МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

Утверждены

Министерством строительства и эксплуатации

автомобильных дорог РСФСР

28 октября 1976 г.

ТЕХНИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОЦЕНКЕ И ПОВЫШЕНИЮ
ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ
КАЧЕСТВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

ВСН 29-76

МИНАВТОДОР РСФСР

Москва «Транспорт» 1977

Технические указания по оценке и повышению технико-эксплуатационных качеств дорожных одежд и земляного полотна автомобильных дорог, ВСН 29-76. Министерство строительства и эксплуатации автомобильных дорог РСФСР. М., «Транспорт», 1977.

Технические указания посвящены комплексной оценке состояния земляного полотна и дорожных одежд, позволяющей получить необходимые данные для назначения рациональных мероприятий, направленных на повышение технико-эксплуатационных качеств автомобильных дорог. При разработке Технических указаний использованы результаты научно-исследовательских работ, выполненных за последние годы Гипродорнии, МАДИ, Союздорнии и другими организациями.

В Технических указаниях изложены требования к основным технико-эксплуатационным качествам дорожных одежд и земляного полотна автомобильных дорог, даны способы оценки этих качеств и предлагаются меры по их повышению.

Указания составлены сотрудниками Гипродорнии: В.К. Апестиным, Г.В. Бялобжеским, Ю.Р. Перковым, Н.М. Смуровым, А.М. Шаком, А.Я. Эрастовым при участии В.И. Бородина, Г.С. Горлиной, Ю.Н. Розова, В.М. Смирнова, А.П. Фомина. Разделы, касающиеся цементобетонных покрытий, разработаны сотрудниками МАДИ М.С. Коганзоном и С.В. Коноваловым.

Указания рассчитаны на инженерно-технических работников, производящих оценку состояния дорог и решающих вопрос о необходимых мерах по их ремонту.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ О ВАЖНЕЙШИХ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВАХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

1.1. Основные технико-эксплуатационные качества дорожных одежд и земляного полотна

1.1.1. Каждая автомобильная дорога должна обеспечивать в пределах заданного срока службы бесперебойный, круглогодичный, безопасный и удобный проезд автомобилей с установленными скоростями и нагрузками.

1.1.2. Необходимые условия движения по дороге предопределяются еще на стадии ее проектирования и строительства. В процессе эксплуатации дороги под действием движения и природно-климатических факторов состояние земляного полотна и дорожных одежд изменяется. В связи с этим важно своевременно и правильно оценить их состояние и на основе этого принять необходимые меры по приведению в соответствие с требованиями автомобильного движения.

1.1.3. Основными технико-эксплуатационными качествами дорожных одежд и земляного полотна, которые характеризуют их состояние, являются (рис. 1.1) ровность покрытия проезжей части, прочность дорожной конструкции, шероховатость покрытия проезжей части, деформативность обочин, устойчивость откосов земляного полотна. Все эти качества необходимо рассматривать в комплексе, поскольку ухудшение какого-либо из них, как правило, оказывает влияние на условия движения.

Рис. 1.1. Схема основных технико-эксплуатационных качеств дорожных одежд и земляного полотна

1.2. Требования к технико-эксплуатационным качествам дорожных одежд и земляного полотна

1.2.1. Показатели ровности покрытия эксплуатируемых дорог не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.1 или 1.2. Данными этих таблиц следует руководствоваться при принятии решения о необходимости проведения работ по детальному обследованию.

Таблица 1.1

Примечания. 1. Допускаемые значения ровности выражены показателем толчкомера ТХК-2, установленного на автомобиле УАЗ-452, а в знаменателе первой строки - по прибору ПКРС-2.

2. Для дорог I категории допускаемые значения ровности покрытий при оценке с помощью прибора ПКРС-2 следует принимать не более 650 см/км, а при оценке с помощью толчкомера ТХК-2 не более 120 см/км.

Таблица 1.2

Примечание. Максимальный просвет под 3-метровой рейкой не должен превышать для усовершенствованных капитальных покрытий 10 мм, для облегченных - 14, для переходных - 30 мм.

1.2.2. Дорожная конструкция считается прочной, если она удовлетворяет следующим требованиям.

Для конструкций с покрытиями нежесткого типа:

отношение фактического модуля упругости Е_ф конструкции к требуемому по условиям движения Е_тр должно быть не меньше 1;

отношение наибольших нормальных напряжений растяжения при изгибе на нижних плоскостях конструктивных слоев , выполненных из материалов, способных сопротивляться растяжению, к их допускаемым значениям  должно быть не более 1;

отношение наибольших сжимающих напряжений σ в земляном полотне от действия расчетной нагрузки на дорожное покрытие к напряжениям σ_гр, обеспечивающим работу грунта в стадии линейной зависимости между напряжениями и деформациями, не должно превышать 0,75;

отношение суммы наибольших активных сдвигающих напряжений τ_ан в земляном полотне от действия на покрытие расчетной нагрузки и напряжений τ_ав от веса вышележащих слоев дорожной одежды к параметру прочности K′ - С (K′ - коэффициент запаса по ВСН 46-72; С - сцепление грунта) не должно превышать 0,75.

Для конструкций с покрытиями жесткого типа:

первый критерий прочности - отношение (K₁) средней фактической прочности бетона на растяжение при изгибе на нижней плоскости бетонного покрытия к средней величине растягивающего напряжения при изгибе по той же плоскости должно быть не менее 1;

второй критерий прочности - отношение (K₂) среднего фактического динамического модуля упругости конструкции к ее среднему требуемому динамическому модулю упругости должно быть не менее 1;

третий критерий прочности - отношение (K₃) средней фактической прочности бетона на растяжение при изгибе на верхней плоскости бетонного покрытия к средней величине растягивающего напряжения при изгибе по той же плоскости должно быть не менее 1;

четвертый критерий прочности - отношение (K₄) среднего критического сжимающего напряжения, при котором в несвязном материале основания и грунте земляного полотна отсутствуют зоны сдвигов, к среднему реактивному давлению, возникающему под покрытием, должно быть не менее 1.

1.2.3. Качество шероховатости оценивается коэффициентом продольного сцепления шин с покрытием. Для обеспечения безопасных условий движения на эксплуатируемых дорогах коэффициент сцепления должен быть не ниже допускаемых значений, приведенных в табл. 1.3.

Таблица 1.3

^* В соответствии со СНиП II-Д.5-72.

^** Величины коэффициентов сцепления установлены применительно к динамометрическому прибору ПКРС-2. При использовании для определения коэффициента сцепления других приборов, в частности портативных, их показания должны быть приведены к показаниям прибора ПКРС-2. Покрытия автомобильных дорог I категории должны иметь шероховатую поверхность, обеспечивающую на всем протяжении значения коэффициентов сцепления, соответствующие опасным участкам дорог.

Величины коэффициентов сцепления извлечены из «Инструкции по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий» ВСН 93-73. М., «Транспорт», 1973.

1.2.4. Состояние обочин автомобильных дорог должно способствовать улучшению условий движения транспортных средств по дороге, повышению устойчивости земляного полотна и прочности дорожной конструкции. К состоянию обочин предъявляются следующие требования:

поверхность обочин должна быть укреплена в соответствии со СНиП II-Д.5-72 и «Рекомендациями по укреплению обочин автомобильных дорог» (Гипродорнии, 1975);

модуль деформации обочин должен соответствовать режиму и количеству наездов на них автомобилей и быть в расчетный период года не ниже 250 кгс/см²;

поверхность обочины на ширине 0,50 - 0,75 м от кромки проезжей части должна иметь коэффициент сцепления не ниже его значений на покрытии.

1.2.5. Откосы земляного полотна должны быть устойчивыми и не иметь деформаций, ухудшающих состояние земляного полотна, обочин и дорожной конструкции. Коэффициент запаса устойчивости откосов, представляющим собой отношение сопротивляемости грунта сдвигу к действующим сдвигающим напряжениям, должен быть не менее значений, представленных в табл. 1.4.

Таблица 1.4

1.2.6. Наряду с перечисленными основными технико-эксплуатационными качествами дорожных одежд и земляного полотна немаловажную роль в процессе службы дороги играет износостойкость покрытия. Под износостойкостью следует понимать сопротивляемость покрытия истиранию, а также нарушению целостности его поверхности в виде шелушения, выкрашивания и выбоин. Уменьшение толщины покрытий в результате износа не должно превышать:

Цементобетонных покрытий                                                                     не нормируется

Асфальтобетонных покрытий                                                                    1,5 мм/год

Щебеночных и гравийных, обработанных органическими

вяжущими                                                                                                    3 мм/год

Щебеночных и гравийных, не обработанных вяжущими                       13 мм/год.

2. СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

2.1. Порядок оценки

2.1.1. Работы по оценке технико-эксплуатационного состояния дорожных одежд и земляного полотна проводятся в три этапа: предварительные обследования; подготовка к детальным обследованиям; детальные обследования.

2.1.2. Предварительные обследования на дороге проводятся с целью выявления участков для детального обследования, определения вида и количества дефектов проезжей части, обочин и откосов, оценки сцепных качеств дорожного покрытия.

2.1.3. Подготовка к детальным обследованиям проводится для того, чтобы изучить техническую документацию и проверить на участках, где предусматривается детальное обследование, соответствие земляного полотна требованиям строительных норм и правил по условиям водоотвода и возвышению низа дорожной одежды над поверхностью земли.

2.1.4. Детальные обследования проводят с целью установления причин разрушений и деформаций и назначения мер по повышению технико-эксплуатационных качеств дорожной одежды и земляного полотна.

2.2. Предварительное обследование дорожных одежд и земляного полотна

2.2.1. Предварительное обследование проводят в следующие сроки:

определение вида и количества дефектов проезжей части, обочин и откосов - в весенне-осенний период;

выявление участков дороги, подлежащих детальному обследованию - в весенний период, но не ранее чем за один год до проведения детального обследования;

оценка сцепных качеств дорожного покрытия - в весенний период.

2.2.2. Вид и количество дефектов устанавливают на основе визуальной оценки состояния проезжей части, обочин, откосов и водоотводных сооружений.

2.2.3. При визуальной оценке покрытия проезжей части фиксируют дефекты, подразделяемые по видам в соответствии с табл. 2.1, и заносят в ведомость дефектов по форме (табл. 2.2).

2.2.4. Визуальная оценка обочин включает:

для неукрепленных или укрепленных несвязным материалом и травосеянием - проверку наличия колей и ям, мест застоя воды, степень увлажнения грунта, состояние прибровочной полосы; наличие переноса грунта на проезжую часть, просадок или вспученных мест, состояние поверхности слоев укрепления, сохранность травяного покрова;

для укрепленных связными материалами - проверку наличия просадок, разрушения покрытий укрепления, состояние краевых зон слоев укрепления и мест стыковки с проезжей частью, состояние прибровочной полосы, поверхностного водоотвода. Характер и объем дефектов на обочинах заносится в ведомость по форме табл. 2.3.

2.2.5. Если состояние обочин не удовлетворяет требованиям п. 1.2.4, проводят работы по их укреплению в соответствии с «Рекомендациями по укреплению обочин автомобильных дорог» (Гипродорнии, 1975 г.). При этом модуль деформации грунта обочин определяется в расчетный период года в соответствии с приложением 1.

2.2.6. Визуальная оценка состояния откосов и водоотводных сооружений выполняется одновременно с оценкой проезжей части и обочин. Обнаруженные дефекты (табл. 2.4 и 2.5) привязываются к километражу дороги и заносятся в ведомость состояния откосов по форме табл. 2.6.

2.2.7. Визуальная оценка состояния водоотводных сооружений включает оценку целостности устройств, степени сохранности заданных геометрических форм и стоковой способности. Результаты оценки записывают в ведомость по форме, приведенной в табл. 2.7.

2.2.8. По результатам визуальной оценки состояния проезжей части, обочин, откосов и водоотводных сооружений устанавливают объемы работ по текущему ремонту.

2.2.9. Оценку сцепных качеств (коэффициента сцепления) покрытия выполняют на участках дороги, где постоянно наблюдаются ДТП, связанные с повышенной скользкостью мокрого покрытия, а также в местах, на которых условия движения, согласно СНиП II-Д.5-72, табл. 27, относятся к опасным.

Таблица 2.1

Эти работы выполняют с помощью передвижной лабораторной установки ПКРС-2 или специальных портативных приборов типа ППКС, показания которых затем приводят к показаниям ПКРС-2. Измерения коэффициента сцепления и обработку результатов ведут в соответствии с приложением 2.

2.2.10. На участках с коэффициентом сцепления, не удовлетворяющим требованиям табл. 1.3, осуществляются мероприятия в соответствии с разд. 3.3 настоящего документа.

Таблица 2.2

Таблица 2.3

Таблица 2.4

2.2.11. Для выявления участков, требующих детального обследования, проводят следующие работы.

По дорожным конструкциям:

оценивают ровность покрытия с помощью лабораторной установки ПКРС-2 (при отсутствии ПКРС-2 измерения ведут с помощью толчкомера ТХК-2, передвижной многоопорной рейки или стандартной 3-метровой рейки). Контроль ровности покрытия и обработку результатов измерений производят в соответствии с приложениями 3 - 5.

Детальному обследованию подлежат участки, не удовлетворяющие требованиям табл. 1.1 и 1.2.

По откосам:

анализируют данные, включенные в ведомость состояния откосов земляного полотна (см. табл. 2.6). При этом детальному обследованию подлежат на неукрепленных откосах места со значительным разрушением поверхности в виде сплывов больших масс грунта, глубоких размывов, обрушений и т.п.; на укрепленных откосах - места со значительными разрушениями поверхности укрепления, трещиноватостью, связанной с сползанием слоев укрепления или их температурной деформацией, вспучиванием слоев укрепления и т.п.

2.2.12. Все участки и места, требующие детального обследования, целесообразно включить в отдельную ведомость, составляемую в произвольной форме.

Таблица 2.5

Таблица 2.6

Таблица 2.7

2.3. Подготовка к детальным обследованиям

2.3.1. При подготовке к детальным обследованиям анализируют:

данные проектной и исполнительной документации (высота насыпи или глубина выемки и крутизна откосов, вид грунта земляного полотна и его основания, уровень грунтовых вод, уклоны резервов, поверхностный и внутренний водоотвод, типы укрепления обочин и откосов, конструкция дорожной одежды, тип местности по условиям увлажнения);

условия строительства (реконструкции) дороги - погодно-климатические факторы в момент возведения земляного полотна и устройства конструктивных слоев дорожных одежд, технология производства работ (по журналам производства работ);

мероприятия по содержанию дороги и данные о времени проведения ремонтных работ, виды ремонтов с указанием состояния дорожной одежды перед ремонтом; объем и технология выполненных работ; качество работ и применявшихся материалов; погодно-климатические условия в момент производства работ (паспорт дороги, акты приемки работ, журналы производства ремонтных работ и т.п.);

данные ближайших метеостанций о климатических характеристиках расчетного периода года (среднемесячные и среднесуточные температуры, амплитуды их колебания, влажность грунта);

данные учета состава и интенсивности движения автомобилей за весь период эксплуатации, предшествующий обследованию (сводные ведомости по учету движения); данные о ДТП за последние 2 - 3 года;

результаты ранее проведенных обследований (отчеты по оценке прочности дорожной одежды, ведомости дефектов, отчеты о весенних и осенних осмотрах дороги и т.п.).

2.3.2. Данные анализа технической документации используются для предварительного установления причин возникновения деформаций и разрушений дорожной одежды и земляного полотна, а также для назначения характерных участков в пределах перегонов, требующих детальных обследований.

2.3.3. За характерный принимается участок, который отличается хотя бы одним из следующих признаков:

конструкцией дорожной одежды; грунтом земляного полотна; типом местности по условиям увлажнения; технологией устройства дорожной одежды и качеством применявшихся при этом материалов; интенсивностью движения, приведенной к интенсивности расчетного автомобиля.

2.3.4. При назначении границ характерных участков с дорожными одеждами нежесткого типа смежные участки могут быть объединены при условии, если:

расчетные (проектные) модули упругости дорожных конструкций отличаются не более чем на 5 %, а модули упругости, конструкций, определенные по фактическим приведенным интенсивностям движения с помощью номограммы (рис. 2 приложения 6), отличаются между собой (при соблюдении первого условия) не более ± 5 %.

2.3.5. Определение границ характерных участков по п. 2.3.4 производят с помощью сводной ведомости (табл. 2.8).

2.3.6. Протяженность характерных участков принимается:

не менее 500 м для дорожных конструкций с одеждами нежесткого типа;

не менее 25 плит для дорожных конструкций с жесткой дорожной одеждой.

2.3.7. Проверку соответствия земляного полотна требованиям СНиП II-Д.5-72 по условиям поверхностного водоотвода и возвышению низа дорожной одежды над уровнем поверхности земли на участках детального обследования проводят нивелированием поперечников и поверхности стока.

Таблица 2.8

^* Расположение контрольной точки уточняется в процессе проведения детальных обследований (см. п. 2.4.1).

Условные обозначения: АБЗС - асфальтобетон среднезернистый; ВМС - битумоминеральная смесь.

В знаменателе дано расстояние от контрольной точки до кромки покрытия.

Объем работ по нивелированию назначают в зависимости от местных условий.

2.3.8. Построенные на основании нивелирования поперечники должны включать отметки следующих точек: оси дороги, кромки проезжей части, бровки земляного полотна, основания откоса, границы резерва, водоотводного сооружения.

При этом обращается внимание на причины, препятствующие отводу воды от полотна дороги:

отсутствие или неисправность водопропускных сооружений, подводящих устройств к ним и водоотводных канав;

недостаточность продольного уклона канав и дна резервов, загромождение водоотводных сооружений оплывами, мусором, наносами, зарастание травой или кустарником и т.д.;

заиление дренажных и водопоглощающих устройств;

недостаточность площади испарительных бассейнов.

На основании полученных при этом данных производится графическое построение профилей изучаемых участков и составляется абрис имеющихся разрушений и деформаций.

2.3.9. В случае несоответствия фактического состояния обследуемых участков требованиям СНиП II-Д.5-72 по п. 2.3.7 следует отрыть (углубить) кюветы, произвести планировку резервов и др. Эти работы должны быть закончены в полном объеме в летне-осенний период до проведения детальных обследований.

2.4. Детальные обследования и оценка прочности дорожных конструкций с одеждами нежесткого типа

2.4.1. Для оценки прочности дорожных конструкций с нежесткими дорожными одеждами на каждом характерном участке (см. п. 2.3.3) выбирают одну контрольную точку в таком месте на покрытии, где его состояние по видам дефектов является характерным для данного участка. Если в пределах характерного участка развито несколько видов дефектов, занимающих примерно одинаковые площади, контрольную точку надо располагать в зоне распространения дефекта, соответствующего худшему состоянию покрытия. Контрольные точки должны располагаться на ближайшей к кромке покрытия полосе наката в непосредственной близости от постоянных хорошо заметных ориентиров. Место расположения контрольной точки должно быть отмечено на покрытии яркой водостойкой краской в виде круга диаметром 10 см и привязано по отношению к выбранному ориентиру, а координаты привязки указаны в сводной ведомости (см. последнюю строку табл. 2.8: числитель - расстояние от контрольной точки до километрового столба, знаменатель - расстояние от контрольной точки до кромки покрытия).

2.4.2. Для испытания дорожной конструкции следует применять груженый автомобиль, у которого нагрузка на колесо и давление на покрытие были бы близки к расчетным для данной дороги. Методика выбора автомобиля и его подготовка к испытаниям изложена в «Методических указаниях по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд» (Гипродорнии, 1974).

Состав и оснащение бригады, производящей оценку прочности дорожной конструкции, назначается в соответствии с приложением 20.

2.4.3. Испытания дорожных конструкций нагрузкой должны быть начаты за 7 - 10 дней до обычного срока ограничения движения в районе обследуемой дороги. В начальный период производят испытания только на контрольных точках. На каждой контрольной точке в течение дня должно быть проведено не менее двух испытаний - утром (от 8.00 до 10.00 ч) и во второй половине дня (от 15.00 до 17.00 ч). В процессе испытаний на контрольных точках следует строго следить за установкой колеса испытательного автомобиля в пределах круга, отмеченного краской на покрытии.

2.4.4. Испытания дорожных конструкций вдоль всего обследуемого участка дороги - линейные испытания - следует начинать, когда по результатам испытаний на контрольных точках станет видна общая тенденция снижения их прочности во времени (увеличение прогиба под нагрузкой). При этом независимо от начала линейных испытаний следует в прежнем режиме проводить испытания на контрольных точках и продолжать их до тех пор, пока не станет видна общая тенденция стабилизации величины прогиба дорожной одежды в процессе его ежедневных измерений. Следует стремиться к тому, чтобы линейные испытания были закончены как можно раньше испытаний на контрольных точках.

2.4.5. Линейные испытания следует проводить через 50 м на каждом километровом отрезке характерного участка и из расчета 20 испытаний на каждом отрезке характерного участка длиной менее 1 км. При этом следует учесть, что точки испытаний, попадающие в зоны пучинообразования, выносятся за их пределы. Места развития пучин следует обследовать отдельно путем вскрытия дорожной одежды.

2.4.6. Для измерения обратимого прогиба под колесом неподвижного расчетного автомобиля рекомендуется применять длиннобазовый рычажный прогибомер (см. приложение 7) или рычажный прогибомер конструкции МАДИ-ЦНИЛ. Порядок работы с рычажным прогибомером МАДИ-ЦНИЛ и его конструкция описаны в «Методических указаниях по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд» (Гипродорнии, 1974).

2.4.7. Линейные испытания дорожной конструкции могут не совпадать с моментом ее наибольшего ослабления в расчетный период. В связи с этим для приведения результатов испытаний к сопоставимому виду необходимо располагать данными о фактической закономерности изменения жесткости дорожной одежды в расчетный период. Методика приведения результатов испытаний дорожной конструкции к сопоставимому виду изложена в «Методических указаниях по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд».

Распределение деформативных свойств дорожной конструкции, в частности модулей упругости в пределах характерного участка носит случайный характер. В этой связи обработку данных измерений следует выполнять, используя методы математической статистики по методике, изложенной в приложении 6.

Полученные значения требуемых модулей упругости Е_тр сопоставляют с фактическими Е_ф по форме рис. 2.1. Участки, на которых Е_ф < Е_тр, считаются непрочными. На таких участках следует производить оценку прочностных и деформативных характеристик грунтов земляного полотна.

2.4.8. Оценку состояния грунта земляного полотна проводят в точках со значением прогибов дорожной конструкции, отличающихся не более чем на ± 5 % от величины прогиба Е_ф, установленного в соответствии с приложением 6.

Рис. 2.1. График результатов испытаний дорожной одежды:

1 - границы характерных участков; 2 - эпюра фактических модулей упругости Е_ф; 3 - линия требуемого модуля упругости на характерном участке; 4 - участки недостаточной прочности

2.4.9. Обследование проводят по поперечникам в местах точек вскрытия, а также на участках с локальными разрушениями дорожной одежды. На каждом поперечнике производится нивелирование и бурение скважин в четырех точках (обочина - ось дороги - обочина - резерв).

Бурение производят для определения уровня грунтовых вод, отбора проб грунта с последующим изучением его физических свойств в лабораторных условиях, установления геологических особенностей насыпей и их основания или выемок, определения механических свойств грунта.

2.4.10. Уровень грунтовых вод определяют при высоте насыпи менее 3 м для песчаных и супесчаных грунтов и менее 6 м при остальных видах грунтов. Глубина бурения скважин не более 3 м.

2.4.11. Отбор проб грунта производится из скважин и из мест вскрытия дорожной одежды. Пробы из скважин по глубине берутся через 0,4 м и дополнительно с каждой прослойки толщиной менее 0,4 м, отличающейся геологическим составом и состоянием грунта по влажности.

Объем проб для определения влажности грунта должен быть не менее трех бюкс; для остальных характеристик - не менее 1 - 3 кг.

2.4.12. Для определения плотности и удельного веса из скважин должно отбираться не менее одного монолита на каждую разновидность грунта по его составу и состоянию. Порядок отбора монолитов принимается в соответствии с ГОСТ 12071-72 «Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение проб» или «Рекомендациями по выбору и эффективному применению способов бурения инженерно-геологических скважин в различных природных и геологических условиях» (Госстрой СССР, ЦНИИС, 1974).

Монолиты для определения плотности сложения грунта и удельного веса должны иметь диаметр не менее 108 и высоту 200 - 300 мм.

2.1.13. Одновременно с отбором проб для определения физических свойств грунтов производят определения механических характеристик (деформативных и прочностных свойств). В случае невозможности их полевого определения (если обследование ведут не в расчетный период) они устанавливаются в лаборатории путем испытания дополнительно взятых монолитов или проб нарушенного сложения.

2.4.14. Отбор монолитов или проб для этих испытаний производится в объеме:

для определения деформативных характеристик грунта - три монолита или 2 - 3 кг грунта нарушенного сложения;

для определения прочностных свойств грунта: 3 - 4 монолита или 2 - 3 кг грунта нарушенного сложения при испытании методом ОВС (см. приложение 8); 9 - 12 монолитов или 2 - 3 кг грунта нарушенного сложения при использовании приборов прямого среза или клиновой установки.

Подготовка к испытаниям образцов производится в соответствии с «Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» ЕСН 46-72 (Минтрансстрой СССР, 1973), а также с «Методическим пособием по определению физико-механических свойств грунтов» (М., «Недра», 1975).

2.4.15. Численные значения физических характеристик грунтов устанавливают в лабораторных условиях в соответствии с действующими стандартами: определение удельного веса грунта (ГОСТ 5181-64); определение объемного веса грунта (ГОСТ 5182-64); определение влажности грунта методом высушивания и взвешивания (ГОСТ 5179-74); определение предела текучести методом конуса (ГОСТ 5186-64); определение предела раскатывания методом раскатывания в шнур (ГОСТ 5183-64); определение гранулометрического состава ситовым методом с промывкой водой (ГОСТ 12536-67).

2.4.16. На основании полученных данных производится графическое построение поперечных профилей изучаемых участков (рис. 2.2) и абрис имеющихся разрушений и деформаций.

Рис. 2.2. Образец построения поперечников

2.4.17. Модуль упругости  в полевых условиях определяют после вскрытия дорожной одежды.

Испытания ведут на поверхности грунта с помощью штамповой установки, имеющей диаметр штампа 50 см, по методике приложения 1. При невозможности проведения полевых испытаний деформативные характеристики грунтов определяют в лабораторных условиях. Для этой цели следует использовать приборы типа рычажных прессов (штамповый лабораторный метод) или стабилометры. Методика и порядок работ при их использовании изложены в приложении 1.

2.4.18. Прочностные характеристики грунтов (угол внутреннего трения φ_w и сцепление С_w) устанавливают в полевых условиях с помощью прибора типа ОВС конструкции Гипродорнии¹. Определение значений этих величин производится непосредственно под конструктивными слоями дорожной одежды по методике, изложенной в приложении 8. В пределах вырубки должно быть проведено не менее пяти испытаний.

Прочностные показатели грунтов земляного полотна в лабораторных условиях определяются на приборе ОВС (лабораторный вариант) конструкции Гипродорнии² или других типах. Методика проведения опытов изложена в приложении 8.

¹ Авторские свидетельства № 485195 и № 561384.

² Авторское свидетельство № 560944.

2.4.19. Обработка частных значений , φ_w и C_w, определенных в полевых или лабораторных условиях, должна производиться по формулам статистической обработки экспериментальных данных согласно ГОСТ 20522-75.

2.4.20. По данным детальных обследований и их обработки составляется ведомость по форме табл. 2.9. Для ее заполнения используются средние статистические данные, имеющие отклонения средней квадратичной ошибки от среднего арифметического не более 10 % при надежности не менее 0,95 и точности до 5 %.

Таблица 2.9

2.4.21. Оценка состояния земляного полотна под проезжей частью по предельным напряжениям заключается в сравнении сжимающих напряжений σ, возникающих в земляном полотне от расчетного автомобиля, с величиной , характеризующей возможность работы грунта обследуемого участки дороги в стадии линейного деформирования.

Для нормальной работы грунта должно быть соблюдено условие

                                                          (2.1)

2.4.22. Оценка прочности земляного полотна под проезжей частью дороги заключается в сопоставлении суммы действующих в грунте активных сдвигающих напряжений от расчетной временной нагрузки τ_ам и веса дорожной одежды τ_ав с сопротивляемостью грунта сдвигу, принимаемой равной произведению 0,75 С_w K′

                                                 (2.2)

где С_w - сцепление грунта, определяемое при проведении полевых или лабораторных испытаний.

Численные значения τ_ам, τ_ав и коэффициент K′ определяются в соответствии с ВСН 46-72.

2.4.23. Если условия по пп. 2.4.21 и 2.4.22 удовлетворяются, то для приведения дорожной конструкции в соответствие с требованиями движения ремонтные работы на проезжей части должны назначаться без изменения характеристик земляного полотна.

Если одно из указанных выше условий не соблюдается, приведение дороги в соответствие с требованиями движения достигается одним из следующих мероприятий: устройство слоев усиления; улучшение состояния земляного полотна; комплексный метод (усиление дорожных одежд с одновременным улучшением состояния земляного полотна).

2.4.24. Расчет слоев усиления производится в соответствии с «Методическими указаниями по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд» (Гипродорнии, 1974).

Улучшение состояния земляного полотна заключается в уменьшении его влажности, причем таким образом, чтобы обеспечить требования пп. 2.4.21 и 2.4.22.

2.4.25. Поиск решения для удовлетворения требования п. 2.4.21 производится в следующей последовательности:

по результатам испытаний дорожной конструкции определяют Е_общ = Е_ф, , ,  (см. приложение 1 и «Методические указания по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд»);

по номограмме (рис. 2.3) при известных Е₂ = , Е_общ и  определяют  и вычисляют нормальное напряжение σ, действующее на грунт земляного полотна через дорожную одежду;

при известных σ и  проверяют соблюдение условия п. 2.4.21;

если условие п. 2.4.21 не соблюдается, производят лабораторные испытания образцов грунта при различных влажностях и определяют (не менее чем по трем точкам) зависимость  от W, которую целесообразно представить в графическом виде (см. приложение 1).

Рис. 2.3. Номограмма для определения нормальных напряжений, действующих в земляном полотне под дорожной одеждой:

Е_общ - модуль упругости дорожной конструкции, кгс/см²; Е₁ - модуль упругости дорожной одежды, кгс/см³; Е₂ - модуль упругости земляного полотна, кгс/см²; h - толщина дорожной одежды, см; D - диаметр круга, равновеликого площади контакта сдвоенного колеса расчетного автомобиля, см; р - удельное давление от расчетного автомобиля, кгс/см³; σ - нормальное напряжение, действующее в земляном полотне на контакте с дорожной одеждой, кгс/см²

Одновременно для различных влажностей по приложению 1 устанавливают соответствующие  значения  и по номограмме рис. 2.3 определяют значения действующих на грунт нормальных напряжений σ.

Вынося полученные значения на график (рис. 8 приложения 1), получают для данного грунта зависимость σ от W. Точка пересечения полученных кривых определяет искомую влажность грунта земляного полотна, которую необходимо обеспечить в реальных условиях в соответствии с требованиями п. 2.4.21.

2.4.26. Поиск решения для удовлетворения требований по п. 2.4.22 производится по следующей методике:

при влажности грунта, соответствующей точке пересечения кривых (рис. 8 приложения 1), в лабораторных условиях производят испытания грунта по методике приложения 8 и устанавливают его прочностные характеристики С_w и φ_w;

по значению модуля упругости грунта  при влажности, соответствующей точке пересечения кривых на рис. 8 приложения 1 и полученных значениях С_w и φ_w при известном значении  (см. п. 2.4.25) по номограммам ВСН 46-72 определяют значения τ_ам и τ_ав;

значения τ_ам, τ_ав и С_w подставляют в условие 2.4.22. Если условие не удовлетворяется, производят испытания грунта при трех значениях влажности, меньших, чем влажность в точке пересечения кривых (рис. 8 приложения 1), и строят графические зависимости 0,75 K′ C_w = C_w и τ_ам + τ_ав = τ_w (рис. 6 приложения 8). Точка пересечения полученных кривых соответствует влажности грунта, при которой обеспечивается условие п. 2.4.22.

2.4.27. При разработке мероприятий по улучшению состояния дорожной конструкции необходимо ориентироваться на влажность, получаемую в результате лабораторных определений по п. 2.4.25 и 2.4.26.

2.5. Оценка прочности и расчет усиления жестких дорожных одежд

2.5.1. Для непосредственного массового измерения прочности жестких дорожных одежд в эксплуатационных условиях используют второй критерий прочности - вертикальный упругий прогиб. Остальные три критерия прочности (см. п. 1.2.2) следует оценивать по данным натурного измерения упругих прогибов жестких дорожных одежд с помощью расчетных зависимостей. В наиболее ответственных случаях фактическую объемную прочность бетона можно определять путем испытания на раскалывание выбуренных из покрытия кернов, а также ультразвуковым методом.

2.5.2. До испытаний необходимо:

разделить испытываемый участок дорожной одежды на ряд секций, характеризующихся наиболее однородными грунтово-гидрологическими условиями, идентичной конструкцией дорожной одежды, ее состоянием, единой технологией работ и приблизительно одинаковым движением по составу, интенсивности и суммарному размеру; на границах смежных секций назначить и закрепить контрольные точки на контрольных плитах;

количество измерений на каждой секции должно допускать применение методов математической статистики (не менее 25 - 30).

2.5.3. Для измерения упругих прогибов жесткой дорожной одежды целесообразно использовать установку динамического нагружения (УДН) конструкции МАДИ-ЦНИЛ с регистрацией результатов ручным вибрографом ВР-1 и масштабе 20 : 1.

Для исключения случайных ошибок в каждой точке необходимо выполнить не менее двух измерений.

На неармированных цементобетонных покрытиях измерения прогибов с помощью УДН следует производить на внешней полосе наката посередине длины плиты вблизи свободного продольного края на расстоянии 0,8 - 0,9 м от кромки проезжей части (меньшее расстояние следует принимать для плит шириной 3,5 м, большее - для плит шириной 3,75 м).

2.5.4. Влияние изменения климатических условий (температуры и влажности дорожной одежды и земляного полотна) в течение расчетного периода, а также влияние изменения температуры по толщине плиты в течение суток испытаний следует учитывать по результатам измерений на контрольных точках. При этом для учета влияния климатических изменений в течение расчетного периода необходимо производить по одному измерению прогиба ежедневно на всех контрольных точках (в одно и то же время суток на каждой контрольной точке), а для учета влияния суточного изменения температуры необходимо производить круглосуточные (не реже чем через каждые 2 ч) измерения прогиба в одной только ближайшей контрольной точке с параллельным измерением температуры воздуха сухим термометром на солнце и в тени на уровне поверхности покрытия.

2.5.5. Одновременно с измерением упругих прогибов на испытываемой секции дорожной одежды следует зафиксировать наличие и объем разрушений разных видов: количество (суммарную длину) сквозных (на всю толщину покрытия) трещин; изменение (дисперсию) продольного уклона плит (и их частей), включая количество и величину уступов в швах; площадь выбоин и шелушения поверхности бетона.

2.5.6. Прочность жесткой дорожной одежды по второму критерию прочности обеспечена, если выполнено условие

                                                      (2.3)

где  - среднее значение фактического (измеренного) модуля упругости жесткой дорожной одежды на полосе наката с учетом поправок на влияние климатических изменений в течение расчетного периода и суточного измерения температуры, кгс/см²; K₂ - условный коэффициент запаса по модулю упругости жесткой дорожной одежды, определяют в соответствии с формулами приложения 10;  - среднее значение требуемого модуля упругости жесткой дорожной одежды на полосе наката, принимаемое в зависимости от суммарного размера движения N и толщины плиты покрытия h по данным табл. 2.10.

Таблица 2.10

2.5.7. Прочность по первому критерию прочности обеспечена, если выполнено условие

                                                       (2.4)

где  - фактическая средняя прочность бетона на растяжение при изгибе в нижней плоскости цементобетонного покрытия, кгс/см²; K₁ - коэффициент, определяемый в соответствии с формулами приложения 11;

 - средняя величина растягивающего напряжения при изгибе на нижней плоскости бетонного покрытия, кгс/см²;

                                                      (2.5)

где М_изг - наибольший положительный изгибающий момент на единицу ширины сечения, возникающий от действия расчетной нагрузки Р, кгс/см; K_б - коэффициент условии работы цементобетона в дорожном покрытии, учитывающий температурные напряжения, а также влияние зазора между периферийной частью плиты и основанием, возникающего вследствие температурного коробления. Значения K_б приведены в табл. 2.11, h - толщина плиты покрытия, см.

                                        (2.6)

где R - радиус круга, равновеликого по площади отпечатку колеса задней оси расчетного автомобиля, см; L - упругая характеристика плиты покрытия, см, определенная по формуле (7) приложения 10 при подстановке в нее значения среднего фактического динамического модуля упругости на поверхности основания жесткой дорожной одежды (), вычисленного с помощью выражения (6) приложения 10 по результатам измерений прогибов.

Таблица 2.11

Параметр  формулы (2.4) в наиболее ответственных случаях определяют с помощью испытания кернов на раскалывание или ультразвуковым методом. При отсутствии фактических данных о средней прочности бетона величину  следует принимать

                                                    (2.7)

где K_в - коэффициент, учитывающий возраст бетона, равный 1,3 для бетона в возрасте 90 сут. и более; 1,0 - для бетона в возрасте 28 сут.; K_у - коэффициент, учитывающий усталость бетона вследствие повторного воздействия нагрузки; R_ри - средняя прочность бетона на растяжение при изгибе по результатам испытаний образцов в период строительства, кгс/см².

Для цементобетона с влажностью, составляющей 80 % от полного водонасыщения, при характеристике цикла, равной нулю,

K_у = 1,08 (N)^-0,063,                                                    (2.8)

где N - суммарный размер движения, определяемый согласно данным п. 2.5.11.

2.5.8. Прочность по третьему критерию прочности обеспечена, если

                                                      (2.9)

где  - фактическая средняя прочность бетона на растяжение при изгибе в верхней плоскости цементобетонного покрытия, кгс/см²; K₃ - коэффициент, определяемый в соответствии с формулами приложения 12;

 - средняя величина растягивающего напряжения при изгибе на верхней плоскости бетонного покрытия, кгс/см²;

                                                (2.10)

где М_отр - наибольший по абсолютной величине отрицательный изгибающий момент на единицу ширины сечения, возникающий от действия расчетной нагрузки Р, кгс/см; K_к - коэффициент увеличения изгибающего момента при нагружении покрытия вблизи поперечного шва, равный 2,8;  - коэффициент условий работы бетона в поверхностном слое покрытия, учитывающий влияние температурных напряжений, назначаемый в зависимости от толщины плиты и климатических условий.

Для плиты толщиной 22 см во II дорожно-климатической зоне  = 0,21, в V дорожно-климатической зоне  = 0,19.

М_отр = 0,017 Р.                                                     (2.11)

Параметр  формулы (2.9) в наиболее ответственных случаях определяют с помощью испытания ультразвуковым методом. При отсутствии фактических данных о величине  ее следует принимать равной

                                                (2.12)

где K_в - коэффициент, учитывающий возраст бетона поверхностного слоя, равный 1,15 для бетонов в возрасте 90 сут. и более; 1,0 - для бетона в возрасте 28 сут; K_у - коэффициент, учитывающий усталость бетона вследствие повторного воздействия нагрузки, определяемый по формуле (2.8).

2.5.9. Прочность по четвертому критерию прочности обеспечена, если

                                                    (2.13)

где  - среднее предельное сопротивление сдвигу материала основания жесткой дорожной одежды, кгс/см²;  - условный коэффициент запаса прочности по сопротивлению материала основания сдвигу;  - среднее активное напряжение сдвига в основании жесткой дорожной одежды, кгс/см².

Условие (2.13) применительно к жестким дорожным одеждам целесообразно использовать в виде

                                                 (2.14)

где Р_крит - среднее критическое сжимающее напряжение, кгс/см², при котором в материале основания отсутствуют зоны сдвигов;  - условный коэффициент запаса прочности по сопротивлению материала основания сдвигу (вычисляется в соответствии с формулой (15) приложения 9);  - среднее реактивное давление, кгс/см², возникающее под плитой при расположении нагрузки на полосе наката.

При отсутствии данных относительно коэффициентов вариации v_R и v_S по реактивным и критическим напряжениям величину  следует принимать равной величине K₂, определяемой по измеренным прогибам.

2.5.10. Реактивное давление равно:

                                                  (2.15)

где  - безразмерная величина реактивного давления принимается в зависимости от приведенного расстояния δ от центра приложения нагрузки до края плиты:

	0	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	1,2	1,6	2,0
δ	1,06	0,98	0,91	0,76	0,62	0,48	0,21	0,10	0,07

                                                         (2.16)

где d - фактическое расстояние от центра приложения нагрузки (на полосе наката) до края плиты, обычно равное 80 - 90 см; L - упругая характеристика плиты, см (определяется по формуле (7) приложения 10).

Критическое напряжение равно:

                          (2.17)

где K_n - коэффициент, учитывающий влияние повторности нагружений на сопротивление материала основания сдвигу (K_n = 0,6); γ_i - объемная масса бетона покрытия, кг/см³; h_i - толщина плиты покрытия, пригружающего основание, см; С - сцепление материала основания, кгс/см²; φ - угол внутреннего трения материала основания.

2.5.11. Суммарный размер движения равен:

при оценке прочности на растяжение при изгибе (нижнего и верхнего волокна бетона жесткого покрытия)

                                       (2.18)

при оценке прочности по модулю упругости жесткой дорожной одежды

                                  (2.19)

где K - число марок грузовых автомобилей в составе движения; n - число суток эксплуатации дорожной одежды в году под движением заданного состава и интенсивности; q - знаменатель геометрической прогрессии, описывающей рост интенсивности движения от года к году; Т - срок службы жесткой дорожной одежды, число лет до капитального ремонта; N_i - среднесуточная интенсивность движения автомобилей i-й марки в одном направлении на одну полосу на первый год эксплуатации, авт./сут; P_i - нагрузка на колесо задней оси автомобиля i-й марки, кгс; Р - нагрузка на колесо задней оси расчетного автомобиля, кгс; K_сез - коэффициент влияния сезонов года, определяемый в соответствии с приложением 13.

2.5.12. Поправка на влияние температурного коробления вводится следующим образом:

                                                    (2.20)

где  - упругий прогиб жесткой дорожной одежды при нулевом перепаде температур по толщине плиты ΔТ = 0;  - измеренная величина упругого прогиба при перепаде температуры по толщине плиты, отличном от нуля (положительном или отрицательном); K_T - поправка, учитывающая влияние температурного перепада по толщине плиты на упругий прогиб жесткой дорожной одежды под нагрузкой:

                                                   (2.21)

где ΔТ - перепад температуры по толщине плиты, °С, определяемый в соответствии с приложением 14.

С помощью выражения (2.20) все измеренные значения прогибов приводятся к нулевому температурному перепаду.

2.5.13. Для удобства выполнения расчетов в табл. 1 - 4 приложения 15 приведены значения поправочного коэффициента K_T в зависимости от амплитуды измерения температуры поверхности покрытия (с интервалом 3 °С), времени суток в момент проведения измерений и толщины плиты.

2.5.14. Учет влияния изменения климатических, гидрологических и грунтовых условий в период производства измерений в течение расчетного периода по данным измерений на контрольных точках (плитах) и введение поправок следует выполнять по методике, рекомендуемой для обработки результатов измерений прогибов нежестких дорожных одежд.

2.6. Детальные обследования и оценка устойчивости откосов

2.6.1. Детальные обследования и оценка устойчивости производится для откосов, имеющих нарушения, выявленные в процессе предварительных обследований и по своим размерам не подлежащих исправлению при текущем ремонте. Оценка производится по каждому виду нарушения в зависимости от его характера: нарушение местной устойчивости; нарушение общей устойчивости.

2.6.2. В число данных, подлежащих определению при оценке устойчивости откосов, входят характеристики, представленные в табл. 2.12.

Таблица 2.12

2.6.3. Физические свойства грунтов и указанные в табл. 2.12 показатели определяют следующими способами:

численные значения физических характеристик грунтов - согласно соответствующим государственным стандартам, указанным в п. 2.4.15;

угол внутреннего трения и сцепление грунта - полевыми приборами согласно приложению 8.

При невозможности определения этих характеристик непосредственно на дороге их значение устанавливают в лаборатории при влажности грунта, соответствующей периоду образования на обследуемых участках нарушений или деформаций;

уровень грунтовых вод - бурением скважин согласно п. 2.4.10;

уклон обочин и угол заложения откосов, высота насыпи (выемки), продольный и поперечный уклон резервов, боковых канав - нивелированием обочин, откосов, резервов и боковых канав в местах отмеченных разрушений и деформаций земляного полотна и на прилегающих участках;

ширину укрепления на обочинах, конструкцию и толщину укрепления на откосах - линейными измерениями с помощью рулетки.

2.6.4. Пробы грунта для определения в лабораторных условиях их физических свойств отбираются непосредственно из мест разрушений или деформаций по правилам, изложенным в пп. 2.4.11 - 2.4.12.

Отбор проб для определения в лабораторных условиях прочностных свойств грунтов выполняется согласно пп. 2.4.12 и 2.4.14.

2.6.5. Оценка устойчивости откосов заключается в сравнении их коэффициентов запаса K_зап, полученных расчетным путем на основе опытных данных, с требуемыми значениями, указанными в табл. 1.4.

2.6.6. Оценка местной устойчивости откоса производится отдельно по каждому из отмечаемых видов ее нарушения: оползание поверхностного слоя, сплывы, размывы и механическая суффозия.

2.6.7. Коэффициент запаса при оползании поверхностного слоя и сплывах определяется по формуле

                                        (2.22)

где φ_w и С_w - соответственно значения угла внутреннего трения и общего сцепления, т/м², определенные для условий, соответствующих расчетному периоду; n - заложение откосов; n = ctg α; α - угол заложения откоса, град.; H - полная высота откоса, м; A, B - безразмерные коэффициенты в зависимости от (где h - глубина зоны сплывообразования).

2.6.8. Коэффициент запаса при размывах откосов определяется по формуле

                                                        (2.23)

где v_доп - предельно допустимая скорость поверхностных вод на откосе;

v_факт - фактическая скорость поверхностных вод на откосе.

Определение v_факт, v_доп и h производится в соответствии с «Методическими указаниями по оценке местной устойчивости откосов и выбору способов их укрепления в различных природных условиях» (ЦНИИС, 1970).

2.6.9. При оценке устойчивости откосов, имеющих оползания и сплывы, в случае выхода из тела земляного полотна на откосы грунтовых вод параллельно с расчетом K_зап производится расчет на механическую суффозию грунта. При этом несуффозионными считаются (по ВСН 01-66 МЭиЭ СССР) грунты, из которых могут быть вынесены мельчайшие их частицы в количестве не более 3 % по массе. Расчет заключается в удовлетворении зависимости

                                      (2.24)

где η - коэффициент разнозернистости грунта, равный

Д₃, Д₁₀, Д₁₇, Д₆₀ - диаметры частиц, мм, содержание которых по массе составляет соответственно 3, 10, 17 и 60 %; n - пористость грунта.

Проверке на суффозионную устойчивость подлежат также покрытия из дренирующего грунта, укладываемого на откос.

2.6.10. Общая устойчивость откосов оценивается в соответствии с «Предложениями по расчету устойчивости откосов высоких насыпей и глубоких выемок» (Союздорнии, 1968). При этом метод расчета выбирают в зависимости от местных грунтовых условий согласно данным табл. 2.13.

Таблица 2.13

Использование для расчета K_зап только одного из приведенных в табл. 2.13 методов допустимо лишь в случаях, когда можно однозначно определить форму и характер нарушения откосов.

При этом приведенные в табл. 2.13 методы применимы при заведомо устойчивом основании земляного полотна. К ним относятся основания, сложенные из скальных, полускальных и песчано-гравийных грунтов.

Если основание сложено глинистыми грунтами, соответствие его прочности требуемому состоянию может быть оценено по формуле Маслова

                                                          (2.25)

где С_w - расчетная величина общего сцепления грунта основания; γ_o - объемный вес вышележащего грунта; H - высота насыпи (глубина выемки); М_ф - функции угла внутреннего трения, значения которой устанавливаются по следующим данным:

φo	0	10	20	30
Mф	3,14	4,20	5,70	7,90

2.6.11. Согласно табл. 2.13, коэффициент запаса K_зап рассчитывается по формулам:

1. По методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения

                                     (2.26)

где Q_i - масса отдельных блоков, выделенных внутри оползаемой части откоса; α_i - осредненный угол наклона поверхности скольжения к горизонту внутри блока; φ_i, С_i -соответственно угол внутреннего трения и сцепление внутри каждого блока; l_i - длина отрезка дуги плоскости скольжения внутри данного блока.

2. По методу Маслова - Берера

              (2.27)

где Т - часть распора (давление на стенку блока, выделенного внутри сползаемой части откоса), воспринимаемая трением и сцеплением грунта на поверхности скольжения; q - распор (давление на стенку блока) при отсутствии в грунте между блоками трения и сцепления; P_i - нормальное напряжение при сдвиге.

При практическом использовании метода горизонтальных сил напряжение определяют согласно гидростатическому принципу:

P_i = γ_o h_i,                                                            (2.28)

где h_i - средняя высота расчетного блока.

3. По методу проф. Г.М. Шахунянца

                              (2.29)

где N_i - нормальная составляющая массы блока; T_i - тангенциальная составляющая массы блока.

4. По схеме скола при просадке (расчет на выдавливание основания)

                                                         (2.30)

где  - минимальный коэффициент стабильности, равный

                                                         (2.31)

Р_без - безопасная нагрузка для заданного горизонта; Р_о - нагрузка на основание откоса.

При этом безопасная нагрузка определяется по формуле

                                              (2.32)

где С_w и φ_w - расчетные значения соответственно общего сцепления и угла внутреннего трения грунта на данном горизонте;  - средневзвешенная объемная масса грунта, расположенного между рассматриваемым горизонтом и подошвой откоса; z - глубина расположения данного горизонта от уровня подошвы откоса; β - величина касательных напряжений в наиболее опасной точке и на наиболее опасной площадке (определяется по графикам в соответствии с «Предложениями по расчету устойчивости откосов высоких насыпей и глубоких выемок» (Союздорнии, 1968).

Нагрузка на основание откоса определяется по формуле

Р₀ = γ_o H,                                                            (2.33)

где γ_o - объемная масса грунта откоса.

5. По условию равноустойчивости (метод F_p)

                                                    (2.34)

При этом

                                            (2.35)

где tg ψ_p - коэффициент сопротивления сдвигу для данного горизонта; φ_w, С_w - расчетные значения соответственно угла внутреннего трения и общего сцепления на данном горизонте; α_i - угол наклона к горизонтальной плоскости поверхности откоса на уровне данного горизонта; z_i - глубина расположения горизонта от верхнего откоса.

3. МЕРЫ ПО ПОВЫШЕНИЮ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

3.1. Общие положения

3.1.1. Меры по повышению технико-эксплуатационных качеств дорожных одежд и земляного полотна следует назначать путем технико-экономического сравнения возможных вариантов.

3.1.2. Для обеспечения качества выполнения работ при проведении мероприятий по улучшению дорожных одежд и земляного полотна следует руководствоваться соответствующими положениями строительных норм и правил, инструкций и других нормативных документов на выполнение дорожно-строительных и ремонтных работ.

3.1.3. При выборе мероприятий по улучшению дорожных одежд и земляного полотна следует ориентироваться на использование местных материалов, которые по своим характеристикам удовлетворяют соответствующим требованиям.

3.1.4. Все мероприятия должны осуществляться в период года, наиболее благоприятный для качественного выполнения работ.

3.1.5. Приемку выполненных работ и оценку их качества производят в соответствии с Правилами приемки работ при строительстве, капитальном и среднем ремонте автомобильных дорог (ВСН 19-74). При этом для оценки ровности покрытий следует пользоваться в зависимости от способа ее измерения данными табл. 3.1, 3.2 и 3.3.

Таблица 3.1

Таблица 3.2

Примечание. Нормы ровности выражены показателем толчкомера ТХК-2, установленного на автомобиле УАЗ-452 и ПАЗ-672 (в скобках) при постоянной скорости движения автомобилей 50 км/ч и нагрузке в кузове 120 - 180 кгс.

Таблица 3.3

Величина коэффициента сцепления автомобильного колеса с увлажненной поверхностью отремонтированного покрытия должна соответствовать требованиям СНиП II-Д.5-72.

3.2. Уменьшение износа и улучшение ровности покрытий переходного типа

3.2.1. Уменьшение износа и улучшение ровности покрытий переходного типа достигается путем устройства верхних слоев износа толщиной 4 - 5 см из специально подобранных гравийно (щебеночно)-песчаных смесей с добавкой чешуированного (а при его отсутствии - порошкообразного или жидкого) хлористого кальция (CaCl₂). Наиболее приемлем в качестве добавки фосфатированный хлористый кальций (ХКФ), который обладает значительно меньшим коррозионным действием к металлу и не оказывает вредного воздействия на растительность.

3.2.2. Применяемые для слоя износа гравийно (щебеночно)-песчаные смеси должны обеспечивать высокую плотность покрытия и обладать хорошей морозоустойчивостью.

Зерновой состав смесей должен удовлетворять следующим требованиям (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Примечание. Смесь № 1 надлежит применять для устройства слоя износа на дорогах с интенсивностью движения от 400 до 500 авт./сут; смесь № 2 - при интенсивности менее 400 авт./сут.

3.2.3. Применяемый гравийный материал по прочности и морозостойкости должен отвечать требованиям СНиП I-Д.2-70, предъявляемым к материалу для верхнего слоя гравийного покрытия.

3.2.4. Материал для устраиваемого слоя должен содержать не менее 30 - 40 % по массе дробленых фракций (щебень или дробленый гравий).

Добавку хлористого кальция или ХКФ вводят в гравийно (щебеночно)-песчаную смесь по норме 16 - 22 кг/м³, что соответствует 0,7 - 1,0 кг/м² (химически чистого вещества) слоя толщиной 4 - 5 см.

3.2.5. Слой износа устраивают из приготовленной в установках гравийно (щебеночно)-песчаной смеси с добавкой соли или методом смешения на дороге.

В первом случае смесь готовят в смесителях (типа Д-370), установленных в притрассовых карьерах и оборудованных специальными дозаторными устройствами для хлористого кальция (или ХКФ) и воды.

При смешении на дороге в предварительно распределенный слой зернистого материала вводят требующееся количество хлористой соли и затем материал тщательно перемешивают до получения однородной смеси.

3.2.6. Технология устройства слоя износа из приготовленной в установках смеси, а также окончательное профилирование и уплотнение слоя, получаемого методом смешения на дороге, аналогичны изложенным в «Указаниях по строительству дорожных гравийных покрытий» ВСН 7-72 Минавтодора РСФСР.

3.2.7. Требующиеся ровность и плотность слоя износа должны поддерживаться в процессе эксплуатации дороги путем выравнивающего профилирования (с добавкой или без добавки нового материала) с надлежащим уплотнением, а также мероприятиями по обеспыливанию в соответствии с «Указаниями по обеспыливанию гравийных и грунтовых автомобильных дорог» ВСН 8-72 Минавтодора РСФСР.

3.3. Улучшение ровности и шероховатости усовершенствованных покрытий

3.3.1. Места с неудовлетворительной ровностью нежестких покрытий при условии достаточной прочности дорожной одежды исправляют путем укладки тонких выравнивающих слоев из асфальтобетонной смеси.

Для устройства выравнивающих слоев применяют: на дорогах I и II категорий - горячий асфальтобетон, на дорогах III категории - теплый и холодный асфальтобетон.

При толщине слоя 3,5 - 5 см применяют мелко- и среднезернистые смеси; при толщине менее 3,5 см - песчаный асфальтобетон. Из холодных смесей устраивают слои толщиной менее 3 см. При этом минимальная толщина слоя допускается равной 1 - 1,5 см (в плотном теле).

При приготовлении и укладке асфальтобетонных смесей следует руководствоваться требованиями ГОСТ 9128-76, СНиП III-Д.5-73, а также «Инструкции по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий» ВСН 93-73 Минтрансстроя СССР.

3.3.2. Тонкие слои необходимо устраивать преимущественно в теплую сухую погоду при температуре воздуха не ниже + 10 °С по сухому и чистому покрытию. До начала работ имеющиеся деформации и повреждения на покрытии должны быть устранены.

Для обеспечения надлежащего сцепления тонкого слоя со старым покрытием за 3 - 5 ч до начала укладки производят предварительную обработку поверхности покрытия жидким битумом или эмульсией по норме 0,5 - 0,8 л/м².

3.3.3. При устройстве выравнивающего слоя необходимо тщательно контролировать температуру смеси, поступающей на укладку. Требуемая температура смеси при укладке в зависимости от марки битума приведена в табл. 3.5.

Таблица 3.5

Для укладки смеси целесообразно применять асфальтоукладчики типа Д-699 (ДС-48) с автоматической системой, обеспечивающей требующуюся ровность покрытия и заданный поперечный профиль.

3.3.4. Если ремонт производят, не прерывая движения по дороге, то выравнивающий слой устраивают вначале на одной, а затем на другой половине проезжей части. При возможности устройства объездов смесь укладывают сразу на всю ширину покрытия за один проход асфальтоукладчика.

Целесообразная длина полосы укладки горячей асфальтобетонной смеси одним укладчиком, при котором создается хорошее сопряжение обеих полос, зависит от температуры воздуха и должна приниматься по табл. 3.6.

Для теплой асфальтобетонной смеси длину полосы следует принимать от 70 до 250 м при температуре воздуха 10 - 20 °С и не более 500 м при температуре выше + 20 °С. При использовании для выравнивающего слоя холодных смесей длина укладываемой полосы допускается до 500 м.

Таблица 3.6

3.3.5. При укладке смеси необходимо особое внимание уделять устройству продольных и поперечных сопряжений. Для обеспечения требуемой плотности укладываемого материала в этих местах нужно следить за тем, чтобы слой смеси у кромки уже уложенной полосы был на 1 - 2 см толще, чем по всей ширине укладываемой полосы.

Для лучшего сопряжения смежных полос, одна из которых устраивается через день или позднее, чем другая, следует край ранее устроенной полосы перед возобновлением укладки тщательно разогреть разогревателями или уложить у края на ранее уплотненный слой горячую смесь в виде валика шириной 15 - 20 см, который убирают непосредственно перед устройством смежной полосы.

3.3.6. Важнейшим условием качественного выполнения работ по устройству тонких выравнивающих слоев является быстрое и тщательное уплотнение уложенной смеси.

Уплотнение ведут вначале легкими, а затем тяжелыми катками с гладкими вальцами. Количество проходов по одному следу соответственно 4 - 5 и 8 - 10. Катки должны передвигаться от краев полосы к середине, затем от середины к краям, перекрывая каждый след на 20 - 30 см. Первый проход необходимо выполнять по продольному сопряжению с ранее уложенной полосой.

3.3.7. Для достижения требуемой плотности и механической прочности материала устраиваемого слоя уплотнение смесей следует начинать при температуре не ниже указанной в табл. 3.5.

3.3.8. В процессе уплотнения после двух-трех проходов легкого катка следует проверять ровность уложенного слоя с помощью 3-метровой рейки. Выявленные дефекты должны быть незамедлительно устранены.

3.3.9. Степень уплотнения материала нормируется коэффициентом уплотнения, определяемым в соответствии с п. 9.40 СНиП III-Д.5-73.

Коэффициент уплотнения выравнивающих слоев из горячих и теплых смесей должен быть через 10 сут после устройства слоя не менее: для типов А и Б - 0,99; В, Г, Д - 0,98. Водонасыщение образцов, взятых из готового слоя, устроенного из асфальтобетонных смесей типов: А - 2,0 - 5,0 %; Б - 2,0 - 3,5; В - 2,0 - 4,0; Г - 2,5 - 4,0; Д - 2,0 - 3,5 %.

Окончательное уплотнение слоя, устраиваемого из холодных смесей, достигается под действием движения автомобилей (со скоростью не более 40 км/ч), которое тщательно регулируют по всей ширине проезжей части. Коэффициент уплотнения слоя, определяемый после уплотнения его движением автомобилей в течение 30 сут, должен быть не менее 0,96.

3.3.10. В местах устройства выравнивающих слоев необходимо поднять обочины на толщину укладываемого слоя. Обочины должны быть укреплены в соответствии с п. 3.5.13 - 3.5.27.

3.3.11. Повышение шероховатости нежестких усовершенствованных дорожных покрытий при ремонтных работах достигается следующими способами:

устройством слоя износа из асфальтобетонных (горячих или теплых) многощебенистых (с содержанием щебня 50 - 65 %) или песчаных смесей с применением дробленого песка;

втапливанием черного щебня в поверхность слоя износа (слоя усиления или выравнивающего слоя), устраиваемого из асфальтобетонных смесей, не обеспечивающих требуемой шероховатости;

устройством поверхностной обработки.

3.3.12. В зависимости от крупности применяемого каменного материала обеспечиваемая шероховатость поверхности покрытий подразделяется на следующие основные типы: особо мелкошероховатая поверхность типа наждачной бумаги, устраиваемая с применением дробленых материалов крупностью до 5 мм; мелкошероховатая - с щебнем размером до 10 или 15 мм; среднешероховатая - с щебнем размером до 20 мм.

Более крупный щебень для устройства шероховатых поверхностей покрытий можно применять в особых случаях: на шумовых или укрепительных полосах обочин, для укрепления сопряжений проезжей части с разделительными полосами и т.д.

3.3.13. Предпочтение целесообразно отдавать мелкошероховатой поверхности, более стойкой против износа до появления опасной скользкости и обеспечивающей меньший износ шин и шум при движении.

Требования к каменным материалам, применяемым для устройства шероховатой поверхности на покрытиях, должны предъявляться в соответствии с табл. 3.7.

Таблица 3.7

3.3.14. Зерновые составы минеральной части асфальтобетонных смесей для устройства шероховатых слоев подбирают по ГОСТ 9128-76. Показатели физико-механических свойств и структуры асфальтобетона из этих смесей должны соответствовать требованиям этого ГОСТа. Приготовление таких смесей и их укладка должны выполняться в соответствии с «Инструкцией по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий» ВСН 93-73 Минтрансстроя СССР.

3.3.15. При уплотнении слоев из смесей, содержащих 50 - 60 % щебня, целесообразно применять катки на пневматических шинах, которые обеспечивают лучшую шероховатость готового покрытия и снижение дробимости щебня. Катками на пневматических шинах начинают уплотнение, а после 10 - 12 проходов их по каждому следу окончательно доуплотняют слои тяжелым вальцовым катком.

3.3.16. Технология устройства шероховатой поверхности методом втапливания щебня включает укладку слоя асфальтобетонной смеси, предварительное уплотнение уложенного слоя, распределение черного щебня, окончательное уплотнение слоя. После укладки слоя асфальтобетонной смеси и одного-двух проходов легкого катка или сразу после прохода асфальтоукладчика с включенным трамбующим брусом по поверхности слоя распределяют механическим распределителем (а при его отсутствии - вручную) черный щебень равномерным слоем в одну щебенку.

Температура смеси в уложенном слое к моменту распределения черного щебня должна быть не ниже 90 - 110 °С для горячих смесей и 60 - 80 °С для теплых.

3.3.17. Для втапливания применяют черный щебень фракций 5 - 10, 10 - 15 или 15 - 20 мм, нормы расхода которого принимают соответственно 6 - 8, 7 - 10 или 9 - 12 кг/м².

Щебень, обработанный битумами СГ-130/200, МГ-130/200 или дегтем Д-5, применяют в холодном (соответствующем температуре воздуха) или теплом (до 80 °С) состоянии. Черный щебень, обработанный битумами БНД-60/90, БНД-90/130, применяют нагретым до 130 °С, дегтем Д-6 - до 90 °С и битумами БНД-130/200 и БНД-200/300 - до 100 °С.

Распределенный щебень втапливают в поверхностный слой средними и тяжелыми катками. Окончательное уплотнение слоя рекомендуется вести самоходными катками на пневматических шинах. Плотность готового слоя контролируют согласно п. 3.3.9.

Способ втапливания черного щебня может быть применен для повышения шероховатости покрытий в местах с выступившим на поверхность избытком вяжущего.

Такие места на покрытии тщательно очищают от пыли и грязи, после чего равномерно распределяют черный щебень фракции 5 - 10 мм по норме 4 - 6 кг/м². Затем разогревают покрытие и распределенный щебень асфальторазогревателями, использующими тепловую энергию инфракрасного излучения. В разогретый поверхностный слой втапливают черный щебень с помощью самоходных катков на пневматических шинах.

3.3.18. Повышение шероховатости покрытий способом поверхностной обработки заключается в предварительной очистке покрытия с последующим розливом вяжущего, распределением черного щебня, уплотнением катками и уходом за ковриком в процессе его формирования.

Основными требованиями при устройстве поверхностной обработки являются: точность дозирования вяжущего, нормы которого корректируют в зависимости от состояния обрабатываемой поверхности зернового и петрографического состава рассыпаемого материала; точность и равномерность распределения щебня; надлежащий уход в процессе формирования обработки.

3.3.19. Для поверхностной обработки применяют холодный или теплый черный щебень, который приготавливают в соответствии с пп. 5.131 - 5.135 Инструкции ВСН 93-73.

Применение необработанного щебня допустимо только на дорогах с небольшой интенсивностью движения (менее 1000 авт./сут).

В качестве вяжущего применяют дорожные вязкие битумы или битумные эмульсии.

3.3.20. При устройстве поверхностных обработок с применением вязких битумов следует руководствоваться требованиями «Технических правил ремонта и содержания автомобильных дорог» (ВСН 24-75). Технология производства работ при использовании эмульсий в основном та же, что и с вязким битумом, но эмульсию разливают (во избежание стекания ее на обочины из-за малой вязкости) на предварительно распределенный щебень в количестве 60 - 70 % от требующейся нормы. Остальную часть минерального материала распределяют после розлива эмульсии. Нормы расхода щебня те же, что и при поверхностной обработке с применением битума.

Расход 50 %-ной эмульсии в зависимости от крупности щебня составляет:

Фракция щебня, мм	5-10	10-15	15-20
Расход эмульсии, л/м2	0,9-1,1	1,2-1,4	1,5-1,8

При необработанном щебне расход эмульсии повышают на 20 - 30 %. В зависимости от погодных условий и типа эмульсии через 1 - 4 ч распределенный щебень уплотняют двумя-тремя проходами катка. Движение по участку открывают не ранее чем через 1 сут после окончания уплотнения.

3.3.21. С целью ускорения формирования и увеличения срока службы поверхностных обработок в применяемые при их устройстве вяжущие материалы (битум или деготь) вводят добавки полимеров. В качестве такой добавки целесообразно использовать поливинилхлорид (ПВХ)^* марки Э-62, характеризующийся следующими свойствами: удельный вес 1,5 - 1,6 г/см³, молекулярный вес 320 - 400 тыс. кисл. ед., содержание золы - не более 0,05 %, содержание летучих веществ - не более 0,5 %.

^* На основании исследований, выполненных в МАДИ под руководством проф. В.К. Некрасова.

3.3.22. В зависимости от вида и марки вяжущего количество вводимого поливинилхлорида (ПВХ) должно быть в пределах, указанных в табл. 3.8.

3.3.23. Смешение битума или дегтя с добавком ПВХ осуществляют в котлах, снабженных мешалкой, скорость вращения которой составляет 20 - 40 об/мин.

3.3.24. ПВХ вводят в обезвоженный битум или деготь при температуре 50 - 70 °С. Время перемешивания при этой температуре составляет 1 - 2 ч. Затем температуру повышают до 100 - 120 °С и смесь дегтя с ПВХ перемешивают при этой температуре в течение 1,0 - 1,5 ч, а битума с ПВХ - в течение 20 - 24 ч.

3.3.25. Приготовленные вяжущие должны отвечать требованиям табл. 3.9.

Таблица 3.8

Таблица 3.9

3.3.26. На покрытие вяжущее наносят с помощью автогудронатора, обеспечивая норму розлива в пределах 0,7 - 1,0 л/м². Для равномерного распределения рабочая температура битума с добавкой ПВХ должна быть 120 - 130 °С; дегтя с добавкой ПВХ - 100 °С.

3.3.27. Щебень для поверхностной обработки должен отвечать требованиям табл. 3.5 и п. 3.3.19 настоящих Технических указаний. Нормы распределения щебня, а также технология устройства обработки аналогичны приведенным в «Технических правилах ремонта и содержания автомобильных дорог» (ВСН 24-75).

3.3.28. Поверхностную обработку с использованием битумных или дегтевых вяжущих с добавкой ПВХ устраивают на хорошо прогретом покрытии при температуре воздуха не ниже 15 °С. Движение на обработанном участке покрытия открывают через 6 - 8 ч после окончания работ, ограничивая скорость в первые 3 сут до 40 - 50 км/ч.

3.3.29. Для устройства шероховатой поверхности на дорогах с интенсивностью движения до 3000 авт./сут можно применять битумные шламы, представляющие собой эмульсионно-минеральную смесь литой консистенции, которая состоит из песка, минерального порошка, эмульгатора, воды и дисперсного битума. Выбор материалов для битумных шламов, подбор составов, а также приготовление смесей и их укладку выполняют, руководствуясь техническими указаниями по применению битумных шламов для устройства защитных слоев на автомобильных дорогах (ВСН 27-76).

3.3.30. Повышение шероховатости цементобетонных покрытий достигается устройством на них двойной поверхностной обработки с применением черного щебня и резинобитумного вяжущего. Резинобитумное вяжущее представляет собой специально приготовленную смесь из набухшей и частично девулканизированной резиновой крошки, вязкого битума и каменноугольного масла.

3.3.31. Для приготовления резинобитумного вяжущего следует применять вязкий битум БНД-60/90 или БНД-90/130, каменноугольное масло, отвечающее требованиям ГОСТ 2770-74, и дробленую резину - продукт переработки утильных автопокрышек, отвечающую требованиям ТУ 3810436-70 «Резина дробленая для изготовления гидроизоляционных и строительных материалов».

3.3.32. Щебень для поверхностной обработки должен отвечать требованиям табл. 3.4 и п. 3.3.19 настоящих Технических указаний.

Рекомендуемые составы резинобитумных вяжущих приведены в табл. 3.10.

Таблица 3.10

Требования к резинобитумным вяжущим изложены в табл. 3.11.

Таблица 3.11

Примечания. 1. Подготовленное к испытанию резинобитумное вяжущее нагревают на 2 - 3 °С выше температуры испытания (130 °С, 25 °С), баню вискозиметра наполняют техническим глицерином с температурой, превышающей заданную (130 °С) на 5 °С.

2. Сцепление резинобитумного вяжущего с образцами из цементного раствора определяется согласно ГОСТ 11508-74 с учетом нижеследующего: состав раствора и технология приготовления образцов должна соответствовать ГОСТ 310-00; размер образцов 2 × 2 × 2 см.

3.3.33. Резинобитумное вяжущее приготовляют в мешалках (лучше всего на специально оборудованной базе) согласно разделу V «Технических указаний по приготовлению резинобитумной мастики и способам заполнения деформационных швов цементобетонных дорожных покрытий» (ВСН II-72), а также в котлах типа ЦКБ Т-201 или автогудронаторах, снабженных лопастной мешалкой (скорость вращения 20 - 40 об/мин).

При приготовлении вяжущего в мешалку сначала загружается предварительно обезвоженный и нагретый до 150 - 160 °С битум в количестве 10 % от требуемого объема, затем в битум вводится расчетное количество обезвоженного и нагретого до 40 - 70 °С каменноугольного масла и смесь тщательно перемешивается в течение 10 - 15 мин. В разжиженный таким способом битум небольшими порциями вводится заданное количество просушенной резиновой крошки, предварительно просеянной через сетку с отверстиями 3 мм.

Перемешивание смеси производится при температуре 150 - 160 °С в течение 1,0 - 1,5 ч. Затем постепенно при постоянном перемешивании загружается остальное количество обезвоженного и нагретого до 160 °С битума. Окончательное перемешивание всех составляющих материалов производится в течение 30 мин при температуре 160 °С. Температура готового вяжущего должна быть в пределах 150 - 160 °С. Точность весовой дозировки всех материалов составляет ± 1 %.

3.3.34. В зависимости от наличия оборудования выбирается последовательность приготовления и транспортировки вяжущего, а именно:

приготовление вяжущего на базе в полном объеме и перевозка в автогудронаторе при циркуляции вяжущего перед его розливом;

перемешивание на базе разжижителя и частично битума с резиновой крошкой и перевозка в котле; последующее перемешивание с битумом в автогудронаторе при постоянной циркуляции вяжущего;

приготовление вяжущего в полном объеме в автогудронаторе со специальной мешалкой.

При перекачивании резинобитумного вяжущего в автогудронатор следует строго следить, чтобы в горловине цистерны автогудронатора была установлена сетка с отверстиями 3 мм.

Приготовленное вяжущее можно без снижения качества неоднократно нагревать до рабочей температуры. Нагрев смеси выше 165 °С запрещается, так как резиновые составляющие разлагаются и теряют свои свойства.

3.3.35. На очищенное покрытие наносится из автогудронатора тонкий слой грунтовки (каменноугольное масло или деготь марок Д-1 или Д-2) с расходом 0,3 - 0,4 л/м².

Для основного розлива норму вяжущего материала назначают в зависимости от крупности щебня по табл. 3.12. При этом рекомендуется стремиться к нижней границе указанных расходов.

Таблица 3.12

3.4. Меры по повышению прочности дорожных конструкций

С дорожными одеждами нежесткого типа

3.4.1. Повышение прочности дорожных конструкций должно выполняться одним из способов, изложенных в п. 2.4.23 настоящих Технических указаний, при соответствующем технико-экономическом обосновании.

3.4.2. Усиление дорожной одежды производят в соответствии с рекомендациями «Методических указаний по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд» (Гипродорнии, 1974).

С дорожными одеждами жесткого типа

3.4.3. Мероприятия по повышению прочности (усилению) дорожных одежд жесткого типа необходимо выполнять в том случае, если по результатам оценки прочности не соблюдаются условия (2.3; 2.4; 2.9; 2.13; 2.14).

Для обоснования мероприятий, направленных на приведение фактических запасов прочности жесткой дорожной одежды в соответствие требованиям движения автомобилей с заданными скоростями и нагрузками в течение требуемого срока службы, необходимо произвести расчет усиления дорожной одежды.

3.4.4. В настоящее время можно применять следующие способы усиления жестких дорожных одежд: с помощью слоев из асфальтобетонных смесей и из непрерывно армированного бетона.

Толщину слоев усиления следует определять из тех же условий (2.3; 2.4; 2.9; 2.13; 2.14). При этом если материал старого покрытия и слоя усиления имеет различные модули упругости, то сначала определяют эквивалентную толщину плиты из разномодульных материалов, приведенную к материалу с наибольшим модулем упругости, а затем определяют требуемую толщину усиления

                                               (3.1)

где h_экв - толщина однородной плиты с модулем упругости материала старого покрытия (Е_ст.п), эквивалентная по жесткости старому покрытию и толщиной h_ст.п слоя усиления; Е_ус - модуль упругости материала для усиления.

3.4.5. При определении толщины усиления из непрерывно армированного бетона в расчет в качестве  вводится измеренное значение  жесткой дорожной одежды в зоне поперечных швов.

Положительный изгибающий момент при расчете армирования определяется по формуле (2.6). При этом упругая характеристика плиты определяется по формуле

                                                    (3.2)

где  - средний измеренный модуль упругости усиливаемой жесткой дорожной одежды, кгс/см², приведенный к условиям работы поперечного шва, равный:

                                                      (3.3)

где  - средний измеренный модуль упругости усиливаемой жесткой дорожной одежды на полосе наката, кгс/см²; μ_эо - коэффициент Пуассона основания существующей дорожной одежды; В_п - погонная жесткость непрерывно армированного покрытия с учетом влияния трещин равна:

                                            (3.4)

где F_а - площадь нижней продольной арматуры в поперечном сечении непрерывно армированного покрытия, см²; Е_а - модуль упругости арматуры, кгс/см²; b - ширина поперечного сечения непрерывно армированного покрытия; h₀ - полезная высота сечения покрытия, равная:

h₀ = h - а_а,

где h - толщина покрытия, см; а_а - расстояние от центра тяжести нижней продольной арматуры до нижнего волокна покрытия, см; х - высота сжатой зоны бетона в сечении, см, определяемая из условия (3.4).

3.4.6. При определении толщины плиты усиления из непрерывно армированного бетона коэффициент усталости, учитывающий снижение прочности бетона вследствие повторности воздействия нагрузки для нижнего волокна, следует определять по зависимости для воздушносухого бетона, имеющей вид:

                                              (3.5)

где N - суммарный размер движения, определяемый по формуле (2.18).

Определенная расчетом толщина плиты h при расположении арматуры ниже половины толщины плиты (от поверхности покрытия) может быть уменьшена на величину

                                                        (3.6)

Напряжение растяжения в арматуре от автомобильной нагрузки определяют по формуле

                                                     (3.7)

где n′ - соотношение модулей упругости арматуры и бетона при расчете железобетонной плиты на выносливость:

Марка бетона	150	200	300	400	500 и выше
n´	30	25	20	15	10

М - расчетный положительный изгибающий момент, определяемый по формуле (2.6); I_n - момент инерции приведенного сечения:

                                (3.8)

где x - высота сжатой зоны бетона, определяемая из условия

                                 (3.9)

где b - ширина покрытия, см; F_a - площадь нижней продольной арматуры, см²;  - площадь верхней продольной арматуры, см²;  - расстояние от центра тяжести верхней продольной арматуры до верхнего волокна покрытия, см; y_а - расстояние от нейтральней оси сечения до центра тяжести растянутой арматуры, см.

3.4.7. Допустимое по условию выносливости растягивающее напряжение в арматуре

                                (3.10)

где  - нормативное сопротивление арматуры растяжению, кгс/см²; N - число проходов расчетных автомобилей за срок службы, определяемое по формуле (2.18); ρ - характеристика цикла напряжений в арматуре:

                                                 (3.11)

где σ_ат - растягивающие напряжения в арматуре от объемных изменений бетона, кгс/см²; σ_аmax - растягивающие напряжения в нижней арматуре от действия положительного изгибающего момента, кгс/см²; K_p - коэффициент перехода от нормативных значений предела выносливости на фиксированной базе N = 2·10⁶ циклов нагружений к пределу выносливости с переменной базой; K_p = 0,86 для сталей класса А-I; K_p = 1,05 для A-II; K_p = 1,32 для сталей класса A-III.

3.4.8. Напряжение в арматуре от объемных изменений бетона:

                    (3.12)

                                         (3.13)

                                             (3.14)

расстояние между трещинами:

                             (3.15)

где τ - величина силы сцепления между бетоном и арматурой, кгс/см²; E_б - модуль упругости бетона, кгс/см²; h - соотношение модулей упругости арматуры и бетона непрерывно-армированного покрытия; b - ширина сечения, см; h - толщина непрерывно армированного покрытия; q - отношение суммарного периметра арматурных стержней к площади поперечного сечения арматуры на единицу ширины сечения, см^-1; П - суммарный периметр арматурных стержней, см; е - расстояние между трещинами, см; σ_б - напряжение в бетоне от объемных изменений, кгс/см²; z - коэффициент усадки бетона; α - коэффициент температурного расширения бетона; Δt - годовое изменение температуры; с - сцепление непрерывно армированного покрытия с основанием.

3.4.9. Коэффициент K₆, входящий в формулу (3.10), определяют в соответствии с приложением 17.

3.4.10. Допустимое по условию выносливости напряжения сжатия при изгибе в бетоне сжатой зоны

                                                 (3.16)

где K_в - коэффициент, учитывающий возраст бетона (для верхнего волокна бетона в возрасте 90 сут и более K_в = 1,15); K_у - коэффициент, учитывающий усталость бетона вследствие повторного воздействия нагрузки, определяемый по формуле (2.8);  - нормативное сопротивление бетона сжатию при изгибе, кгс/см².

Коэффициент K₇, входящий в формулу (3.16), определяют в соответствии с приложением 18. Примеры расчета двух вариантов усиления жесткой дорожной одежды приведены в приложении 19.

3.4.11. В отдельных случаях при резком несоответствии фактической измеренной прочности жесткой дорожной одежды требованиям движения целесообразно производить усиление крупноразмерными сборными плитами из предварительно напряженного железобетона. Расчет таких плит должен производиться по отдельной методике¹.

¹ Коновалов С.В., Коганзон М.С. Практическая методика расчета жестких дорожных покрытий с учетом повторности воздействия нагрузок. М., «Высшая школа», 1970.

3.5. Мероприятия по улучшению земляного полотна

3.5.1. Мероприятия по улучшению характеристик земляного полотна подразделяются на две группы: мероприятия, требующие переустройства земляного полотна; мероприятия, которые не сопровождаются переустройством земляного полотна.

Первая группа мероприятий включает замену грунтов земляного полотна, изменение высоты насыпи, устройство теплоизолирующих слоев, капилляропрерывающих прослоек, дренажной системы в теле земляного полотна и т.д. Эти мероприятия могут быть использованы (в силу необходимости разрушения дорожной одежды или земляного полотна) только на стадии реконструкции дороги и должны сопровождаться разработкой специальных проектов.

Вторая группа мероприятий включает вопросы правильного содержания земляного полотна в наиболее неблагоприятные периоды года, укрепление обочин и откосов, защиту земляного полотна от грунтовых вод путем их перехвата дренажными устройствами, инъецирование специальных составов в тело земляного полотна и т.д.

3.5.2. В настоящем документе рассматриваются только меры, входящие во вторую группу, как наиболее доступные в условиях эксплуатации дорог и позволяющие проводить ремонтные работы без перерыва движения автомобилей по дороге. Меры, входящие в первую группу, следует применять только в том случае, если применение мероприятий, относящихся ко второй группе, невозможно или неэффективно.

Меры по улучшению состояния земляного полотна назначаются раздельно по его элементам, находящимся (согласно результатам оценки) в неудовлетворительном состоянии. При этом они могут носить как единичный, так и комплексный характер. Выбор мер производится в соответствии с табл. 3.13.

3.5.3. Независимо от числа применяемых мероприятий и их вида во всех случаях необходимо обеспечивать надлежащее содержание земляного полотна в зимне-весенний период, как наиболее неблагоприятный с точки зрения накопления в земляном полотне влаги. Меры в этом случае должны быть направлены на создание в земляном полотне режима миграции влаги, обеспечивающего ее перемещение в сторону обочин или, во всяком случае, уменьшение количества влаги, подсасываемой под дорожную одежду. Для этого необходимо осуществлять систематическую очистку обочин от снега с удалением его за пределы бровки земляного полотна.

Очистка обочин особенно эффективна для дорог, у которых проезжая часть имеет невысокие модули упругости, а также при земляном полотне, сложенном пучинистым или пылеватым и суглинистым грунтом.

3.5.4. Защита земляного полотна от поверхностных вод путем устройства слоев гидроизоляции на обочинах или их укрепления с использованием гидроизолирующих материалов применяется при земляном полотне, сложенном пучиноопасными, глинистыми и пылеватыми грунтами, и повышенной влажности.

Гидроизоляция обочин обеспечивает снижение влажности земляного полотна до 10 - 15 %, если основным источником увлажнения являются поверхностные воды.

3.5.5. Применение только гидроизоляции обочин целесообразно в условиях:

малой интенсивности движения и на дорогах низких категорий (в этих случаях процент наезда автомобилей на обочины мал и устройство специальных слоев укрепления на поверхности обочин нецелесообразно);

ранее выполненного укрепления обочин дорог только несвязными материалами в неблагоприятных грунтово-климатических условиях.

3.5.6. Для выполнения работ по гидроизоляции на обочинах открывают корыто на глубину, соответствующую верхней поверхности дренирующего слоя, а при его отсутствии - на глубину 30 - 35 см. Поперечный уклон корыта должен составлять 40 %. Гидроизоляцию наносят на дно корыта слоем не более 0,5 см. Если используют жидкие вяжущие, то для их лучшего сцепления с грунтом на дно корыта укладывают крупнозернистый материал (щебень, гальку, гравий, шлак и др.).

Слой гидроизоляции после его стабилизации должен быть засыпан местным грунтом с последующим уплотнением согласно требованиям «Инструкции по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна автомобильных дорог» ВСН 55-69 (Минтрансстрой СССР, 1969) и укреплен посевом трав.

3.5.7. Для устройства слоев гидроизоляции могут быть использованы: различные органические вяжущие материалы (битум, деготь, гудрон), а также дизельное отработавшее масло, нефтяные остатки и др.; карбамидные смолы всех марок; поверхностно-активные вещества в сочетании с гербицидами типа 2КФ; препарат типа полиакрилонита гидроизолированного (ПОНИ-Г); различные синтетические пленки толщиной не менее 0,1 мм.

3.5.8. Укрепление обочин путем устройства специальных слоев дорожно-строительных материалов применяется для защиты земляного полотна от переувлажнения поверхностными водами, снижения аварийности, сохранения целостности дорожной одежды в зоне крайней полосы наката и кромки, повышения эксплуатационных характеристик дорожной конструкции в целом, увеличения скорости движения.