Рекомендации Рекомендации по назначению толщины асфальтобетонных покрытий с добавками резиновой крошки на жестких основаниях

Министерство строительства и эксплуатации автомобильных дорог
Белорусской ССР

Научно-производственное объединение "Дорстройтехника"

РЕКОМЕНДАЦИИ
по назначению толщины асфальтобетонных
покрытий с добавками резиновой крошки
на жестких основаниях

Одобрены секцией проектирования

и строительства автомобильных

дорог и мостов НТС Миндорстроя

БССР

Протокол № 7 от 27.12.88 г.

Минск 1990

Рекомендации разработаны на основе теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в Белдорнии НПО "Дорстройтехника" и Белорусском политехническом институте.

В Рекомендациях изложена методика расчета толщины асфальтобетонных покрытий с добавками резиновой крошки на жестких основаниях применительно к условиям БССР.

Рекомендации разработаны к.т.н. Веренько В.А., инж. Козловым Г.Н., Измайловой Л.С., Новицкой Т.А. при участии к.т.н. Лагошной Н.Л. и инж. Шумчика В.К.

Настоящие рекомендации распространяются на конструирование и расчет дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями с добавкой резиновой крошки, укладываемых на жесткие основания, и могут быть использованы проектными организациями Миндорстроя БССР. Основным недостатком асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях является их низкая температурная трещиностойкость, что требует устройства покрытий повышенной толщины. Асфальтобетоны с добавкой резиновой крошки обладают более высокой релаксационной способностью, а следовательно, и трещиностойкостью. Это позволяет снизить толщину покрытия на 10-30 %. В Рекомендациях приведена также методика расчета на сдвигоустойчивость и прочность на воздействие транспортной нагрузки.

I . Общие положения

1.1. Рекомендации разработаны на основе нормативных документов ВСН 46-83 "Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа" Минтрансстроя РСФСР и ВСН 197-83 "Инструкция по проектированию жестких дорожных одежд" Минтрансстроя РСФСР с учетом проведенных исследований свойств асфальтобетонов с добавками резиновой крошки и особенностей напряженно-деформированного состояния.

1.2. Под жесткими основаниями подразумеваются основания из цементобетона, тощего бетона, каменных материалов, укрепленных цементом, сланцевой золой и другими минеральными вяжущими.

1.3. Расчет дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями на жестких основаниях ведут по трем критериям:

температурной трещиностойкости асфальтобетонного покрытия с учетом вида жесткого основания;

прочности на воздействие транспортной нагрузки;

сдвигоустойчивости покрытия в летний период.

II . Расчет асфальтобетонных покрытий с добавками резиновой крошки на температурную трещиностойкость

2.1. Дорожные одежды с асфальтобетонными покрытиями на жестких основаниях могут быть запроектированы с допущением появления температурных трещин на покрытии либо без допущения их образования.

2.2. Наличие температурных трещин присуще асфальтобетонным покрытиям, укладываемым на цементобетон в качестве защитного слоя и слоя износа, кроме того, они могут возникать при новом строительстве дорог III - IV категорий. Отсутствие трещин характерно для новых покрытий дорог I - II категорий.

2.3. Для дорог III - IV категорий, а также при укладке слоя асфальтобетона с добавкой резиновой крошки на существующие цементобетонные покрытия расчет температурной трещиностойкости покрытия не производится.

2.4. Толщину покрытия назначают конструктивно, исходя из требований к прочности дорожной одежды на воздействие транспортной нагрузки (см. раздел IV ). При этом минимальная толщина слоя асфальтобетона должна составлять 4 см, а максимальная - 10 см.

2.5. Ограничение максимальной толщины слоя в 10 см связано с необходимостью обеспечения прочного сцепления слоя покрытия и основания в месте образования трещины.

2.6. При проектировании дорожных одежд с допущением образования температурных трещин в покрытии обязательным условием является устройство подгрунтовки между покрытием и основанием из битума или дегтя.

2.7. При проектировании дорожных одежд без допущения образования температурных трещин производят расчет напряженно-деформированного состояния покрытия и проверку трещиностойкости по условию:

,                                                          (2.1)

где σa -        напряжения, возникающие в слое асфальтобетона от его несвободного сжатия при охлаждении;

σb -        напряжения, возникающие в слое асфальтобетона от температурных перемещений блоков жесткого основания;

Ri -        предельная структурная прочность асфальтобетона с добавкой резиновой крошки;

y -         повреждаемость, накопленная в слое асфальтобетона в результате протекания релаксационных процессов и повторного действия напряженного состояния.

2.8. Величину σa определяют по номограмме (рис. 2.1) в зависимости от предварительно задаваемой толщины слоя асфальтобетонного покрытия и марки вяжущего.

2.9. Значение σb вычисляют по формуле:

,                                                                  (2.2)

где σ 1 о -       напряжение , вызванное перемещением блока основания длиной 1 м (рис. 2.2);

L -         длина трещиноватого блока основания или цементобетонной плиты.

Если основания укладывают без температурных швов, значение L определяют по номограмме (рис. 2.3) в зависимости от марки бетона основания.

2.10. Значение Ri приведено в табл. 1.

Таблица 1

Марка вяжущего

60/90

9 0 /130

130/200

Ri , МПа

2,1

2,3

2,5

2.11. Величина накопленной повреждаемости в структуре асфальтобетона ( y ) зависит от количества отрелаксировавших напряжений, повторности напряженного состояния, процессов восстановления структуры и определяется по табл. 2.

Таблица 2

Толщина асфальтобетона, см

8

10

12

16

20

24

y

0,25

0,4

0,58

0,76

0,9

1,0

2.12. Расчет требуемой толщины асфальтобетонного покрытия с добавкой резиновой крошки ведется методом подбора и приведен в приложении.

2.13. Снизить толщину слоя асфальтобетонного покрытия на жестком основании можно путем устройства эластичных прослоек между покрытием и основанием.

Рис. 2.1. Номограмма для определения температурных напряжений в асфальтобетонных покрытиях на резинобитумных вяжущих

Цифры на прямых - марки вяжущих

Рис. 2.2. Номограмма для определения напряжений в асфальтобетонных покрытиях на резинобитумных вяжущих от перемещения блока основания

Цифры на прямых - марка вяжущего

Рис. 2.3. Номограмма для определения длины трещиноватого блока жесткого основания

Цифры на кривых - толщина основания, см

Рис. 2.4. Зависимость коэффициента снижения напряжений за счет устройства прослойки от соотношения модулей прослойки и покрытия

* Коэффициент приведен для толщины прослойки равной 10 мм

2.14. Прослойку устраивают из резинобитумного вяжущего с вязкостью 60-90 градусов пенетрации с последующим распределением крупнозернистого природного песка.

Допускается использовать для устройства прослойки пористый песчаный асфальтобетон на основе резинобитумного вяжущего при его расходе на 10-15 % выше оптимального, устанавливаемого подбором.

Допускается устраивать прослойку из синтетических нетканых материалов, приклеенных к жесткому основанию резинобитумным вяжущим.

2.15. Благодаря устройству прослойки уменьшается величина напряжения σδ , которая определяется из условия

,                                                             (2.3)

где K -         коэффициент снижения напряжений за счет устройства прослойки.

Величину коэффициента K определяют по рис. 2.4 в зависимости от отношения модулей прослойки и асфальтобетона при расчетной низкой температуре (для условий БССР - 21 °С).

2.16. На стадии проектирования для прослоек из резинобитумной мастики отношение модулей можно принять 0,1-0,15. В случае применения новых конструкций прослоек отношение модулей необходимо уточнять экспериментально.

III . Проверка сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях

3.1. Снижение толщины асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях ведет к росту напряжения от действия транспортной нагрузки. Поэтому требования к прочности асфальтобетона на сжатие при 50 °С для покрытий толщиной 4-6 см должны быть не ниже данных, приведенных в табл. 3.

Рис. 3.1. Зависимость коэффициента концентрации напряжений от соотношения модулей асфальтобетона и прослойки

Таблица 3

Содержание резиновой крошки в вяжущем, %

Прочность на сжатие, МПа, для асфальтобетонов типа

А

Б и В

Г

Д

6-12

15-20

Примечание. В числителе - асфальтобетон I марки, в знаменателе - II марки.

3.2. Для двухслойных покрытий, а также однослойных толщиной более 6 см требования к прочности на сжатие при 50 °С должны соответствовать ГОСТ 9128-84.

3.3. В случае устройства однослойных асфальтобетонных покрытий с эластичной прослойкой между покрытием и основанием требование к прочности асфальтобетона увеличивают на коэффициент, определяемый по рис. 3.1. Для прослойки из резинобитумных мастик данный коэффициент равен 1,1.

IV . Проверка прочности дорожной одежды на воздействие транспортной нагрузки

4.1. Расчет дорожной одежды на прочность под действием транспортной нагрузки производят с учетом одного из двух условий:

4.1.1. Асфальтобетон укладывают на основание из каменных материалов, укрепленных золой или цементом. Расчет дорожной одежды в этом случае ведут по методике ВСН 46-83 Минтрансстроя РСФСР с учетом изменения расчетных характеристик асфальтобетонов с добавками резиновой крошки. Расчетные характеристики приведены в "Рекомендациях по назначению расчетных характеристик асфальтобетонов с добавкой резиновой крошки для проектирования дорожных одежд" Миндорстроя БССР, 1988 г.

4.1.2. Асфальтобетон укладывают на существующие цементобетонные покрытия либо основания из тощего бетона. В этом случае расчет прочности дорожной одежды производят по методике ВСН 197-83 Минтрансстроя РСФСР. При этом слой асфальтобетона заменяют эквивалентным слоем цементобетона и толщину цементобетонной плиты для расчета по ВСН 197-83 определяют по формуле:

,                                                          (4.1)

где ha -        толщина слоя асфальтобетона;

h d -         толщина слоя жесткого основания;

Ea и E d -   модули упругости асфальтобетонного покрытия и цементобетонного основания.

4.2. Расчетные характеристики асфальтобетонов с добавкой резиновой крошки зависят от химического состава крошки, технологии приготовления асфальтобетона и ряда других факторов. Поэтому необходимо контролировать соответствие проектных значений расчетных характеристик фактическим. Контроль осуществляется согласно разделу IV "Рекомендаций по назначению расчетных характеристик асфальтобетонов с добавками резиновой крошки для проектирования дорожных одежд" Миндорстроя БССР (1988 г.).

Приложение

Пример расчета требуемой толщины слоя асфальтобетона

Необходимо рассчитать толщину слоя асфальтобетона с добавкой резиновой крошки, укладываемого на основание из тощего бетона толщиной 20 см М100. Марка резинобитумного вяжущего 60/90.

Зададимся толщиной слоя асфальтобетона 8,0 см.

По номограмме 2.1 найдем σ a , равное 0,14 МПа.

Определим размеры трещиноватого блока основания ( L ). По номограмме рис. 2.3

L = 5,5 м.

По номограмме (рис. 2.2) определим σ1 d = 0,18 МПа.

Тогда

 = 0,18 × 5,5 = 0,99 МПа.

Значение R с по табл. 1 составляет 2,1 МПа, а величина по табл. 2 - y = 0,2.

Проверим условие трещиностойкости (2.1)

σ = σ a + σ d = 0,14 + 0,99 = 1,13 > Rc   y = 2,1 × 0,25 = 0,52 МПа.

Условие трещиностойкости не выполняется.

Зададимся толщиной слоя 10 см.

По номограммам 2.1-2.3 найдем σa = 0,13 МПа; σ 1 d = 0,16 МПа; y = 0,4.

Проверим условие трещиностойкости

σ = 0,13 + 0,16 × 5,5 = 1,01 > Rc · y = 0,84 МПа.

Условие трещиностойкости не выполняется.

Зададимся толщиной слоя 12 см.

По номограммам 2.1-2.3 найдем σa = 0,11 МПа; σ 1 d = 0,13 МПа; y = 0,58 (табл. 2).

Проверим условие трещиностойкости

σ = 0,11 + 0,13 × 5,5 = 0,825 < Rc · y = 2,1 × 0,58 = 1,22 МПа.

Построим график зависимостей σ и Rc · y от толщины слоя (рис.). Точка пересечения кривых дает искомую толщину, равную 10,5 см.

Условие трещиностойкости выполняется.

Рис. Зависимость σ и Rc y от толщины слоя

СОДЕРЖАНИЕ

I. Общие положения . 1

II. Расчет асфальтобетонных покрытий с добавками резиновой крошки на температурную трещиностойкость . 2

III. Проверка сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях . 5

IV. Проверка прочности дорожной одежды на воздействие транспортной нагрузки . 5

Приложение Пример расчета требуемой толщины слоя асфальтобетона . 6

Еще бесплатно скачать

Рейтинг:
  • Итоги рейтинга 1.00/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
1.0/5 (1 голос)

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить