Файл: Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд..pdf

непосредственно укладываемый на земляное полотно. При глубоком залегании грунтовых вод (3—4 м) пористый граничный слой (песок, гравий, щебень, горелая порода и др.) снижает Е0 на 50—70% по от­ ношению к дорожной одежде с плотным граничным слоем (битумогрунт, цементогрунт).

Инструкция ВСН 46-60 [21] рекомендует располагать слои с воз­ растающей пористостью сверху вниз. При этом неизбежно граничный слой оказывается пористым. Это ухудшает в условиях IV и V дорожноклиматических зон водный режим и режим прочности. Такой принцип конструирования, по нашему мнению, несколько устарел для современ­ ных одежд в указанных выше зонах и оправдывается лишь для одежд с водопроницаемыми покрытиями (мостовая с песчаным основанием, щебеночные и гравийные покрытия).

В современных практически водонепроницаемых для атмосферных осадков усовершенствованных дорожных конструкциях по условиям водно-теплового режима плотные (по степени паропроницаемости) и малотеплопроводные слои целесообразно располагать в нижних слоях на границе с грунтом земляного полотна.

Выше рекомендуется устраивать слои с большей паропроницаемостью и теплопроводностью, которые обычно обладают большей проч­ ностью. При таком расположении слоев (см. рис. IV. 10, схему IV) наи­ больший перепад упругости водяного пара и тепла будет в нижней

280

(см. рис. IV. 10, схему / / / ) . Толщины таких ограждающих слоев можно рассчитать по ранее опубликованным методам [17]. При этом в средней

Особо эффективно применять в слое 4 (см. рис. IV. 10) местные связ­ ные грунты, уплотненные до Ку = 1,0— 1,10 при строительной (на­ чальной) влажности W0, меньшей на 10—20%, чем оптимальная влаж­ ность. При этом слой 4 имеет повышенную прочность и не переувлаж­ няется в процессе службы вследствие изоляции пара сверху и снизу.

Такое конструирование с учетом водно-теплового режима повышает прочность одежд и снижает их стоимость [18]. Применяя те или иные слои, толщины которых назначают водно-тепловым расчетом, и рацио­ нально располагая их в одежде, можно в широких интервалах регу­ лировать водно-тепловой режим (W — 0,5—0,8) и режим прочности

(Е0 = 75—400 кГ/см2).

Современные дорожные одежды должны иметь водонепроницаемое для атмосферных осадков покрытие. Расчет трещиноустойчивости (влагонепроницаемости) на вредное воздействие мороза и влаги ранее опуб­ ликован [17].

Периодическое нагревание и охлаждение, увлажнение и просыхание покрытий, возникающие от атмосферных воздействий, способ­ ствуют нарушению структуры материала и образованию микротрещин. Периодическая повторяемость этих воздействий во времени вызывает возникновение в материалах равнозначных термо- и влажностно упру­ го-пластичных напряжений. Для расчета покрытий на трещиноустойчивость от указанных факторов необходимо определить поля t и №[19] и максимальные значения градиентов At и Д № , вычислить по ним де­ формации и напряжения. Условие трещиноусточивости соблюдается, если s <С е п р (е — максимальное относительное удлинение в растя­ нутой зоне покрытия, вызванное колебанием температуры и влаж­ ности; е П р — предельное относительное удлинение) [19].

На участках дорог в IV и V дорожно-климатических зонах с глубо­ ким залеганием грунтовых вод рекомендуется улучшать водно-теп­ ловой режим земляного полотна и нижних слоев одежды за счет сле­ дующих мероприятий (рис. IV.11).

Тип I . Самый нижний слой одежды целесообразно устраивать из материалов пониженной паропроницаемости (битумогрунт, цементогрунт, грунтощебень). Такой плотный слой способствует снижению диффузии водяных паров в верхней части полотна и ограничивает мак­ симальную относительную влажность грунта величиной 0,70—0,72.

Верхнюю часть земляного полотна желательно устраивать из связ­ ных грунтов и в слое толщиной hx уплотнять при оптимальной влаж-

т

связного грунта, уплотненного до 1,0— 1,10 стандартной плотности при влажности, меньшей, чем оптимальная (относительная влажность 0,50—0,55). При этом прочность грунта возрастает в 1,5—2 раза по сравнению с расчетной прочностью, рекомендуемой ВСН 46-60.

282

§IV.3. Расчетные модули упругости грунта

иместных дорожно-строительных материалов

Величины модулей упругости грунтов рекомендуется определять расчетно-вероятностным методом [15].

Установив с помощью зависимости IV. 13 значения Wv по формуле (IV. 12), можно определить Е0. Этот способ позволяет получить наиболее надежные результаты.

При отсутствии полевых или лабораторных данных значения Е0 рекомендуется принимать по табличным данным.

Классификация грунтов, принятая для назначения их модулей уп­ ругости, приведена в табл. IV.4. Численные значения модулей упру­ гости грунтов ХАДИ рекомендует принимать в увязке с мерами по улучшению водно-теплового режима земляного полотна и нижних сло­ ев дорожной одежды. Это влечет за собой определенные различия с мо­

лям упругости ряда местных материалов, применяемых в нижних сло­ ях одежды и не вошедших в табл. 11.10, которые исследованы в ХАДИ (табл. IX.6). Модули упругости остальных материалов приведены в ча­

283