Прочность дороги это: Прочность дорожной одежды | это… Что такое Прочность дорожной одежды?

Содержание

2.Прочность дорожной одежды. Общие положения. Расчет прочности дорожной одежды

Общее
положение.

Прочность
дорожной одежды – сопротивление дорожной
одежды напряжениям и деформированию
под действием нагрузок от ТС и изменения
погодно-климатических условий.

Критериями
прочности нежесткой дорожной одежды
является предел прочности на растяжение
при изгибе материала монолитных слоев
или предел сдвигающее напряжение в
грунте земляного полотна(з.п.) или в
слоях дорожной одежды(д.о.) из слабосвязных
зернистых материалов(щебень, гравий,
песок), а также предельная относительная
верт. деформация, при которой начинается
и развивается разрушение монолитности
и ровности покрытия.

Критерием
прочности жесткой дорожной одежды
служит предел прочности бетона на
растяжение при изгибе.

Для
жестких и нежестких дорожных одежд на
участках дорог с неблагоприятными
грунтово-геологическими и
погодно-климатическими условиями
критерием прочности является предельная
значительная вертикальная деформация
пучения. При превышении которой появляются
трещины и ухудшается ровность, нарушается
морозоустойчивость конструкции.

Расчет
прочности дорожной одежды.

Прочность
дорожной одежды нежесткого типа
расчитывают на коротковременное
многократное воздействие подвижных
нагрузок, равное 0,1с. Одежды на стоянках
и обочинах дорог на продолжительное
нагружение(более 10 мин.)

Расчет
дорожной одежды выполняют с учётом
надежности, под которой подразумевается
вероятность безотказной работы
конструкции в течении всего периода
между капитальными ремонтами.

Количественным
показателем надежности служит уровень
надежности, представляющий собой
отношение протяженности прочных, не
требующих капитального ремонта
конструкций, к общей протяженности
участка дороги.

Прочность
дорожной одежды расчитывается в следующей
последовательности:

Выполняют
расчет дорожной одежды по доп-му упругому
прогибу :

конструкция
дорожной одежды выполняет условие
надежности и прочности по критерию
упругого прогиба, если выполняеться
условие:

К_пр
< Е_общ/
Е_тр

К_пр-коэфициент
прочности дорожной одежды.

Е_общ-общий
модуль упругости конструкции, Мпа.

Е_тр-требуемый
модуль упругости конструкции, с учетом
капитальности одежды, типа покрытия,
вида грунта земляного полотна, и
интенсивности воздействия нагрузки,
Мпа.

Проводят
расчет монолитных слоев на растяжение
при изгибе: в монолитных слоях дорожной
одежды(из а/б, мат-ов и гр-в, укрепл-х
органическими вяжущими), возникающих
при ее прогибе, напряжение под действием
повторных коротковременных нагрузок
не должно вызывать нарушение структуры
материала и приводить к образованию
трещин, то есть должно быть обеспечено
условие:

К_пр
<= R_н
/ a_r

К_пр– требуемый
коэфициент прочности с учетом заданного
ур-ня надежности.

R_н– предельно
допустимое растягивающее напряжение
материала в слое, с учетом усталостных
явлений, МПа.

a_r– наибольшее
растягивающее напряжение в рассматриваемом
слое, установленное расчетом, МПа.

Выполняют
расчет толщины дренирующего слоя и
толщины стабильных слоев дорожной
одежды из условия морозоустойчивости;
требуемый модуль упругости для расчета
нагрузки гр. А и Б вычисляют по формулам:

Е_А=
125 + 67(lg
N_А–
1)

Е_Б=
62 + 72(lg
N_Б–
1)

N_А(Б)
— количество автомобилей, приведенных
к расчету на одну полосу авт. в сутки;
за расчетный автомобиль принимается
двухосный автомобиль, имеющий нагрузку
на заднюю ось 100 кН и удельное давление
0,6 Мпа

поскольку
большинство ТС имеет различные нагрузки
на оси необходимо определить их
эквивалент(коэфициент привидения)

Приведение
осевых нагрузок к расчетным нагр-м:

S_i
=10ⁿⁱ* K

K
-коэфициент, учитывающий давление в
шинах

n_i= β(1 —
)

β
– показатель учитывающий капитальность
дорожной одежды для кап-го типа- 3,359,
облегченного- 2,306, переходного 1,421.

—
нагрузка на ось расчетного автомобиля,
Кн.

—
максимальное из нескольких осей тележки
нагрузка i-го
автомобиля с учетом влияния сближения
осей или нагрузка на заднюю ось двухосного
автомобиля, Кн.

УСТРОЙСТВО ДОРОЖНЫХ ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ, ВОДООТВОДНЫЕ УСТРОЙСТВА

Тема 8. Основные конструкции дорожных одежд.

Общие сведения о дорожной одежде.

Конструкции дорожной одежды.

Литература: Ю. Г. Бабаскин «Технология строительства дорог» учебное пособие Минск «Новое знание» 2014 с. 293

1. Общие сведения о дорожной одежде.

Дорожная конструкция — система, включающая дорожную одежду и земляное полотно.

Земляное полотно – это дорожное сооружение, служащее основанием для размещения конструктивных слоев дорожной одежды и других элементов, воспринимающее нагрузку от подвижного транспорта и собственного веса и распределяющее эту нагрузку на основание.

Дорожная одежда — это многослойная конструкция, предназначенная для перераспределения давления на грунт от действия транспортной нагрузки, обеспечивающая повышение сроков службы и транспортно-эксплуатационных показателей автомобильной дороги.

Подробнее

2. Конструкции дорожной одежды.

Дорожная одежда состоит из следующих конструктивных слоев: покрытие; основание; дополнительные слои основания.

Покрытие – верхняя часть одежды, которая воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки от колес автомобилей. Слои покрытия распределяют и передают нагрузку на нижележащее основание. Для них используют более прочные и дорогие материалы. Состояние покрытия характеризуется ровностью и шероховатостью.

Основание – несущая прочная часть дорожной одежды, которая вместе с покрытием перераспределяет и уменьшает нагрузку на нижележащие слои. Основание может состоять из одного или нескольких слоёв.

Дополнительные слои основания используют в качестве дренирующих, морозозащитных или прерывающих капиллярный подъем грунтовых вод.

Подстилающий слой – это тщательно уплотнённый верхний слой земляного полотна, на который укладывают слои дорожной одежды. Прочность дорожной одежды обеспечивается устройством однородного, хорошо уплотнённого грунта земляного полотна и водоотвода.

Раздел 3. Тема 8: Основные конструкции дорожных одежд

УСТРОЙСТВО ДОРОЖНЫХ ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ, ВОДООТВОДНЫЕ УСТРОЙСТВА (ПРЕЗЕНТАЦИЯ)

Тема 9. Типы дорожных одежд.

Типы дорожных одежд, основные виды покрытий область их применения.

Типы дорожных покрытий.

1. Типы дорожных одежд, основные виды покрытий область их применения.

Эксплуатационные качества дорожных одежд определяются в основном покрытиями, которые могут быть разделены на следующие основные конструктивные типы.

Асфальтобетонные покрытия — наиболее совершенный тип дорожных покрытий. Они состоят из двух или трех слоев асфальтобетонной смеси, уложенной на прочное основание и тщательно уплотненной.

Асфальтобетон образует ровную, удобную для движения поверхность смягчающую удары колес.

Подробнее

2. Типы дорожных покрытий.

Дорожное покрытие – верхний наиболее прочный слой дорожной одежды, воспринимающий непосредственное воздействие нагрузки и природно-климатических факторов и определяющий основные транспортно-эксплуатационные качества дороги. Покрытие может быть одно-, двух- и трехслойным. С целью уменьшения воздействия атмосферных факторов на материал дорожного покрытия (верхнего слоя) он может быть защищен тонким слоем минерального материала, обработанного органическим вяжущим. Этот слой называется защитным слоем.

Раздел 3. Тема 9. Типы дорожных одежд

Тема 10. Укрепление обочин и разделительных полос.

Укрепление обочин существенно влияет на безопасность и скорость движения автомобилей, поскольку предотвращает попадание пыли и грязи на проезжую часть, создает условия для безопасного съезда на обочину в случае необходимости. Это особенно важно в осенне-весенний периоды года. Укрепленные обочины обеспечивают гидроизоляцию земляного полотна, повышая его прочность и устойчивость, предотвращают разрушение поверхности обочин при наезде автотранспортных средств. В зимнее время укрепленные обочины способствуют переносу снега во время метелей и облегчают его удаление при снегоочистке. Установлено, что узкие, но укрепленные обочины значительно более полезны, чем широкие, но неукрепленные .

Покрытие на укрепленной полосе обочин (0,5-0,75 м) и на остановочной полосе (2,5 м) рекомендуется устраивать из цементо- или асфальтобетона, а также из обработанных вяжущими местных каменных, гравийных и других минеральных материалов. Поверхность остальной части обочин укрепляют в зависимости от интенсивности и характера движения, грунтов земляного полотна и особенностей климата засевом трав, россыпью щебня, гравия, шлака и других местных крупнозернистых материалов.

Разделительные полосы на дорогах I категории сопрягают с проезжей частью путем устройства на разделительной полосе укрепленных полос. Остальную часть разделительной полосы укрепляют посевом многолетних трав и укрепление при помощи георешетки. или посадкой кустарников, располагаемых на расстоянии не менее 1,75 м от кромки проезжей части.

Раздел 3. Тема 10. Укрепление обочин и разделительных полос

Тема11. Технология устройства дорожных оснований.

Назначение и строение дорожного основания.

Строительство гравийного основания.

1. Назначение и строение дорожного основания.

Дорожное основание – несущая часть дорожной одежды, которая вместе с покрытием обеспечивает распределение и передачу нагрузки на грунт земляного полотна.

Подробнее

2. Строительство гравийного основания.

Гравийное основание – это конструктивный слой дорожного основания, устроенный из гравия или подобранной гравийно-песчаной смеси различного класса. Используют в качестве нижнего слоя двуслойного основания или в качестве основания облегченных покрытий. Гравийное основание устраивают при наличии гравийных материалов, удовлетворяющих требованиям оптимального состава с наибольшей крупностью зерен (20…40 мм).

Подробнее

Толщина отсыпаемого слоя в среднем составляет 25-30 см на устойчивом грунте.

Раздел 3. Тема 11. Технология устройства дорожных оснований

Темы 12-18

Раздел 3. Тема 12. Технология устройства дополнительных слоев оснований

Раздел 3. Тема 13. Строительство основания из грунтов, укрепленных вяжущими материалами

Раздел 3. Тема 14: Строительство щебеночного основания.

Раздел 3. Тема 15. Строительство покрытий из каменных материалов, обработанных органическим вяжущим способом пропитки

Раздел 3. Тема 16: Строительство гравийных покрытий

Раздел 3. Тема 17. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ НА УСТРОЙСТВО ЩЕБЕНОЧНО — ГРАВИЙНЫХ ОСНОВАНИЙ

Раздел 3. Тема 18. Строительство асфальтобетонных покрытий

Тема 19: Технология работ по устройству асфальтобетонных покрытий и оснований из горячих и холодных смесей.

Технологические режимы формирования структуры асфальтобетонного покрытия.

Технология работ по устройству слоев из асфальтобетонных смесей.

Литература: Ю. Г. Бабаскин «Технология строительства дорог» учебное пособие Минск «Новое знание» 2014 с. 293

Раздел 3. Тема 19: Технология работ по устройству асфальтобетонных покрытий и оснований из горячих и холодных смесей

Технология укладки холодного асфальта (презентация)

Темы 20-21

Раздел 3. Тема 20: СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ НА УСТРОЙСТВО АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

Раздел 3. Тема 21: Конструкции дорожных одежд с цементобетонным покрытием

Тема 22: Устройство цементобетонных покрытий.

Основные преимущества цементобетонных покрытий

Классификация цементобетонных покрытий

Технология устройства цементобетонных покрытий рельсовым комплектом

Технологическая схема устройства цементобетонных покрытий.

Литература: Ю. Г. Бабаскин «Технология строительства дорог» учебное пособие Минск «Новое знание» 2014 с. 293

Устройство цементобетонных покрытий (презентация)

Раздел 3. Тема 22: Устройство цементобетонных покрытий

Тема 23

Раздел 3. Тема 23: Правила бетонирования в зимний период

Тема 24: Укладка тротуарной плитки.

Общие требования к укладке тротуарной плитки.

Укладка брусчатки.

Инструменты и приспособления для укладки тротуарной плитки.

Способы укладки тротуарной плитки.

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ТРОТУАРНОЙ ПЛИТКИ (презентация)

Раздел 3. ТЕМА 24: Укладка тротуарной плитки

Тема 25

Раздел 3. Тема 25: Содержание и ремонт сборных покрытий тротуаров

Тема 26: Водоотводные устройства на автомобильных дорогах.

Общие требования по устройству водоотводной системы вне городских дорог.

Устройство кюветов, нагорных и продольных водоотводных канав.

Общие требования по устройству дренажных систем на автомобильных дорогах.

Раздел 3. Тема 26: Водоотводные устройства на автомобильных дорогах

Прочность дорожного покрытия на сжатие

Прочность дорожного покрытия на сжатие обычно указывается в спецификациях бетонных дорог и покрытий. Это, однако, немного странно, поскольку прочность на сжатие не является критическим параметром для характеристик дорожного покрытия, прочность на изгиб гораздо важнее с точки зрения конструкции. Другие параметры, такие как проницаемость, также гораздо более важны для долговечности дорожного покрытия, чем прочность на сжатие. Так почему же часто указывается прочность на сжатие?

Основная причина, по которой указана прочность на сжатие, хотя она сама по себе не является критической, заключается в том, что испытания куба бетона, определяющие прочность на сжатие, просты, точны и хорошо понятны. Испытание на прочность на изгиб является дорогостоящим, сложным и не особенно точным. Хотя прочность на сжатие сама по себе не важна, она коррелирует с прочностью на изгиб, а также дает представление о плотности и проницаемости. По этой причине прочность на сжатие по-прежнему указывается и измеряется в бетонных покрытиях.

Инструмент преобразования прочности на сжатие в прочность на изгиб

Электронная таблица прочности бетона на изгиб CivilWeb включает полезный инструмент, который можно использовать для преобразования прочности на сжатие в прочность на изгиб с использованием двух опубликованных методов. Этот полезный калькулятор доступен для покупки всего за 5 фунтов стерлингов в нижней части этой страницы. Более подробная информация включена в нашу публикацию о преобразовании прочности на сжатие в прочность на изгиб.

Расчетная прочность на сжатие бетонных дорожных покрытий

Важным расчетным параметром для проектирования бетонного покрытия обычно является прочность бетона на изгиб, иногда называемая модулем разрыва. Однако прочность бетона на изгиб является сложным и дорогим параметром для измерения, а тест не очень точен. По этой причине общепринятой практикой является указание требуемой прочности на изгиб, измерение прочности бетона на сжатие, а затем использование калиброванного соотношения между двумя параметрами для проверки соответствия.

Это дает то преимущество, что прочность на сжатие относительно легко определить, но вносит элемент сомнения относительно правильного соотношения между прочностью на сжатие и прочностью на изгиб, которая немного отличается для каждой бетонной смеси.

Прочность бетона на сжатие измеряет его способность противостоять силам, пытающимся сжать бетон. Прочность бетона на сжатие сама по себе не важна для характеристик бетонного покрытия, поскольку нагрузки на бетонное покрытие приводят к его изгибу. Хотя этот изгиб создает как сжимающие, так и растягивающие напряжения в дорожном покрытии, бетон намного прочнее на сжатие, чем на растяжение, поэтому дорожное покрытие никогда не выходит из строя из-за недостаточной прочности на сжатие.

Прочность дорожного покрытия на сжатие никогда не является критическим расчетным параметром. Он используется только как показатель прочности бетона на изгиб. Действительно, прочность бетона на сжатие не является хорошим показателем характеристик бетонных дорожных покрытий или качества бетона, поскольку ни одна из вероятных критических проблем долговечности или качества бетонных покрытий не может быть оценена непосредственно только по прочности на сжатие. Это правда, что клиенты часто зациклены на результатах прочности на сжатие, даже если они сами по себе не критичны. Несмотря на это, часто указывается прочность на сжатие, потому что она используется как простой показатель прочности бетона на изгиб.

Также часто предъявляются повышенные требования к прочности на сжатие, чтобы улучшить устойчивость бетона к циклам замораживания-оттаивания, антиобледенителям, хлоридам, сульфатам, морской воде и другим химическим веществам, которые могут повредить бетон. В этом случае прочность на сжатие используется как показатель проницаемости. Опять же, это часто считается разумным, поскольку более плотный и менее проницаемый бетон обычно получают за счет увеличения содержания цемента, что также повышает прочность на сжатие. В некоторых стандартах указаны минимальные требования к прочности на сжатие для определенных условий, таких как приведенная ниже таблица, взятая из PCA в США. В Великобритании рекомендуется использовать минимальный класс прочности на сжатие C32/40 для достижения приемлемой долговечности, независимо от требований к прочности конструкции.

Характеристическая прочность дорожных покрытий на сжатие

Бетонные дорожные покрытия обычно определяются и рассчитываются с использованием нормативной прочности на сжатие через 28 дней. Это относится к значению прочности, которое превысит 95% образцов после 28 дней отверждения в лабораторных условиях. Обратите внимание, что любые стержни, взятые из дорожного покрытия после 28 дней отверждения на месте, обычно достигают гораздо более низких показателей прочности.

Как объяснялось выше, прочность на сжатие не важна для проектирования дорожного покрытия, но используется в качестве показателя прочности на изгиб. По этой причине используется характерная 28-дневная прочность бетона на сжатие вместе с определенным соотношением между прочностью на сжатие и прочностью на изгиб для данной конкретной бетонной смеси.

Калькулятор для определения взаимосвязи между средней прочностью на сжатие, измеренной на месте, и заданной нормативной прочностью на сжатие включен в электронную таблицу калькулятора прочности бетона на сжатие CivilWeb. Это можно использовать для анализа результатов испытаний на прочность на сжатие, чтобы увидеть, соответствуют ли они заданной характеристической прочности. Эта таблица стоит всего 5 фунтов стерлингов, и ее можно приобрести внизу этой страницы.

Типовые характеристики прочности на сжатие дорожного покрытия

В Великобритании обычно измеряют прочность бетона на сжатие путем дробления кубического образца размером 150 мм, взятого на месте и отвержденного в лаборатории. В США и большей части Европы более распространено дробление цилиндрического образца. Во избежание путаницы прочность на сжатие указывается с использованием двух чисел: нижнего цилиндрического значения и соответствующего более высокого кубического значения с префиксом C, который обозначает бетон нормальной плотности. Это показано в приведенной ниже таблице, взятой из BS EN 1992. Более подробная информация включена в нашу публикацию об испытаниях бетонных кубов.

Типичные классы прочности бетона на сжатие, используемые для дорожных покрытий, составляют от 20 Н/мм ² до 40 Н/мм ² . Иногда используются более прочные материалы, но это может привести к более высокой усадке и более высоким затратам. Обычно это оправдано только в экстремальных условиях, таких как высокоабразивные операции или когда требуется высокая ударопрочность. В противном случае пагубные последствия более высокой усадки обычно перевешивают любые преимущества более высокой прочности. Также часто наблюдается снижение корреляции между высокой прочностью на сжатие и прочностью на изгиб, что приводит к уменьшению отдачи.

Факторы, влияющие на прочность дорожных покрытий на сжатие

Факторы, влияющие на прочность бетона дорожных покрытий, аналогичны факторам, влияющим на любой конструкционный бетон, как описано в нашем сообщении о прочности бетона на сжатие . Особенно важно, чтобы влияние воздухововлечения на снижение прочности учитывалось для бетонных покрытий. Дополнительная информация включена в наш пост о бетоне с воздухововлекающими добавками.

В то время как требуемая прочность дорожного покрытия на сжатие должна соответствовать требованиям конструкции и долговечности, дополнительная прочность может отрицательно сказаться на характеристиках бетонного покрытия. Это связано с тем, что более прочный бетон имеет тенденцию приводить к большей усадке при высыхании, увеличению скручивания, увеличению раскрытия швов и потере передачи нагрузки, а большее растрескивание может сократить срок службы дорожного покрытия. По этой причине необходимо следить за тем, чтобы ни одно из технических требований, таких как содержание цемента или минимальное водоцементное отношение, не приводило непреднамеренно к укладке сверхпрочного бетона с сопутствующими проблемами.

Испытание бетона на прочность на сжатие

Прочность на сжатие дорожных покрытий обычно измеряется так же, как и в любом бетонном проекте. Образцы бетонных кубов берутся во время заливки бетона, а затем отверждаются в лаборатории и измельчаются в определенное время, часто через 7, 14 или 28 дней после заливки. Более подробная информация включена в наш пост о тестировании бетонного куба.

Альтернативным методом может быть проведение испытаний на прочность бетонных стержней, как описано в BS EN 13877-2. Этот метод учитывает качество изготовления и условия отверждения на месте, поэтому его можно считать более надежной мерой прочности бетона на сжатие на месте. Эти стержни также можно использовать для проверки толщины дорожного покрытия методом, описанным в стандарте BS EN 13863-3.

Этот метод, однако, является более дорогим, и стержни должны быть заполнены подходящим высокопрочным безусадочным раствором. Результаты по этим ядрам обычно ниже, чем по кубическим тестам. Даже самое лучшее качество изготовления и отверждение на месте не смогут воспроизвести отвержденные в лаборатории образцы. Прочность на сжатие кернов, взятых на месте, обычно составляет около 70–85 % лабораторных образцов. Этот метод часто используется, когда результаты кубических испытаний падают ниже требуемого значения, чтобы проверить качество бетона на месте в случае ошибки с лабораторными результатами.

Прочность дорожных покрытий на сжатие – срок службы

Требования к прочности бетонных дорожных покрытий обычно приводятся для 28-дневной прочности, поскольку это удобное круглое число (в неделях), а бетонные дорожные покрытия часто остаются без движения в течение примерно через месяц после постройки. Однако в целях контроля качества бетон обычно тестируют через 7, а иногда и через 3 дня, чтобы достаточно быстро выявить любые потенциальные проблемы.

Хотя некоторые методы проектирования и строительные программы могут позволить проектировщику использовать более высокую возрастную прочность для проектирования, следует соблюдать осторожность. Относительно мало исследований было проведено в отношении долгосрочной прочности бетонных дорожных покрытий в эксплуатации, и достигнутая прочность будет зависеть от условий отверждения в конкретном месте. В США значения 20-летней прочности бетона ограничены соотношением 1,20 по сравнению с 28-дневной прочностью в засушливых районах и 1,35 в других районах. Соотношение 1,19часто используется для 90-дневной прочности по сравнению с 28-дневной прочностью, и там, где программа строительства позволяет, эту 90-дневную прочность можно использовать для проектирования.

Калькулятор прочности бетона CivilWeb через 7 дней можно использовать для оценки прочности бетона на сжатие в любом возрасте на основе любой спецификации.

Набор электронных таблиц CivilWeb для проектирования жестких покрытий

Набор электронных таблиц для проектирования жестких покрытий CivilWeb включает все инструменты анализа бетона, упомянутые на этой странице. К ним относятся инструмент преобразования прочности на сжатие/изгиб, калькулятор характеристической прочности и инструмент расчета зрелости бетона. Каждый из них можно приобрести по отдельности за 5 фунтов стерлингов. Кроме того, все эти инструменты для анализа бетона включены в пакет CivilWeb Rigid Pavement Design Suite, который доступен всего за 20 фунтов стерлингов и включает в себя полные электронные таблицы для проектирования бетонных дорог.

CivilWeb Concrete Properties Suite, включая все электронные таблицы анализа бетона.

Или отказаться от приобретения полного комплекта электронных таблиц CivilWeb Rigid Pavement Design Suite, включая все таблицы анализа бетона и 11 таблиц расчета жесткого дорожного покрытия всего за 20 фунтов стерлингов?

Асфальт или бетон — что прочнее?

Структурные номера очень веские аргументы в пользу асфальта.

1 марта 2006 г.

Существует распространенное мнение, что бетонные покрытия прочнее асфальтовых. Причина этого заблуждения заключается в том, что сравнения не проводятся на эквивалентных конструкциях. Пропускная способность асфальтового или бетонного покрытия примерно одинакова для каждого дюйма толщины покрытия.

Чтобы проиллюстрировать, как это относится к конструкции дорожного покрытия, необходимо рассмотреть концепцию номера конструкции. Структурный номер (SN) — это эмпирическое значение прочности, присвоенное конкретному материалу. SN не имеет единиц. Это относительное число, которое используется для сравнения различных материалов.

Чтобы установить стандарт, с которым можно сравнивать структурные номера, прочности основания из градуированного заполнителя присваивается значение 1,0 на каждый дюйм толщины. В этом масштабе основание толщиной 6 дюймов будет иметь структурный номер 6,0, а основание толщиной 10 дюймов будет иметь SN 10.

Плотному асфальтовому покрытию присваивается структурный номер 3,0 или в три раза больше прочности на дюйм толщины, чем у основания из гранулированного заполнителя. Например, трехдюймовое асфальтовое основание может быть заменено девятидюймовым заполнителем и обеспечивать такую же поддержку движения. Как только вы узнаете структурные номера материалов, вы сможете сравнивать их при рассмотрении альтернативных материалов или различных конструкций.

Типичной бетонной плите с давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм также будет присвоен структурный номер 3,0 на дюйм толщины. Следовательно, 4-дюймовое бетонное покрытие и 4-дюймовое асфальтовое покрытие имеют одинаковую несущую способность. Это отвечает на вопрос.

Асфальт и бетон обладают одинаковой несущей способностью при одинаковой толщине. Покрытие с SN 10,0 всегда будет в два раза прочнее покрытия с SN 5,0, независимо от используемого материала.

Большинство людей имеют общее представление о толщине бетона, необходимой для устройства приемлемого дорожного покрытия: тротуар — 4 дюйма; подъездная дорога, 6 дюймов; жилая улица толщиной 8 дюймов и скоростные автомагистрали толщиной до 12 дюймов в зависимости от интенсивности движения.

Давайте проанализируем структурные номера вышеуказанных конструкций и сравним их с часто используемыми асфальтовыми покрытиями. Прочность бетонного тротуара толщиной 4 дюйма будет в четыре раза больше 3,0, или общая SN будет равна 12. Подъездная дорога толщиной 6 дюймов будет равна шестикратной 3,0, или общая SN будет равна 18. Жилая проезжая часть с толщиной 8 дюймов даст SN, равное 24, и основная автомагистраль шириной 12 дюймов дадут SN, равное 36.

Давайте рассмотрим для сравнения типичные асфальтовые покрытия, используемые в этих приложениях, чтобы увидеть, требуется ли проектировщику покрытие с такой же относительной прочностью. Тротуар или дорожка для телеги часто строятся с 4-дюймовым каменным основанием и 1-дюймовым слоем асфальта. Структурный номер этой комбинации равен 4 дюймам камня, умноженному на SN, равному 1,0, плюс 1 дюйм асфальта, умноженному на SN, равному 3,0, для общего SN, равного 7. Это примерно половина расчетной прочности 4-дюймового конкретный вариант.

При рассмотрении конструкций покрытий с точки зрения долговечности и ожидаемого срока службы должны использоваться конструкции равной прочности, т. е. с одинаковыми структурными номерами. Никто не ожидал, что деревянная доска 2×4 будет иметь такую же грузоподъемность, как 4×4. Мы не хотим совершать ту же ошибку прочности с дорожными покрытиями.

Анализ работает и в обратном порядке. Приведенная выше конструкция асфальта тротуара с SN 7,0 должна обеспечивать те же характеристики, что и бетонная конструкция с SN 7,0. Чтобы определить относительную толщину бетона, разделите общее SN, равное 7, на SN на дюйм, равное 3,0, для плиты толщиной 2,3 дюйма. Очевидно, что 2,3-дюймовая бетонная плита будет очень хрупкой.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть pdf-версию таблицы типовых конструкций бетона.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть pdf-версию таблицы типовых конструкций асфальта.

Сравнение тротуаров используется, потому что легко визуализировать относительное влияние проектов, поскольку они оба изначально слабые. Если груженый самосвал проедет по бетонному тротуару толщиной 4 дюйма, какова вероятность того, что тротуар сломается? Шансы довольно высоки; потому что жесткое покрытие разрушается, когда приложенная нагрузка превышает общую прочность покрытия.

Гибкое дорожное покрытие из асфальта или камня и асфальта на всю толщину часто будет изгибаться и отскакивать, а не ломаться под действием одной тяжелой нагрузки. Однако асфальтовое покрытие относительно быстро выйдет из строя при ряде нагрузок, превышающих его расчетную мощность. Надлежащий способ определения схемы заключается в расчете правильного SN для трафика и преобразовании в требуемую толщину слоя, соответствующую потребностям.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть pdf-версию таблицы эквивалентных конструкций асфальта.

Другая дилемма, связанная с асфальтовым покрытием, заключается в том, что его легко недопроектировать и ввести в эксплуатацию. Бетонное покрытие, которое недостаточно спроектировано, быстро треснет и выйдет из строя. Неадекватность часто сразу бросается в глаза.

Асфальтовое покрытие, будучи гибким, будет иметь более медленную скорость износа, но также в конечном итоге выйдет из строя при чрезмерной нагрузке. В этих отказах часто обвиняют плохую конструкцию или некачественные материалы, а не реальную причину: недостаточное SN для поддержки нагрузок. Отсутствие четкой причинно-следственной связи позволяет ошибочно диагностировать многие проблемы с дорожным покрытием.

Часто подрядчиков просят отремонтировать асфальтовое покрытие, когда основной проблемой является нестандартный дизайн. Когда дорожное покрытие восстановлено до первоначальной толщины, оно вскоре обнаружит тот же тип разрушения. Асфальт имеет множество методов исправления и ремонта, доступных подрядчику. У бетона, когда он сломан, есть только один вариант: удалить и заменить.

При понимании концепции структурного номера и значений компонентов «Основная порода» = 1,0, «Асфальт» = 3,0, «Бетон» = 3,0 возможно сравнение нескольких покрытий. Кроме того, можно оценить существующие или предлагаемые варианты дорожного покрытия. Срок службы дорожных одежд с одинаковым общим значением SN будет одинаковым при одинаковых условиях грунтового основания.

Приведенные выше конструкции дорожных покрытий являются только примерами. Фактические проекты должны отражать фактическую транспортную нагрузку и условия грунтового основания. Ссылкой на эту статью является публикация NAPA IS-20 «Руководство по эквивалентности толщины для проектирования асфальтовых покрытий».

Джон Челльгрен, профессиональный инженер с более чем 30-летним опытом управления компаниями по укладке дорожного покрытия и планировке, работает консультантом в Бока-Ратон, Флорида. Вы можете связаться с ним по адресу [email protected].

Увеличьте производительность с помощью нагревателей песка ADM с производительностью от 90 до 210 тонн в час

Представляем электрический асфальтоукладчик Dynapac SD1800W и Z.ERA

Затраты на строительство автомагистралей выросли на 50 % после вступления в силу IIJA

Основные партнерские отношения

3 Безопасность сайта для дорожно-строительной отрасли

Программа самого быстрого и точного взлета земляных работ

InSite Elevation Pro предлагает самое быстрое решение для взлета в отрасли, поэтому вы можете претендовать на большее количество рабочих мест с тем же персоналом. После того, как предложение будет выиграно, Elevation Pro предоставит вам инструменты для создания моделей управления машинами с помощью GPS без необходимости использования сложной программы САПР.

3 Важные выводы из Ежегодника NAPA 2023

На ежегодном собрании Национальной ассоциации производителей асфальтовых покрытий в этом году в Майами, штат Флорида, на различных сессиях, комитетах и встречах в течение пяти дней мероприятия в Саут-Бич были подняты некоторые общие темы.

2023 Состояние дорожно-строительной отрасли: зеленая мечта

Год действия IIJA и несколько месяцев после принятия Закона о снижении инфляции, отрасль все еще пытается решить проблемы с нехваткой рабочей силы, даже если цепочка поставок и материалы проблемы видели некоторые улучшения. Полный отчет читайте здесь!

Увеличьте производительность с помощью нагревателей песка ADM производительностью от 90 до 210 тонн в час

Нагреватели песка ADM эффективно нагревают песок для контроля температуры смеси, улучшения качества смеси и снижения затрат энергии и труда на производство зимнего бетона.

Прогуляйтесь по каткам HAMM серии HC

Новая линейка катков HC от HAMM была разработана с заботой об операторах. Кабина увеличена на 30 %, а точки обслуживания на машине стали более доступными, что делает эту машину более удобной для оператора.

NAPSA становится партнером PAVE/X Event

Североамериканская ассоциация подметальных машин сотрудничает с PAVE/X, чтобы предоставить более глубокое образование профессионалам подметальных работ

Ценит ли культура вашей компании свой труд?

Если есть одна проблема, с которой мы все столкнулись в последнее время, это рабочая сила… или ее отсутствие, но есть действия, которые мы, как владельцы, можем предпринять, чтобы облегчить и улучшить нашу трудовую ситуацию.

Загляните внутрь своего асфальтового завода с помощью дополненной реальности

Одним из самых крутых экспонатов на выставке CONEXPO/CON-AGG 2023 стал тур по асфальтовому заводу с дополненной реальностью, организованный на стенде Gencor Industries. С помощью смарт-планшета каждый может заглянуть внутрь своего завода и посмотреть, что происходит и как все работает.

BOMAG собирает тысячи пожертвований на благотворительность для строительных ангелов

Во время выставки CONEXPO/CON-AGG 2023 компания BOMAG смогла собрать средства от тех, кто посетил их стенд, раздав футболки дорожного строительства со специальным брендом в качестве пожертвования «заплати, сколько сможешь».

Увеличьте производительность с помощью нагревателей песка ADM производительностью от 90 до 210 тонн в час

Как защита от износа повышает экологичность асфальта

Операторы асфальтобетонных заводов и маршрутного оборудования могут существенно сократить расходы на техническое обслуживание и время простоя, используя преимущества новейших технологий защиты от износа.