Методы оценки эксплуатационного состояния автомобильных дорог

одежды при испытаниях по табл. 14. При динамическом нагружении принимается динамический требуемый модуль упругости Етр.д; при статическом статический требуемый модуль упругости Етрс; при испытаниях колесом движущегося автомобиля – требуемый модуль упругости при малой скорости нагружения Eтр.ос.

Требуемый расчетный модуль упругости дорожной одежды (т. е. с учётом всех критериев прочности, а также с учетом ровности покрытия) Eтp.р определяется по формуле:

Етр.р=(ЕТр∙К′пр∙Кс+Δ)∙Кк∙КМ (15)

где ЕТр – требуемый модуль упругости, определенный по табл 14 для данного вида нагружения; К'пр – нормативный коэффициент прочности дорожной одежды; принимается по табл. 6 прил. 1 в зависимости от категории дороги; типа дорожной одежды и покрытия; Ks – коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности; Ks определяется по табл. 15 в зависимости от приведенной интенсивности движения и требуемой ровности покрытия по толчкомеру; требуемая ровность покрытия по толчкомеру определяется по табл. 12 в зависимости от группы (категории) дороги; Δ – поправка, учитывающая обеспечение прочности по сдвигу в грунте земляного полотна; Δ определяется по табл. 17 в зависимости от общей толщины дорожной одежды (включая дренирующий слой) и климатических и грунтово–геологических условий (тяжелых, сложных, средней сложности); тип климатических и грунтово–геологических условий принимается по табл. 16; Кк – коэффициент, учитывающий обеспечение прочности по сдвигу песчаного слоя; Кк определяется по табл. 18 в зависимости от приведенной интенсивности движения, толщины песчаного слоя и общей толщины слоев дорожной одежды над песчаным слоем; КМ – коэффициент, учитывающий обеспечение прочности верхних асфальтобетонных слоев на растяжение при изгибе; Км определяется по табл. 19 в зависимости от приведенной интенсивности движения, относительной толщины асфальтобетонного покрытия hа/б/D и марки асфальтобетона.

Перспективная интенсивность движения, приведённая к нагрузке 50 кН на колесо, на полосу, авт/сут Требуемая ровность дорожных одежд Sтр, см/км

90 110 130 150 165 180 >200
10 – – – – – – 0,62
20 – – – – – 0,71 0,67
30 – – – – 0,75 0,74 0,71
50 – – – – 0,76 0,75 0,72
100 1,10 1,03 0,91 0,86 0,82 0,80 0,76
200 1,15 1,09 1,01 0,94 0,91 0,88 –
300 1,18 1,15 1,03 1,01 0,97 0,94 –
500 1,23 1,20 1,17 1,15 1,08 1,04 –
>1000 1,38 1,34 1,30 1,26 1,18 1,11

После определения ЕРфр и Етр.р определяется фактический коэффициент прочности. При коэффициенте прочности Кпр< 1 назначаются ремонтные работы; при Кпр >1 – работы по содержанию дороги.

Исходные данные для оценки прочности нежёсткой дорожной одежды по данным испытаний приведены в табл. 3, 4.

Таблица 14. Значения требуемых модулей упругости.

Перспективная интенсивность движения, приведёная к нагрузке 50 кН на колесо, на полосу Требуемые модули упругости, МПа

Динамические, Етр.д

При малой скорости нагружения, Eтp.oc

Статические, Eтp. c
10 145 127 120
20 168 148 137
30 184 163 146
50 199 177 156
100 222 195 173
200 245 216 183
300 260 230 199
500 276 243 210
1000 299 263 227
2000 322 283 243
3000 336 296 254
5000 354 311 265
10000 376 330 280

Таблица 15. Коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности Ks.

Перспективная интенсивность движения, приведённая к нагрузке 50 кН на колесо, на полосу, авт/сут Требуемая ровность дорожных одежд Sтр, см/км

90 110 130 150 165 180 >200
10 – – – – – – 0,62
20 – – – – – 0,71 0,67
30 – – – – 0,75 0,74 0,71
50 – – – – 0,76 0,75 0,72
100 1,10 1,03 0,91 0,86 0,82 0,80 0,76
200 1,15 1,09 1,01 0,94 0,91 0,88 –
300 1,18 1,15 1,03 1,01 0,97 0,94 –
500 1,23 1,20 1,17 1,15 1,08 1,04 –
>1000 1,38 1,34 1,30 1,26 1,18 1,11

Таблица 16. Тип климатических и гидрологических условий.

Тип условий ДКЗ Тип местности по увлажнению Грунты
Тяжёлые II 3 Пылеватые супеси и суглинки
Сложные II 3 Непылеватые суглинки и глины

III 2 Пылеватые супеси и суглинки
Средней сложности III 2–3 Пылеватые супеси и суглинки

II 2 Непылеватые суглинки и глины

II 1 Все виды грунтов

Таблица 17. Численные значения поправки Δ.

Тип покрытия

Общая толщина дорожной одежды, м, для климатических и грунтово–

гидрологических условии

Δ, МПа, при требуемых модулях упругости

тяжёлых сложных

Средней

сложности

Етр.д

Eтp.oc

Eтp. c
Усовершенствованный Более 0,95 Более 0,75 Более 0,45 0 0 0
для капитальных одежд: 0,90–0,95 0,70–0,75 0,40–0,45 15 14 12

0,85–0,89 0,65–0,69 0,35–0,39 30 28 25

0,80–0,84 0,60–0,64 0,30–0,34 45 42 37
Усовершенствованный менее 0,80 менее 0,60 менее 0,30 58 52 48
для облегчённых одежд:





На вязком битуме более 0,80 более 0,70 более 0,40 0 0 0

0,75–0,80 0,60–0,70 0,3–0,4 17 16 14

менее 0,75 менее 0,60 менее 0,30 29 25 20
На жидком битуме более 0,75 более 0,65 более 0,40 0 0 0

0,7–0,75 0,55–0,65 0,30–0,40 16 14 11

менее 0,70 менее 0,55 менее 0,30 29 25 20

Таблица 18. Величина коэффициента Кк.

Тип покрытия Интенсивность движения, приведённая к нагрузке 50 кН на колесо, авт/сут Толщина песчаного слоя, м


Более 0,50 0,45 0,4


Общая толщина одежды над песчаным слоем, м


0,35 0,30 0,25 0,20 0,30 0,25 0,20 0,25 0,20
Усовершенствованные капитальные 50 1 1,10 1,45 1,63 1 1,20 1,40 1 1

100 1 1 1,40 1,48 1 1,1 1,30 1 1

300 1 1 1,23 1,30 1 1 1,10 1 1

500 1 1 1,18 1,22 1 1 1,10 1 1

1000 1 1 1,10 1,14 1 1 1 1 1

3000 1 1 1 1 1 1 1 1 1

5000 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Усовершенствованные облегчённые на вязком битуме 30 1 1,20 1,68 2,10 1 1,48 1,72 1 1,18

50 1 1,10 1,55 1,80 1 1,28 1,45 1 1,03

100 1 1 1,45 1,60 1 1,18 1,32 1 1

300 1 1 1,27 1,38 1 1 1,14 1 1

500 1 1 1,07 1,22 1 1 1,02 1 1
То же на жидком битуме 30 1 1,27 1,90 2,15 1 1,47 1,60 1 1,27

50 1 1,17 1,78 1,95 1 1,35 1,67 1 1,17

100 1 1,09 1,64 1,75 1 1,23 1,36 1 1,09

300 1 1 1,37 1,50 1 1,03 1,14 1 1

Примечания:

1. При толщине песчаного слоя 0,30 м и менее Кк=1 во всех случаях.

2. При расчетной интенсивности движения более указанной в таблице следует принимать те значения Кк, что указаны в табл. 15 для наибольшей интенсивности.

Таблица 19. Величина коэффициента КМ для двухслойного асфальтобетонного покрытия с нижним слоем из крупнозернистой смеси.

Интенсивность движения, приведённая к нагрузке 50 кН на колесо, авт/сут Относительная толщина двухслойного покрытия

0,2 0,3 0,4

Марка асфальтобетона

I, II III 1, II III 1, II III
100 1 1 1 1 1 1
200 1.04 1 1 1 1 1
300 1.06 1.06 1 1 1 1
500 1.11 1.12 1 1 1 1
700 1.16 (*) 1.07 (*) 1 (*)
1000 1.2 (*) 1.15 (*) 1 (*)
2000 (*) (*) 1.23 (*) 1 (*)
3000 (*) (*) 1.29 (*) 1.06 (*)
5000 (*) (*) (*) (*) 1.15 (*)

Знак (*) обозначает, что при данной интенсивности движения соответствующая толщина слоя асфальтобетона не обеспечивает его необходимой прочности. При определении Етр.р по формуле (13) в расчет вводят одну из поправок: Кк или КМ, при которой величина Етр.р приобретает большее значение.


7.4. ОЦЕНКа пРОЧНОСТИ НЕЖЁСТКОЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ПО ДАННЫМ ИСПЫТАНИЙ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ


Категория дороги II. Тип покрытия – капитальный.

Интенсивность движения, определённая в соответствии с Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа ВСН 46–83 390 ед/сут.

Дорожно–климатическая зона – III. Тип местности по увлажнению – 2. Грунт земляного полотна – Супесь пылеватая. Расчётная относительная влажность грунта, определяемая в результате испытаний – 0,77.

Общая толщина дорожной одежды Н=0,73 м. Толщина песчаного слоя – 0,35 м. Общая толщина асфальтобетонных слоев ha/6=14 см. Марка асфальтобетона – I.

Температура асфальтобетона, измеренная в процессе испытаний, t°a/6=10°C. Испытания проводились испытательной установкой жесткий штамп. Испытания проводились в 10 точках. Измеренные в процессе испытаний прогибы в точках:

l1=1,10 мм=0,00110 м;

l2=1,12 мм=0,00112 м

l3=1,03 мм=0,00103 м

l4=1,25 мм=0,00125 м

l5=1,23 мм=0,00123 м

l6=1,18 мм=0,00118 м

l7=1,02 мм=0,00102 м

l8=1,34 мм=0,00134 м

l9=1,31 мм=0,00131 м

l10=1,20 мм=0,00120 м


РАСЧЕТ

Определяем фактический общий модуль упругости дорожной одежды в каждой точке Еф по формуле (9):

Определяем коэффициент, учитывающий сезонные изменения несущей способности грунта, для глины Kрi по табл. 21. Для толщины асфальтобетонных слоев, равной 14 см, при температуре асфальтобетона, равной 10° С, и при относительной влажности грунта 0,77 коэффициент Kрi грунта равен 1. Вычисляем расчетные фактические общие модули упругости в каждой точке Ефобщ по формуле (10):

Ефр1общ=147∙1=147 МПа;

Ефр2общ=145∙1=145 МПа;

Ефр3общ=157∙1=157 МПа;

Ефр4общ=130∙1=130 МПа;

Ефр5общ=132∙1=132 МПа;

Ефр6общ=137∙1=137 МПа;

Ефр7общ=159∙1=159 МПа;

Ефр8общ=121∙1=121 МПа;

Ефр9общ=124∙1=124 МПа;

Ефр10общ=135∙1=135 МПа.

Производим обработку результатов измерений: определяем среднее значение фактического общего модуля упругости дорожной одежды на обследуемом участке Еф ср

=(147+145+157+130+132+137+159+121+124+135)/10=139 МПа

Определяем среднеквадратическое отклонение σ по формуле (12) и коэффициент вариации по формуле (13). Результаты вычислений сводим в табл. 20.

Таблица 20. Результаты измерений.

Номер

точек

Отклонение от среднего

Коэффициент вариации ν

1

139–147=-8

64

13

0,09

2

139–145=-6

36

3

139–157=-18

324

4

139–130=9

81

5

139–132=7

49

6

139–137=2

4

7

139–159=-20

400

8

139-121=18

324

9

139–124=15

225

10

139–135=4

16


=1523

=13МПа

ν=13/139=0,09

Определяем расчетное значение фактического модуля упругости по формуле (14): ЕРфр=(1–tν)

Коэффициент нормированного отклонения t для заданного уровня надежности 0,95 по табл. 22; для n–1=9 коэффициент t = 2,26 (уровень надёжности для дорог II категории с капитальным типом покрытия равен 1 в соответствии с табл. 23).

Следовательно, ЕРфр=139∙(1–2,26∙0,09)=111 МПа.

Па табл. 14 определяем требуемый модуль упругости дорожной одежды для статического нагружения. При приведенной интенсивности движения Nпр=390 ед/сут Етр д=203 МПа (значения приняты по интерполяции).

Требуемая ровность по толчкомеру для II категории дорог в соответствии с табл. 12 равна 100 см/км. В зависимости от требуемой равности определяем коэффициент Кs по табл. 15. Для приведённой интенсивности Nпр=390 ед/сут Кs равен 1,18.

Требуемый коэффициент прочности для II категории дорог равен 1 (табл. 23).

Определяем поправочные коэффициенты Δ, Кк и КМ, (см. формулу 15 – Етр.р=(ЕТр∙К′пр∙Кс+Δ)∙Кк∙КМ). В соответствии с табл. 16 для III ДКЗ и 2–го типа местности по увлажнению гидрогеологические условия данной дороги относятся к сложным условиям. Для сложных условий капитального типа покрытия при общей толщине дорожной одежды Н=0,73 м для статического нагружения поправка Δ к модулю упругости равна 14. (табл. 17).

В соответствии с табл. 18 при толщине песчаного слоя 0,35 м поправочный коэффициент Кк равен 1,0.

По табл. 19 при относительной толщине двухслойного покрытия, равной hа/б/D=0,14/0,357 для приведенной интенсивности Nпр=390 ед/сут коэффициент КМ=1,0. Таким образом,

Етр р=(203∙1∙1,18+14)∙1∙1=253 МПа.

Определяем коэффициент прочности дорожной одежды по формуле (6):

=111/253=0,45

Следовательно, требуется усиление покрытия.


Таблица 21. Коэффициент приведения к расчётному модулю упругости Kрi, грунт земляного полотна – Супеси пылеватого.

Температура асфальтобетона, °С Толщина слоя асфальтобетона, м Относительная влажность грунта


0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
0 0,08 0,69 0,75 0,86 0,94 0,98

0,12 0,68 0,74 0,84 0,91 0,95

0,16 0,68 0,73 0,83 0,89 0,92

0,20 0,68 0,73 0,82 0,82 0,91
10 От 0,08 До 0,20 0,77 0,84 0,95 1,03 1,07
20 0,08 0,84 0,93 1,07 1,17 1,22

0,12 0,90 0,98 1,11 1,20 1,25

0,16 0,94 1,02 1,14 1,23 1,28

0,20 0,97 1,05 1,17 1,25 1,30
30 0,08 0,94 1,04 1,20 1,31 1,38

0,12 1,04 1,15 1,30 1,41 1,48

0,16 0,13 1,23 1,38 1,49 1,55

0,20 0,21 1,30 1,45 1,55 1,61
40 0,08 1,00 1,11 1,29 1,41 1,49

0,12 1,16 1,28 1,46 1,59 1,66

0,16 1,30 1,42 1,59 1,72 1,79

0,20 1,43 1,54 1,71 1,83 1,90
50 0,08 1,04 1,16 1,35 1,47 1,55

0,12 1,24 1,37 1,56 1,69 1,77

0,16 1,42 1,55 1,74 1,87 1,96

0,20 1,58 1,70 1,90 2,03 2,11

Таблица 22. Коэффициент нормированного отклонения t.

п–1

Коэффициент нормированного отклонения t при Кн

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 0,98
1 1,000 1,376 1,963 3,08 6,31 12,71 31,8
2 0,816 1,061 1,336 1,886 2,92 4,30 6,96
3 765 0,978 1,250 1,638 2,35 3,18 4,54
4 741 941 1,190 1,533 2,13 2,77 3,75
5 727 920 1,156 1,476 2,02 2,57 3,36
6 718 906 1,134 1,440 1,943 2,45 3,14
7 711 896 1,119 1,415 1,895 2,36 3,00
8 706 889 1,108 1,397 1,860 2,31 2,90
9 703 883 1,100 1,383 1,833 2,26 2,82
10 700 879 1,093 1,372 1,812 2,23 2,76
11 697 876 1,088 1,363 1,796 2,20 2,72
12 695 873 1,083 1,356 1,782 2,18 2,68
13 694 870 1,079 1,350 1,771 2,16 2,65
14 692 868 1,076 1,345 1,761 2,14 2,62
15 691 866 1,074 1,341 1,753 2,13 2,60
16 690 865 1,071 1,37 1,746 2,12 2,58
17 689 863 1,069 1,333 1,740 2,11 2,57
18 688 862 1,067 1,330 1,734 2,10 2,55
19 688 861 1,066 1,328 1,729 2,09 2,54
20 687 860 1,064 1,325 1,725 2,09 2,53
21 686 859 1,063 1,323 1,721 2,08 2,52
22 686 858 1,061 1,321 1,717 2,07 2,51
23 685 858 1,060 1,319 1,714 2,07 2,50
24 685 857 1,059 1,318 1,711 2,06 2,49
25 684 8/56 1,058 1,316 1,708 2,06 2,48
26 684 856 1,058 1,315 1,706 2,06 2,48
27 684 855 1,057 1,314 1,703 2,05 2,47
28 683 855 1,056 1,313 1,701 2,05 2,47
29 683 854 1,055 1,311 1,699 2,04 2,46
30 683 854 1,055 1,310 1,697 2,04 2,46
40 681 851 1,050 1,303 1,684 2,02 2,42
60 679 878 1,046 1,296 1,671 2,00 2,39
120 677 845 1,041 1,89 1,658 1,980 2,36
∞ 0,674 0,842 1,036 1,282 1,645 1,960 2,33

Таблица 23.Нормативные коэффициенты прочности и уровень надёжности.

Тип одежды и покрытия Категория дороги

Кпр

Кн

Дорожные одежды капитального типа с

усовершенствованным покрытием

 I, II, IIIп, Iс, 1,0 0,95

III, IVп, IIc 0,94 0,90

Одежды облегченного типа с

усовершенствованным покрытием



III, IV, IVп, IIc 0,90 0,85
Переходные дорожные одежды IV, V, IIc, IIIc 0,63 0,60

8. Назначение работ по содержанию и ремонту


При оценке участка автомобильной дороги были назначены следующие виды работ:

  • По результатам оценки обеспеченности расчетной скорости (определялся коэффициент расчетной скорости Крсэ=0,8) – содержание.

  • По результатам оценки безопасности дороги (определялся итоговый коэффициент аварийности Ка=25) – работы по повышению безопасности движения.

  • По результатам оценки ровности покрытия (определялся коэффициент ровности Кр=0,86) – требуются ремонтные работы.

  • По результатам оценки сцепных качеств покрытия (определялся фактический коэффициент продольного сцепления Кс=0,87) – содержание.

  • По результатам визуальной оценки состояния дорожной одежды (определялся средний балл состояния фактический коэффициент продольного сцепления Бср=2,1) – инструментальная оценка прочности.

  • По результатам оценки прочности дорожной одежды (определялся коэффициент прочности дорожной одежды КПР=0,45) – усиление покрытия.


  1. 9. Содержание автомобильных дорог и дорожных сооружений


  1. С учетом специфики работ по содержанию в разные периоды года перечень основных технологических процессов определен для двух временных периодов: весенне-летне-осеннего и зимнего.

  2. В весенне-летне-осенний период основными технологическими процессами при содержании дорог являются:

  3. а) полоса отвода

  4. - очистка полосы отвода от мусора и посторонних предметов;

  5. - планировка полосы отвода с прочисткой и профилированием кюветов и водоотводных канав:

  6. - скашивание травы и ликвидация кустарника;

  7. - ликвидация нежелательной растительности химическим способом;

  8. б) земляное полотно

  9. - уборка с обочин, откосов и разделительной полосы посторонних предметов и мусора;

  10. - устранение мелких повреждений (в т.ч. размывов) на неукрепленных обочинах и откосах с подсыпкой в отдельных местах грунта, планировкой и уплотнением;

  11. - устранение мелких повреждений на укрепленных обочинах (в т.ч. на асфальтобетонных, щебеночно-гравийных);

  12. - скашивание травы на обочинах, откосах и разделительной полосе;

  13. - ликвидация кустарника на откосах и обочинах.

  14. в) проезжая часть

  15. асфальтобетонные (и другие "черные") и цементобетонные покрытия:

  16. - очистка от мусора, пыли и грязи;

  17. - заделка трещин и швов;

  18. - устранение мелких повреждений (выбоин, просадок, колей и др.);

  19. - устранение скользкости, вызванной выпотеванием битума;

  20. - поверхностная обработка (в т.ч. двойная) покрытий, включая очистку покрытия от пыли и грязи, распределение битумного вяжущего, распределение щебня (в т.ч. обработанного битумом), укатка, уборка неприжившегося щебня;

  21. гравийные и щебеночные покрытия:

  22. - восстановление профиля гравийных и щебеночных покрытий (в т.ч. с добавлением нового материала);

  23. - планировка и обеспыливание гравийных и щебеночных покрытий;

  24. г) искусственные сооружения

  25. - очистка проезжей части и тротуаров мостов от грязи и мусора;

  26. - устранение мелких повреждений на ж/б элементах мостов;

  27. - исправление или замена отдельных секций перил или ограждений на мостах;

  28. - очистка перил и ограждений от пыли и грязи;

  29. - покраска перил и ограждений (кроме оцинкованных);

  30. - очистка лотков и водопропускных труб от грязи, снега и льда;

  31. - устранение мелких повреждений лотков и труб, включая оголовки;

  32. д) обустройство и обстановка дороги

  33. - восстановление и нанесение вновь дорожной разметки;

  34. - очистка и мойка дорожных знаков, стоек, ограждений, сигнальных столбиков и др.;

  35. - замена поврежденных и установка недостающих дорожных знаков (включая знаки индивидуального проектирования), недостающих ограждений и направляющих устройств;

  36. - содержание в чистоте и порядке автобусных остановок, автопавильонов, площадок отдыха и элементов их обустройства;

  37. - уход за дорожным освещением (замена ламп и светильников); чистка, мойка и окраска опор (вертикальная разметка);

  38. - устройство снегозащитных лесных полос, выращивание и уход за посадками и саженцами, рубки ухода: обрезка веток для обеспечения видимости и др.

  39. В зимний период