ОДМ 218.3.041-2020. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по армированию асфальтобетонных слоев дорожных одежд стальными сетками

(издан на основании Распоряжения Росавтодора от 12.08.2020 № 2511-р)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ОДМ 218.3.041-2014"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/odm-218-3-041-2014" "ОДМ 218.3.041-2014. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по армированию асфальтобетонных слоев дорожных одежд стальными сетками (принят Распоряжение"
  n1["ОДМ 218.3.041-2020"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/odm-218-3-041-2020" "ОДМ 218.3.041-2020. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по армированию асфальтобетонных слоев дорожных одежд стальными сетками"
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

Издан на основании Распоряжения Федерального дорожного агентства от 12 августа 2020 г. № 2511-р

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО АРМИРОВАНИЮ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СЛОЕВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД СТАЛЬНЫМИ СЕТКАМИ

ОДМ 218.3.041-2020

ОКС 93.080.99

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН обществом с ограниченной ответственностью «Группа Битум РУС» (ООО «Группа Битум РУС»), обществом с ограниченной ответственностью «БитумРус» (ООО «БитумРус») совместно с акционерным обществом «Институт Стройпроект» (АО «Институт Стройпроект»).

Коллектив авторов: канд. техн. наук Н.Н. Беляев (руководитель работ), инж. А.Ю. Вишневецкая, канд. техн. наук Д.В. Герчин, канд. техн. наук Г.Н. Ширунов, инж. А.В. Шутров.

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 12.08.2020 № 2511-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВЗАМЕН ОДМ ₂₁₈.3.041-2014.

1 Область применения

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее — методический документ) устанавливает рекомендации по проектированию и строительству новых и реконструируемых жестких и нежестких дорожных одежд с асфальтобетонными слоями, армированными стальными сетками, а также по ремонту и капитальному ремонту уже существующих.

1.2 Данные методические рекомендации содержат основные требования к стальной сетке, предназначенной для армирования асфальтобетонных слоев, и ее технические характеристики, описание технологии армирования при строительстве и ремонте автомобильных дорог. Особое внимание уделено вопросам подготовки основания для укладки стальной сетки и ее закрепления, а также контролю качества работ.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

Технический регламент Таможенного союза «Безопасность автомобильных дорог» (ТР ТС 014/2011)

ГОСТ 9128-2009 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия

ГОСТ 9128-2013 Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия

ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических веществ для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний

ГОСТ 31015-2002 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия

ГОСТ 31424-2010 Материалы строительные нерудные из отсевов дробления плотных горных пород при производстве щебня. Технические условия

ГОСТ 32708-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный и дробленый. Определение содержания глинистых частиц методом набухания

ГОСТ 32729-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Метод измерения упругого прогиба нежестких дорожных одежд для определения прочности

ГОСТ 32825-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Дорожные покрытия. Методы измерения геометрических размеров повреждений

ГОСТ 32960-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения

ГОСТ 33030-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение дробимости

ГОСТ 33049-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение сопротивления дроблению и износу

ГОСТ 33101-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Дорожные покрытия. Методы измерения ровности

ГОСТ 33109-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение морозостойкости

ГОСТ Р 50575-93 (ИСО 7989-88) Проволока стальная. Требования к цинковому покрытию и методы испытания покрытия

ГОСТ Р 51285-99 Сетки проволочные крученые с шестиугольными ячейками для габионных конструкций. Технические условия

ГОСТ Р 52128-2020 Эмульсии битумные дорожные. Технические условия

ГОСТ Р 58401.1-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Система объемно-функционального проектирования. Технические требования

ГОСТ Р 58401.2-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Система объемно-функционального проектирования. Технические требования

ГОСТ Р 58406.1-2020 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси щебеночно-мастичные асфальтобетонные и асфальтобетон. Технические условия

ГОСТ Р 58406.2-2020 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси горячие асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон

ПНСТ 265-2018 Дороги автомобильные общего пользования. Проектирование нежестких дорожных одежд

СП 78.13330.2012 Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85

Примечание - При пользовании настоящим методическим документом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячным информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании данным методическим документом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 армирующий слой: Композитный слой, состоящий из армирующей сетки и заполняющего ячейки сетки материала дорожного покрытия.

3.2 армированный слой: Слой асфальтобетона, находящийся в зоне депланации и обладающий в результате армирования повышенными прочностными и упругими свойствами.

3.3 зона депланации: Слой асфальтобетона, прилегающий к армирующему слою и вовлекаемый в деформацию при выдергивании из него армирующего слоя.

3.4 литая эмульсионно-минеральная смесь (ЛЭМС): Смесь, состоящая из каменного материала, битумной эмульсии, минерального наполнителя, воды и специальных добавок, подобранных в определенных пропорциях и смешанных при помощи специализированного оборудования при температуре не менее 10 °C.

3.5 отраженные трещины: Трещины в асфальтобетонном покрытии, быстро развивающиеся над существующими трещинами или швами в нижележащих слоях дорожной одежды. Отраженные трещины образуются по механизму усталостного трещинообразования.

3.6 проволочная сетка двойной скрутки (двойного кручения): Неразрывная сетка, изготовленная из проволочных пар с периодическими двойными скрутками, которые связываются двойными скрутками со смежными аналогичными проволочными парами, образуя между собой шестиугольные ячейки.

3.7 стальная проволока двойного кручения: Две проволоки, скрепленные между собой посредством двойного кручения. При этом исходным материалом для нее является стальная оцинкованная проволока.

3.8 размер ячейки сетки: Расстояние между скрутками с учетом размера одной скрутки.

3.9 скрутка проволок: Свивка двух проволок в одном направлении на полный оборот 360°, проволоки вращаются в одном направлении, минимальное количество скруток три.

3.10 срок службы дорожной одежды: Календарная продолжительность эксплуатации дорожной одежды с предусмотренным техническим обслуживанием и ремонтными работами до состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.

3.11 сетка стальная: Сетка двойного кручения с шестиугольными ячейками из стальной проволоки с цинковым покрытием, укрепленная армирующим плоским скрученным прутом, расположенным в поперечном направлении.

3.12 трещины на дорожном покрытии: Разрушения дорожного покрытия, выразившиеся в нарушении сплошности покрытия, возникшие в результате воздействия транспортных средств и природно-климатических факторов и образованные в поперечном и продольном направлениях, а также по диагонали (косые) и в виде сетки трещин.

3.13 фрезерование покрытия: Разрушение покрытия с использованием специальных фрез, оснащенных фрезерным валом с закрепленными на нем резцами и фронтальным транспортером для погрузки отфрезерованного материала в транспортные средства.

4 Требования к стальной сетке для армирования асфальтобетонных слоев дорожных одежд

4.1 Для изготовления сетки проволочной двойного кручения с шестиугольными ячейками применяется проволока с антикоррозийным покрытием в соответствии с ГОСТ Р 51285-99. Выбор параметров антикоррозийного покрытия определяется проектом с учетом слабоагрессивной среды эксплуатации армирующей сетки внутри монолитного слоя асфальтобетонного покрытия. Для конструктивных элементов дорожных одежд рекомендуется выбирать антикоррозийное покрытие проволоки со сроком службы не менее 25 лет.

Минимальное количество антикоррозийного покрытия для проволоки ячеек должно быть не менее 100 г/м2 для сеток из проволоки с цинковым покрытием.

Для изготовления армирующих плоских скрученных прутов применяется металлическая арматура с плотным антикоррозийным покрытием в соответствии с ГОСТ Р 50575-93.

Минимальное количество антикоррозийного покрытия для поперечных скрученных прутов должно быть не менее 100 г/м2 для арматуры с цинковым покрытием.

Испытания антикоррозийных покрытий на стальной проволоке и на арматуре для поперечных прутов по массе и качеству проводятся в соответствии с ГОСТ Р 50575-93. Антикоррозийное покрытие не должно отслаиваться от стальной проволоки или от поперечного прута при навивании шести витков на стержень (оправку) диаметром, равным четырехкратному диаметру проволоки или четырехкратному наименьшему размеру поперечного сечения прута. После испытания покрытие должно иметь прочное сцепление со стальной основой и не растрескиваться или отслаиваться до такой степени, чтобы чешуйки покрытия можно было удалить с поверхности проволоки пальцами.

4.2 Размеры ячейки сетки, диагонали ячейки, диаметр проволоки указаны в таблице 1 и должны соответствовать ГОСТ Р 51285-99. Схема сетки указана на рисунке 1.

1 — плоский скрученный прут; 2 — проволока; 3 — размер ячейки; 4 — размер диагонали ячейки; 5 — расстояние между прутами

Рисунок 1 — Конструкция стальной сетки

Таблица 1

Параметры ячеек сетки

4.3 Рекомендуется при легком типе сетки применять проволоку диаметром 2,2 мм, при среднем типе — 2,4 мм и при тяжелом типе — 2,7 мм, с допустимым отклонением диаметра проволоки +/- 0,09 мм. Сетка имеет шестиугольные ячейки и жесткие в поперечной плоскости крепления из плоских скрученных прутов профилем 6 x 2 мм при диаметре проволоки 2,2 мм и 7 x 3 мм при диаметре проволоки 2,4 мм и 2,7 мм, располагаемые на расстоянии, как правило, 235, 265 или 285 мм в зависимости от размера ячейки.

Допустимые геометрические отклонения профиля плоских скрученных прутов +18/-4%. Допустимое отклонение расстояния между скрученными прутами составляет +/- 40 мм.

По заявке заказчика расстояние между прутами может быть изменено в соответствии с проектом или заказом.

4.4 Прочность при растяжении проволоки сетки должна быть не менее 35 кгс/мм2 (340 Н/мм2). Удлинение проволоки при разрыве должно быть не более 12%.

Решение о применении того или иного типа стальной сетки в каждом конкретном случае принимает проектная организация на основании положений настоящего методического документа и результатов проверочного расчета в зависимости от состава и интенсивности движения, климатических и грунтово-гидрологических условий, а также толщины конструктивных слоев дорожной одежды.

4.5 Стальная сетка должна поставляться в рулонах длиной, как правило, 50 — 65 м. Допустимые отклонения по длине +/- 1%. Ширина рулона может быть от 1 до 4,2 м. По согласованию с поставщиком длину и ширину рулона можно изменить.

Соответствующую ширину рулона выбирают в зависимости от ширины армируемого покрытия автомобильной дороги. Допустимые отклонения по ширине +/- 10 см. Развернутый рулон сетки не должен иметь видимых повреждений. Структура расположения ячеек должна быть равномерная.

4.6 Сетку следует складировать, паковать и хранить в рулонах таким образом, чтобы избежать ее повреждения. Рулоны размещают горизонтально на сухой и ровной поверхности, их можно укладывать один на другой максимально в девять слоев.

4.7 Технические характеристики стальной сетки для армирования асфальтобетонных слоев представлены в таблице 2, классификация стальных сеток для армирования асфальтобетонных покрытий по типам — в таблице 3.

Таблица 2

Технические характеристики стальной сетки

<*> Справочные данные.

Таблица 3

Классификация стальных сеток для армирования асфальтобетонных покрытий по типам

5 Способы армирования асфальтобетонных слоев нежестких дорожных одежд стальными сетками

5.1 Возможны следующие способы применения стальных сеток при ремонте и капитальном ремонте нежестких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием путем устройства слоев усиления из асфальтобетонных смесей поверх старого асфальтобетонного покрытия:

• без нарушения его сплошности;
• с предварительным фрезерованием старого асфальтобетонного покрытия;
• после его холодного рисайклинга.

5.2 Необходимые способы усиления, материалы и конструкции дорожных одежд назначают с учетом состояния асфальтобетонного покрытия, несущей способности существующей дорожной одежды, интенсивности дорожного движения, климатических и грунтово-гидрологических условий.

5.3 Состояние асфальтобетонного покрытия перед ремонтом или усилением допускается определять согласно методике, приведенной в ГОСТ 32729-2014.

5.4 Расчет толщины слоев усиления осуществляют после инструментального обследования и расчетов в соответствии с действующими нормативными документами и положениями раздела 7.

5.5 При новом строительстве дорожной одежды стальную сетку можно укладывать и закреплять непосредственно на поверхности нижележащего слоя дорожной одежды из асфальтобетона, а также на поверхности основания из органо-минеральных смесей или на поверхности слоев основания из обработанных неорганическим вяжущим материалов.

5.6 При ремонте и капитальном ремонте стальную армирующую сетку рекомендуется укладывать на выравнивающий слой из асфальтобетона толщиной не менее 4 см. Выравнивающий слой одновременно является армированным слоем, дополнительно усиливающим дорожную одежду. Поэтому толщина и тип асфальтобетона выравнивающего слоя обосновываются проверочным расчетом в соответствии с требованиями раздела 7.

Укладку стальной сетки на выравнивающий слой следует производить не ранее чем через 2 — 3 ч после его устройства.

5.7 Допускается укладывать стальную сетку на основание без устройства выравнивающего слоя в тех случаях, когда основание состоит из материала, к которому сетка может быть предварительно закреплена дюбелем и т.п. При этом продольная и поперечная ровность основания, а также его поперечные уклоны должны соответствовать СП 78.13330.2012. На поверхности основания не должно быть незагерметизированных трещин шириной более 5 мм и незаделанных ямок или выбоин глубиной более 1 см и размером, превышающим размер ячейки сетки. Герметизацию трещин и заделку ямок производят с целью сокращения расхода ЛЭМС и выполняют любыми ремонтными материалами или смесями, в том числе укладываемыми в холодном состоянии. Отсутствие выравнивающего слоя должно быть обосновано проверочным прочностным расчетом в соответствии с требованиями раздела 7.

5.8 В том случае когда образование отраженных трещин является критерием долговечности дорожного покрытия (как при ремонте, так и при новом строительстве), суммарную толщину армирующего слоя и слоев асфальтобетонного покрытия над ним рекомендуется принимать не менее величины, указанной в приложении Г.

Допускается принимать иную суммарную толщину армирующего слоя и слоев асфальтобетонного покрытия над ним при ее обосновании расчетом в соответствии с ПНСТ 265-2018 и положениями раздела 7.

6 Способы усиления цементобетонных покрытий автомобильных дорог армированными асфальтобетонными слоями

6.1 Для восстановления эксплуатационного состояния цементобетонных покрытий автомобильных дорог применяют следующие основные способы усиления жестких дорожных одежд устройством слоев усиления из асфальтобетонных смесей:

• поверх старого цементобетонного покрытия без нарушения его сплошности;
• с предварительной фрагментацией старого цементобетонного покрытия и тщательным его уплотнением. Фрагментацию цементобетонного покрытия производят на блоки размерами от 0,5 x 0,5 до 1,5 x 1,5 м. Результатом фрагментации должно стать полное отсутствие перемещения блоков цементобетона в вертикальном направлении;
• предварительным дроблением старого цементобетонного покрытия (виброрезонансным или другим способами), с тщательным уплотнением раздробленного материала.

6.2 В зависимости от принятого способа усиления жесткой дорожной одежды стальную сетку укладывают:

• на старое цементобетонное покрытие;
• предварительно фрагментированное и тщательно уплотненное старое цементобетонное покрытие;
• предварительно раздробленное и тщательно уплотненное старое цементобетонное покрытие.

6.3 Для создания основы под укладку стальной сетки на любое бетонное основание рекомендуется устраивать выравнивающий слой из асфальтобетона толщиной не менее 4 см. Выравнивающий слой одновременно является армированным слоем, дополнительно усиливающим дорожную одежду. Поэтому толщина и тип асфальтобетона выравнивающего слоя обосновываются проверочным расчетом в соответствии с требованиями раздела 7.

Укладку стальной сетки на выравнивающий слой необходимо производить не ранее чем через 2 — 3 ч после его устройства.

6.4 Допускается укладывать стальную сетку на основание без устройства выравнивающего слоя в тех случаях, когда сетка на основании может быть закреплена дюбелем. При этом продольная и поперечная ровность основания, а также его поперечные уклоны должны соответствовать СП 78.13330.2012. На поверхности основания не должно быть незагерметизированных швов и трещин шириной более 5 мм и незаделанных ямок или выбоин глубиной более 1 см и размером, превышающим размер ячейки сетки. Герметизацию трещин и заделку ямок производят с целью сокращения расхода ЛЭМС и выполняют любыми ремонтными материалами или смесями на основе неорганических или органических вяжущих, в том числе укладываемых в холодном состоянии. Отсутствие выравнивающего слоя должно быть обосновано проверочным прочностным расчетом в соответствии с требованиями раздела 7.

6.5 В том случае когда образование отраженных трещин является критерием долговечности асфальтобетонного покрытия, суммарную толщину слоев асфальтобетонного покрытия над армирующим слоем (включая армирующий слой) рекомендуется принимать не менее величины, указанной в приложении Г.

Допускается принимать иную суммарную толщину слоев асфальтобетонного покрытия над армирующим слоем и армирующего слоя при ее обосновании расчетом в соответствии с действующими рекомендациями [1] и положениями раздела 7.

7 Проектирование дорожных одежд, армированных стальными сетками

7.1 Общие положения

7.1.1 Введение в асфальтобетонное покрытие стальной армирующей сетки позволяет перераспределить на нее часть растягивающих напряжений, возникающих при нагружении дорожной конструкции. Кроме того, жесткая сетка при достаточно эффективном сцеплении с асфальтобетоном создает в прилегающем к ней слое асфальтобетона (в зоне депланации) «эффект бокового сдерживания» [2], что приводит к увеличению жесткости асфальтобетона в этой зоне и повышению соответственно таких характеристик асфальтобетона, как модуль упругости и пределы прочности на растяжение, сжатие и сдвиг. В результате в плоскости армирования и прилегающих к ней сверху и снизу зонах депланации [3] образуется композитный «квазислой» армированного асфальтобетона значительной толщины, состоящий из стальной сетки и асфальтобетона с повышенными деформационными и прочностными характеристиками.

7.1.2 Толщина зоны депланации увеличивается по мере возрастания толщины армирующего слоя, а также по мере увеличения отношения модулей упругости армирующего слоя и прилегающего к нему асфальтобетона. В результате изменения модуля упругости асфальтобетона при различных эксплуатационных температурах отношение модулей упругости армирующего слоя и асфальтобетона в годовом цикле также изменяется, что приводит к изменению в течение года толщины зоны депланации в одной и той же дорожной одежде. Если при низких температурах толщина зоны депланации с каждой стороны стальной армирующей сетки составляет 2 — 3 см, то в жаркий летний период она может достигать 10 — 12 см.

7.1.3 Наличие достаточно выраженной по толщине зоны депланации является характерной особенностью армирования асфальтобетонных покрытий стальными сетками, имеющими регулярно расположенные поперечные пруты с высотой сечения, превышающей толщину самой сетки. Наличие таких поперечных прутов увеличивает номинальную толщину армирующего слоя и способствует более эффективному вовлечению прилегающих слоев асфальтобетона в совместную работу с армирующим слоем.

7.1.4 Включение в расчетную схему многослойной дорожной одежды дополнительных слоев — армирующего слоя и слоя (слоев) армированного асфальтобетона с повышенными расчетными характеристиками, соответствующими примененной армирующей сетке, позволяет выполнить по общепринятым методикам все стандартные проверочные расчеты такой нежесткой или жесткой дорожной одежды, предусмотренные действующими нормативными документами, а также дополнительные проверочные расчеты, рекомендуемые настоящим методическим документом.

7.2 Общие рекомендации по конструированию дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями, армированными стальными сетками

7.2.1 Для улучшения совместной работы армируемого и армирующего слоев рекомендуется [4] соблюдать следующее соотношение между крупностью зерен каменного материала в асфальтобетоне и размером ячеек армирующей сетки:

0,8(d + D) < A, (1)

где d, D — номинальный размер зерен щебня в асфальтобетоне соответственно наименьший и наибольший, мм;

A — средний размер ячейки (среднее между значениями размера ячейки и ее диагонали), мм.

7.2.2 Рекомендуемым проектным решением является закрепление стальной сетки на основании с помощью укладки на сетку ЛЭМС [5]. В этом случае сводится до минимума риск смещения сетки построечной техникой в процессе производства строительно-монтажных работ; обеспечивается достаточно эффективное сцепление для совместной работы армирующего слоя не только с вышележащим слоем асфальтобетона (за счет вдавливания щебенок в ячейки сетки при его укладке и высокой адгезионной способности ЛЭМС), но и с нижележащим слоем (за счет высокой адгезионной способности ЛЭМС); обеспечивается высокая гидроизолирующая способность асфальтобетонного покрытия в процессе эксплуатации.

При использовании ЛЭМС не требуется предварительный розлив подгрунтовки в виде жидкого битума или битумной эмульсии в том случае, если технологический перерыв между укладкой слоя ЛЭМС и укладкой выше- или нижележащего слоя асфальтобетона не превышает трех дней и отсутствует движение транзитного или построечного транспорта по участку работ.

7.2.3 Конкретные проектные решения по армированию асфальтобетонных слоев должны приниматься на основании обосновывающих расчетов.

7.3 Проверочные расчеты армированных дорожных одежд

7.3.1 Проектирование нежестких дорожных одежд с армированными асфальтобетонными слоями

7.3.1.1 Проектирование дорожной одежды выполняется с учетом положений ТР ТС 014/2011 и на основе стандартной методологии по трем условиям: прочности, морозоустойчивости и осушению.

7.3.1.2 При этом стандартные расчеты дорожной одежды по морозоустойчивости и осушению выполняют в соответствии с ПНСТ 265-2018 или другим действующим документом.

7.3.1.3 Стандартные расчеты дорожной одежды на прочность (по допускаемым общему прогибу конструкции, напряжениям при изгибе монолитных слоев дорожной одежды и сдвигающим напряжениям в грунте и в малосвязных дополнительных слоях основания) на действие кратковременных (динамических) и длительных (статических) нагрузок также выполняются в соответствии с положениями ПНСТ 265-2018 или другим действующим документом.

7.3.1.4 При этом следует внести ряд уточняющих изменений и дополнений в действующие методики расчетов:

• расчетные характеристики армирующего слоя и армированных асфальтобетонов для проверочных расчетов дорожных одежд по различным критериям прочности при разных расчетных температурах и условиях нагружения допускается принимать с учетом приложения А;
• при расчете усиления существующей дорожной одежды, имеющей трещины, рекомендуется выполнить дополнительную проверку асфальтобетонных слоев, лежащих над трещиной блочного основания, на сопротивление растяжению при изгибе от действия транспортной нагрузки (образование отраженной трещины). Методические рекомендации по выполнению такого расчета приведены в приложении Б;
• при расчете вновь строящихся нежестких дорожных одежд с монолитными слоями основания из материалов на основе неорганических вяжущих, в которых в процессе строительства и эксплуатации могут возникнуть температурные, усадочные и другие несиловые трещины, также рекомендуется выполнить проверку армирующего слоя и армированных слоев на образование отраженных трещин с учетом приложения Б;
• на участках автомобильных дорог, где возможно возникновение особо значительных сдвигающих усилий под колесом автомобиля, рекомендуется выполнить дополнительную проверку асфальтобетонных покрытий на сдвигоустойчивость согласно приложению В.

7.3.2 Проектирование усиления жестких дорожных одежд с армированными асфальтобетонными слоями

7.3.2.1 Проверочный расчет асфальтобетонного покрытия жесткой дорожной одежды выполняется по действующим методическим рекомендациям [1] с учетом рекомендаций приложения А.

7.3.2.2 Дополнительно осуществляется расчет асфальтобетонного покрытия на устойчивость к образованию отраженных трещин над деформационными швами и трещинами бетонного основания. Методика расчета приведена в приложении Б.

7.3.2.3 На участках автомобильных дорог, где возможно возникновение особо значительных сдвигающих усилий под колесом автомобиля, рекомендуется произвести дополнительную проверку асфальтобетонного покрытия на сдвигоустойчивость в соответствии с приложением В.

7.3.3 Примеры расчета конструкций дорожной одежды с асфальтобетонными слоями, армированными стальной сеткой

Примеры расчета конструкций дорожной одежды с асфальтобетонными слоями, армированными стальной сеткой, даны в приложении Д.

8 Подготовка асфальтобетонных покрытий к армированию стальными сетками

8.1 Требования к подготовке асфальтобетонных покрытий устанавливают в зависимости от степени их разрушения и материалов, применяемых для выполнения ремонтных работ. Подготовку осуществляют тщательно, так как от нее во многом зависит дальнейшая работоспособность всей конструкции дорожной одежды.

8.2 Перед выполнением подготовительных работ рассматривают результаты обследования и данные оценки эксплуатационного состояния асфальтобетонного покрытия:

• площадь и глубину разрушений поверхности покрытия;
• прочность дорожной одежды;
• ровность покрытия.

Указанные параметры должны определяться в соответствии с ГОСТ 32825-2014, ГОСТ 32729-2014 и ГОСТ 33101-2014.

8.3 При обследовании асфальтобетонного покрытия следует обращать особое внимание на влажность грунтового основания и уровень грунтовых вод.

Причиной переувлажненного основания может быть наличие следующих факторов:

• подъем уровня грунтовых вод, способствующий водонасыщению вышележащих слоев грунта;
• разрушение и заиливание водопропускных труб;
• нарушение уклонов в дренажной системе;
• образование трещин в покрытии, через которые в основание могут свободно проникать поверхностные воды.

Осушение основания, ремонт и восстановление водоотводных систем являются первоочередными работами при подготовке асфальтобетонного покрытия к усилению.

8.4 При наличии в основании поврежденного покрытия пучинистых грунтов рекомендуется провести замену грунта на непучинистый.

8.5 Для укладки стальной сетки поверхность основания под укладку должна быть чистой и иметь ровность в соответствии с СП 78.13330.2012. При наличии в основании трещин шириной 5 мм и более, отдельных раковин, шелушения и других разрушений (см. подраздел 5.7) перед укладкой выравнивающего слоя проводят ремонт основания в соответствии с действующими нормативами.

8.6 При армировании дорожного покрытия после фрезерования с укладкой стальной сетки в «корыто» фрезерование следует проводить на ширину, превышающую на 0,1 м проектную ширину укладываемой армирующей сетки (сеток).

9 Подготовка цементобетонных покрытий автомобильных дорог к усилению

9.1 Требования к подготовке цементобетонных покрытий устанавливают в зависимости от степени их разрушения и материалов, применяемых для выполнения ремонтных работ.

9.2 Наиболее опасными повреждениями, без ликвидации или ремонта которых не рекомендуется укладывать слои усиления, являются:

• вертикальная подвижка плит старого покрытия относительно друг друга;
• уступы в покрытии;
• трещины с шириной раскрытия более 5 мм, поврежденные кромки плит;
• разрушение заполнителя швов;
• переувлажнение в слоях основания;
• коробление плит покрытия;
• просадки и вспучивание.

9.3 Выявленные в период обследования качающиеся плиты и плиты, под которыми имеются пустоты, стабилизируют путем обеспечения плотного контакта плит с основанием. Это способствует предупреждению преждевременного разрушения нового слоя покрытия.

Плиты цементобетонного покрытия могут быть «посажены» на основание тяжелыми пневматическими катками. Восстановление опирания плит осуществляют также путем заполнения пустот специальным составом посредством нагнетания его под плиты. Стабилизацию плит после заполнения пустот проверяют прокаткой тяжелой техники.

Фрагментация или виброразрушение плит, а затем плотная «посадка» их на основание приводят к снижению температурных горизонтальных подвижек и вертикальных перемещений плит, в том числе связанных с температурными деформациями.

9.4 После стабилизации плит цементобетонного покрытия деформационные швы и трещины тщательно очищают и подготавливают к укладке выравнивающего слоя из асфальтобетонной смеси. Перед укладкой выравнивающего слоя трещины в основании шириной более 5 мм и деформационные швы должны быть загерметизированы.

10 Технология армирования асфальтобетонных слоев стальными сетками

10.1 Армирование асфальтобетонных слоев осуществляют стальной сеткой, которая должна соответствовать требованиям данного методического документа.

10.2 При армировании асфальтобетонных слоев стальными сетками технология работ по устройству и усилению асфальтобетонных покрытий жестких и нежестких дорожных одежд включает следующие операции:

• очистку существующего покрытия от загрязнений;
• ликвидацию дефектов асфальтобетонного покрытия (ремонт выбоин, герметизацию трещин или швов, стабилизацию бетонных плит и др.);
• при необходимости:

\cdot фрезерование покрытия,

\cdot фрагментацию или виброразрушение бетонных плит,

\cdot устройство выравнивающего слоя;

• доставку и укладку стальной сетки в проектное положение;
• прикатку сетки пневматическим катком;
• предварительное закрепление начального поперечного прута каждого рулона сетки к основанию или нижнему слою покрытия;
• нанесение литой эмульсионно-минеральной смеси в соответствии с технологическими рекомендациями [6];
• распределение по армирующему слою и уплотнение асфальтобетонной смеси слоями необходимой толщины.

Пример оформления Технологической карты на устройство защитно-армирующего слоя с использованием стальной сетки и литой эмульсионно-минеральной смеси представлен в приложении Е.

10.3 В зависимости от сроков формирования слоя ЛЭМС и условий организации работ операции по укладке сетки и устройству вышележащего асфальтобетонного слоя допускается выполнять в течение одной смены либо с технологическим перерывом до трех и более суток.

10.4 При проведении ремонтных работ на проезжей части без прекращения движения транспортных средств по смежным полосам движения место работы должно ограждаться в соответствии с рекомендациями [7]. В этом случае технология работ предусматривает укладку асфальтобетонного слоя усиления с армированием стальной сеткой в два этапа: сначала на одной, а затем на другой полосе (направлении) движения транспортных средств.

10.5 Существующее дорожное покрытие очищают от пыли и грязи с помощью механических щеток, сжатого воздуха от компрессоров, поливомоечных машин, при необходимости просушивают.

10.6 На участках с выбоинами, трещинами, раковинами, шелушением и другими дефектами асфальтобетонного или бетонного покрытия выполняют предварительную подготовку ремонтируемого покрытия (см. разделы 8 и 9).

10.7 Перед укладкой сетки при необходимости устраивают выравнивающий слой из асфальтобетона.

10.8 Укладку стальной сетки надлежит выполнять, руководствуясь положениями данного методического документа. Работы должен исполнять квалифицированный персонал.

10.9 Укладку стальной сетки можно осуществлять с помощью механического укладчика, фронтального погрузчика со штангой, автомобиля-манипулятора со штангой или автомобиля с задним навесным разматывателем сетки (рисунки 2, 3).

Рисунок 2 — Укладка стальной сетки

Рисунок 3 — Автомобиль с задним навесным разматывателем сетки

Укладчики обычно выпускают в виде простых навесных траверс. Стальные сетки раскатывают вдоль оси дороги ровно, без волн и складок, внешней стороной сетки наверх.

При сопряжении двух или более рулонов сетки необходимо соблюдать перекрытие рулонов в продольном и поперечном направлении (т.е. между смежными рулонами) не менее 10 см. Конец предыдущего рулона должен всегда накрывать начало следующего в направлении укладки, чтобы последний не был сдвинут или завернут укладчиком ЛЭМС или асфальтоукладчиком (рисунок 4).

а, б — стыки сетки соответственно поперечный и продольный (размеры даны в сантиметрах)

Рисунок 4 — Перекрытие рулонов сетки в поперечном и продольном направлении

Следует не допускать нахлеста укрепляющих поперечных плоских прутов одной сетки на такие же прутья второй сетки (т.е. поперечные пруты соседних рулонов должны быть смещены относительно друг друга). Особое внимание нужно уделять местам сопряжения трех или более секций сетки. Необходимо учитывать, что при последующей укладке ЛЭМС толщина слоя уложенной смеси в данных местах будет больше.

При размещении сетки на криволинейных участках дороги следует вырезать соответствующий кусок сетки с внутренней стороны кривой поворота и методом наложения сформировать криволинейный участок (рисунок 5). Вырезку осуществляют ручным или электрическим инструментом.

1 — инструмент; 2 — вырезанный клин сетки; 3 — анкеровка сетки

Рисунок 5 — Последовательность размещения стальной сетки (а, б, в) на криволинейном участке

10.10 После укладки сеток в проектное положение выполняют их прикатку пневматическим катком по всей площади. Разглаживание сетки начинают с середины рулона, двигаясь катком назад и вперед. Для обеспечения плотного контакта стальной сетки с основанием достаточно четырех проходов катка по одному следу (рисунок 6).

Рисунок 6 — Прикатка сетки пневматическим катком

10.11 Одной из важных операций, обеспечивающих эффективную работу стальной сетки в конструкциях дорожных одежд, является закрепление сетки к основанию покрытия.

При условии основного крепления сетки литой эмульсионно-минеральной смесью первоначально осуществляют ее предварительное крепление дюбелями на первом поперечном укрепляющем плоском пруте каждого рулона. Дополнительное крепление сетки дюбелями производят в местах, где невозможно достичь требуемого прилегания сетки после прикатки пневматическим катком.

Анкеровку производят с помощью монтажного пистолета и пиропатронов либо газового гвоздезабивного пистолета. В качестве анкеров используют гвозди-дюбели длиной не менее 40 мм и пластины размером не менее 10 x 50 мм, нарезанные из стального оцинкованного листа, либо крепежный элемент (рисунок 7).

Рисунок 7 — Крепежный элемент

Для фиксации можно использовать также гвоздь (арматуру соответствующего диаметра), загнутый с одного конца, который надежно прижимает сетку к основанию покрытия. По уложенной сетке запрещено движение транспортных средств. В исключительных случаях может проходить технологический транспорт с малой скоростью, без резкого ускорения, торможения и поворотов.

10.12 После укладки и разглаживания стальной сетки ее крепят к основанию литой эмульсионно-минеральной смесью. Ширину укладки смеси по каждой полосе выбирают так, чтобы дважды смесь не попадала на место продольного нахлеста со следующей полосой. При последнем проходе укладчика ширина укладки ЛЭМС должна полностью закрыть стальную сетку. Слой из литой эмульсионно-минеральной смеси обеспечивает хорошую гидроизоляцию нижележащих слоев дорожной одежды, а также хорошее сцепление армирующего слоя с нижележащим выравнивающим асфальтобетонным слоем.

10.13 Процедуру смешивания компонентов литой эмульсионно-минеральной смеси осуществляют в смесителе машины-укладчика не более 1 мин. После перемешивания в смесителе готовую смесь подают в распределительный короб машины-укладчика, с помощью которого происходит ее равномерное распределение и укладка на заданную ширину.

Поступательное движение машины делает возможным нанесение слоя смеси установленной толщины от 6 до 15 мм (при средней толщине 10 мм) с примерным средним расходом 15 кг/м2. В местах сопряжения трех или более секций сетки толщина нанесения слоя из ЛЭМС больше и ее расход выше. Кроме того, на средний расход смеси влияют ровность поверхности, подготовленной под укладку сетки, а также свойства используемых материалов.

Битумная эмульсия подвергается распаду в течение нескольких минут после приготовления литой эмульсионно-минеральной смеси, но время окончательного формирования слоя ЛЭМС составляет от 1 до 6 ч в зависимости от погодных условий. Рекомендуется производить укладку ЛЭМС на армирующую сетку при температурах не ниже 0 °C и при отсутствии интенсивных атмосферных осадков.

По окончании формирования слоя ЛЭМС отчетливо видна фактура разложенной в этом слое сетки из стальной проволоки. Уложенный слой смеси должен быть такой толщины, чтобы превышать вертикальную высоту сечения поперечного прута стальной сетки не более чем на 3 — 5 мм.

Слой из литой эмульсионно-минеральной смеси не требует уплотнения. Однако для ускорения формирования слоя допускается его прикатка пневматическим катком через некоторое время после начала формирования.

По окончании работ необходимо защитить слой литой эмульсионно-минеральной смеси от движения транспортных средств вплоть до завершения его формирования. Движение по сформировавшемуся слою строительной техники возможно только в исключительных случаях и при скорости не выше 30 км/ч без резкого ускорения, торможения или поворотов.

Производство последующих технологических операций, за исключением прикатки пневмокатком с целью ускорения формирования слоя, разрешается только после завершения формирования (затвердевания) слоя ЛЭМС.

10.14 В процессе устройства асфальтобетонного покрытия следует регулировать режим движения автомобилей-самосвалов, груженных асфальтобетонной смесью, защищая закрепленную стальную сетку от загрязнения, смещения или повреждения.

Асфальтоукладчику и транспортным средствам необходимо двигаться очень осторожно, чтобы свести к минимуму сдвиговые нагрузки в сетке. При подъезде к асфальтоукладчику транспортные средства должны избегать лишнего маневрирования, резких ускорений или торможений. Желательно, чтобы они при контакте с асфальтоукладчиком двигались своим ходом без торможения.

Заезд транспортных средств на уложенную сетку рекомендуется выполнять задним ходом при медленном движении по одной колее для заезда и съезда с полотна сетки.

10.15 Укладку и уплотнение асфальтобетонной смеси при устройстве слоя покрытия осуществляют в соответствии с СП 78.13330.2012. При этом не требуется предварительный розлив по слою ЛЭМС подгрунтовки в виде жидкого битума или битумной эмульсии в том случае, если технологический перерыв между укладкой слоя ЛЭМС и укладкой вышележащего слоя асфальтобетона не превышал трех дней, отсутствовало движение по слою ЛЭМС транзитного транспорта и поверхность слоя не загрязнена.

11 Контроль качества работ при армировании асфальтобетонных слоев стальными сетками

11.1 При фрезеровании покрытия необходимо контролировать глубину фрезерования, качество разделки участков входа и выхода фрезы на проектную глубину, поперечный уклон отфрезерованной поверхности.

После проведения работ по очистке покрытия следует произвести визуальный контроль качества.

11.2 На стадии герметизации трещин необходимо визуально контролировать качество очистки трещин и заполнение их герметиком.

11.3 Используемые в слоях усиления асфальтобетонные смеси должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 58401.1-2019, ГОСТ Р 58401.2-2019, ГОСТ Р 58406.1-2020, ГОСТ Р 58406.2-2020 или других действующих нормативных документов. Устройство асфальтобетонных слоев и качество асфальтобетона контролируют в соответствии с действующей нормативной документацией. Качество литой эмульсионно-минеральной смеси должно соответствовать утвержденному рецепту на ЛЭМС, а качество битумной эмульсии - ГОСТ Р 52128-2020. С учетом условий эксплуатации ЛЭМС внутри пакета асфальтобетонных слоев свойства каменных материалов (щебня, дробленого песка, отсева дробления и т.д.) для ЛЭМС должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 4. Остальные требования к каменным материалам не нормируются.

Таблица 4

Требования к каменным материалам для приготовления литой эмульсионно-минеральной смеси

11.4 Физико-механические показатели свойств стальной сетки контролируют согласно разделу 4 настоящего методического документа.

11.5 Приемку работ при строительстве, капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог осуществляют в соответствии с законодательными актами, стандартами, строительными нормами и правилами, другими нормативными документами, действующими в Российской Федерации.

Выполненные работы предъявляются подрядчиком к приемке приемочной комиссии. Приемку работ оформляют актами установленной формы. Датой приемки работ считается дата подписания акта приемочной комиссией. Для законченных строительством автомобильных дорог с этой даты начинается гарантийный срок.

11.6 Промежуточную приемку (освидетельствование) скрытых работ производят по мере окончания работ или восстановления конструктивных элементов, отнесенных к категории скрытых работ. К таким работам относят подготовку существующего асфальтобетонного или цементобетонного покрытия к усилению, укладку стальной сетки и ЛЭМС.

Освидетельствование скрытых работ проводит комиссия, включающая представителей подрядчика, заказчика и при необходимости проектной организации. По решению заказчика для освидетельствования могут привлекаться специалисты-эксперты, лаборанты и геодезисты.

При освидетельствовании скрытых работ производят проверку правильности их выполнения в натуре; знакомство с технической документацией; изучение материалов технического надзора и независимого контроля качества работ.

По результатам освидетельствования скрытых работ оформляют соответствующий акт, в котором дается оценка соответствия выполненных работ действующим нормативным документам.

Акты освидетельствования скрытых работ и промежуточной приемки ответственных конструкций составляют в трех экземплярах и после подписания хранят у заказчика, подрядчика и в проектной организации.

11.7 Приемку выполненных работ осуществляет комиссия, состав которой назначают в соответствии с подразделом 11.6. Материалы и необходимые условия для работы комиссии готовит подрядчик.

Комиссия определяет объемы работ, осуществляет их освидетельствование (правильность выполнения в натуре), знакомится с технической документацией, изучает материалы технического надзора, рекламации надзорных организаций.

Качество асфальтобетонных покрытий определяют в соответствии с действующими нормативными документами.

Не производится приемка работ при наличии отступлений от проектной документации, не согласованных в установленном порядке; при наличии нарушений обязательных требований нормативных документов; если нарушение требований норм повлекло за собой снижение уровня безопасности движения, потерю прочности, устойчивости, надежности сооружений, их частей или отдельных элементов.

12 Ремонт асфальтобетонных покрытий, армированных стальной сеткой

12.1 Ремонт дорожного покрытия с сохранением армирующего слоя из стальной сетки и ЛЭМС

12.1.1 При выполнении ремонтных работ (в том числе с заменой одного или двух верхних слоев асфальтобетона) без удаления ранее уложенной армирующей сетки допускается производить фрезерование лежащих над сеткой слоев асфальтобетона при условии, что толщина асфальтобетона, сохраненного над армирующим слоем, состоящим из стальной сетки и ЛЭМС, будет не менее (2,0 +/- 0,5) см. При наличии трещин в сохраненном над сеткой слое асфальтобетона их герметизируют.

12.1.2 После фрезерования и герметизации (при необходимости) трещин по обычной технологии можно укладывать новые слои асфальтобетона в соответствии с проектом усиления ремонтируемой дорожной одежды. При проектном расчете усиления дорожной одежды толщина асфальтобетона hаб, лежащего на армирующем слое, в формулах А.4 и А.5 приложения А принимается равной сохраненной при фрезеровании толщине ранее уложенного на армирующий слой асфальтобетонного слоя (не менее 2 см).

12.1.3 Расчетные характеристики ЛЭМС в составе сохраненного армирующего слоя при расчете нового усиления дорожной одежды принимают согласно приложению А. Расчетные значения модуля упругости сохраненного армированного асфальтобетона в зоне действия армирующего слоя принимают по нормативной справочной базе в соответствии с типом и маркой асфальтобетона с понижающим коэффициентом 0,9 (при отсутствии в сохраненном асфальтобетоне трещин) или 0,5 (при наличии трещин).

12.2 Капитальный ремонт дорожной одежды с удалением армирующего слоя из стальной сетки и литой эмульсионно-минеральной смеси

12.2.1 При выполнении работ по капитальному ремонту дорожной одежды с заменой конструктивных слоев, расположенных ниже армирующего слоя, производят фрезерование вышележащих слоев асфальтобетона с сохранением над армирующей сеткой слоя старого асфальтобетона толщиной (1,0 +/- 0,5) см. Фрезерование выполняют с осторожностью, чтобы не повредить зубья и барабан фрезы. Затем с помощью дискового нарезчика швов участок разделяют на захватки длиной и шириной, удобной для последующей погрузки фрагментов сетки на грузовую платформу транспортного средства для вывоза на утилизацию. Захватки формируют путем нарезания поперечных и продольных швов в отфрезерованном дорожном полотне на глубину 3 - 5 см, достаточную для гарантированного перерезания всех проволок и стержней сетки.

12.2.2 В начале захватки вручную или с применением средств малой механизации (отбойного пневмомолотка или электроперфоратора и т.п.) освобождают от остатков асфальтобетона торцевой край стальной сетки на длину не менее двух шагов поперечных стержней. Далее с помощью фронтального погрузчика (подцепив зубьями ковша освобожденный от асфальтобетона край сетки за второй от края поперечный прут) или другой строительной техники сетка вырывается из асфальтобетона резким перемещением зацепленного края вверх. Вырывание сетки производится с ее загибом в обратном направлении. При этом выполняют движение фронтального погрузчика задним ходом для выдергивания всей зацепленной ковшом сетки из-под остатков асфальтобетона на захватке. Принципиальная схема удаления сетки из-под слоя асфальтобетона представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Принципиальная схема удаления стальной сетки из асфальтобетонного покрытия

Дополнительно производят встряхивание сетки для максимального освобождения ее от остатков асфальтобетона. В необходимых случаях выполняют дополнительную очистку сетки от остатков асфальтобетона вручную или с применением средств малой механизации. После чего лом сетки с помощью автомобильного крана, фронтального погрузчика или вручную (в зависимости от массы лома сетки) грузят на транспортное средство и вывозят на утилизацию как лом черного металла.

12.2.3 После удаления сетки осуществляют очистку дорожного полотна от лома асфальтобетона с использованием автогрейдера или фронтального погрузчика. Лом асфальтобетона собирают в валы или кучи и затем грузят фронтальным погрузчиком в транспортное средство для вывоза на утилизацию.

После очистки дорожного полотна от лома стальной сетки и асфальтобетона дальнейшую разборку конструктивных слоев ремонтируемой дорожной одежды осуществляют по обычной технологии.

Приложение А

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АРМИРУЮЩЕГО СЛОЯ И АРМИРОВАННОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА

А.1 Определение расчетных характеристик армирующего слоя

Определение расчетных характеристик армирующего слоя следует начинать с определения характеристики жесткости армирующей сетки. В качестве характеристики жесткости армирующей сетки принимается эквивалентный модуль упругости расчетной континуальной модели сетки Eарм, МПа, в виде тонкой сплошной однородной пластины, характеризующейся толщиной hарм, мм.

В качестве толщины hарм модели стальной армирующей сетки с поперечными прутами принимается высота сечения поперечного прута, для других типов армирующих сеток - толщина прядей, ребер или проволок сетки.

Расчетное значение Eарм определяют по формуле

Eарм = 0,5KEмс(S1 + S2)/hарм, (А.1)

где Eмс - модуль упругости материала сетки (принимается по данным производителя или справочным данным), МПа;

S1, S2 - суммарная площадь сечения всех прядей, ребер, прутов или проволок в расчете на 1 пог. м сетки, соответственно в продольном и поперечном направлении рулона, м2;

Примечание - Площадь прядей, ребер, прутов или проволок сетки принимается в сечении, перпендикулярном к продольной оси этих элементов.

K - коэффициент перехода от линейного к плоскому напряженно-деформированному состоянию (для стальных сеток с поперечным прутом прямоугольного сечения K = 1,6, в остальных случаях K = 1,25).

Расчетные значения Eарм в зависимости от вида материала и типа армирующей сетки допускается принимать по таблице А.1.

Таблица А.1

Значения эквивалентного модуля упругости армирующей сетки

А.2 Определение расчетных характеристик материала, заполняющего ячейки армирующей сетки

В том случае, когда закрепление сетки на основании осуществляется с использованием ЛЭМС, расчетные характеристики заполняющего ячейки сетки материала (матрицы) принимают по таблице А.2.

Таблица А.2

Расчетные характеристики литой эмульсионно-минеральной смеси в ячейках армирующей сетки

<*> В числителе даны значения для II дорожно-климатической зоны, в знаменателе - для III - V дорожно-климатических зон.

При укладке асфальтобетонной смеси непосредственно на сетку (без предварительного ее закрепления с использованием ЛЭМС) расчетные характеристики материала, заполняющего ячейки сетки, принимают на основании данных ПНСТ 265-2018, рекомендаций [1] в зависимости от типа укладываемого на сетку асфальтобетона (ГОСТ 9128-2009, ГОСТ 9128-2013, ГОСТ 31015-2002, ГОСТ Р 58401.1-2019, ГОСТ Р 58401.2-2019 и др.). Для литого асфальтобетона расчетные характеристики допускается принимать по таблице А.2, как для ЛЭМС.

А.3 Определение расчетных характеристик композитного армирующего слоя

Композитный армирующий слой состоит из армирующей сетки и заполняющего ее ячейки материала (ЛЭМС или асфальтобетона). В данном методическом документе принята расчетная континуальная модель армирующего слоя, характеризующаяся толщиной hас, мм, и эквивалентным модулем упругости Eас, МПа.

Толщина расчетной модели hас в случае стальной сетки с поперечными жесткими прутами равна высоте сечения этого прута. В остальных случаях толщина модели hас равна толщине прядей или ребер сетки (см. таблицу А.1 или технические условия на соответствующие армирующие материалы).

При отсутствии экспериментальных данных величину модуля Eас вычисляют по формуле

Eас = 0,0002E2арм + 0,3428Eарм + 0,0002EармEм +

• 0,1813Eм, (А.2)

где Eм - расчетный модуль упругости материала матрицы, заполняющего ячейки сетки (принимают по таблице А.2 или нормативной справочной базе), МПа.

Вследствие малой толщины армирующего слоя величина Eас считается постоянной по всей его толщине.

В расчетной модели принято, что армирование не изменяет физико-химическую природу структурных связей в ЛЭМС или асфальтобетоне. Поэтому предельная относительная деформация растяжения или сжатия ЛЭМС и асфальтобетона в ячейках сетки сохраняется на уровне неармированного материала. Повышение жесткости и трещиностойкости материала матрицы, заполняющего ячейки сетки, в композитном армирующем слое происходит в результате механического бокового сдерживания арматурой материала матрицы при совместном деформировании и выражается в повышении эквивалентного модуля упругости и предельной разрушающей нагрузки для всего композитного армирующего слоя. Предельным состоянием по трещиностойкости для армирующего слоя является не разрыв армирующей сетки, а образование трещины в матрице из ЛЭМС или асфальтобетона в результате достижения недопустимой для матрицы предельной относительной деформации при совместном деформировании с арматурой (которая при этом может сохранять свою целостность).

Нормативное сопротивление растяжению армирующего слоя Rас0, МПа, рассчитывают по формуле

Rас0 = R0(Eас/Eм), (А.3)

где R0 - нормативное сопротивление растяжению материала, заполняющего ячейки сетки, МПа.

Сцепление армирующего слоя при сдвиге Cас, МПа, находят по формуле

Cас = Cм(Eас/Eм), (А.4)

где Cм - сцепление при сдвиге материала, заполняющего ячейки сетки, МПа.

Коэффициент внутреннего трения армирующего слоя tg\varphi_{ac} определяют по формуле

tg\varphi_{ac} = tg\varphi_{\text{м}}(\text{Е}_{\text{ас}}/\text{Е}_{\text{м}}). (А.5)

Показатель m и коэффициент \alpha (см. таблицу А.2) принимают для армирующего слоя такими же, как и для материала, заполняющего ячейки сетки.

Следует различать расчетную толщину армирующего слоя hас, которая используется в прочностных расчетах, и строительную толщину армирующего слоя hасст, см, которая указывается в проектной и технологической документации.

С учетом технологических особенностей укладки ЛЭМС строительная толщина армирующего слоя hасст при любом типе стальной сетки с поперечными прутами прямоугольного сечения принимается равной 1 см. Ввиду незначительной толщины армирующих геосинтетических материалов по сравнению с толщиной укладываемого на них слоя асфальтобетона строительная толщина армирующего слоя при любом типе геосинтетического армирующего материала принимается равной нулю.

А.4 Определение толщины зоны влияния армирующего слоя на прилегающий к нему асфальтобетон

При нагружении дорожного покрытия транспортной нагрузкой или при несиловом его деформировании более прочный и более жесткий армирующий слой через эффект бокового сдерживания оказывает влияние на прилегающие к нему и прочно сцепленные с ним слои асфальтобетона. Это влияние (армирующий эффект) выражается в виде повышения жесткости и прочности асфальтобетона. Влияние армирующего слоя в асфальтобетоне постепенно затухает по мере удаления от плоскости контакта армирующего слоя и асфальтобетона. Поэтому зона влияния армирующего слоя имеет хотя и достаточно условную "размытую" границу, но, тем не менее, может быть охарактеризована толщиной конечной величины. В качестве оценки толщины зоны влияния армирующего слоя на смежные с ним слои асфальтобетона принимается эффективная зона депланации hэ, мм (т.е. зона, где модуль упругости асфальтобетона повышается более чем на 10%). Величина hэ (отдельно для вышележащего и нижележащего слоев асфальтобетона) может быть вычислена по формуле

hэ = hас[0,0625((9 + 12Eас/Eаб)0,5 - 1)2 - 0,25], (А.6)

где Eаб - расчетный модуль упругости асфальтобетона по нормативной справочной базе, МПа.

В том случае, когда в формуле (А.6) принимают значение Eаб для асфальтобетона вышележащего слоя Eабв, МПа, получают величину эффективной зоны депланации для вышележащего слоя hэв, мм, если значение Eабн, МПа, для асфальтобетона нижележащего слоя - величину hэн, мм, для нижележащего слоя.

Если нижний слой представлен старым асфальтобетоном с неизвестными фактическими характеристиками, допускается значение Eабн принимать равным 0,5Eабнт в случае, если этот слой имеет трещиновато-блочную структуру. При отсутствии в слое трещин допускается принимать Eабн = 0,9Eабнт, где Eабнт - нормативное значение модуля упругости соответствующего типа асфальтобетона по нормативной справочной базе, МПа.

Армирующий эффект в слое асфальтобетона, лежащем ниже армирующего слоя, учитывается при условии, что шаг трещин в нем не менее 5 м, и только в случае армирования стальной сеткой, закрепляемой на слое основания ЛЭМС. При применении других сеток (в том числе геосеток), не закрепляемых на слое основания с помощью ЛЭМС, армирующий эффект в нижнем слое асфальтобетона незначителен и не учитывается в расчете.

В общем случае армирующий эффект в асфальтобетоне проявляется при условии, что модуль упругости материала армирующей сетки Eмс, МПа, превышает модуль упругости асфальтобетона Eаб, МПа, при данной эксплуатационной температуре, т.е. Eмс > Eаб.

Зона депланации в слое асфальтобетона возникает при условии его эффективного сцепления с армирующим слоем. Такое сцепление обеспечивает слой ЛЭМС, обладающий высокой адгезионной и когезионной прочностью, а также внутренним трением. В результате термического воздействия и уплотняющего давления при устройстве вышележащего асфальтобетонного слоя прочностные характеристики ЛЭМС резко возрастают и достигают высоких значений (см. таблицу А.2).

В то же время сцепление между другими конструктивными слоями асфальтобетона в дорожной одежде обеспечивается, как правило, только за счет подгрунтовки, которая представляет собой достаточно толстую прослойку битума, эффективно сцепляющую слои дорожной одежды за счет когезии при низких температурах. Однако в этих условиях зона депланации, как правило, не выходит за пределы конструктивного слоя асфальтобетона. В период же высоких летних температур, когда толщина зоны депланации может превышать толщину конструктивного слоя асфальтобетона, внутреннее сцепление в прослойке битумной подгрунтовки снижается, и она может не обеспечивать эффективную передачу депланации в следующий слой асфальтобетона.

Поэтому в расчетной схеме принято, что зона депланации локализуется только в пределах двух асфальтобетонных слоев, смежных с армирующим слоем (вышележащий и нижележащий слои). Эти слои рассматриваются как армированные.

А.5 Определение расчетных характеристик армированного асфальтобетона в зоне депланации

В зоне депланации упругие (жесткость) и прочностные характеристики асфальтобетона увеличиваются. Максимальные значения они имеют в плоскости контакта асфальтобетона с армирующим слоем. По мере удаления от армирующего слоя жесткость и прочность армированного асфальтобетона постепенно (как правило, нелинейно) уменьшаются и приближаются к соответствующим характеристикам неармированного асфальтобетона. В большинстве случаев для инженерного расчета дорожных одежд достаточно знать усредненный модуль упругости армированного асфальтобетона. В пределах армированного слоя расчетный (усредненный) модуль упругости армированного асфальтобетона Eабар, МПа, при отсутствии экспериментальных данных допускается приближенно (в предположении линейного характера затухания эффекта армирования по толщине асфальтобетонного слоя hаб, мм) рассчитывать следующим образом.

Если hэ > hаб, то

Eабар = Eаб + 0,5(Eас - Eаб)(2hэ - hаб)/hэ. (А.7)

Если hэ <= hаб, то

Eабар = [Eаб(hаб - 0,5hэ) + 0,5Eасhэ]/hаб. (А.8)

При необходимости величина усредненного по толщине слоя расчетного модуля упругости армированного асфальтобетона более точно может быть определена с учетом нелинейного характера затухания эффекта армирования путем численного интегрирования специально подобранной функции изменения модуля упругости армированного асфальтобетона по толщине конструктивного слоя hаб с пределами интегрирования от 0 (место примыкания армированного асфальтобетонного слоя к армирующему слою) до hаб (удаленная от армирующего слоя граница армированного слоя асфальтобетона). Для вычисления уточненного усредненного модуля упругости армированного асфальтобетона результат интегрирования следует разделить на толщину конструктивного слоя hаб.

Нормативное сопротивление растяжению армированного слоя (вышележащего или нижележащего) Rабар0, МПа, определяют по формуле

Rабар0 = R0(Eабар/Eаб). (А.9)

Сцепление армированного слоя при сдвиге Cабар, МПа, вычисляют по формуле

Cабар = Cаб(Eабар/Eаб), (А.10)

где Cаб - сцепление при сдвиге неармированного асфальтобетона, МПа.

Коэффициент внутреннего трения армированного слоя tg\varphi_{\text{абар}} рассчитывают по формуле

tg\varphi_{\text{абар}} = tg\varphi_{\text{аб}}(\text{Е}_{\text{абар}}/\text{Е}_{\text{аб}}). (А.11)

Показатель m и коэффициент \alpha принимают для армированного слоя такими же, как и для исходного, неармированного асфальтобетона.

Приложение Б

МЕТОДИКА РАСЧЕТА АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ, АРМИРОВАННОГО СТАЛЬНОЙ СЕТКОЙ, НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ОБРАЗОВАНИЮ ОТРАЖЕННЫХ ТРЕЩИН

Б.1 В рамках данной расчетной модели рассматриваются отраженные трещины, которые возникают в асфальтобетонном покрытии над трещинами (деформационными швами) в основании по механизму усталостного трещинообразования после многократного приложения транспортной нагрузки. При этом в результате ослабления (снижения общего модуля упругости) дорожной одежды в зоне влияния существующей в основании трещины или деформационного шва на подошве вышележащего слоя асфальтобетона над трещиной возникает высокое ("пиковое") растягивающее напряжение. Многократное возникновение высоких растягивающих напряжений в этой зоне асфальтобетонного покрытия приводит к быстрому наступлению состояния "усталости" материала и образованию отраженной трещины.

Б.2 Используемая расчетная модель предполагает, что после "зарождения" отраженной трещины на подошве нижнего слоя расчетной схемы в результате приложения определенного количества расчетных нагрузок требуется дополнительное количество расчетных нагрузок, в результате приложения которых трещина развивается и "прорастает" вверх сквозь дорожное покрытие. Учитывая, что транспортная нагрузка прилагается к дорожному покрытию во времени закономерно, процессы "зарождения" и "прорастания" отраженной трещины можно выразить не только в координатах числа приложенных расчетных нагрузок, но также и в координатах времени, т.е. в виде продолжительности срока службы дорожной одежды до выхода отраженной трещины на поверхность асфальтобетонного дорожного покрытия.

Наиболее медленно процессы "зарождения" и "прорастания" отраженных трещин протекают в армирующем слое, обладающем повышенными упругими и прочностными характеристиками. Существенным трещинопрерывающим эффектом обладают также и смежные с армирующим слоем слои армированного асфальтобетона - вышележащий и нижележащий (в том числе выравнивающий слой). При достаточно высокой прочности армирующего материала и прилегающего к нему асфальтобетона продолжительность "зарождения" и "прорастания" трещины через армированное асфальтобетонное покрытие может достигать нескольких десятков лет.

Б.3 В расчетную схему (таблица Б.1) для проверки асфальтобетонного покрытия на образование отраженных трещин включают армирующий слой толщиной hас (см. приложение А), нижележащий асфальтобетонный слой при условии отсутствия в нем трещин (в том числе выравнивающий слой при его наличии) и все вышележащие слои асфальтобетона.

Таблица Б.1

Слои дорожной одежды, включаемые и не включаемые в расчетную схему для проверки асфальтобетонного покрытия на образование отраженных трещин

Б.4 Дополнительную проверку на устойчивость к образованию отраженных трещин в асфальтобетонном покрытии проводят для дорожных одежд, прошедших стандартную проверку по другим критериям прочности. Исходными данными для расчета служат следующие данные, принимаемые на основании результатов расчета дорожной одежды на прочность. В том числе:

• диаметр расчетного отпечатка движущегося колеса D, см;
• расчетное давление колеса p, МПа;
• суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки по рассматриваемой полосе движения \sum N_{1p} , ед./сут, в первый год после завершения работ по армированию асфальтобетонного покрытия (принимают по данным проекта или результатам натурных наблюдений)

\sum N_{1p} = 0,7f_{\text{п}}N_{1p}T_{\text{рдг}}k_{n}, (Б.1)

где Tрдг - количество расчетных дней в году (по данным ПНСТ 265-2018), дни;

fп - коэффициент полосности для рассматриваемой полосы движения (согласно ПНСТ 265-2018);

kn - коэффициент неравномерности движения, принимаемый по таблице 9 ПНСТ 265-2018.

Б.5 В армированных асфальтобетонных покрытиях на устойчивость к образованию отраженных трещин проверяют армирующий слой и прилегающие к нему снизу и сверху слои из армированного асфальтобетона, не имеющие трещин. В том числе выравнивающий слой (при его наличии).

Б.6 Расчет выполняют при значениях нормативных кратковременных модулей упругости асфальтобетонов Ei, МПа, и других расчетных параметрах, соответствующих температуре 0 °C. Эти расчетные характеристики принимают в соответствии с нормативной справочной базой и рекомендациями приложения А.

Б.7 Для каждого из слоев (с текущим номером i) расчетной схемы по методикам приложения А определяют модуль упругости слоя Eасi или Eабарi (далее - Ei, МПа) и нормативное сопротивление растяжению Rас0i или Rабар0i (далее - R0i, МПа). Кроме того, по приложению А находят значения показателя mi, а также коэффициентов \alpha_{i} и k2i.

Б.8 Расчет выполняют послойно, снизу вверх, по ходу "зарождения" и "прорастания" восходящей отраженной трещины. Первым вычисляют самый нижний слой расчетной схемы.

Б.9 Для расчета времени Tзтi, год, в течение которого на подошве нижнего i-го слоя может "зародиться" отраженная трещина, вычисляют общую толщину расчетной модели многослойной плиты дорожного покрытия Hвi, см, расположенной на трещиновато-блочном основании

H_{\text{в}i} = \sum h_{i}, (Б.2)

где hi - толщины асфальтобетонных слоев согласно разделу Б.3 (номер конструктивного слоя i изменяется сверху вниз от 1 до номера нижнего слоя расчетной схемы), см.

Далее вычисляют отношение Hвi/D.

Б.10 В качестве модуля упругости Eнi, МПа, нижнего слоя расчетной модели плиты покрытия принимается модуль упругости проверяемого i-го нижнего слоя Ei, МПа,

Eнi = Ei. (Б.3)

Б.11 На основании значений Hвi/D и Eнi по номограмме, приведенной на рисунке Б.1 [8], определяют растягивающее напряжение \sigma_{ri} , МПа, от единичной нагрузки в нижнем слое расчетной модели многослойной плиты покрытия, лежащей над швом или трещиной блочного основания. Кроме того, допускается применять также зависимость

$\sigma_{ri} = [27,35exp( - 4,5H_{\text{в}i}/D) + 0,0018E_{\text{н}i}exp( - 2,785H_{\text{в}i}/D)](1 + 0,02t),$ (Б.4)

где Eнi - модуль упругости нижнего слоя расчетной модели плиты, МПа;

t - коэффициент нормированного отклонения при заданном уровне надежности (ПНСТ 265-2018).

Рис. Б.1 Номограмма для определения растягивающего напряжения \sigma_{r} в нижнем слое многослойной плиты покрытия, лежащей над швом или трещиной блочного основания, от единичной нагрузки (цифры у кривых соответствуют модулю упругости нижнего слоя многослойной плиты покрытия Eн)

После чего находят расчетное растягивающее напряжение \sigma_{r\text{р}i} , МПа, от расчетного давления колеса p на подошве проверяемого i-го слоя

\sigma_{r\text{р}i} = K_{\text{в}}K_{\text{ур}}\sigma_{ri}p, (Б.5)

где Kв - коэффициент, учитывающий тип колеса (при однобаллонном колесе Kв = 1,0, при спаренном баллоне колеса Kв = 0,85);

Kур - коэффициент, учитывающий условия работы асфальтобетонного покрытия на трещиновато-блочном основании (при расстоянии между трещинами в основании более 1,5 - 2 м Kур = 1,0; менее 1,5 - 2 м Kур = 0,83).

Б.12 Определяют прогнозируемое суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки \sum N_{\text{рп}i} до зарождения отраженной трещины на подошве проверяемого i-го слоя

\sum N_{\text{рп}i} = [\alpha_{i}R_{0i}k_{2i}(1 - \nu t)/(K_{\text{пр}}\sigma_{r\text{р}i})]^{mi}, (Б.6)

где \nu , t - значения статистических параметров соответственно коэффициента вариации и нормированного отклонения (ПНСТ 265-2018);

Kпр - требуемый коэффициент прочности по критерию растяжения при изгибе;

mi - показатель, характеризующий усталость асфальтобетона;

\alpha_{i} и k2i - коэффициенты, используемые для определения расчетной прочности асфальтобетона на растяжение с учетом усталости и влияния погодно-климатических факторов (см. раздел Б.7).

Б.13 Рассчитывают прогнозируемый срок службы дорожного покрытия Tзтi, год, до зарождения отраженной трещины на подошве проверяемого i-го слоя

T_{\text{зт}i} = log[(q - 1)(\sum N_{\text{рп}i} \sum N_{1p}) + 1]logq, (Б.7)

где q - показатель изменения интенсивности расчетной нагрузки;

\sum N_{1p} - вычисленное ранее суммарное количество приложений расчетной нагрузки по рассматриваемой полосе движения в первый год после завершения работ по армированию асфальтобетонного покрытия, ед.

Б.14 Далее определяют продолжительность периода времени Tптi, год, в течение которого образовавшаяся восходящая отраженная трещина "прорастает" вверх сквозь данный проверяемый конструктивный i-й слой. Для этого конструктивный слой толщиной hi, мм, условно разбивают на n более тонких подслоев толщиной \Delta h_{ij} , мм (где номер подслоя j изменяется по ходу развития трещины снизу вверх от 1 до n, а номера границ между подслоями - от 0 до n).

Б.15 В данной расчетной модели принята рабочая гипотеза о том, что в пределах рассматриваемого конструктивного слоя продолжительность "прорастания" трещины через нижележащий подслой \Delta\text{Т}_{\text{пт}i(j + 1)} , год, приближенно равна продолжительности времени, необходимого по формуле (Б.7) для "зарождения" трещины в вышележащем подслое \Delta\text{Т}_{\text{зт}ij} , год, при условии, что в нижележащем подслое трещина уже образовалась на всю его толщину (т.е. вышележащий подслой располагается на блочно-трещиноватом основании).

Таким образом, послойно снизу вверх, с использованием формул (Б.2) - (Б.7) выполняется расчет продолжительностей \Delta\text{Т}_{\text{пт}ij} "прорастания" трещины через все j-е подслои рассматриваемого i-го конструктивного слоя. При достаточно большом количестве подслоев такая расчетная схема позволяет с использованием любого метода численного интегрирования зависимости (Б.7) по толщине конструктивного слоя (например, с использованием метода трапеций) вычислить продолжительность Tптi, год, "прорастания" трещины через рассматриваемый конструктивный слой. При этом пределы интегрирования изменяются от hi (трещина "зародилась" на подошве i-го слоя, но еще не проникла в него) до 0 (трещина "проросла" на всю толщину i-го конструктивного слоя).

Б.16 После нахождения величин Tзтi и Tптi определяют срок службы Tслi, год, i-го конструктивного слоя до завершения в нем цикла "зарождения" и "прорастания" восходящей отраженной трещины

Tслi = Tзтi + Tптi. (Б.8)

Б.17 Затем аналогичный расчет послойно выполняют для вышележащих конструктивных слоев расчетной схемы армированного асфальтобетонного покрытия. При расчете продолжительности "прорастания" отраженной трещины через армирующий слой ввиду его малой толщины значение Ei принимается постоянным во всех подслоях с индексом j. Однако при расчете продолжительности "прорастания" отраженной трещины через слои армированного асфальтобетона (имеющие толщину на порядок больше по сравнению с армирующим слоем) необходимо учитывать изменение модуля упругости Ei при переходе от одного подслоя с индексом j к следующему подслою. По мере "прорастания" трещины вглубь слоя армированного асфальтобетона через нижние его подслои они исключаются из расчета оставшейся толщины hаб, уменьшая ее, что в соответствии с формулами (А.7) и (А.8) будет приводить к изменению величины Ei в каждом следующем подслое. Соответственно, жесткость и прочность оставшихся нетреснувшими подслоев будет изменяться.

Причем в слое, лежащем ниже армирующего слоя, по мере приближения трещины к армирующему слою жесткость и прочность оставшихся подслоев будет возрастать. В слое асфальтобетона выше армирующего слоя по мере прорастания трещины жесткость и прочность оставшихся нетреснувшими подслоев будет снижаться. Примерные расчетные схемы для вычисления продолжительности "прорастания" трещины через различные слои дорожной одежды (включая армирующий слой) представлены в таблицах Б.2 и Б.3.

Таблица Б.2

Примерная расчетная схема для нижнего асфальтобетонного слоя дорожной одежды

Примечание - При расчете продолжительности "прорастания" отраженной трещины через слой армированного асфальтобетона, расположенного ниже армирующего слоя, величина hаб, см, в формулах (А.7) и (А.8) вычисляется для каждого подслоя как hi - Lтр, где hi - проектная толщина слоя асфальтобетона, см; Lтр - суммарная толщина всех нижележащих треснувших подслоев, см.

Таблица Б.3

Примерная расчетная схема для верхнего асфальтобетонного слоя дорожной одежды

Примечание - При расчете продолжительности "прорастания" отраженной трещины через слой армированного асфальтобетона, расположенного выше армирующего слоя, величина hаб, см, в формулах (А.7) и (А.8) принимается для каждого подслоя равной суммарной толщине всех нижележащих треснувших подслоев Lтр, см.

Б.18 Полный срок службы дорожной одежды Tсл, год, от момента начала эксплуатации армированной дорожной одежды и до выхода отраженной трещины на поверхность дорожного покрытия составит

T_{\text{сл}} = \sum T_{\text{сл}i}. (Б.9)

Б.19 Проверяемая дорожная одежда является достаточно устойчивой к образованию отраженных трещин при выполнении условия

Tсл >= Tслр, (Б.10)

где Tслр - расчетный срок службы, год.

Рекомендуется принимать Tслр равным не менее периодичности замены слоя износа дорожного покрытия; не менее межремонтного срока 12 лет при ремонте существующей дорожной одежды или не менее 24 лет при капитальном ремонте и строительстве новой дорожной одежды с армированным асфальтобетонным покрытием (допускается принимать иные сроки службы в зависимости от задач проектирования).

Приложение В

МЕТОДИКА ПРОВЕРОЧНОГО РАСЧЕТА АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ, АРМИРОВАННОГО СТАЛЬНОЙ СЕТКОЙ, НА СДВИГОУСТОЙЧИВОСТЬ

В.1 Настоящая методика предназначена для предотвращения недопустимых сдвиговых деформаций асфальтобетонных покрытий в виде наплывов, гребенки и разрывов на участках автомобильных дорог, где могут иметь место высокие сдвигающие усилия под действием колес разгоняющихся, тормозящих или совершающих поворот автомобилей. В том числе на участках спусков и подъемов, поворотов, остановок общественного транспорта, регулируемых пересечений с автомобильными и железными дорогами, на участках контроля доступа и т.д. Проверка проводится для условий жаркого летнего периода, когда в результате нагревания до температуры 50 °C и выше асфальтобетоны имеют минимальную сдвигоустойчивость.

В.2 Сдвигоустойчивость асфальтобетонного покрытия считается обеспеченной при выполнении в каждом слое условия

\tau_{\text{сд}z} \leq \tau_{\text{доп}z}/K_{\text{пр}}, (В.1)

где \tau_{\text{сд}z} - напряжение сдвига в плоскости асфальтобетонного покрытия на глубине Z от поверхности покрытия, МПа;

\tau_{\text{доп}z} - предельное напряжение сдвига неармированного или армированного асфальтобетона в плоскости асфальтобетонного покрытия на глубине Z от поверхности покрытия, в центре проекции отпечатка колеса, МПа;

Kпр - требуемый коэффициент прочности по критерию сдвига, принимаемый в соответствии с действующими нормативными требованиями ПНСТ 265-2018.

В.3 Величину \tau_{\text{доп}z} вычисляют по формуле

\tau_{\text{доп}z} = (\text{С}_{z} + \sigma_{z}tg\varphi_{z})K_{y}, (В.2)

где Cz - сцепление при сдвиге в материале дорожного покрытия, расположенного в плоскости Z (см. приложение А), МПа;

\varphi_{z} - угол внутреннего трения в материале дорожного покрытия, расположенного в плоскости Z (см. приложение А), град;

\sigma_{z} - нормальное (сжимающее) напряжение, возникающее в плоскости Z дорожного покрытия в центре проекции площадки нагружения в результате действия расчетного нормального давления p0, МПа, и сдвигающего усилия T0, МПа,

\sigma_{z} = \sigma_{pz} + \sigma_{\text{т}z}; (В.3)

\sigma_{pz} - нормальное (сжимающее) напряжение, возникающее в плоскости Z дорожного покрытия в центре проекции площадки нагружения в результате действия нормального давления p0, МПа;

\sigma_{\text{т}z} - нормальное (сжимающее) напряжение, возникающее в плоскости Z дорожного покрытия в центре проекции площадки нагружения в результате действия сдвигающего усилия T0, МПа;

Примечание - При динамическом нагружении (движущийся автомобиль) в расчете учитывают оба компонента сжимающего напряжения \sigma_{pz} и \sigma_{\text{т}z} . При статическом нагружении (автомобиль длительное время, 1 мин и более, стоит на месте) в формуле (В.3) учитывают только \sigma_{pz} .

Kу - коэффициент усталости асфальтобетона под воздействием сдвиговых напряжений при температуре 50 °C и при отсутствии фактических данных

K_{y} = [t_{\text{л}}/(t_{\text{ц}} \sum N_{\text{сд}})]^{\text{М}_{\text{пл}}}; (В.4)

tл - продолжительность нагружения образца асфальтобетона при стандартных лабораторных испытаниях по определению характеристик сдвигоустойчивости (ГОСТ 12801-98) при температуре 50 °C и скорости перемещения плиты пресса 50 мм/мин, с. При отсутствии фактических данных tл = 20 с;

tц - длительность воздействия транспортной нагрузки под колесом автомобиля, с;

Mпл - коэффициент пластичности асфальтобетона, при наличии фактических данных

Mпл = (lnR5050 - lnR350)/2,813; (В.5)

R5050 и R350 - определенные по стандартной лабораторной методике показатели прочности асфальтобетона при сжатии, соответственно при скорости деформирования 50 и 3 мм/мин (при отсутствии фактических данных Mпл = 0,15), МПа;

\sum N_{\text{сд}} - суммарное за расчетный период эксплуатации количество циклов приложений расчетной нагрузки.

При отсутствии фактических данных допускается принимать tц для движущегося автомобиля по таблице В.1 либо рассчитывать по формуле

tц = 3,6Дд/Vср, (В.6)

где Vср - средняя скорость движения автомобиля, км/ч,

Vср = (Vmax - Vmin)/2; (В.7)

Vmax и Vmin - соответственно максимальная и минимальная скорости при движении автомобиля в режиме разгона или торможения (при торможении до полной остановки или при начале движения после остановки Vmin = 0), км/ч;

Дд - диаметр отпечатка колеса движущегося автомобиля по ПНСТ 265-2018, м.

Таблица В.1

Длительность воздействия транспортной нагрузки tц при движении автомобилей на подъем

Примечание - Во всех случаях при движении на спуск значения tц принимают по столбцу 3 с понижением на 20% (умножив на 0,8).

В местах остановок транспортных средств (регулируемые пересечения с автомобильными или железными дорогами, остановочные площадки общественного транспорта, зоны контроля доступа) tц = 60 с, в местах стоянки транспортных средств (парковки и т.п.) допускается принимать tц = 600 с.

За период эксплуатации дорожного покрытия суммарное количество приложений расчетной нагрузки, приводящей к накоплению сдвиговых деформаций формоизменения асфальтобетона \sum N_{\text{сд}} , ед., определяют по формуле

\sum N_{\text{сд}} = \text{Т}_{\text{рсг}}N_{p1}f_{\text{п}}K_{n}K_{A}K_{c}K_{\text{п}}K_{\text{т}}, (В.8)

где Tрсг - расчетное количество дней в году, сдвигоопасных для асфальтобетонного покрытия (приведенное к температуре асфальтобетонного покрытия 50 °C и выше) (находят согласно рекомендациям [9] или принимают в соответствии с ближайшим населенным пунктом по таблице (В.2), дни;

Nр1 - среднесуточная интенсивность расчетной нагрузки по автомобильной дороге в первый год после ее строительства или ремонта (берется на основании натурных наблюдений, данных проекта, справочных данных или используя ПНСТ 265-2018), ед./сут;

fп - коэффициент полосности для рассматриваемой полосы движения по ПНСТ 265-2018 или по результатам натурных наблюдений;

Kn - коэффициент неравномерности движения по ПНСТ 265-2018;

KА - безразмерный коэффициент приведения расчетной нагрузки Nр1 к расчетным условиям по сдвигоустойчивости

KА = (QА/10)4; (В.9)

QА - нагрузка А на ось расчетного автомобиля, т;

Kс - коэффициент суммирования расчетной нагрузки за период срока службы Tсл дорожного покрытия

K_{\text{с}} = (q^{T_{\text{сл}}} - 1)/(q - 1); (В.10)

q - показатель изменения интенсивности движения (принимается на основании результатов натурных наблюдений, по данным проекта или справочным данным), доля единицы;

Tсл - срок службы дорожного асфальтобетонного покрытия, равный сроку службы дорожной одежды, межремонтному сроку, периодичности замены верхнего слоя дорожного асфальтобетонного покрытия или в соответствии с заданием на проектирование, год;

Kп - коэффициент повторяемости (смещения) расчетной нагрузки относительно рассматриваемой при расчете точки на поверхности дорожного покрытия (определяется по результатам натурных наблюдений);

Примечание - При отсутствии фактических данных допускается для движущегося автомобиля принимать Kп = 0,7; для остановившегося или начинающего движение после остановки автомобиля Kп = 0,5.

Kт - коэффициент транзитности, отражающий долю транспортного потока, которая будет участвовать в режиме движения, создающем повышенные сдвиговые усилия (например, доля автомобилей, которые будут останавливаться на включенный запрещающий сигнал светофора, в отличие от автомобилей, проходящих транзитом через пересечение автомобильной дороги в фазе включенного разрешающего сигнала светофора). Может определяться по результатам натурных наблюдений, на основании данных проекта или справочных данных.

Примечание - При отсутствии фактических данных допускается для полос движения основного хода автомобильной дороги в зоне регулируемого пересечения с другой равнозначной автомобильной дорогой принимать Kт = 0,5, в зоне регулируемого пересечения с железной дорогой Kт = 0,1, в остальных случаях Kт = 1,0.

Таблица В.2

Расчетное количество дней в году, сдвигоопасных для асфальтобетонного покрытия

В.4 Величина \tau_{\text{сд}z} вычисляется как сумма сдвигающих напряжений, действующих в плоскости Z в центре проекции отпечатка колеса,

\tau_{\text{сд}z} = \tau_{pz} + \tau_{\text{т}z}, (В.11)

где \tau_{pz} - напряжение сдвига в плоскости Z, обусловленное действием на дорожное покрытие нормального, распределенного по площади контакта колеса с покрытием, сдвигающего давления p0, МПа;

\tau_{\text{т}z} - напряжение сдвига в плоскости Z, обусловленное действием на дорожное покрытие горизонтального, распределенного по площади контакта колеса с покрытием, сдвигающего усилия T0, МПа.

В.5 Давление p0 равно расчетному давлению колеса p, МПа, по ПНСТ 265-2018. Сдвигающее усилие T0 в зависимости от режима движения автомобиля допускается принимать в соответствии с таблицей В.3.

Таблица В.3

Сдвигающее усилие для расчетных нагрузок в зависимости от режима движения

Примечание - В числителе приведены значения для расчетной нагрузки А 11,5 т при давлении колеса p = 0,8 МПа, в знаменателе - для расчетной нагрузки А 10 т при давлении колеса p = 0,6 МПа.

В.6 Используемые для дальнейших расчетов значения сдвигающего усилия T0 должны соответствовать условию

\text{Т}_{0} \leq \text{р}_{0}\varphi_{\text{т}}, (В.12)

где \varphi_{\text{т}} - коэффициент сцепления колеса с дорожным покрытием, при отсутствии фактических данных допускается принимать \varphi_{\text{т}} = 0,5 .

В.7 Сжимающие напряжения в плоскости Z вычисляют по приближенным зависимостям, применимым при Z/D <= 1,

\sigma_{pz} = p_{0}exp( - 0,5Z/D), (В.13)

\sigma_{\text{т}z} = T_{0} \times 1,272exp( - 1,467Z/D), (В.14)

где Z - глубина расположения плоскости Z от поверхности дорожного покрытия, м;

D - диаметр отпечатка колеса, м.

В.8 Сдвигающие напряжения \tau_{pz} в плоскости Z находят по номограмме, приведенной на рисунке В.1.

Рисунок В.1 - Номограмма для определения напряжения сдвига \tau_{\text{н}}/\text{р} в слое асфальтобетона от единичной нагрузки p (цифры на кривых соответствуют отношению Eср.асф к общему модулю упругости основания Eоб.осн)

Порядок расчета \varphi_{pz} по номограмме следующий. По формуле (В.15) вычисляют средний модуль упругости слоев асфальтобетона Eср.асф, МПа, расположенных выше плоскости Z (на рисунке В.1 глубина Z обозначена как h, м).

E_{\text{ср}.\text{асф}} = \frac{\sum_{i = 1}^{n} E_{i}h_{i}}{\sum_{i = 1}^{n} h_{i}} , (В.15)

где n - количество слоев дорожной одежды выше плоскости Z (включая неполный слой, если проверяется сдвигоустойчивость внутри этого слоя);

hi - толщина i-го слоя (включая полную толщину слоя, если проверяется сдвигоустойчивость внутри этого слоя), м;

Ei - модуль упругости i-го слоя, МПа.

В том случае когда плоскость Z проходит внутри конструктивного слоя, с целью унификации расчетов с действующими методиками проектирования дорожных одежд соответствующая толщина hi при вычислении Eср.асф приближенно принимается равной проектной толщине этого слоя.

При этом в условиях динамического нагружения (движущиеся автомобили) в расчете используют значения кратковременных модулей упругости асфальтобетонов при температуре 50 °C согласно ПНСТ 265-2018 или другим справочным данным. При статическом нагружении (остановки общественного транспорта, стоянки, зоны образования колонны стоящих автомобилей при остановке перед стоп-линией) принимают соответствующие значения модулей упругости асфальтобетонов при расчете на длительную нагрузку.

Далее по стандартной методике ПНСТ 265-2018 (или аналогичной) определяют общий модуль упругости Eоб.осн, МПа, на поверхности подстилающего основания. При этом расчетные модули упругости материалов (в том числе асфальтобетонов, расположенных ниже плоскости Z) назначают в зависимости от расчетного режима нагружения - при наличии информации о влиянии режима нагружения на расчетный модуль упругости конкретного материала. При отсутствии данных о фактической влажности грунтов в жаркий летний период расчетную влажность подстилающих дорожную одежду грунтов берут по стандартной методике ПНСТ 265-2018 или другим справочным данным. По известным из предварительных расчетов данным находят отношения Eср.асф/Eоб.осн и \sum h_{i}/D , где \sum h_{i} - суммарная толщина пакета проверяемых слоев асфальтобетона (соответствует глубине Z), м. В случае если плоскость Z проходит внутри конструктивного слоя, с целью унификации расчетов с действующими методиками проектирования дорожных одежд соответствующая толщина hi при вычислении \sum h_{i}/D приближенно принимается равной проектной толщине этого слоя. Если Eср.асф/Eоб.осн < 2, то в расчетах берется Eср.асф/Eоб.осн = 2.

Затем по номограмме (см. рис. В.1) на вертикальной оси находят напряжение сдвига \tau_{\text{н}}/\text{р} от единичной вертикальной нагрузки.

Расчетное напряжение сдвига в плоскости Z от действия расчетного нормального давления p0 составит

\tau_{\text{р}z} = K_{p}(\tau_{\text{н}}/\text{р})\text{р}_{0}, (В.16)

где Kр - поправочный коэффициент, учитывающий условия контакта между слоями асфальтобетона.

Примечание - При наличии битумной подгрунтовки между слоями или при наличии в зоне контакта между слоями ЛЭМС Kр = 0,7, при сцеплении слоев только за счет трения Kр = 0,9.

В соответствии с границами номограммы данная методика расчета рекомендуется при Z/D <= 1.

В.9 Сдвигающие напряжения \tau_{\text{т}z} в плоскости Z при Z/D <= 1 рассчитывают по приближенной зависимости

\tau_{\text{т}z} = K_{\tau}T_{0}exp( - 3,0Z/D), (В.17)

где K_{\tau} - поправочный коэффициент, учитывающий условия контакта между слоями асфальтобетона;

Примечание - При наличии битумной подгрунтовки между слоями или при наличии в зоне контакта между слоями ЛЭМС K_{\tau} = 1 , при сцеплении слоев только за счет трения K_{\tau} = 1,1 .

T0 - сдвигающее усилие на поверхности дорожного покрытия под колесом движущегося автомобиля (для неподвижно стоящего автомобиля T0 = 0), МПа.

В.10 Рекомендуется обязательно осуществлять дополнительную проверку на сдвигоустойчивость асфальтобетонных покрытий на участках автомобильных дорог, указанных в таблице В.4. Дополнительная проверка на сдвигоустойчивость асфальтобетонных покрытий на других участках автомобильных дорог, в том числе на прямых участках с установившимся скоростным режимом дорожного движения, может проводиться по мере необходимости.

Таблица В.4

Участки автомобильных дорог, рекомендуемые для дополнительной проверки на сдвигоустойчивость асфальтобетонных покрытий

<*> Длина зоны торможения в зависимости от категории дороги увеличивается на длину колонны Lк автомобилей, скапливающихся за время остановки перед стоп-линией. Рекомендуемая усредненная длина колонны приведена в таблице В.5.

Таблица В.5

Длина колонны остановившихся автомобилей, на которую необходимо увеличить протяженность зоны торможения перед стоп-линией

Приложение Г

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТОЛЩИНЫ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ, АРМИРОВАННЫХ СТАЛЬНЫМИ СЕТКАМИ, ПРИ УСЛОВИИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ УСТОЙЧИВОСТИ К ОБРАЗОВАНИЮ ОТРАЖЕННЫХ ТРЕЩИН

Г.1 В приложении даны рекомендации по назначению минимально допустимых толщин асфальтобетонных покрытий, армированных стальными сетками, при условии обеспечения их устойчивости к образованию отраженных трещин. Под толщиной армированных асфальтобетонных покрытий понимается суммарная толщина самого армирующего слоя и всех вышележащих асфальтобетонных слоев. При этом толщина армирующего слоя независимо от типа стальной сетки принимается равной 1 см. При наличии выравнивающего асфальтобетонного слоя ниже армирующего слоя толщина выравнивающего слоя в состав рекомендуемой минимальной толщины асфальтобетонного покрытия не включается. Слои дорожной одежды, включаемые в состав минимальной толщины армированных асфальтобетонных покрытий, устойчивых к образованию отраженных трещин, приведены в таблице Г.1.

Таблица Г.1

Слои дорожной одежды, включаемые и не включаемые в состав минимальной толщины армированных асфальтобетонных покрытий, устойчивых к образованию отраженных трещин

Г.2 Рекомендуемые минимально допустимые толщины асфальтобетонных покрытий, армированных стальными сетками, в зависимости от категории дороги и наличия выравнивающего слоя представлены в таблицах Г.2 - Г.5. Рекомендации этих таблиц являются ориентировочными и предназначены для предварительного назначения толщины асфальтобетонного покрытия. Они актуальны при спаренных колесах автомобилей и расстоянии между трещинами в основании более 1,5 - 2 м. В необходимых случаях рекомендации приложения должны уточняться расчетом по методике приложения Б.

Таблица Г.2

Минимальная толщина армированных асфальтобетонных покрытий для автомобильных дорог категории I

Примечание - В числителе приведены значения для Tсл = 6 лет, в знаменателе - для Tсл = 12 лет.

Таблица Г.3

Минимальная толщина армированных асфальтобетонных покрытий для автомобильных дорог категории II

Примечание - В числителе даны значения для Tсл = 6 лет, в знаменателе - для Tсл = 12 лет.

Таблица Г.4

Минимальная толщина армированных асфальтобетонных покрытий для автомобильных дорог категории III

Примечание - В числителе приведены значения для Tсл = 6 лет, в знаменателе - для Tсл = 12 лет.

Таблица Г.5

Минимальная толщина армированных асфальтобетонных покрытий для автомобильных дорог категории IV

Примечание - В числителе даны значения для Tсл = 6 лет, в знаменателе - для Tсл = 12 лет.

Приложение Д

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ С АСФАЛЬТОБЕТОННЫМИ СЛОЯМИ, АРМИРОВАННЫМИ СТАЛЬНОЙ СЕТКОЙ

Д.1 Исходные данные к расчету

Выполнить расчет на прочность, включая дополнительные проверки на устойчивость к отраженным трещинам и на сдвигоустойчивость асфальтобетонных слоев, для армированной дорожной одежды, представленной в таблице Д.1.

Таблица Д.1

Конструкция дорожной одежды

<*> В проектной документации с учетом технологических допусков указывается строительная толщина армирующего слоя, которая независимо от типа стальной сетки принимается равной 1 см.

Область проектирования - г. Хабаровск, Хабаровский край.

Категория проектируемой дороги - II.

Количество полос движения - 2.

Дорожно-климатическая зона - II; подзона - 2.

Тип местности по степени увлажнения - 3.

Грунт рабочего слоя земляного полотна - суглинок легкий.

Коэффициент уплотнения грунта земляного полотна Kупл = 1,01 - 0,98.

Тип дорожной одежды - капитальный.

Срок службы дорожной одежды - 24 года.

Межремонтный срок - 12 лет.

Заданная надежность - Kн = 0,98.

Расчетная нагрузка - АК 11,5 (ГОСТ 32960-2014).

Параметры расчетной нагрузки:

\cdot нагрузка на колесо Q = 57,5 кН;

\cdot давление в шине P = 0,8 МПа;

\cdot диаметр штампа колеса:

• движущегося Дд = 34 см,
• от статической нагрузки Дст = 30 см.

Примечание - Расчет выполняется для спаренного колеса.

Расчетная интенсивность приложения нагрузки на автомобильную дорогу в первый год службы Nр1 = 1364 ед./сут.

Показатель изменения интенсивности движения q = 1,02.

Расчетное количество дней в году Tрдг = 140.

Коэффициент, учитывающий вероятность отклонения дорожного движения от среднего ожидаемого kn = 1,49.

Суммарное расчетное количество приложений нагрузки за нормативный срок службы \sum N_{p} = 3331650\text{ед} .

Минимальный требуемый модуль упругости конструкции Emin = 378,49 МПа.

Д.2 Расчетные характеристики материалов

Расчетная влажность связного грунта

(Д.1)

Примечание - Все символы формулы Д.1 даны в ПНСТ 265-2018.

Расчетные характеристики (модуль упругости и сдвиговые характеристики) грунта и песка приведены в таблице Д.2.

Таблица Д.2

Расчетные характеристики грунта и песка

Расчетные характеристики материалов слоев дорожной одежды, на которые не влияет армирование, указаны в таблице Д.3.

Таблица Д.3

Расчетные характеристики слоев дорожной одежды

Исходные расчетные характеристики материалов слоев дорожной одежды, на которые влияет армирование, даны в таблице Д.4.

Таблица Д.4

Исходные расчетные характеристики слоев дорожной одежды

Д.3 Примеры определения расчетных характеристик материалов, на которые влияет армирование

Согласно формуле (А.2) модуль упругости композитного армирующего слоя при температуре 0 °C равен

Eас = 0,0002 x 45002 + 0,3428 x 4500 + 0,0002 x 4500 x x 6000 + 0,1813 x 6000 = 12080,4 МПа.

Нормативное сопротивление растяжению армирующего слоя при температуре 0 °C

Rас0 = R0Eас/Eм, (Д.2)

Rас0 = 10 x 12080,4/6000 = 20,1 МПа.

Эффективная зона депланации в пористом асфальтобетоне (слой N 3), примыкающем к армирующему слою, при температуре 0 °C (формула А.6) составляет

hэ = ₆ x [0,0625 x ((9 + 12 x 12080,4/2800)0,5 - 1)2 -

• 0,25] = 15,6 мм < 60 мм.

Модуль упругости армированного слоя из пористого асфальтобетона при температуре 0 °C определяем по формуле (А.8) при толщине эффективной зоны депланации менее толщины конструктивного слоя асфальтобетона

Eабар = [2800 x (60 - 0,5 x 15,6) + 0,5 x 12080,4 x x 15,6]/60 = 4023,3 МПа.

Нормативное сопротивление растяжению армированного слоя из пористого асфальтобетона при температуре 0 °C по формуле (Д.2) равно

Rас0 = 8 x 4023,3/2800 = 11,5 МПа.

Расчетные характеристики материалов слоев дорожной одежды, на которые влияет армирование, при других расчетных условиях вычисляют согласно приложению А. Значения этих расчетных характеристик представлены в таблице Д.5.

Таблица Д.5

Расчетные характеристики армированных слоев дорожной одежды

<*> При выполнении прочностных расчетов используется расчетная толщина армирующего слоя, зависящая от типа стальной сетки.

Д.4 Расчет дорожной одежды по упругому прогибу

Общий расчетный модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммы (рисунок 4 ПНСТ 265-2018), построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды.

Схема расчета конструкции приведена ниже.

Минимальный требуемый модуль упругости конструкции Emin = 378,49 МПа.

Общий расчетный модуль упругости конструкции Eоб = 570,07 МПа.

Коэффициент прочности конструкции по упругому прогибу

Kпр = Eоб/Emin, (Д.3)

Kпр = 570,07/378,49 = 1,51.

Требуемый коэффициент прочности K_{\text{пр}}^{\text{тр}} равен 1,50. Таким образом, прочность конструкции по упругому прогибу в весенний расчетный период обеспечена.

Д.5 Расчет на сопротивление монолитных слоев дорожной одежды усталостному разрушению от растяжения при изгибе

Расчет армирующего слоя выполняем исходя из условия

\sigma_{r} \leq \frac{R_{N}}{K_{\text{пр}}^{\text{тр}}} , (Д.4)

где \sigma_{r} - наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, устанавливаемое расчетом, МПа;

RN - прочность материала слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений, МПа;

K_{\text{пр}}^{\text{тр}} - требуемый коэффициент прочности с учетом заданной надежности (таблица 11 ПНСТ 265-2018), равный 1,10.

Наибольшее растягивающее напряжение \sigma_{r} при изгибе в монолитном слое находим с помощью номограммы, данной на рисунке 9 ПНСТ 265-2018, приводя реальную конструкцию к двухслойной модели. К верхнему слою модели относят все асфальтобетонные слои, включая рассчитываемый.

Толщину верхнего слоя модели принимаем равной сумме толщин, входящих в пакет асфальтобетонных слоев, - 18,6 см.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем как средневзвешенный по формуле 16 ПНСТ 265-2018

E_{\text{в}} = \frac{\sum_{i = 1}^{n} E_{i}h_{i}}{\sum_{i = 1}^{n} h_{i}} , (Д.5)

где n - число слоев дорожной одежды;

Ei - модуль упругости i-го слоя, МПа;

hi - толщина i-го слоя, см.

Eв = 3859,46 МПа.

Нижним слоем модели служит часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, включая грунт рабочего слоя земляного полотна.

Общий модуль упругости нижних слоев рассчитываем с помощью номограммы (рисунок 4 ПНСТ 265-2018).

Общий модуль упругости нижних слоев - 280,0 МПа.

При использовании номограммы (рисунок 9 ПНСТ 265-2018) расчетное растягивающее напряжение определяем по формуле

\sigma_{r} = \overline{\sigma_{r}}pk_{\text{в}}, (Д.6)

где \overline{\sigma_{r}} - растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах площадки, передающей нагрузку (рисунок 10 ПНСТ 265-2018), МПа;

kв - коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным колесом;

p - расчетное давление от колеса на покрытие, МПа.

\sigma_{r} = 1,240 \times 0,80 \times 0,85 = 0,843\text{МПа}.

Прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе находим по формуле 18 ПНСТ 265-2018

R_{n} = R_{0}k_{1}k_{2}(1 - \gamma_{r}t), (Д.7)

где R0 - нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки (таблица 5.5 приложения Б ПНСТ 265-2018), МПа;

k1 - коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки (формула 19 ПНСТ 265-2018 с учетом рекомендаций [1])

k_{1} = \frac{\alpha}{m \sqrt{\sum N_{p}}} = \frac{5,00}{\sqrt[6,00]{3331650}} = 0,41;

k2 - коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (таблица 14 ПНСТ 265-2018);

\gamma_{r} - коэффициент вариации прочности на растяжение, равный 0,1;

t - коэффициент нормативного отклонения (таблица А.4 ПНСТ 265-2018).

Rn = 20,10 x 0,41 x 1,00 x (1 - 0,1 x 2,19) = 6,42 МПа.

Коэффициент прочности конструкции, полученный по расчету, равен

K_{\text{пр}} = \frac{R_{N}}{\sigma} , (Д.8)

K_{\text{пр}} = \frac{5,14}{0,843} = 7,62.

Требуемый коэффициент прочности K_{\text{пр}}^{\text{тр}} = 1,10 .

Прочность обеспечена.

Д.6 Расчет монолитных оснований (полужестких) на изгиб

Расчет выполняем исходя из условия

\sigma_{r} \leq \frac{R_{\text{пр}}}{K_{\text{пр}}^{\text{тр}}} , (Д.9)

где Rпр - предельное напряжение на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений материалов, укрепленных неорганическими или комплексными вяжущими, определяемое по формуле 22 ПНСТ 265-2018, МПа.

Наибольшее растягивающее напряжение \sigma_{r} при изгибе в монолитном слое вычисляем с помощью номограммы (рисунок 10 ПНСТ 265-2018), приводя реальную конструкцию к трехслойной модели, где средним будет рассматриваемый слой.

Рассчитываем средневзвешенный модуль упругости верхних слоев по формуле (Д.5)

Eв = 2149,87 МПа.

Общий модуль упругости нижних слоев - 71,65 МПа.

При использовании номограммы (рисунок 10 ПНСТ 265-2018) расчетное растягивающее напряжение определяем по формуле 20 ПНСТ 265-2018

\sigma_{r} = \overline{\sigma_{r}}p, (Д.10)

\sigma_{r} = 0,17536 \times 0,80 = 0,14029\text{МПа}.

Предельное напряжение на растяжение при изгибе с учетом усталостных процессов находим по формуле 22 ПНСТ 265-2018

Rпр = RукрKу, (Д.11)

где Rукр - предельное напряжение на растяжение при изгибе (таблица Б.1 ПНСТ 265-2018), МПа;

Kу - коэффициент усталости, учитывающий снижение прочности материалов, укрепленных неорганическими и комплексными вяжущими, при многократном приложении нагрузки,

Kу = 1,525 x N-0,0673 = 0,98.

Rпр = 0,47 x 0,98 = 0,46 МПа.

Коэффициент прочности конструкции, полученный по расчету, равен

K_{\text{пр}} = \frac{R_{\text{пр}}}{\sigma_{r}} , (Д.12)

K_{\text{пр}} = \frac{0,46}{0,14029} = 3,27.

Требуемый коэффициент прочности K_{\text{пр}}^{\text{тр}} = 1,10 .

Прочность обеспечена.

Д.7 Расчет конструкции дорожной одежды по сдвигу для слоя "грунт - суглинок легкий"

Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если в грунте земляного полотна и в малосвязных (песчаных) слоях обеспечено условие

\text{Т } \leq \frac{\text{Т}_{\text{пр}}}{K_{\text{пр}}^{\text{тр}}} , (Д.13)

где T - расчетное активное напряжение сдвига от статической нагрузки, МПа;

Tпр - предельная величина активного напряжения сдвига, превышение которой вызывает нарушение прочности на сдвиг, МПа.

Предельное активное напряжение сдвига в слое вычисляем по формуле 13 ПНСТ 265-2018

\text{Т}_{\text{пр}} = k_{d}(C_{N\text{ст}} + 0,1\gamma_{\text{ср}}z_{\text{оп}}tg\varphi_{\text{ст}}), (Д.14)

где CNст - сцепление в рассматриваемом слое при статической нагрузке, МПа;

kd - коэффициент, учитывающий особенности рабочей конструкции на границе проверяемого слоя с вышележащим слоем основания;

zоп - глубина расположения поверхности проверяемого на сдвигоустойчивость слоя от верха конструкции, см;

\gamma_{\text{ср}} - средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, кг/см;

\varphi_{\text{ст}} - величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, град.

Действующие активные напряжения сдвига в слое вычисляем по формуле 14 ПНСТ 265-20108

\text{Т } = \overline{\tau_{\text{н}}}\text{р}, (Д.15)

где \overline{\tau_{\text{н}}} - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм (рисунки 5 или 6 ПНСТ 265-2018), в зависимости от угла внутреннего трения;

p - расчетное давление от колеса на покрытие, равное 0,80 МПа.

При практических расчетах многослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной расчетной модели и рассчитывают для каждого требуемого слоя в отдельности.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем как средневзвешенный по формуле (Д.5)

Eв = 727,29 МПа.

Общий модуль упругости нижних слоев определяем с помощью номограммы по рисунку 4 ПНСТ 265-2018.

Общий модуль упругости нижних слоев - 24,93 МПа.

Активное напряжение сдвига \overline{\tau_{\text{н}}} от единичной нагрузки p = 1 МПа находим по номограммам рисунков 5 или 6 ПНСТ 265-2018 при угле внутреннего трения \varphi = 2,233° , оно составляет 0,0049.

Активное напряжение сдвига при p = 0,80 МПа по формуле (Д.15)

T = 0,0049 x 0,80 = 0,00392 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига в слое по формуле (Д.14)

Tпр = 1,00 x (0,001 + 0,1 x 0,00200 x 103,60 x tg12,2) = = 0,00595 МПа.

Коэффициент прочности конструкции

K_{\text{пр}} = \frac{\text{Т}_{\text{пр}}}{\text{Т}} , (Д.16)

K_{\text{пр}} = \frac{0,00595}{0,00392} = 1,52.

Требуемый коэффициент прочности K_{\text{пр}}^{\text{тр}} = 1,10 .

Прочность обеспечена.

Д.8 Расчет по сдвигу для слоя "песок средней крупности" с содержанием пылевато-глинистой фракции 0%

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем как средневзвешенный по формуле (Д.5)

Eв = 1251,58 МПа.

Общий модуль упругости нижних слоев определяем с помощью номограммы рисунка 4 ПНСТ 265-2018.

Общий модуль упругости нижних слоев - 75,19 МПа.

Активное напряжение сдвига \overline{\tau_{\text{н}}} от единичной нагрузки p = 1 МПа определяем по номограммам рисунков 5 или 6 ПНСТ 265-2018 при угле внутреннего трения \varphi = 27° , оно составляет 0,00991.

Активное напряжение сдвига при p = 0,80 МПа по формуле (Д.15)

T = 0,00991 x 0,80 = 0,00793 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига в слое по формуле (Д.14)

Tпр = 4,00 x (0,002 + 0,1 x 0,00200 x 55,60 x tg32) = 0,03579 МПа.

Коэффициент прочности конструкции

K_{\text{пр}} = \frac{0,03579}{0,00793} = 4,51.

Требуемый коэффициент прочности K_{\text{пр}}^{\text{тр}} = 1,10 .

Прочность обеспечена.

Д.9 Расчет на статическую нагрузку

Д.9.1 Расчет для слоя "грунт - суглинок легкий"

Модуль упругости верхнего слоя модели рассчитываем как средневзвешенный по формуле (Д.5)

Eв = 611,46 МПа.

Общий модуль упругости нижних слоев находим с помощью номограммы по рисунку 4 ПНСТ 265-2018.

Общий модуль упругости нижних слоев - 24,93 МПа.

Активное напряжение сдвига \overline{\tau_{\text{н}}} от единичной нагрузки p = 1 МПа определяем по номограммам, приведенным на рисунках 5 или 6 ПНСТ 265-2018 при угле внутреннего трения \varphi = 12,2° , оно составляет 0,00302.

Активное напряжение сдвига при p = 0,80 МПа по формуле (Д.15)

T = 0,0032 x 0,80 = 0,00242 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига в слое по формуле (Д.14)

Tпр = 1,00 x (0,009 + 0,1 x 0,00200 x 103,60 x tg12,2) = = 0,01388 МПа.

Коэффициент прочности конструкции

K_{\text{пр}} = \frac{0,01388}{0,00242} = 5,75.

Требуемый коэффициент прочности K_{\text{пр}}^{\text{тр}} = 1,10 .

Прочность обеспечена.

Д.9.2 Расчет для слоя "песок средней крупности" с содержанием пылевато-глинистой фракции 0%

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем как средневзвешенный по формуле (Д.5)

Eв = 1035,75 МПа.

Общий модуль упругости нижних слоев определяем с помощью номограммы рисунка 4 ПНСТ 265-2018.

Общий модуль упругости нижних слоев - 74,99 МПа.

Активное напряжение сдвига \overline{\tau_{\text{н}}} от единичной нагрузки p = 1 МПа определяем по номограммам рисунков 5 или 6 ПНСТ 265-2018 при угле внутреннего трения \varphi = 32° , оно составляет 0,00803.

Активное напряжение сдвига при p = 0,80 МПа по формуле (Д.15)

T = 0,00803 x 0,80 = 0,00643 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига в слое (формула Д.14)

Tпр = 4,00 x (0,004 + 0,1 x 0,00200 x 56,00 x tg32) = = 0,04379 МПа.

Коэффициент прочности конструкции

K_{\text{пр}} = \frac{0,04379}{0,00643} = 6,82.

Требуемый коэффициент прочности K_{\text{пр}}^{\text{тр}} = 1,10 .

Прочность обеспечена.

Д.10 Результаты стандартных расчетов дорожной одежды

В таблице Д.6 приведены результаты стандартных расчетов дорожной одежды.

Таблица Д.6

Сводная таблица результатов расчета

Д.11 Расчет на устойчивость к образованию отраженных трещин

В рассматриваемой дорожной одежде использована ЩПЦС, что позволяет значительно повысить прочность и снизить стоимость дорожной одежды. Но у таких дорожных одежд существует риск быстрого появления на поверхности асфальтобетонного покрытия трещин, отраженных от трещин, образующихся в монолитных основаниях, содержащих цемент.

В соответствии с ПНСТ 265-2018 для обеспечения устойчивости дорожного покрытия к образованию отраженных трещин толщина пакета асфальтобетонных слоев должна быть не менее толщины слоя укрепленного основания. Для рассматриваемой дорожной одежды это составляет 37 см, что экономически нецелесообразно, так как технически обоснованная толщина пакета асфальтобетонных слоев равна 19 см.

Армирование асфальтобетонного покрытия стальными сетками является эффективным способом повышения устойчивости дорожного покрытия к образованию отраженных трещин. Так, согласно приложению Г настоящего методического документа, минимальная необходимая толщина армированного асфальтобетонного покрытия для предотвращения образования отраженных трещин в течение межремонтного срока 12 лет составляет для рассматриваемой дорожной одежды не 37 см, а 14,5 см. Рекомендации приложения Г являются ориентировочными, поэтому целесообразно выполнение дополнительного проверочного расчета на устойчивость дорожной одежды к образованию отраженных трещин при толщине асфальтобетонного покрытия 19 см. Расчет выполняем послойно, начиная с армирующего слоя N 4 снизу вверх, при температуре 0 °C.

Первоначальная расчетная схема для данного проверочного расчета включает пакет из асфальтобетонных слоев N 1, N 2 и N 3, а также армирующий слой N 4. Толщина расчетной схемы Hв4 для определения армирующего слоя составляет

\text{Н}_{\text{в}4} = \sum H_{i}; (Д.17)

Hв4 = 4 + 8 + 6 + 0,6 = 18,6 см.

Отношение Hв4/D = 18,6/34 = 0,547.

Модуль упругости нижнего слоя расчетной модели (армирующий слой) равен вычисленной по методике приложения А величине Eн4 = 12080 МПа.

В соответствии с экстраполяцией номограммы, приведенной на рисунке Б.1, по формуле (Б.4) для данных значений Hв4/D и Eн4 расчетное растягивающее напряжение равно

С учетом величины расчетного давления колеса p = 0,8 МПа, типа колеса и условий работы дорожного покрытия над трещиной расчетное растягивающее напряжение \sigma_{r\text{р}4} по подошве армирующего слоя непосредственно над трещиной, ранее возникшей в основании, составит

\sigma_{r\text{р}4} = \sigma_{r4}K_{\text{в}}K_{\text{ур}}p; (Д.18)

\sigma_{r\text{р}4} = 7,45 \times 0,85 \times 1,0 \times 0,8 = 5,06\text{МПа}.

Определяется прогнозируемое суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки \sum N_{\text{рп}i} , ед., до зарождения отраженной трещины на подошве проверяемого слоя N 4

\sum N_{\text{рп}4} = [\alpha_{4}R_{04\text{э}}k_{24}(1 - \nu t)/(K_{\text{пр}}\sigma_{r\text{р}4})]^{m_{4}}; (Д.19)

\sum N_{\text{рп}4} = [5,0 \times 20,1 \times 1 \times (1 - 0,1 \times 2,19)/(1,1 \times 5,06)]^{6,0} = 11330028.

Находим по формуле (Б.1) суммарное число приложений расчетной нагрузки за 1-й год эксплуатации дорожной одежды \sum N_{1\text{р}} , ед.,

\sum N_{1\text{р}} = 0,7 \times 0,55 \times 1364 \times 140 \times 1,49 = 109515,00.

Далее рассчитываем прогнозируемый срок службы армирующего слоя Tзт4, год, до зарождения отраженной трещины на его подошве

\text{Т}_{\text{зт}4} = log[(q - 1)(\sum N_{\text{рп}4}/ \sum N_{1\text{р}}) + 1]/logq; (Д.20)

\text{Т}_{\text{зт}4} = log[(1,02 - 1) \times (\sum 11330028/109515,00) + 1]/log1,02 = 34,07.

Продолжительность периода Tпт4, год, в течение которого образовавшаяся на подошве армирующего слоя трещина "прорастет" вверх через этот слой, определим с помощью численного интегрирования по методу трапеций с разбиением армирующего слоя толщиной h4 = 0,6 см на n = 10 равных по толщине участков (подслоев) толщиной \Delta h_{4} = 0,6/10 = 0,06\text{см} (соответственно нумерация слоев j изменяется от 1 до n = 10, а нумерация границ подслоев - от 0 до n = 10)

\text{Т}_{\text{пт}4} \approx \Delta h_{4}[(\Delta\text{Т}_{\text{пт}0} + \Delta\text{Т}_{\text{пт}n}/2 + \sum_{i = 1}^{n - 1} (\Delta\text{Т}_{\text{пт}j})]. (Д.21)

При этом время "прорастания" трещины через нижележащий подслой \Delta T_{\text{пт}(j - 1)} принимается равным времени "зарождения" трещины \Delta T_{3\text{т}j} , см, на подошве вышележащего подслоя, вычисленного по формуле (Б.6).

Время "прорастания" трещины \Delta\text{Т}_{\text{пт}0} через нижнюю границу с номером j = 0 первого подслоя равно ранее вычисленному времени зарождения трещины на подошве армирующего слоя (которая совпадает с этой границей) \Delta\text{Т}_{\text{пт}0} = \text{Т}_{\text{зт}4} = 34,07\text{лет} .

Для расчета \Delta T_{\text{пт}41} , соответствующего границе с номером j = 1 (нижняя граница следующего подслоя), находим толщину расчетной схемы \Delta\text{Н}_{\text{в}41} , см, для данного подслоя

\Delta\text{Н}_{\text{в}41} = \sum \text{Н}_{i} - \Delta h_{4}j; (Д.22)

\Delta\text{Н}_{\text{в}41} = 4 + 8 + 6 + 0,6 - 0,06 \times 1 = 18,54.

Отношение \Delta\text{Н}_{\text{в}41}/D = 18,54/34 = 0,545 .

Модуль упругости нижнего слоя в пределах армирующего слоя не меняется, поэтому для рассматриваемого подслоя \Delta\text{Е}_{\text{н}41} = 12080\text{МПа} . Соответственно, \Delta R_{041} = 20,1\text{МПа} . В пределах подслоев армирующего слоя сохраняются постоянными и другие расчетные параметры слоя: параметр m и коэффициенты \alpha и k2.

В соответствии с экстраполяцией номограммы, приведенной на рисунке Б.1, для данных значений \Delta\text{Н}_{\text{в}41}/D и \Delta\text{Е}_{\text{в}41} , а также с учетом типа колеса, условий работы и величины давления колеса расчетное растягивающее напряжение \sigma_{r\text{р}41} по подошве подслоя N 1 непосредственно над трещиной составит \sigma_{r\text{р}41} = 7,49 \times 0,85 \times 1,0 \times 0,8 = 5,09\text{МПа} . Далее по формуле (Д.19) рассчитываем прогнозируемое суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки \Delta \sum N_{\text{рп}41} , ед., до "прорастания" отраженной трещины через первый подслой к подошве второго подслоя

\Delta \sum N_{\text{рп}41} = [5,0 \times 20,1 \times 1 \times (1 - 0,1 \times 2,19)/(1,1 \times 5,09)]^{6,0} = 10935162.

Прогнозируемый срок \Delta\text{Т}_{\text{пт}41} , год, до "прорастания" отраженной трещины через подошву подслоя N 1 составит

\Delta\text{Т}_{\text{пт}41} = log[(q - 1)(\Delta \sum N_{\text{рп}41}/ \sum N_{1\text{р}}) + 1]/logq; (Д.23)

\Delta\text{Т}_{\text{пт}41} = log[(1,02 - 1) \times (\sum 10935162/109515,00) + 1]/log1,02 = 33,2.

В качестве примера ниже приведен расчет времени "прорастания" трещины \Delta\text{Т}_{\text{пт}410} через верхний подслой к границе между слоями с номером j = 10 последнего, самого верхнего подслоя армирующего слоя.

Толщина расчетной схемы \Delta\text{Н}_{\text{в}410} , см, для данного случая по формуле (Д.22) составляет

\Delta\text{Н}_{\text{в}410} = 4 + 8 + 6 + 0,6 - 0,06 \times 10 = 18.

Отношение \Delta\text{Н}_{\text{в}410}/D = 18/34 = 0,529 .

Модуль упругости нижнего слоя расчетной модели в пределах армирующего слоя не меняется, поэтому для рассматриваемого подслоя \Delta\text{Е}_{\text{н}410} = 12080\text{МПа} . Соответственно, \Delta R_{0410} = 20,1\text{МПа} . В пределах подслоев армирующего слоя сохраняются постоянными и другие расчетные параметры слоя: параметр m и коэффициенты \alpha и k2.

В соответствии с экстраполяцией номограммы (см. рисунок Б.1) для данных значений \Delta\text{Н}_{\text{в}410}/D и \Delta\text{Е}_{\text{н}410} , а также с учетом типа колеса, условий работы и величины давления колеса расчетное растягивающее напряжение \sigma_{r\text{р}410} , МПа, по подошве подслоя N 10 непосредственно над трещиной составит \sigma_{r410} = 7,9 \times 0,85 \times 1,0 \times 0,8 = 5,37\text{МПа} .

Определим прогнозируемое суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки \Delta \sum N_{\text{рп}410} , ед., до "прорастания" отраженной трещины через последний подслой к верхней границе слоя N 4 по формуле (Д.19)

\Delta \sum N_{\text{рп}410} = [5,0 \times 20,1 \times 1 \times (1 - 0,1 \times 2,19)/(1,1 \times 5,37)]^{6,0} = 7942129.

Затем по формуле (Д.23) находим прогнозируемый срок \Delta\text{Т}_{\text{пт}410} , год, до "прорастания" отраженной трещины через последний подслой к верхней границе слоя N 4

\Delta\text{Т}_{\text{пт}410} = log[(1,02 - 1) \times (\sum 7942129/109515,00) + 1]/log1,02 = 26,06.

Это значение \Delta\text{Т}_{\text{пт}410} принимается в качестве \Delta\text{Т}_{\text{пт}n} в формуле для определения \Delta\text{Т}_{\text{пт}4} .

Результаты промежуточных расчетов для других подслоев даны в таблице Д.7.

Таблица Д.7

Результаты промежуточных расчетов

Суммарное время Tпт4, год, "прорастания" восходящей отраженной трещины через армирующий слой N 4 составит

Tпт4 = 0,06 x [(34,07 + 26,06)/2 + 32,2 + 32,345 + 31,505 +

• 30,681 + ₂₉,872 + 29,078 + 28,3 + 27,538 + 29,791] = = 17,96.

Таким образом, общий прогнозируемый срок службы Tсл4, год, армирующего слоя N 4 в качестве трещинопрерывающей прослойки равен

Tсл4 = Tзт4 + Tпт4 = 34,07 + 17,96 = 52,03 >= Tсл = 12.

Следовательно, композитный армирующий слой, состоящий из стальной армирующей сетки и ЛЭМС, обеспечивает в рассмотренной конструкции дорожной одежды устойчивость к образованию отраженных трещин на протяжении срока службы более требуемых 12 лет. Поэтому дополнительная проверка других слоев асфальтобетонного покрытия на устойчивость к образованию отраженных трещин не требуется.

В заданных эксплуатационных условиях увеличение суммарной толщины асфальтобетонных слоев сверх толщины, равной 19 см, обоснованной по другим критериям прочности, для данной конструкции дорожной одежды не требуется.

Д.12 Расчет асфальтобетонных слоев на сдвигоустойчивость

Дополнительный расчет асфальтобетонных слоев на сдвигоустойчивость выполняется для участков дорожной одежды в зоне светофорного объекта на регулируемом пересечении с равнозначной автомобильной дорогой. Продолжительность работы разрешающего и запрещающего сигнала светофора принимается одинаковой (Kт = 0,5) и равной 1 мин. Разрешенная скорость движения по дороге 90 км/ч. Коэффициент сцепления колеса с дорожным покрытием \varphi_{\text{т}} = 0,5 . В зоне пересечения на рассматриваемой автомобильной дороге имеются три характерных участка, длина которых принимается в соответствии с рекомендациями приложения В:

\cdot 1-й - участок торможения автомобилей - 115 м;

\cdot 2-й - остановки колонны автомобилей перед светофором - 180 м;

\cdot 3-й - разгона автомобилей от стоп-линии - 240 м.

На участках 1 и 3 имеет место динамический режим нагружения со средней скоростью движения Vср = (90 - 0)/2 = 45 км/ч и средней продолжительностью контакта колеса и дорожного покрытия в расчетной точке tц = Дд3,6/Vср = 0,34 x 3,6/45 = 0,027 с. На участке 2 статический режим нагружения с продолжительностью контакта колеса и дорожного покрытия в расчетной точке tц = 60 с.

Расчет выполняем для жаркого летнего периода, когда температура асфальтобетонных слоев достигает 50 °C и выше. Продолжительность такого ежегодного периода для г. Хабаровска принимается по приложению В равной Tрсг = 7,5 сут.

Расчетное давление колеса на дорожное покрытие, создающее сдвигающие напряжения в слоях дорожной одежды, p0 = p = 0,8 МПа. В соответствии с рекомендациями приложения В расчетное значение сдвигающего усилия в плоскости контакта движущегося колеса с дорожным покрытием для участков 1 и 3 принимается \text{Т}_{0} = p_{0}\varphi_{\text{т}} = 0,8 \times 0,5 = 0,4\text{МПа} . Для участка 2 со статическим режимом нагружения, на котором отсутствуют сдвигающие усилия от движущихся автомобилей, T0 = 0.

Срок службы асфальтобетонных слоев дорожного покрытия принимается равным межремонтному сроку 12 лет, срок службы асфальтобетонных слоев основания - сроку службы дорожной одежды 24 года.

Суммарное количество приложений расчетной нагрузки \sum N_{\text{сд}} , год, приводящей к накоплению сдвиговых деформаций формоизменения асфальтобетона, в зависимости от срока службы и особенностей эксплуатации рассчитываем по формуле (В.8) при следующих значениях коэффициентов, указанных в таблице Д.8.

Таблица Д.8

Суммарное количество приложения расчетных нагрузок

Расчет коэффициента усталости асфальтобетона Kу для различных условий эксплуатации производим по формуле (В.4), результаты расчета представлены в таблице Д.9.

Таблица Д.9

Результаты расчета коэффициента усталости Kу

Расчетные характеристики материалов конструктивных слоев дорожной одежды приведены в таблице Д.10.

Таблица Д.10

Расчетные характеристики материалов конструктивных слоев дорожной одежды с учетом режима нагружения

Примечание - В числителе даны значения для динамического режима нагружения, в знаменателе - для статического.

Определение расчетных характеристик армирующего слоя и армированного асфальтобетона

Модуль упругости армирующего слоя N 4, состоящего из стальной сетки легкого типа и ЛЭМС, в соответствии с формулой (А.2) приложения А равен:

• при динамических условиях нагружения Eас = 0,0002 x 45002 + 0,3428 x 4500 + 0,0002 x 4500 x 700 + 0,1813 x 700 = 6350 МПа;
• статических условиях нагружения Eас = 0,0002 x 45002 + 0,3428 x 4500 + 0,0002 x 4500 x 310 + 0,1813 x 310 = 5930 МПа.

Эффективную толщину зоны депланации армированного асфальтобетонного слоя N 3, примыкающего к армирующему слою, вычисляем по формуле (А.6):

• при динамическом режиме нагружения hэ = 6 x [0,0625 x ((9 + 12 x 6350/360)0,5 - 1)2 - 0,25] = 70,5 мм;
• статическом режиме нагружения hэ = 6 x [0,0625 x ((9 + 12 x 5930/250)0,5 - 1)2 - 0,25] = 96,1 мм.

Поскольку при всех условиях нагружения hэ больше толщины 6 см, то модуль упругости армированного асфальтобетонного слоя N 3 находим по формуле (А.7):

• для динамического режима нагружения

Eабар = 360 + 0,5 x (6350 - 360) x (2 x 7,05 - 6,0)/7,05 = 3800 МПа;

• статического режима нагружения

Eабар = 250 + 0,5 x (5930 - 250) x (2 x 9,61 - 6,0)/9,61 = 4155 МПа.

В соответствии с приложением А сцепление при сдвиге для армирующего (формула А.4) и армированного (формула А.10) слоев составит:

• для армирующего слоя N 4 при динамическом режиме нагружения

Cас = 0,55 x 6350/700 = 5,0 МПа;

• армирующего слоя N 4 при статическом режиме нагружения

Cас = 0,55 x 5930/310 = 19,1 МПа;

• армированного слоя N 3 при динамическом режиме нагружения

Cабар = 0,23 x 3800/360 = 2,4 МПа;

• армированного слоя N 3 при статическом режиме нагружения

Cабар = 0,23 x 4155/250 = 3,8 МПа.

Согласно приложению А коэффициент внутреннего трения для армирующего (формула А.5) и армированного (формула А.11) слоев составит:

• для армирующего слоя N 4 при динамическом режиме нагружения

tg\varphi_{ac} = 0,8 \times 6530/700 = 7,46 ;

• армирующего слоя N 4 при статическом режиме нагружения

tg\varphi_{ac} = 0,8 \times 5930/310 = 15,3 ;

• армированного слоя N 3 при динамическом режиме нагружения

tg\varphi_{a\text{бар}} = 0,84 \times 3800/360 = 8,44 ;

• армированного слоя N 3 при статическом режиме нагружения

tg\varphi_{a\text{бар}} = 0,84 \times 4155/250 = 13,3 .

Ниже представлен детальный расчет нормальных и сдвиговых напряжений, а также коэффициента прочности для армированного слоя N 3 при статическом и динамическом режимах нагружения.

Глубина заложения проверяемой плоскости Z, совпадающей с серединой слоя N 3,

Z = 4 + 8 + 6 x 0,5 = 15 см.

Сжимающие напряжения в плоскости Z для динамического и статического режимов нагружения определим соответственно по формулам (В.13) и (В.14), \sigma_{z} - по формуле (В.3):

\cdot для динамического режима нагружения:

\sigma_{\text{р}z} = 0,8 \times exp( - 0,5 \times 15/34) = 0,637\text{МПа} ,

\sigma_{\text{т}z} = 0,4 \times 1,272 \times exp( - 1,467 \times 15/34) = 0,261\text{МПа} ,

\sigma_{z} = 0,637 + 0,261 = 0,898\text{МПа} ;

\cdot статического режима нагружения:

\sigma_{\text{р}z} = 0,8 \times exp( - 0,5 \times 15/30) = 0,618\text{МПа} ,

\sigma_{\text{т}z} = 0,4 \times 1,272 \times exp( - 1,467 \times 15/30) = 0,238\text{МПа} ,

\sigma_{z} = 0,618 + 0,238 = 0,856\text{МПа} .

Суммарное количество приложений расчетной нагрузки при сроке службы верхнего слоя основания N 3, равного по формуле В.8 для режимов нагружения 24 года, составит:

• для динамического режима нагружения

\sum N_{\text{сд}} = 7,5 \times 1364 \times 1,49 \times 0,55 \times (11,5/10)^{4} \times (1,02^{24} - 1)/(1,02 - 1) \times 0,7 \times 0,5 = 156114\text{ед}. ;

• статического режима нагружения

\sum N_{\text{сд}} = 7,5 \times 1364 \times 1,49 \times 0,55 \times (11,5/10)^{4} \times (1,02^{24} - 1)/(1,02 - 1) \times 0,5 \times 0,5 = 111511\text{ед}.

Коэффициент усталости асфальтобетона на сдвиг (с учетом формул В.4 и В.6):

• для динамического режима нагружения

K_{y} = [20/((0,34 \times 3,6/45) \times \sum 156082)]^{0,15} = [20/(0,027 \times \sum 156082)]^{0,15} = 0,448 ;

• для статического режима нагружения

K_{y} = [20/(60 \times \sum 111487)]^{0,15} = 0,148 .

Предельное напряжение сдвига для асфальтобетона в плоскости Z согласно формуле (В.2):

• для динамического режима нагружения

\tau_{\text{доп}z} = (2,4 + 0,898 \times 8,44) \times 0,448 = 4,47\text{МПа} ;

• статического режима нагружения

\tau_{\text{доп}z} = (3,8 + 0,856 \times 13,3) \times 0,148 = 2,25\text{МПа} .

Сдвигающие напряжения \tau_{\text{т}z} в плоскости Z с учетом условий контакта между смежными слоями (наличие битумной подгрунтовки между слоями N 1, N 2 и N 3, а также наличие ЛЭМС на контакте между слоями N 3 и N 4) составят:

• для динамического режима нагружения

\tau_{\text{т}z} = K_{\tau}\text{Т}_{0}exp( - 3,0Z/D); (Д.24)

\tau_{\text{т}z} = 1 \times 0,4 \times exp( - 3,0 \times 15/34) = 0,304\text{МПа} ;

• статического режима нагружения \tau_{\text{т}z} = 0 , т.к. под колесом неподвижно стоящего автомобиля отсутствуют сдвигающие усилия этого вида.

Сдвигающие напряжения \tau_{pz} в плоскости Z вычисляем с использованием номограммы на рисунке В.1.

Первоначально по формуле (В.15) определим средний модуль упругости Eср.асф слоев асфальтобетона, расположенных выше плоскости Z (на номограмме рисунка В.1 глубина Z обозначена как h, м):

• для динамического режима нагружения

Eср.асф = (460 x 4 + 360 x 8 + 3800 x 6)/(4 + 8 + 6) = 1573,3 МПа;

• статического режима нагружения

Eср.асф = (300 x 4 + 250 x 8,5 + 4155 x 6)/(4 + 8 + 6) = 1585,1 МПа.

Далее по методике ПНСТ 265-2018 найдем общий модуль упругости на поверхности нижележащего слоя N 4 (таблица Д.11)

Таблица Д.11

Расчет общего модуля упругости на поверхности слоев

С использованием номограммы (см. рисунок В.1) определим значения \tau_{\text{р}z} :

• для динамического режима нагружения:

\sum hi/D = (4 + 8 + 6)/34 = 0,53 ,

Eср.асф/Eоб.осн = 1573,3/337,4 = 4,7,

\tau_{\text{н}}/p = 0,836\text{МПа} .

С учетом условий контакта между смежными слоями

\tau_{\text{р}z} = K_{p}(\tau_{\text{н}}/p)p_{0}; (Д.25)

\tau_{\text{р}z} = 0,7 \times 0,836 \times 0,8 = 0,468\text{МПа} ;

• для статического режима нагружения:

\sum hi/D = (4 + 8 + 6)/30 = 0,6 ,

Eср.асф/Eоб.осн = 1585,1/379 = 4,2,

\tau_{\text{н}}/p = 0,673\text{МПа} .

С учетом условий контакта между смежными слоями

\tau_{\text{р}z} = 0,7 \times 0,673 \times 0,8 = 0,377\text{МПа} .

Согласно формуле (В.11) полная величина сдвигающих напряжений:

• для динамического режима нагружения

\tau_{\text{сд}z} = 0,468 + 0,304 = 0,772\text{МПа} ;

• статического режима нагружения

\tau_{\text{сд}z} = 0,377 + 0,0 = 0,377\text{МПа} .

На основании полученных данных по формуле (В.1) может быть вычислен коэффициент прочности по сдвигу в асфальтобетоне слоя N 3:

• для динамического режима нагружения Kпр = 4,47/0,772 = 5,79;
• статического режима нагружения Kпр = 2,25/0,377 = 5,97.

Расчетные коэффициенты прочности выше требуемого коэффициента прочности K_{\text{пр}}^{\text{тр}} = 1,1 , следовательно, сдвигоустойчивость армированного асфальтобетонного слоя N 3 обеспечена как в условиях динамического нагружения (участки 1 и 3), так и в условиях статического нагружения (участок 2).

Результаты расчетов на сдвигоустойчивость других асфальтобетонных слоев представлены в таблицах Д.12 и Д.13. Из полученных данных следует, что сдвигоустойчивость как при динамическом, так и статическом режимах нагружения достаточно высока в слоях, армированных стальной сеткой. Но сдвигоустойчивость не обеспечена в слое N 2 из крупнозернистого пористого асфальтобетона. Следует заменить асфальтобетон в слое N 2 дорожного покрытия на более сдвигоустойчивый и повторить проверочный расчет. Измененная, более сдвигоустойчивая конструкция дорожной одежды должна применяться на всех участках зоны регулируемого пересечения, включая участок протяженностью 115 + 180 = 295 м перед стоп-линией и участок протяженностью 240 м после стоп-линии.

Таблица Д.12

Результаты расчета на сдвигоустойчивость асфальтобетонных слоев при динамическом режиме нагружения

Примечания

1 Расчет выполнен при значениях E, C и tg\varphi , приведенных в таблице Д.10. Значение коэффициента пластичности принято для всех асфальтобетонов Mпл = 0,15.

2 <*> В результате низкой адгезии битумосодержащего слоя N 4 к слою ЩПЦС М60 контакт между слоями N 4 и N 5 реализуется за счет трения (Kр = 0,9; K_{\tau} = 1,1 ).

Таблица Д.13

Результаты расчета на сдвигоустойчивость асфальтобетонных слоев при статическом режиме нагружения

Примечания

1 Расчет выполнен при значениях E, C и tg\varphi , приведенных в таблице Д.10. Значение коэффициента пластичности принято для всех асфальтобетонов Mпл = 0,15.

2 <*> В результате низкой адгезии битумосодержащего слоя N 4 к слою ЩПЦС М60 контакт между слоями N 4 и N 5 реализуется за счет трения (Kр = 0,9; K_{\tau} = 1,1 ).

Приложение Е

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ НА УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНО-АРМИРУЮЩЕГО СЛОЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАЛЬНОЙ СЕТКИ И ЛИТОЙ ЭМУЛЬСИОННО-МИНЕРАЛЬНОЙ СМЕСИ

Е.1 Общие положения

Настоящая технологическая карта предназначена для выполнения работ по устройству защитно-армирующего слоя в асфальтобетонном покрытии с использованием стальной армирующей сетки и литой эмульсионно-минеральной смеси.

Технологией строительства предусмотрены следующие основные виды работ:

• подготовительные;
• укладка сетки из стальной проволоки;
• крепление сетки при помощи ЛЭМС;
• устройство двухслойного асфальтобетонного покрытия (не входит в комплекс работ по устройству защитно-армирующего слоя).

Для армирования применяют сетку из стальной проволоки легкого типа (Л), изготовленную из круглой проволоки, шестигранные ячейки должны иметь размер 80 x 100 мм. В плоскости сетки находятся жесткие поперечные стержни, выполненные из скрученной плоской проволоки с прямоугольным профилем 2 x 6 мм, расположенные с шагом 265 мм. Проволока и поперечные стержни сетки покрыты стойкой антикоррозийной оболочкой из сплава цинка. Физико-механические показатели сетки должны соответствовать нормам показателей качества, указанным в таблице Е.1.

Таблица Е.1

Показатели качества сетки

Развернутый рулон сетки не должен иметь видимых повреждений.

Для крепления сетки к основанию применяют литую эмульсионно-минеральную смесь, для приготовления которой используют медленнораспадающуюся катионную эмульсию, модифицированную полимером. Смесь должна иметь крупность заполнителя до 5 (10) мм, зерновой состав минеральной части должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице Е.2.

Таблица Е.2

Гранулометрический состав минеральной части смеси

Ниже указан состав эмульсионно-минеральной смеси, %:

• отсев дробления каменных материалов - 90;
• цемент - 1 - 1,5;
• модифицированная битумная эмульсия - 12:

\cdot битум - 64,

\cdot вода - 32,

\cdot эластомер - 4;

• химическая добавка (при необходимости), регулирующая скорость распада битумной эмульсии в смеси;
• количество добавки определяют на основе лабораторного подбора смеси.

Конкретный состав смеси отражен в рабочем рецепте.

В составе ЛЭМС необходимо использовать питьевую воду, соответствующую требованиям по качеству воды, используемой при производстве цементобетона, а также отсев дробления каменных материалов по ГОСТ 31424-2010 и битумную эмульсию по ГОСТ Р 52128-2020.

Укладку ЛЭМС на объекте устраивают для обеспечения плоскостности и омоноличивания уложенной стальной армирующей сетки, кроме того, слой ЛЭМС является дополнительным гидроизолирующим слоем в составе дорожной одежды и защитным слоем износа уложенной сетки до момента укладки асфальтобетонного слоя.

При выполнении работ производитель в соответствии с положениями Правил производства работ, нормативными документами в сфере организации и обеспечения безопасности дорожного движения и техники безопасности в строительстве обязан выполнять следующие условия:

\cdot зону производства работ оградить типовыми, травмобезопасными ограждениями;

\cdot в темное время суток в зоне производства работ обеспечить обустройство дополнительного освещения и устройство сигнальных аварийных огней (в случае необходимости);

\cdot не использовать для складирования материалов, отстоя строительной техники территорию за пределами границ участка работ;

\cdot обеспечить установку знаков, обозначающих зону работ, места проходов и движения техники и сохранность их в период проведения работ;

\cdot место производства работ оборудовать информационным щитом установленной формы;

\cdot по завершении работ немедленно убрать временные дорожные знаки, ограждения, произвести очистку территории от строительного мусора.

Е.2 Организация и методы производства основных строительно-монтажных работ

До начала строительства должны быть выполнены все необходимые разбивочные геодезические работы. Геодезическое обеспечение строительства выполняют работники геодезической службы генподрядной организации в соответствии с рабочей документацией.

На специально отведенной площадке складирования должны быть подготовлены все применяемые материалы.

Сетка должна быть упакована и храниться в рулонах таким образом, чтобы избежать ее повреждения. Рулоны укладывают горизонтально на сухой и ровной поверхности площадки, один на другой, но не более чем в девять слоев.

Эмульсию следует хранить в транспортной упаковке либо в стационарной вертикальной цистерне с донной заливкой.

Песок из отсевов дробления, завезенный на площадку складирования для приготовления ЛЭМС, должен быть защищен от попадания пыли, грязи.

Основные дорожно-строительные работы выполняют специальным механизированным звеном.

Работы по строительству участка с устройством защитно-армирующего слоя с использованием стальной армирующей сетки ДОРКАРС-Л выполняет бригада общей численностью 17 чел. Состав бригады следующий:

    Машинист катка 6-го разряда                     - 1 чел.
    Водитель Сларри-машины                          - 1 чел.
    Оператор Сларри-машины                          - 1 чел.
    Водитель уборочной машины                       - 1 чел.
    Машинист погрузчика 6-го разряда                - 1 чел.
    Водитель автомобиля-битумовоза                  - 1 чел.

Водитель автомобиля с задним навесным

    разматывателем сетки                            - 1 чел.
    Дорожный рабочий 4-го разряда                   - 10 чел.

Состав механизированного звена приведен в таблице Е.3.

Таблица Е.3

Состав механизированного звена

Е.3 Подготовительные работы

Работы на захватке по устройству защитно-армирующего слоя с использованием стальной сетки и литой эмульсионно-минеральной смеси приведены на рисунке Е.1.

Номер захваток	1
Технологические операции	Очистка основания от пыли и грязи механической щеткой КДМ 130 Размотка стальной сетки Устройство слоя ЛЭМС
Длина захватки, м	L = 200 м (для одной загрузки распределяющей машины)
Машины, требуемые на каждую смену	1 Поливомоечная машина — 1 2 Автомобиль-манипулятор — 1 3 Пневмокаток ДУ-100-Д — 1 4 Распределяющая машина МР-12 — 1
План потока

Рисунок Е.1 — Технологическая схема устройства защитно-армирующего слоя при капитальном ремонте на одной из автомобильных дорог

В подготовительный период должны быть выполнены работы по выравниванию старого покрытия с помощью холодной фрезы (фрезерование не входит в состав работ по устройству защитно-армирующего слоя).

После окончания фрезерования поверхность покрытия очищают механической щеткой, установленной на поливомоечной машине.

Трещины в основании с раскрытием более 5 мм, а также ямы и выбоины глубиной более 1 см и размером, превышающим размер ячейки сетки, должны быть заделаны асфальтобетонной смесью или иной ремонтной смесью, в том числе применяемой в холодном состоянии. Подготовительные работы выполняет генеральная подрядная организация. Допускается заполнение трещин в основании с шириной раскрытия более 5 мм литой эмульсионно-минеральной смесью непосредственно в процессе устройства защитно-армирующего слоя (при этом расход смеси на 1 м2 увеличивается в зависимости от состояния покрытия и дополнительный расход ЛЭМС определяется фактически на месте).

Е.4 Укладка сетки из стальной проволоки

Основные работы по армированию асфальтобетонных слоев с использованием стальной сетки ведут в сухую погоду, с положительной температурой не ниже 5 °C, оптимальная температура от 15 °C до 25 °C.

Сетку можно укладывать различными вариантами:

• фронтальным погрузчиком с применением специального устройства для закрепления и разматывания рулона;
• автомобилем-манипулятором со специальным устройством для закрепления и разматывания рулона;
• автомобилем с задним навесным разматывателем сетки.

Рекомендуемым вариантом является использование автомобилей с задним навесным разматывателем сетки, так как в этом случае исключается проезд колес по уложенной, но еще не закрепленной сетке.

Рулоны могут быть различной ширины: 1,22 м; 2,56 м; 3,15 м; 3,74 м и т.д.

Рулон закрепляют таким образом, чтобы сетка разматывалась в противоположном направлении свертывания рулона. Схемы размотки сетки даны на рисунке Е.2.

а, б — закрепление рулона сетки соответственно к прицепу-разматывателю и на специальном устройстве для разматывания сетки

Рисунок Е.2 — Схемы размотки сетки

После машинной укладки полосы сетки необходимо вручную ликвидировать большие складки на ней.

Уложенную сетку следует разгладить при помощи пневмоколесного катка (давление в шинах не должно превышать 0,25 МПа, снаряженная масса — не менее 8 т). Разглаживание сетки начинают с середины рулона, двигаясь катком назад и вперед, вплоть до полного прилегания сетки к основанию, без видимых складок на ней.

Размотанную и полностью разглаженную сетку предварительно прикрепляют к основанию металлическими дюбелями через металлическую пластину. Прикрепление выполняют на первом по ходу раскатывания сетки поперечном укрепляющем плоском пруте каждого рулона. Размеры пластины 30 x 100 мм. Длина дюбелей 50 — 60 мм (рисунок Е.3). Локально в местах, где невозможно пневмокатком достичь плотного прилегания сетки к основанию, производят дополнительное крепление дюбелями.

Рисунок Е.3 — Предварительное крепление сетки к нижележащему слою

После этого укладывают следующую полосу сетки (в зависимости от схемы размещения стальной сетки). Укладку выполняют с нахлестом 25 см в поперечном направлении с ранее уложенной полосой таким образом, чтобы по меньшей мере одно поперечное укрепление плоским прутом оказалось за первым прутом второй сетки. Допустимо отклонение ширины нахлеста в меньшую сторону до 10 см, отклонение ширины в бульшую сторону не ограничено и зависит от геометрии участка автомобильной дороги.

При укладке сетки необходимо не допускать нахлеста укрепляющих поперечных плоских прутов одной сетки на такие же пруты другой сетки.

Допускается образование нахлеста укрепляющих плоских прутов в пределах 15% в местах поперечного нахлеста.

После этого производят аналогичные операции по креплению сетки к основанию, как и после укладки 1-й полосы сетки.

Затем осуществляют основное крепление сетки устройством слоя из ЛЭМС в два прохода на определенную ширину в зависимости от геометрии дороги и геометрии уложенной полосы сетки.

В местах поворота автомобильной дороги сетку укладывают отрезными полотнами по радиусу закругления. Размер полотна определяют визуально на месте производства работ в зависимости от конкретных условий.

По уложенной сетке запрещено движение транспортных средств. В исключительных случаях возможен проход технологического транспорта с малой скоростью, без резкого ускорения, торможения и поворотов.

Е.5 Крепление сетки к основанию дорожной одежды при помощи нанесения литой эмульсионно-минеральной смеси

После укладки и разглаживания первой полосы сетки необходимо прикрепить ее к основанию ЛЭМС. При последнем проходе ширина укладки ЛЭМС должна быть такой, чтобы сетка была полностью закрыта.

Перед началом нанесения ЛЭМС следует загрузить машину необходимыми компонентами, определить их дозировку и произвести калибровку распределительной машины. Приготовление ЛЭМС производится одновременно с нанесением ее на сетку.

Поступательное движение распределительной машины делает возможным нанесение слоя смеси установленной толщины от 10 до 15 мм, с расходом 20 кг/м2 на поверхность покрытия с ровностью, соответствующей требованиям СП 78.13330.2012, либо от 20 до 25 кг/м2 на отфрезерованной поверхности покрытия. В местах нахлеста сеток допускается бульшая толщина смеси, достаточная для закрытия сетки смесью, но не более 25 мм. Утолщение слоя технологически обеспечивается короткими остановками распределительной машины в местах нахлеста.

Битумная эмульсия подвергается распаду в течение нескольких минут после изготовления ЛЭМС. Капли осажденного битума соединяются и создают пленку вяжущего вещества на отсеве дробления, которая покрывает и склеивает минеральные частицы.

Время затвердения ЛЭМС зависит от полного склеивания минеральных частиц, обычно это происходит в течение от 1 до 6 ч, в зависимости от погодных условий. Полную стабильность нанесенный слой достигает после высыхания.

Слой из ЛЭМС не уплотняется. После ее нанесения отчетливо видна фактура разложенной в этом слое сетки из стальной проволоки.

Скорость движения технологического транспорта по нанесенному слою ЛЭМС должна быть ограничена до 30 км/ч. После открытия движения по слою ЛЭМС допускается образование мест, не закрытых ЛЭМС (особенно чувствительны к износу места нахлеста сетки), на площади не более 20%.

Не следует допускать движения технологического транспорта по уложенной сетке более двух суток, так как это влечет за собой, в том числе, нарушение целостности антикоррозийного покрытия сетки, в случае невозможности ограничения скорости автомобилей движение по слою ЛЭМС запрещается до момента укладки асфальтобетонного слоя.

Для предотвращения перемещения сетки в вертикальном направлении в местах оголения необходимо дополнительно закрепить ее при помощи дюбелей.

Е.6 Устройство двухслойного асфальтобетонного покрытия

После открытия движения построечного транспорта по слою ЛЭМС работы по устройству асфальтобетонного покрытия должны быть выполнены как можно быстрее, но не позднее 48 ч.

До начала устройства двухслойного покрытия из асфальтобетонных смесей должны быть приняты и оформлены по актам скрытых работ все работы по строительству защитно-армирующего слоя с использованием стальной армирующей сетки.

Слои двухслойного асфальтобетонного покрытия, укладываемые на сетку из стальной проволоки, закрепленную к нижележащему слою литой эмульсионно-минеральной смесью, должны устраиваться в соответствии с требованиями проектной документации и типовой технологией производства работ.

Начало укладки асфальтобетонной смеси может производиться только после полного отвердения ЛЭМС, а также после ее очищения (при допущении движения технологического транспорта по слою из ЛЭМС).

Перед устройством нижнего слоя асфальтобетонного покрытия не требуется устройства битумной подгрунтовки на поверхности слоя из ЛЭМС в том случае, если отсутствовало движение по этому слою транспортных средств (в том числе технологического транспорта).

Е.7 Организация и проведение входного контроля материалов, контроль качества работ

В состав входного контроля качества включается освидетельствование подготовленного для укладки сетки нижележащего слоя. Входной контроль качества материалов выполняется как до начала, так и в процессе строительства.

Входной контроль при строительстве может быть сплошным или выборочным.

При проведении входного контроля строительных материалов следует рассмотреть сопроводительную документацию, оформленную в установленном порядке. В необходимых случаях может быть проведен выборочный инструментальный или лабораторный контроль.

Проверка маркировки поставленных материалов данным сопроводительной документации должна включать контроль фактической маркировки на соответствие указанной в сопроводительной документации (ярлыки, бирки и т.д.).

Входной контроль материалов следует выполнять в специально оборудованных складских помещениях или на смотровой площадке, организованной в непосредственной близости от площадки строительства для входного контроля крупногабаритного или крупнотоннажного материала. Специально оборудованные складские помещения и смотровые площадки должны удовлетворять требованиям охраны труда и техники безопасности.

При входном контроле качества материалов и изделий по установленным параметрам проверки составляют:

• протокол проведения измерений контролируемых параметров;
• заявку на испытание в лаборатории, по которой передают выборки или пробы для испытаний в лабораторию;
• акт об отборе образцов (проб).

Выборки или пробы, отобранные от проверяемой партии продукции для предоставления в лабораторию на испытание, маркируются ярлыком продукции.

При операционном контроле качества устройства слоя из литой эмульсионно-минеральной смеси проверяют соответствие дозировки битумной эмульсии и песка из отсевов дробления требованиям утвержденного рецепта и настоящей Технологической карты.

Точность дозирования определяют оперативно на пульте управления машины, распределяющей литую эмульсионно-минеральную смесь, по показаниям расходомеров битумной эмульсии и отсева дробления.

Точность дозирования материалов должна соответствовать:

• битумной эмульсии — не более +/- 1% по массе;
• отсева дробления — не более +/- 1% по массе.

Результаты контроля входят в состав исполнительной документации.

При операционном контроле качества укладки стальной сетки проверяют визуально:

• укладку сетки (равномерность);
• крепление сетки к основанию;
• целостность сетки;
• ширину нахлеста:

\cdot поперечного — не менее 10 см,

\cdot продольного — не более 20 см;

• наличие нахлеста поперечных укрепляющих плоских прутов — не более 15%;
• наличие мест на сетке, не закрытых смесью типа «Сларри Сил», после открытия движения — не более 20%.

Операционный контроль качества работ по устройству слоев асфальтобетонного покрытия выполняют в соответствии с требованиями СП 78.13330.2012.

Допускаемые отклонения геометрических размеров при устройстве слоев покрытия должны соответствовать СП 78.13330.2012 и настоящей Технологической карте.

Е.8 Техника безопасности и охрана труда

Перед началом работ все работающие должны быть ознакомлены с теми правилами и нормами техники безопасности, которые необходимо соблюдать в конкретных условиях ведения тех или иных видов работ с учетом требований правил техники безопасности.

Укладку ЛЭМС производят в основном без перерыва движения комплекса, поэтому необходимо обеспечить безопасность рабочих, а также безопасные работу дорожно-строительных машин и движение транспортных средств.

До начала работ нужно наметить безопасную для производства работ и движения транспортных средств схему завоза материалов.

С каждой стороны движения необходимо установить по два переносных знака «Ремонтные работы». Первый знак устанавливают за 150 — 250 м (в зависимости от скорости движения автомобилей на участке производства работ и дорожных условий) на правой со стороны движения обочине; второй знак (дублирующий) размещают за 10 м непосредственно на проезжей части у места работ. Место работ с каждой стороны ограждают переносными барьерами, а боковую сторону по оси проезжей части — переносными стойками, вехами или конусами.

При производстве работ на сложных для организации движения участках (ограниченная видимость, интенсивное движение и пр.) должны привлекаться работники ГИБДД.

Бригада рабочих должна быть обеспечена средством укрытия в плохую погоду, местом хранения аптечки, бачка с питьевой водой, инструментов (грузопассажирский вариант автомобиля «Газель»).

Во время производства работ рабочих обеспечивают сигнальной спецодеждой.

При попадании эмульсии на лицо, руки следует быстро смыть ее холодной водой, а остатки битума снять керосином, соляровым маслом, бензином, а затем эти места промыть теплой водой с мылом.

При несчастных случаях в процессе выполнения работ пострадавшим немедленно оказывают необходимую доврачебную помощь и принимают меры по вызову специалистов-медиков или доставке пострадавшего в медицинское учреждение.

БИБЛИОГРАФИЯ

Руководитель организации-разработчика ООО «БитумРус» Генеральный директор А. Н. Нартов