ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ
Споруди транспорту
ДОРОЖНІЙ ОДЯГ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ
ВБН В.2.3-218-186-2004
Київ
УКРАВТОДОР
2004
ПЕРЕДМОВА
1 РОЗРОБЛЕНО: Транспортною академією України (ТАУ), Національним транспортним університетом (НТУ), Харківським національним автомобільно-дорожнім університетом (ХНАДУ), Державним дорожнім науково-дослідним інститутом імені М.П.Шульгіна (ДерждорНДІ)
РОЗРОБНИКИ: В. Савенко, д-р техн. наук (керівник розробки), О. Василевич, В. Мозговий, д-р техн. наук, І. Гамеляк, канд. техн. наук, О. Бесараб, канд. техн. наук, О. Прудкий ТАУ(НТУ); І. Кіяшко, канд. техн. наук, В. Плевако, д-р техн. наук, Є. Прусенко, канд. техн. наук, М. Стороженко, канд. техн. наук, В. Філіппов, д-р техн. наук, В. Ряпухін, канд. техн. наук, ХНАДУ; С. Головко, канд. техн. наук, Г. Малєванський, канд. техн. наук, ДерждорНДІ
ПОГОДЖЕНО: Держбудом України лист від 20 жовтня 2004 р. № 5/11-1894
ЗАТВЕРДЖЕНО: наказ Укравтодору від 15 жовтня 2004 р. № 756 і надано чинності з 01 січня 2005 р.
НА ЗАМІНУ ВСН 46-83/ Минтрансстрой СССР
ЗМІСТ
|
[0.0.1] [1] 1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ [2] 2 КОНСТРУЮВАННЯ ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ ТА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА [2.1] 2.1 Задачі і принципи конструювання [2.2] 2.2 Конструювання покриттів і основ капітальних дорожніх одягів нежорсткого типу [2.3] 2.3 Конструювання покриттів і основ полегшених і перехідних дорожніх одягів нежорсткого типу [2.4] 2.4 Конструювання шарів додаткової основи [2.5] 2.5 Заходи щодо підвищення міцності робочого шару земляного полотна [2.6] 2.6 Врахування регіональних особливостей [2.7] 2.7 Регулювання водно-теплового режиму при конструюванні дорожнього одягу [2.8] 2.8 Конструювання підсилення та розширення дорожнього одягу [3] 3 РОЗРАХУНОК ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ НА МІЦНІСТЬ [3.1] 3.1 Загальні положення [3.2] 3.2 Загальна процедура розрахунків за критеріями граничного стану [3.3] 3.3 Розрахункові навантаження та інтенсивність руху [3.3.1] [3.4] 3.4 Розрахунок дорожніх одягів за допустимим пружним прогином [3.5] 3.5 Розрахунок за умовою зсувостійкості земляного полотна та шарів із малозв'язних матеріалів [3.6] 3.6 Розрахунок монолітних шарів на розтяг при згині [3.7] 3.7 Особливості розрахунку підсилення дорожнього одягу [3.8] 3.8 Особливості розрахунку асфальтобетонних шарів армованих синтетичними матеріалами [4] 4 ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МОРОЗОСТІЙКОСТІ КОНСТРУКЦІЇ ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ І ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА [5] 5 ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ ОСУШЕННЯ ДОРОЖНІХ ОДЯГІВ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ І ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА [5.1] 5.1 Загальні положення [5.2] 5.2 Конструкції дренажних споруд [5.3] 5.3 Розрахунок дренуючого шару, що працює за методом поглинання [5.4] 5.4 Розрахунок дренуючого шару, що працює за методом осушення [5.5] 5.5 Особливості проектування дренажу доріг, що підлягають реконструкції [6] [7] [8] [9] [10] [10.0.1] [10.0.2] [11] [11.0.1] [12] [13] [14] [15] [16] [16.0.0.1] М.2 Випробування зразків з матеріалів, що містять неорганічне в'яжуче [17] |
ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ
|
Споруди транспорту. |
ВБН В.2.3-218-186-2004 |
Ці Норми встановлюють вимоги і рекомендації до конструювання, розрахунку та оцінки технічного стану дорожнього одягу нежорсткого типу та використовуються при проектуванні нових та реконструкції існуючих автомобільних доріг загального користування, при розробленні нормативних документів, технічної документації і відповідного програмного забезпечення.
Вимоги цих Норм є обов'язковими для виконання суб'єктами господарської діяльності, що входять до сфери управління Державної служби автомобільних доріг України "Укравтодор".
Перелік нормативних документів, на які є посилання у цих Нормах, наведені у додатку А.
Терміни, що використані у даних Нормах, та визначення їх понять наведені у додатку Б.
1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
В залежності від строку служби та рівня надійності дорожній одяг нежорсткого типу поділяють на три типи: капітальний, полегшений та перехідний. При виборі типу дорожнього одягу виходять із інтенсивності руху, складу транспортного потоку, вимог безпеки, комфортності руху, природних умов та техніко-економічних розрахунків.
Типи дорожніх одягів нежорсткого типу, основні матеріали покриттів і область їх використання наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1
|
Категорія дороги |
Класифікація дороги |
Конструкція дорожнього одягу нежорсткого типу |
|
|
Тип |
Матеріал покриття |
||
|
Іа, Іб, II |
Державна магістральна |
Капітальний |
Асфальтобетон гарячий щільний дрібнозернистий І марки; щебенево-мастиковий асфальтобетон |
|
Іб, II, III |
Державна регіональна |
Капітальний |
Асфальтобетон гарячий щільний дрібнозернистий І або II марки; щебенево-мастиковий асфальтобетон |
|
II, III |
Місцева територіальна |
Капітальний |
Асфальтобетон гарячий щільний дрібнозернистий І або II марки, тонкошарові органо-мінеральні покриття |
|
III |
Місцева територіальна |
Полегшений |
Асфальтобетон гарячий щільний дрібнозернистий II марки; холодний асфальтобетон І марки; тонкошарові органо-мінеральні покриття, кам'яний матеріал, оброблений органічним в'яжучим |
|
IV |
Місцева районна |
Полегшений |
Асфальтобетон гарячий дрібнозернистий II марки; асфальтобетон гарячий пористий або високо пористий з поверхневою обробкою; кам'яний матеріал, оброблений в'яжучим методом змішування в установці або методом просочування чи змішування на дорозі |
|
IV, V |
Місцева районна |
Перехідний |
Кам'яний матеріал, оброблений органічним в'яжучим в установці або способом просочення; фракційний кам'яний матеріал |
Дорожній одяг нежорсткого типу проектують з урахуванням надійності ймовірності безвідмовної роботи конструкції протягом наміченого строку експлуатації до капітального ремонту. Кількісним показником надійності є рівень надійності, що являє собою частку довжини (чи площі на смугах накату) ділянок без пошкоджень і деформацій, пов'язаних з втратою міцності конструкцій в загальній довжині ділянки дороги, яка розглядається.
Конструкція дорожнього одягу нежорсткого типу, його загальна товщина, товщини окремих шарів і матеріал покриття повинні забезпечувати шорсткість і стабільну в часі рівність поверхні, а також міцність і морозостійкість всієї конструкції, які відповідають внормованим показникам.
При конструюванні дорожнього одягу нежорсткого типу належить визначати оптимальні дорожньо-будівельні матеріали і призначати раціональне розміщення шарів у комплексі із земляним полотном.
Товщину шару дорожнього одягу нежорсткого типу призначають з урахуванням процесу формування стійкої структури шару і його сполучення з існуючою конструкцією. Найменші товщини шарів потрібно призначати не меншими за величину, наведену у 3.2.4.
Покриття дорожнього одягу нежорсткого типу забезпечує необхідну рівність та шорсткість згідно з внормованими показниками, залежно від типу конструкції одягу. Покриття повинне протистояти накопиченню залишкових деформацій зсуву влітку й зберігати суцільність при прогині навесні та восени, а також при розтягу від охолодження в осінньо-зимовий період. Для тривалого збереження шорсткості матеріал покриття повинен бути стійким до стирання.
Основа дорожнього одягу нежорсткого типу забезпечує зменшення прогину покриття від навантаження транспортних засобів, а також розподіляє напруження на ґрунт земляного полотна до припустимих значень. Основа повинна мати міцність, необхідну для виконання цих функцій протягом усього терміну служби.
Дорожній одяг нежорсткого типу повинен забезпечувати внормовану морозостійкість, залежно від типу конструкції одягу, та мати необхідні дренувальні властивості. У місцях зі складними ґрунтово-гідрологічними умовами повинні бути передбачені спеціальні заходи згідно з ДБН В.2.3-4.
1.10 Дорожній одяг нежорсткого типу у зоні перехрещень доріг, на узбіччях, на підходах до перехрещень із залізницями, на автостоянках, на зупинках громадського транспорту і на підходах до них необхідно розраховувати як на повторну дію короткочасного навантаження, так і на дію статичного навантаження тривалістю 600 секунд.
Асфальтобетонні покриття дорожніх одягів нежорсткого типу на дорогах Iа, Іб та II категорій згідно з ДБН В.2.3-4 додатково розраховують на температурну тріщиностійкість та зсувостійкість.
Дорожній одяг нежорсткого типу укріплених смуг (крайових смуг узбіччя) рекомендується влаштовувати ідентичним дорожньому одягу основної проїжджої частини. Решту конструкції узбіччя призначають залежно від ґрунту земляного полотна, річної кількості опадів, інтенсивності й характеру руху.
Розділювальну смугу сполучають з проїжджою частиною влаштуванням укріплених смуг на розділювальній смузі. Дорожній одяг укріплених смуг (крайових смуг розділювальної смуги) рекомендується влаштовувати ідентичним дорожньому одягу основної проїжджої частини. Іншу частину розділювальної смуги доцільно укріплювати засівом трав, посадкою чагарнику заввишки понад 1 м (суцільною або у вигляді поперечних смуг-куліс), із розташуванням на відстані понад 1,75 м від крайки проїжджої частини.
На посадкових майданчиках зупинок транспорту загального користування, майданчиках відпочинку, велосипедних і пішохідних доріжках доцільно влаштовувати покриття з дрібношорсткою поверхнею (піщаних асфальтобетонних сумішей з використанням подрібненого піску або відсіву).
2 КОНСТРУЮВАННЯ ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ НЕЖОРСТКОГО ТИПУ ТА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
2.1 Задачі і принципи конструювання
Проектування дорожнього одягу нежорсткого типу являє собою єдиний процес конструювання й розрахунку дорожньої конструкції (системи дорожній одяг плюс робочий шар земляного полотна) на міцність, морозостійкість і осушення з техніко-економічним обґрунтуванням варіантів з метою вибору найбільш економічного за даних умов.
Задачі конструювання дорожнього одягу нежорсткого типу:
вибір типу покриття;
призначення кількості конструктивних шарів основи (додаткової основи;
розміщення шарів у конструкції і попереднє призначення їх товщин;
попередня оцінка необхідності призначення додаткових морозозахисних заходів з урахуванням дорожньо-кліматичної зони, типу ґрунту робочого шару земляного полотна та схеми зволоження робочого шару на різних ділянках;
попередня оцінка необхідності призначення заходів для осушення конструкції, а також для підвищенню тріщиностійкості конструкції;
оцінка доцільності зміцнення чи поліпшення верхньої частини робочого шару земляного полотна;
2.1.3 При конструюванні дорожнього одягу нежорсткого типу необхідно керуватися наступними принципами:
а) тип дорожнього одягу та вид покриття, конструкція дорожнього одягу в цілому повинні задовольняти транспортно-експлуатаційні вимоги, які ставляться до дороги певної категорії з очікуваним у перспективі складом й інтенсивністю руху, з урахуванням зміни інтенсивності протягом заданих міжремонтних термінів і передбачуваних умов ремонту й утримання;
б) конструкція одягу може бути прийнята типовою чи розроблена індивідуально для кожної ділянки або ряду ділянок дороги, що характеризуються подібними природними умовами (грунт робочого шару земляного полотна, умови його зволоження, клімат, забезпеченість місцевими дорожньо-будівельними матеріалами і т. ін.) з однаковими розрахунковими навантаженнями. При виборі конструкції дорожнього одягу для даних умов перевагу варто віддавати перевіреній на практиці в даних умовах типовій конструкції;
в) у районах, недостатньо забезпечених стандартними кам'яними матеріалами, допускається (при відповідному обґрунтуванні) застосовувати місцеві кам'яні матеріали, побічні продукти промисловості та ґрунти, властивості яких можуть бути поліпшені шляхом їх обробки в'яжучими матеріалами (цемент, бітум, вапно, активні золи віднесення і т. ін.) Одночасно треба прагнути до створення конструкції по можливості найменш матеріалоємної;
г) конструкція повинна бути технологічною й забезпечувати можливість максимальної механізації й автоматизації дорожньо-будівельних процесів. Для досягнення цієї мети кількість шарів і видів матеріалів у конструкції повинна бути мінімальною;
д) при конструюванні необхідно враховувати реальні умови проведення будівельних робіт (літня чи зимова технологія і т. ін.) і досвід служби доріг у конкретному заданому районі.
При призначенні видів покриття і основ для різних варіантів конструкцій дорожнього одягу нежорсткого типу слід враховувати положення діючих стандартів і норм на дорожньо-будівельні матеріали і вироби та норми проектування автомобільних доріг (ДБН В.2.3-4, ВБН В.2.3-218-002).
При виборі матеріалів для влаштування шарів дорожнього одягу нежорсткого типу необхідно враховувати такі положення:
а) покриття і верхні шари основи повинні відповідати проектним навантаженням і бути водо-, морозо- і термостійкими;
б) конструкція дорожнього одягу в місцях зупинок громадського транспорту, на регульованих перехрестях і в інших місцях зміни швидкості руху чи на затяжних спусках повинна забезпечувати підвищений опір зсуву при високих літніх температурах. Для забезпечення цієї вимоги в покритті передбачають застосування тільки зсувостійких асфальтобетонних сумішей типу А і Б, щільних сумішей, а в основі крупнозернистих асфальтобетонних сумішей або кам'яних матеріалів, укріплених цементом.
2.1.6 При виборі матеріалу для верхнього шару основи треба враховувати категорію дороги, тип покриття, а також і те, що шари, які містять органічне в'яжуче, мають кращі деформаційні якості і теплофізичні властивості, ніж матеріали та ґрунти, укріплені неорганічними в'яжучими. Однак, матеріали, що містять органічне в'яжуче, дуже чутливі до високої температури, за якої зменшується їх зсувостійкість, чи негативної температури, що призводить до підвищення їхньої крихкості.
На магістральних дорогах з важким і швидкісним рухом, основи потрібно влаштовувати переважно з укріплених матеріалів.
При влаштуванні щебеневих шарів необхідно забезпечити відсутність вільної води в цьому шарі.
Оскільки піщана основа після ущільнення стає малопроникною, необхідно передбачати в цьому випадку для відведення вільної води спеціальні дренуючі шари.
2.1.7 Товщину шарів з матеріалів, що містять органічне в'яжуче й укладених на верхній шар основи із матеріалів, укріплених цементом, для обмеження появи «відбитих» тріщин на покритті потрібно приймати не меншою за товщину шарів, укріплених цементом. При цьому мінімальна товщина шарів з органічним в'яжучим не повинна бути меншою за 12 см для полегшених покриттів і 16 18 см для капітальних.
У випадку застосування матеріалів, укріплених комплексними в'яжучими, а також такими, що повільно твердіють і гідравлічними в'яжучими, товщина шару може бути знижена на 20 %, в умовах спекотних і сухих районів дорожньо-кліматичної зони У-IV та 12 15 районів (додаток В) на 30 %; на дорогах IV категорії з покриттями з чорних сумішей товщина шару покриття може скласти 6 8 см.
2.1.8 Асфальтобетонні покриття на цементобетонній основі можуть бути одно-, дво- і тришаровими. Товщина шару асфальто- і цементобетону визначається розрахунком, але не повинна бути меншою за значення, приведені у таблиці 2.1.
Таблиця 2.1
|
Клас бетону |
Межа міцності бетону на розтяг при згині, Мпа (кгс/см2) |
Товщина h асфальтобетону (цементобетону), см при інтенсивності розрахункового навантаження, авт./д |
|||
|
більше 2000 |
1000 2000 |
500 1000 |
100 500 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Вbtb 1,5 |
2,0 (20) |
18,0 |
17,0 |
17,0 |
16,0 |
|
22,0 |
21,0 |
20,0 |
19,0 |
||
|
Вbtb 1,75 |
2,5 (25) |
18,0 |
18,0 |
18,0 |
16,0 |
|
19,0 |
18,0 |
17,0 |
17,0 |
||
|
Вbtb 2,4 |
3,0 (30) |
17,0 |
16,5 |
16,5 |
16,0 |
|
18,0 |
17,0 |
16,0 |
16,0 |
||
|
Вbtb 2,8 |
3,5 (35) |
16,5 |
16,0 |
16,0 |
14,0 |
|
17,0 |
17,0 |
16,0 |
16,0 |
||
|
Примітка 1. Значення товщини h асфальтобетону (цементобетону) приведені при добових коливаннях температури на поверхні асфальтобетону, цементобетону Аn = 15 °С. Примітка 2. У чисельнику приведені значення товщини асфальтобетонного покриття, у знаменнику цементобетонної основи. |
|||||
При інших добових коливаннях температури товщина шару асфальтобетону визначається за формулою:
h' = ha · An / 15, (2.1)
цементобетону за формулою:
h' = h · . (2.2)
Значення очікуваного добового перепаду Аn приведені в обов'язковому додатку В.
Допускається застосовувати в основі бетон, що укочується (бетон низької міцності, перпакт-бетон), із забезпеченням максимального терміну служби основи як покриття.
У шарі цементобетону поперечні шви влаштовують як контрольні, без армування, через 15 м. Перед мостами та на перехрестях доріг влаштовують не менше, ніж три шви розширення через 10 20 м, так само, як і при спорудженні монолітних цементобетонних покриттів.
Для підвищення тріщиностійкості асфальтобетонного покриття в основі рекомендується армувати асфальтобетон над поперечними швами сітками, розташовуючи їх симетрично уздовж шва; ширина сіток 80 160 см.
Поздовжні шви в основі влаштовують при ширині покриття більше 9 м і на ділянках з очікуваними нерівномірними осіданнями земляного полотна. Поздовжні шви армуються металевими стрижнями.
Крім асфальтобетону, як верхній шар можуть застосовуватися збірні плити завтовшки 6 8 см, поверхнева обробка, чорний щебінь, шлам. Для підвищення зчеплення верхнього шару з цементобетоном поверхня останнього повинна бути підвищеної шорсткості й оброблена ґрунтовкою.
2.1.9 Нижні шари та додаткові шари основи разом із верхніми шарами і покриттям повинні забезпечувати внормовану міцність конструкції, морозостійкість, а також дренуючу здатність. Нижні шари основи, особливо з зернистих матеріалів, повинні мати здатність опору зсувним напруженням.
Раціональна товщина нижніх та додаткових шарів основи з неукріплених кам'яних матеріалів не більше 20 см. У багатьох випадках доцільно передбачати їхнє зміцнення в'яжучими матеріалами.
Розташування неукріплених зернистих матеріалів між шарами із матеріалів чи ґрунтів, оброблених в'яжучим не допускається.
У випадку розташування зернистих матеріалів між шарами зі зв'язних матеріалів, шар із зернистого матеріалу влаштовують на всю ширину земляного полотна.
Для істотного зменшення припливу поверхневих вод у основу дорожнього одягу і зниження розрахункової вологості ґрунту земляного полотна необхідно передбачати такі заходи, як зміцнення узбіч, забезпечення їх належного поперечного похилу і водонепроникності, влаштування бордюрів і лотків, а також забезпечення безпечної відстані від брівки земляного полотна до рівня тривалих поверхневих вод, підвищене ущільнення (до К = 1,03... 1,05) верхньої частини робочого шару в дорожньо-кліматичних зонах У-ІІ, У-ІII.
У районах і на ділянках з несприятливими погодно-кліматичними і ґрунтово-гідрологічними умовами для обмеження міграції вологи з нижніх шарів земляного полотна у верхні слід передбачати заходи щодо штучного регулювання водно-теплового режиму, збільшення відстані від поверхні покриття до рівня ґрунтових вод (зведення більш високого насипу, зниження РҐВ), застосування для спорудження насипу нездимальних чи малоздимальних ґрунтів, уведення в конструкцію морозозахисних шарів зі стабільних матеріалів (не змінюють свого об'єму при промерзанні у зволоженому стані), капіляроперериваючих і водонепроникних прошарків. З метою істотної економії привізних і дефіцитних дорожньо-будівельних матеріалів слід вводити теплоізоляційні шари в конструкції на здимальнонебезпечних ділянках.
2.1.12 3 метою забезпечення сприятливих умов роботи прикрайкових смуг дорожнього одягу основу варто влаштовувати на 0,6 м ширше за проїжджу частину й зміцнювальну смугу, а додатковий нижній шар з піску чи іншого зернистого матеріалу укладати на 1 м ширше за основу або на всю ширину земляного полотна.
На автомобільних дорогах І II категорій, а також на міських вулицях крайку дорожнього одягу доцільно зміцнювати шляхом установлення бортових каменів чи плит, влаштування монолітного бортика. Зміцнення узбіч доріг слід передбачати відповідно до вимог ДБН В.2.3-4 і рекомендацій спеціальних документів.
Необхідно передбачати в конструкції дорожнього одягу нежорсткого типу можливо меншу кількість шарів (2 4 без урахування додаткових шарів) з різних матеріалів, використовуючи як основу пористий асфальтобетон, маломіцний цементобетон, ґрунти й матеріали укріплені в'яжучими. В окремих випадках, коли технічно й економічно доцільно, можна призначати і більше шарів дорожнього одягу.
- Товщину окремого шару попередньо призначають у діапазоні від мінімальної конструктивної товщини, регламентованої діючими нормами (ДБН В.2.3-4, ДСТУ Б В.2.7119), до практично прийнятих значень (наприклад, у типових проектах) для даного регіону.
Загальну товщину дорожнього одягу й товщини окремих конструктивних шарів остаточно визначають з розрахунку на міцність, морозостійкість і осушення.
Якщо загальна товщина дорожнього одягу, отримана з розрахунку на міцність, менша за товщину, встановлену за морозостійкістю, то слід передбачити додаткові морозозахисні чи теплоізоляційні шари. У цьому випадку конструкцію основи дорожнього одягу потрібно призначати одночасно з проектуванням морозозахисних чи теплоізоляційних і дренажних шарів.
2.1.15 Товщину покриття удосконаленого типу слід призначати такою, щоб розтягуючі напруження, що діють в його найбільш напруженій зоні, не перевищували допустимих.
Максимальні напруження при згині виникають, якщо модулі пружності суміжних шарів відрізняються в 10 і більше разів. Тому модулі пружності суміжних шарів повинні відрізнятися не більше, ніж у 3 5 разів.
У процесі будівництва повинно бути забезпечене надійне спаювання шарів із монолітних матеріалів.
Товщину покриття перехідного типу треба визначати з таким розрахунком, щоб пружний прогин поверхні одягу не перевищував допустимого.
Товщини проміжних шарів одягу з удосконаленим покриттям слід призначати такими, щоб під дією розрахункових навантажень у монолітних шарах основи з матеріалів, укріплених неорганічними в'яжучими, полімерними чи в'язкими органічними в'яжучими, а також комбінованими в'яжучими, розтягуюче напруження при згині не перевищувало допустимого, а в зернистих і малозв'язних матеріалах (гравій, пісок, суміші на основі рідких органічних в'яжучих і т. ін.) не виникали б неприпустимі деформації зсуву.
2.2 Конструювання покриттів і основ капітальних дорожніх одягів нежорсткого типу
Капітальні дорожні одяги з асфальтобетонними покриттями застосовують переважно на дорогах І, II і III категорій, на основних внутрішньогосподарських дорогах великих промислових підприємств і важливих будівельних об'єктів, а при відповідних техніко-економічних обґрунтуваннях на дорогах IV категорії згідно з ДБН В.2.3-4.
Вид, марку і тип асфальтобетону для покриття в залежності від категорії дороги і кліматичних умов (зони) потрібно намічати відповідно до вимог ДСТУ Б В.2.7-119. В основному слід застосовувати щільний асфальтобетон І II марок типів А, Б, В, Г. Для умов дорожньо-кліматичних зон У-І і У-ІІ на дорогах І і II категорій переважно слід використовувати асфальтобетони типів Б і Г.
Для капітальних дорожніх одягів товщину асфальтобетонного покриття, що влаштовується з порівняно дорогих матеріалів, слід призначати близькою до мінімальної конструктивної, верхній шар основи капітальних дорожніх одягів потрібно влаштовувати головним чином з монолітних матеріалів з пористого асфальтобетону, щебеневих сумішей, оброблених бітумною емульсією, фракційного щебеню, обробленого в'язким бітумом шляхом просочення, а також із фракційного щебеню, влаштованого за принципом розклинки дрібним щебенем чи гранульованим активним шлаком, укріпленою методом просочення цементопіщаною сумішшю, а також цементобетоном.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 дрібнозернистий асфальтобетон I марки; 2 крупнозернистий пористий асфальтобетон; 3 щебінь, зміцнений цементом або комплексними в'яжучими речовинами; 4 ретельно ущільнений ґрунт; 5 пісок, гравійний, шлак (додатковий шар основи); 6 ґрунт, зміцнений неорганічними в'яжучими; 7 щебінь з розклинкою; 8 пісний цементобетон; 9 ґрунт і матеріали оброблені комбінованими в'яжучими або активною золою виносу; 10 зміцнений цементом гравій; 11 гравій, зміцнений малими дозами цементу, або ґрунт, оброблений рідким органічним в'яжучим; 12 гравійна суміш з домішкою подрібненого щебеню; 13 пінопласт*); 14 конструктивний теплоізоляційний шар цементоґрунту з легким заповнювачем. |
|||
|
Рисунок 2.1 Конструкції капітальних одягів доріг І і II категорій з удосконаленим покриттям |
|||
Для влаштування нижньої частини основи в залежності від розрахункових умов руху слід надавати перевагу монолітним (укріплені ґрунти і кам'яні матеріали), а також зернистим матеріалам, що відповідають вимогам ДСТУ Б.В.2.7-74, ДСТУ Б.В.2.7-75, ГОСТ 23558.
У конструкціях дорожніх одягів на контакті шарів із крупнозернистих чи гравійних матеріалів з піщаними шарами основи чи з ґрунтом земляного полотна слід передбачати розділяючі прошарки для запобігання взаємопроникнення матеріалів суміжних шарів і зниження у зв'язку з цим довговічності конструкції.
2.3 Конструювання покриттів і основ полегшених і перехідних дорожніх одягів нежорсткого типу
Дорожні одяги полегшеного типу з удосконаленими покриттями (асфальтобетонні, з чорного щебеню, з щебеню, обробленого в'яжучим способом просочення, з щебенево-піщаних сумішей, оброблених органічним чи мінеральним в'яжучим, з піщаних або супіщаних ґрунтів, оброблених органічним чи мінеральним в'яжучим) доцільно застосовувати на дорогах III, IV категорій, а також при стадійному будівництві дорожніх одягів на дорогах II категорії.
Попередньо товщину покриття з асфальтобетону для полегшених дорожніх одягів слід призначати від 4 см до 6 см, а при використанні інших матеріалів, зазначених у 2.3.1, від 6 см до 8 см. Остаточно товщину покриття визначають розрахунком.
Основи для полегшених дорожніх одягів з удосконаленим покриттям призначають з монолітних або зернистих матеріалів. При цьому на дорогах III та IV категорій доцільно влаштовувати основу дорожнього одягу з чорного щебеню; щебенево-піщаних сумішей, оброблених емульсією та іншими в'яжучими; різних матеріалів і ґрунтів, а також побічних продуктів промисловості, що оброблені неорганічними або комбінованими в'яжучими, щебеневих і щебенево-гравійних сумішей.
Дорожні одяги з покриттями перехідного типу (щебеневі і гравійні з міцних гірських порід, з маломіцних кам'яних матеріалів і ґрунтів, що укріплені органічними, неорганічними чи комбінованими в'яжучими, доцільно передбачати на дорогах IV та V категорій (рисунок 2.2), а також при стадійному будівництві дорожнього одягу на дорогах III категорії.
|
|
|
|
|
|
|
1 асфальтобетон дрібнозернистий; 2 крупнозернистий асфальтобетон або фракційний щебінь (гравій), оброблений бітумом; 3 підібрана щебенева (гравійна) суміш, щебінь влаштований за способом розклинки; 4 ґрунт, укріплений неорганічним в'яжучим; 5 ґрунт підвищеної щільності; 6 пісок, гравій, шлак; 7 щебінь, оброблений органічним в'яжучим в установці; 8 ґрунт чи щебенево-піщана суміш, оброблені комбінованим в'яжучим; 9 ґрунт чи маломіцний кам'яний матеріал, оброблений органічним в'яжучим; 10 ґрунт підвищеної щільності. |
||||
|
Рисунок 2.2 Конструкції полегшених одягів доріг III IV категорій з удосконаленим покриттям (приклади) |
||||
При проектуванні дорожніх одягів з покриттям перехідного типу потрібно прагнути, щоб дорожній одяг складався з одного чи двох шарів.
Для покриттів, що влаштовуються способом заклинки, застосовують фракційний щебінь з міцних гірських порід, щебінь з гірничорудних відходів і щебінь з малоактивних металургійних шлаків, що відповідають вимогам діючих нормативних документів.
2.3.5 При стадійному будівництві конструкції дорожнього одягу перехідного типу на першій стадії необхідно застосовувати матеріали, що відповідають нормативним вимогам до матеріалів щодо влаштування шарів основи під удосконалені покриття. Дозволяється для скорочення первинних витрат при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні застосовувати спрощені конструкції, рух якими у несприятливий період року повинен бути обмежений щодо навантаженню на вісь, щодо швидкості та інтенсивності руху транспортних засобів.
2.4 Конструювання шарів додаткової основи
2.4.1 Додаткова основа повинна сприяти зменшенню прогину і напружень від транспортних засобів у покритті, основі й земляному полотні, а також виконувати такі функції:
- відведення залишкової води з верхньої частини земляного полотна (при погано фільтруючому ґрунті) і з основи дорожнього одягу (дренажний шар);
- зменшення товщини дорожнього одягу (шар для морозозахисту);
- зменшення глибини промерзання земляного полотна (теплоізоляційний шар);
- виключення взаємного проникнення зернистого матеріалу основи у ґрунт земляного полотна (розділяючий прошарок).
Один шар додаткової основи може виконувати декілька таких функцій.
2.4.2 Дренажний шар додаткової основи і водовідвідні засоби доцільно розташовувати в нижньому шарі основи, який виконано із зернистого матеріалу, або у верхньому шарі земляного полотна з пилувато-глинистих ґрунтів (крім супіску піщаного) та пилуватого піску з коефіцієнтом фільтрації менше за 0,5 м/д у таких випадках:
- у дорожньо-кліматичних районах У-І і У-IV при всіх типах зволоження робочого шару земляного полотна;
- у дорожньо-кліматичних районах У-ІІ при 2-му і 3-му типах зволоження;
- у дорожньо-кліматичному районі У-ІII при 3-му типі зволоження;
- у випадках влаштування роздільної смуги з ґрунту, без влаштування водовідводу.
Якщо нижній шар основи виконано з матеріалу, який укріплено в'яжучим, необхідність влаштування шару додаткової основи, що дренує вологу, визначають розрахунком на осушення дорожнього одягу й земляного полотна.
На ділянках, де під випарювальний басейн використовується притрасовий резерв, дорожній одяг нежорсткого типу розраховується як для 3-го типу місцевості за умовами зволоження.
Розрахунком на осушення і дренаж необхідно визначати товщину дренажного шару додаткової основи і необхідний коефіцієнт фільтрації матеріалу в залежності від кількості води, що надходить до додаткової основи, способу її відведення, довжини шляху фільтрації та інших факторів.
Для додаткових шарів з морозозахисту застосовують стабільні зернисті матеріали, ґрунти укріплені органічними чи неорганічними в'яжучими, неткані синтетичні матеріали, а також ґрунти з низьким ступенем здимання І та II групи за таблицею 2.2.
Таблиця 2.2 Класифікація ґрунтів за ступенем здимальності при замерзанні
|
Вид ґрунту |
Ступінь здимальності |
Група за здималь-ністю |
Середнє значення відносної здимальності при промерзанні до 1,5 м, % |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Пісок гравелистий, грубо і середньозернистий з вмістом часточок < 0,05 мм до 2 % |
нездимальний |
І |
1 / 1 |
|
Пісок гравелистий, грубо і середньозернистий з вмістом часточок < 0,05 мм до 15 % та пісок дрібнозернистий з вмістом часточок < 0,05 мм до 2 % |
слабоздимальний |
II |
1 2 / 2 4 |
|
Суглинок непилуватий і глина |
здимальний |
III |
2 4 / 4 6 |
|
Пісок пилуватий; супісок піщанистий; суглинок важкий пилуватий |
дуже здимальний |
IV |
4 6 / 6 8 |
|
Супісок пилуватий; суглинок легкий пилуватий |
надмірно здимальний |
V |
6 8 / 8 10 |
|
Примітка 1. Над рискою наведено величину здимання при 1-му типі місцевості за зволоженням, під рискою при 2-му та 3-му типах. Примітка 2. Таблиця 2.2 подана відповідно до таблиці 4.6 ДБН В.2.3-4. |
|||
2.4.5 Шар додаткової основи (дренуючий чи морозозахисний) повинен влаштовуватись на всю ширину земляного полотна з виходом на укріплені від розмиву укоси насипу або з укладанням трубчастих дрен чи інших водовідвідних пристроїв, якщо матеріали цих шарів мають коефіцієнти фільтрації менше 1 2 м/д з виконанням функцій дренажного шару (подвійне призначення шару). Шар додаткової основи в цьому разі має бути завширшки більшим за вище розташований шар, але не менше, ніж на 0,5 м з кожного боку земляного полотна.
Додатковий шар основи в місцях зміни конструкції дорожнього одягу, у зв'язку зі зміною матеріалів, ґрунтово-гідрологічних та інших умов, повинен забезпечувати той самий рівень здимання, що й на суміжних ділянках. Цього слід досягати заміною матеріалу морозозахисного шару основи або збільшенням товщини цього шару.
Якщо дренажний шар основи влаштовано на затяжному поздовжньому похилі, який більший за поперечний, то в цьому шарі необхідно влаштовувати перехоплюючий дренаж на відстані 75 100 м та в місцях зміни похилу у вигляді трубчастих перфорованих дрен та крупноуламкових матеріалів з виводом води за межі укосів земляного полотна.
У південних районах (У-ІII та У-IV), де можливе утворення пари в дорожніх шарах, доцільно застосовувати в додаткових шарах основи пароізолюючі синтетичні матеріали або прошарки з ґрунтів оброблених в'яжучим, чи шари ґрунту в "обоймі".
У додаткових шарах основи, за необхідності, потрібно застосовувати протизамулювальні матеріали з укріплених матеріалів, нетканих синтетичних матеріалів та плівкоутворювальних матеріалів.
2.4.10 За розрахунком щодо забезпечення морозостійкості дорожнього одягу нежорсткого типу та земляного полотна визначають товщину морозозахисного шару з урахуванням теплофізичних властивостей матеріалів, що наведені в додатку Г.
2.5 Заходи щодо підвищення міцності робочого шару земляного полотна
2.5.1 Для забезпечення стабільності роботи всієї конструкції дорожнього одягу в часі, з урахуванням сезонного коливання погодно-кліматичних факторів, необхідно особливу увагу звертати на стабільність фізико-механічних властивостей ґрунту активної зони земляного полотна. Основні конструктивні заходи при цьому повинні бути спрямовані на збільшення міцності ґрунту робочого шару в розрахунковий період і підвищення стабільності його властивостей у річному циклі.
При конструюванні дорожнього одягу необхідно не допускати перезволоження робочого шару земляного полотна.
Типовими конструктивними рішеннями збереження стабільних властивостей робочого шару земляного полотна є:
- влаштування верхньої частини земляного полотна з нездимальних, малоздимальних і малонабрякаючих ґрунтів;
- влаштування в основі дорожнього одягу нежорсткого типу шарів з ущільненого ґрунту із забезпеченням необхідних коефіцієнтів ущільнення згідно з ДБН В.2.3-4;
- захист ґрунту від зволоження поверхневими та ґрунтовими водами з влаштуванням парогідроізолюючих прошарків;
- зміцнення робочого шару земляного полотна невеликою кількістю в'яжучого.
При економічній доцільності зведення земляного полотна із здимальних ґрунтів слід призначати конструктивні рішення, що дозволяють істотно зменшувати приплив поверхневих вод у робочий шар земляного полотна та основу дорожнього одягу (забезпечення необхідного поперечного похилу узбіч, зміцнення узбіч, влаштування лотків уздовж проїжджої частини, влаштування асфальтобетонного покриття з гідроізолюючими прошарками, дренажних конструкцій, що забезпечують ефективний водовідвід із ґрунтової основи). При цьому в конструкції дорожнього одягу слід передбачати морозозахисні шари.
3 метою збереження високої щільності ґрунтів робочого шару земляного полотна слід призначати підвищені значення коефіцієнтів ущільнення в усіх ґрунтових шарах (див. таблицю 2.3).
Таблиця 2.3 Значення коефіцієнтів ущільнення ґрунтів робочого шару земляного полотна
|
Частина насипу |
Тип дорожнього одягу |
|
|
Удосконалений капітальний |
Інший |
|
|
Верхня з незв'язних ґрунтів |
1,05 1,02 |
1,03 1,02 |
|
Нижня із зв'язних ґрунтів |
||