Способы реконструкции дорожных одежд

РЕКОНСТРУКЦИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Вопрос о реконструкции дорожной одежды ставится, если по результатам диагностики она находится в неудовлетворительном эксплуатационном состоянии и не отвечает потребительским свойствам. В этом случае дорожная одежда не отвечает требованиям по ровности, прочности, коэффициенту сцепления, имеются разрушения различного вида и, как следствие, снижается безопасность движения.

Возможны следующие варианты реконструкции дорожных одежд:

А. Полная разборка существующей дорожной одежды с использо­ванием полученного материала при строительстве новой дорожной одежды, укреплении обочин, строительстве объездных дорог, подъез­дов и т.д.

Полная разборка дорожной одежды производится в тех случаях, когда под воздействием движения и погодно-климатических факторов ее износ и разрушения не позволяют использовать существующую одежду как основание, так как это технически не целе­сообразно (коэффициент прочности существующей дорожной одежды К_пр менее 0,4; дренирующий слой не способен выполнять свои функ­ции вследствие заиливания или разрушения, на дорожной одежде на­блюдаются частые проломы, составляющие более 3 % ее площади).

Полная разборка старой дорожной одежды производится и в том случае, когда намечается существенно увеличить высоту насыпи или углубить выемку.

Б. Разрушение существующей дорожной одежды, особенно слоев из монолитных материалов, и использование ее в качестве верхнего слоя основания. В этом случае увеличивается вероятность предот­вращения возможности появления отраженных трещин в верхних сло­ях (трещины, повторяющие существующие в старом покрытии).

Такой способ реконструкции применяется, когда существующая до­рожная одежда включает слои из цементобетона различных типов или материалов, укрепленных цементом и со­хранивших в достаточной степени монолитность, но существенно снизивших ровность поверхности одежды, связанной с различными видами деформаций. Отдельные блоки разрушенного слоя с помощью гидро или пневмомолотов не должны превышать 0,5 м.

Асфальтобетонное покрытие в таких случаях снимается на толщину, предусмотренную проектом, способом холодного фрезерования. С дальнейшим использованием на асфальтобетонном заводе в качестве добавки для производства новой асфальтобетонной смеси. Возможно применение продукта фрезерования для укрепления обочин или в качестве нижнего слоя покрытия после обработки битумной эмульсией.

В. Разрушение существующей дорожной одежды, ее уширение и усиление новым материалом с укладкой соответствующих верхних слоев.

Г. Сохранение существующей дорожной одежды, ее ямочный ремонт, горячая, холодная или комбинированная регенерация ас­фальтобетонного покрытия с последующей укладкой слоя усиления. Для предотвращения появления отраженных трещин возможно при­менение синтетической сетки.

Такой способ реконструкции целесообразен при коэффициенте прочности существующей дорожной одежды более 0,8 и состоянии покрытия, допускающем проведение соответствующе­го ремонта [1].

Д. Сохранение существующей дорожной одежды, ее уширение, ямочный ремонт, горячая, холодная или комбинированная регенерация при необходимости укладка синтетической сетки и устройство слоя усиления.

Данный случай аналогичен указанному в п. «Г», но при недоста­точной ширине проезжей части.

Существующий переходный тип покрытия из щебеночных или гравий­ных материалов рыхлится на глубину наибольших выбоин, про­филируется и уплотняется. В случаях, предусмотренных проектом, укладываются слои усиления в виде усо­вершенствованного покрытия. Для рыхления и профилирования мо­жет быть использован автогрейдер с навесным кирковщиком, для уп­лотнения – самоходные катки на пневмошинах, комбинированные или вальцовые.

При реконструкции дорог производится усиление дорожной одежды, что является наиболее частым видом реконструкции.

Усиление существующей дорожной одежды должно обеспечивать общую ее прочность, соответствующую требованиям перспективного движения автотранспорта на конец срока службы, то есть до следующего капитального ремонта или реконструкции. Срок службы дорожной одежды зависит от ее капитальности, дорожно-климатических условий и уровня надежности.

Основанием для назначения толщины слоя усиления должны быть результаты диагностики и оценки состояния автомобильных дорог, проводимых в соответствии с «Правилами диагностики» ОДН 218.0.006.

Для определения перспективной интенсивности движения к концу
срока службы дорожной одежды применяются следующие зависимости:

- в случае роста интенсивности движения по геометрической прогрессии

N_T = N_H (1 + q) ^{T –1}; (6)

- в случае роста интенсивности движения по линейной зависимости

N_T = N_H [1 + q (T – 1)], (7)

где N_T – интенсивность движения в год Т, который принимают равным сроку службы Т_сл дорожной одежды, авт./сут; N_H – начальная интенсивность движения, определенная при диагностике автомобильных дорог, авт./сут; q – расчетный показатель ежегодного прироста интенсивности движения, определяемый как средний годовой прирост по данным из­мерения фактической интенсивности движения за ряд предыдущих лет (измеряется в относительных величинах), в случае снижения ин­тенсивности движения величина q является отрицательной.

Перспективная интенсивность движения приводится к расчетной нагрузке А1, А2 или А3 в зависимости от того, какой вид большегрузных многоосных транспортных средств присутствует в потоке на данной автомобильной дороге.

Далее по формулам ОДН 218.046-2002 определяется требуемый модуль упругости Е_тр дорожной одежды в зависимости от количества приложений расчетной нагрузки за срок службы.

В период диагностики определяется фактический модуль упругости дорожной одежды Е_ф. При определении упругого прогиба дорожных одежд возможно использование двух групп приборов:

- динамические («Дина 3М» и ему подобные);

- статические (прогибомеры различных модификаций).

При этом динамические приборы для определения прочности дорожных одежд должны применяться в местах движения автомобилей (на перегонах), статические – в местах остановок (светофоры или стоянки).

Фактический модуль упругости дорожной одежды должен определяться в расчетный период. Расчетный период (весенний) – это период, когда грунты земляного полотна оттаивают на глубину 0,5 м от низа дорожной одежды, имеют наибольшую влажность и наименьшую прочность.

Для определения расчетного периода необходимо измерение упругого прогиба в контрольных точках в течение всего года. Период времени, в течение которого получены наибольшие значения упругих прогибов, соответствуют расчетному периоду.

В случае, если определение упругого прогиба дорожной одежды при диагностике произведено не в расчетный период, то, имея измерения на контрольных точках, можно привести упругий прогиб к расчетному периоду через коэффициент приведения

, (8)

где l_р – упругий прогиб в расчетный период; l_д – упругий прогиб, измеренный в период диагностики.

По полученным упругим прогибам рассчитывается фактический модуль упругости:

, (9)

где Р – удельная нагрузка по площади круга; D – диаметр круга, равновеликого площади отпечатка спаренных колес грузового автомобиля; l – упругий прогиб в расчетный период; μ – коэффициент Пуассона дорожной одежды, μ ≈ 0,3.

Для расчетов толщин слоев усиления необходимо знать модуль упругости асфальтобетона Е ₁, который предусмотрено укладывать в покрытие. Согласно ОДН 218.046-2002 модуль упругости асфальтобетона зависит от марки битума и температуры в расчетный период. После этого определяются соотношения

и . (10)

Для определения толщины слоя усиления используется номограмма ОДН 218.046-2002. В любом случае соотношение Е_тр / Е ₁ будет больше Е_ф / Е ₁. По номограмме (рис. 29) определяется .

По полученному соотношению определяется толщина слоя усиления h, так как D известно.

Рис. 29. Фрагмент номограммы ОДН218.046 и ход определения h / D  

В процессе расчета слоев усиления необходимо учитывать, что материал этих слоев не должен быть по качеству ниже, чем материал существующего покрытия.

На многих существующих автомобильных дорогах дорожные одежды рассчитывались на нагрузку 60 кН. В этом случае для усиления дорожной одежды необходимо 2 или 3 слоя асфальтобетона, в некоторых случаях усиление укрепленным цементом или комплексным вяжущим слоев основания с использованием ресайклера.

Определение толщин слоев усиления является расчетом на прочность. Все конструкции дорожных одежд необходимо проверять по трем критериям: сопротивлению сдвигу в грунте земляного полотна и малосвязных слоях дорожной одежды, сопротивлению растяжению при изгибе монолитных слоев и на морозное пучение.

Дата добавления: 2015-06-29