	II
мышленных и складских районов Жилые улицы и проезды, поселковые улицы и	III
дороги	IV, V
При уровне надежности, отличном от указанных значений его в табл. 18,
минимальный коэффициент прочности одежды следует принимать по рис. 9.
РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ И ИНТЕНСИВНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ
В качестве исходных данных для расчета принимаются:
техническая категория дороги;
интенсивность движения и состав транспортного потока
гомобилей но ширине проезжей час-
III для многополосных автомобиль-
ных дорог);
климатические, гидрологические и
рунтовые условия района проекти-
рования;
конструкция земляного полотна и
характер водно-теплового режима;
характеристика используемых до-
р< жностроительных материалов (стре-
миться к максимальному применению
местных строительных материалов).
Дорожные одежды автомобиль-
ных дорог и городских улиц проек-
 ируются на перспективный период,
определяемый с момента ввода до-
poi и в эксплуатацию до капитально-
к> ремонта. Для дорог с покрытием
капитального типа этот срок прини-
м к'тся 15 лет, с усовершенствован-
ным облегченным — 10 лет, с переход-
ным — 6—8 лет.
Расчетные нагрузки для одежд
штомобнльных дорог принимаются
п соответствии с ВСН 46-72 (табл.
19) Расчетная нагрузка группы А
н< пользуется при расчете одежд ав-
юмобильных дорог I—III техннчес-
(распределение ав-
Рпс. 9. Зависимость коэффициента проч-
ности от уровня надежности.
31
ких категорий общей сети СССР. Для дорог IV и V категорий принимается
нормативная нагрузка группы Б.
Если в наиболее неблагоприятный период года по дорогам IV и V катего-
рий, а также по дорогам сельскохозяйственных и других предприятий преду-
сматривается систематическое движение автомобилей группы А, то в качестве
Таблица 19. Расчетные нагрузки для одежд автомобильных дорог [7]
Транспортные средства	Номиналь- ная стати- ческая на- грузка на ось, тс	Нормированная на- грузка, передаваемая дорожной одежде ко- лесом автомобиля, тс		Среднее расчетное удельное давление колеса на покрытие р, МПа	Расчетный диаметр следа колеса авто- мобиля, см	
		неподвиж- ного QH	движуще- гося <2д		неподвиж- ного DH	движуще- гося Вд
Автомобили групп А	10,0	5,0	6 5	0,6	33	37
Б	6,0	3,0	3,9	0,5	28	32
Автобусы групп: А	11,0	5,5	7,2	0,6	34	39
Б	7,0	3,5	4,6	0,5	30	34
Примечания: I Указанные нагрузки соответствуют расстоянию между смежными
осями 2.Б м и более.
2. Нормированные нагрузки для автобусов принимают за расчетные при количестве по-
следних более 5% в составе грузового н автобусного движения.
расчетной принимают нормированную нагрузку от колеса наиболее нагруженной
оси автомобиля группы А.
Если в составе движения проектируемой ведомственной дороги предусма-
триваются автомобили или другие транспортные средства с нагрузками, превы-
шающими нормированные от автомобилей группы А либо Б, то за расчетную
следует принимать наибольшую нагрузку, воздействие которой ожидается в
наиболее неблагоприятный для работы дорожной одежды период года.
Если предполагается движение транспортных средств с нагрузкой на ось,
превышающей нормированную (для группы А или Б не более чем на 20%, при-
чем количество таких транспортных средств не превышает 5% суммарной ин-
тенсивности движения грузовых автомобилей и автобусов (троллейбусов), то
за расчетную следует принимать нормированную нагрузку (см. табл. 19)
При проектировании одежд автомобильных дорог, улиц, площадей, авто-
стоянок, площадок для отдыха, подъездных и внутренних дорог промышлен-
ных и сельскохозяйственных предприятий и других объектов со специализиро-
ванным движением могут быть в качестве расчетных приняты (при наличии
обоснования) нагрузки от транспортных средств соответствующих марок, систе-
матическая эксплуатация которых предусматривается на данном объекте.
При проектировании промышленных, лесовозных и других специальных до-
рог, по которым предусматривается движение многоколесных транспортных
средств (специализированные полуприцепы-тяжеловозы, контейнеровозы и т. д.),
а также для проверки на прочность одежд существующих автомобильных дорог
общей сети при единичных проездах таких транспортных средств следует пара-
метры р и Дэ расчетной (эквивалентной Q3) нагрузки определять с учетом сов-
местного влияния колес транспортного средства на напряженно-деформирован-
ное состояние дорожной одежды.
Эквивалентную нагрузку находят по формуле
Q3a = Qt)(g^ + 1+^/™-	(7)
где
= fy-1 + 1 + ^l+l'
Qlj —номинальная статическая нагрузка на /-е колесо (с одиночными ли-
бо спаренными шинами) i-й оси; ЛЛНп — коэффициент динамичности, учиты-
32
...mini повышение нагрузки на покрытие при колебаниях транспортного сред-
<111,1, принимаемый равным Кднн=1>30; g,1_|—коэффициенты, характери-
ципцпе соответственно влияние впереди и позади идущих колес движущегося
ц> пн портного средства на напряженно-деформированное состояние дорожной
Рн 10. Графики для определения коэф-
.....сита </, учитывающего влияние ко-
н' других осей транспортного средства:
I и 2 значения для дорожных одежд,
। Л "илотворяющих требованиям интенсивного
пии»м пня автомобилей соответственно группА
и 11. 3 и 4 — значения q. для дорожных
к жд удовлетворяющих требованиям интен-
। пипою движения автомобилей соответственно
групп А и Б.
Рнс. 11. Схема определения коэффи-
циентов, учитывающих влияние колес
данной и соседних осей, для вычисле-
ния Q3\
1 — основная нагрузка, для которой коэф-
фициенты g и q принимаются равными I.
о h /кды под данным колесом i-й оси и
i.iiiiiciiMOCTii от (иношення расстояния Д	_ ____ _ ____ ____________
। >и<а Дд (рис. 11); <7,_|, qj+l— коэффициенты, характеризующие дополнитель-
ное воздействие других колес данной i-й
nr и и определяемые по графику (рис. 12) $4
и 1.1НИСНМ0СТИ от отношения расе, гоянин I
mi жду центрами отпечатков рассматривае-
мо! о колеса п других колес
определяемые по графику (рис. 10) в
между осями к диаметру следа данного
i леда данного колеса
оси к диаметру
(при 1< —<2
'	Дд
принимают q(l) -
После определения Q’
ночес многоколесного транспортного срсд-
п| | находят наибольшее значение эквива-
и in ной нагрузки, которое принимают за
I и четное.
Параметры расчетной эквивалентной
и и ручки определяют по формулам:
для различных
Рис. 12. График для определения
коэффициентов q с нагрузкой, пре-
вышающей 12 тс, а при расчете на
действие неподвижного транспорт-
ного средства — в зависимости от
расстояния L между осями:
1 и 2 — для дорожных одежд, удовле-
творяющих требованиям интенсивного
движения автомобилей соответственно
групп А и Б.
Р = РО-. д
4Q’
кр ^дин.
i н Ро — давление воздуха в шине колеса,
мнорому соответствует наибольшая экви-
и । и птная нагрузка.
(9)
1513
33
Продолжение табл. 20
Суммарный коэф- фициент для при-	ОСДСППЛ dBlUMU’ бнля к расчетным нормированным нагрузкам для групп		А	Б $сумм.А $сумм.Б	tN
Диаметр следа заднего колеса для расчета до- рожной одежды на действие автомобиля, см			БЭОЗ -э!пЛж -ияг Н<7 озон -ЖИЯХГ -оиэк	О О
KUW аизлчбмои сн еээ1гоя ОЗЭНФБС J.O ЭННЭ1ГНВ1Г ЭОНЧ1ГЭ1ГЛ ээнгас1э				со
и *7 уэЕнуон -охав хннэохабх им -ЖЭ1ГЭХ	иикэо XVMOH ЭИНКО1.ЭЭВс{				<-
Нагрузка на покрытие от колеса, тс	заднего	ьэол -эптАжияг		со
		"ft OJOH -живяоиэи		ю
	переднего	Т цО БЭОЗ -э1пАжипг		
		иО озон -жиняоиан		со
X ‘4X3OHH9<LtfOLIOEAdj				сч
v е/’С nwiufhmcIximmmmMiiOH зрютишц
SS
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
							
36
При проектировании дорожной одежды на воздействие неподвижного мно-
гоколесного транспортного средства эквивалентную нагрузку также находят по
формуле (7) при ЛДин=1, причем воздействие колес соседних осей учитывают,
подставив в эту формулу вместо и gi+I коэффициенты qj_\ и q ] + х, опре-
деляемые по графику (рис. 12) в зависимости от отношения расстояния L меж-
ду осями к диаметру следа данного колеса Д„.
Одежду всех полос проезжей части автомобильных дорог и городских улиц,
а также обочины проектируют на ту же расчетную нагрузку, что и одежду край-
ней справа полосы проезжей части. В случае строго специализированного дви-
жения в прямом и обратном направлениях (например, дороги карьеров и про-
мышленных предприятий, подъездные пути к строительным объектам), а также
в пределах различных полос движения (например, автобусное или троллейбус-
ное движение) могут быть приняты для этих направлений и полос различные
расчетные нагрузки.
Основные данные о нагрузках, приведены в табл. 20.
При расчете на прочность одежд автомобильных дорог и городских улиц
учитывают перспективную интенсивность движения автомобилей различных ма-
рок в двух направлениях, которую приводят к эквивалентной интенсивности на
одну полосу проезжей части в сутки по формуле
т
Np = a У NjSjсумм»	(Ю)
/=1
где Nj —количество проездов в сутки в обоих направлениях транспортных
средств /-й марки; т — общее количество различных марок транспортных
средств в составе транспортного потока; S/сумм— суммарный коэффициент для
приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства /-й марки
к расчетной нагрузке ОраСч ; а' — коэффициент, учитывающий количество полос
движения и распределение движения по ним (табл. 21).
Таблица 21 Значения коэффициента а'
Количество полос	Порядковый номер полосы спра- ва по ходу движения в данном направлении			Количество полос	Порядковый номер полосы спра- ва по ходу движения в данном направлении		
движения	1	2	3	движения	I	2	3
1 2 3	1,00 0,70 0,70	0,70	—	4 6	0,50 0,40	0,20 0,30	0,02
Примечания: 1. Для расчета обочнн принимают а'=0,01.
2. На многополосных дорогах допускается проектировать одежду переменной толщины
по ширине проезжей части, рассчитав дорожную одежду в пределах различных полос в соот-
игтствии со значениями Np, найденными по формуле (10).
3 На перекрестках и подходах к ним (в месте перестройки потока автомобилей для
выполнения поворотов и др.) при расчете одежды в пределах всех полос движения прнни-
м нот а* =0,50, если общее количество полос проезжей части проектируемой дороги более трех.
Для транспортных средств, не приведенных в табл. 19, а также при расчет-
ных нагрузках, отличающихся от нормированных для автомобилей группы А
шбо Б, значение суммарного коэффициента приведения определяют по формуле
п
ScyMM = 2	<Н>
1=1
। це п — количество осей у данного транспортного средства, для приведения ко-
|<>р»го определяется коэффициент ScyMM; S;— коэффициент для приведения на-
। ру <ки Qai от /'-го колеса движущегося транспортного средства к расчетной
н.п рузке Q расч, определяемый по графику (см. рис. 13).
Коэффициенты S i определяют для нагрузки менее расчетной, а также для
н.прузок, превышающих расчетную не более, чем на 20%.
37
РАСЧЕТ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ПО УПРУГОМУ ПРОГИБУ
Требуемый общий модуль упругости дорожной одежды в неблагоприятный
по увлажнению период года под действием расчетного автомобиля определяется
по формуле
„ pD (I — р?)
Дтр =------7---— (1 + lg Np).	(12)
‘доп
где Етр — требуемый эквивалентный модуль упругости дорожной одежды, МПа;
р — удельное давление от расчетного автомобиля, МПа; D — диаметр круга,
Рис. 14. Номограмма для определения
требуемого модуля упругости при на-
грузке:
I — группы А; 2 — группы Б.
ности и прочности по критерию упругого
равновеликого площади контакта
сдвоенного колеса расчетного автомо-
биля, см; |i — коэффициент Пуассона;
/доп —допустимый нормативный уп-
ругий прогиб дорожной одежды, см.
В зависимости от капитальности
проектируемого покрытия и расчет-
ной нагрузки требуемый модуль уп-
ругости для автомобильных дорог
общей сети определяется по номо-
грамме (рис. 14).
Независимо от результатов рас-
чета по формуле (12) или номограм-
мам (см. рис. 14) требуемые модули
упругости одежды должны прини-
маться не ниже значений, указанных
в табл. 22.
Конструкция дорожной одежды,
удовлетворяет требованиям надеж-
прогиба, если
Дупр <
£рбщ
Е|р
(13)
где Купр—коэффициент прочности дорожной одежды, найденный по графику
(см. рйс. 9) с учетом заданной степени надежности; ЕОбш—общий модуль уп-
ругости конструкции, МПа.
При известном значении Етр можно определить общий модуль упругости и
выполнить послойный расчет одежды с использованием номограммы (рис. 15).
Таблица 22. Значение требуемого модуля упругости £тр, МПа
Категория дороги	Количество расчетных авто- мобилей в 1 сут на одну полосу, ед./сут, по группам		Покрытие		
			капитальное	облегченное	переходного типа
	А	Б			
I	500		_	230		.		
II	150	—	200	180	— —
III	70	—	180	160	—
VI	—	70	—	125	65
V	—	50	—	100	50
Расчет рекомендуется вести сверху вниз при новом строительстве и снизу вверх
при реконструкции (усилении).
Порядок расчета по допускаемому упругому прогибу:
В зависимости от категории дороги и капитальности дорожной одежды по
табл. 18 устанавливают коэффициент прочности конструкции при заданном
уровне надежности.
Перспективная интенсивность движения с различным процентным содер-
жанием типов автомобилей приводится к расчетному автомобилю по формуле
(10) с использованием коэффициентов приведения (табл. 21).
Определяется по номограмме (см. рис. 14) требуемый модуль упругости до-
рожной одежды.
Осуществляется корректировка требуемого модуля упругости в соответствии
< рекомендациями (см. табл. 22).
Если упругий прогиб является превалирующим критерием, то вычисляют
величину Купр Етр==Еобщ.
Составляется расчетная схема дорожной одежды исходя из наличия мест-
ных дорожностроительных материалов, природных условий района проектирова-
ния и особенностей водно-теплового режима земляного полотна Для кон-
< 1руктивных слоев дорожной одежды н грунта земляного полотна расчетные
шачения модулей упругости устанавливаются по справочным данным либо пу-
ти лабораторных испытаний.
Используя номограмму (см. рис. 15), выполняем послойный расчет. Сна-
чала определяется общий модуль упругости в основании верхнего слоя, кото-
рый характеризует прочностную характеристику, предъявляемую к системе пп-
жерасположеиных слоев дорожной одежды. Вычислив соотношение £общ/Е| И
h\IDt по номограмме находим Е'1Е\, откуда определяем £общ.
Аналогично определяется £о6щ—общий модуль упругости в основании вто
рого слоя. Пользуясь соотношениями Ео5щ1Ег и h^/D, по номограмме находим
? общ/D, откуда подсчитывается £общ.
При наличии большего количества конструктивных слоев расчет производит-
ся аналогично приведенной схеме.
Заканчивается расчет отысканием толщины нижнего (морозозащитпого,
иплонзолпрующего, дренирующего) слоя, находящегося непосредственно на
। рунтовом основании земляного полотна. Определяются отношения Е”бщ 1Еп н
Ер/Еп (где £1р —модуль упругости грунта земляного полотна). Затем, поль-
зуясь той же номограммой (см. рис. 15), находится отношение hn/D, откуда
определяется h„.
При расчете нежесткой одежды необходимо учитывать особенности техно-
логии производства работ по устройству отдельных конструктивных слоев. Так,
юлщнны верхних слоев из материалов, обработанных органическими вяжущи-
ми, рекомендуется назначать в таких пределах [7];
При Етр	= 250— 300 МПа	От	13	ДО	16	СМ
	220—250 »	»	10	»	13	»
»	180—220 »	»	8	»	10	»
»	130—180 »	»	6	»	8	»
£тр	<130	»	»	4	»	6	»
Минимально допустимые конструктивные толщины слоев дорожной одежды,
при которых обеспечивается надлежащее формирование и нормальная работа
к эксплуатации следующие:
Материал
Плотный асфальтобетон:
крупнозернистый
среднезернистый
мелкозернистый
песчаный
холодный
Толщина, см
6—7
4—5
3—5
3—4
3
Pi 15. Номограмма для определения общего модуля упругости Еобш двухслой
поп системы (цифры на кривых показывают отношение модуля ynpyroein двух
слойной системы к модулю верхнего слоя £Обп< /Г,)
и>
о
Щебеночные (гравийные) материалы и грунты, обработанные
органическими вяжущими	8
Щебень, обработанный по способу пропитки	8
Щебень, обработанный по способу полупропитки	4
Щебеночные и гравийные материалы, не обработанные вяжу-
щими:
на песчаном основании	15
на прочном основании (каменном нли из укрепленного
грунта)	8
Грунты и малопрочные каменные материалы, обработанные
органическими или неорганическими вяжущими	10
Грунт повышенной плотности	50
Толщина слоя должна превышать размер наиболее крупных частиц камен-
ного материала не менее чем в 1,5 раза (кроме слоев, устраиваемых по способу
пропитки).
При устройстве подстилающего слоя из песка (дополнительный слой) ми-
нимальные толщины принимаются по табл. 23.
Таблица 23. Минимальные толщины песчаного подстилающего слоя, см [7]
Грунт земляного полотна	Увлажнение местности		
	избыточное	нормальное	недостаточное
Мелкие пески	10	10			
Супесь мелкая	15	12	10
Суглинки тяжелые и глины	25	20	15
Пылеватые суглинки и пылеватые грунты	30	20	15
Грунт повышенной плотности может рассматриваться как самостоятельный
конструктивный слой с расчетными характеристиками более высокими (пример-
но на 50%) по сравнению с нормируемыми для данных условий.
Большие из указанных таблшц асфальтобетонных покрытий — для дорог I
и II категорий, меньшие — для дорог III и IV категорий.
Когда по условиям воздействия нагрузок требуемая общая толщина ас-
фальтобетонных слоев покрытия и основания менее суммы двух минимально
конструктивных толщин, целесообразна замена покрытия и верхнего слоя одним
слоем покрытия большей, чем указано, толщины, устанавливаемой расчетом.
При устройстве подстилающего слоя из ракушки, шлака, жерствы, гравий-
но-песчаной смеси толщина слоя уменьшается на 20%, а щебня и грунтов, об-
работанных вяжущими материалами, — на 50% при благоприятных грунтах зем-
ляного полотна. Однако толщина подстилающего слоя должна быть нс менее,
см: 8 — для щебня, кислых шлаков и грунта, обработанного битумом; 10 — для
топочного шлака, гравийно-песчаной смеси, жерствы, ракушки; 12 — для грунта,
обработанного цементом.
Толщина менее указанных величии принимается только в тех случаях, когда
материалы подстилающего слоя п основания однородны.
В том случае, когда упругий прогиб не является превалирующим критери-
ем прочности или при усилении существующей дорожной одежды расчет ве-
дется снизу вверх, последовательно определяя модуль упругости на поверхно-
сти конструктивных слоев. Расчет считается законченным, если £общ/£тр>АуПр#
РАСЧЕТ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ПО СДВИГУ В ПОДСТИЛАЮЩЕМ ГРУНТЕ
И СЛАБОСВЯЗНЫХ МАТЕРИАЛАХ КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЕВ
А. При расчете по сдвигу в подстилающем грунте земляного полотна усло-
вие прочности можно представить в виде
(14)
42
где Лсдв — коэффициент прочности по сдвигу в грунте, определяемый по рис. 9,
с учетом заданного уровня надежности; Т — активное напряжение сдвига от
действующей кратковременной нагрузки; Тдоп—допустимое напряжение сдви-
ia, обусловленное сцеплением в грунте.
Активное напряжение сдвига
Г = тн + тв,	(15)
те тн—активное напряжение сдвига от временной нагрузки; т0 — активное
напряжение сдвига от собственного веса дорожной одежды.
Активное напряжение сдвига в грунте от временной нагрузки находят по
формуле
1
ти = —-------- I(°1 — о3) — (о, + О,) Sin <р, р],	(16)
2	cos <frp
где щ, Оз—соответственно максимальное и минимальное главные напряжения,
определяемые по теории упругости для слоистых сред; <ргр—угол внутреннего
трения грунта.
Наихудшие условия работы грунта на сдвиг имеют место при наибольших
положительных температурах покрытия, наблюдаемых в расчетный период вес-
ной. Поэтому при расчете дорожных одежд по сдвигу значения модуля упру-
гости материалов, содержащих органическое вяжущее, должны соответствовать
следующим температурам; во 11 дорожно-клпматпческой зоне 4-20° С, в Ill зо-
не + 30° С, IV зоне +40° С, V зоне +50° С.
Для определения т» осуществляется приведение многослойных реальных
конструкций к двухслойной модели н по номограмме (рис. 16) находят тн (зна-
чение максимального активного напряжения с гвпга от единичной нагрузки).
Рис. 16. Номограмма для определения активных напряжений сдвига от времен-
ной нагрузки Тн в нижнем слое двухсловной системы.
Номограмма построена для случая совместной работы слоев на контакте. Зна-
чения коэффициента Пуассона приняты для материала дорожной одежды pi =
0,25 и для подстилающего одежду грунта р2=0,35. Для малых значений тн
щи фрагмент основной номограммы (рис 17).
43
Активное напряжение сдвига в грунте от веса дорожной одежды тв нахо-
дят по номограмме (рис. 18) в зависимости от общей толщины дорожной одеж-
п
ды X hl (горизонтальная ось) и величины угла внутреннего трения грунта <[г{
Z«= 1
(лучн на номограмме).
от временной нагрузки там в нижнем слое двухслойной системы.
Допускаемое напряжение сдвига в грунте определяют по формуле
Тдоп =	(17)
где СГР — сцепление в грунте активной зоны земляного полотна в расчетный
Рис. 18. График для определения ак-
тивных напряжений сдвига от соб-
ственной массы одежды.
период, МПа; К\ — коэффициент, учиты-
вающий снижение сопротивления грунта
сдвигу под агрессивным воздействием
подвижных нагрузок, колебаний и т. д.
При расчете на действие кратковремен-
ных нагрузок принимают /<,=0,6; при
длительном действии нагрузок с малой
повторностью Ki = 0,9; Кз— коэффици-
ент неоднородности условий работы
одежды, связанный с недоучетом небла-
гоприятных природных особенностей, с
технологическими и другими причинами;
эти факторы проявляются в большей
мере, чем выше интенсивность движения.
Коэффициент Л2 определяют по графи-
ку (рис. 19). Кз—коэффициент, учиты-
вающий особенности работы грунта в
конструкции, связанные с увеличением
фактического сцепления в грунте за
счет защемления, явления дилатансии и
зацепления частиц. Введением коэффи-
циента Кз учитывают также отличие ре-
альных условий сопряжения слоев па
контакте от принятых при построении но-
44
/
мограммы (рис. 20). Значения Кз в зависимости от грунта земляного полотна
< ледующие:
Глинистые грунты (глнны, суглинки, супеси, кроме крупной) 1,5
Пески пылеватые, супеси крупные	4,0
Пески:
мелкие	*	6,5
средней крупности	8,0
крупные	9,2
Порядок расчета: Для многослойных конструкции дорожной одежды опре-
щляется средний модуль упругости по формуле
+ E?h? 4~ Е.Ьз 4- - • -
Л, + Л3 .
(18)
। io Eit Ез, Е3 — расчетные модули упругости отдельных конструктивных слоев,
толщина которых соответственно равна hi, h2, h^.. (рис. 21).
Если расчет ведут на воздействие движущих нагрузок, то в формулу (18)
в качестве расчетных модулей упругости Е, слоев подставляют значения моду-
действия нагрузки 0,1 с (см.
лей упругости, соответствующие длительности
габл. 12).
При расчете на длительное действие
нагрузки принимают модуль упругости ма-
гериалов, соответствующей длительности
действия нагрузки не менее 10 мин (см.
1ибл. 13).
Рис. 19. Зависимость коэффициента ус-
талости Кз для зернистых материалов и
грунтов, рассчитываемых по сдвигу, от
расчетной приведенной интенсивности
движения.
Рис 20. График для опреде-
ления коэффициента Кз для
несвязных грунтов и мате-
риалов:
/—3 соответственно для песков
крупных, средней крупносгн и
мелких.
Таким образом, многослойная система приводится к двухслойной системе,
у которой толщина верхнего слоя равна сумме толщин всех конструктивных сло-
п
< и одежды (2 hj).
1
Вычислив отношения £сг/£гри 2Л/ /D, по номограммам (см. рис. 16 и 17)
определяется отношение та м/р, откуда находится та м. Значение угла внутреннего
। рения фгр для грунта земляного полотна устанавливают по справочным дан-
ным нли путем лабораторных испытаний.
45
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
Значение расчетного диаметра нагруженной площади D и модуля упругости
грунта £гр принимают соответственно кратковременному или длительному дей-
ствию нагрузки.
Определяется активное напряжение сдвига в подстилающем грунте от соб-
ственной массы дорожной одежды та в по номограмме (см. рис. 18), в зависи-
мости от общей толщины одежды ЕЛ/ и величины угла внутреннего трения <ргр
подстилающего грунта.
Значение та 0j определяемое по номограмме (см. рис. 18), вводится в форму-
лу (15) с тем знаком, с которым оно получено по номограмме.
Егр> ^чрргр
Рис. 21. Схема приведения многослойной
конструкции к двухслойной при расчете под-
стилающего грунта на сдвиг.
определяемый по рис. 9.
Действующее в грунте напря-
жение сдвига определяется как
сумма
^=Vm + S.B- (19)
По формуле (17) вычисляют
допустимое напряжение сдвига
7"лоп, с которым затем сравнивают
действующие напряжения Т на
всех стадиях последовательного
приближения.
Находят коэффициент проч-
ности по критерию сопротивления
сдвигу в грунте
Япр -		(20)
Условие прочности по сдвигу
в грунте считается выполненным,
если
КпрЖсдв. (21)
где Л'слв~ коэффициент прочности,
Если Кпр < Ксдв , то следует:
либо увеличить толщину какого-либо слоя или нескольких слоев одежды и
тем самым увеличить общую толщину Shj;
либо увеличить Еср путем замены материала какого-либо слоя материалом
с более высоким
либо заменить или укрепить грунт земляного полотна.
Если Лпр >/бсдв и необходимая толщина дорожной одежды не диктуется
прочими условиями (критерий упругого прогиба, растяжение при изгибе), то сле-
дует уменьшить толщину слоя или слоев, либо использовать материалы с мень-
шими значениями модуля упругости и тем самым добиться равенства Л’пр =
= ^<слв-
Для сокращения количества попыток при корректировке конструкции одеж-
ды можно использовать номограмму (рис. 22).
Б. При расчете промежуточных конструктивных слоев из слабосвязных ма-
териалов (гравийных, песчаных материалов и грунтов, укрепленных жидкими
вяжущими) используются те же зависимости, что и при расчете по сдвигу в под-
стилающем грунте.
Порядок расчета. Многослойная конструкция дорожной одежды приводится
к трехслойной модели, в которой рассчитываемый слой является промежуточ
ным. Для этого определяется общий средний модуль упругости для слоев, рас-
положенных выше рассматриваемых. Пользуются той же формулой (18)
(рис. 23). Толщину верхнего слоя модели принимают равной сумме толщин
всех слоев, расположенных над рассчитываемым
В расчет вводят модули упругости, соответствующие расчетной длительно-
сти действия нагрузки и расчетной температуре для данной дорожио-климатн-
чсской зоны.
Вычисляют модули упругости по
подошве рассчитываемого слоя Е06т (см-
рис. 23).
Вычисляют отношения
Ei	Еср
---- = --7-- И
£а	^общ
п
1
D
Здесь D — диаметр
.рузки (подвижная или
нагруженной площади с
статическая).
учетом характера действия иа
Рис. 22. Относительное изменение ак-
тивного напряжения сдвига в подсти-
лающем полупространстве Атм/тм при
изменении толщины какого-либо слоя
дорожной одежды на 1 см.
Рис. 23. Схема приведения мно-
гослойной конструкции к трех-
слойной при расчете промежу-
точного слоя иа сдвиг.
По найденным отношениям с помощью
г откуда определяют та.м-
1а.м'Р* J	«о\	----
номограмм (см. рис. 15 и 17) получа-
1111 1 * * * * * * Ва.м'Р’ ---j —
По номограмме (см. рис. 18) находят активное напря.кенне сдвига та в от
и< са вышележащих слоев.
Вычисляют допустимое активное напряжение сдвига по формуле (17), по-
। и ая в этой формуле С равным сцеплению в слабосвязном материале.
Вычисляют коэффициент прочности Л'Пр= 7даг1/7’ и сопоставляют его с коэф-
фициентом прочности по сдвигу /<гдв, найденным при заданном уровне надеж-
но! ги проектируемой дороги (см. рис. 9).
Если £пр>^дв. то условие прочности выдержано. В случае, если Лпр<Асдв
< к (ует увеличить толщину какого-либо слоя из вышележащих над рассчиты-
ннмым с тем, чтобы условие прочности £Пр>7<сдв соблюдалось.
При этом, чтобы не изменились условия прочности по упругому прогибу до-
рожной одежды или по сдвигу в грунте, необходимо толщину рассчнтываемо-
к> слоя уменьшить.
47
46
РАСЧЕТ МОНОЛИТНЫХ СЛОЕВ НА РАСТЯЖЕНИЕ ПРИ ИЗГИБЕ
Расчет конструктивных слоев из монолитных материалов (асфальтобетон,
дегтебетон, материалов и грунтов, укрепленных комплексными и- неорганически-
ми вяжущими материалами и др.) сводится к выполнению условия прочности
Кнзг <	>	(22)
°г
где Кизг—требуемое значение коэффициента прочности на растяжение при из-
гибе с учетом заданного уровня надежности (см. рис. 9); ог — наибольшее рас-
тягивающее напряжение в рассматриваемом слое, устанавливаемое путем
расчета; /?и— предельно допустимое растягивающее напряжение материала слоя
с учетом усталостных явлений (см. табл. 11).
Порядок расчета для верхних (обычно асфальтобетонных) слоев следующий.
Определяется общий модуль упругости на поверхности основания £0бЩ0С1]
путем последовательного приведения слоев по номограмме (см. рис. 15).
Составляются отношения ^/^общ.оси 11 М/D и по номограмме (рис. 24) на-
ходим удельное растягивающее
напряжение ог.
Полное растягивающее на-
пряжение в верхнем (рассмат-
риваемом слое) определяется
из выражения
°Г = Р°г. (23)
где р—удельное давление на
покрытие от расчетного авто-i
мобиля, МПа.
Вычисляют коэффициент
прочно ти А’цр =К .10п Mr и со-
поставляют его с минималь-
ным требуемым коэффициеи-
юм прочности на растяжение
при изгибе (Кизг )•
Если Кнзг>^доп/о„ про-
изводится корректировка тол-
щин слоев.
Необходимо отметить, что
допускаемое значение растяги-
вающего напряжения при из-
гибе асфальтобетона находят
по формуле RnOn—Rp, где Rv —
Рис. 24. Номограмма для од-
ределения растягивающих на-
пряжений при изгибе ог от
единичной нагрузки в верхнем
монолитном слое (цифры на
кривых означают отношение
^1 Мобш.осн)-
расчетное значение сопротивления растяжению при изгибе с учетом повторно-
сти приложения.
Для материалов и грунтов, укрепленных неорганическими нлн комплексны-
ми вяжущими веществами, 7?доп=Яук1) /<ц- Значение Рукр принимают по
табл. 15, а коэффициент Кп по рис. 7.
При расчете на изгиб слоев асфальтобетонного основания, подстилающего
асфальтобетонное покрытие, следует весь пакет слоев из асфальтового бетона
48
принимать за один эквивалентный слой. В этом случае модуль упругости экви-
валентного слоя толщиной, равной общей толщине пакета, следует определять
по формуле (18), а расчет вести на удовлетворение неравенства (22) в нижнем
слое асфальтобетонного основания.
Рис. 25. Номограмма для определения растягивающих напряжений при
изгибе ог от единичной нагрузки в промежуточном монолитном слое
(цифры на кривых обозначают отношение EilE-t, а на лучах — £2/£3).
При расчете промежуточных монолитных слоев порядок расчета следующий.
Многослойная конструкция дорожной одежды приводится к трехслойиой,
н которой средним является рассчитываемый монолитный слой. Для верхних
< юсв (выше рассматриваемого) вычисляется средний модуль упругости по фор-
му ie (18). Слои, расположенные ниже рассматриваемого, приводятся к эквнва-
1 2-1513
49
леитному по жесткости однородному полупространству с использованием номо
граммы (см. рнс. 15).
Составляются отношения EJE^, 'EhjD, Ег!Е3, где Sft — толщина верхних ело
ев, включая рассматриваемый слой; Ех — модуль упругости верхнего слоя ил>
£i = £Cp, если над рассматриваемым слоем находится несколько слоев; £2 -
модуль упругости расчетного слоя; £3=£общ—модуль упругости приведенной
однородного полупространства. (Значения модулей упругости конструктивны)
слоев те же, что и в предыдущих расчетах).
По номограмме (рис. 25) определяется растягивающее напряжение ог о'
единичной нагрузки в нижней точке рассчитываемого слоя под центром нагру
жеипой площади, где эти напряжения достигают наибольшей величины.
По формуле (23) находим расчетную величину растягивающих напряжени!
в слое.
Вычисляют отношение R доп /сг и сопоставляют с минимальным требуемы),
коэффициентом прочности (см. рис. 9). При невыполнении условия R доп/°г >
> /бнзг осуществляют корректировку толщин слоев нли замену материала i
слоях.
РАСЧЕТ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СЛОЕВ ПО СДВИГУ
Целью данного расчета является проверка соответствия свойств выбранно!
для верхнего слоя основания асфальтобетонной смеси условию сдвигоустойчи
вости материала в конструкции. При невыполнении условия прочности по сдви
гу в асфальтобетоне необходи
ма его замена более сдвигоус
тойчивым материалом.
Расчет ведется на длитель
иое действие нагрузки и npi
расчетной температуре +50
во всех климатических зонах
Соответственно этой темпера
гуре выбирают расчетные ха
рактеристпки обработанных би
тумом материалов (табл. 13).
Условие прочности асфаль
тобетона по сдвигу без иакоп
пения остаточных деформаций
записывается
(14).
Действующее
бетоне активное
сдвига можно рассчитать ni
формуле (16) или определит!
по номограмме (рис. 26). Но
мограмма получена на основа
иии решения теории упругосп
с учетом наихудших услови!
взаимодействия слоев на кон
тактах.
Допускаемое активное на
пряжение сдвига в асфальто
бетоне вычисляют по формул'
Удоп^^С.	(24
где К — комплексный коэффи
циент, учитывающий зацепле
иие зерен асфальтобетона, ус
ловия работы (табл. 14).
//п/>ч<!ок расчета асфальтобетона на сдвиг: по формуле (18) вычисляю’
ipiiiiiin модуль упругости слоев асфальтобетона (£Ср.аСф); определяют общи!
мп i\ и. vnpyioriii пл поверхности подстилающего основания (£ОбЩОсн>’ нахо
26. Номограмма для определения актив
в асфальто
напряжен»
Рис.
иых напряжений сдвига в слое асфальтобетона.
Ml
дят отношения ^ср.асф/^общ.осн и ЕЛ/D, где 2й — суммарная толщина слоев
асфальтобетона; по номограмме (см. рис. 26) для известных ^ср.асф^общ осн
п A/D=I/;/D находят на вертикальной оси активное напряжение сдвига от еди-
ничной нагрузки ти/р.
Полное напряжение сдвига вычисляют по формуле Т = (ти/р) р, где р — рас-
четное давление на покрытие.
Если Еср.асф/^общ.осн <'2, то все расчеты ведутся как для отношения
Z ср чсф/^общ.осн 2.
Вычисляют допускаемое напряжение сдвига ио формуле (24).
Проверяют выполнение условия (14). Если Т№п/Т :>!, то сдвигоустойчи-
вость асфальтобетона обеспечена. Если 7'доп/7’<1, то необходимо заменить ма-
териал верхнего слоя основания из асфальтобетона более сдвигоустойчивым или
переконструировать дорожную одежду таким образом, чтобы снизить напряже-
ние сдвига Т.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
Расчеты на морозоустойчивость следует производить для дорожных одежд,
проектирование которых выполняется в районах с неблагоприятными грунтово-
гидрогеологическими и гидрологическими условиями с сезонным промерзанием.
В качестве основных мероприятий, повышающих морозоустойчивость до-
рожной конструкции, являются:
достаточное возвышение поверхности покрытия над горизонтом грунтовых
под;
использование для отсыпки земляного полотна морозоустойчивых грунтов;
устройство морозозащитных слоев, объем которых при промерзании в ув-
лажненном состоянии не изменяется;
применение теплоизолирующих материалов;
понижение уровня грунтовых вод;
устройство капилляропрерывающих и водоизолирующих прослоек.
Условие морозоустойчивости записывается в виде
('пуч + *м.з) < 'доп.	(25)
где I доп—допускаемое зимнее вспучивание покрытия.
Величина допускаемого пучения в зависимости от типа покрытия следую-
щая, см:
Цементобетонное (монолитное)	2
Цементобетониое (сборное)	4
Асфальтобетонное (горячая смесь	I	и	II	марок)	4
Асфальтобетонное (горячая смесь	III	и	IV	марок)	6
Переходная одежда	10
/ПуЧ—расчетное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна; /мз =
расчетное пучение материала морозозащитного слоя, если этот слой представ-
ки недостаточно морозоустойчивыми материалами.
Расчетное пучение морозозащитного слоя 1из принимают равным произве-
дению толщины этого слоя на коэффициент пучения К„уч (в проц.), который оп-
ределяется испытанием образцов материалов на морозное пучение
КПуч=|— 1100,	(26)
>де Ай—величина пучения образца; h — начальная высота образца.
Величину вспучивания Zny4 можно определить по номограмме (рис. 27) при
швестных значениях параметров:
51
г — глубина промерзания, см; г,—общая толщина слоев из стабильных ма-
териалов, см; Н — необходимое возвышение конструкции над расчетным уровнем
грунтовых вод; В — комплексная характеристика свойств грунтов; а0 — клима-
тический показатель, определяемый по рис. 28.
Расчетные значения глубины промерзания z и расстояния до предзимнего
уровня подземных вод Н следует определять в соответствии с государственным
Рис. 27. Номограмма для расчета конструкций
на морозоустойчивость
стандартом и инструктивными,
указаниями с использованием
многолетних данных наблюде
ннй за изменением этих пара-
метров в натурных условиях,
сходных с условиями района
проектирования. В расчетах
часто глубину промерзания
принимают по рис. 29 с добав
лением 0,5 м.
Для западных районов II,
III дорожно-климатических зон
за расчетный уровень подзем-
ных вод следует принимать
максимальный весенний уро-
вень, наблюдаемый в дайной
местности за многолетие.
Комплексная характерис-
тика В зависит от влагопрово-
днмости грунта, полной его
влагоемкости । при требуемой
плотности (за вычетом защем-
ленного воздуха), а также от
капиллярной влагоемкости.
Величину характеристики
В следует определять на осно-
вании данных испытаний грун-
та на морозоустойчивость пв
формуле
Кпуч’о
В
1,86
(27)
В случае невозможности экспериментально определять коэффициент ЛПуч рас-
четное значение комплексной характеристики грунтов принимают по табл. 24
Таблица 24. Комплексная характеристика пучинистых свойств грунтов
Грунты	Показатель В, см*/сут	Степень пучинистостн в усло- виях 3-го типа местности по характеру увлажнения
Песок (иепылеватый) с содержанием частиц мельче 0,05 мм в пределах 2— 15%; супесь легкая крупная Глины, суглинки легкие и тяжелые (непылеватые), супеси легкие Супеси пылеватые, суглинки тяжелые пылеватые, пески пылеватые Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие пылеватые	1,5—2,0 3,0—3,5 4,0—4,5 5,0	Слабопучинистые Пучинистые Сильнопучинистые Чрезмерно пучинистые
Примечание. Значение показателя В получены расчетным путем на основании
фактических данных о величине пучения дорожных одежд на эксплуатируемых дорогах
при известных значениях г, Zi, Н, а0.
52
OH 09> 09! Ol or ог
§	S	S}
Рис. 28. Карта изолиний климатического коэффициента
\
ОН 00) OS! OL Ot 02 0)
Рис. 29. Карта изолиний глубин промерзания грунтов.
54
Прн использовании данных непосредственных измерений глубины промер-
1.ШНЯ величину а0 следует определять по формуле
(г~5°)2 .	(28)
2'Л
где г —средняя многолетняя глубина по данным измерения, см; г1>0 — толщина
дорожной одежды на объекте измерения, см; Т3 — средняя многолетняя про-
должительность промерзания грунта земляного полотна, сутки.
При определении по номограмме (рис. 30) толщины слоев стабильных ма-
нриалов характеристика теплопроводности принята такая же, как и для уп-
ютненного щебня. Фактически теплотехнические свойства материалов конструк
питых слоев различаются. Поэтому общую толщину слоев нз стабильных ма
Ц'рналов вычисляют по формуле
=л е +Л9Е9 4-А е +	,	(29)
'прив 11	22	6 А
। ic Ль hi, h3 — толщины слоев из стабильных материалов, см; е(, ез, г.з— экви-
валенты теплотехнических свойств материалов по отношению к уплотненному
щебню (табл. 25).
Коэффициенты теплопроводности материалов зависят от плотности — влаж-
ности, а также от того, находится ли материал в мерзлом пли талом состоянии;
и табл. 25 даны средние значения величины X;, которые могут быть использова-
ны в расчетах, когда отсутствуют данные опыта.
Рис. 30. График для определения требуемой по условию обеспечения морозоустой-
чивости толщины дорожной одежды с морозозащитным слоем из песка (гравий-
но-песчаная смесь):
И—VI — группа грунта по степени пучинистости; г — глубина промерзания; 1 — для цемеп-
тобстонного покрытия; 2 — для одежд нежесткого типа с усовершенствованным покрытием;
3 — для одежд с покрытием переходного типа.
На дорогах с капитальными одеждами и усовершенствованными покрытия-
ми при 2-ом типе местности по условиям увлажнения необходимая общая экви-
валентная толщина г1э слоев из стабильных материалов составляет обычно 65—
80% от толщины, получаемой по номограмме (см. рис. 30) при г//7=1,0.
55
Таблица 25. Теплофизические характеристики материалов и грунтов
Материал, грунт	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопровод- ности X, Вт/М-к	Удельная теплоемкость, суд.ю-з, Дж/кг-К	Эквивалент по гранитному щебню •'-Кт
Асфальтобетон: крупнозернистый	2400	1,16	1,65	1,26
среднезернистый	2350	1,04	1,65	1,33
мелкозернистый	2300	0,93	1,65	1.41
Песок, обработанный биту- мом	1850	0,81	1,25	2,31
Аглопористый щебень, обра- ботанный вязким битумом	800	0,23	1,25.	2,83
Керамзитовый гравий, обра- ботанный вязким битумом	1100	0,64	1,15	1,71
Гравий (щебень) с легкими заполнителями, обработан- ными вязкйм битумом	2000	0,52	1,65	1,89
Супесь, укрепленная 10% битумной эмульсией	1700—1900	1,45	0,9	1,13
Цементобетон	2400	1.74	0,85	1,03
Песок разномерный, укреп- ленный 6—10% цемента	2100	1,86	0,9	1.0
Песок мелкий, одномерный, укрепленный 10% цемента	2100	1,62	0.95	1,07
Цементогрунт с керамзитом:	1500—1600	0,58-0,70	0,9—0,95	1,79—1,63
песок 75% (массы) керамзит 25% цемент 6% Цементогрунт с гранулами полистирола:	1300-1500	0,41—0,58	1,25	2,14—1,79
песок 97—98% гранулы полистирола 3— 2% цемент 7—6% Битумоцементогрунт с пер- литом:	1400	0,52—0,58	1,35	1,89
перлитовый щебень 25— 20% песок 75—80% цемент 6—4% битум 12—10% (от массы песка, перлита и цемента) Цементогрунт с аглопори- том:	1700—1800	0,64-0,75	1,0—1,1	1,71—1,57
супесь или песок 70—80% аглопорпт 30—20% цемент 6% Шлакобетон	1600	0.58	1,15	1,79
Керамзитобстон	14'10	0,75	1,45	1,57
Стиропоробетон	800-1100	0,23	1,45	2,83
Слабопрочные известняки, укрепленные известью	2000	1,16	1,1	1,27
Суглинок, укрепленный 6— 12% цемента	1750—1900	1,45	0,85	1,13
56
Продолжение табл. 25
Материал, грунт	Плотность кг/м2	Коэффициент теплопровод- ности А, Вт/м-к	Удельная теплоемкость, С СуД IV Дж/кг-К	Эквивалент по гранитному щебню
Суглинок, укрепленный 2— Ь% цемента с 6—2% извес-			0,85	
III ( уиесь, укрепленная 8—10%	1800—1900	1,33		1,18
цемента	1700—1900	1,51	0,90	1.11
Пенопласт марки ПС-4	40—60	0.052	1,45	5,96
III 1ИК топочный	800	0,46	1,1	2,0
Щебень из гранита	1800	1,86	0,85	1,0
Щебень из известняка	1600	1,39	0,9	1.15
1равий Песок крупный:	1800	1,86	0,9	1,0
талый	2000	1.74	1.1	1,03
мерзлый Песок средней крупности:	2000	2,32	0,9	0,88
талый	1950	1,91	1.1	0,98
мерзлый Песок мелкий:	1950	2,44	0,9	0,87
талый	1850	1,91	1,1	0,98
мерзлый 11есок пылеватый:	1850	2,32	0,9	0,89
талый	1750	1,80	1.1	1,02
мерзлый! ( упесь:	1750	2,20 »	0,9	0,92
талая	2100	1,80	1,35	1,02
мерзлая Суглинок и глииа:	2100	2,03	1,0	0,96
талые	2000	1,62	1,45	1,07
мерзлые Лессы:	2000	1,97	1,25	0,97
талые	2000	1,51	1,45	1.11
мерзлые	2000	2,09	1,05	0,94
На участках дорог, находящихся на местности 1-го типа по условиям ув-
лажнения не наблюдается значительного зимнего влагонакопления и пучения
даже в районах с глубоким промерзанием. В этом случае толщина дорожной
одеждй, определяемая расчетом на прочность, обеспечивает также и необходи-
мую морозоустойчивость конструкции.
Однако на дорогах с капитальной одеждой, если она подстилается пыле-
нлтыми супесями, необходимо обязательно предусмотреть меры по ограниче-
нию поступления воды в дорожную конструкцию с поверхности.
Облегченные конструкции дорожных одежд с усовершенствованными покры-
шями при 1-м типе местности (см. табл. 3) на морозоустойчивость не прове-
ряют.
При 2-м типе местности по условиям увлажнения проверяют на морозо-
v |(>йчивость только прп пылеватых супесчаных грунтах. При других подсти-
ч.пощих грунтах толщины дорожных одежд, определяемые расчетом на проч-
неть, обеспечивают также и морозоустойчивость.
Если для обеспечения необходимой морозоустойчивости требуется общая
in 1щина дорожной одежды, превышающая толщину, полученную расчетом на
прочность, следует конструкцию одежды откорректировать и вновь рассчитать
пн критериям прочности.
57
Морозозащитный слой из фильтрующих материалов обычно является и эле-
ментом дренажной конструкции, поэтому он должен быть рассчитан также на
своевременный отвод поступающей воды.
В районах, не обеспеченных кондиционными зернистыми материалами, сле-
дует шире применять для устройства морозозащитных слоев грунты, укреплен-
ные вяжущими ц гидрофобпзированные грунты.
Грунты, укрепленные цементом, должны отвечать следующим требованиям:
коэффициент морозного пучения не должен превышать 2%; коэффициент мо-
розостойкости не должен быть ниже 0,65 при температуре замораживания —5° С.
Пределы прочности при сжатии ПСж п изгибе 7?и стандартных лабораторных
образцов, укрепленных цементом грунтов, должны составлять:
для исходного грунта II группы по степени пучинистости (СН 449 72, табл. 26).
Дсж=0,74-1,0 МПа и 7?и =0,1ч-0,2 МПа; для грунта 111 группы/?сж = 1,0
4-1,5 МПа и /?„ = 0,24-0,3 МПа; для грунта IV группы — 7?сж = 1,54-2,0 МПа и
^и = 0,34-0,5 МПа; для грунтов V и VI групп —	МПа и /?и>0,6 МПа.
Теплоизолирующие слои устраивают из материалов с более эффективными
теплозащитными свойствами, чем у грунтов и обычных дорожностроительных
материалов.
Для теплоизоляции дорожной конструкции применяются: полимерные ма-
териалы (пенопласты); легкие бетоны, в которых содержатся пористые запол-
нители (керамзит, аглопорит, гранулы полистирола и др); металлургические
шлаки; золо-унос; золошлаковые смеси как обработанные цементом, битумом
или битумной эмульсией, так и не обработанные; композиции из местных ма-
териалов или грунтов, легких заполнителей и вяжущих, приготовленные спо-
собом смешения в' установке; битумомииеральныс смеси, обычные и с легкими
заполнителями (табл. 27). Все эти материалы должны удовлетворять требова-
ниям, предъявляемым к дорожностроительным материалам действующих
ГОСТов, СНиП н инструкций.
Наиболее рациональными, отвечающими требованиям морозоустойчивости,
являются дорожные конструкции в насыпях, в которых возвышение И поверх-
ности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод (УГВ) больше расчет-
ной глубины промерзания z или равной ей (z/H^A).
На участках, где невозможно выполнить это условие, в конструкции сле-
дует вводить теплоизолирующие слои в целях уменьшения глубины или пол-
ного предотвращения промерзания земляного полотна либо предусмотреть ме-
ры по понижению уровня грунтовых вод. Нередко целесообразно предусматри-
вать устройство водоизолирующих илн капилляропрерывающих прослоек для
ограничения миграции влаги из нижних слоев земляного полотна в верхние,
а, следовательно, и пучение грунта при промерзании.
Дорожные конструкции с теплоизолирующими слоями из таких дефицитных
материалов, как пенопласты целесообразно назначать лишь для участков дорог,
находящихся в особо неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях: «мо-
крые» выемкн, земляное полотно в нулевых отметках, низкие насыпи (?/Д>1).
Для пучинистых участков, находящихся в более благоприятных условиях в
сравнении с перечисленными, можно ограничиться конструкциями с конструк-
тивно-теплоизолирующими слоями, позволяющими уменьшить глубину промер-
зания земляного полотна до допустимых пределов, отвечающих требованиям
морозоустойчивости конструкций.
Для пучинистых участков, на которых невозможно осуществить перечислен-
ные выше меры, следует разрабатывать индивидуальные проекты по обеспече-
нию морозоустойчивости дорожных конструкций. При разработке таких про-
ектов необходимо учитывать: условия залегания грунтов с ненарушенной струк-
турой в основании насыпи, влияющие на неравномерность пучения; возможную
степень переувлажнения грунтов из-за недостаточного возвышения дорожного
покрытия над расчетным уровнем грунтовых или длительно застаивающихся
поверхностных вод; неизбежное изменение плотности грунтов в течение года и
процесс эксплуатации дороги в период между капитальными ремонтами дорож-
ной одежды.
Порядок расчета на морозоустойчивость: 1. Рассчитанная по условиям проч-
ности конструкция дорожной одежды по формуле (29) приводится к общей тол-
щине z\ по эквивалентам теплотехнических свойств материалов (см. табл. 25).
58
Таблица 26. Классификация грунтов по степени их пучинистости при
замерзании
Характеристика грун- та по пучинистости	Грунт	Тип местности по ха- 1 рактеру увлажнения грунта	Среднее значение относительного мо- розного пучения гпуч« (%), нри глуби- не промерзания 1,5 м	Группа грунта по степени пучинистос- ти
Непучииистый	Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содер- жанием частиц менее 0,05 мм меньше 2% Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содер- жанием частиц менее 0,05 мм меньше 15%, песок мелкий с содержанием частиц менее 0,05 мм меньше 2%	2-3 1	Мейсе 1* То же	I I
Слабопучинистый	Песок гравелистый, крупный и средней крупности с со- держанием частиц менее 0,05 мм меньше 15%, песок мелкий с содержанием час- тиц менее 0,05 мм меньше 2%>	2-3	1—2*	11
	Песок мелкий с содержанием частиц менее 0,05 мм мень- ше 15%, супесь легкая и лег- кая крупная	1	1—2*	II
	Песок мелкий с содержанием частиц менее 0,05 мм меньше 15%, супесь легкая крупная Песок пылеватый, супесь пылеватая, суглинок легкий, тяжелый пылеватый, глины	2—3 1	2—4 2—4	III III
Пучииистый	Супесь легкая, суглинок лег- кий и тяжелый, глины Супесь тяжелая пылеватая, суглинок легкий пылеватый	2—3 1	4—7 4—7	IV IV
Очень пучинистый	Песок пылеватый, супеси пы- леватые, суглинок тяжелый пылеватый	2—3	7—10	V
Чрезмерно пучини стый	Супесь тяжелая пылеватая суглинок легкий пылеватый	2-3	10—15 и более	VI
* Величина относительного пучения щебенистых, гравелистых, дресвяных песков при
содержании более 15% частиц размером мельче 0,05 мм ориентировочно может быть при-
нята такая же, как для пылеватого песка, ио должна быть проверена в лаборатории.
59
2.	При известных значениях расчетной глубины промерзания z и глубины
заложения грунтовых вод Н находятся отношения zi/z и z/Л/, используя кото-
рые по номограмме (см. рнс. 26) определяется значение выражения (/Пуч«о)/
/(Bz).
3.	Установив по табл. 24 величину В, а по рис. 27 климатический коэффици-
ент а0, можно получить фактическую величину пучения покрытия /пуч.
Таблица 27. Расчетные значения деформационных и прочностных
характеристик теплоизоляционных материалов [7]
Материал	Модуль упругости £, МПа	Предел проч- ности при изгибе /?и, МПа
Пенопласт марки ПС-4	13,0—33,5	0,8—1,2
Стиропоробетон Аглопоритовый щебень, обработанный вязким би-	500,0—800,0	0,3-0,4
тумом Керамзитовый гравий, обработанный вязким биту-	400,0	0,4
МОМ Гравий (щебень) с легкими заполнителями, обра-	500,0	0,4
ботанныци вязким битумом	500,0	0,8
Цементогрунт с перлитом То же с полистиролом состава:	130,0	0,2
песок 97—98% (массы) гранулы полистирола 3—2% цемент 7—6% То же с керамзитом, состава:	300,0	0,2
песок 75% керамзит 25% цемент 6%	300,0	0,3
Битумоцементогрунт с перлитом состава: перлитовый щебень 25—20% песок 75—80% битум 12—10% (массы песка перлита н цемента) Цементогрунт с аглопоритом состава:	200,0—300,0	0,2—0,3
супесь или песок 70—80% аглопорит 30—20% цемент 6%	250,0—350,0	0,25—0,35
Золошлаковыс смеси, укрепленные цементом	150,0	0,4
Грунт, укрепленный золой-уносом	200,0	0.4
Цементогрунт, обработанный битумной эмульсией	—	0,6
4.	Полученное значение /пу., сравнивается с допускаемым пучением /доп
Должно выполняться условие (25). Если условие не выполняется, толщину мо-
розозащитного слоя следует увеличить.
Проверку морозоустойчивости дорожной конструкции при условии г!Н> 1
производят следующим образом. Для заданного вида грунта и типа местности
по характеру увлажнения назначают по табл. 26 номер группы грунта по сте-
пени пучннистости при замерзании. Затем по точке пересечения (см. рис. 30)
кривой для данного вида грунта в ограничительной прямой, соответствующей
принятому типу покрытия, находят необходимую толщину zIcp слоев стабиль-
ных материалов для средних условий. Средние условия характеризуются сле-
дующими параметрами: глубина промерзания z=l,5 м, грунтовые воды выходят
на поверхность /7 = 0, КУпл =0,98—1, 1Г = 0,6 W т- При других исходных дан-
ных требуемую по условию обеспечения морозоустойчивости общую толщину
60
дорожной одежды определяют с учетом ряда факторов, влияющих на мороз-
ное пучение грунта, по формуле
Ко = ^р*нкупЛпр*сЛв»	(30)
где Кн '— коэффициент, учитывающий глубину залегания горизонта — УГВ
(рис. 31). Кпр—коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного
Рис. 31. Значение коэффици-
ента К».
Рис. 32. Значение коэф-
фициента Кпр:
а — суглинки, глины; б —
пески, супеси.
веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящей
от глубины промерзания (рис. 32). Л'ст —коэффициент, учитывающий влияние
естественного сложения грунта (для песка равен 1,0; супесей—1,1; суглинка —
1,2; глины—1,3); Кв — коэффициент, зависящий от расчетной влажности грун-
та. Значения его следующие:
Относительная влажность грунта 1Г/1ЕТ 0,6	0,7	0,8	0,9
Кв	1,0	1,1	1,2	1,3
Хупл—коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта (табл. 28).
Прн расчете общей толщины дорожной одежды по условию ее морозоустой-
чивости для дорог в городских условиях на участках с обеспеченным водоотво-
дом поверхностных вод, с дренажными устройствами в установленную величину
z, вводят коэффициент 0,8.
Таблица 28. Значение коэффициента Купл
Коэффициент уплотнения грунта	Г ру нт		Коэффициент уплотнения грунта	Грунт	
	Глина, сугли- нок, супесь легкая и пыле- ватая, песок пылеватый	Супесь легкая, крупная, песок непылеватый		Глина, сугли- нок, супесь легкая и пыле- ватая, песок пылеватый	Супесь легкая, крупная, песок не пылеватый
1.01—1,03	0,8	1,0	0,94—0,90	1.3	1,2
1,0—0,98	1,0	1,0	Менее 0,90	1,5	1,3
0,97—0,95	1,2	1,1			
Согласно этому методу по рис. 30 или по формуле (30) определяют толщину
дорожной одежды, обеспечивающую морозоустойчивость конструкции; при этом
имеется в виду, что нижний слой основания, выполняющий функции морозо-
ющптного слоя, устроен из песка или гравийно-песчаной смеси. Если морозо-
защитный слой устраивают нз материалов, отличающихся от песка по теплофи
шческим свойствам (цементогрунт, зологрунт, шлак, укрепленный вяжущим и
61
др.), то толщина такого слоя Л' выражается через толщину слоя песка гравий-
но-песчаной смеси Лпес следующим образом.
Л' = 0,9Лпес
Л'
^пес
(31)
где X' и Хпес — коэффициенты теплопроводности соответственно материала мо-
розозащитного слоя и песка.
По формуле (32) рассчитывают возможную величину поднятия поверхно-
сти покрытия (деформацию морозного пучения) существующей дорожной кон-
струкции.
^пуч = ^пуч.ср ^упл ^пр \т	(32)
где /пучСр—расчетная величина морозного поднятия для средних условий, оп-
ределяемая по данным табл. 26 н рис. 30 прн известной толщине морозозащит-
ного слоя.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА
Расчет нежесткой дорожной одежды (новое строительство!
Пример. Исходные данные: дорожно-климатическая зона — III (территория
УССР); техническая категория дороги — II; перспективная интенсивность дви-
жения— 5700 авт/сут; на одну полосу — 5700• 0,7 = 4000 авт/сут (табл. 21);
Средний состав транспортного потока по типам автомобилей, %;
легковые —31; ЗИЛ 130 —25; ЗИЛ-554 — 30; КамАЗ-5511—6; МАЗ-500А —
4; ЛАЗ-695Н — 4; грунт земляного полотна — суглинок легкий; местный строи-
тельный материал — гравий; земляное полотно возведено в насыпи; рельеф мест-
ности обеспечивает сток поверхностных вод (тип 1); грунтовые воды залега-
ют на 4 м ниже поверхности покрытия; параметры расчетного автомобиля груп-
пы А (табл. 19) — удельное давление на покрытие р = 0,6 МПа, расчетный диа-
метр следа колеса Дд = 37 см.
Конструирование и порядок расчета: определяем интенсивность движения
по маркам автомобилей авт./сут:
ЗИЛ-130 — 4000 • 0,25 = 1000
ЗИЛ-554 — 4000 • 0,30= 1200
КамАЗ-5511 —4000-0,06 = 240
МАЗ-500А — 4000 • 0,04 = 160
ЛАЗ 695Н — 4000  0,04 = 160
Итого... 2760 авт/сут
Таблица 29. Результаты расчета
Марка автомобиля
Нагрузка на ось, т
Коэффициент
приведения
Количество расчетных
автомобилей
ЗИЛ 130
ЗИЛ-554
КамАЗ-5511
МАЗ-500А
ЛАЗ-695Н
6,95
6,49
14,45 (на тележку)
10,0
7,45
0,20	1000-0,20=200
0,15	1200-0,15= 180
1,05	240-1,05=252
1,04	160-1,04=166,4
0,29	160-0,29= 46,6
Пользуясь
единичную ось
ходим в табл.
А (табл. 29).
Расчетная
= 845 авт/сут.
табл. 20, устанавливаем наибольшую статическую нагрузку на
каждой марки автомобилей, а затем по полученным данным на-
20 коэффициенты приведения к расчетному автомобилю группы
приведенная интенсивность движения составляет: .Vp =
62
По номограмме (рис. 14) определяем требуемый модуль упругости £тр как
для усовершенствованного капитального типа покрытия £тр =257 МПа.
Требуемые коэффициенты прочности проектируемой дорожной одежды, со-
ответствующие уровню надежности £н=0,95 (см. табл. 18, рнс. 9):
Кпр = Купр — ^СДВ — ЛиЗГ = 1-
Исходя из эксплуатационных требований, с учетом наличия и стоимости от-
дельных материалов, условий их транспортировки, а также принимая во вни-
мание имеющуюся технику, намечают следующую конструкцию дорожной
одежды:
покрытие — плотный асфальтобетон II марки, горячий, на битуме
БНД 60/90 (й| = 6 см);
верхний слой основания — пористый асфальтобетон, горячий, на битуме
БНД 60/90 (Л2 = 10 см);
слои основания — гравий, укрепленный 6% цемента; (Л3 = 15 см);
неукрепленный гравий; (/14 = 20 см);
песок средней крупности (hs—?).
Принимаем следующие характеристики материалов н грунта:
асфальтобетон покрытия: по ф°РмУле (4) и табл. 12— модуль упругости
при температуре 4-30° С £, = 800-(1—1,71-0,1) =663 МПа;
при температуре 4-10°С £j = 3200 (1 —1,71 -0,1) =2650 МПа;
по формуле (6) и табл. 11 при расчете на изгиб £i = 4500Х (1+1,71-0,1) =
= 5270 МПа;
асфальтобетон верхнего слоя основания:
модуль упругости при температуре +30° С £2=600 (1—1,71-0,1) = 497 МПа;
при температуре +10°С £2=2000(1—1,71 0,1) = 1660 МПа;
при расчете иа изгиб (табл 11) £2=2600( 1 + 1,71 -0,1) =3040 МПа;
по формуле (5) и табл. 11—сопротивление растяжению при изгибе Д2=
= 1,6(1 — 1,71 -0,1) -0,9-1,03= 1,23 МПа;
модуль упругости гравийного материала, укрепленного 6% цемента, по
табл. 15 £3 = 500 МПа;
модуль упругости неукрепленного гравия по табл. 16 £<=200 МПа;
расчетные характеристики песка средней крупности (табл. 7) £5=120 МПа;
С5=0,006 МПа; <р3 = 40°;
расчетная относительная влажность грунта по формуле (1) н табл. 4 со-
ставляет: IV'р =0,60( 1 + 1,71 -0,1)  II7T = 0,7U7T.
Согласно табл. 17 превалирующим критерием в данных условиях является
упругий прогиб, поэтому расчет конструкции целесообразно начинать с удовле-
творения этого критерия.
При расчетной влажности 0,7 WT находим по табл. 8 нормативное, а по
формуле (1) расчетное значение динамического модуля упругости £гР.макс =
= 41(1—1,71-0,08) =37 МПа.
По этой же табл. 8 прн 1Рр=0,7 U7T находим прочностные характеристи-
ки грунта:
угол внутреннего трения (рмгрн = 18°,
сцепление сгр= 0,022 МПа.
Расчетную величину сцепления грунта определяем по формуле (3) С=
= 0,022(1 —1,71-0,15) =0,018 МПа.
Рассчитываем дорожную одежду по упругому прогибу:
определяем эквивалентный модуль упругости в основании верхнего слоя
асфальтобетона при температуре +30 °C £общ — £тр ХЛ0р = 257-1,0=257 МПа;
/ Общ 257	/г,	6
—=-------=0,39, —=—=0,16
Е1	663	Da 37
£
По номограмме (см. рис. 15): общ=0,36, откуда £общ = 663 0,36 =
-239 МПа.
Определяем эквивалентный модуль упругости в основании нижнего слоя
10
—=—=0,27.
D« 37
£	239
,1сфальтобетона:-Д!1!й-=----=0,48;
Е.г	497
63
По номограмме (см. рис. 15): общ —0,41, откуда £общ = 497-0,41 =204 МПа.
£2
Определяем эквивалентный модуль упругости в основании слоя гравия, ук
реплснного 6% Цемента’
£обш 204	15
——=------=0,408; ----=—=0,405.
Ег 500	Ид 37
По номограмме (см. рис. 15): Ео6щ/£3 =0,28, откуда £о6щ =500-0,28=
= 140 МПа.
Определяем эквивалентный модуль упругости в основании слоя необрабо
140 h4 20
тайного гравия: -=------=0,7; ----=----=0,54.
£4	200 Оя 37
По номограмме (см. рис. 15)	£о6щ/£4=0,54, откуда £„бщ =200-0,54 =
= 108 МПа.
£""6ш 108
Определяем толщину песчаного слоя нз соотношений:-------— =----=0,9;
£5	120
По той же номограмме (см. рис. 15) находим— =0,89, откуда /г5=0,89Х
Од
Х37 = 33 см.
Общая толщина дорожной одежды составляет: h д о=6+10+15+20+33 =
= 84 см.
Результаты расчетов заносим в табл. 30.
Таблица 30. Результаты расчетов
Слой	Материал слоя	Е, ДА Па	h, см	Л/Рд	Общий модуль упругости на поверхности слоев £‘о^щ МПа
1	Асфальтобетон (верхний слой)	663	6	0,16	£Тр — £*общ — 257
2	Асфальтобетон (нижний				
	слой)	497	10	0,27	£общ = 239
3	Гравий, укрепленный 6% це-				
	мента	500	15	0,405	Е о6щ = 204
4	Гравий (неукрепленный)	200	20	0,54	<бщ “ 140
5	Песок среднезернистый	120	33	0,89	£общ=Ю8
6	Суглинок легкий	37	—	—	—
Рассчитываем эту же конструкцию дорожной одежды по сдвигу в подсти-
лающем грунте.
„	663-6+
Вычисляем средний модуль упругости дорожной одежды: £ср = ---------
+497-10 +500-15+200-20-120-33
6+10+15+20 + 33
= 291 МПа. Находим отношения:
£ср 291
---=—=7,86 и
£гр 37
VoJU
Од 37
=2,27
64
для этих отношений и фгр = 18° по номограмме (см. рис. 16) находим, что
т /р = 0,0154, откуда активное напряжение сдвига в грунте от подвижной на-
грузки та „=0,0154-0,6=11,0092 МПа.
Определяем активное напряжение сдвига в грунте от веса вышележащих
слоев одежды по номограмме (см. рис. 18) та.в = —0,0004 МПа.
Полное активное напряжение сдвига составит: 7"=та м+тав=0,0092+
+ (—0,0004) =0,0088 МПа.
Допускаемое активное напряжение сдвига в грунте вычисляют по формуле
/д0П=Д-,К2КзСГр =0,6-0,81 • 1,5-0,018=0,013 МПа.
7дОП 0,013
Определяем коэффициент прочности £сдв=-у—=^ QQgg=1>48-
Устойчивость по сдвигу в грунте земляного полотна обеспечена.
Проверяем, удовлетворяется лн условие прочности по сдвигу в песчаном
основании
средний модуль упругости слоев, лежащих выше песчаного, при температу-
,	663-6+497-10+500-15+200-20
|>с асфальтобетона +30° С равен £ср=------10+15+20------------= 401 МПа.
Приведенный модуль упругости на поверхности песчаного слоя из табл. 30
/:общ=108 МПа-
Максимальное активное напряжение сдвига в песчаном слое от временной
нагрузки при соотношениях
4
Р
^общ
401
= 108
ЕЛ
=3,71 и 1—=
51
37
= 1,38
и <р = 40° (исходные данные)
та м/р=0,021, откуда там=0,021-0,6=0,0126 МПа.
Активное напряжение сдвига от собственной массы та в =—0,0035 МПа.
Полное активное напряжение сдвига 7"=та м+та в=0,0126+(—0,0035) =
= 0,0091 МПа.
Допускаемое активное напряжение сдвига в песке, найденное по формуле
(17) Тдоп =0,6-0,81-8-0,006=0,0233 МПа, что значительно больше возникаю-
щего напряжения Т от действия подвижной нагрузки н веса вышележащих
слоев одежды.
При определении та м/р в данном расчете использовалась корреляционная
зависимость
= — (1 + 0,57d2)-1 <?~0-03<f,	(33)
Р 4
Yh. 3 / £t
где ri=----I / —, <p — угол внутреннего трения.
£>д	£2
Гравийный и щебеночный материал на сдвиг не рассчитывают.
Проверяем, не превышает ли максимальное растягивающее напряжение в
асфальтобетоне прн изгибе допускаемого из условия сохранения сплошности
покрытия.
Расчетное значение модуля упругости асфальтобена при изгибе принимаем
/.'.=3040 МПа (исходные данные), а модуля упругости на поверхности гравий-
ного слоя, укрепленного 6% цемента, из расчета на упругий прогиб £общ=
=204 МПа.
Определяем средний модуль упругости двухслойного асфальтобетона £ср =
_5270-6+3040-10
16
3876 МПа.
5 2—1513
65
£сР	3876	/ц+Л, 16
Вычисляем соотношения—;—=-----= 19 и ----——=0,43.
£"в	204	Од	37
^общ	А
По номограмме (см. рнс. 24) находим ог = 1,93, тогда ог= 1,93-0,6=
= 1,158 МПа.
Допускаемое растягивающее напряжение для асфальтобетонного основания
/?2=1,23 МПа (исходные данные), что превышает действующее растягивающее
напряжение (ог=1,158 МПа).
Проверяем, не превосходит ли растягивающее напряжение при изгибе до-
пускаемого для гравийного слоя, укрепленного цементом.
Определяем средний модуль упругости верхних слоев, расположенных над
5270 64-3040-10
рассматриваемым £ср = ------------= 3876 МПа.
По табл. 30 устанавливаем общий модуль упругости приведенного одно-
родного полупространства—£о6щ=140 МПа.
Из исходных данных модуль упругости гравия, укрепленного цементом £3=
= 500 МПа, а толщина слоя h3—15 см.
£[ £ср 3876	£2 £3	500	Yh
Вычисляем отношения: ~=^—=—=7.75; -=—=—=3,57; — -
=6±10±15
37
По номограмме (см. рнс. 25) находим о, =0,23, тогда о>=0,23-0,6=
=0,138 МПа.
Допускаемое растягивающее напряжение для гравия, укрепленного 6% Це-
мента, /?уКр=0,4 МПа (см. табл. 15), что превышает действующее растягиваю-
щее напряжение (ог =0,138 МПа).
Расчет усиления существующей дорожной одежды (реконструкция!
В этом случае расчет условно можно разделить на два этапа: 1 — опреде-
ление общего модуля упругости для существующей дорожной одежды по кон-
структивным слоям или по величине замеренного упругого прогиба покрытия
под расчетной нагрузкой; 2 — расчет усиления дорожной одежды.
Пример. Исходные данные: дорожно-климатическая зона — II; техническая
категория дороги — III; тип местности по условиям увлажнения — II; грунт
земляного полотна — суглинок легкий пылеватый.
Перспективная интенсивность движения — 2400 авт/сут.
Средний состав транспортного потока по типам автомобилей, %:
Легковые —25; грузовые: ГАЗ-53А — 35; ЗИЛ-130 — 20; МАЗ-500А — 5;
КамАЗ-5511—5; ЛАЗ-4202—10 (автобус).
Существующая дорожная одежда — булыжная мостовая (/ц = 16 см) на
подстилающем слое из среднезернистого песка (Л2=20 см). Расчетный автомо-
биль группы А.
Расчет дорожной одежды: определяем интенсивность движения по маркам
автомобилей, авт/сут:
ГA3-53A — 2400-0,7-0,35=588
ЗИЛ-130 —2400-0,7-0,20=336
МАЗ-500А — 2400 • 0,7 • 0,05=84
КамАЗ-5511 — 2400-0,7-0,05=84
ЛАЗ-4202 — 2400  0,7  0,10 = 168
Итого... 1260 авт/сут
Приводим интенсивность смешанного движения к расчетному автомоби-
лю (табл. 31).
Суммарная интенсивность приведенных автомобилей составляет Np —
= 415 авт/сут.
По номограмме (см. рис. 14) определяем требуемый модуль упругости £тр,
как для усовершенствованного облегченного типа покрытия: £тР=235 МНа.
66
Необходимые коэффициенты прочности одежды, соответствующие коэффи-
циенту надежности £„=0,85 (см, табл. 18), составляют (см. рис. 9): £пр —
= AynP =ХсДВ = КизГ =0,90.
Выполняем первый этап расчета — определение общего модуля упругости
существующей дорожной одежды.
По табл. 16 устанавливаем модули упругости для булыжной мостовой £,=
= 400 МПа и подстилающего слоя нз среднезернистого песка £2== 120 МПа.
Таблица 31. Приведение транспортного потока к расчетному
Марка автомобиля	Нагрузка на ось, т	Коэффициент приведения	Количество расчетных на- грузок
ГАЗ-53А	5,59	0,08	47
ЗИЛ-130	6,95	0,20	67
МАЗ-500А	10,0	1,04	87
КамАЗ-5511	14,45 (на тележку)	1,05	88
ЛАЗ-4202	9,3	0,75	126
пылеватого)
Модуль упругости грунта земляного полотна (суглинка легкого пылеватого)
прн расчетной относительной влажности (см. табл. 4) И7р=0,67(1-|-1,06Х
Х0,1) IFT=O,74U7T находим по табл. 8 £гр =40 МПа (нормативное значение).
Расчетное значение динамического модуля упругости составит £Гр.макс =40(1—
-1,06-0,09) =36 МПа.
При этой же расчетной влажности грунта его прочностные характеристики
из табл. 8: угол внутреннего трения <р^-=15°; сцепление Сгр=0,018 МПа.
Расчетную величину сцепления грунта определяем по формуле (3) Сгр=
= 0,018(1 —1,06-0,15) =0,015 МПа.
£гр 36	й2	20
Находим отношения-—=~~т=0,30, —-=т—=0,54.
£, 120	Од 37
р"
По номограмме (см. рис. 15) находим
£а
Х0,48=58 МПа.
=0,48, откуда
р
общ
= 120Х
hx 16
—= = 0,43.
Од 37
£'
По номограмме (см. рис. 15) находим - ° “1 =0,26, тогда
£.
£”б	58
Составляем отношения:	щ=—т=0 145 и
£j 400	’
р'
общ
=400Х
Х0,26= 104 МПа.
Таким образом, существующая одежда может быть оценена общим
упругости £общ= Ю4 МПа.
Выполняем второй этап расчета — проектирование усиления дорожной
одежды, так как требуемый модуль упругости составляет £тр =235 МПа или
с учетом коэффициента прочности общий модуль упругости £общ=Кпр £тв=
=0,9-235=212 МПа.
Намечаем усиление одежды путем укладкн двухслойного асфальтобетонного
покрытия на слое щебня, обработанного битумом в установке.
Модуль упругости верхнего слоя горячего асфальтобетона на битуме БНД
60/90 по формуле (4) и табл. 12:
при температуре -|-20DC £/=1600(1—1,06-0,1) = 1430 МПа; при температу-
ре + Ю°С Е\ =3200(1—1,06-0,1) =2860 МПа.
Модуль упругости нижнего слоя из пористого асфальтобетона: при темпе-
ратуре +20°С £^ = 1200(1—1,06-0,1) = 1073 МПа; прн температуре +Ю°С
£|=2000(1—1,06-0,1) = 1788 МПа.
модулем
5*
67
При расчете на изгиб (см. табл. 11) £^ = 2600(1 + 1,06-0,1)=2877 МПа.
По формуле (5) и табл. 11 сопротивление растяжению прн изгибе £2=
= 1,6(1—1,06-0,1)0,8-1,14= 1,30 МПа.
Модуль упругости щебня, обработанного битумом (табл. 15), £^=800 МПа.
Значения толщин конструктивных слоев усиления примем следующими:
Асфальтобетон:
верхний слой — 1г^=6 см; нижний слой —	=8 см; черный щебень — Л з =
= 10 см.
Расчет производим снизу вверх.
£общ 104	Л-У ю
Находим отношения;——=gQQ=0,13H —=gy-=0,27.
А	Пл
£"'
общ.ус
По номограмме (см. рис. 15) находим: ---—
Е3
=0,19, откуда £о6щ
ус
= 800-0,19=152 МПа.
£"'
общ.ус
Используя отношения ———
Е2
по номограмме (см. рис. 15) :
= 1073-0,18=193 МПа.
р"
общ.ус
Используя отношения--------
8
=0,216,
-_1Ё?_=0,14 Л.—
1073	Пд~37
находим: £рбш.ус /^=0,18, откуда £„'бщус
193	Л| 6
еу ~1430=0’135 и Пд = 37=0’16,
по номограмме (см. рис. 15) находим: £общ ус/£^ =0,15, откуда £общ ус =
= 1430-0,15 = 215 МПа.
Рахожденне с требуемым общим модулем дорожной одежды незначитель-
ное, поэтому подбор слоев усиления на этом заканчивается.
Проверяем ннжннй слой асфальтобетона на растяжение при изгибе. Двух-
слойную конструкцию асфальтобетонного покрытия заменяем на однослойную
толщиной Ai+^2 = 6-|-8= 14 см и определяем средний модуль упругости £ср =
1430-64-1073-8	„
=--------------=1226 МПа.
б£8
Общий модуль упругости на поверхности основания £общ ус=152 МПа
(из предыдущего расчета).
2
£ср	1226	1	14
Находим отношения:—т------=ТЕп =8 нтт—===-=0,4.
,	Юх	ид о/
общ.ус	__
С помощью номограммы (см. рис. 24) находим ог=1,2, тогда <тг=1,2-0,6=
=0,72 МПа, что значительно меньше допускаемого значения (/?2=1,3 МПа).
Проверяем слой щебня, обработанного битумом, на растяжение при из-
гибе.
Средний модуль верхних слоев, расположенных под слоем черного щебия,
£,=£ср = 1226 МПа.
Общий модуль упругости полупространства, подстилающего рассчитываемый
слой, равен £3=£о6щ= 104 МПа.
Находим соотношения:
£,	£ср	1226	£2	El
---- —- =-------=1,53;— = —А-
А	Е1	800	А	^6ш
800
104
= 7,7 и
3
SA 24
J---= ==-=0,65.
D
68
Пользуясь номограммой (см. рис. 25), находим, что вертикаль, соответству-
ющая Л/Dд= 0,65, не пересекается с кривой £|/£2=1.53. Это свидетельствует о
том, что действующие в слое черного щебня растягивающие напряжения незна-
чительные.
Расчет асфальтобетона по сдвигу
Пример. Исходные данные: дорожно-климатическая зона — III; техническая
категория дороги II; грунт земляного полотна — суглинок легкий; перспективная
интенсивность движения — 5700 авт/сут; расчетный автомобиль группы А:
удельное давление на покрытие р—0,6 МПа; расчетный диаметр следа колеса
неподвижного автомобиля Дн = 33 см (см. табл. 19).
Конструкция дорожной одежды:
асфальтобетон (верхний слой)—Л| = 6 см; £, = 663 МПа (см. табл. 30);
асфальтобетон (нижний слой)—Л2= 10 см; £2=497 МПа (см. табл. 30);
гравий, укрепленный 6% цемента—-й3=15 см; £3 = 500 МПа;
гравий неукрепленный — Л4 = 20 см; £4 = 200 МПа;
песок среднезернистый — /г5=33 см; £5= 120 МПа.
Модуль упругости на поверхности подстилающего основания — £Общ.ос =
= 204 МПа (см. табл. 30).
Порядок расчета: для асфальтобетонных слоев (верхнего из среднезернн-
стой плотной смеси н нижнего нз среднезернистой пористой смеси) по табл. 13
прн +50° С устанавливаем значения модулей упругости: £ср асф=£1 = £2=
=250 МПа.
£срасф 250	16
Вычисляем отношения—-------=~т-=1,23 и ——=—=0,48.
Вобщ.осн 204	DH 33
Активное напряжение сдвига в асфальтобетонном слое определяем с по-
Т
мощью номограммы (см. рис. 26) —=0,38, откуда 7=0,38-0,6=0,228 МПа.
Р
Допускаемое активное напряжение сдвига 7ДОП=К-С= 1,3-0,29=0,38 МПа
(значения К и С берем нз табл. 14).
п	7”доп 0,38
Вычисляем отношение ——— = -	~ = 1,67> 1.
7	0,228
Таким образом, сдвигоустойчивость асфальтобетона обеспечена.
Расчет дорожной одежды на морозоустойчивость
Пример 1. Исходные данные: дорожно-климатическая зона — II; глубина
промерзания 90 см; 2=90+50=140 см; климатический коэффициент ао=5О
(см. рис. 28); грунт земляного полотна — суглинок (непылеватый), тогда по
табл. 32 £=3 см2/сут; техническая категория дороги — II; покрытие асфальто-
бетонное; допускаемое пучение (см. табл. 24) /лоп=4 см; конструкция дорож-
ной одежды (из предыдущих примеров): двухслойный асфальтобетон — 6+
+10 см; гравий, укрепленный 6% цемента—15 см; гравий неукрепленный —
20 см; песок среднезернистый — 33 см; расчетная глубина залегания грунтовых
вод /7=200 см.
Порядок расчета: определяем по формуле (29) общую толщину слоев из
стабильных материалов: 21	= 16-1,30+15-1+20-1+33-0,9=86 см.
прив
г,	86	2	140 п „
Находим отношения — = —т = 0,61 н — =	0,7.
2	140	Н	200
По номограмме (см. рис. 27) получаем
0,14Вг	0,14-3-140
	=	-- =2 см.
а0------------------50
Из условия известно — /доп =4 см.
/пуч ао
Вг"
= 0,14, откуда 1пуч =
69
Таким образом /Пуч<^доп • что свидетельствует о морозоустойчивости до-
рожной одежды.
Пример 2. Исходные данные: тип местности по условиям увлажнения —
III; грунт земляного полотна — тяжелый пылеватый суглинок; расчетная глуби-
на залегания грунтовых вод — 77=1,0 м; глубина промерзания 1,5 м; влажность
грунта IV'=O,81VT; коэффициент уплотнения грунта Л'упл =0,96; группа грунта
по степени пучинистости — V.
Необходимо определить общую толщину дорожной одежды с асфальтобе-
тонным покрытием по условию морозоустойчивости
Порядок расчета: по рис. 30 находим, что zIcp=0,95 м; по рис. 31 опреде-
ляем Аи=0,75; по табл. 28 — Купл==1>2; по рис. 32 — Кпр = 1>0; Л'Ст = 1>2;
Кв= 1,2 (см. с. 61).
Определяем необходимую толщину дорожной одежды Лд „=95-0,75-1,2Х
Х1.0-1,21,2=124 см.
Для уменьшения толщины Лд 0 дорожной одежды, требуемой по условию
обеспечения морозоустойчивости, можно предусмотреть следующие мероприятия:
очень пучинистый грунт верхней части земляного полотна заменяют менее
пучинистым, например, легкой супесью (IV группа грунта по степени пучинисто-
сти, IV=O,6IVT). Тогда йд 0 = 75-0,75-1,1-1,0-1,1-1,0= 68 см.
Понижают уровень грунтовых вод (дренированием), например, до /7=2 м.
В этом случае Л'и=0,65, а необходимая толщина дорожной одежды соста-
вит Лд„=95-0,65-1,2-1,0-1,2 -1,2=106 см.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Цементобетонные покрытия автомобильных дорог представляют собой обыч-
но прямоугольные плиты, располагаемые на упругом полупространстве. Ширина
таких плнт принимается равной ширине полосы движения. Длина монолитных
плит определяется расчетом на усилия, возникающие при изменении темпера-
туры воздуха, а сборных — из условий обеспечения прочностных свойств и тех-
нологических особенностей прн строительстве.
Прн проектировании покрытия из сборных конструкций используются ме-
тоды строительной механики. Расчеты выполняются по трем предельным со-
стояниям.
Рост интенсивности движения на дорогах, а также осевых нагрузок авто-
мобилей требуют пересмотра методов проектирования оснований. Широко при-
менявшиеся до недавнего времени искусственные основания нз песка в усло-
виях современного тяжелого интенсивного движения оказались недостаточно
устойчивыми и заменяются основаниями из более прочных материалов—пре-
имущественно укрепленных неорганическими или органическими вяжущими.
В качестве основного критерия прочности при расчете толщины основания при-
нято условие ограничения образования пластических смещений в подстилаю-
щем грунте и слабосвязанных материалах основания.
При расчете жесткой конструкции дорожной одежды (цементобетонного
покрытия) принимается нормативная автомобильная нагрузка по схеме Н-18,
Н-30, автомобили и автобусы группы А.
Цементобетонные покрытия на автомобильных дорогах подвержены воз-
действию не только нагрузок от движения транспорта, но и усилий, возникаю-
щих при изменении температуры воздуха. Имеющее место при этом расширение
материала покрытия требует устройства швов расширения и швов сжатия.
В целом конструкция цементобетонного покрытия в связи с этим может рас-
сматриваться как состоящая из отдельных плит, соединенных между собой шты-
ревыми соединениями. Цементобетонное покрытие рассчитывается как кон-
струкция на упругом основании. В основу расчета может быть принято три пре-
дельных состояния: по несущей способности, по деформациям, по трещинооб-
разованию. Первое нз указанных состояний принято за основное при расчете
покрытий автомобильных дорог, так как прогибы, а в связи с этим и образова-
ние трещин не допускается.
70
В дорожном строительстве чаще встречаются такие виды жестких покры-
тий: монолитное цементобетонное; сборные армированные цементобетонные
плиты; сборные плиты из предварительно напряженного железобетона; струно-
бетонные железобетонные плиты. Для каждой нз этих конструкций рассмотрим
теоретические предпосылки расчета и проследим за последовательностью вы-
полнения практических расчетов на примерах.
МОНОЛИТНЫЕ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ
Весь расчет монолитного цементобетонного покрытия условно можно раз-
делить на шесть этапов:
определение ориентировочной толщины плиты;
определение толщины плиты в зависимости от ее жесткости и вида осно-
вания;
установление размеров плит в плане из условий температурного воздей-
ствия;
оценка прочности плиты по величине возникающих напряжений при совмест-
ном действии различных силовых факторов;
уточнение толщины плиты отдельно для середины и края плиты;
расчет необходимого количества арматуры для усиления.
Определение ориентировочной толщины плиты. Расчетная нагрузка па по-
крытие определяется по формуле
^расч = пКдР о»	(34)
где п — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в пределах 1—1,1;
Кд — динамический коэффициент, зависящий от типа движущегося транспорта и
при средних размерах плит принимается равным 1,25, а при больших разме-
рах— 1,2; Ро—нормативное давление на опорное колесо задней оси расчетной
нагрузки согласно данным табл. 19.
Марка бетона для цементобетонных покрытий может быть назначена по
ГОСТ 10180—78: для однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий —
100—500; для ннжнего слоя двухслойных покрытий — 250—350; для оснований
усовершенствованных капитальных покрытий—100—200.
Площадь следа колеса определяется по формуле
Т’расч
Р = — .	(35)
где Ррасч—расчетная нагрузка на покрытие, Р=0,6 МПа — расчетное удельное
давление на покрытие, принимаемое по нормам внутреннего давления в шинах
с увеличением на 10% для учета влияния жесткости шин.
/~ F
Радиус приведенного круга отпечатка колеса г— у —; а — сторона квад-
рата, равновеликого по площади, а=]гД.
Расчетное сопротивление бетона растяжению при изгибе
^« = V6.	(36)
где Р2в — прочность бетона на растяжение при изгибе в зависимости от марки
бетона принимается по табл. 32; р = 0,55—0,60 — коэффициент учета повторно-
сти нагружения; Кб =0,60—0,70 — коэффициент однородности качества бетона.
В первом приближении толщина бетонного покрытия определяется по фор-
муле
1/ Ррасч
z ~  <37)
Пример. Данные: климатическая зона проложения трассы — II; подстилаю-
щий грунт — суглинок; проезжая часть — двухполосиая; техническая категория
дороги — II; расчетная нагрузка — автомобили группы А: Ро = 5000 кге (5Х
ХЮ4 Н); коэффициент надежности по нагрузке п — 1,1 (СНиП П-Д. 7-62*); дина-
71
мический коэффициент £д=1,2 (СНиП П-Д. 7 62*) (для автомобилей, движу-
щихся со скоростью более 30 км/т); коэффициент условий работы т=0,8
(СНиП 11-21-75); коэффициент однородности цементобетона Д'6=0,73 (СНиП
П-21-75); марка бетона — 400; прочность бетона на растяжение при изгибе в
возрасте 28 сут £ж = 5,0 МПа (табл. 32).
Таблица 32. Предел прочности цементобетона растяжению при изгибе
в возрасте 28 сут (СНиП П-21 75)
Марка бетона	100	150	200	250	300	350	400	450
^28* МПа	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5
Коэффициент учета повторности нагружения р = 0,6.
Порядок расчета: определяем расчетную нагрузку Ррасч = 1,1 • 1,2-5000=
= 7000 кгс (7-Ю4 Н).
7000
Определяем площадь отпечатка следа колеса F= —— = 1165 см2
6
Н65
Определяем радиус приведенного круга отпечатка следа колеса г=------=
3,14
= 19,3 см.
Определяем расчетное сопротивление бетона растяжению при изгибе £р „ —
= 50-0,6-0,7=21 кг/см2 (2,1 МПа).
Ориентировочная толщина бетонной плиты будет Л=1/ Z22P = 18,3 см Прн-
И 21
нимаем предварительно Л = 20 см
Определение толщины плиты в зависимости от ее жесткости и вида осно-
вания. Принимая во внимание, что плита имеет бесконечные размеры по дли-
не, определяем параметр жесткости плиты по формуле

6£О(1-1Ф
£6л3(1-^о)
(38)
где £0 — расчетный модуль упругости грунта основания, кг/см2 (МПа); £<-,—
расчетный модуль упругости бетона, кг/см2 (МПа); ре и цо - коэффициент
Пуассона соответственно для бетона и грунта.
При расчете жесткой конструкции дорожной одежды следует учитывать, что
нагрузка от движущегося транспорта передается на значительно большую пло-
щадь основания, чем для нежесткого типа дорожной одежды. Вследствие это-
го прочность грунта земляного полотна в меньшей степени влияет на толщи-
ну покрытия, а модуль упругости грунта будет характеризоваться большей ве-
личиной.
Принимается, что модуль упругости грунтов при расчете цементобетоиных
покрытий должен быть в 3—4 раза больше, чем при расчете дорожных одежд
нежесткого типа. При учете относительного прогиба бетонных плит модуль уп-
ругости грунта земляного полотна согласно СН 120 70 рассчитывается по фор-
муле
11 500
£0 = —------Кг К3 К,
и к
(39)
где Рк — нагрузка на колесо наиболее нагруженной оси расчетного автомоби-
ля, т; К.2 — коэффициент, учитывающий диаметр круга Дн, равновеликого сле-
ду колеса, передающего давление на бетонное покрытие (табл. 33); Кз — кбэф-
фициент, учитывающий влияние толщины бетонной плиты (табл. 34); £4— коэф-
72
фициент, учитывающий-тип грунта, климатическую зону и тип увлажнения мест-
ности (табл. 35).
В дальнейшем определяется произведение аг, где г радиус приведенного
круга отпечатка колеса, определенный на первом этапе расчета. По табл. 36
устанавливается значение коэффициента С и затем определяется расчетный из-
гибающий момент в плнте от временной подвижной нагрузки, которая прини-
мается равномерно распределенной по кругу радиусом г.
Таблица 33. Значение коэффициента Л'2
D, см	26	28	30	32	34	36	38	40	45	50	55	66	65
к2	0,963	0,967	0,97	0,973	0,975	0,978	0,98	0,983	0,987	0,995	1,0	1,005	1.01
Таблица 34. Значение коэффициента Л'3
h, см	14	16	18	20	22	24	26	28	30
к3	0,65	0,80	0,90	1.0	1,16	1,33	1,50	1,65	1,83
Таблица 35. Значения коэффициента Kt
Г руит	Дорожно-климатические зоны			
	II	1 1”	IV	V
Песок: среднезерннсты й	3,34	3,34	4,0	4,0
мелкозернистый	2,0	2,0	2,67	2,67
Пески очень мелкие, супеси, оптимальные грунтовые смеси	1,6	2,0	2,26	2.95
Пески пылеватые, супеси мелкие	1,2	1.6	2,0	2,18
Суглинки, тяжелые суглинки, легкие и тяжелые глины	1,07	1.47	1,73	2.0
Пылеватые грунты, пылеватые супеси и суглинки	1.0	1,33	1,6	1,67
Примечания: 1. Для грунтов восточных районов климатических зон табличные зна-
чения повышают на 20%.
2. При высоком залегании уровня грунтовых вод (при условии возвышения виза дорож-
ной одежды над уровнем грунтовых вод, удовлетворяющих требованиям СНиП П-Д.5-72)
значения Kt понижают па 30—40%.
3, При наличии неоднородного залегания грунтов, линз рыхлых и оглееных грунтов,
временной верховодки Kt понижается также на 30—40%.
Таблица 36. Значение коэффициента С
аг	0,05	0,1	0,2	0,3	0.4	0,6	0,8	1,о	1,2
с	О', 091	0,147	0,220	0,275	0,313	0,352	0,367	0,365	0,353
Толщина плиты может быть определена по формуле
_ /	6 44
А - |/ bmR" и
где b — единица ширины плиты (принимается в расчетах равная 1 м)
эффициент условий работы.
(40)
; tn — ко-
73
Пример. Данные: расчетная нагрузка — автомобили группы А; Рк=5 т
(5-Ю4 Н); Ди =33 см; климатическая зона — II; грунты земляного полотна —
суглинок; толщина бетонной плнты по ориентировочному расчету Л=20 см.
В соответствии с исходными данными по табл. 33—35 находим /<2=0,974;
К3=1; К4=1,07.
Учитывая возможное местное переувлажнение и неоднородность грунтов
земляного полотна (см. примечание к табл. 35) Д4= 1,07-0,6-0,6=0,38.
11500
Определяем модуль упругости грунта Ео=—-— 0,974-1-0,38= 850 кг/см2
(85 МПа).
Величина модуля упругости зависит от принятой расчетной нагрузки на
покрытие. Для неблагоприятных условий весеннего увлажнения модули упру-
гости подстилающих грунтов могут быть приняты по табл. 37.
Таблица 37. Значение модулей упругости подстилающих грунтов, МПа
	Грунт		Климатическая зона		Грунт		Климатическая зона	
			II. Ill	IV. V			II. III	IV, V
Песок крупно- и зернистый слоем		средне- 1 м	100	100	Супесь Суглинки и	ГЛИНЫ	60 40	60 60
Песок слоем	мелкозернистый м		80	80	Пылеватые	грунты	20	40
Таблица 38. Расчетные характеристики бетона, МПа
Наименование показателей	Условное обозначе- ние	Марка бетона			
		200	300	400	500
Сжатие осевое (призматическая прочность)	Епр	9,0	14,0	19,0	28,0
Сжатие при изгибе	Яи	11,0	17,0	23,0	28,0
Растяжение	й	0,72	1,05	1,25	1.4
Модуль упругости при сжатии		21000	29000	31000	34000
Модуль упругости £g н другие показатели для бетона могут быть опреде-
лены по табл. 38.
Значения коэффициента Пуассона |10 для различных грунтов:
Пески
Пески пылеватые, супеси
мелкие, суглинки
0,25 Грунты пылеватые, супе-
си и суглинки пылеватые 0,35
0,30 Суглинки тяжелые, гли-
ны мелкие и тяжелые 0,40
Для бетона цб=0,15. Находим: |Ло=0,30— для суглинка; £б=310000 кг/см2
(31000 МПа); р6 = 0,15 — для бетона марки 400.
Определяем параметр жесткости плнты а=|/ —6-85,0(1 - 0,152)____ ogigj.
V 31000,0-203-(1—0.32)
Прн известной величине радиуса приведенного круга отпечатка колеса (г=
= 19,3 см) и учитывая цилиндрическую жесткость (а=0,0131), определяем ве-
личину произведения аг=0,0131 • 19,3=0,253.
Интерполированием по табл. 36 находим значение коэффициента С.
Прн а,-=0,253 С=0,252.
Определяем расчетный изгибающий момент от временной нагрузки, распре-
0,252 - 7000( 1 + 0,15)
деленной по кругу радиусом г, на единицу ширины плнты 44 ---------------=
2*3,14-0,253
= 1275 кгс-см/см.
74
Определяем необходимую толщину плиты <h— 1 / +'	=21,3 см.
[	1-0,8-21
Учитывая возможное повышение расчетных напряжений при изменении
температуры воздуха, окончательно толщину цементобетонного покрытия h при-
нимаем 22 см.
Установление размеров плит в плане. При нагревании цементобетонной
плиты происходит увеличение ее геометрических размеров в плане. Относитель-
ная деформация растянутой зоны определяется по формуле
6Л4
е =------
ЕбЬ№
Условия трещиностойкости плиты в процессе эксплуатации будут обеспече-
ны в том случае, если е<епр где еПр—предельная относительная деформация
бетона, принимаемая равной еПр = 0,0001.
Для обеспечения возможности перемещения плиты за счет
ратуры устраивают швы расширения, ширину которых можно
формуле
Определяем необходимую толщину плиты й=
(41)
Влияния темпе-
определить по
(42)
в шве Pi =2;
^i= ₽iai^p •
где pi — коэффициент, учитывающий сжимаемость прокладки
«I — коэффициент температурного расширения бетона а, =0,0001; / — длина
плиты между швамн расширения; Тр — расчетный перепад температуры.
Тр ~ Т’макс — Тн + Тс + Ту,	(43)
где Тмакс — максимально возможная температура воздуха в районе строитель-
ства; Тн—температура, при которой укладывается бетон; Гс—максимально
возможная температура бетона от нагрева солнцем; Ту —температура, которой
эквивалентна усадка бетона.
В практике ширину швов расширения bt принимают равной 2 см, тогда рас-
стояние между швами прн температуре укладки бетона
I =
(44)
На основании этой
швами расширения для
приведены в табл. 39.
Из условий сопротивления осно-
вания перемещению плиты расстоя-
ние между швами расширения опре-
деляется по формуле
Р1Я1 (Ллакс — 7"и + Те + Ту)
формулы были вычислены средние расстояния между
трех характерных интервалов температуры, которые
(45)
1	1,4(/п/+С) *
где foe — предел прочности цементо-
бетона растяжению при изгибе в
возрасте 28 сут (см. табл. 32) (при-
нимается в расчетах 0,3—0,35 от нор-
мативного значения предела прочнос-
ти) ; у — объемный вес бетона; f —
коэффициент внутреннего трения
грунта основания; С — сцепление
грунта.
Диаметр штыря определяется из
действующего на покрытие усилия
Таблица 39. Средние расстояния
между швами расширения (сжатия), м
Наименование показателей	Температура воздуха в районе производ- ства работ при уклад- ке бетона, С°		
	От —5 до +10	От+ 11 до +25	Свыше 25
Температурный шов: расширения	18	24	36
сжатия	6	6	6
до 1/3
воспринимают
условия, что штыри
d =
4Р расч
2п/?ср
где Rcp— расчетное сопротивление на срез круглой стали
= 1000 кг/см2 = 100 МПа).
(46)
марки Ст, 3 (Rep —
75
Расстояние между швами сжатия должно быть в пределах 5—8 м, а шири-
на их — 0,8—1,2 см. Швы сжатия и расширения подлежат заполнению битум-
ной мастикой.
Пример. Для тех же условий проектирования производим расчет.
Определяем относительную деформацию растянутой зоны плиты в=
6-1275
=iST^=0’000051<f"-°’№L
При заданных показателях прочности и при известной толщине плиты оп-
ределяем расстояние между швами расширения, если ft = 22 см; /?2g=50 кг/см2=
= 5 МПа; уб=0,0024 кг/см3, } = 0,7 н С=0,03 кг/см2=0,003 МПа (табл. 40).
0,3 50-22
3600 см = 36 м. Расстояние между швами сжатия
1,4(22-0,0024-0,70,03)
принимаем 6 м (рис. 33).
/	4-7000
= I/ ---------,--- = 21 мм.
г 2-3,14-1000
Диаметр штырей в швах расширения равен
Таблица 40 Прочностные характеристики основания
Материал основания	Коэффи- циент треиия	Сцепление С, кг/см2 (МПа)	Материал основания	Коэффи- циент треиия	Сцепление С, кг/см* (МПа)
Суглинистый грунт Песчаная прослой- ка	1,0 0.7	0,07(0,007) 0,03(0,003)	Прослойка из пер- гамента Котельный шлак Щебень	0,9 0,8 1,2	0,05(0,005) 0,09(0,009) 0,02 (0,002)
Оценка прочности плиты. Нагревание плиты связано также с возникнове-
нием в ней дополнительных напряжений, при определении которых полагают,
что центральная часть плиты остается на месте, а края свободно перемещают-
ся в стороны. Для перемещения необходимо преодолеть силы сцепления и тре-
ния плиты по грунту. Сопротивление грунта перемещению плиты определяется
по формуле
S = WI(AI/+Q,	(47)
где b — полоса плиты, принимаемая для
Рис. 33. План расположения температур-
ных швов в цементобетонном покрытии:
1 — внешняя кромка плит; 2 — продольный шов
сжатия; 3 — поперечные швы сжатия; 4 — шов
расширения.
расчета равной 100 см; /1 — полудлина
плиты между швами сжатия, прини-
маемая 300 см из расчета общего
расстояния между швамн сжатия
600 см.
Растягивающее напряжение в
плите от внсцснтрсиного приложения
усилия S прн эксцентриситете е—
h
= “ равно
с
°т=-7-Н±3).	(48)
Знак плюс соответствует ниж-
ним волокнам, минус—верхним. При укорочении (охлаждении) плиты в ннжних
волокнах возникает растяжение, а при удлинении (нагреве) — сжатие.
Поскольку изгибающий момент от временной нагрузки вызывает растяже-
ние в нижней зоне покрытия, наиболее опасными являются температурные на-
пряжения прн укорочении плиты
4S
bh
(49)
76
При совпадении напряжений от временной нагрузки н напряжений от воз-
действия изменений температуры общее максимальное напряжение будет равно
6М
mbh2
+ °т-
(50)
Прочность плиты считается обеспеченной при условии о</?рИ.
Пример. Определяем общее сопротивление грунта основания сдвигу плиты
прн ширине полосы плиты Ь= 100 см.
5= 100-300(22-0,002 0,7+0,03) =2000 кгс (2-Ю4 И).
Растягивающие напряжения в плите вследствие внецентренного приложения
h 22	4-2000
усилия S при эксцентриситете е=— = —- = 11 см;ат— = 3,64 кг/см2
х х	1 им • хх
(0,364 МПа).
Определяем наибольшее напряжение в плнте при совпадении напряжений от
6-1275
подвижной нагрузки и изменения температуры 0=^	^~+3,64 = 23,44 кг/см2
(2,344 МПа).
При сопоставлении с расчетным сопротивлением растяжению при изгибе
бетона (А?“и=21 кг/см2=2,1 МПа) расхождение составляет около 10%, что
вполне допустимо в данных расчетах.
Уточнение толщины плиты в средней части и по краям. Расчет необходимо-
го количества арматуры. Для уточнения толщины плиты можно воспользовать-
ся известным решением Н. Н. Иванова и И. А Медникова, основанном на пре-
образовании формул Уэстергарда. Уточнение формул Уэстергарда заключается
в том, что коэффициент постели, характеризующий основание под дорожной
одеждой, был заменен модулем упругости, который, как полагают советские
ученые, позволяет более правильно учесть в расчетах свойства основания. В со-
ответствии с этим толщину плиты предложено определять отдельно для сере-
дины и края по формуле
_ / аРрасч
(51)
где а — табличный коэффициент; Ррасч — расчетная нагрузка на покрытие;
7?рИ —допускаемое напряжение растяжению при изгибе.
Для определения коэффициента а (табл 41 и 42) необходимо знать отно-
Еб h
шенне—-и —, где Ее —модуль упругости бетона; Ео —модуль упругости груи-
Ео г
тового основания; h — толщина плиты; г — радиус круга, равновеликого следу
колеса
Для определения толщины плиты используется метод подбора Задавшись
.	Е6 h
толщиной плиты h и определив по соотношениям — и — по таблице находим
г
значение коэффициента а; по приведенной формуле проверяем правильность
принятой величины h. При несоответствии принятого и вычисленного значения
для h расчет повторяется.
Определив h для середины и края плиты, принимают окончательно толщину
плиты одинаковую для всего сечения н равную вычисленному значению для се-
редины плиты. В дальнейшем определяют размеры плиты в плане аналогично
приведенным ранее расчетам.
Пример. Расчет производим для тех же исходных данных, т. е.
Еб =310000 кг/см2 (31000 МПа) бетон марки 400; Ео=85О кг/см2 (85 МПа)
(для суглинка согласно приведенным выше расчетам); r=I9,3 см; Ррасч =
=7000 кгс (7-Ю4 Н) расчетная нагрузка от автомобилей группы A; R JJ и =
=21 кг/см2 (2,1 МПа) (по расчету).
77
Задаемся толщиной плиты Л = 22 см в средней части плиты;
F6	310000 „ й	22
определяем отношение----=--------= 365 и — =----= 1.14.
Ео 850	г 19,3
Из табл. 41 находим а= 1,11, тогда h= I /	20 см.
V 21
Таблица 41. Значение коэффициента а для середины плиты
Еб'Е0	Л/г								
	2,0	1.8	1.6	1,4	1,2	1,0	0.8	0,6	0,5
2000	1.74	1,66	1,60	1,53	1,45	1,36	1.23	1,08	0,99
1500	1,67	1,63	1,56	1,50	1,41	1,30	1,17	1.04	0,95
1000	1,62	1,55	1,49	1.41	1,33	1,22	1,11	. 0,97	0,88
800	1,57	1.51	1,44	1,37	1,28	1,17	1,07	0,93	0,84
600	1,51	1,46	1,39	1,32	1,22	1,13	1,02	0,88	0,80
500	1.47	1.42	1,35	1,28	1,19	1,10	0,99	0,86	0,76
400	1,44	1,38	1,31	1,22	1,15	1,07	0,96	0,82	0,72
300	1,38	1,33	1,26	1,18	1,11	1,02	0,92	0.77	0.68
200	1,31	1.25	1,18	1,12	1.04	0,96	0,85	0,70	0,61
150	1,25	1,19	1,13	1,07	0,98	0,91	0,80	0,65	0,56
100	1.18	1.13	1,08	1.01	0,94	0,84	0,73	0,58	0,50
80	1.14	1,09	1,04	0,97	0,90	0,81	0,69	0,55	0,46
Таблица 42. Значение коэффициента а для края плиты
Еб’Е0	Л/г								
	2,00	1.8	1,6	1.4	1.2	1.0	0.8	0,6	0,5
2000	2,74	2.60	2,49	2,36	2,21	2,05	1,82	1,55	1,39
1500	2,62	2,54	2,42	2.30	2,14	1,95	1.71	1,47	1,32
1000	2,51	2,41	2,29	2,14	2,00	1,80	1,60	1,36	1,19
800	2,44	2,32	2.19	2,08	1,91	1,72	1,53	1,29	1,11
600	2,33	2,23	2,11	1,97	1,81	1,63	1,45	1,20	1,03
500	2,26	2.15	2.03	1,90	1,75	1,58	1,39	1,14	0,98
400	2,19	2,09	1,97	1,83	1,69	1,53	1,33	1,07	0,91
300	2,10	2.01	1,87	1.73	1,61	1,45	1,25	0,99	0,82
200	1,97	1,86	1,73	1,62	1,49	1,33	1.13	0,86	0,69
150	1,86	1.75	1,63	1,53	1,39	1,24	1,04	0,77	0,61
100	1,73	1,65	1,54	1,42	1.29	1,12	0,92	0.65	0,50
80	1.65	1,57	1,47	1,34	1,22	1,05	0,84	0,58	0.43
Поскольку края плиты находятся
толщиной плиты h=22 см и определяем
в более невыгодных условиях, задаемся
£б 310000	Л
отношения ----=--------= 365 и — =
Ео 850	г
22
19,3
1,14.
/ Г , OZ • / ши
По табл. 42 находим а=1,62, тогда h= 1 / ---------- £ 24 см.
|/	21
С учетом неровности поверхности и износа покрытия принимаем толщину
плнты у края h = 24 см.
Окончательно принимаем толщину плиты по всему сечению й=22 см с ук-
ладкой по краям арматуры в виде двух стержней диаметром 12 мм.
78
Проверяем запас прочности на краю плиты, для
аР Оасч	1,62-7000
ние а= —=—^22---------=23,4 кг/см2 (2,34 МПа).
Я™ 50
запаса А’зап =-=773 =2,14.
а 23,4
чего определяем напряже-
Определяем коэффициент
МОНОЛИТНЫЕ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ
НА УСИЛЕННОМ ОСНОВАНИИ
В практике строительства дорожных одежд нередко возможны случаи уст-
ройства монолитной цементобетонной плнты на основании из щебня, гравия,
стабилизированного грунта. Такое искусственное основание при благоприятных
грунтовых и гидрогеологических условиях назначается, как правило, без расче-
та, хотя в случае устройства морозозащитного слоя, например нз песка, цемен-
тобетонное покрытие устраивается на слое расчетной величины.
Двухслойное основание дорожной одежды такого типа по аналогии с не-
жесткой дорожной одеждой приводится к однородной системе и характеризу-
ется эквивалентным модулем упругости £экв (табл. 43).
Таблица 43. Значение модуля упругости для оснований жестких покрытий
Материал, грунт	Содержание вяжущего, проц, от веса				
	0	6	10	15	20
	Значение модуля упругости Е, МПа				
Цементогрунт:					
грунты оптимального со- става	—	700,0	2000,0	5000,0	9000,0
мелкосупесчаные, тяжело- суглинистые, подзолы	—	150,0	600,0	2000,0	4500,0
Пескоцёмент (250 кг цемен- та на 1 м3 песка)	—	__	—	4000,0	—
				2500,0	
Грунтогравийные и грунто- щебеночные смеси, подо- бранные по гранулометриче- скому составу:	280,0-300,0	700,0	800,0		
крупнозернистые				—	—
средиезернистые	210,0—280,0	650,0	750,0	—	•—
м елкозернистые Щебеночные (устроенные с расклинцовкой) из камня	150,0-200,0	450,0	600,0	—	
класса					
1—2	500,0	—	—	—	—
3-	350.0	6'0,0	—	—-	—
4	280,0	500,0	—	—	—
Примечания: 1. В числителе приведено значение модуля упругости при смешении
в установке, в знаменателе—при смешении иа месте.
2. Большие значения даны для грунтощебня, меньшие — для грунтогравия.
Величину ЕЭКв определяем по графику (рис. 34) и при помощи вспомога-
тельной величины Кгр (рис. 35). Коэффициент Кгр учитывает увеличение мо-
дуля упругости подстилающего грунта земляного полотна за счет увеличения
площади передачи на него нагрузки при устройстве нскусствеиного основания.
Порядок расчета при определении эквивалентного модуля упругости осно-
вания в общем виде можно представить следующим образом:
79
Определяем отношение EJE0, где £, — модуль упругости искусственного ос-
нования (по табл. 43); Ео — модуль упругости грунта (по расчету).
Вычисляем относительную толщину искусственного основания нз соотно-
шения />ОСН/Д, где hocli — толщина искусственного основания, назначаемая в
зависимости от грунтово-климатических условий и качества материала основа-
ния; Д=2,6 L' — диаметр площади пе-
редачи нагрузки от колеса расчетного
автомобиля на основание с учетом рас-
пределяющей способности цементобетон-
ной плиты; L' — упругая характеристи-
ка плиты на основании с модулем упру-
Рис. 34. Графики для определе-
ния Дэкв.
Рис. 35. Графики для определения
Кгр»
гости
Е экв, которая определяется по формуле
L' h
£6(1~Ро)
6£0(i-(4>
(52)
где h — толщина цементобетонной плнты (обычно задается или ее определяют
по приближенной формуле); £g — модуль упругости цементобетона; £0 — мо-
дуль упругости подстилающего грунтового основания; pg—коэффициент Пуас-
сона для бетона; р0 — коэффициент Пуассона для грунта.
По соотношениям Е\!Еа и йОСн /Д, пользуясь графиком (см. рнс. 35), нахо-
дим Агр, а затем по графику (см. рнс. 34) определяем Ко— ,, ^В" , откуда
ВрАрр
£экв--£о£гр£'о-
Пример. При исходных данных предыдущих расчетов для монолитного це-
ментобетонного покрытия произведем расчет по определению £ЭКв прн устрой-
стве плиты на искусственном основании из грунтоцемента толщиной Лосн =
= 15 см, Л=22 см, бетон марки 400; модуль упругости бетона £б =310 000 кг/см2
(31000 МПа); модуль упругости подстилающего суглинка £о=85О кг/см2
(85 МПа) (согласно произведенному выше расчету); модуль упругости грунто-
цемента (прн содержании цемента 10% по весу) по табл. 43 £1=20000 кг/см2
Аосн
— при
15
Lx = 22
(2000 МПа).
£,	20000	I
Вычисляем отношение ~т~ = ’=23,5. Вычисляем отношение 
£0	850
Д310000(1 -О.З2)	_	Аоен 15
1/ ________________= 84,5 см;----------------= 0,068.
/ 6-850(1 —0.152)	2,6£' 2,6-84,5
По данным отношений	—1 =23,5 и ——• =0,068, пользуясь
ьо д
(рис. 35), находим Л'гр = 1,13, затем по графику (см. рис. 34) находим
Определяем эквивалентный модуль упругости двухслойного основания
£экв=850-1,13-1,30= 1250 кг/см2 (125 МПа).
графиком
Ко=1,ЗО.
Если необходимо в дальнейшем произвести уточнение толщины плиты,
расчеты выполняются аналогично приведенной последовательности. Прн этом в
расчет вводится характеристика основания в виде £,кв вместо Ео.
На усиленное основание из щебня, гравия, стабилизированного грунта ук-
ладывается монтажный слой из песка толщиной 4—5 см, который в расчет не
принимается.
Перед укладкой бетонной смеси на песчаное основание для предохранения
бетона от загрязнения н потери влаги кладут битумированную бумагу.
ДОРОЖНАЯ ОДЕЖДА ИЗ СБОРНЫХ АРМИРОВАННЫХ
ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПЛИТ
Сборно-разборные цементобетонные плиты изготовляются в заводских усло-
виях, поэтому они отличаются рядом важных преимуществ:
возможностью стационарного механизированного изготовления и укладки
плит в течение всего года;
возможностью открытия движения непосредственно после укладки плнт,
удобством разборки покрытия на отдельных участках при ремонте дороги.
Изготовляются сборные плиты квадратной или шестиугольной формы в плане.
Перед расчетом необходимо определить гибкость плиты по формуле
3E0d3(l—(х|)
$1 — йсщЗл „2, >	(53)
°£бл (I— р0)
где Ео — модуль упругости основания; d — диаметр круга, описанного в очерта-
нии плиты; Eg— нормативный модуль упругости бетона; pg — коэффициент Пу-
ассона для бетона; ро — коэффициент
Пуассона для грунта.
Различают три основных случая:
если Si> 10, плиты относятся к гиб-
ким и рассчитываются как плиты бес-
конечных размеров по площади;
если 10, плнты имеют конечную
жесткость;
если Si^0,5, плиты относятся к аб-
солютно жестким.
Изгибающий момент в центре плит
от временной нагрузки для второго
случая определяется, как
= Ррасч +ЛМ- <54)
где Рра^ч— расчетная нагрузка; ТИАи
Мв— табличные значения, определяемые
в зависимости от показателя жесткости
плиты Si н отношения диаметров D/1.
кругов — равновеликого загруженной
площадке D и всей плнты d (рнс. 36,
табл. 44 и 45).
В третьем случае (для абсолютно
жестких плит) изгибающий момент равен
Л4р = МСР рдсч»	(55)
где Afc—табличная величина, определя-
емая в зависимости от отношения d/D
ио табл. 45.
Рис. 36. Расчетная схема к опреде-
лению изгибающего момента в
центре плиты.
Кроме учета изгибающих моментов
сборных плит необходимо принимать во
целью определяется сначала поперечная
формуле
от временной нагрузки, прн расчетах
внимание влияние соседних плит. С этой
нагрузка от влияния соседних плит по
(,1/2 2-1513
Q = Q
Е расч
L"
, где L"
d 3 /~ 1
Т у "257
81
а значение Q определяется по табл. 46 в зависимости от отношения
d
2L"
, тогда
изгибающий момент в центре плиты от влияния поперечной нагрузки Q по кон-
туру плиты будет равен
_ d
(56)
Величина М qопределяется из табл. 47 в зависимости от Sj.
	Таблица 44.		Значение Л1д в зависимости от		
Изгибающий	Коэффициент Si				
момент	0,5	|	1	2	3	5	|	10
	0,052	-0,056		—0,066	-0,074		—0,086	+ 0,108
	Таблица 45. Значения Л			в и Л1с в зависимости от Si	
Did	ЛГВ при SJ>0,5	Мс при $ <0,5		D/d	Мв при SJ>0,5 Мс при 3 <0,5
0,005	0,571	0,532		0,075	0,320	0,280
0,01	0,507	0,468		0,10	0,293	0,254
0,02	0,443	0,403		0,15	0,255	0,215
0,04	0,378	0,339		0,20	0,224	0,185
0,05	0,358	0,318			
					d
Т	а б л и ц а 46.	Значения Q в		зависимости от отношения —— 2L"	
d/2L"	0,01	0,2	0,3	0,4	0,6	0.8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,3
Q	1,582	0,779	0,506	0,367	0,224	0,150	0,105	0,074	0,053	0,038	0,027	0,019	0,011
Таблица 47. Значения Mq в зависимости от величины S]
s.	0,5	1	2	3	5	10
Й4С	0,264	0,247	0,220	0,197	0,161	0,106
Суммарный изгибающий момент от расчетной нагрузки и нагрузки, пере-
даваемой соседними плитами, будет
М = Л4р + MQ .	(57)
Толщину плиты можно определить методом последовательного приближения
по формуле
Г 6Л4
Л-|/чг-
где — допускаемое сопротивление бетона растяжению при изгибе.
(58)
82
Прочность плиты можно оценить по величине возникающих напряжений
mbh2 " Р "
(59)
где т — коэффициент условий работы; b — единица ширины плиты (I м).
Толщина малых сборных плит, как правило, по расчету оказывается не-
сколько меньшей по сравнению с плитами обычных размеров вследствие умень-
шения изгибающих моментов.
Расчеты на температурные воздействия для малых плит не проводятся из-за
незначительной величины возникающих напряжений.
Особую важность для сборных плит имеют расчеты, направленные на про-
верку напряжений в плите, возникающих прн подьеме, перевозке и монтаже.
Плита рассматривается в этом случае как простая балка на двух опорах с рав-
номерно распределенной нагрузкой от собственного веса плиты.
Если масса плиты равна P=hFty, где h — толщина плиты; F\ — площадь
плнты; у — объемный вес бетона, то равномерно распределенная нагрузка будет
равна q—РЦ, где I—длина плиты.
С учетом динамического коэффициента (принимается обычно ЙС'Д=1,5) нз-
ql2
гибающпй момент Л1=	- Лд, а напряжение в плите от монтажной нагрузки
6М
mlh2
(60)
не должно превышать /?рИ.
Метод расчета необходимого количества арматуры для сборных цементобе-
тонных покрытий основан на рассмотрении слабоармированных бетонных сече-
ний как чисто бетонных, но с пониженным коэффициентом запаса прочности,
зависящим от степени армирования и учитывающим совместную работу цемен-
тобетона и арматуры при изгибе.
Необходимый процент армирования для угла квадратных плит или края и
угла шестиугольных плит, толщина которых рассчитывается (без учета армиро-
вания) с коэффициентом запаса 2, может быть установлен по формуле'
1
^-°.5
I'm
при арматуре из стали с пределом текучести oj =3000 кг/см2 (300 МПа)
Чмни —0,4%.
При арматуре из холоднотянутой проволоки диаметром 3—10 мм с преде-
лом текучести о', =3500 кг/см2 (350 МПа) цМнн=0,3%
1
----— 0,5
Кт
где Кт — коэффициент запаса в армированных сечениях;
ч =
: 0,605
(61)
• 0,805,
(62)
7] =
Кт = — .	(63)
°з
где о90 — предел прочности бетона на растяжение при изгибе в расчетном воз-
расте; о2 — напряжение в бетоне при расположении нагрузки в углу или на
краю плиты.
Приближенно можно принять: для прямоугольных плит a2=l,6ai; для ше-
стиугольных плит o2=l,3oi. Здесь сц — расчетное напряжение в бетоне в центре
плиты.
Площадь сечения арматуры определяется по формуле
.де Fi — площадь расчетного сечения бетона.
6‘/2*
83
Для угла квадратных плит
^2 —	4	(1 + 1^2 ) *0.
(65)
где D — диаметр круга, равновеликого следу колеса; h0 — рабочая высота сече-
ния, равная толщине плиты, уменьшенной на высоту укладки арматуры от по-
дошвы плиты (2,5—3,0 см).
Для угла н краев шестиугольных плит ширина расчетного сечения может
быть принята равной радиусу круга, равновеликого площади плиты.
Прн постоянной толщине плиты площадь расчетного сечения арматуры для
каждого края можно определить по приближенной формуле
6>28А/?рИ
т/?а
(66)
где т— коэффициент условий работы; Еа—допускаемое напряжение в арма-
туре.
Диаметр равновеликого круга плиты d при расчете шестиугольных плит
определяется по формуле
"-р—•	<ет>
где F — 2,6 а2 — площадь шестиугольника; а — длина стороны шестиугольника.
Пример. Данные: климатическая зона -II; расчетная нагрузка — автомоби-
ли группы А Ро=5ООО кгс (5-104 Н), ширина проезжей части -7,5 м (автомо-
бильная дорога II технической категории); бетон марки 400; расчетный модуль
упругости бетона Ес, = 310 000 кг/см2 (31 000 МПа); нормативный модуль упру-
гости бетона Eg = 380 000 кг/см2 (38 000 МПа) (табл. 48); подстилающие грун-
ты— суглинки; марка монтажной арматуры Ст. 0 класса А I, Еа —1700 кг/см2
(170 МПа) (табл. 49); основание под цементобетонную плиту -грунтоцемент
ЛОсн = 15 см с содержанием вяжущего 10% массы грунта. Модуль упругости по
табл. 48 Ei = 20 000 кг/см2 (2000 МПа); коэффициент Пуассона для бетона
р-6 =0,15; коэффициент Пуассона для грунта ро=О,ЗО; динамический коэффи-
циент Ад= 1,5; коэффициент надежности по нагрузке п— 1,0 (СНиП П-Д. 7—62*);
размер плиты 187,5X187,5 см (из условий ширины проезжей части); коэффициент
условий работы т=0,8 (СНиП 11-21-75); расчетная нагрузка Р расч = 7000 кгс
(7 104 Н); характеристика следа отпечатка колеса: площадь следа Е= 1165 см2;
Таблица 48 Прочностные показатели цементобетона, МПа
Наименование показателей	Условное обо- значение	Марка бетона			
		200	300	4С0	500
Сжатие осевое (призматиче- ская прочность)		14,5	21,0	28,0	35,0
Сжатие при изгибе	Я"	18,0	26,0	35,0	44,0
Растяжение Модуль упругости при ежа-		1,6	2,1	2,5	2,8
тии		29000,0	34000,0	38 000,0	41 000,0
радиус приведенного круга отпечатка колеса г=19,3 см; диаметр круга, рав-
новеликого следу колеса; £>=2г = 2-19,3=38,6 см; ориентировочная толщина
плиты по приближенной формуле Гольдера Л=20 см; модуль упругости грунта
земляного полотна Ео=85О кг/см2 (85 МПа); эквивалентный модуль упругости
искусственного основания Еэкв = 1250 кг/см2 (125 МПа).
84
Порядок расчета сборного покрытия: определяем показатель гибкости пли-
3-125,0-187,53(1 — 0.152)
ты Si =------------------------(вформуле вместоЬо подставлено зиаче-
8-38000,0-203 (1 — 0,3*)	' т и у
ние £экв, так как плита находится на усиленном основании).
Следовательно, плита размером в плане 187,5X187,5 см и толщиной 20 см
имеет конечную жесткость (.Si = 1,1) < 10.
Таблица 49. Сравнительные показатели стальной арматуры для обычного
железобетона (СНиП 11-21-75)
Арматура	Марка, класс	Норматив- иое сопро- тивление Ян, МПа а	Расчетные сопротив- ления, МПа	
			для растя- нутой ар- матуры.	для сжатой арматуры, "а
Горячекатаная круглая, поло-	A-I	240,0	210,0	170,0
совая или фасонная сталь Горячекатаная периодического	(Ст.0) А II	300,0	270,0	270,0
профиля из стали То же, из стали	(Ст.5) A-III	400,0	340,0	340,0
Холоднотянутая диаметром	(25Г-с) Проволока	550,0	450,0	450,0
5,5 мм То же, диаметром 6—10 мм Холодносплющенная периоди- ческого профиля из стали	»	450,0	360,0	360,0
	A-I (Ст.0)	450,0	360,0	360,0
Модуль упругости арматуры	(Ст.З) А-П	210000,0	210000,0	—
	А-Ш	200000,0	200000,0	—
Изгибающий момент в центре плиты от временной нагрузки без учета влия-
ния соседних плнт А4р = /’расч(Л1А+Л4в ) =7000(—0,057+0,224) = 1170 кгс-см/см,
где ТИдПО табл. 44 при S1 = l,l равно МА =—0,057, а Л4впо табл. 45 при—
38,6
= 18? г =0,206 равно Мв=0,224.
Определяем влияние поперечной нагрузки по контуру смежных плит:
187,5 3 / 1	д 187 5
а) поперечная нагрузка при L"= -I / ______=72,2 см — =--------—=
2 V	2-1,1	2L"	2-72,2
_	7000
= 1,3 и Q = 0,063 (по табл. 46) будет равна 0 = 0,063^-^ =6,10 кге/м;
б)изгибающий момент от влияния поперечной нагрузки при £[ = 1,1 и Mq =
-	187,5
= 0,244 (по табл. 47); Mq——0,244-6,10-—~—= —143 кгс-см/см.
Суммарный изгибающий момент от расчетной нагрузки н прн учете влияния
соседних плит равен 7И = 1170+(—143) = 1030 кгс-см/см.
Г 6-1030
Проверяем толщину плиты й=|/ ---------=17,1 см с учетом неровностей и
Г 21
износа покрытия принимаем Л =18 см.
Проверяем напряжение бетона растяжению при изгибе £рн=21 кг/емг
(2,1 МПа). Расхождение превышает 10%, поэтому толщину плиты увеличиваем
до 20 см.
85
Конструктивное армирование плиты. Поскольку края плиты работают в
худших условиях, чем середина, края плиты необходимо усиливать конструктив-
ной арматурой.
6,28-20.2!
Площадь сечения арматуры для каждого края	——=1,94 см2.
0,8-17 00
Принимаем два стержня диаметром 12 мм.
Проверяем напряжение в плите прн подъеме, перевозке и монтаже с уче-
том динамического коэффициента Кд=1,5; собственная масса плиты Р=0,20Х
XI,875-1,875-2,4= 1,69 тс (1,69-104 Н); равномерно распределенная нагрузка
1,69	900-1,875’
q= — =0,90 т/м=900 кгс/м; изгибающий момент М —
1,875
1,5 =
8
е ,	6-59300
= 593 кгм=59 300 кгс-см; напряжение отмонтажной нагрузки °m~q g 5~~20д
= 5,92 кг/см2 (0,592 МПа) </?£ и=21 кг/см2 (2,1 МПа).
СБОРНЫЕ ПЛИТЫ ИЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО
НАПРЯЖЕННОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
В качестве расчетной схемы принимается плнта, загруженная в центре со-
средоточенной нагрузкой, которая находится иа сплошном упругом основании.
Учитывая технологические особенности оборудования для изготовления
плит н стремясь к снижению расхода стали за счет использования арматуры
высокой прочности, армирование принимают в виде непрерывной обмотки в
двух направлениях. Для обеспечения надежного сцепления арматуры с бетоном
рабочая арматура проектируется нз стальной холоднотянутой высокопрочной
проволоки периодического профиля. Закладные монтажные детали изготовляют-
ся из полосовой стали марки Ст. 5.
Из условий трещнностойкостн определение расчетных моментов произво-
дится в упругой стадии работы конструкции без учета перераспределения уси-
лий! прн образовании трещин.
Таблица 50. Расчетные сопротивления для предварительного напряженного
железобетона, МПа
Наименование показателей	Условное обозначение	Бетон марки			
		200	300	400	500
Сжатие осевое (кроме спец- сооружений)	^пр.у	9,0	14,0	19,0	23,0
Сжатие прн предваритель- ном обжатнн	^пр.у	10,5	16,5	22,0	27,0
Сжатие при изгибе (кроме спецсооружений)	^и.у	11,0	17,0	23,0	28,0
Сжатие при изгибе при предварительном обжатии	^н.у	13,0.	20,0	27.5	34,0
Растяжение	Яр.у	1.0	1,5	1,8	2.0
Подбор сечения монтажной арматуры в стыках плнт выполняется по «Нор-
мам н техническим условиям проектирования бетонных и железобетонных кон-
струкций».
В соответствии с указанными нормативными документами расчетные ко-
эффициенты следующие: динамический коэффициент Кд = 1,2; коэффициенты
86
условий работы (СНиП 11-21-75) nii=0,9— коэффициент, учитывающий воз-
можные отступления действительной конструкции от запроектированной в пре-
делах установленных допусков, а также возможность появления не предусмо-
тренных нормами различных неблагоприятных условий для действительной ра-
боты конструкции; /и2= 1 — коэффициент, отражающий условность расчета, учи-
тывающий отличие действительных усилий, моментов и напряжений от расчетных
в связи с принятием в отдельных случаях существенно упрощенной расчетной
схемы.
Коэффициент надежности по нагрузке п=1 (СНиП II-Д. 7-62*).
Коэффициент точности предварительных натяжений арматуры щн=0,9.
Пример. Данные: климатическая зона — II; ширина проезжей части — 7,5 м;
нагрузка — автомобили группы А — Ро = 5ООО кгс (5-104 Н); подстилающий
грунт основания — суглинок; бетон марки 400; размер плит в плане — 750Х
Х375 см; коэффициент общих условий работы т=1,0 (СНиП 11-21-75); расчет-
ная нагрузка Ррасч =7000 кгс (7-104 Н).
Марка арматуры: предварительно напряженная рабочая из стальной хо-
лоднотянутой высокопрочной проволоки периодического профиля в виде непре-
рывной обмотки ее в двух направлениях; закладные монтажные детали из по-
лосовой стали (Ст. 5) класс А-II.
Показатели цементобетона марки 400 (табл. 50)' сжатие прн изгибе £иу=
=230 кг/см2 (23 МПа); растяжение £ру=18 кг/см2 (1,8 МПа); модуль упруго-
сти бетона £б = 310 000 кг/см2 (31 000 МПа); нормативный модуль упругости
£g =380 000 кг/см2 (38 000 МПа) (см. табл. 50).
Характеристика арматуры:
высокопрочная проволока (табл. 51):
/?” = 14 000 кг/см2 (1400 МПа); /?Ру=7800 кг/см: (780 МПа);
£а=1 800000 кг/см2 (180000 МПа); (табл. 51) сталь класса А-Н (см.
табл. 51, 52);
Таблица 51. Значение модуля упругости арматуры
Арматура	Класс	Модуль упругос- ти,	МПа
Горячекатаная сталь марки:		
Ст. 5	A-I	210 000,0
Ст.З, Ст.0	г А-П	
Горячекатаная 30ХГ2С, 25Г2С	А-111	200 000,0
Холоднотянутая и холодпосплющенная	—	180000,0
Тросов, пряжей, канатов	—	170 000,0
£" = 3000 кг/см2 (300 МПа); £ау=2700 кг/см2 (270 МПа);
£а=2 100 000 кг/см2 (210 000 МПа).
Модуль упругости основания из суглинка £о=85О кг/см2 (85 МПа).
Площадь отпечатка след'й спаренного колеса £=Роагч :р=7000:6,0=
= 1155 см2.	Р
Радиус приведенного круга отпечатка спаренного колеса г— 1 / -
___	Г я
/1155
---= 19,3 см, тогда £> = 38,6 см.
3,14
87
Таблица 52. Сравнительные показатели стальной арматуры
для предварительно напряженного железобетона
Арматура	Диаметр, мм	Нормативное сопротивле- ние	Ян и а	Условное расчетное сопро- тивление арматуры, МПа	
			растянутой - R и.у	а.у	сжатой  /?сж - R и.у а.у
Твердая арматура Проволока стальная высоко-	2,5	2000,0	1120,0	360,0
прочная, холоднотянутая, круг-	3	1900,0	1060,0	360,0
лая, углеродистая (ГОСТ 7348—63*)	4	1800,0	1010,0	360,0
	5	1700.0	950,0	360,0
	6	1600,0	900,0	360,0
	7	1500,0	840,0 •	360,0
	8	1400,0	780,0	360,0
Периодического профиля, угле-	2,5	1800,0	1010,0	360,0
родистая (ГОСТ 8480—63)	3	1700,0	950,0	360,0
	4	1600,0	895,0	360,0
	5	1500,0	840,0	360,0
	6	1400,0	780,0	360,0
	7	1300,0	720,0	360,0
	8	1200,0	670,0	360,0
Холодносплющенная периодиче- ского профиля сталь марки: Ст.5		600,0	315,0	315,0
Ст.З и Ст.0		450,0	240,0	240,0
Проволока стальная, низкоугле- родистая, холоднотянутая (ГОСТ 6727—80) диаметром, мм: 3—5,5		550,0	315,0	315,0
6—10		450,0	250,0	250,0
Мягкая арматура Горячекатаная периодического профиля сталь марки: 0ОХГ2С		600,0	510,0	360,0
25Г2С		400,0	340,0	340,0
Сталь, упрочненная вытяжкой		550,0	450,0	340,0
Сталь марки Ст. 5		300,0	270,0	270,0
Сталь, упрочненная вытяжкой		450,0	325,0	325,0
Горячекатаная круглая, полосо- вая, фасонная сталь марки: Ст.З		240,0	210,0	210,0
Ст.0		190,0	170,0	170,0
Горячекатаная круглая упроч- ненная вытяжкой сталь марки- Ст.З		280,0	250,0	210,0
Ст.0		240,0	210,0	170,0
напряженных
плит
Порядок расчета сборных предварительно
Определяем цилиндрическую жесткость плиты
а =
6£0(I —,xg)	_ /
V £бЛ3(1-^)	V
6  85,0(1 — 0.1.52)
31000,0 • 143 (1 — 0,32)
= 0,0183
(толщина плиты принята предварительно равной й=14 см)
88
Расчетный изгибающий момент от временной расчетной нагрузки, распре-
деленной по кругу отпечатка колеса радиусом 19,3 см на единицу плиты,
cPрасч (1 4“ 1хб)
м =----------------
2лаг
0,295 • 7000(1 4-0,15)
2 • 3,14 • 0,0133 • 19,3
1070 кгс • см/см,
где с—находится по табл. 45 в зависимости от произведения: аг=0,0183-19,3=
=0,353, интерполируя, находим с=0,295.
6Л1
Определяем растягивающее напряжение в плите при изгибе, а и =——-=
т пгт2 3'
= -—-—— = 32,7 кг/см2 (3,27 МПа).
При полной трещиностойкостн предварительное напряжение бетона в ниж-
нем краевом волокне должно быть опр=ори—Рру=32,7—18=14,7 кг/см2
(1,47 МПа).
Для противодействия растягивающим усилиям при отрицательном М и для
предупреждения трещин при изготовлении плит необходимое обжатие крайнего
волокна верхней сжатой зоны принимаем равным 1/5 величины обжатня ниж-
,	1 1
ней зоны, т. е. о = — о = —• • 14,7 = 2,91 кг,см2 (0,294 МПа).
1	5	р 5
Строим эпюру расчетных напряжений в бетоне. Величина равнодействую-
щей сжимающих усилий в бетоне для участка плиты 6=100 см определяется
°пр + °пр	°пр +" опр	14,7 4-2,94
из равенства--------= —— . откуда NB =---------------• bh =------------X
ХЮО • 14= 12 330 кгс (12,33 • 1041).
Эксцентриситет этой силы /0 находится из соотношения
Мо М Л/о ЛУ„6
а"р~ да * U7 ~ 6Л 1 6Й2 '
Л(’пр6Л-Мс)
откуда /0 =------—------
6/V0
14(14,7 • 100 • 14—12330)
6 • 12330
= 2,61 см.
Принимаем 10=3 см.
Площадь рабочей арматуры для создания необходимого предварительного
напряжения в бетоне плиты определится по формуле
No
°а
12 330
4500
см2,
где оа=4500 кг/см2 (450 МПа)—установившееся напряжение в напрягаемой
арматуре после всех потерь, т. е. минимальное напряжение в арматуре в процес-
се эксплуатации покрытия.
Схема расположения напрягаемой арматуры приведена на рис. 37.
Верхнюю зону плнты армируем сварной сеткой из обычной арматурной про-
волоки диаметром 6 мм с ячейками размером 200X200 мм. Толщина защитного
слоя для сетки а=30 мм. Распределение для рабочей арматуры следующее
(рис. 38):
верхняя зона FB = — Fa =	 3,0=1,0 см2 =406 мм—1,15 см2; нижняя
3	3
2	2
зона FH = —- Fa = —  3,0 = 2,0 см2 = 70 6 мм = 2,0 см2.
3	3
7 2—1513
89
= 4,73.
Геометрическая характеристика сечения плиты. Определяем площадь при-
веденного поперечного сечения с учетом расположения арматуры Fnp = £6 +
+ nF„ + nF„ = 100 • 14 +4,73 • 1,15 + 4,73 - 2,0== 1415 cms,
Ea 1 800000
где n = —— =------------
380 COO
Статический момент приведенного поперечного сечения плиты относительно
Л
ее нижней грани Snp = F& — +
+ п (Еъа, + Fnat) = 100.14 • -j- +
+4,73(1,15 • 2+2,0-11) = 9915 см3,
где а] = 2 см и а2=11.см-—расстоя-
ние от центра тяжести напряженной
и объемной арматуры до нижней
грани сечения.
Расстояние центра тяжести при-
веденного
5пр
>’ = —
1 пр
Рис. 37. Схема расположения продоль-
ной арматуры.
сечения от иижией грани
9915
=	= 7 см, тогда
1415
h—//=14—7—7 см.
Момент инерции приведенного
сечеиия относительно оси, проходя-
щей через его центр тяжести (см. рис.
2
bh3
37), /пр = —
h
— — а
2
+ иГн
Л
— — а,
2
2	100 • 143
+ 4,73 • 1,15
/ 14
X2.0I—-2
12
14	\2
— — 2	+4,73 X
2
= 23 172 см4.
Момент сопротивления
приведенного
растянутой зоны составит 1СГ1[, =
У
поперечного сечения относительно
'пр 23172
----= 3300 см3.
7
Рис. 38. Расположение напря-
гаемой арматуры в сечении пли-
ты.
Расстояние от верхней ядровой точки до центра тяжести приведенного се-
1Гпр 3300
чення у0 = ——
'Пр
1415
= 2,3 см.
90
Расстояние от центра тяжести всей рабочей арматуры до нижней грани
1,15(14 —2,3)4-2,0-2,3
I. ------------’	-------=5,7 см,
1	1,154-2,0
тогда расстояние от центра тяжести всей рабочей арматуры до центра тяже-
сти приведенного сечения равно
/2=	= 7 — 5,7= 1,3 см.
РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ОСНОВАНИЯ
ПОД ЖЕСТКУЮ ДОРОЖНУЮ ОДЕЖДУ
Под действием многократного приложения нагрузки в подстилающем одеж-
ду грунте возможно образование пластических деформаций. По аналогии с
расчетом конструкций дорожных одежд нежесткого типа к основаниям под це-
ментобетонное покрытие предъявляется требование по сдвигоустойчивости. Ус-
ловие записывается в виде
^м + *а.в<КСгр.	(68)
где Та м—максимальное активное (за вычетом удерживающих сил, обусловлен-
ных внутренним трением) напряжение сдвига от временной нагрузки; та в —
то же, от постоянной нагрузки (собственный вес одежды); С,р — нормативное
сцепление в грунте; К — комплексный коэффициент, характеризующий условия
работы конструкции (K=KiK1)', К' — обобщенный коэффициент, учитываю-
щий повторяемость нагрузок, отличие работы штыревого сочленения от шарни-
ра, распределенность по площади внешней нагрузки, повышенную распределяю-
щую способность оснований из укрепленных цементом материалов, а также влия-
ние краев н углов плнт (табл. 53).
Ki — коэффициент, учитывающий неоднородность условий работы одежды
жесткого типа по протяжению дороги; величину этого коэффициента по анало-
гии с одеждами нежесткого типа принимают в зависимости от интенсивности
движения по дороге:
Количество расчетных авто-
мобилей в сутки на одной
полосе
Коэффициент неоднороднос-
ти условий работы, К1
До 1000 До 3000 Более 3000
1	0,85	0,75
Пример. Данные: климатическая зона — II; грунт — суглинок пылеватый;
относительная влажность (в долях от границы текучести) 1К=0,851Кт; модуль
упругости грунта £гР=240 кг/см2 (25 МПа) (см. табл. 8); угол внутреннего
трения <р=13°, сцепление Cr«=0,1 кг/см2 (0,01 МПа); коэффициент Пуассона
ц=0,30; расчетная нагрузка на покрытие от автомобиля группы А с учетом
коэффициента динамичности Кд=1,2; Р=РОКЛ =5-1,2 = 6 тс (6-104 Н); интен-
сивность перспективного движения до 1000 расчетных автомобилей в сутки;
коэффициент неоднородности условий работы одежды жесткого типа К=1.
Монолитные плнты в швах соединены штырями.
Толщина бетонного покрытия й=22 см прн £б=3,1Х105 кг/см2 (3,1  I04
МПа) н ре =0,15.
Порядок расчета:
Вычисляем упругую характеристику
,3 / 3,1 • 10г> (1 — 0,3)2
X I/ ------------------ =126 см;
У 6 • 240(1 —0,152)
L' - h
Дб(1-Нг2р)
|/	6£гр(1-,?б)
= 22 X
7*
91
р
определяем величину
(L')2
= 6000 : 1262 = 0,378 кг/см® = 0,0378 МПа;
выбираем материал для основания:
грунтоцемент толщиной ЛоСн =15 см.
По табл. 53 принимаем значение коэффициента Л" = 0,65; определяем тол-
Таблица 53. Значение коэффициента К'			щину основания, расчеты сводим в табл 54. Сопоставляя величины в гр. 5 с
	Тип сопряже- ния пл нт		величинами в гр. 6 приходим к вы- воду, что при z=22 см расхождение между фактическими активными на- пряжениями сдвига (та м+та.в) и до- пускаемыми [та] незначительное. Толщина искусственного основа- ния может быть принята равной 15 см. Для определения активных на- пряжений сдвига рекомендуется поль- зоваться номограммой (рис. 39, а—в). Для этого через точку вертикальной осн, соответствующую заданной тол- щине основания z, проводим гори- зонтальную линию до пересечения с лучом L, из точки пересечения опу- скаем вертикаль до кривой, соответ- ствующей углу внутреннего трения
Наименование	штыревое	свободное примыкание и сплошное покрытие	
Искусственное основание: укрепленное цементом из зернистых материа- лов или укрепленное органическими вяжу- щими	*	0,65 0,55	0,75 0,65	
грунта ср; через точку пересечения вер-
тикали и кривой проводим горизонтальную линию до луча у/(Л')2; спроектиро-
вав точку пересечения на горизонтальную ось, находим та м.
Прн свободном примыкании плит в швах следует пользоваться номограм-
мой на рнс. 39, б, а при сплошной плите — рис. 39, в.
Таблица 54. Результаты расчета
Z, см	та м> МПа	H-~h\z, см	та.в, мпа	'га.м+та.п> МПа	Основание [та] = сгр , ук- репленное цемен- том, МПа
I	2	3	4	5	6
10	0,0075	32	0,0003	0,0078	0,0065
14	0,0067	36	0,0003	0,0070	0,0065
18	0,0062	40	0,0004	0,0068	0,0065
22	0,0060	44	0,0004	0,0064	0.0065
Если условие (та м+та в) < [та] не выполняется, т. е. (там+та в) > [та], не-
обходимо внести коррективы в толщину искусственного основания и повторно
проверить условие прочности.
Метод позволяет вести вариантное проектирование жестких дорожных
одежд с учетом вида основания.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Асфальтобетонные покрытия на бетонном основании должны удовлетворять
требованиям трещиностойкостн, прочности и устойчивости против разрушения
прн длительной эксплуатации.
92
Рис. 39. Номограммы для определения активных напря-
жений сдвига:
а — при шарнирном сопряжении плит в швах; б — при свобод-
ном примыкании плит в швах; в — при сплошной плите.
Дорожные одежды с асфальтобетонными покрытиями на основаниях из
бетона разных марок по степени опасности образования поперечных трещин в
покрытии делятся иа две категории:
I категория — дорожные одежды, к которым предъявляются требования
повышенной трещиностойкости асфальтобетонного покрытия (прн интенсивности
движения более 5000 авт./сут);
II категория — дорожные одежды, у которых с течением времени допуска-
ется возможность образования поперечных трещин в асфальтобетонном по-
крытии.
В дорожных одеждах I категории повышенная трещиностойкость покрытия
и прочность покрытия и основания обеспечивается расчетной толщиной конструк-
тивных слоев одежды.
Минимальная толщина асфальтобетонных покрытий дорожных одежд II ка-
тегории принимается равной 7—8 см в районах с минимальной температурой
воздуха выше 7Мин>—20°С и 10 см в районах с Тмин^—20°С при повторяе-
мости 3% за наиболее холодный месяц года. Марка бетона для основания при-
нимается в пределах 75—200, а толщина слоя определяется расчетом.
Теплофизические параметры асфальтобетона и цементобетона зависят от
плотности материалов н изменяются в пределах:
для асфальтобетона от 0,45 до I ккал/м-ч-град;
для цементобетона от 1,4 до 2 ккал/м • ч  град.
Коэффициент температуропроводности материала определяется по формуле
а =—— ,	(69)
су
где X — коэффициент теплопроводности, ккал/м-ч-град (табл. 55); су — объем-
ная теплоемкость, ккал/м3-град.
Таблица 55. Значения теплофизических параметров
Расчетные величины	Материалы	
	асфальтобетон	цементобетон
Коэффициент теплопроводности, X, ккал/м-ч-град	0,95	1,50
Коэффициент удельной теплоемкости, с, ккал/кг-град	0,50	0,30
Коэффициент температуропроводности, а, 142/ч	0,00085	0.0022
Плотность, у кг/м3	2235	2300
Расчетная прочность бетона на растяжение при изгибе определяется по
формуле
*рн = *и'<одН'<н.п •	(70)
где Кодн —коэффициент однородности бетона по прочности (0,7); Кн п—коэф-
фициент нарастания прочности бетона во времени (1,2).
Расчетный модуль упругости бетона £б (табл. 56) определяется по формуле
£б=^*р,	(71)
где Кр — коэффициент, учитывающий снижение модуля упругости бетона при
увеличении напряжений более 0,2 и, равный 0,8.
Порядок расчета толщины асфальтобетонного покрытии: при наличии расчет-
ных исходных данных определяется амплитуда изменения температуры на по-
верхности покрытия
Л„ = -^-+Я2,	(72)
где р — коэффициент, учитывающий поглощение тепла солнечной радиации по-
верхностью покрытия (Р=0,9); а*—коэффициент теплопередачи конвекцией,
94
принимаемый равным 22 ккал/м2 • ч-град или 0,037 кал/см2-мин-град; I — интен-
сивность максимальной солнечной радиации при ясном состоянии неба в
12 ч 30 мин расчетного месяца, соответствующего Тмин> ккал/м2-ч; А2— ампли
туда колебаний температуры воздуха за сутки расчетного месяца, назначаемая
как средняя за период 25—30 лет из справочников по климату.
Таблица 56. Расчетные величины прочности бетона
Расчетные показатели	«Хж				
	16/75	19/100	22/125	26/150	30/200
	Нормативный модуль упругости бетона, МПа				
	15 500.0	191 00,0	20 500,0	23 000,0	26 500,0
Прочность бетона на растяже- ние при изгибе, Rp и, МПа Модуль упругости бетона, Еб, МПа	1,35 10 000,0	1.6 13 000,0	1.9 14 500,0	2,2 16 000,0	2,5 18 500,0
Толщину асфальтобетонного покрытия
по формуле
находим
In (Аа1Ап)
“а —	/—~ ,,г
(73)
У 2а
где а — средний коэффициент температуропроводности для нежестких слоев,
расположенных под цементобетонным основанием; Ад— допускаемая амплиту-
да колебаний температуры за сутки, назначаемая по данным исследований и
накопленного опыта.
Расчет толщины асфальтобетонного покрытия заканчивается, если опре-
деленная по формуле (73) толщина совпадает с ранее назначенной при кон-
струировании дорожной одежды.
Порядок расчета толщины цементобетонного основания: устанавливаем
расчетные значения модуля упругости для бетонного основания и подстилаю-
щих слоев (£g и £экв)-
Определяем упругую характеристику плиты по формуле
L'
Дб (1 - pg)
6£Экв(‘-<4) ’
где ц0 и jig — соответственно коэффициенты Пуассона для эквивалентного слоя
и бетона; Н — фиктивная толщина цементобетонного покрытия, удовлетворяю-
щего требованию прочности с учетом выносливости при марке бетона для про-
ектируемого основания.
Определяем расчетный изгибающий момент Л4ИЗГ по подошве бетонного ос-
нования у края плиты, который в 1,1 раза принимается больше, чем для центра
покрытия
(74)
(75)
Мцзг— 1Д75 расч
0,0592 — 0,092841и-р-
где 7’рагч=иКд7’о‘, п — коэффициент надежности по нагрузке (п=1,1); Лд—ди-
намический коэффициент (Лд =1,2); Ро — нормативное давление на опорное ко-
лесо задней оси расчетной нагрузки.
Напряжение растяжения при изгибе на подошве бетонного основания на-
ходим по формуле
6МИЯГ
on = -------
р №
(76)
95
Проверяем выполнение условия
°Р <ЛРЛу = ор-	(77)
где Ку—коэффициент усталости—выносливости цементобетона, назначаемый в
зависимости от интенсивности движения для I, II категорий.
Если условие (77) не выполняется, необходимо повторить расчет при дру-
гих значениях расчетных параметров.
Определяем толщину цементобетонного основания
Ла
Лб = Я--------(78)
1/ ~
V £ср
£(Л, + £2Л2 + . •. + £«ЛП
где £Ср =----------------------—средневзвешенный модуль упругости верхних
л, + Л2 + ... + Л„
нежестких слоев дорожной одежды.
Пример расчета дорожной одежды. Исходя нз наличия местных строитель-
ных материалов намечаем следующую конструкцию дорожной одежды:
асфальтобетон (верхний слой) Л) =4 см; £]=15 000 кг/см2 (1500 МПа)
(см. табл. 12); асфальтобетон (ннжний слой)—й2=6 см; £2= 10000 кг/см2
(1000 МПа) (см. табл. 12); черный щебень Л3=12 см; £3=8000 кг/см2
(800 МПа) (табл. 16): бетон М75— Л<=20 см; £<=100000 кг/см2 (350 МПа)
(табл. 56); металлургический шлак—Л6=15 см; £6=3500 кг/см2 (350 МПа)
(см. табл. 16).
Грунт земляного полотна (суглинок)—£6 = 340 кг/см2 (34 МПа) (см.
табл. 8).
Расчетная нагрузка на покрытие
Т’расч^иЛд Л>= 1,1-1,2-5000 = 6600 кгс (6,6104Н).
Принимаем Ррасч = 7000 кгс (7-Ю4 Н).
Здесь и — коэффициент надежности по нагрузке; Кд — динамический коэффи-
циент; Кд — нормативное давление на опорное колесо задней осн расчетной на-
грузки гр. А.
Модуль упругости грунта земляного полотна при расчете жестких слоев
дорожной одежды должен быть повышен (£о>£б) с учетом передачи нагрузки
от расчетного автомобиля вышерасположенными нежесткими слоями н условий
водно-теплового режима.
В соответствии с формулой (39) при К2=1 (распределение нагрузки неже-
сткими слоями под углом 45°; на контакте с бетонным основанием Д>55 см,
табл. 33); К3=1 (толщина бетонного основания й<=20 см, табл. 34), К<=1,07
(II дорожно-климатнческая зона; грунт-—суглинок; с учетом примечаний к
табл. 35 Kt—1,07-0,6 0,6=0,38) получим
11 500
£0 = —------1,0 • 1,0  0,38 s 875 кг'см2 (87,5 МПа).
5
Определим эквивалентный модуль упругости двухслойного основания под
£„	3500
жестким слоем из бетона. Для этого составим соотношение--= -------= 4.
£0	875
h-.
Вычислим отношение — при упругой характеристике плиты L' = Л4 X
3 vl /	/ £4(1~$	, / 100 000(1 -0,3)2		
	6£0(1 - н|)	V 6 • 875(1 — 0,15а)	’	’	’
	Л5	h,,	15
Тогда	—	и		^- = 0,11.
	D 2,&L’	2,6 - 52,2
£.,	Л5
Используя соотношения------ и — по графику (см. рис. 35), находим Kt
Ео	D
96
= 1,07. Затем, по графику (см. рис. 34) находим Ко=1,1- Тогда £экп =
= £о£гр£о = 875-1,07-1,1 = 1030 кг/см2 (ЮЗ МПа).
В качестве расчетной примем амплитуду температуры воздуха Де=2°С.
Требуется определить необходимую толщину асфальтобетонного покрытия и
цементобетонного основания.
Определение толщины асфальтобетонного покрытия: находим А„ по формуле
Ап —
0.9  0,3	„ г„
+ 21,9 = 25,55.
2 • 0.037
Общая необходимая толщина нежестких слоев над цементобетонным осно-
ванием составит
In
1п
2
25.55
 ,_________________= 20,7 см.
/ 0,26	Г	0,26
2а ~ |	2 - 0,00085
Расхождение с принятым ранее значением Л1+Л2+Лз=4+6+12=22 см рав-
22,0 - 20,7
н0-----—-----100% = 6,0%, что вполне допустимо для расчета дорожных одежд.
Определение толщины цементобетонного основания: изгибающий момент в
55
сеченнн слоя бетона находим по формуле (75) прн ,-=—=28 см( см. табл. 19)
Ла =
н упругой характеристике плиты
L' = Н
3 / £6(l-pg)
И 6£экв(1-^)
3,	100 000(1 —0,32)
|/ 6 • 1030(1 —0,152)
= 20У15 =49,4 см.
Дп
Подставив значения, получим Л4НЗГ=1,1-7000 10,0592— 0,0928 1п
28
49,4
= 7700(0,0592+0,0526) =7700  0,1118=862 кгс• см.
Принимая прочность бетона на растяжение при изгибе £р„ = 13,5 кг/см2
(1,35 МПа) для М75 —табл 50 и £у=0,6 для II технической категории дорог,
находим а'= 13,5-0,6=8,1 кг/см2 (0,81 МПа).
Определяем напряжения растяжения при изгибе на подошве бетонного ос-
6Л1.,,Г	6 • 862
новация ар = —— = 12,9 кг/см2 (1,29 МПа).
Таким образом, условие
6Мцзг
//2
< ЛрцКу не выполняется.
Принимаем /7=29 см, тогда упругая характеристика бетонного основания
£'=29-2,47 = 71,6 см.
/	28 \
Находим Л£,зг = 770010,0592 — 0,0928 In — I = 7700 (0,0592 + 0,0871) =
= 7700 • 0,1463 = 1125 кгс • см, тогда
6 1125
ор = ——--------= 8,02 кг/см2 (0,802 МПа).
Следовательно, условие соблюдено, так как (ар = 8,02) < (/?рнКу = 8,1).
Толщину цементобетонного основания определяем по формуле при
£СГ, 1500 - 4 + 10 ГОР  6 + 8000 - 12
а ~	4 + 6+12
= И 300 кг см2 (ИЗО МПа).
Л4 = 29
20,7
100 000
11 300
= 29 - 7 = 22 см.
Таким образом, толщина цементобетонного основания должна быть увели-
чена до /:4=22 см.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ
ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
Окончательный тнп дорожной одежды может быть выбран только в ре-
зультате технико-экономического сравнения нескольких вариантов. Сравнение
вариантов только по стоимости строительства недостаточно, так как оно не ха-
рактеризует эффективность капиталовложений.
Сравнение вариантов осуществляется с использованием основных положе-
ний Типовой методики определения экономической эффективности капитальных
вложений, утвержденной Госпланом СССР, Госстроем СССР и АН СССР 8 сен-
тября 1969 г., а также Инструкции по определению экономической эффективно-
сти капитальных вложений в строительстве (СН 423-71), утвержденной Госстро-
ем СССР 31 мая 1971 г.
Для выбора экономически целесообразного варианта необходимо опреде-
лить строительные н годовые дорожно-транспортные расходы, а затем с учетом
периодического и текущего ремонтов покрытия н снижения транспортных рас-
ходов во времени рассчитать срок возмещения расходов на устройство более ка-
питального типа дорожной одежды. В общем виде формула для определения
срока окупаемости капиталовложений записывается
где t — количество лет возмещения расходов; Ci — стоимость строительства бо-
лее капитального варианта; С — стоимость строительства менее капитального
варианта; Е\ и Е?— годовые дорожно-транспортные расходы соответствующих
вариантов.
Коэффициент сравниваемой эффективности капиталовложений равен
(80)
Прн Ci>C2 и Et>E2 первый вариант отпадает как более дорогой при строи-
тельстве и эксплуатации. При Ci>C2 н £1<Е2 более целесообразным является
капитальный вариант Ci при условии, что /<10 лет.
Прн сравнении конструкций дорожных одежд возможны два расчетных
случая.
1. Все варианты дорожной одежды обеспечивают равные условия движения и
характеризуются одинаковыми транспортно-эксплуатационными показателями:
скоростью движения н себестоимостью грузо- и пассажнроперевозок.
Варианты дорожной одежды являются разнотипными и характеризуются
разными транспортно-эксплуатационными показателями.
2. Для выбора оптимального варианта определяют затраты на стпоительство,
ремонты и содержание по каждому варианту. Расчеты ведут по формуле
—1
Д° = С+Й’7^--------— = С + ^,	(81)
0 (О — 1)
где С — строительные и другие затраты, связанные со строительством 1 км до-
рожной одежды, тыс. руб.; d — ежегодные приведенные расходы на ремонт и со-
держание 1 км дороги, тыс. руб. 6=1+ен; ек — нормативный коэффициент для
приведения разновременных затрат, равный 0,08; п — период, в течение которого
суммируются затраты, начиная с момента ввода сооружения в эксплуатацию.
98
г
Значения т при разных и:
п	5	10	15	20	25	30
т	4,0	6,7	8,6	9,8	10,7	11,3
Ежегодные приведенные затраты с учетом разновременности средних Вс
и капитальных Вк ремонтов определяют по формуле
Вк(В-1)
~	-"к	1
о к — 1
Дс <5 — 1)
б"с-1
(82)
где g — ежегодные расходы на содержание и текущий ремонт 1 км дорожной
одежды; пк, пс — срок между соответственно капитальными и средними ремон-
тами в годах.
В соответствии с рекомендациями ВСН 21-75 Минавтодора РСФСР нормы
расходов на капитальный и средний ремонты, текущий ремонт и содержание
одежды и обочин приведены в табл. 57.
Таблица 57. Нормы расхода на ремонты и содержание одежды дорог
Категория дороги	Покрытие	Срок между ре- монтами, годы		Норма расходов на один ремонт, в % к стоимости строительства		
		капиталь- ными	средними вс	капиталь ный	средний	текущий и и ежегод- ное содер- жание
и	Цементобетонное	30	10	34,2	4,1	0,32
	Асфальтобетонное	18	6	42,0	5,1	0,55
III	То же	18	6	43,2	7.0	0,72
	Черное шоссе	12	4	48,7	7,9	0,98
IV	То же	12	4	49,6	8,7	1,92
	Белое шоссе	9	3	53,1	9,0	1,60
В проектной практике более рационально выполнять сравнение вариантов
по величине удельных дорожно транспортных расходов, необходимых для пере-
возки 1 тыс. т грузов. Прн одностадийном строительстве дорожной одежды ис-
пользуют формулу
(оДп	\
+ !>Т ,	(83)
Qn^	/
где До — дорожно-транспортные расходы, определяемые по формуле (81), тыс.
руб.; Qn—грузооборот на конец периода, принятого для суммирования расхо-
дов, т. е. в п-ом году, тыс. т;
Qn = Qo(l +Р)П.	(84)
Qo — грузооборот на начало эксплуатации дороги; р — коэффициент среднего-
дового прироста грузооборота, (табл. 58).
В (1 -р В)”-1
(табл 59) (85)
Ь —----------------------- ; (табл. 59)	(86)
(8-1-₽)[(1 +₽)"-1]
Ф — фактор ускорения движения
I V,	\
Ф = 1 + 0,8 —II;	(87)
\	/
Vo— наименьшая техническая скорость движения, соответствующая варианту с
99
наихудшими траиспортио-эксплуатационнымн показателями, км/ч; V;— техниче-
ская скорость, соответствующая данному варианту дорожной одежды; для вари-
анта с наихудшими транспортно-эксплуатационными показателями V,= VB; <t>—
= 1; Т — средняя себестоимость перевозок грузов, руб/т-км:
Т,qvmx + T2q2m„ + ... + Tnqnmn
/ —	•	(о о)
+ ?2»г2 + • • - + 7п"гл
<?2 — <7п—грузоподъемность разных марок автомобилей, т; Ть Тг...Тп-—себе-
стоимость перевозок разными марками автомобилей; mt, tn2... mn — количество
автомобилей различных марок в транспортном потоке.
Таблица 58. Значения (1ц р)л 1
л-1	1+₽													
	1,01	1,02	1,03	1,04	1,05	1,06	1,07	1,03	1,09	1,10	| 1.11	1.12	1,13	1,14
1	1,01	1.02	1,03	1.04	1,05	1,06	1,07	1,08	1.09	1,10	1 .11	1,12	1.13	1.14
2	1,02	1,04	1,06	1,08	1,10	1,12	1.14	1 17	1,19	1,21	1. 23	1,25	1,28	1,30
3	1,03	1-06	1,09	1,12	1,16	1,19	1,22	1,26	1,30	1,33	1,34	1,40	1,44	1,48
4	1,04	I 08	1.13	1.17	1,22	1,26	1,31	1,36	1.41	1,46	I 52	1,57	1.63	1,69
5	1,05	1,10	1,16	1,22	1,28	1,34	1,40	1.47	1,54	1,61	1,68	1,76	1,84	1,92
6	1,05	1 13	1.19	1,27	1,34	1,42	1,50	1.59	1,68	1,77	1,87	1.97	2,08	2,19
7	1 07	1.15	1,23	1,32	1.41	1,50	1.61	I .71	1,83	1,95	2,08	2,20	2.35	2,50
8	1,08	1,17	1,27	1.37	1,48	1,59	1,72	1,85	1.99	2,14	2,30	2,47	2,66	2,85
9	1,09	1,20	1,30	1,42	1,55	1,69	1.84	2,00	2,17	2,36	2,56	2,77	3,00	3,25
10	1,10	1,22	1,34	1,48	1,63	1,79	1,97	2,16	2,37	2,59	2,84	з.ю	3.39	3,70
И	1,12	1,24	1,38	1,54	1,71	1.90	2,10	2,33	2.58	2,85	3,15	3,4ц	3,«3	4,22
12	1,13	1,27	1,43	1,60	1,79	2,01	2,25	2,52	2.81	3,14	3,50	3,89	4.33	4,82
13	1,14	1,29	1,47	1,66	1,89	2,13	2,41	2,72	3,07	3.45	3.88	4,36	4.8g	5,49
14	1.15	1,32	1,51	1.73	1,98	2,26	2,58	2,94	3,34	3,80	4,31	4,88	5.5з	6,26
15	1,10	1,35	1.56	1.80	2,08	2,40	2,76	3.17	3,64	4,18	4,?8	5,47	6.25	7.15
16	1.17	1,37	1.60	1,87	2,18	2,54	2,95	3,43	3,97	4,60	5.31	6,12	7,06	8,13
17	1.18	1,40	1,65	1,95	2,29	2,69	3,16	3,70	4.33	5.05	5,89	6.86	7,98	9,27
18	1,20	1 43	1.70	2,03	2.41	2,85	3,38	4.00	4,72	5,56	6,54	7.68	9,02	10,6
19	1,21	1,46	1.75	2,11	2.53	3,03	3,62	4.31	5,14	6,12	7,26	8.60	10,2	12,0
20	1,22	1.49	1,81	2,19	2,65	3,21	3,87	4,66	5,60	6,73	8.06	9.64	11.5	13.7
21	1.23	1 52	1 86	2,28	2,/9	3,40	4,14	5.03	6,11	7,40	8.94	10.8	13.0	15,7
22	1,24	1.55	1,92	2.37	2,92	3,60	4,43	5,44	6.66	8,14	9,93	12,1	14,7	17,8
23	1,26	1,58	1,97	2,43	3,07	3,82	4,74	5,87	7,26	8,95	11,0	13.5	16.6	20.3
24	1 27	1,61	2,03	2,56	3,22	4,05	5,07	6,34	7,91	9,8	12,2	15.2	18,8	23,2
25	1.28	1,64	2,09	2,67	3,39	4,29	5,43	6,85	8.62	10,8	12,6	17.0	21,2	26,4
26	1,29	1.67	2,16	2,77	3,56	4,55	5,81	7,40	9,40	4,9	*5.1	19,0	24,0	30,1
27	1,31	1,71	2,22	2,88	3.73	4,82	6,21	7,99	10,2	13,1	16,7	21,3	27,1	34,4
28	1,32	1,74	2,29	3,00	3,92	5,11	6,65	8.63	П.2	14,4	18,6	23.4	30,6	39,2
29	1.33	1,78	2,36	3,12	4.12	5,41	7.11	9,32	12,2	15,9	20,6	26,7	31,6	44,7
30	1,35	1,81	2,42	3,24	4,32	5,74	7,62	10,00	13,2	17,5	22,9	29.9	39.1	50,9
Себестоимость 1 т-км
определена по формуле
перевозок автомобильным транспортом может быть
7/ =
^-пост ~Ь Спер^э
<]КПКГУЭ
(89)
где Спо,. г —постоянные расходы (независимо от движения) на 1 авт/ч работы
(табл. 60); Спер — переменные (зависят от движения) расходы на 1 авт/ч про-
бега (см. табл. 60); Кп — коэффициент использования пробега автомобилей (в
расчетах Кп S0.5); Кг — коэффициент использования грузоподъемности (в расче-
тах Кг = 0,9); Уэ—эксплуатационная скорость движения; для ориентировочных
расчетов можно принимать
(90)
Уэ = 0,7V,
где V— техническая скорость автомобиля (табл. 61).
При заданной перспективной интенсивности грузовых автомобилей Nn гру-
зооборот Qn можно определить из выражения
N = ------
n KqK„KTf
(91)
100
Таблица 59. Значения коэффициентов а, b и р при разных значениях п и р
₽	п								
	Б			10			15		
	а	ь	Р	а	ь	р	а	ь	р
0,01	0,20	0,80	2,80	0,10	0,67	1,37	0,07	0,58	0,91
0,02	0,21	0,80	3,21	0,11	0,66	1,52	0,08	0,56	0,96
0,03	0,21	0,80	3,77	0,11	0,66	1,74	0,08	0,55	1,08
0,04	0,22	0,79	7,61	0,12	0,66	2,08	0,09	0,54	1,25
0,05	0,22	0,79	6,04	0,12	0,65	2,65	0,09	0,53	1,54
0,06	0,22	0,79	8,88	0,13	0,65	3,79	0,10	0,53	2,15
0,07	0,23	0,79	17,41	0,13	0.65	7,24	0,10	0,52	3,98
0,08	0,23	0,79	—	0,14	0,64	•—	0,11	0,51	—
0,09	0,24	0,79	16,71	0.14	0,63	6,58	0.11	0,50	3,41
0,10	0,24	0,79	8,13	0,15	0,63	3,14	0,12	0.50	1,58
Продолжение т а б л. 59
Р	п								
	20			25			30		
	а	ь	р	а		/<	°	b	р
0,01	0,06	0,50	0,68	0,05	0,43	0,53	0,04	0,37	0,43
0,02	0,06	0,47	0,69	0,05	0,40	0,52	0,04	0,34	0,41
0,03	0,07	0,46	0,74	0,06	0,38	0,55	0,05	0,32	0,42
0,04	0,07	0,45	0,84	0,06	0,37	0,60	0,06	0,30	0,45
0,05	0,08	0,44	1,01	0,07	0,35	0,70	0,06	0,29	0,50
0,06	0,08	0,43	1,36	0,07	0.34	0,34	0,07	0,27	0,63
0,07	0,09	0,42	2,44	0,08	0,33	1,58	0,08	0,26	1,06
0,08	0,09	0,40	—.	0,09	0,32	.—	0,08	0,25		
0,09	0,10	0,40	1,96	0,09	0,30	1,18	0,09	0.23	0,73
0,10	0,11	0,39	0.87	0,10	0,30	0,51	0,10	0,22	0,29
Таблица 60 Переменные и постоянные расходы по типам автомобилей
в зависимости от категории дороги
Категория дороги	Грузовые автомо- били		Легковые автомобили		Автобусы		Средние значения	
	Переменные расходы на 1 авт-км, коп.	Постоянные расходы на 1 авт-ч, коп.	Переменные расходы на 1 авт-км, коп.	Постоянные расходы на 1 авт-ч, коп.	Переменные расходы на 1 авт-км, коп.	Постоянные расходы на 1 авт-ч, коп.	Переменные расходы на 1 авт-км, коп.	Постоянные расходы на 1 авт-ч, коп.
I	5,1	100,0	4.8	40,0	6,0	120,0	5,2	100,0
II	5,5	98,0	5,2	40,0	7,1	110,0	5,6	96,0
III	5,9	94,0	6,0	40,0	9,8	110,0	6,1	89,0
IV	6,3	90,0	6,7	40,0	12,6	105,0	6,7	85,0
V	7,1	86,0	7,6	40,0	16,8	90,0	7,6	82,0
НН
где К — количество рабочих дней в году (в расчетах К=300); f — коэффици-
ент учета неучтенных грузов (/=0,8).
Если дорожная одежда устраивается в две стадии, то удельные дорожно-
транспортные затраты определяют по формуле
/ =________________1000[(1 + Р)" - 1]____________
ф2 [(1 + ₽)" -1] - (ф2- ф,) [(1 + ₽)к-1] х
(Т1Ф1 - 7.2Ф,) + ЬТ2Ф,
(92)
где k — интервал времени в годах между вводом в эксплуатацию первой и вто-
рой стадий строительства; До, Дк — дорожные затраты на первой и второй ста-
диях строительства, приведенные к началу ввода в эксплуатацию данной ста-
дии; Т\, Тг—себестоимость перевозок соответственно после первой и второй
стадий строительства.
Таблица 61. Средняя техническая скорость грузовых автомобилей на дорогах
с различными типами покрытий, км/ч [23]
Категория	Покрытие	Средняя техническая скорость при рельефе		
		раниимиом	пересеченном	горном
1	Усовершенствованное капи- тальное	65	60	50
и	То же	55	50	40
	Усовершенствованное облег- ченное	50	40	35
III	То же	45	35	30
	Твердое переходного типа	35	30	25
IV	Усовершенствованное облег- ченное	35	30	25
	Твердое переходного типа	30	25	20
	Низшего типа	25	22	17
V	Усовершенствованное облег- ченное	30	25	20
	Твердое переходного типа	25	22	17
	Низшего типа	20	18	14
—	Построенные грунтовые до- роги в хорошем состоянии	15-20	13—18	10-14
—	Естественные грунтовые до- роги в неудовлетворитель- ном состоянии	10-15	8—13	7—10
Примечание. Если по износу состояние покрытия является предельно допустимым,
то расчетную нормативную скорость следует принимать на одну ступень ниже.
Значения коэффициента р вычисляют по формуле
6«₽
Р = (»-1-₽)[(1+₽)"-1] ‘ <93)
Фактор ускорения движения в этом случае определяется по формулам:
V,	\
^-1 ;	(94)
•О	z
Ф, = 1+0,8
102
Ф2 = 1 + 0,8

(95)
где V; —наименьшая техническая скорость движения, соответствующая вари-
анту с наихудшими транспортно-эксплуатационными показателями после первой
стадии строительства; V*, —техническая скорость движения, соответствующая
данному варианту дорожной одежды после второй стадии строительства. —
техническая скорость движения, соответствующая данному варианту дорожной
одежды после второй стадии строительства.
Пример. Исходные данные: автомобильная дорога II технПческо® катего-
рии; перспективная интенсивность движения — 5700 авт./сут; климатическая
зона проложения трассы — II; проезжая часть дороги двухполюсная (7,5 м);
расчетная нагрузка — автомобили группы А: Во=5000 кг; р=б кг/см2; £>д =
—37 см; варианты дорожной одежды: I (нежесткий тип) — двухслойное ас-
фальтобетонное покрытие с использованием в качестве основания слоев из ук-
репленного 6% цемента гравия и неукрепленного гравия; II (жесткая кон-
струкция)— монолитное цементобетонное покрытие толщиной см; меж-
ремонтные сроки для указанных вариантов, лет: для I—пк=18; пс=6; для
”к=30; пс =10; период суммирования расходов примем п =*=20 лет, тогда
tn= У,о.
Необходимо сравнить и определить, какой из указанных вариантов являет-
ся экономически целесообразным для данных конкретных условий строительства.
Порядок расчета: определим стоимость строительства 1 км каждого из ва-
риантов дорожной одежды. Расчеты сводим в табл. 62.
Таблица 62. Расход материалов и средств на 1 км покрытия
Материал	I вариант			jj вариант		
	Количе- ство	Стоимость 1 кв. м, руб.	Общая стоимость, руб.	Количе- ство	Стоимость 1 |4В. М, руб.	Общая стоимость, руб.
Асфальтобетон: верхний слой	7500	2,2	16 500			
НИЖНИЙ слой	7500	1,5	11 250				—	
Гравий, укрепляемый цементом	7500	1.8	13 500			
Гравий	7500	1,45	10875				—	—
Песок	7500	0,77	5775						
Цементобетон	—.			7500	6,9	51 750
Металлургический шлак	—	—	—	7500	4,0	7500
Итого . . .	1		57 9(Х)			59 250
Для сравниваемых вариантов дорожной одежды по табл. 61 устанавлива-
ем стоимость капитальных и средних ремонтов, а также текугЯего ремонта и
содержания:
для I — Вк=24 318 р.; Вс=2953 р.; g=318 р.;
дли II — Вк=20 264 р.; Вс=2429 р.; g= 190 р.
По формуле (82) находим приведенные затраты на ремонты^ и содержание
.	24318(1,08 — 1)	2953(1,08— 1)	„1О
для варианта I q. =------1-------— -1-----—--------- 318 = 1367 р.;
1,08'8—1	l,08G—1	'
„	20264(1,08 — 1)	2429(1,08— 1) , 1ОП г,в
для варианта II <72 = -----5-------— д------—------- -+ 190 = 538 р.
1.O830 — 1 т 1,08'0—1
103
Определяем дорожные затраты по формуле( 81):
Д|=57 900+9,8-1367 = 71 297 р, Д2=59 250+9,8X538=64 522 р.
Вследствие однотипности транспортно-эксплуатационных показателей для
рассматриваемых вариантов дорожных одежд средняя техническая скорость
грузовых автомобилей в условиях пересеченного рельефа местности составляет
50 км/ч.
Тогда фактор ускорения по формуле (87) будет равным Ф! = Ф2=1+0,8Х
По табл. 60 устанавливаем средние переменные и постоянные затраты
^пер = 5,6 к. и Спост = 96 к.
В предположении средней грузоподъемности грузовых автомобилей 5 т вы-
числяем себестоимость перевозок по формуле (89)
96 + 5,6 - 0,7 - 50
Т — —----------------------= 3,7 коп./т • км,
5 • 0,5  0,9 -0,7-50	'
Перспективная грузонапряженность составляет
Q„ = 5700 • 300 • 0,5  0,9 • 5 • 0,8= 3 078 000 т.
Значения коэффициентов а и b устанавливаем по табл 59
о=0,08; 5 = 0.43.
Удельные приведенные дорожно-транспортные затраты определяем по фор-
муле (83)
Lt = 1000
0,08 - 71,297
3078  1,2
+ 0,43 - 0,037 = 17,45
руб./тыс. т • км;
Z,2 = 1000
0,08  64,522
3078 • 1,2
+ 0,43  0,037
= 17,31 руб./тыс. т  км.
Из анализа расчетов следует, что по дорожным и приведенным дорожно-
транспортным затратам более эффективным является II вариант, который и ре-
комендуется для строительства.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Бабков В. Ф., Андреев О. В. Проектирование автомобильных дорог.
Ч. 1.—М.: Транспорт, 1979. — 367 с.
2.	СНпП 11-21-75 Бетонные и железобетонные конструкции. — М • Стройпз-
дат, 1976. — 90 с.
3.	Б у с у р и н К. А., Т и м о ф е е в А. А. Современные конструкции одежд
городских дорог. — М.: Стройнздат, 1980 —210 с.
4.	Вопросы расчета к конструирования дорожных одежд. Расчетные парамет-
ры: Т.р. Союздорнии — ДЕ, 1974, вып. 78— 183 с.
5.	3 а в о р и ц к и й В. II. Методические разработки по расчету нежестких
дорожных одежд автомобильных дорог. — Киев: Изд. КАДИ. 1974. —65 с
6.	3 а в о р и ц к и й В. И. Методические указания по расчету жестких дорож-
ных одежд автомобильных дорог. — Киев: Изд. КАДИ, 1974. — 63 с.
7.	Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ВСИ
46—72.— М.: Транспорт. 1981.— ПО с.
8.	Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд / Под ред.
И. И. Иванова. — М : Транспорт, 1973. — 328 с
9.	Л е в и ц к и й Е. Ф.. Чернигов В. А. Бетонные покрытия автомобильных
дорог. — М  Транспорт, 1980. — 288 с.
10.	Методические рекомендации по проектированию и устройству теплоизоли-
рующих слоев на пучпноопасных участках автомобильных дорог. — М.: Изд. Со-
юздорнпп. 1976. — 96 с.
11	Методические рекомендации по осушению земляного полотна оснований
дорожных одежд в районах избыточного увлажнения сезонного промерзания
грунтов. — ЛЕ: Изд. Союздорнпп, 1974.— 119 с.
12.	Методические рекомендации по совсршеиствовгшшо проектирования до-
рожных одежд нежесткого типа —М.: Изд. Союздорнии, 1978.— 78 с.
13.	Методические рекомендации по проектированию и строительству дорож-
ных одежд с асфальтобетонными покрытиями на основании из бетона разных ма-
рок.— ЛЕ: Изд. Союздорнпп, 1971 —73 с
14	Проектирование дорог и сетей пассажирского транспорта в городах / А1 е р-
ь v л о в Е. А , Т v р ч и .х и н Э. Я-, Д v б р а в и и Е. Н. и др. — М.: Строииздат,
19'80.— 210 с.
15.	Проектирование оптимальных нежестких дорожных одежд/Под ред.
А. Я- Тулаева. — ДЕ: Транспорт. 1977.— 115 с.
16.	Справочник инженера-дорожника. Изыскания и проектирование автомо-
бильных дорог/Под ред. О. В. Андреева. — М.: Транспорт, 1977.— 559 с.
17	СНиП И-Д.5-72. Автомобильные дороги. Нормы проектирования.— М:
Стройнздат, 1973. — 111 с.	]
18.	СИ 120-70. Указания по проектированию аэродромных покрытий. — ЛЕ:
Стройнздат. 1970.— 112 с.
19.	Технические условия проектирования железнодорожных, автодорожных и
городских мостов и труб. СИ 200-62. — ЛЕ: Трансжелдориздат, 1962_328 с.
20	Типовые проектные решения. Серия 503-0-П. Дорожные одежды автомо-
бильных дорог общей сети Союза ССР. / ГПИ Союздорпроект Миитрансстроя
СССР.— Новосибирск, 1976.— 111 с.
21.	Указания по определению экономической эффективности капитальных вло-
жений в строительство и реконструкцию автомобильных дорог. ВСН 21-75.—М.:
Транспорт. 1976. — 63 с.
22.	Ук.напня по применению в дорожном и аэродромном строительстве грун-
тов, скрепленных нижешик и материалами. СИ 25-72. —ЛЕ: Транспорт,
1976. — 63 с
23.	Хом'я к Я В Проектевапня дорожшх покрптв. — К/. Впща школа,
1980,- 108 с
24.	Черкасов II 11 Механические свойства грунтов в дорожном строи-
тельстве М Граш пор л, 197»	247 с
25.	Ш л и о в а । 11 И 1 » и р и ц к и и В И. Майк о В. И Справочник
сельскою дорожника Ixiun Бе щи п.штк, 1972 — 280 с
Таблица 20. Расчетные характеристики для различных марок автомобилей
Марка транспортного средства	Грузоподъемность, т	Нагрузка на покрытие от колеса, тс					Расстояние между осями задней Тележ- ки трехосных авто- мобилей L, м	Среднее удельное давление от заднего колеса иа покрытые р, МПа	Диаметр следа заднего колеса для расчета до- рожной одежды на действие автомобиля, см		Суммарный коэф- фициент для при- ведения автомо- биля к расчетным нормированным нагрузкам для групп	
		переднего		заднего								
		неподвиж- ного Qn и	движуще- гося Qn д	3 я S Е с Е	кого QH	движуще- гося Qa						
									0^0 е s t- - <v а ОгхГ х I=t xQ	дви- жуще- гося	А •^сумм.А	Б ^сумм.Б
1	2	3	4	5		6	7	8	9	10	11	12
УАЗ-451
ГЛЗ-53А
ЗИЛ-133Г1
Урал-377Н
ЗИЛ-130
Упал-4320
КрАЗ-257Б1
МАЗ-516Б
МАЗ-500А
ЗИЛ-130-76
Магирус-232Д 19 L
Магирус-290Д 26 L
КамАЗ-5320
КрАЗ-255Б
КамАЗ-5410
Урал-377СН
МАЗ-504А (Шкода-706 ЭТТА’)
КАЗ-608Б
Урал-375С К1
ЗИЛ-157КВ
КрАЗ-255В
ЗИЛ-131 в
КрАЗ-258Б1
Грузовые автомобили
1,0	1,20	1,56	1,50	1,95			0,27	27	30	0,00	0,06
4,0	0,90	1,18	2,80	3,63	—	0,53	26	30	0,08	0,74
8,0	2,09	2,71	2,75	3,58	1,40	0,35	32	36	0,30	2,43
7,5	2,00	2,60	2,75	3,58	1,40	0.36	31	36	0,29	2,39
5,0	1,29	1,67	3,48	4,52	—	0,60	27	31	0,20	1,94
5,0	2,18	2,83	2,27	2,95	1,40	0,32	30	34	0,14	1,14
12,00	2,30	2,99	4.50	5,85	1,40	0,50	34	39	2,71		
14,50	2,85	3,70	4,50	5,85	1,46	0,55	32	37	2,46	——
8,0 1	2,41	3,14	5,00	6,5	—.	0,65	31	36	1,04	—
6,0	1,31	1,71	3,95	5,14	—	0,60	29	33	0,36	—
11,5	3,00	3,90	6,50	8,45	——	0,6	37	42	—	—
16,60	3,00	3,90	5,00	6,50	1,38	0,6	33	37	4,21	——
8,0	2,19	2,85	2.73	3,55	1,32	0,45	28	32	0,27	2,25
7,5	2,72	3,54	3,56	4,62	1,40	0,35	36	41	1,10	—
		Седельные		тягачи						
8,1	2,08	2,71	2,74	3,56	1,32	0,45	' 28	32	0,27	2,21
7,5	1,82	2,37	2,73	3,55	1,40	0,36	31	35	0,28	2,22
7,75	2 19	2,84	5,0	6,50			0,65	31	36	1,03	•—
4 5	1,4	1,82	2,96	3,85	—	0,60	25	29	0,10	0,98
5,5	2,02	2,63	2,27	2,95	1,40	0,32	30	34	0,13	1,07
4,35	1,47	1,91	1,82	2,36	1,12	0,35	26	29	0,05	0,41
8,0	2,74	3,56	3,34	4,34	1,40	0,35	35	40	0,83	—
5,0	1,78	2,31	2,03	2,64	1,25	0,30	29	34	0,09	0.72
12,0	2,21	2,87	4,37	5,68	1,40	0,50	33	38	2,34	—
Мерседес-Бенц 2232 LS	14,СО	3,С0	3.90	4,00 5,00	5,20	, 1,35	0,50	32	36	1,65	—
Вольво F 89-32 (6X4)	13,85	3,25	4,22		6,50	1,37	0,45	38	43	5,23	—
Вольво F 89-32 (6X2)	14,50	3,25	4,22	4,12	5,36	1 1,32	0,45	34	39	2,14	—
			Автомобили-самосвалы								
ГАЗ-САЗ-53Б	3,50	0,90	1,17	2,80	3,64	—	0,53	26	30	0,08	0,74
ЗИЛ-ММЗ-554	4,00	1,39	1,81	3,25	4,22	—	0,60	26	30	0,15	1,46
КамАЗ-5511	10,00	2,24	2,91	3.61	4,70	1,32	0,45	32	37	1,05	—
MA3-503A	8,00	2,62	3,41	5,00	6,50	—	0,65	31	36	1,06	—
КрАЗ-256Б1	12,00	2,26	2,94	4,71	6,13	1,40	0,50	35	40	3,48	—
Магирус-290Д-26К	14,50	3,00	3,90	5,00	6,50	1,38	0,60	33	37	4,21	—
Гатра-138 S1	12.70	2,45	3,19	4,41	5.73	1,32	0,60	31	35	2,34		
Татра-148 S1	15,00	3,00	3,90	5,00	6,50	1,32	0,60	33	37	4,49	—
Внедорожные автомобили
БелАЗ-540А	27,00	7,80	10,14	16,20	21,06	—	0,50	64	73	—	—
БелАЗ-548А	40,00	11,60	15,08	22,80	29,64	—	0,56	72	82	—	—
БелАЗ-549	80,00	23,84	30,99	50,32	65,42	—	0,56	107	122	—	—
			Прицепы общего назначения								
ГКБ-817	5,50	2,01	2,61	2,01	2,61	—	0,60	21	24	0,04	0,34
МАЗ-8926	8,00	3,00	3,90	3,00	3,90	—	0,55	26	30	0,21	2,00
ГКБ-8350	8,0	1,44	1,87	1,44	1,87	—	0,38	22	25	0,01	0,08
Полуприцепы общего назначения
ОдАЗ-9370	14,20	—	—	2,75	3,58	1,32	0,36	31	36	0,30	2,38
КАЗ-717	11,50	—	—	2,75	3,58	1,37	0,30	34	39	0,32	2,53
МАЗ-5245	13,5	—	—	5,00	6,50	—	0,48	36	42	1,00	—
Автобусы
ПАЗ-3201 ЛАЗ-А05Н				1.32 1,99	1,72 2,59	2,26 3,72	2,94 4,84			0,30 0,50	31 31	35 35	0,03 0,29	0,31
ЛАЗ-699Н		—	2,34	3,04	3,98	5,17	—	0,50	32	36	0,40	—
ЛАЗ-4202		—	2,05	2,67	4,65	6,05	—	0,75	28	32	0,75	—
ЛиАЗ-677		—	2,87	3,73	4,16	5,41	—	0,675	28	32	0,53	—
Икарус-250		—	2,8	3,64	4,79	6,23	—	0,650	31	35	0,91	—
Икарус-255		—«	2,78	3,61	4,65	6,04	—.	0,600	31	36	0,80	—
Икарус-280	»	—	2,72	3,54	4,52 2,94	5,88 3,82	—	0,650 0,775	30 22	34 25	0,81	
g Икарус-260		—	2,82	3,67	4,34	5,90		0,650	30	34	0,79	—