Файл: Аннотация Изм. Кол уч Лист док. Подпись Дата.pdf

ПЗ-2023
Лист
58
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата
- Расчетный срок службы дорожного покрытия 25 лет;
- Расчетная нагрузка на одну ось – 115 кН;
- Интенсивность движения расчетной нагрузки на полосу в конце срока эксплуатации дорожной одежды – 1100 ед./сут;
- Дорожно-климатическая зона – III;
- Схема увлажнения рабочего слоя – 2;
- Грунт земляного полотна – скальный грунт;
- Относительная влажность грунта – 0,35.
Для проведения расчетов назначаем следующие показатели:
1. Требуемый уровень надежности и соответствующий ему коэффициент прочности: для заданной интенсивности движения – уровень надежности Kн
0,98; коэффициент прочности Kпр 1,0.
2. Модуль упругости грунта Ec 100 Мпа (принимаем для диабазов);
3. Определение расчетной повторности нагружения.
Интенсивность движения в первый год эксплуатации:
N
0
= 1100/1.05 25-t
= 556 ед./сут; (3.1)
N
pt
= 0.55*556*(
1,05 25
−1 1,05−1
*225 = 1484812 4. Модуль упругости и сопротивление растяжению при изгибе бетона
– для бетона класса B
tb
2,8 - P
tb
= 35;
Е = 28000 МПа;
R
0
= 9,8 МПа
Назначаем конструкцию дорожной одежды.
Для интенсивности движения 1100 ед./сут назначаем следующую конструкцию дорожной одежды:
– покрытие – асфальтобетон на основе БНД 60/90; Еа = = 4500 МПа; hа = 6 см;
– основание – цементобетон класса В
tb
= 2,8; Е
цб
= 28000 МПа; hцб = 20 см.

ПЗ-2023
Лист
59
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата
Длину плит назначаем равной 15 м; продольный шов не устраиваем; поперечные швы устраиваем без штырей.
Проверка расчетом толщины слоёв покрытия и основания:
Определяю эквивалентную толщину слоя: h = h ц
+ h a
*3√
????????
????
= 20+6*3√(4500/28000) = 22,3 см. (3.2)
Рассчитываю эквивалентный радиус упругости чаши прогиба: r
э
= 22,3 * 3√((28000/(3*100) = 99,4 см.
Определяю напряжение, возникающее от нагрузки:
σ
и
=
????
ℎ2
* (0,1488 – 1,282 * lg(r ш
/r э
)) (3.3)
Вычисляю расчетную нагрузку:
Q = Q
к
* K
д
= 57,5*1,3 = 74,75 кН. (3.4) r
ш
= √(74,75/(0,1*3,14*0,6)) = 19,9 см. (3.5)
Рассчитываю напряжение:
σ
и
= 74.75/22.3 2
* (0.1488-1.282* lg(19.9/99.4)) = 0.189 (3.6)
A
п
– перепад температуры в течение суток на поверхности асфальтобетонного покрытия, °С, определяю, в зависимости от района строительства; A
п
=15,5.
- Ꞷ – угловая частота суточных колебаний температуры, рад./ч; Ꞷ = 0,26 рад./ч;
– a ta
, a tb
– коэффициенты температуропроводности соответственно асфальтобетона и цементобетона; a ta
= 0,002 м
2
/ч; а tb
= 0,004 м
2
/ч.
Определяю показатель ∆t b
:
∆t b
= Aп * e
-ha√(Ꞷ/(2*0.002))
*(1-e
-h√(Ꞷ/(2*0.004))
) (3.7)
∆t b
= 15.5* e
-0.06√(0.26/(2*0.002))
*(1-e
-0.2√(0.26/(2*0.004))
) = 6,4 °С
Вычисляю напряжения от перепада температуры по толщине нижнего слоя:
σ
t
= (α*E*∆t b
)/2 (3.8)
σ
t
= (0.00001*28000*6,4)/2 = 0.854 МПа
Вычисляю коэффициент усталости:
K
у
= 1,08 * (∑Np)
-0.063
(3.9)

ПЗ-2023
Лист
60
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата
K
у
= 1,08*(1484812)
-0.063
= 0.44
Далее нахожу R
расч ри
:
R
расч ри
= B
tb
*K
нп
*K
у
*K
F
(3.10)
R
расч ри
= 2,8*0,44*1,2*0,98 = 1,44 МПа, тогда
K
ф пр
= R
расч ри
/ (σ
u
+ σ
t
) = 1.44/(0.189+0.854) = 1,36 > 1.00 (3.11)
Условие прочности для слоя основания дорожной одежды выполнено.
Вывод: Условие прочности для жёсткой дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием выполняется. Расчет дорожных одежд с усилением из армосетки выполняется аналогичным образом. Результаты расчетов занесены в таблицу 3.1.
Таблицы 3.1 – Сводная таблица результатов расчета дорожных одежд
Вид расчета
Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4 Вариант5
Расчет на упругий прогиб
Kу
0,42 0,49 0,44 0,48 0,48
Eн
0,98 0,98 0,98 0,98 0,98
R
расч ри
1,42 1,49 1,44 1,48 1,47
K
ф пр
1,34 1,40 1,36 1,40 1,39
Эффективность при применении армосетки на разных основаниях представлена на рисунке 3.8.
Рисунок 3.8 – Эффективность применения армосетки (авторская разработка)
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
1,2 1,4 1,6
Kу
Eн
Rрасч/ри
Kф/пр
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
Вариант 4
Вариант 5

ПЗ-2023
Лист
61
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата
Вывод: Условие прочности для жёстких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием выполняется.
Новая, предлагаемая конструкция армосетки выполнена из прорезиненной оболочки в центре которой находится металлическая проволока. Такое технологическое решение было принято опираясь на документы [41-43]. Такая конфигурация позволяет увеличить несущую способность всей дорожной конструкции и способствует уменьшению появление дефектов на верхнем слое.
Конструкция утрированной, разработанной армосетки, представлена на рисунке 3.9.
Рисунок 3.9 - Предлагаемая утрированная модель армосетки
(авторская разработка)
К разработке предлагаемой полезной модели армосетки меня подтолкнуло то, что применяемые в дорожном строительстве дополнительные прослойки имеют меньшие показатели адгезии и не все прослойки могут применяться в горной местности одинаково эффективно. В этой связи для улучшения

ПЗ-2023
Лист
62
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата транспортно-эксплуатационных показателей мной были проанализированы все предлагаемые рынком строительных материалов армопрослойки. На базе статистических данных на разрыв, опираясь на документ [44], стойкости к агрессивным средам и простоте производства, мной была разработана полезная модель армосетки, которая призвана, в независимости от условий эксплуатации, не терять заложенных качеств на протяжении всего заявленного срока службы (прогнозные расчеты срока службы – 15-25 лет) и работать эффективно и в гористой местности, и в условиях севера, и в переувлажненных местах.
Также к разработке полезной модели меня подтолкнул тот факт, что с каждым годом грузопоток только увеличивается и нагрузки, воспринимаемые дорожной одеждой, также увеличиваются.
Утрированная полезная модель, представленная на рисунке 3.9, призвана повысить адгезионные свойства монолитных слоев и увеличить общий модуль упругости всей конструкции, перераспределив нагрузку от автотранспорта по большей площади. Достичь увеличения модуля упругости получается за счет применения в сетки скрученной проволоки и оболочки из полимерного материала (резины, каучука). Также, для увеличения долговечности, следует покрывать армосетку такими материалами как: эмульсии, праймеры и т.д.
Покрытие готовой сетки эмульсией создает оболочку, которая позволяет улучшить адгезионные свойства готовой сетки к материалам таким как – асфальтобетон, цементобетон, цементогрунт. Также защитное покрытие уменьшает период старения материала сетки из резины или каучука, что ведет к увеличению сроков службы, предлагаемой армосетки. Старение материала происходит в любом случае, но покрытие из праймера или битума позволяет замедлить этот процесс в несколько раза.
Армосетка, представленная под №2 выполнена плетенной. Такой вариант стоит рассматривать при производственном процессе, так как технологии для реализации на 2022 год имеются на производственных предприятиях.

ПЗ-2023
Лист
63
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата
Колесо автомобиля, воздействуя на верхние слои дорожной одежды, создает растягивающие напряжения в верхних слоях дорожной одежды, согласно [38].
Происходит уплотнение верхнего слоя в пятне контакта шины с покрытием. В месте, где колесо автомобиля не воздействует на покрытие на прямую, создаются зоны, где растягивающие напряжения более весомы. В таких местах и наблюдается наибольшее разрушение материала. Для того, чтобы снизить негативное воздействие в этих зонах требуется укладка армосетки, которая воспринимает растягивающие напряжения и гасит их.
Армосетку следует применять в монолитных слоях, предпочтительно асфальтобетонах, для большего положительного эффекта. Также ее можно использовать в основании дорожной конструкции.
Результаты эффективности предлагаемой полезной модели армосетки представлены на рисунке 3.10 и 3.11. Показатели эффективности, при применении армосетки в монолитных слоях, были смоделированы в программном комплексе SierraSoft Roads. Результаты моделирования нельзя считать на 100% достоверными, так как для определения данных показателей следует изготовить опытные образцы и только опытным путем определить показатели эффективности. После чего сопоставить результаты, полученные опытным путем и смоделированные в программе SierraSoft Roads или отечественных аналогах. Показатели эффективности на прямую зависят от качества исходного сырья, используемого при производстве армосетки. Также от способа хранения готового продукта и соблюдения технических условий по его применения.

ПЗ-2023
Лист
64
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата
Рисунок 3.10 - Граф ики изолиний вертикальных напряжений (напряжение в кПа) (авторская разработка) а) без армирования, б) со стандартным армированием, в) с предлагаемым армированием
Рисунок 3.11 - Графики изолиний горизонтальных напряжений
(напряжение в кПа) (авторская разработка) а) без армирования,

ПЗ-2023
Лист
65
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата б) со стандартным армированием, в) с предлагаемым армированием
Датчики вертикального давления располагаются программой SierraSoft
Roads автоматически.
Конструкции, которые закладывалась для моделирования в программном комплексе, соответствуют конструкциям №3
(без армирования), с геосеткой, с предлагаемым армированием.
Эффективность смоделированных результатов видна наглядно.
Преимущества при применении любого типа усиления (геосеток, георешеток, армосеток) в слоях дорожной одежды очевидны. Применение предлагаемой полезной модели армосетки улучшает показатели сопротивления транспортным нагрузкам больше чем без дополнительных прослоек или при применении стандартных, широко используемых прослоек усиления, таких которые описаны в [41].
Не стоит забывать и о экономической эффективности. Применение любых дополнительных прослоек, в слоях дорожной одежды, ведет к увеличению сметной стоимости строительства. Так как армосетка представляет собой конструкцию, состоящую из металла, резины или каучука, то первоначальная стоимость объектов, где будет применяться полезная модель, будет выше.
Снижение затрат происходит только в период эксплуатации объекта за счет увеличения сроков службы и снижения затрат на эксплуатацию введенного в эксплуатацию объекта.
Подытожив все вышеописанное, стоит отметить, что в мире главным трендом на 2022 год и ближайшее десятилетие, является применение новых технологий, подходов, нестандартных инноваций и внедрение их в производственные процессы, начиная от строительной сферы и заканчивая компьютерными технологиями.
Также стоит отметить, что расчетный алгоритм со схемами, диаграммами, расчетами и т.д., может быть использован на таких направлениях как Север-
Юг (в этом случае, следует произвести анализ той работы, которая уже была проделана и обозначить новый вектор реализации проекта строительства), на

ПЗ-2023
Лист
66
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата дороге М3 соединяющей Ереван — Аштарак — Ванадзор, а также М6:
Ванадзор — Баграташен. Перспективным направлением, которое, по моему мнению, следует в первую очередь выполнить в полном объеме была и остается дорога Север-Юг, так как она на 2022 год является самой обсуждаемой в СМИ и самой затратной в строительстве во всей Республике.
В нашем случае в Армении на трассе Север-Юг, Талин – Гюмри, М4, и на участке через Котайкскую область, уже были сделаны попытки устройства небольших участков бетонных дорог, которые на сегодняшний день приходят в негодность из-за нарушений технологии производства работ, применения материалов с низкими показателями прочности, дробимости и истираемости, а также из-за применения устаревших машин и механизмов. Мое предложение по тому, как улучшить качество работ по устройству дорог в Республике
Армении и минимизировать расходы при обслуживании заключается в следующем (общее положение):
1 – Следует пересмотреть и модернизировать принципы и методы заложенные в основу строительства автомобильных дорог в Республике;
2 – Перенимать и применять только успешный опыт других стран в строительстве автомобильных дорог в разных условиях;
3 – Использовать (при необходимости создавать) программные продукты, такие как SierraSoft Roads, Robur, Credo и другие, для оптимизации всех процессов, более точных расчетов и тп.
4 – Особое внимание следует уделять используемым материалам как несвязным, так и связным;
5 – Применять современные машины и механизмы для ускорения строительных процессов и минимизации ошибок, которые могут быть допущены при выполнении работ.

ПЗ-2023
Лист
67
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата
Проект производства работ является документом, определяющим технологию, организацию, параметры и условия безопасности производства работ, безопасность исполнителей, окружающей среды и населения.
ППР по устройству цементобетонных оснований и покрытий должен включать в себя текстовую и графическую части. Расчеты должны опираться на нормативный документ как [45]. Объем и содержание ППР зависит от того, какой конкретно объект планируется строить. В моем случае объектом является горная дорога в Республики Армения.
В графическую часть ППР должны быть вынесены следующие пункты:
1 - Схема размещения геодезических знаков (Схема геодезической разбивочной основы);
2 - Транспортная схема;
3 - Строительный генеральный план;
4 - Технологические карты на выполнение видов работ, предусмотренных проектом;
5 - Схемы складирования материалов;
6 - Уточняющие чертежи (оснастка, защитные ограждения и т. д);
7 - Чертежи касающиеся безопасности производства работ;
8- Календарный план производства работ по объекту с графиком поступления на объект строительных конструкций, изделий, материалов и оборудования, графиком движения рабочих кадров по объекту, графиком движения основных строительных машин по объекту.
В учебных целях, при разработке ВКР в графическую части ППР будут вынесены следующие пункты: 2, 4, 5, 6, 8.
Общие положения:
Основные преимущества дорожных одежд с цементобетонными покрытиями заключаются в том, что при примерно одинаковой строительной стоимости, они обеспечивают значительно более долгий срок службы по сравнению с асфальтобетонными покрытиями, и при этом требуют значительно меньших затрат на ремонт и обеспечение перспективного

ПЗ-2023
Лист
68
Изм. Кол.уч
Лист № док. Подпись Дата увеличения грузоподъемности дорожной одежды в связи с увеличением массы транспортных средств и интенсивности движения. На рисунке 3.12 представлена диаграмма эффективности применения цементобетонных покрытий в сравнении со стандартными дорожными одеждами из асфальтобетона.
Рисунок 3.12 – Диаграмма эффективности применения цементобетонных покрытий в сравнении с асфальтобетонными
Как видно из представленной диаграммы, стоимость цементобетонной дорожной одежды при устройстве, на сегодняшний день, не так сильно отличается от устройства асфальтобетонной ДО, а стоимость эксплуатации в разы ниже чем у аналогичной ДО из асфальтобетона.
При назначении типа покрытия чаще всего игнорируются следующие преимущества цементобетонных покрытий, такие как:
- Большая прочность цементобетона в сравнении с асфальтобетоном;
- Стабильность деформативных свойств цементобетона при изменении температуры;
- Только рост прочностных характеристик цементобетона во времени при благоприятных условиях;
- Наличие на производствах оборудования для скоростного строительства бетонных покрытий с высокими показателями ровности;
- Обеспечение большей безопасности движения в темное время суток;
- Высокая износостойкость, морозостойкость дорожного бетона;
- Увеличенный срок службы покрытий и оснований до капитального