СН 120-70. Строительные нормы. Указания по проектированию аэродромных покрытий

(утв. Госстроем СССР 28.04.1970)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["СН 120-60"]:::rst
  n1["СН 120-70"]:::rst
  click n1 "https://bukva.ai/docs/sn-stroitelnye-normy-sn-120-70" "СН 120-70. Строительные нормы. Указания по проектированию аэродромных покрытий (утв. Госстроем СССР 28.04.1970)"
  n2["СНиП II-47-80"]:::rst
  click n2 "https://bukva.ai/docs/snip-ii-47-80" "СНиП II-47-80. Строительные нормы и правила. Часть II. Нормы проектирования. Глава 47. Аэродромы (утв. Постановлением Госстроя СССР от 10.04.1980 N 49)"
  n3["СНиП 2.05.08-85"]:::rst
  click n3 "https://bukva.ai/docs/snip-2-05-08-85" "СНиП 2.05.08-85. Аэродромы (утв. Постановлением Госстроя СССР от 18.02.1985 N 18)"
  n4["СНиП 32-03-96"]:::doc
  click n4 "https://bukva.ai/docs/snip-32-03-96" "СНиП 32-03-96. Аэродромы (приняты Постановлением Минстроя РФ от 30.04.1996 N 18-28)"
  n5["СП 121.13330.2012"]:::rst
  click n5 "https://bukva.ai/docs/sp-svod-pravil-sp-121-13330-2012" "СП 121.13330.2012. Свод правил. Аэродромы. Актуализированная редакция СНиП 32-03-96 (утв. Приказом Минрегиона России от 30.06.2012 N 277)"
  n6["СП 121.13330.2019"]:::doc
  click n6 "https://bukva.ai/docs/sp-svod-pravil-sp-121-13330-2019" "СП 121.13330.2019. Свод правил. Аэродромы. СНиП 32-03-96 (утв. и введен в действие Приказом Минстроя России от 30.01.2019 N 64/пр)"
  n1 --> n2
  n0 --> n1
  n2 --> n3
  n3 --> n4
  n4 --> n5
  n5 --> n6
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

СН 120-70

Внесены Министерством гражданской авиации, Министерством обороны СССР и Министерством авиационной промышленности.

Утверждены Государственным комитетом Совета Министров СССР по делам строительства 28 апреля 1970 г.

«Указания по проектированию аэродромных покрытий» (СН 120-70) разработаны организациями Министерства гражданской авиации, Министерства обороны СССР и Министерства авиационной промышленности взамен «Технических условий проектирования аэродромных покрытий» (СН 120-60). С введением в действие настоящих Указаний утрачивают силу:

Инструкция по расчету аэродромных покрытий нежесткого типа, 1951 г.;

Инструкция по проектированию водоотвода на постоянных аэродромах (ИА 103-56);

Инструкция по расчету бетонных и железобетонных аэродромных покрытий из прямоугольных плит (ИА 104-56) с дополнением по назначению прочностных показателей грунтов;

Инструкция по расчету песчаных оснований аэродромных покрытий (ИА 105-56);

Указания по теплотехническому расчету аэродромных покрытий для северных районов распространения многолетнемерзлых пород (УА 119-58);

Указания по проектированию аэродромных покрытий с жесткой одеждой для северных районов распространения многолетнемерзлых грунтов (УА 122-58);

Временная инструкция по проектированию жестких двухслойных покрытий на аэродромах (ИА 126-59);

Инструкция по проектированию и расчету монолитных предварительно напряженных аэродромных покрытий (ИА 133-60);

Инструкция по расчету жестких аэродромных покрытий (ИА 134-60);

Инструкция по проектированию жестких аэродромных покрытий на пучинистых грунтах (ИА 137-60);

Указания по повышению прочности черных аэродромных покрытий (УА 139-61);

Технические указания по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог и аэродромов в районах вечной мерзлоты (ВСН 84-62/Минтрансстрой СССР) в части проектирования аэродромных покрытий;

Временные технические указания на проектирование и производство работ по усилению существующих жестких аэродромных покрытий асфальтобетоном, предварительно напряженным железобетоном, армобетоном и армоцементом (ВТУ 3-64) в части проектирования;

Технические указания по проектированию и строительству армобетонных аэродромных покрытий (ВСН 22-66/УА 150-66) в части проектирования.

Редакторы — инженеры Б.К. Козловский (Госстрой СССР), Э.С. Бартошевич (Министерство гражданской авиации), А.И. Заварзин (Министерство обороны СССР).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Указания распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых аэродромных покрытий на территории Союза ССР.

При проектировании необходимо также соблюдать требования действующих норм, технических условий и ГОСТов на строительные материалы и конструкции.

1.2 Аэродромные покрытия подразделяют на жесткие и нежесткие.

К жестким покрытиям относятся:

монолитные предварительно напряженные железобетонные;

сборные из предварительно напряженных железобетонных плит;

армобетонные;

бетонные и обычные железобетонные <1>.

<1> Обычными железобетонными покрытиями называют монолитные покрытия, армированные в двух направлениях двойной рабочей ненапрягаемой арматурой.

К нежестким покрытиям относятся:

асфальтобетонные;

щебеночные из прочных материалов подобранного состава, обработанных вяжущими материалами;

грунтощебеночные, грунтогравийные и грунтовые, обработанные вяжущими материалами.

1.3. Применяемые на аэродромах покрытия подразделяются на капитальные, облегченные и переходные.

К капитальным относятся все жесткие и асфальтобетонные покрытия.

К облегченным относятся покрытия из прочных щебеночных материалов подобранного состава, обработанных органическими вяжущими материалами.

К переходным относятся покрытия из щебеночных и гравийных материалов с обработкой вяжущими материалами, а также покрытия из грунтов и местных (малопрочных) минеральных материалов, обработанных органическими и неорганическими вяжущими.

1.4 Конструкция аэродромного покрытия включает:

верхний слой, непосредственно воспринимающий воздействия самолетной нагрузки и естественных климатических факторов, именуемый в дальнейшем «покрытием»;

основание, состоящее из одного или нескольких слоев, обеспечивающих передачу нагрузок на естественный грунт и выполняющих морозозащитные, дренирующие и другие функции.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

2.1. Для устройства жестких покрытий следует применять тяжелый бетон, отвечающий требованиям ГОСТ 8424-63 «Бетон дорожный». Минимальные проектные марки бетона по прочности на сжатие и на растяжение при изгибе приведены в табл. 1.

Для анкеров монолитных предварительно напряженных покрытий следует применять бетон марки не ниже 300.

Нормативные и расчетные характеристики тяжелых бетонов приведены в табл. 2.

2.2. Для нижнего слоя двухслойных покрытий, оснований под асфальтобетонные покрытия и для термоизоляционных слоев оснований применяют песчаный бетон, керамзитобетон и шлакобетон на пористых доменных шлаках. Марки и расчетные характеристики этих бетонов приведены в табл. 3.

2.3. Для армирования жестких аэродромных покрытий используют стержневую, проволочную и прядевую арматуру. Вид и класс арматуры устанавливают в зависимости от типа покрытия и назначения арматуры в конструкции.

В качестве напрягаемой арматуры следует применять:

горячекатаную арматурную сталь периодического профиля класса А-IV (ГОСТ 5781-61), марок 20ХГ2Ц, 20ХГСТ и 80С;

горячекатаную арматурную сталь периодического профиля класса А-V (ЦМТУ/1-177-67), марки 23Х2Г2Т;

термически упрочненную арматурную сталь классов Ат-IV, Ат-V, Ат-VI (ГОСТ 10884-64);

стальную холоднотянутую проволоку периодического профиля класса Вр-II (ГОСТ 8480-63);

семипроволочные стальные пряди (ЧМТУ/ЦНИИЧМ 426-61);

стальную круглую углеродистую проволоку класса В-II (ГОСТ 7348-63) в виде пучков при натяжении на затвердевший бетон.

В качестве ненапрягаемой арматуры следует применять:

горячекатаную арматурную сталь периодического профиля класса А-II (ГОСТ 5781-61), марок 10ГТ, МСт.5сп, МСт.5пс <*>;

стальную низкоуглеродистую холоднотянутую проволоку класса В-I (ГОСТ 6727-53) — для армирования однооснообжатых плит сборных покрытий.

<*> Арматурную сталь МСт.5пс следует применять при расчетных температурах воздуха не ниже -40 °C.

В качестве монтажной, распределительной и конструктивной арматуры, а также для элементов стыковых соединений следует применять:

горячекатаную арматурную сталь гладкую класса А-I (ГОСТ 5781-61), марки Ст.3;

стальную низкоуглеродистую холоднотянутую проволоку класса В-I (ГОСТ 6727-53).

Характеристики арматурных сталей приведены в табл. 4.

Примечания: 1. Для арматуры, свитой из двух высокопрочных проволок, значения расчетных сопротивлений следует умножать на коэффициент условий работы m = 0,95.

2. В покрытиях с арматурой из высокопрочной проволоки, расположенной в два и более ряда вплотную без зазора и без свивки (при применении пакетов, пучков, состоящих из 4 и более проволок, не заполненных внутри раствором, или при непрерывном армировании), расчетное сопротивление следует умножать на коэффициент m = 0,85.

2.4. Для устройства асфальтобетонных покрытий следует применять асфальтобетонные смеси, отвечающие требованиям ГОСТ 9128-67 "Смеси асфальтобетонные (горячие и теплые). Дорожные и аэродромные". Значения модулей деформации асфальтобетонов приведены в табл. 5.

2.5. При устройстве облегченных и переходных покрытий, а также оснований под капитальные покрытия применяют: щебень, гравий, песчано-гравийные, грунтогравийные и грунтощебеночные смеси, местные грунты, песок, дресву, ракушечник, а также кислые доменные шлаки, обработанные и не обработанные неорганическими и органическими вяжущими. Применяемые материалы должны удовлетворять требованиям действующих ГОСТов.

Значения модулей деформации материалов и грунтов, не обработанных и обработанных вяжущими, приведены в табл. 6 - 8.

Примечания: 1. В знаменателе указаны значения модулей деформации для материалов, обработанных органическими вяжущими, в числителе - без обработки.

2. В строке "Грунтогравийные и грунтощебеночные смеси" меньшие значения модулей деформации относятся к грунтогравийному материалу, большие - к грунтощебеночному.

3. Значения модулей деформации по п. 6 - 11 даны для II и III дорожно-климатических зон, для IV и V зон эти значения следует увеличивать на 20%.

Примечания: 1. При применении цементов марок 200 или 400 расчетные значения модулей деформации следует соответственно понижать или повышать на 25%.

2. В таблице даны значения модулей деформации для случая перемешивания смеси на месте. Для смесей, приготовленных в установке, значения модулей повышают на 30%.

Примечание. В таблице даны значения модулей деформации для случая перемешивания смеси на месте. Для смесей, приготовленных в установке, значения модулей деформации повышаются на 20%.

2.6. В качестве материалов для заполнения швов жестких покрытий следует применять: резинобитумные вяжущие (РБВ), мастику изол, рулонный гидроизоляционный изол, пороизол, мастику ЦН-2 и другие материалы, выпускаемые промышленностью и прошедшие производственную проверку.

3. КОНСТРУИРОВАНИЕ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

Общие положения

3.1 Конструкцию покрытий и оснований назначают на основе технико-экономического сопоставления вариантов с учетом:

класса аэродрома, его назначения и величины нормативной нагрузки (табл. 9);

климатических, гидрогеологических и грунтовых условий района строительства;

предполагаемой интенсивности эксплуатации, концентрации и направленности движения и особенностей воздействия на покрытия предполагаемых к эксплуатации самолетов;

наличия местных строительных материалов.

Примечания: 1. Расстояния между пневматиками условной четырехколесной опоры приняты равными 70 и 130 см.

2. Заданием на проектирование нормативные нагрузки III и IV категорий можно устанавливать одноколесными, равными соответственно 17 и 12 т, а давление в пневматиках для V и VI категорий нагрузки равным 8 кг/см2.

3.2. Капитальные покрытия устраивают во всех дорожно-климатических зонах (рис. 1) на участках с гидрогеологическими условиями I - II типов (табл. 10). Устройство капитальных покрытий в гидрогеологических условиях III типа не допускается.

При необходимости строительства капитальных покрытий на участках с III типом гидрогеологических условий следует предусматривать соответствующие инженерные мероприятия (осушение, понижение уровня грунтовых вод, возведение насыпей и т.д.) с целью приведения имеющихся условий ко II типу.

Минимальные возвышения дна корыта капитальных и облегченных покрытий над уровнем грунтовых вод и верховодки в зависимости от вида грунта (табл. 11) должны быть не менее приведенных в табл. 12.

<1> Определение вида естественных грунтов зернистой структуры по крупности следует производить по табл. 11а.

Крупнообломочные

Песчаные

Примечание. Вид грунта устанавливают путем последовательного суммирования процентов по весу содержания частиц сначала крупнее 2 мм, затем 0,5 мм, 0,25 мм и принимают по первому удовлетворительному показателю в порядке расположения наименований в таблице.

3.3. Выбор конструкции покрытий в зависимости от категории нормативной нагрузки следует производить по табл. 13.

Примечания: 1. Для I и II категорий нормативных нагрузок допускается применение обычных железобетонных покрытий. На пучинистых и просадочных грунтах обычные железобетонные покрытия можно устраивать и для более низких категорий нормативных нагрузок.

2. Применение монолитных предварительно напряженных железобетонных покрытий наиболее целесообразно на прямолинейных участках длиной не менее 500 м.

3. Сборные покрытия из предварительно напряженных плит заводского изготовления в первую очередь следует применять: на участках, подверженных неравномерному пучению или просадкам; при необходимости строительства покрытий в сжатые сроки; на участках, где не могут быть эффективно использованы бетоноукладочные машины; при необходимости строительства покрытий при отрицательных температурах.

4. При расчетной интенсивности эксплуатации покрытия, не превышающей 1000 рулений самолетов в год (определяемой по примечанию 4 к табл. 23), бетонные покрытия допускается применять для IV категории нормативных нагрузок.

5. При усилении существующих жестких покрытий асфальтобетон можно применять для I и II категории нагрузок.

3.4. Требуемые толщины конструктивных слоев покрытий и оснований определяют расчетом по разделу 4 настоящих Указаний. Минимально допустимые толщины конструктивных слоев из различных материалов приведены в табл. 14.

Примечания: 1. Толщина конструктивного слоя из предварительно напряженного железобетона с двухосным обжатием при укладке поперечной арматуры в каналах должна быть не менее 18 см.

2. Минимальную толщину конструктивного слоя асфальтобетона при усилении жестких покрытий следует принимать в соответствии с п. 4.17.

3.5. Проектирование покрытий и оснований из грунтов, грунтогравийных и грунтощебеночных смесей, обработанных органическими и неорганическими вяжущими, производят в соответствии с требованиями "Указаний по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами" (СН 25-64).

3.6. При II и III типах гидрогеологических условий в тех случаях, когда грунтами основания являются глины, суглинки, пылеватые и тяжелые суглинки или пылеватые супеси, в конструкциях оснований следует предусматривать дренирующие слои. Минимальные толщины дренирующих слоев из средне- и крупнозернистых песков приведены в табл. 15.

Примечание. Бо́льшую толщину слоя следует принимать для районов, расположенных в северной части климатической зоны, меньшую - в южной.

3.7. В том случае, когда при устройстве оснований крупнозернистые материалы, не обработанные вяжущими (щебень, камень и т.д.), укладывают непосредственно на глинистый, суглинистый или пылеватый грунт, следует предусматривать противозаиливающие слои, исключающие проникание грунта при его увлажнении в слой крупнопористого материала. Противозаиливающие слои устраивают из материалов, не переходящих в пластическое состояние при увлажнении (песка, шлака, естественного грунта, обработанного вяжущими, и т.д.). Толщина слоя должна быть не менее размера наиболее крупных частиц материала, но не менее 5 см.

3.8. Участки обочин, непосредственно примыкающие к покрытиям ВПП, РД, МС и перронов и подвергающиеся воздействию газовых и воздушных струй от двигателей самолетов, а также возможным воздействиям аэродромных транспортных и эксплуатационных средств, следует укреплять.

Покрытия для укрепления участков обочин, примыкающих к торцам ВПП, приведены в табл. 16. Для участков обочин РД, МС, перронов, а также обочин вдоль боковых кромок ВПП применяют покрытия из каменных материалов и грунтов, обработанных органическими и неорганическими вяжущими.

Примечание. При применении покрытий из грунтов, обработанных вяжущими, обязательным условием является устройство защитных слоев из среднезернистого и крупнозернистого асфальтобетона или мелкого щебня, обработанного битумной эмульсией. На аэродромах, проектируемых под нормативную нагрузку III - V категорий, допускают устройство грунтоцементных покрытий без защитного слоя с обязательной обработкой поверхности органическими вяжущими и эмульсиями.

Толщину покрытий для укрепления обочин принимают минимальной в соответствии с табл. 14; при необходимости обеспечения систематического проезда по укрепляемым участкам обочин аэродромных транспортных и эксплуатационных средств толщину покрытия определяют расчетом.

3.9. Жесткие покрытия следует, как правило, устраивать на основаниях из материалов, обработанных неорганическими или органическими вяжущими. При устройстве пескоцементных и грунтоцементных оснований монолитных покрытий толщину их принимают постоянной, равной 20 см, с расходом цемента марки 300 в количестве 250 кг на 1 м3 песка или грунта. При применении цементов марок 200 или 400 расход его должен соответственно увеличиваться или уменьшаться на 20%. Толщину оснований из материалов, обработанных органическими вяжущими, устанавливают расчетом; при этом минимальная толщина их должна быть 15 см.

В I типе гидрогеологических условий допускают устройство жестких покрытий на песчаном основании, толщину которого в этих случаях принимают равной 15 см.

3.10. Толщина однослойных жестких покрытий не должна превышать 30 см. В том случае, когда по расчету требуется бульшая толщина, необходимо применять более эффективные по несущей способности конструкции покрытий и оснований или устраивать двухслойные покрытия.

Двухслойные покрытия, кроме того, рекомендуется применять:

при наличии местных строительных материалов, непригодных для верхнего, но допустимых для нижнего слоя покрытий;

при устройстве покрытий на пучинистых грунтах.

3.11. Двухслойные жесткие покрытия устраивают методом наращивания по разделительной прослойке. В качестве разделительной прослойки используют пергамин и другие рулонные материалы, уложенные в два слоя, а также слой пескобитума толщиной 0,5 - 1 см.

Нижний слой двухслойного покрытия рекомендуется проектировать из бетона, керамзито-, песко- и шлакобетона. В верхнем слое применяют предварительно напряженный или обычный железобетон и армобетон.

3.12. Жесткие аэродромные покрытия расчленяют на отдельные плиты швами сжатия и расширения.

При проектировании двухслойных покрытий, как правило, не должно быть совмещения швов верхнего и нижнего слоев; при этом взаимное смещение поперечных швов должно быть не менее 1,5 м.

Расстояния между поперечными швами сжатия бетонных покрытий принимают равными:

5 м - для однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий;

10 м - для нижнего слоя двухслойных покрытий.

Для армобетонных и обычных железобетонных покрытий расстояния между поперечными швами сжатия принимают по табл. 17.

В монолитных предварительно напряженных покрытиях швы сжатия не устраивают.

Продольные швы сжатия всех типов покрытий, кроме бетонных, совмещают с технологическими швами <1>. В бетонных покрытиях расстояние между продольными швами сжатия 3,5 - 5 м.

<1> Технологические швы - швы, устройство которых обуславливается шириной захвата бетоноукладочных машин и возможными перерывами в работе.

Расстояния между поперечными швами расширения для всех типов монолитных жестких покрытий следует принимать по табл. 18. Продольные швы расширения в монолитных покрытиях не устраивают.

Примечание. Швы расширения в нижнем слое двухслойных покрытий не устраивают.

В сборных покрытиях устраивают температурные швы <2>. Расстояния между температурными швами в продольном и поперечном направлениях следует принимать равными:

12 м - при годовой амплитуде среднемесячных температур 40 °C и более;

30 м - при годовой амплитуде среднемесячных температур 20 °C и менее.

<2> Температурные швы - швы, выполняющие функции как швов сжатия, так и швов расширения.

Для промежуточных значений амплитуд расстояния между швами устанавливаются по интерполяции.

3.13. Во всех швах, как правило, следует предусматривать соединения в виде штырей или шпунта. Параметры штыревых соединений даны в табл. 19.

В отдельных случаях вместо устройства соединений можно производить усиление краевых участков плит армированием или утолщением этих участков; в поперечных швах расширения рекомендуется устройство подшовных плит. Армирование краевых участков плит в бетонных и армобетонных покрытиях производят согласно табл. 20; в железобетонных покрытиях необходимую площадь арматуры на краевых участках определяют расчетом в соответствии с величинами изгибающих моментов (см. п. 4.4).

16 - 22 3Ø12 4Ø12

24 - 26 4Ø12 5Ø12

28 - 30 4Ø14 5Ø14

Примечание. Ширину зоны усиления краевых участков плит следует принимать равной 0,8l, где l - упругая характеристика плиты, определяемая по формуле (7).

Без стыковых соединений или усиления краевых участков допускается устройство только продольных швов в монолитных предварительно напряженных покрытиях с двухосным обжатием, а также при устройстве продольных и поперечных швов в двухслойных покрытиях.

Конструкции швов монолитных жестких покрытий показаны на рис. 2, а условия их применения приведены в табл. 21.

3.14 Величину защитного слоя для монолитных покрытий следует принимать не менее:

4 см - для верхней арматуры;

3 см - для нижней арматуры.

3.15. Между плитами и основанием в жестких монолитных покрытиях следует предусматривать разделительные прослойки из битуминизированной бумаги, пергамина, пластмассовой пленки или песчанобитумной смеси.

При устройстве сборных покрытий из предварительно напряженных железобетонных плит, укладываемых на все типы оснований, кроме песчаных, следует предусматривать выравнивающую прослойку из пескоцементной смеси толщиной 2 - 4 см. Разделительную прослойку в этом случае не устраивают.

Предварительно напряженные железобетонные покрытия

3.16. Монолитные предварительно напряженные железобетонные покрытия устраивают с двухосным или одноосным (продольным) обжатием.

В качестве напрягаемой применяют проволочную, прядевую, пучковую и стержневую арматуру. Проволочную арматуру используют только для продольного армирования.

Диаметры напрягаемой арматуры: проволочной 4 - 5 мм, стержневой 14 - 16 мм при толщине покрытия до 18 см и 16 - 18 мм при большей толщине. В качестве ненапрягаемой применяют стержневую арматуру диаметром не менее 10 мм.

3.17. Площадь напрягаемой арматуры определяют расчетом, при этом величина предварительного напряжения в бетоне в продольном направлении должна быть не менее 20 кг/см2, в поперечном - не менее 10 кг/см2.

Продольную напрягаемую арматуру в сечении плиты размещают в один или два ряда с расстоянием между группами проволок, прядями или стержнями не менее 8 см.

3.18. Поперечную напрягаемую арматуру в сечении плиты следует размещать в один ряд. В случае расположения арматуры в каналах расстояние от нижней плоскости плиты до оси канала должно быть равно 8 см независимо от толщины плиты. При этом диаметр канала в свету должен быть на 10 - 12 мм больше наружного диаметра арматуры.

Поперечную ненапрягаемую арматуру в однооснообжатых покрытиях располагают в два ряда. Шаг арматуры не должен превышать 30 см.

3.19. Для временного восприятия усилий от продольной арматуры, напрягаемой до бетонирования покрытия, по концам каждой захватки (через 500 - 1000 м) предусматривают упоры в виде анкеров.

Конструирование и расчет анкеров производят согласно Приложению 3.

В местах расположения анкеров предусматривают технологические разрывы. Размеры технологических разрывов назначают с учетом размеров анкеров и габаритов оборудования, применяемого для натяжения арматуры.

В пределах технологических разрывов предусматривают железобетонное или армобетонное покрытие, устраиваемое после окончания бетонирования предварительно напряженного покрытия.

3.20. Передачу продольного предварительного напряжения на бетон (разрезку арматуры) целесообразно производить в ранние сроки набора прочности бетоном (на 1 - 3-и сутки); при этом следует предусматривать устройство специальных анкеров на стержнях, прядях и проволоках или мероприятия по ускорению твердения бетона в зонах анкеровки и т.д.

Без применения специальных мероприятий разрезку напрягаемой арматуры следует производить после достижения бетоном прочности на сжатие не менее 65% марочной.

В двухоснообжатых покрытиях натяжение поперечной арматуры производят после бетонирования с передачей усилия на затвердевший бетон. После напряжения арматуры в каналы нагнетают цементный раствор.

Концы напрягаемой поперечной арматуры заделывают в лотковые плиты покрытия, а при их отсутствии - в материал укрепленных обочин с обеспечением антикоррозионной защиты арматуры.

3.21. Сборные предварительно напряженные железобетонные покрытия, как правило, следует устраивать из типовых плит заводского изготовления. Плиты в покрытие укладывают длинной стороной вдоль основного направления движения самолетов.

Соединения плит следует выполнять на сварке во всех швах, кроме температурных.

Швы между плитами сборных покрытий заполняют мастиками стандартного состава или прокладками изола или пороизола. Допускают нижнюю часть всех швов, кроме температурных, на высоту, равную 2/3 толщины плиты, заполнять пескоцементной смесью.

Армобетонные и обычные железобетонные покрытия

3.22. Армобетонные покрытия следует армировать сетками из стержневой арматуры класса А-II диаметром 10 - 14 мм.

Сетки располагают в верхней зоне сечения на глубине, равной 1/3 толщины плиты.

Проценты продольного армирования плит \mu_{\text{п}} устанавливают по табл. 22 в зависимости от расстояния между швами сжатия l_{\text{п}} ; шаг продольных стержней принимают в пределах 15 - 40 см.

Поперечное армирование - конструктивное; расстояние между поперечными стержнями:

40 см - при толщине плиты до 22 см;

50 см - при большей толщине плит.

Поперечные и продольные стержни арматурной сетки следует принимать одного диаметра.

3.23. Для армирования обычных железобетонных покрытий следует применять арматуру класса А-II диаметром 12 - 16 мм в виде сеток и каркасов, свариваемых контактным способом. Необходимую площадь арматуры определяют расчетом. Минимальный процент армирования - 0,25. Арматуру размещают в продольном и поперечном направлении в верхней и нижней зонах сечения плиты в соответствии с эпюрой изгибающих моментов.

Расстояние между стержнями в зависимости от требуемой площади арматуры и принятого диаметра стержней принимают в пределах 10 - 30 см.

При конструировании следует стремиться к тому, чтобы количество применяемых диаметров арматуры было минимальным. Стыкование арматурных сеток и отдельных стержней производят в соответствии с п. 11 табл. 33 приложения III СНиП II-В.1-62.

Нежесткие аэродромные покрытия

3.24. Нежесткие аэродромные покрытия следует проектировать многослойными, при этом количество слоев назначают исходя из требуемой общей толщины покрытия, вида и качества выбранных материалов и применяемых средств механизации. При выборе материалов слоев нежестких аэродромных покрытий следует стремиться к тому, чтобы модуль деформации вышележащего слоя не более чем в 2,5 - 3 раза превышал модуль деформации нижележащего слоя.

3.25. Покрытия из асфальтобетона устраивают двухслойными или трехслойными. Устройство однослойного покрытия допускается только для V и VI категорий нагрузок на основаниях из щебня, обработанного органическими вяжущими.

Верхние слои покрытия следует устраивать из мелкозернистого плотного асфальтобетона марки I, при этом для ВПП рекомендуют применять многощебенистые или среднещебенистые смеси с заменой природного песка дробленым. Допускают применение песчаных асфальтобетонных смесей из дробленого песка. Для остальных участков покрытий применяют все типы щебенистых и песчаных асфальтобетонных смесей.

Нижние слои покрытия устраивают из плотного или пористого асфальтобетона марок I и II.

3.26. Основания под асфальтобетонные покрытия устраивают из щебня, обработанного или не обработанного вяжущими материалами, подобранных гравийных смесей (как правило, с добавками дробленых материалов), не обработанных или обработанных органическими вяжущими материалами, а также из грунто- и пескоцемента. В нижних слоях основания, кроме того, допускается применять слабые местные материалы и грунты, обработанные вяжущими.

В верхних слоях основания допускается использование бетона и материалов, применяемых для нижнего слоя двухслойных жестких покрытий и отвечающих требованиям п. 2.1 и 2.2.

3.27. В местах систематического запуска и опробования двигателей асфальтобетонные покрытия рекомендуют армировать сварной сеткой из проволоки диаметром 2,5 - 3,5 мм с размерами ячеек 100 x 100 мм. Сетку следует располагать под верхним слоем асфальтобетона. Стыкование сеток - внахлестку; длина нахлестки в обоих направлениях 100 мм.

Магистральные рулежные дорожки в местах предварительного запуска двигателей армируют на всю ширину; длину армированных участков в этом случае принимают равной 20 м.

На концевых участках ВПП армируют полосу шириной 20 м вдоль линии старта.

На групповых МС армирование асфальтобетона следует предусматривать на полосе шириной 15 м по всей длине МС вдоль линии размещения основных опор самолетов.

3.28. Щебеночные покрытия, обработанные вяжущими, устраивают по принципу расклинцовки из прочного чистого, сухого и однородного щебня, подобранного по фракциям.

В зависимости от назначения покрытия пропитка вяжущим может быть глубокой (6,5 - 8 см) или облегченной (4 - 6 см). Выбор вяжущего производят в зависимости от климатических условий участка строительства.

Щебеночные покрытия устраивают на основаниях из грунтощебеночных или грунтогравийных материалов, обработанных вяжущими или без обработки, а также на грунтах, обработанных вяжущими.

На поверхности щебеночных покрытий следует устраивать защитный слой способом поверхностной обработки.

Усиление аэродромных покрытий

3.29. При выборе конструкции усиления кроме требований п. 3.1 необходимо учитывать конструкцию существующего покрытия и категорию его разрушения.

Плиты существующих жестких покрытий в зависимости от степени разрушения подразделяют на группы:

I группа - плиты, не имеющие значительных повреждений; разрушение таких плит в основном характеризуется шелушением их поверхности;

II группа - плиты, имеющие значительные поверхностные разрушения, отколы кромок над шпунтовыми и штыревыми соединениями;

III группа - плиты, имеющие сквозные продольные и поперечные трещины;

IV группа - плиты, имеющие наряду с продольными и поперечными сквозными трещинами отколы углов и другие сквозные трещины.

Существующие жесткие покрытия в зависимости от степени разрушения и соотношения разрушенных плит к общему количеству плит на рассматриваемом участке подразделяют на категории:

I категория - покрытия, состоящие в основном из плит, не имеющих разрушений. Количество плит I группы не превышает 10%;

II категория - покрытия, состоящие в основном из плит I группы. Количество плит III группы не превышает 20%;

III категория - покрытия, состоящие в основном из плит II группы с большими поверхностными разрушениями. Количество плит III группы может превышать 20%;

IV категория - покрытия, состоящие в основном из плит III и IV групп.

Примечания: 1. При подсчете процентного содержания плит I - III групп необходимо принимать: а) для ВПП - среднюю полосу шириной, равной половине ширины ВПП по всей ее длине; б) для РД - ряды плит, подвергающиеся воздействию нагрузки от основных опор самолета.

2. Если отдельные плиты на участке могут быть отнесены к более низкой группе, технико-экономическим сравнением следует установить целесообразность их замены или отнесения всего покрытия на участке к более низкой категории.

3.30. При наличии разрушенных участков основания существующего покрытия необходимо предусматривать предварительное исправление основания и восстановление покрытия.

3.31. Жесткие аэродромные покрытия можно усиливать монолитным предварительно напряженным железобетоном, армобетоном, бетоном или асфальтобетоном. Допускается усиление предварительно напряженными железобетонными плитами заводского изготовления.

3.32. Усиление жестких покрытий бетоном, армобетоном и предварительно напряженным железобетоном производят методом наращивания по разделительной прослойке.

В качестве разделительной прослойки используют пергамин или другие рулонные материалы, уложенные в два слоя, а также пескобитум толщиной до 1 см.

В том случае, когда существующие покрытия имеют неровности высотой более 0,5 см, помимо разделительной прослойки следует предусматривать выравнивающий слой. При высоте неровностей до 2 см выравнивающий слой устраивают из пескоцементной или пескобитумной смесей, а при высоте неровностей, превышающей 2 см, - из мелкозернистого или песчаного бетона.

При усилении сборными покрытиями из предварительно напряженных железобетонных плит во всех случаях следует предусматривать сплошной выравнивающий слой из пескоцементной смеси. Толщина слоя должна быть на 1 - 2 см больше высоты неровностей существующего покрытия, но не более 6 см. В тех случаях, когда высота неровностей существующего покрытия превышает 5 см, перед укладкой пескоцементной смеси поверхность существующего покрытия предварительно выравнивают мелкозернистым или песчаным бетоном.

В случае усиления жестких покрытий асфальтобетоном выравнивающий слой устраивают при высоте неровностей, превышающей 3 см.

Для обеспечения сцепления асфальтобетона с существующим покрытием следует предусматривать обработку очищенной поверхности покрытия разогретым или разжиженным битумом или битумной эмульсией с расходом 0,6 - 0,8 кг/м2.

3.33. Нежесткие покрытия можно усиливать асфальтобетоном, щебнем, грунтощебнем и грунтогравием, обработанными вяжущими. Все типы нежестких покрытий, кроме того, можно усиливать жесткими покрытиями.

Усиление нежестких покрытий нежесткими производят методом сращивания. Перед усилением необходимо предусмотреть ямочный ремонт и заделать трещины в существующем покрытии. Очищенную поверхность покрытия, в зависимости от используемого в существующем покрытии и слое усиления вяжущего, обрабатывают жидким битумом или дегтем с расходом 0,2 - 0,3 кг/м2.

При неровностях нежесткого покрытия, превышающих 3 см, перед укладкой слоя усиления следует произвести выравнивание поверхности материалом слоя усиления.

Усиление нежестких покрытий жесткими производят по разделительной прослойке, принимаемой по указаниям п. 3.15. При неровностях существующих нежестких покрытий более 2 см, кроме того, следует устраивать выравнивающий слой из пескоцемента (при усилении покрытий из материалов, обработанных неорганическими вяжущими) или песчаного асфальта (при усилении всех типов покрытий), толщину которого назначают на 1 - 2 см больше высоты неровностей. Устройство выравнивающего слоя из песка не допускается.

4. РАСЧЕТ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

Общие положения

4.1. Аэродромные покрытия рассчитывают на воздействие вертикальных самолетных нагрузок как конструкции, лежащие на упругом основании. Расчет производят по методу предельных состояний.

Расчетными предельными состояниями жестких покрытий являются:

а) для предварительно напряженных сечений - предельное состояние по образованию трещин;

б) для сечений, армированных ненапрягаемой арматурой, - предельные состояния по прочности и раскрытию трещин;

в) для бетонных и армобетонных сечений - предельное состояние по прочности.

Расчетным предельным состоянием нежестких покрытий является предельное состояние по деформациям.

Аэродромные покрытия, как правило, следует рассчитывать на нормативную самолетную нагрузку (табл. 9).

Необходимые расчетные данные

4.2 Для проведения расчетов должны быть заданы:

категория нормативной нагрузки, число колес на условной опоре N_{\text{к}} и давление в пневматиках q, кг/см2;

характеристика района строительства: географическое положение, данные о грунтах, уровень грунтовых вод, глубина промерзания и т.д.;

количество взлетно-посадочных операций в год и состав нагрузок (под операцией понимают один взлет или одну посадку самолета).

В процессе проектирования назначают:

материалы покрытий и оснований и устанавливают их характеристики: марки бетона и асфальтобетона, класс арматуры и т.д.;

параметры расчетных сечений: толщины конструктивных слоев, расположение и площадь сечения арматуры;

типы швов (для жестких покрытий).

При расчете конструкций усиления, кроме того, должны быть установлены:

конструкция и характеристики материалов существующего покрытия и основания;

категория разрушения покрытия.

Определение расчетных изгибающих моментов в плитах жестких однослойных покрытий

4.3. Расчетные значения изгибающих моментов в плитах однослойных жестких покрытий всех типов, кроме обычных железобетонных, определяют по формуле

где M_{\text{макс}}^{\text{ц}} - максимальный изгибающий момент при центральном загружении плиты, определяемый по указаниям п. 4.5;

K - коэффициент, учитывающий увеличение изгибающих моментов при положении нагрузки в краевых зонах плит, принимаемый равным:

1,2 - для бетонных и армобетонных покрытий, а также монолитных предварительно напряженных покрытий с двухосным обжатием при определении расчетного момента в продольном направлении (для расчета поперечных сечений);

1,0 - для сборных покрытий из предварительно напряженных железобетонных плит, монолитных предварительно напряженных покрытий с одноосным обжатием, а также с двухосным обжатием при определении расчетного момента в поперечном направлении (для расчета продольных сечений).

4.4 Расчетные значения изгибающих моментов в различных зонах плит обычных железобетонных покрытий определяют по формуле

где \rho - переходный коэффициент, принимаемый по рис. 3.

Примечания: 1. Изгибающие моменты в краевых зонах шириной 1,2l и 1,6l, действующие в сечениях, перпендикулярных краю плиты, изменяются по линейному закону от максимальной величины на краю плиты до значений момента в соседней зоне; в остальных зонах изгибающие моменты постоянны по ширине зоны.

2. При определении \rho для положительных моментов коэффициенты k_{l} принимают по графику рис. 4 в функции величины упругой характеристики l.

4.5. Максимальный изгибающий момент при центральном загружении плиты вычисляют по формулам расчета плит, имеющих неограниченные размеры в плане, как наибольший суммарный момент, создаваемый колесами самолетной опоры в расчетном сечении, перпендикулярном оси X или Y (рис. 5).

Общая формула для определения максимального момента от действия всех колес опоры имеет вид:

где M_{1} - изгибающий момент от действия колеса, центр отпечатка которого совпадает с расчетным сечением;

M_{x(y)}^{i} - изгибающий момент, создаваемый действием i-го колеса, расположенного за пределами расчетного сечения;

K_{x(y)} - коэффициент, учитывающий перераспределение внутренних усилий в ортотропных плитах, принимаемый по графику, рис. 6, в зависимости от отношения жесткостей \frac{B_{x}}{B_{y}} , определяемых по указаниям п. 4.8.

Примечание. При расчете монолитных жестких покрытий, устраиваемых на грунтоцементных и пескоцементных основаниях толщиной 20 см (п. 3.9), значения изгибающих моментов M_{\text{макс}}^{\text{ц}} , вычисленные по формуле (3), необходимо умножать на коэффициент k_{\text{и}} , определяемый по графику рис. 7.

4.6. Изгибающий момент от действия колеса, центр отпечатка которого совпадает с расчетным сечением (см. рис. 5), определяют по формуле

где P - расчетная нагрузка на колесо;

k_{\text{дн}} и n_{\text{р}} - соответственно коэффициенты динамичности и перегрузки, определяемые по табл. 23;

P_{0} - нормативная нагрузка;

f(\alpha) - функция, значения которой принимают по табл. 44 в зависимости от приведенного радиуса нагрузки \alpha = \frac{R}{l} :

здесь R - радиус круга, равновеликого площади отпечатка колеса:

l - упругая характеристика плиты:

В формуле (7) C - расчетный коэффициент постели грунтового основания, определяемый по результатам полевых испытаний грунтов или по таблицам в порядке, установленном в Приложении 1;

b - расчетная ширина сечения.

Примечания: 1. При использовании отдельных участков ВПП, МС или перронов для систематического руления самолетов значения расчетных коэффициентов для них следует принимать как для участков группы А.

2. При расчете сборных покрытий из предварительно напряженных железобетонных плит коэффициент условий работы следует увеличивать на 10%.

3. Приведенные в таблице коэффициенты условий работы даны для случая расположения объекта севернее 50° северной широты; при расположении объекта южнее этой границы коэффициенты условий работы устанавливают с учетом поправочных множителей, принимаемых для монолитных покрытий равными:

0,95 - для объектов, расположенных между 43 и 50° северной широты;

0,9 - для объектов южнее 43° северной широты.

Для сборных покрытий этот множитель во всех случаях принимают равным 1.

4. При проектировании жестких покрытий участков группы А на основаниях из материалов, не обработанных вяжущими, определенный по таблице коэффициент условий работы следует понижать на 10% при интенсивности эксплуатации 2000 - 4000 рулений расчетного самолета в год и на 20% - при большей интенсивности.

Интенсивность эксплуатации определяют по формуле

где N_{i} - число рулений i-го самолета в год;

s_{i} - коэффициент приведения, принимаемый по табл. 24 в зависимости от отношения нагрузки на колесо i-го самолета P_{i} к нагрузке на колесо расчетного самолета P_{\text{р}} .

5. При расчете нежестких покрытий коэффициент динамичности во всех случаях принимают равным 1.

4.7. Изгибающий момент в расчетном сечении от действия колеса, расположенного за пределами этого сечения (см. рис. 5), определяют по формуле

где \overline{M_{x(y)}^{i}} - единичный изгибающий момент, определяемый по табл. 43 в зависимости от приведенных расстояний от центра отпечатка колеса до расчетного сечения:

При определении расчетного изгибающего момента исключаются ряды колес, дающих в сумме отрицательное значение момента в расчетном сечении.

4.8 Жесткость сечений плит определяют по следующим формулам:

а) для предварительно напряженных бетонных и армобетонных сечений:

б) для сечений, армированных ненапрягаемой арматурой:

где F_{\text{а}} - площадь сечения растянутой арматуры;

h_{0} - рабочая высота сечения;

x - высота сжатой зоны сечения, вычисляемая по формуле

Здесь:

\psi_{\text{б}} - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения деформаций крайнего волокна сжатой грани сечения на участке между трещинами, принимаемый по табл. 25 в зависимости от \frac{l_{\text{а}}}{h} , где l_{\text{а}} - шаг арматуры, параллельной рассматриваемому сечению; для предварительно напряженных покрытий \psi_{\text{б}} принимают равным 0,6;

\psi_{\text{а}} - коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона между трещинами, определяемый по формуле

Значение коэффициента \psi_{\text{а}} при расчете покрытий на прочность следует принимать в пределах 0,2 - 0,55, а при расчете по раскрытию трещин - равным 1.

Расчет сечений плит жестких покрытий по прочности, образованию и раскрытию трещин

4.9 Расчет сечений по прочности и образованию трещин производят исходя из условия

где M_{\text{пр}} - предельный для сечения изгибающий момент, величину которого определяют по формулам:

а) для бетонных и армобетонных сечений

Здесь: m - коэффициент условий работы (табл. 23);

W_{0} - упругий момент сопротивления сечения;

б) для обычных железобетонных сечений:

Здесь x - определяют по формуле (11);

в) для предварительно напряженных сечений

где \sigma_{\text{бт}} - величина потерь предварительного напряжения в бетоне от трения покрытия по основанию, принимаемая для монолитных покрытий равной 1 кг/см2 на каждые 10 м длины напрягаемого участка, а для сборных покрытий - равной нулю;

M_{\text{об}}^{\text{я}} - момент равнодействующей усилий в нижней и верхней напрягаемой арматуре относительно оси, нормальной к плоскости изгиба и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от зоны сечения, трещинообразование которой проверяют:

Здесь: 0,9 - коэффициент точности натяжения арматуры;

r_{\text{я}} - расстояние от ядровой точки до центра тяжести сечения; для прямоугольных сечений r_{\text{я}} = \frac{h}{6} ;

e_{0} - эксцентриситет приложения равнодействующей усилий в напрягаемой арматуре относительно центра тяжести сечения.

Знак "плюс" перед e_{0} принимают в тех случаях, когда точка приложения равнодействующей усилий в напрягаемой арматуре и рассматриваемая зона сечения находятся по одну сторону от горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести сечения, и знак "минус" - когда они находятся по разные стороны от оси;

\sigma_{\text{н}} и \sigma_{\text{н}}\prime - величины установившихся предварительных напряжений соответственно в нижней и верхней арматуре:

Здесь \sigma_{0} и \sigma_{0}\prime - величины предварительных напряжений (без учета потерь) соответственно в нижней и верхней арматуре, принимаемые равными:

для стержневой арматуры

для арматуры из высокопрочной проволоки и прядей

\sigma_{\text{п}} и \sigma_{\text{п}}\prime - величины потерь предварительного напряжения соответственно в нижней и верхней арматуре, определяемые по табл. 14 СНиП II-В.1-62.

4.10 Ширину раскрытия трещин в сечениях, армированных ненапрягаемой арматурой, определяют по формуле

где \sigma_{\text{а}} - напряжение в арматуре, определяемое по формуле

l_{\text{т}} - расстояние между трещинами, определяемое по формуле

где s_{\text{а}} - периметр сечения арматуры;

k_{1}\prime - коэффициент, определяемый по формуле

\eta_{1} - коэффициент, принимаемый равным:

0,7 - для арматуры периодического профиля;

1,25 - для сварных сеток из холоднотянутой проволоки.

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин 0,3 мм.

Расчет нежестких аэродромных покрытий

4.11 Расчет нежестких аэродромных покрытий производят исходя из условия

где h_{\text{экв}} - эквивалентная толщина предварительно назначенной конструкции нежесткого покрытия;

H_{\text{осн}} - требуемая толщина однослойного покрытия из материала основного слоя. За основной принимают слой, материал которого имеет среднее в данной конструкции значение модуля деформации.

4.12 Эквивалентную толщину назначенной конструкции покрытия определяют по формуле

где h_{\text{осн}} и E_{\text{осн}} - толщина и модуль деформации материала основного слоя;

h_{i} и E_{i} - толщина и модуль деформации материала i-го слоя;

t_{i} - коэффициент, учитывающий влияние нижележащих слоев, определяемый по графику рис. 9; при \frac{E_{i}}{E_{\text{осн}}} \leq 4 коэффициент t_{i} можно принимать равным 1.

4.13 Требуемую толщину однослойного покрытия из материала основного слоя определяют по формуле

где E_{0}^{\text{экв}} - эквивалентный модуль деформации системы "песок-грунт", определяемый по формуле (29);

a - коэффициент, определяемый по графикам рис. 10; в расчет следует вводить наименьшее для принятых в покрытии материалов значение коэффициента a;

R\prime - радиус площади передачи нагрузки, принимаемый равным:

R - если покрытие менее деформативно, чем основание (a_{\text{покр}}<a_{\text{осн}}) ;

R + 0,78h_{c} - если покрытие более деформативно, чем основание (a_{\text{покр}}>a_{\text{осн}}) ;

здесь h_{\text{с}} - толщина слоя, лежащего над наименее деформативным слоем;

b - коэффициент, определяемый по формуле

В формуле (27) приняты следующие обозначения:

\alpha_{\text{п}} - коэффициент перехода к деформациям, вызывающим начало разрушения покрытия, принимаемый по табл. 26;

k_{\text{п}} - коэффициент, учитывающий характер движения и принимаемый равным:

1,5 - для магистральных РД и концевых участков ВПП;

1,3 - для остальных участков покрытий;

q' - интенсивность нагрузки, принимаемая равной:

q - если покрытие менее деформативно, чем основание;

q(\frac{R}{R\prime})2 - если покрытие более деформативно, чем основание;

R_{\text{ч}} - радиус чаши прогиба, определяемый по формуле

r_{i} - расстояния от расчетного сечения до центров отпечатков колес опоры (см. рис. 5); в расчет вводятся только те колеса, у которых расстояния r_{i} меньше радиуса чаши прогиба.

При наличии на опоре рядов колес, проходящих след в след, независимо от того, вошли они в расчет или нет, толщину покрытия, определенную по формуле (26), следует увеличивать на 10% для каждого последующего ряда, но не более чем на 30%.

4.14 Эквивалентный модуль деформации системы "песок-грунт" определяют по формуле

где E_{0} - модуль деформации естественного грунта, принимаемый по табл. 41;

E_{\text{пес}} - модуль деформации песка, принимаемый по табл. 6;

d_{\text{пес}} - диаметр площади передачи нагрузки на песчаный слой, определяемый по формуле

Здесь: z_{\text{экв}} - эквивалентная глубина залегания песчаного слоя, определяемая по формуле

k_{\text{п}} - коэффициент, зависящий от числа колес на опоре и принимаемый равным:

1,0 - при одном колесе;

1,4 - при двух колесах;

2,0 - при четырех и более колесах.

Примечание. Эквивалентный модуль деформации E_{0}^{\text{экв}} следует определять после установления требуемой толщины стабильного слоя (п. 5.15).

Расчет жестких двухслойных покрытий и конструкций усиления

4.15 Расчетный изгибающий момент в верхнем слое двухслойных покрытий определяют по формуле

где M^{\text{ц}} - момент в двухслойном покрытии при расположении нагрузки на центральной области плиты верхнего слоя, определяемый согласно положениям пп. 4.5 - 4.6 как для однослойного покрытия, имеющего максимальную суммарную жесткость

k' - переходный коэффициент, равный:

1,1 - при устройстве в верхнем слое швов со стыковыми соединениями или при усилении краевых участков плит армированием;

1,3 - при устройстве швов без стыковых соединений и без краевого армирования;

M_{\text{п}}\prime_{\text{р}} - предельный для нижнего слоя покрытия изгибающий момент, определяемый по формулам (14), (15), (17) как для однослойных покрытий, с введением к коэффициенту условий работы поправочного множителя k_{m} , определяемого по графику рис. 11 в зависимости от толщины верхнего слоя h_{\text{в}} .

4.16. При определении необходимой толщины слоя усиления жестких аэродромных покрытий жесткими расчетный изгибающий момент вычисляют согласно п. 4.15 как для верхнего слоя двухслойных покрытий. При этом расчетную толщину существующего покрытия (нижнего слоя) принимают по табл. 27 в зависимости от его категории разрушения (п. 3.29).

<*> h_{\text{с}} - толщина существующего покрытия.

Примечание. Существующие покрытия IV категории разрушения используют как основания с модулем деформации материала, равным 1800 кг/см2.

4.17. Определение толщины слоя асфальтобетона, необходимой для усиления существующего жесткого покрытия, производят по формуле

h_{\text{с}}^{\text{б}} - расчетная толщина бетонного покрытия, эквивалентного по несущей способности существующему покрытию, принимаемая равной:

h_{\text{с}}^{\text{р}} - для бетонных покрытий;

1,1h_{\text{с}}^{\text{р}} - для армобетонных покрытий;

1,35h_{\text{с}}^{\text{р}} - для обычных железобетонных покрытий;

1,5h_{\text{с}}^{\text{р}} - для предварительно напряженных железобетонных покрытий;

E_{\text{бс}} - модуль упругости бетона существующего покрытия;

E_{\text{аб}} - модуль упругости асфальтобетона, принимаемый равным 18000 кг/см2;

h_{\text{м}} - требуемая для заданной расчетной нагрузки толщина однослойного бетонного покрытия;

h_{\text{аб}.\text{мин}} - минимальная толщина слоя усиления из асфальтобетона, принимаемая равной:

12 см - в суровых климатических условиях, характеризуемых среднемесячной температурой наиболее холодного месяца менее -15 °C и числом перехода температуры наружного воздуха через 0 °C более 50 раз в году;

9 см - в средних и мягких климатических условиях.

Примечание. Во всех условиях при усилении покрытий под нагрузки I и II категорий минимальная толщина слоя усиления из асфальтобетона 15 см.

4.18 Определение толщины однослойного бетонного покрытия h_{\text{м}} производят с учетом следующих особенностей:

характеристики материалов, типы швов и стыковых соединений принимают по существующему покрытию;

значение коэффициента динамичности уменьшают на 15% по сравнению с данными табл. 23 (но не менее 1);

коэффициент условий работы устанавливают с учетом поправочного множителя k_{m} , определяемого по графику рис. 11;

интенсивность нагрузки принимают равной

Здесь R_{\text{аб}} - радиус площади передачи нагрузки через слой асфальтобетона на жесткое покрытие, определяемый по формуле

Расчет усиления нежестких покрытий производят как для вновь проектируемых покрытий.

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ В ОСОБЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

В настоящем разделе изложены особенности проектирования аэродромных покрытий в районах распространения вечномерзлых, пучинистых, просадочных и засоленных грунтов. Требования данного раздела следует рассматривать как дополнение к разделам 3 и 4.

Особенности проектирования аэродромных покрытий в районах распространения вечномерзлых грунтов

5.1. Требования пп. 5.1 - 5.12 относятся к проектированию покрытий и оснований в районах устойчивой вечной мерзлоты, где температура на горизонте нулевых амплитуд не выше минус 1 °C. В других районах зоны вечной мерзлоты проектирование следует вести по особым требованиям.

5.2. В зависимости от мерзлото-грунтовых и гидрогеологических условий участка строительства аэродрома принимают один из следующих принципов использования грунтов в качестве естественных оснований аэродромных покрытий:

естественные грунты используют в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации (принцип IА);

допускается частичное оттаивание естественных грунтов в пределах сезонно-оттаивающего слоя (принцип IБ);

допускается оттаивание естественных грунтов на всю глубину сезонно-оттаивающего слоя (принцип II), при этом необходимо производить улучшение строительных свойств сезонно-оттаивающего слоя путем замены естественных грунтов или тепловой мелиорации.

5.3 Принцип IА или IБ применяют в тех случаях, когда:

грунты сезонно-оттаивающего слоя в мерзлом состоянии являются льдонасыщенными и их модуль деформации в талом состоянии менее 100 кг/см2;

на участке строительства имеются подземные льды на глубине менее 30 см от нижней поверхности сезонно-оттаивающего слоя.

При толщине сезонно-оттаивающего слоя в естественном состоянии менее 0,3 м во всех случаях следует применять принцип IА.

5.4. Принцип II применяют для районов распространения вечномерзлых грунтов, имеющих температуру в зоне нулевых амплитуд не ниже минус 1,5 °C, в тех случаях, когда:

участок строительства сложен грунтами, имеющими в талом состоянии модуль деформации не менее 100 кг/см2;

подземные льды располагаются не менее чем на 30 см ниже уровня возможного оттаивания грунтов;

рельеф участка позволяет обеспечить отвод воды.

5.5. В условиях вечномерзлых грунтов следует применять покрытия из предварительно напряженных железобетонных плит, бетонные, обычные железобетонные, асфальтобетонные, а также покрытия и основания из материалов и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими. В качестве оснований рекомендуют также применять крупнообломочные несцементированные грунты, грунтогравийные и грунтощебеночные смеси, близкие к оптимальному составу, обработанные вяжущими (жидким битумом классов СГ и МГ, битумной эмульсией или дегтем с добавками цемента или извести).

Для нижних слоев оснований допускается обработка песков, супесей и суглинков битумами и битумными эмульсиями с обязательной добавкой активных и поверхностно-активных веществ.

Коэффициент морозостойкости материалов и грунтов, обработанных вяжущими на базе 50 циклов замораживания и оттаивания при температуре замораживания -40 °C должен быть не менее 0,75.

5.6. Покрытия и основания из грунтов, обработанных вяжущими материалами, устраивают на насыпях (принцип IА и IБ) или на предварительно улучшенных естественных грунтах (принцип II). Обработка грунтов вяжущими на участках выемок не допускается.

При подборе составов смесей необходимо руководствоваться требованиями "Указаний по применению в дорожном и аэродромном строительстве грунтов, укрепленных вяжущими материалами" (СН 25-64) в части требований к зерновому (гранулометрическому) и минералогическому составу естественных грунтов.

5.7. В основаниях аэродромных покрытий, проектируемых с использованием принципов IА и IБ, следует предусматривать термоизоляционный и дренирующий слои; при проектировании покрытий с использованием принципа II дренирующий слой не устраивают. В основаниях жестких покрытий во всех случаях необходимо предусматривать выравнивающий слой толщиной не менее 6 см из крупнозернистых или среднезернистых песков, мелкого гравия или щебня, каменных высевок и т.д.

При проектировании покрытий с использованием принципов IА и IБ необходимо предусматривать сохранение верхнего мохоторфяного слоя и восстановление его на участках, где он поврежден.

Откосы насыпей при устройстве покрытий по принципу IА и IБ проектируют с уклонами от 1:2 до 1:5 с обязательной термоизоляцией их мохоторфом толщиной не менее 15 см.

5.8. Термоизоляционные слои устраивают из крупнозернистых или среднезернистых песков, песчано-гравийных, гравийно-галечниковых и грунтогравийных смесей, щебеночных и других материалов, содержание пылеватых и глинистых частиц в которых не должно превышать 15%.

5.9. Дренирующие слои устраивают из крупнозернистых песков или песчано-гравийных смесей с коэффициентом фильтрации не менее 7 м/сутки. Минимальная толщина дренирующего слоя 40 см при отсыпке его автомобилями с максимальной нагрузкой на ось до 6 т и 60 см при более высоких нагрузках.

5.10. Толщину термоизоляционного слоя устанавливают на основании теплотехнического расчета (Приложение 5), исходя из принятого принципа использования грунтов в качестве естественных оснований аэродромных покрытий.

Проектное положение верхней границы вечномерзлых грунтов при недопущении оттаивания (принцип IА) совпадает с естественным положением дневной поверхности грунтов.

При допущении частичного оттаивания грунта в пределах сезонно-оттаивающего слоя (принцип IБ) положение верхней границы вечномерзлых грунтов принимают выше ее природного уровня на величину \delta = 0,2H_{c} ( H_{c} - толщина сезонно-оттаивающего слоя).

Толщину термоизоляционного слоя при допущении частичного оттаивания естественных грунтов (рис. 12) следует определять с учетом их суммарной осадки уплотнения и оттаивания. Суммарную осадку S_{o} определяют по формуле

где h_{i} - толщина i-го слоя, входящего в оттаивающую толщу, в см;

k_{0} - суммарный коэффициент уплотнения и оттаивания естественных грунтов, принимаемый по табл. 28.

5.11. В том случае, когда по условиям проектирования продольного или поперечного профиля на отдельных небольших участках толщина термоизоляционного слоя получается меньше, чем требуется по теплотехническому расчету, на этих участках дополнительно предусматривают укладку прослойки из различных теплоизолирующих материалов (прессованного мха, торфа, синтетических материалов). Толщину прослойки определяют теплотехническим расчетом.

5.12. Расчет покрытий, проектируемых с использованием принципов IА и II, производят как для обычных условий, при этом значения прочностных характеристик грунтовых оснований следует принимать как для II климатической зоны при II типе гидрогеологических условий (пп. 1, 2 Приложения 1).

При расчете покрытий, проектируемых с использованием принципа IБ, прочностные характеристики грунтового основания определяют согласно пп. 3 - 5 Приложения 1.

Особенности проектирования аэродромных покрытий на пучинистых грунтах

5.13. Выбор конструкций покрытий и оснований, проектируемых на грунтах, подверженных морозному пучению, следует производить в соответствии с табл. 29 в зависимости от пучинистости грунта (вероятного морозного вспучивания). Величину вероятного морозного вспучивания грунтового основания определяют по методике Приложения 7.

Примечание. При устройстве жестких покрытий на среднепучинистых грунтах расстояния между швами в бетонных покрытиях должны быть не более 4 м, в железобетонных и армобетонных покрытиях - не более 7 м. Все швы в этом случае устраивают сквозными. При механизированной укладке продольные швы в бетонных покрытиях допускается устраивать по типу VII (см. табл. 21).

5.14. Основания со стабильным слоем из непучинистых материалов устраивают на средне- и сильнопучинистых грунтах, при этом непучинистый материал может быть применен как для замены местного пучинистого грунта, так и для устройства насыпи поверх него. При необходимости устройства в этих случаях дренирующих слоев решение должно быть комплексным.

Для предупреждения просачивания воды в естественный пучинистый грунт под стабильным слоем необходимо предусматривать гидроизоляцию в виде песчано-битумного коврика толщиной 2 - 3 см или поверхностной обработки дна корыта органическими вяжущими.

5.15 Расчет толщины стабильного слоя производят в следующей последовательности:

по формулам Приложения 6 или по данным метеостанций определяют глубину промерзания естественного грунта h при отсутствии снежного покрова;

ориентировочно назначают конструкцию и общую толщину покрытия h_{0} (включая стабильный слой);

по методике Приложения 7 вычисляют для слоя естественного грунта толщиной h - h_{0} величины h_{\text{ср}} и I_{\text{п}} .

Толщину стабильного слоя устанавливают из условия h_{\text{ср}} \leq [h_{\text{ср}}] и I_{\text{п}} \leq [I_{\text{п}}] , где [h_{\text{ср}}] и [I_{\text{п}}] - соответственно допустимые среднее и неравномерное морозное вспучивание, определяемые по пп. 3 - 4 Приложения 7.

Далее производят расчет покрытия на прочность и окончательно устанавливают необходимую толщину стабильного слоя. Толщина стабильного слоя должна быть не менее 15 см.

5.16. Для термоизоляционных слоев могут быть использованы: керамзитобетон, шлакобетон и другие материалы, отвечающие следующим требованиям:

коэффициент их теплопроводности в мерзлом состоянии должен быть не менее чем в 1,5 - 2 раза ниже коэффициента теплопроводности естественного грунта;

прочность на сжатие должна быть не менее 15 кг/см2 в условиях максимального увлажнения и многократного замораживания и оттаивания;

морозостойкость должна соответствовать условиям их работы под слоем покрытия; марка бетонов по морозостойкости должна быть не ниже 50;

материал не должен быть пучинистым и не должен насыщаться влагой.

5.17 В качестве специальных мер гидроизоляции термоизоляционных слоев предусматривают:

укладку рулонных гидроизоляционных материалов поверх слоя термоизоляции и под ним;

устройство песчано-битумных прослоек, песчаного асфальтобетона и т.д.;

обмазку (покраску) плитных материалов битумом.

Допускается применение капилляропрерывателей в виде слоев крупнозернистых материалов (крупнозернистый песок, гравий, щебень).

5.18. Толщину термоизоляционного слоя устанавливают на основе теплотехнического расчета (см. Приложение 6) из условия уменьшения глубины промерзания естественных грунтов так, чтобы их вероятное морозное вспучивание было равным или меньшим допустимого для проектируемой конструкции покрытия. Порядок расчета толщины термоизоляционного слоя аналогичен изложенному в п. 5.15.

Особенности проектирования аэродромных покрытий на просадочных и засоленных грунтах

5.19. Проектирование аэродромных покрытий на просадочных грунтах следует производить с учетом типа грунта по просадочности.

Грунты в зависимости от величины просадки под собственным весом при замачивании подразделяют на два типа:

I тип - просадка до 5 см;

II тип - просадка более 5 см.

В районах с сезонным промерзанием более 1 м кроме просадочности естественного грунта необходимо учитывать возможность его пучения.

5.20. При проектировании аэродромных покрытий на просадочных грунтах в зависимости от типа последних следует предусматривать трамбование, укатку и т.д., устраняющие или уменьшающие просадочность, а также конструктивные мероприятия, предупреждающие увлажнение естественного грунта. Для этой цели:

устраивают поверх основания (в том числе и на обочинах) гидроизоляционный слой с применением органических вяжущих или пергамина;

предусматривают надежную герметизацию швов в жестких покрытиях;

устраивают отмостку из асфальтобетона шириной не менее 2 м по всему периметру покрытий;

поперечные уклоны покрытий, и особенно обочин, принимают максимально допустимыми.

5.21. На просадочных грунтах, как правило, следует применять асфальтобетонные, предварительно напряженные или обычные железобетонные покрытия. Устройство жестких покрытий при грунтах II типа без устранения просадочности на глубину не менее 1,5 м не рекомендуется.

Покрытия, как правило, следует устраивать в насыпи; превышение бровки покрытия над естественной поверхностью грунта должно быть не менее 0,5 м.

Основания жестких покрытий следует устраивать из материалов, обработанных вяжущими. Устройство песчаных оснований толщиной 20 - 30 см допускают только при полном устранении просадочных свойств грунта.

Прочностные характеристики грунта при обеспечении полного устранения его просадочных свойств трамбованием или укаткой на глубину не менее 1,5 м принимают по Приложению 1.

При неполном устранении просадочных свойств прочностные характеристики грунтов, определенные по Приложению 1, следует понижать на 30%.

5.22. Проектирование аэродромных покрытий на засоленных грунтах производят с учетом характера и степени засоленности естественных грунтов. Классификация грунтов по степени засоленности приведена в табл. 30.

Примечание. При содержании в грунте ионов CO\prime_{3}\prime и HCO\prime_{3}\prime свыше одной трети суммарного содержания ионов Cl\prime и SO\prime_{4}\prime засоление называется содовым.

При устройстве покрытий на засоленных грунтах следует предусматривать конструктивные мероприятия, исключающие или уменьшающие до безопасных пределов агрессивное воздействие водорастворимых солей на материалы основания и покрытия.

5.23. При проектировании аэродромных покрытий на засоленных грунтах основания из материалов, обработанных вяжущими, должны возвышаться над уровнем грунтовых вод на 1,7 - 2 м при слабо засоленных и засоленных грунтах и на 2 - 2,3 м - при сильно засоленных грунтах.

Допускают устройство капилляропрерывающих прослоек из песка толщиной 50 - 60 см, гравия толщиной 15 - 20 см или из естественного грунта, обработанного битумом, толщиной 3 - 5 см. Такие прослойки следует располагать в 40 - 60 см от поверхности покрытия с обеспечением удаления скапливающейся в них влаги в систему водостоков.

Во всех случаях засоленные грунты, применяемые в качестве оснований, должны быть улучшены введением гранулометрических или химических добавок, хлористого кальция, извести-пушонки, а также веществ, гидрофобизирующих грунт.

6. ВОДООТВОДНЫЕ И ДРЕНАЖНЫЕ СИСТЕМЫ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

Общие положения

6.1. Водоотводные системы аэродромных покрытий следует предусматривать на участках с плохо фильтрующими глинистыми, суглинистыми, пылеватыми суглинистыми и пылеватыми супесчаными грунтами в районах с большим количеством осадков (II и III дорожно-климатические зоны), а также на участках, расположенных в условиях опасного размыва (при наличии эрозионных грунтов, значительных уклонов и осадков ливневого характера).

На участках с хорошо фильтрующими грунтами, а также в засушливых климатических зонах водоотводные системы не устраивают или устраивают выборочно в пониженных местах.

6.2. Дренажные системы (закромочные дрены) устраивают при наличии дренирующего слоя в основании аэродромного покрытия.

При наличии на участке строительства высокого уровня грунтовых вод или длительной верховодки вдоль кромок покрытий следует устраивать глубинные дрены, которые при необходимости могут использоваться и для отвода воды из дренирующих слоев основания.

В случае поступления грунтовых вод или верховодки со стороны вдоль кромки покрытий следует устраивать экранирующие дрены.

6.3. Принципиальные схемы водоотводных и дренажных систем аэродромных покрытий приведены на рис. 13.

Водоотвод и дренаж следует устраивать:

по схеме 1 - для аэродромов в зонах избыточного и переменного увлажнения при ширине покрытия более 40 м и наличии глинистых и пылеватых грунтов, склонных к пучению;

по схеме 2 - для аэродромов в зонах избыточного и переменного, а в случае глинистых и суглинистых грунтов и в зоне недостаточного увлажнения; для сборных покрытий данную схему применяют во всех случаях;

по схеме 3 - для аэродромов в засушливой зоне, зоне недостаточного увлажнения, при малой глубине промерзания грунтов, а также в других зонах при наличии песчаных грунтов и отсутствии условий их размыва.

6.4. Конструкции элементов водоотводных и дренажных систем, как правило, следует принимать типовыми с использованием сборных элементов. В отдельных случаях разрешается разрабатывать конструкции применительно к местным условиям.

6.5. Размеры поперечных сечений элементов водоотводных систем (труб, лотков и канав) и их проектные уклоны устанавливают на основании гидравлического расчета. Заглубление труб водоотводной и дренажной систем устанавливают на основе расчета их на прочность от воздействия эксплуатационных нагрузок. В отдельных случаях (при значительных размерах и сложных гидрогеологических условиях) необходимо производить также прочностной расчет оголовков.

Конструкции элементов водоотводных и дренажных систем

6.6. В пределах покрытия вдоль низовых кромок (рис. 13, схема 1) следует устраивать открытые лотки треугольного сечения. Продольные уклоны лотков должны быть не менее 0,0025. В случае меньших уклонов дну лотков следует придавать пилообразный профиль с минимально допустимыми уклонами. При назначении ширины лотков необходимо учитывать размеры лотковых плит. Рекомендуемые размеры лотков: для ВПП с односкатным профилем: ширина 5 м, глубина 10 см; для ВПП с двускатным профилем: ширина 4 м, глубина 8 см; для РД: ширина 2,5 - 3 м, глубина 8 см. При необходимости размеры лотков следует уточнять гидравлическим расчетом.

6.7. Грунтовые лотки следует устраивать треугольного сечения. Ось грунтового лотка, как правило, совмещают с внешней границей грунтовых обочин. Максимальное удаление оси лотка от кромки покрытия ВПП не должно быть более 25 м, от кромки покрытия РД - 15 м. Продольные уклоны лотков - не менее 0,005. В случае меньшего продольного уклона в зонах избыточного и переменного увлажнения, а при глинистых и суглинистых грунтах и в зоне недостаточного увлажнения по оси грунтовых лотков необходимо предусматривать устройство "лотка в лотке" или устройство трубчатых осушителей с уклонами не менее 0,005.

Скорость движения воды в лотках не должна превышать допускаемой из условия размыва грунтов. При бульших скоростях лотки следует укреплять.

6.8. Дождеприемные и тальвежные колодцы следует устраивать прямоугольной формы из железобетона (сборного или монолитного) со сварными металлическими решетками из 1 - 3 звеньев. Вместо дождеприемных колодцев можно устраивать дождеприемные воронки. Дождеприемные и тальвежные колодцы устанавливают наибольшей стороной перпендикулярно оси лотка на расстояниях, указанных в пп. 6.9 и 6.10, а также во всех пониженных (бессточных) местах и в конце лотков.

6.9. Дождеприемные колодцы в лотках покрытий следует устанавливать на расстояниях, указанных в табл. 31.

Примечание. \Delta - метеорологический параметр, характеризующий интенсивность расчетных дождей принятой повторяемости, определяемый по формуле (42).

В отдельных случаях при ширине покрытий более 60 м и в ливнеопасных районах расстояния между дождеприемными колодцами следует определять на основании гидравлического расчета.

В случае придания дну лотков пилообразного профиля расстояния между дождеприемными колодцами определяют по формуле

где l_{\text{к}} - расстояние между дождеприемными колодцами в м;

h - глубина лотка за вычетом 1 - 2 см;

I - продольный уклон поверхности покрытий (в месте устройства лотков);

I_{1} и I_{2} - уклоны участков дна лотка между колодцами (не менее 0,0025).

Дождеприемные колодцы с решетками из одного звена (нормального типа) устанавливают в лотках с продольными уклонами до 0,005, с решетками из двух звеньев - при уклонах 0,006 - 0,007, с решетками из трех звеньев - при уклонах 0,008 и более и в случае расположения колодцев в бессточных пониженных местах и в конце лотков.

Места сопряжений дождеприемников с покрытиями должны быть водонепроницаемыми.

6.10. Тальвежные колодцы устраивают с решетками из 2 - 3 звеньев (при ширине колодцев в свету 0,3 м). Решетки располагают на 8 - 10 см ниже прилегающей грунтовой поверхности и сопрягают с ней воронкообразной отмосткой из щебня с пропиткой битумом; ширина отмостки 1 - 1,5 м.

Расстояния между тальвежными колодцами 100 - 200 м.

6.11. Перепуски от дождеприемных (тальвежных) колодцев к коллектору устраивают из асбестоцементных труб. Рекомендуемые диаметры труб 141 - 322 мм. Перепускам от дождеприемных колодцев следует придавать уклоны 0,02 - 0,03 и от тальвежных - 0,005 - 0,03.

6.12. Дрены и осушители устраивают из асбестоцементных или керамических труб диаметром 100 мм, укладываемых на дренирующий слой толщиной 3 - 5 см. Длина дрен и осушителей 50 - 125 м, уклоны - не менее 0,005. Стыки между трубами не заделывают. В асбестоцементных трубах снизу или сбоку устраивают прорези через 30 см на 2/3 диаметра. Стыки и прорези обкладывают мхом слоем 2 см, очесами или минеральной ватой. Стыки труб допускается обертывать толем или рубероидом насухо.

Вокруг труб устраивают фильтрующую засыпку. В качестве засыпки используют: для дрен - песчано-гравийные смеси, гравий; для осушителей гравий с диаметром фракций 20 - 40 мм, щебень.

В закромочных дренах фильтрующую засыпку укладывают на всю глубину от труб до дренирующего слоя основания, в глубинных дренах - на высоту 20 - 30 см от верха труб (если эти дрены не используют как закромочные). В осушителях засыпку укладывают по принципу обратного фильтра в виде колонки шириной 15 - 20 см или сплошного заполнения траншеи.

В случае устройства глубинных дрен их заглубление устанавливают на основе гидрогеологического расчета из условия обеспечения возвышения дна корыта покрытия над уровнем грунтовых вод или длительной верховодки на величину, указанную в табл. 12.

6.13. Коллекторы устраивают из бетонных, железобетонных и асбестоцементных труб и располагают вдоль кромок покрытия на расстоянии 5 - 10 м от них. Бетонные и железобетонные трубы диаметром 300 - 600 мм укладывают на сборные железобетонные элементы, а диаметром более 600 мм - на основание из монолитного бетона или железобетона. Асбестоцементные трубы следует укладывать на спланированное уплотненное грунтовое основание с углом охвата низа труб на 90°. Стыки труб заделывают наглухо.

Минимальный диаметр коллекторов 200 мм, минимальный уклон 0,002. При диаметрах труб 500 мм и более в соответствии с гидравлическим расчетом возможно применение меньших уклонов.

Протяженность коллекторов на аэродроме должна быть минимальной с учетом: рельефа местности и начертания покрытий в плане, минимума пересечений покрытий, равномерной загрузки коллекторов и наличия нескольких выпусков воды с аэродрома, удобств подключения элементов водоотводных и дренажных систем, перспектив развития аэродрома.

Глубина заложения коллекторов должна быть больше глубины промерзания. В районах с глубиной промерзания более 1,5 м допускают укладку труб в зоне промерзания на глубине, при которой обеспечивается прочность труб от воздействия эксплуатационных нагрузок. В этом случае коллекторы проектируют с максимально допустимыми уклонами при максимальном числе выпусков воды в водоприемники и в некоторых случаях с проведением мероприятий по отеплению труб шлаковыми кожухами и другими теплоизолирующими прослойками.

6.14. Смотровые колодцы устраивают, как правило, сборными из железобетонных звеньев (крышек, горловин, средних звеньев и днищ); нижнюю часть колодцев обычно выполняют из бетона, укладываемого на месте.

При диаметрах коллектора до 600 мм колодцы следует устраивать круглыми, а при диаметрах 600 - 800 мм - прямоугольными.

На коллекторах с загрязненными водами колодцы следует проектировать с отстойниками глубиной 0,3 - 0,5 м.

При расположении коллекторов в пределах рабочей части летного поля смотровые колодцы устраивают с заглубленными крышками; при этом заглубление их должно быть не менее 40 см.

Смотровые колодцы на коллекторах устанавливают: в начале коллекторов, на углах поворота, в местах изменения уклонов, в местах подключения к коллекторам перепусков или других водоотводных линий и на прямых участках на расстояниях:

50 м - при диаметре труб до 250 мм;

75 м - при диаметре труб 250 - 400 мм;

100 м - при диаметре труб 400 - 600 мм;

125 м - при диаметре труб более 600 мм.

6.15. Оголовки, как правило, следует устраивать бетонными и железобетонными. Оголовки располагают в местах примыкания коллекторов к открытым канавам (выходные оголовки) и в местах сброса воды из открытых канав в коллекторы (входные оголовки).

Перепад между лотком трубы и дном водоотводной канавы в выходных оголовках не менее 30 см. Соединения труб с оголовками должны быть эластичными. Водоотводные канавы в местах устройства оголовков укрепляют мощением на длину 3 - 5 м.

6.16. Водоотводные канавы следует проектировать за пределами летной зоны аэродромов по кратчайшим расстояниям от оголовков до водоприемников. Уклоны менее 0,002 допускаются только при соблюдении минимальных, из условия заиления, скоростей течения воды. Уклоны менее 0,0005 не допускаются. Ширина канав по дну должна быть не менее 0,4 м. Коэффициенты заложения откосов канав устанавливают в зависимости от вида грунта в соответствии с табл. 27 СНиП II-И.3-62*. На участках с большими уклонами и изломами рельефа (в случае скоростей, превышающих допустимые на размыв) канавы укрепляют или сооружают быстротоки и перепады. В местах примыкания к водоприемникам дно канав должно быть выше уровня паводковых вод в водоприемнике не менее чем на 30 см.

Гидравлический расчет водоотводных систем

6.17. Водоотводные системы ВПП, РД и МС, принимающие воду только с покрытий, а также с покрытий и грунтовых обочин, рассчитывают на дождевой сток; системы, принимающие воду с покрытий и больших грунтовых водосборов, - на сток дождевых или талых вод. Расчетный случай устанавливают проверкой работы систем на оба стока.

Проектные уклоны назначают с учетом допускаемых скоростей движения воды и уклонов местности. Допускаемая минимальная скорость воды в трубах коллекторов 0,6 м/с, максимальная - 5 м/с. Минимальную скорость движения воды в канавах принимают равной 0,5 \sqrt{R} \text{м}/\text{с} (где R - гидравлический радиус потока в м). Максимальная скорость воды в канавах и грунтовых лотках не должна превышать значений, указанных в табл. 32.

а) В лотках б) В канавах

Примечание. Значения скоростей даны для глубины потока h_{\text{в}} = 0,4 \div 1\text{м} , при другой глубине значения скоростей, указанные в таблице, следует принимать с коэффициентами:

0,85 при h_{\text{в}}<0,4\text{м} ;

1,25 при h_{\text{в}}>1\text{м} .

Уменьшение скоростей по длине рассчитываемых водоотводных линий не допускается.

6.18. Расчет водоотводных систем на дождевой сток производят по методу "предельных интенсивностей".

Расчетный расход Q, л/с, в этом случае равен:

где F - площадь водосбора для рассчитываемого сечения в га;

S - величина стока в л/с x га.

Величину стока определяют по формуле

где \psi - коэффициент стока;

\Delta - параметр, равный интенсивности одноминутного дождя принятой повторяемости, в мм/мин;

t - продолжительность дождя, равная времени добегания воды до рассчитываемого сечения, в мин.

6.19 Коэффициент стока при расчете систем на дождевые осадки принимают равным:

0,95 - для асфальтобетонных покрытий;

0,85 - для цементобетонных покрытий;

0,60 - для щебеночных материалов, обработанных органическими вяжущими;

0,40 - для щебеночных и гравийных материалов, необработанных вяжущими.

Для грунтовых поверхностей коэффициент стока определяют по формуле

где z - коэффициент, характеризующий вид грунта и его состояние при средних условиях влажности, принимаемый по табл. 33.

Примечание. Для других видов грунтов значения z принимают по интерполяции.

Коэффициент стока для грунтовых поверхностей можно принимать в виде осредненных значений, равных в случае отсутствия дернины 0,25, с дерниной 0,15.

При наличии на водосборе более 30% слабопроницаемых поверхностей (покрытий) коэффициент стока принимают как постоянную средневзвешенную величину. Для водосборов с бетонным покрытием и грунтовой обочиной коэффициент стока можно принимать равным 0,70.

6.20 Значения параметра \Delta определяют по формуле

где q_{20} - параметр, равный интенсивности дождя продолжительностью 20 мин при P = 1 год, в л/с x га;

C - коэффициент, учитывающий климатические особенности районов СССР;

P - период повторяемости расчетных интенсивностей дождей в годах.

Величины q_{20} , n, C устанавливают по СНиП II-Г.6-62, а периоды повторяемости расчетных интенсивностей дождей P принимают по табл. 34 настоящих Указаний.

Примечания: 1. В числителе даны значения P для водоотводных систем с лотками в кромках покрытий, в знаменателе - для систем без лотков в покрытиях.

2. Для коллекторов систем с уклонами лотков более 0,005 указанные в таблице значения P снижают на одну ступень, например, вместо 0,50 принимают 0,33 и т.д.

Системы, принимающие воду со значительных служебно-технических территорий, рассчитывают с учетом P по СНиП II-Г.6-62 как для территорий промышленных предприятий.

6.21. Время добегания воды до рассчитываемых сечений коллекторов определяют как сумму из времени добегания дождевых вод по склону, лотку и коллектору.

Время добегания дождевых вод по склону определяют по формуле

где B - длина склона, участвующая в стоке, в м;

I - уклон склона;

n_{*} - коэффициент шероховатости, принимаемый по табл. 35.

При соотношении продольных и поперечных уклонов \frac{I_{\text{прод}}}{I_{\text{поп}}} \geq 0,5 расчетный уклон и длину склона принимают по линии наибольшего ската:

В случае разнородных поверхностей время добегания определяют по формуле (43) при средневзвешенных значениях коэффициентов стока и шероховатости.

Время добегания воды по лотку определяют по формуле

где l_{\text{лот}} - длина участка лотка в м;

V_{\text{лот}} - скорость движения дождевых вод в конце лотка в м/с.

Значение V_{\text{лот}} определяют по формуле

где h - глубина потока в лотке в низовом сечении расчетных участков (у дождеприемных и тальвежных колодцев) в м;

I - уклон дна лотка.

Глубину потока для лотков в кромках покрытий ориентировочно можно принимать на 1 - 3 см менее глубины лотков. При точных расчетах указанную глубину следует находить подбором, исходя из условия равенства расчетного расхода пропускной способности лотка при принятой глубине потока. Пропускную способность лотка в м3/с находят по формуле

где \omega - площадь поперечного сечения потока в лотке в м2.

Значение \omega в лотке треугольного сечения определяют по формуле

где h_{\text{р}} - глубина потока в расчетном сечении в м;

I_{0} - уклон боковых сторон лотка.

Время добегания воды по коллектору находят по расчетным скоростям движения воды в трубах.

Главные коллекторы рассчитывают на время добегания по одному из примыкающих коллекторов, имеющему наибольшее протяжение.

6.22. Расчетные расходы, поступающие в водоотводные системы с покрытий или с покрытий и грунтовых обочин, определяют без учета минимальной стокообразующей интенсивности дождей.

Расчетные расходы для водоотводных линий с грунтовыми водосборами (нагорные канавы, лотки) при дождевом стоке определяют с учетом минимальной стокообразующей интенсивности дождей, при этом продолжительность стокообразования в мин находят по формуле

где i_{\text{ст}}^{*} - минимальная мгновенная стокообразующая интенсивность дождя, принимаемая равной интенсивности впитывания, в мм/мин (табл. 36).

Примечание. Для асфальтобетонных и бетонных покрытий интенсивность впитывания принимают равной нулю.

Для расчетных сечений, удаленных по времени добегания на \tau \leq t_{\text{ст}} , расходы следует определять по методу "предельных интенсивностей".

Для сечений, удаленных по времени добегания на \tau>t_{\text{ст}} , расчетный расход будет равен:

где Q_{t_{\text{ст}}} - расход, соответствующий \tau = t_{\text{ст}} , в л/с;

Q_{\text{сп}} - дополнительный расход, поступающий в систему после дождя t_{\text{ст}} , в соответствии с кривой спада стока за счет воды, лежащей на водосборе, в л/с.

Величину дополнительного расхода определяют по формуле

где B - длина склона водостока (ширина водосбора) в м;

V - скорость движения воды в лотке или канаве на расчетном участке в м/мин;

\eta - коэффициент, зависящий от отношения \frac{t}{t_{\text{ст}}} .

При \tau = t значения \eta определяют по табл. 37.

6.23. В случае расчета систем на талые воды расчетные расходы определяют при средних значениях максимумов стока талых вод в данной местности по формулам:

а) для водоотводных линий и систем с водосборами до 80 га (водоотводные системы летных полос)

б) для водоотводных линий с бульшими водосборами (нагорные канавы)

где H_{\text{с}} - максимальная высота снегового покрова к началу весеннего снеготаяния, принимаемая по климатологическим данным, в см;

T - минимальная продолжительность снеготаяния, принимаемая по климатологическим данным, в сутках;

A - параметр, характеризующий сток талых вод в мм/ч, принимаемый при средних значениях максимумов стока по картограмме рис. 14 или устанавливаемый по климатологическим данным.

6.24. В случае определения расстояния между дождеприемными колодцами расчетом, их находят из условия равенства расчетных расходов пропускной способности лотков. Пропускную способность лотков определяют по формуле (47) при глубине потока, равной глубине лотка минус 1 - 2 см.

6.25 Расчет водозахватывающей способности дождеприемных и тальвежных колодцев производят по формулам:

где Q_{\text{к}} - водозахватывающая способность дождеприемника в м3/с;

L - длина водосливного фронта по периметру решетки в м;

h - глубина потока перед решеткой в м;

h_{0} - полный напор потока перед решеткой в м:

V - скорость подхода воды к решетке, равная V_{\text{лот}} , в м/с;

\omega_{\text{р}} - площадь всей решетки в м2;

\omega_{\text{отв}} - площадь отверстий решетки в м2;

c - ширина дождеприемника в м.

6.26 Диаметры перепускных труб от дождеприемных и тальвежных колодцев к коллекторам определяют по формуле

где Q - расчетный расход, равный пропускной способности перепуска, м3/с;

\mu - коэффициент расхода, определяемый при длине перепуска L_{\text{п}} и предварительно принятом диаметре труб D по формуле

H - располагаемый напор, равный H\prime + L_{\text{п}}I при истечении воды в смотровом колодце из перепуска "в атмосферу" (здесь H' - глубина дождеприемника в м; I - уклон перепуска).

Диаметры труб коллекторов определяют при полном их заполнении по номограммам или справочным таблицам.

Размеры сечений канав определяют по формулам гидравлики при коэффициенте шероховатости земляных русел n_{*} = 0,025 . Расчетный горизонт воды при этом должен располагаться ниже бровки канав не менее чем на 0,25 м.

Проектирование водоотводных и дренажных систем в особых инженерно-геологических условиях

6.27. При проектировании водоотвода в условиях вечномерзлых грунтов следует предусматривать меры, позволяющие сохранить мерзлое состояние грунтов основания. Устройство дренажных систем и заглубленных водоотводных сетей в этом случае не допускается.

Для перехвата и отвода поверхностных вод, поступающих со стороны, следует устраивать нагорные канавы или водоотводящие валы (дамбы).

Для отвода поверхностных вод, поступающих с покрытий, необходимо предусматривать открытые грунтовые лотки и водоотводные канавы.

6.28. Минимальные расстояния от подошвы насыпей до водоотводящих валов, водоотводных и нагорных канав назначают в зависимости от категории грунтов вечномерзлой толщи; категорию грунтов вечномерзлой толщи устанавливают по СНиП II-Б.6-66.

Проектирование водоотводных систем на грунтах I категории производят как для обычных условий.

На грунтах II категории водоотводные канавы следует располагать на удалении 2 - 3 м от подошвы насыпи ВПП, РД или МС, а на грунтах III категории - на удалении 10 - 15 м. В условиях грунтов IV категории отвод поверхностных вод следует осуществлять по полулоткам, устраиваемым вдоль земляных берм, примыкающих к насыпям.

Нагорные канавы и водоотводные валы на грунтах III категории, а также водоотводные валы на грунтах IV категории необходимо располагать на расстоянии не менее 50 м от насыпи ВПП, РД и МС. На крутых косогорах (круче 1:5) при больших площадях водосбора следует устраивать два ряда нагорных канав или водоотводных валов.

6.29. Поперечное сечение водоотводных и нагорных канав определяют гидравлическим расчетом. При этом заглубление дна канав не должно превосходить половины глубины сезонного протаивания грунта в естественном залегании; увеличение поперечного сечения канав следует производить за счет их уширения или увеличения высоты кавальера.

Дно, откосы водоотводных и нагорных канав, откосы берм и водоотводных валов укрепляют двойным мощением по слою мха или торфа.

6.30. Перепуск вод через ВПП, РД и МС, выполненных в высоких насыпях (более 1 м), осуществляют с помощью незаглубленных перепускных труб с открытыми оголовками воротникового типа.

Перепускные трубы выполняют из железобетонных звеньев, укладываемых на монолитное железобетонное основание. Заделку швов между звеньями осуществляют мятой глиной с последующей обкладкой швов слоем мха толщиной в плотном теле не менее 5 см.

6.31. Во избежание образования наледей в верхнем бьефе перепускные трубы следует выносить в сторону от русла водотоков (при их наличии) на расстояние не менее 10 м и располагать на высоте дна русла водотока в верхнем бьефе (у подошвы насыпи). Старое русло и пойму до нового русла засыпают камнем или щебнем на высоту, обеспечивающую сток поверхностных вод по новому руслу.

В целях предотвращения забивки труб льдом, снегом и мусором в верхнем бьефе у труб предусматривают устройство защитных металлических щитов, располагаемых по сегменту. Высота щитов должна быть больше наивысшего горизонта паводковых вод.

6.32. Льдистые грунты в основании перепускных труб следует заменять. При этом в основании насыпного слоя необходимо предусматривать укладку слоя мохоторфа толщиной не менее 20 см.

Глубину замены льдистого грунта в основании труб определяют по формуле

где h_{\text{п}} - глубина протаивания грунта;

\Delta_{\text{т}} - допускаемая осадка трубопровода, принимаемая равной:

0,03 м - для всех типов жестких покрытий;

0,05 м - для асфальтобетонных покрытий;

0,08 м - для других типов нежестких покрытий;

\delta_{z} - относительное сжатие оттаивающего грунта под нагрузкой, определяемое по формуле (6) СНиП II-Б.6-66.

6.33 Глубину протаивания грунтов в месте сооружения перепускных труб находят по формулам:

а) под оголовками и крайними звеньями трубы:

на временных водотоках с широким распластанным руслом

на водотоках постоянного и периодического действия с выраженным руслом

где h_{\text{п}} - глубина сезонного протаивания грунта в месте сооружения перепускной трубы в м;

h_{\text{т}} - глубина сезонного протаивания грунта вне водотока в м;

h_{\text{в}} - расчетная высота воды в водотоке (средняя за теплый сезон) в м;

t_{\text{в}} - расчетная температура воды в град;

б) под остальной частью трубы (под средними звеньями)

6.34. При проектировании водоотводных и дренажных систем на участках с пучинистыми грунтами необходимо руководствоваться требованиями пп. 6.34 - 6.36.

Глубину заложения коллекторов, как правило, следует назначать исходя из требования расположения подошвы основания под трубы ниже глубины промерзания. В районах с глубиной промерзания более 1,5 м допускают заложение трубопроводов в промерзающей толще грунтов. При этом коллекторы необходимо трассировать с максимально допустимыми уклонами и отеплением труб коллекторов и колодцев.

На участках коллекторов, расположенных под покрытиями, обратную засыпку траншей необходимо выполнять с соблюдением последовательности напластований отдельных грунтов на данном участке.

Минимальную глубину заложения закромочных дрен принимают из расчета превышения дна корыта над шелыгой трубы на высоту не менее капиллярного поднятия воды во влажной фильтрующей засыпке и не менее 0,7 м от дневной поверхности. Заглубление закромочных и экранирующих дрен, принимающих верховодку и грунтовые воды, устанавливают в соответствии с глубиной залегания этих вод.

6.35. Смотровые колодцы и дождеприемники следует устраивать с гладкими наклонными стенками. В лотках на покрытии рекомендуют предусматривать дождеприемники мелкого заложения в виде дождеприемных воронок. Расстояние между воронками 100 - 125 м.

Подошвы смотровых колодцев, дождеприемников и оголовков следует по возможности располагать ниже горизонта промерзания грунтов или на подушке из непучинистого материала, заглубленной ниже этого горизонта.

Вокруг смотровых колодцев, дождеприемников и оголовков следует устраивать несмерзающиеся обсыпки. Минимальная толщина обсыпки 20 см. Возможны двухслойные обсыпки: 15 - 20 см гравия, 20 - 30 см песка. При устройстве несмерзающихся обсыпок необходимо предусматривать водонепроницаемые отмостки по контуру сооружения.

Во всех случаях необходимо предусматривать утепление смотровых колодцев, дождеприемников и оголовков теплоизоляционными материалами (шлакобетоном, керамзитобетоном) или специальными отепляющими крышками, устанавливаемыми на зиму. При утеплении термоизоляционными материалами необходимо предусматривать их надежную гидроизоляцию.

6.36. При проектировании лотков на пучинистых грунтах в местах, подверженных размыву, следует предусматривать обработку грунта лотков вяжущими материалами или укрепление этих мест щебнем или гравием с обработкой органическими вяжущими. Микрорельеф лотков, а также обочин ВПП, РД и МС не должен способствовать появлению мест застоя поверхностных вод.

6.37 При проектировании водосточной и дренажной систем на участках с просадочными грунтами необходимо предусматривать:

размещение коллекторов водоотводных систем на удалении не менее 10 - 15 м от кромок покрытия;

обработку дна и стенок траншей, после предварительного рыхления, жидким битумом на глубину 2 - 4 см или устройство в этих местах изоляционных слоев из мятой глины;

обработку поверхности грунтовых оснований жидким битумом или дегтем на глубину 2 - 4 см.

Дождеприемники на покрытиях рекомендуют устраивать в виде дождеприемных воронок.

1. В тех случаях, когда полевое определение расчетных значений коэффициентов постели и модулей деформации естественных грунтов не проведено, но в результате комплекса инженерно-геологических изысканий установлены гранулометрический (зерновой) состав грунта, его число пластичности и естественная плотность, а также уровень грунтовых вод, категория влаги в грунте к началу промерзания и т.д., определение расчетных значений коэффициентов постели для жестких покрытий и модулей деформации для нежестких покрытий производят в следующем порядке:

по карте рис. 1 устанавливают дорожно-климатическую зону объекта строительства;

на основе данных инженерно-геологических изысканий по табл. 10 определяют тип гидрогеологических условий участка строительства;

по числу пластичности и гранулометрическому составу с помощью табл. 11 устанавливают вид грунта естественного основания.

Значение коэффициента постели C_{0} данного вида грунта во II климатической зоне при I типе гидрогеологических условий определяют по табл. 38. Для перехода к III - IV климатическим зонам следует пользоваться поправочными коэффициентами k_{\text{з}} (табл. 39), а для перехода ко II типу гидрогеологических условий - поправочными коэффициентами k_{\text{г}} (табл. 40):

Примечания: 1. Табличные значения коэффициентов постели даны для прогибов покрытия, не превышающих 2 мм. Если прогибы центра плиты превышают 2 мм, значения коэффициентов постели следует понижать на 30%. Прогиб центра плиты определяют по формуле

Здесь:

g(\alpha) - функция, определяемая по табл. 44 в зависимости от приведенного радиуса нагрузки \alpha = \frac{R}{l} ;

f_{0}(\xi) - функция, определяемая по табл. 44 в зависимости от приведенного расстояния \xi = \frac{r_{i}}{l} (см. рис. 5);

k_{W} - коэффициент, учитывающий перераспределение внутренних усилий в ортотропных плитах, определяемый по графику (см. рис. 18).

2. Приведенные в таблице значения коэффициентов постели связных грунтов соответствуют естественной плотности \epsilon = 0,5 \div 0,7 (для супесей) и \epsilon = 0,5 \div 0,8 (для суглинков и глин). В тех случаях, когда плотность этих грунтов ниже, коэффициент постели следует понижать соответственно на 30 и 40%.

3. При неоднородном залегании грунтов, наличии линз рыхлых и оглеенных грунтов, а также торфяно-болотных отложений, значения коэффициентов постели понижают на 50%.

Примечание. Для районов, расположенных восточнее линии, проходящей по рекам Волга - Северная Двина, коэффициент k_{\text{з}} следует увеличивать на 20%.

Примечание. В скобках указаны значения поправочных коэффициентов для II типа гидрогеологических условий, достигнутых при проведении осушения, понижения уровня грунтовых вод и других инженерных мероприятий согласно п. 3.2.

2. При проектировании нежестких покрытий расчетные модули деформации грунтов определяют по табл. 41.

Примечание. Значения модулей деформации грунтов даны для II типа гидрогеологических условий.

При переходе к I типу гидрогеологических условий значения модулей деформации для связных грунтов должны быть повышены на 20%, для несвязных - на 15%.

При переходе к III типу гидрогеологических условий значения модулей деформации для связных грунтов должны быть понижены на 40%, а для несвязных - на 25%.

3. При расчете жестких покрытий, проектируемых в условиях вечномерзлых грунтов с использованием принципа II, расчетные значения коэффициентов постели грунтового основания определяют по формуле

где C_{0} - коэффициент постели материала насыпи, принимаемый по табл. 38;

k_{\text{м}} - поправочный коэффициент, учитывающий наличие в основании малопрочного слоя талых грунтов, определяемый по графику рис. 15 в зависимости от высоты насыпи H_{\text{н}} и эквивалентного коэффициента постели C_{\text{экв}}^{\text{т}} системы "торф - талый грунт".

4. Эквивалентный коэффициент постели системы "торф - талый грунт" определяют по формуле

где \text{С}_{\text{т}}\prime и \text{С}_{\text{г}}\prime_{\text{р}} - коэффициенты постели соответственно торфа и талого грунта в слое конечной толщины, определяемые по формуле

Здесь: E_{\text{т}(\text{гр})} - модуль деформации торфа или талого грунта, определяемый по табл. 42;

h_{\text{т}(\text{гр})} и \mu_{\text{т}(\text{гр})} - соответственно толщина слоя и коэффициент Пуассона торфа или талого грунта.

5. При расчете нежестких покрытий, проектируемых в условиях вечномерзлых грунтов с использованием принципа II, эквивалентный модуль деформации системы "насыпь - талый грунт" определяют по формуле (28) с заменой в ней характеристик песка и грунта соответственно характеристиками материала насыпи и талого грунта. При определении эквивалентного модуля деформации трехслойной системы (насыпь - торф - талый грунт) предварительно необходимо определить эквивалентный модуль системы "торф - талый грунт" по той же формуле.

Значения модулей деформации материалов и грунтов принимают по табл. 42.

\ \xi(\eta) 0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 \eta(\xi) \

\ \xi(\eta) 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 \eta(\xi) \

Примечания: 1. Значения величин \overline{M_{y}^{i}} находят при замене в таблице входа по \xi входом по \eta и обратно, для этого случая обозначения граф показаны в скобках.

2. Для промежуточных значений \xi и \eta величины \overline{M_{x}^{i}} и \overline{M_{y}^{i}} принимают по интерполяции.

\alpha , f_{0}(\xi) g(\alpha) f(\alpha) \xi

0,0 0,0 \infty 0,5000

       0,02              0,4209             0,0007             0,4997
       0,04              0,3565             0,0011             0,4989
       0,06              0,3188             0,0019             0,4977
       0,08              0,2921             0,0031             0,4963
       0,10              0,2714             0,0044             0,4946
       0,12              0,2545             0,0061             0,4926
       0,14              0,2402             0,0081             0,4904
       0,16              0,2278             0,0104             0,4880
       0,18              0,2169             0,0130             0,4854
       0,20              0,2072             0,0159             0,4826
       0,22              0,1984             0,0191             0,4797
       0,24              0,1904             0,0225             0,4767
       0,26              0,1831             0,0263             0,4735
       0,28              0,1763             0,0303             0,4701
       0,30              0,1700             0,0345             0,4667
       0,32              0,1641             0,0391             0,4632
       0,34              0,1586             0,0438             0,4595
       0,36              0,1534             0,0489             0,4558
       0,38              0,1485             0,0541             0,4520
       0,40              0,1438             0,0596             0,4480
       0,42              0,1395             0,0654             0,4441
       0,44              0,1353             0,0714             0,4400
       0,46              0,1313             0,0775             0,4359
       0,48              0,1275             0,0839             0,4318
       0,50              0,1239             0,0906             0,4275
       0,52              0,1204             0,0974             0,4233
       0,54              0,1171             0,1044             0,4190
       0,56              0,1139             0,1116             0,4146
       0,58              0,1108             0,1190             0,4102
       0,60              0,1079             0,1265             0,4058
       0,62              0,1050             0,1342             0,4014
       0,64              0,1023             0,1421             0,3969
       0,66              0,0997             0,1402             0,3924
       0,68              0,0971             0,1584             0,3879
       0,70              0,0946             0,1668             0,3834
       0,72              0,0922             0,1752             0,3788
       0,74              0,0899             0,1839             0,3743
       0,76              0,0877             0,1926             0,3697
       0,78              0,0855             0,2015             0,3651
       0,80              0,0834             0,2105             0,3606
       0,82              0,0814             0,2196             0,3560
       0,84              0,0794             0,2289             0,3514
       0,86              0,0775             0,2382             0,3468
       0,88              0,0756             0,2476             0,3423
       0,90              0,0738             0,2571             0,3377
       0,92              0,0721             0,2667             0,3332
       0,94              0,0704             0,2763             0,3286
       0,96              0,0687             0,2861             0,3241
       0,98              0,0671             0,2959             0,3196
       1,00              0,0655             0,3057             0,3151
       1,10              0,0582             0,3558             0,2929
       1,20              0,0518             0,4067             0,2713
       1,30              0,0462             0,4579             0,2504
       1,40              0,0411             0,5087             0,2302
       1,50              0,0366             0,5589             0,2110
       1,60              0,0326             0,6081             0,1926
       1,70              0,0291             0,6557             0,1752
       1,80              0,0259             0,7016             0,1588
       1,90              0,0230             0,7453             0,1433
       2,00              0,0204             0,7868             0,1289
       2,20              0,0161             0,8629             0,1026
       2,40              0,0126             0,9288             0,0804
       2,60              0,0097             0,9841             0,0614
       2,80              0,0075             1,0290             0,0415
       3,00              0,0057             1,0645             0,0326
       3,20              0,0043             1,0904             0,0220
       3,40              0,0032             1,1089             0,0137
       3,60              0,0023             1,1204             0,0071
       3,80              0,0016             1,1253             0,0021
       4,00              0,0011             1,1258            -0,0014

1. Анкер представляет собой монолитную железобетонную конструкцию, состоящую из анкерной плиты и шпор, заглубленных в грунт. Схема анкера представлена на рис. 16.

Толщину анкерной плиты h_{\text{п}} и ширину шпор b_{\text{ш}} рекомендуют принимать постоянными и равными соответственно 30 и 100 см.

2. Число шпор и глубину их заложения H определяют расчетом из условия равновесия анкера под действием сил натяжения арматуры N, т/пог. м, и сил сопротивления анкера сдвигу F_{\text{сд}n}

Сопротивление анкера сдвигу определяют по формуле

где n — число шпор;

F_{\text{сд}} — сопротивление сдвигу одной шпоры и прилегающих к ней частей анкерной плиты, определяемое по графику рис. 17.

Глубина заложения шпор должна быть в пределах 1,5 — 2,5 м. Расстояние между шпорами в свету принимают равным 2H.

3. Армирование анкера выполняют сталью класса А-II. Потребное количество рабочей арматуры принимают по табл. 45.

1,5 5Ø12 5Ø12 5Ø12 5Ø12 5Ø12 5Ø12

2 11Ø16 6Ø12 9Ø12 6Ø12 8Ø12 6Ø12

2,5 8Ø12 12Ø16 9Ø12 — 10Ø12 -

Конструктивное армирование плиты и шпор анкера производят стержнями диаметром 12 мм, располагаемыми соответственно через 25 — 30 и 40 — 50 см.

Защитный слой принимают равным:

4 см для арматуры плит;

5 см для арматуры шпор.

1. Назначение конструкции основания производят из сопоставления предельного M_{\text{пр}} и расчетного M_{\text{р}} изгибающих моментов, определяемых по требованиям раздела 4 настоящих Указаний.

2. Расчет толщины основания производят в следующем порядке:

а) методом последовательных приближений, задаваясь значениями коэффициента постели C и определяя для них значения M_{\text{р}} , устанавливают требуемый (для соблюдения равенства M_{\text{р}} = M_{\text{пр}} ) коэффициент постели C_{\text{тр}} и вычисляют соответствующий ему эквивалентный модуль деформации основания E_{\text{тр}}^{\text{экв}} по формуле

б) определяют условный диаметр круга передачи нагрузки от покрытия на основание

k_{W} — определяют по графику рис. 18;

в) вычисляют модуль деформации естественного грунта по формуле

г) выбирают материал основания и по табл. 6, 7 устанавливают значение его модуля деформации E_{\text{осн}} ;

д) по графику рис. 19 определяют отношение \frac{d}{h} , предварительно установив величину коэффициента K_{\text{гр}} . Первоначальное значение K_{\text{гр}} принимают равным 2 и по вычисленным величинам \frac{E_{\text{тр}}^{\text{экв}}}{K_{\text{гр}}E_{0}} и \frac{E_{\text{осн}}k_{\text{н}}}{K_{\text{гр}}E_{0}} устанавливают его значение на графике рис. 19. Методом последовательных приближений добиваются совпадения принятого и полученного по графику значения K_{\text{гр}} в пределах 10%.

3,5 — для материалов, не обработанных вяжущими, в том числе существующих покрытий IV категории разрушения;

6,0 — для материалов и грунтов, обработанных органическими или неорганическими вяжущими;

е) определяют требуемую толщину основания по формуле

Примечание. При выборе материала основания следует обращать внимание на то, чтобы отношение его модуля деформации к модулю деформации грунта \frac{E_{\text{осн}}}{E_{0}} не превышало 80. В тех случаях, когда для получения требуемого E_{\text{тр}}^{\text{экв}} необходимо \frac{E_{\text{осн}}}{E_{0}} >80 , следует устраивать многослойные основания. Расчет в этом случае также ведут по настоящей методике с приведением многослойной конструкции основания к однослойной эквивалентной толщины.

Для этого один из слоев многослойной конструкции основания принимают за основной, а остальные приводят к основному.

Эквивалентную толщину слоя определяют по формуле

1. Теплотехнический расчет аэродромных покрытий, устраиваемых на вечномерзлых грунтах, состоит в определении толщины термоизоляционного слоя основания из условия, чтобы расчетное время оттаивания \tau всей конструкции покрытия (при проектировании с использованием принципа IБ и части сезонно-оттаивающего слоя) было больше или равно нормативному времени оттаивания \tau_{\text{п}} , определяемому по пп. 6, 7 настоящего приложения.

2. Расчетное время оттаивания однородного слоя до заданной глубины h_{\text{от}} определяют по формуле

где \lambda_{\text{т}} — коэффициент теплопроводности грунта или материала в талом состоянии в ккал/м x ч x град;

\alpha — коэффициент теплообмена в ккал/м2 x ч x град;

b — коэффициент интенсивности оттаивания, определяемый по формуле

Здесь:

В формулах (76 и 77) приняты следующие обозначения:

t_{\text{п}} — средняя температура на поверхности покрытия в град, определяемая по пп. 6, 7;

t_{0} — температура мерзлого грунта в зоне нулевых годовых амплитуд, определяемая по рис. 1 СНиП II-Б.6-66;

\lambda_{\text{м}} — коэффициент теплопроводности материала однородного слоя в мерзлом состоянии в ккал/м x ч x град;

C_{\text{т}} и C_{\text{м}} — объемные теплоемкости материала слоя соответственно в талом и мерзлом состоянии в ккал/м3 x град;

W — влажность материала слоя в кг/м3;

S_{\text{л}} — скрытая теплота плавления льда, равная 80 ккал/м3.

3. Расчетное время оттаивания многослойной конструкции покрытия определяют в следующей последовательности:

а) рассматриваемое многослойное покрытие заменяют эквивалентным, имеющим постоянный по глубине коэффициент теплопроводности, равный коэффициенту теплопроводности грунтового основания. Замена сводится к вычислению характеристик слоев эквивалентного покрытия по формулам:

где \delta_{n} — толщина n-го слоя покрытия в м;

\overline{\delta_{\text{т}n}} — толщина n-го слоя эквивалентного покрытия в талом состоянии в м;

h_{\text{от}n} — глубина оттаивания в пределах n-го слоя покрытия в м;

\overline{h_{\text{от}n}} — глубина оттаивания в пределах n-го слоя эквивалентного покрытия в м;

\lambda_{\text{т}n} , \lambda_{\text{м}n} — коэффициенты теплопроводности n-го слоя соответственно в талом и мерзлом состоянии в ккал/м x ч x град;

\lambda_{\text{т}} , \lambda_{\text{м}} — коэффициенты теплопроводности грунтов основания в талом и мерзлом состоянии в ккал/м x ч x град;

б) по формуле (76) определяют значения коэффициентов интенсивности оттаивания \overline{b_{i}} отдельных слоев эквивалентного покрытия, при этом значения характеристик слоев вычисляют по формулам (78);

в) определяют время оттаивания слоя 1 и толщину слоя, приведенную к характеристикам слоя 2, исходя из равенства значений \overline{b_{1}} = \overline{b_{2}}

Данным способом последовательно определяют приведенные значения толщин и время оттаивания \tau_{1,2,3...\text{гр}} всех слоев принятой конструкции покрытия, включая грунт основания.

4. Объемную теплоемкость грунта определяют как сумму теплоемкостей отдельных его слоев. Объемная теплоемкость грунтового слоя определяется по формулам:

а) для мерзлого состояния грунта

б) для талого состояния грунта

где \gamma_{\text{ск}n} — объемный вес скелета грунта n-го слоя в кг/м3;

W_{n} — весовая влажность оттаивающих грунтов n-го слоя, принимаемая равной максимальной молекулярной влагоемкости; для галечника влажность принимают равной 2%, щебня — 3%, галечника с песком — 4%, щебня с песком — 5%.

Ориентировочные значения теплофизических характеристик некоторых материалов и грунтов в зависимости от \gamma и W приведены в табл. 46, 47.

5. Для натурного контроля и уточнения теплофизических характеристик грунтов и материалов рекомендуют не менее чем за 1 год до возведения покрытий на характерных участках строить опытные площадки с покрытиями предполагаемых конструкций. Размер площадок в плане должен быть не менее 15 x 15 м.

6. Нормативное время оттаивания \tau_{\text{п}} и среднюю температуру на поверхности покрытия t_{\text{п}} определяют из графика среднемесячных температур на поверхности покрытия за теплый период года.

Среднемесячные значения температуры на поверхности определяют по формуле

где t_{\text{в}} — среднемесячная температура воздуха в град;

r — среднемесячный радиационный баланс в ккал/м2 x ч.

Среднемесячное значение радиационного баланса подсчитывают по формуле

где Q и q — соответственно среднемесячная величина интенсивности прямой солнечной радиации в ккал/м2 x ч и среднемесячная величина интенсивности рассеянной радиации в ккал/м2 x ч, принимаемые по данным актинометрических наблюдений или определяемые расчетом;

a — альбедо поверхности покрытия в долях единицы, принимаемое равным:

0,15 — для бетонных покрытий;

0,09 — для покрытий из материалов, обработанных органическими вяжущими;

0,12 — для гравийных покрытий;

0,14 — для щебеночных покрытий.

Расчетные значения коэффициента теплообмена \alpha определяют по формуле

где V_{\text{в}} — средняя за месяц скорость ветра в м/с.

7. За нормативную величину \tau_{\text{п}} принимают отрезок времени, отсекаемый на оси абсцисс ветвями кривой среднемесячных температур на поверхности покрытия для года с наиболее жарким и продолжительным теплым периодом.

Среднюю температуру на поверхности покрытия t_{\text{п}} находят путем деления площади, заключенной между осью абсцисс и кривой среднемесячных температур на поверхности, на нормативное время оттаивания \tau_{\text{п}} , т.е. сумму градусо-часов делят на количество часов расчетного промежутка времени.

1. При проектировании аэродромных покрытий на пучинистых грунтах теплотехническим расчетом определяют глубину промерзания грунтового основания под покрытием при заданной толщине отдельных слоев покрытия и известной продолжительности промерзания.

Глубину промерзания грунта под покрытием определяют как разность между глубиной промерзания грунта в природных условиях при отсутствии снегового покрова и толщиной покрытия, приведенной к характеристикам грунта основания.

Расчеты производят с использованием формул и таблиц, приведенных в Приложении 5.

2. Глубину промерзания грунта в природных условиях при отсутствии снегового покрова определяют по формуле

где b_{\text{пр}} — коэффициент интенсивности промерзания грунта;

\tau — продолжительность промерзания в ч;

\lambda_{\text{м}} — коэффициент теплопроводности мерзлого грунта в ккал/м x ч x град;

\alpha — коэффициент теплообмена в ккал/м2 x ч x град.

Коэффициент интенсивности промерзания b_{\text{пр}} вычисляют по формуле (76), при этом величины A, B, D, E определяют по формулам:

где t_{\text{в}} — средняя температура воздуха за период промерзания в град;

t_{0}\prime — средняя по глубине температура толщи грунта к началу промерзания в град;

W — влажность талого грунта в кг/м3.

Значения остальных величин те же, что и в формулах (77).

3. Расчет глубины промерзания грунта при отсутствии снегового покрова производят в следующей последовательности:

по данным изысканий с использованием табл. 47 устанавливаются значения теплофизических характеристик грунта;

по климатологическим справочникам или по данным метеостанций определяют продолжительность промерзания \tau и среднюю за этот период температуру воздуха t_{\text{в}} ; по формуле (84) определяют значение \alpha ;

по данным метеостанций или при изысканиях устанавливают величину t_{0}\prime как среднюю до глубины 7 — 10 м;

по формулам (86) вычисляют A, B, D и E и по формуле (76) определяют значение b_{\text{пр}} ;

по формуле (85) вычисляют глубину промерзания.

4. Определение приведенной толщины покрытия принятой конструкции, состоящей из k слоев, производят в следующем порядке:

устанавливают теплофизические характеристики грунта основания и отдельных слоев покрытия;

определяют значения \tau , t_{\text{в}} и t_{0}\prime ;

многослойное покрытие заменяют эквивалентным, имеющим постоянный по глубине коэффициент теплопроводности, равный коэффициенту теплопроводности грунта основания. Характеристики слоев эквивалентного покрытия вычисляют по формулам:

(87)

\overline{h_{\text{м}n}} — глубина промерзания в пределах n-го слоя эквивалентного покрытия в м.

Значения других величин те же, что и в формулах (78);

по формулам (86) вычисляют значения A, B, D, E для отдельных слоев эквивалентного покрытия; по формуле (76) устанавливают значения коэффициентов интенсивности промерзания \overline{b_{\text{пр}}} для каждого слоя эквивалентного покрытия;

определяют время и глубину промерзания слоев в следующей последовательности:

а) вычисляют время промерзания слоя 1

\tau_{1} = \frac{(\overline{\delta_{\text{м}_{1}}} + \frac{\lambda_{\text{м}}}{\alpha})^{2} - (\frac{\lambda_{\text{м}}}{\alpha})2}{\overline{b_{\text{пр}_{1}}^{2}}} (88)

и толщину слоя 1, приведенную к характеристикам слоя 2, исходя из равенства значений коэффициентов интенсивности промерзания \overline{b_{\text{пр}_{1}}} = \overline{b_{\text{пр}_{2}}} :

\tau_{1,2} = \frac{[(\overline{\delta_{\text{м}_{1}}})_{2} + \overline{\delta_{\text{м}_{2}}}]^{2} - (\frac{\lambda_{\text{м}}}{\alpha})2}{\overline{b_{\text{пр}_{2}}^{2}}} (90)

Расчет повторяют до установления толщины всего покрытия, приведенной к характеристикам грунтового основания:

1. Определение вероятного морозного вспучивания производят в следующей последовательности.

На основе данных многолетних наблюдений ближайших метеостанций или теоретическим путем (см. Приложение 6) определяют глубину промерзания грунтов естественного основания при отсутствии снегового покрова.

В зависимости от вида грунта каждого характерного слоя и типа гидрогеологических условий (табл. 10) с помощью табл. 48 устанавливают индекс пучения слоя.

Примечания: 1. Чистые гравелистые и крупнозернистые пески, содержащие менее 2% фракций мельче 0,02 мм (при однородном составе) и менее 10% (при неоднородном составе), являются непучинистыми при любых гидрогеологических условиях.

2. Наличие водоносных песчаных прослоек в глинистых и суглинистых грунтах, а также глинистых и суглинистых прослоек в песчаных и супесчаных грунтах повышает их индексы пучения на единицу.

3. Преобладание в составе глинистых фракций минералов группы каолинита увеличивает индекс пучения грунта на единицу.

С помощью табл. 49 - 50 определяют поправки к индексу пучения, зависящие от плотности грунта и присутствия новообразований в почвенных горизонтах. Суммированием первоначально найденного индекса с поправками получают окончательный индекс пучения.

На основе данных о криогенной текстуре пучения индекс пучения устанавливают с помощью табл. 51.

Примечания: 1. Криогенная текстура может быть установлена только при зимних изысканиях путем вырубания монолитов из мерзлого грунта и изучения характера распределения ледяных включений в массе грунта.

2. При наличии отчетливо видимых ледяных шлиров высота вспучивания может быть определена по суммарной высоте горизонтальных прослоек льда.

За расчетный индекс пучения принимается наибольший из определенных по табл. 48 - 50 либо по табл. 51.

В зависимости от величины расчетного индекса пучения и положения слоя в промерзающей толще по табл. 52 определяют относительное среднее вспучивание, а по нему — абсолютное среднее вспучивание h_{\text{ср}} в зависимости от толщины слоя.

Примечания: 1. Таблица составлена для районов СССР, расположенных к западу от линии Северная Двина — Волга. Для районов, лежащих восточнее этой линии, высоту вспучивания принимают на 20% меньше.

2. Приведенные в таблице значения высоты вспучивания соответствуют положению слоя в верхней трети промерзающей толщи при I — II типе гидрогеологических условий; для средней и нижней трети в этих условиях табличные значения следует понижать соответственно на 50 и 75%. При III типе гидрогеологических условий по всей глубине промерзания принимают табличные значения.

Полную высоту среднего вспучивания определяют суммированием высот вспучивания всех слоев, входящих в промерзающую толщу.

2. Величину неравномерного морозного вспучивания I определяют исходя из величины среднего вспучивания h_{\text{ср}}

Определение неравномерного вспучивания может быть сделано путем детального исследования грунтового разреза скважинами или шурфами, расположенными в виде нескольких кустов, с расстояниями между выработками в кусте 3 — 5 м. Вычисляя с помощью таблиц вероятную высоту среднего вспучивания h_{\text{ср}} для каждой из смежных выработок, по разности между ними определяют неравномерное вспучивание.

3. Для определения максимально допустимых величин вспучивания грунтового основания должны быть установлены максимально допустимые неровности покрытий, исходя из прочности последних и безопасной работы авиации.

Предельно допустимые деформации для бетонных и железобетонных плит приведены в табл. 53.

а) Однослойные и двухслойные бетонные и армобетонные покрытия

б) обычные железобетонные покрытия

Примечания: 1. Приведенные в таблице допустимые величины относятся только к тем неровностям, которые могут временно возникнуть в результате морозного вспучивания. Установленные соответствующими нормами требования к неровностям при строительстве покрытий остаются без изменений.

2. Условную жесткость двухслойного покрытия принимают равной сумме жесткостей верхнего и нижнего слоев.

3. Максимально допустимая ширина раскрытия трещин в обычных железобетонных покрытиях принята равной 0,3 мм.

Окончательная проверка допустимости деформаций плит жестких покрытий, возникающих вследствие морозного вспучивания, производится в соответствии с данными табл. 54, а для предварительно напряженных покрытий — только на основе данных этой таблицы.

Примечания: 1. Приведенные в таблице величины неровностей даны для самолетов с давлением в пневматиках до 10 кг/см2. При давлении в пневматиках от 10 до 12 кг/см2 максимально допустимые неровности следует умножать на коэффициент 0,8. При давлении свыше 12 кг/см2 допустимые неровности устанавливают в соответствии с результатами испытаний самолетов.

2. Для покрытий МС, которые могут быть использованы как ВПП, принимают те же величины максимально допустимых неровностей, что и для ВПП. Для остальных МС максимально допустимые неровности принимают как для РД.

3. Для покрытий из плит, ширина которых не равна 3,5 или 7 м, алгебраическая разность уклонов вычисляется по интерполяции.

4. Исходя из величин максимально допустимых неровностей вычисляют максимально допустимую величину неравномерного вспучивания грунтового основания для каждого элемента покрытий аэродрома и для каждого типа жестких покрытий:

где [\Delta i] — допустимая алгебраическая разность встречных уклонов смежных плит;

[\frac{2f}{D}] — допустимый относительный прогиб плиты;

[h_{\text{микр}}] — допустимые уступы на стыках смежных плит в мм;

[h_{\text{мез}}] — допустимая западина или взбугривание на стыках смежных плит;

b_{\text{п}} — ширина плиты;

D — диаметр чаши положительного прогиба, принимаемый равным 8l, где l — упругая характеристика плиты.

По величине допустимого неравномерного вспучивания вычисляют максимально допустимую для жестких покрытий среднюю высоту вспучивания

Для нежестких покрытий допустимую высоту среднего вспучивания принимают равной:

4 см — для капитальных покрытий;

6 см — для облегченных и переходных покрытий.