Приложение Б. Методика корректировки директивных сроков ограничения движения транспортных средств в зависимости от погодно-климатических и грунтово-гидрогеологических условий

Приложение Б

(рекомендуемое)

Методика
корректировки директивных сроков ограничения движения транспортных средств в зависимости от погодно-климатических и грунтово-гидрогеологических условий

Б.1 Директивную (среднестатистическую) дату начала срока ограничения осевых нагрузок (см. табл. А.1. Приложения А и рис. 1) в зависимости от климатических особенностей каждой весны (отклонение весеннего распределения температур от среднемноголетних) уточняют на территории каждого региона территориальными дорожными органами и определяют, как дату устойчивого перехода температуры воздуха через 0°С в данный весенний период. Уточнение директивной даты начала срока ограничения осевых нагрузок выполняют по долгосрочному прогнозу синоптиков и по результатам измерений температуры воздуха, а именно при замеренной среднесуточной положительной температуре воздуха анализируют прогноз погоды на ближайшие 7 дней. Если в ближайшие семь дней не ожидается среднесуточная положительная температура воздуха, то прогнозом интересуются при наступлении следующей даты с положительной среднесуточной температурой воздуха. Так продолжается до тех пор, пока не наступает день с положительной среднесуточной температурой воздуха и с прогнозом на ближайшие семь дней с положительной температурой воздуха. Первый день этого прогнозного периода и принимают за фактическую дату начала срока ограничения осевых нагрузок на автомобильных дорогах.

Б.2 Фактическая продолжительность периода весеннего ограничения осевых нагрузок (.) в зависимости от погодно-климатических условий может отличаться от директивной (среднестатистической), так как каждый год будут отклонения от среднестатистической температуры, амплитуды колебаний температуры в весенний период, количества осадков, влажности и т.д.

Б.3 В зависимости от прогноза погоды уточнение среднесуточной скорости оттаивания дорожных конструкций выполняют по следующей формуле:

; (Б. 1)

где: - средняя суточная амплитуда колебания температуры воздуха в период оттаивания (см. табл. А.2), град С; - фактическая средняя суточная амплитуда колебания температуры воздуха в период оттаивания, град С (определяется по долгосрочному прогнозу синоптиков).

Б.4 Фактическую продолжительность периода весеннего ограничения осевых нагрузок (.) вычисляют по формуле (1) с учетом уточненной среднесуточной скорости оттаивания дорожных конструкций ().

Б.5 Корректировку продолжительности периода ограничения движения транспортных средств выполняют также экспериментальным путем:

1) измерением модуля упругости на поверхности дорожной одежды и сравнением полученных результатов с требуемыми значения модуля упругости (см. ОДН 218.1.052-2002 [10]);

2) измерением влажности грунтов рабочего слоя земляного полотна и основания дорожной одежды с последующей проверкой расчетом существующей дорожной одежды по трем показателям прочности: допускаемому упругому прогибу, сдвигу в грунтах земляного полотна и слабосвязных материалах основания, а также растяжению при изгибе в монолитных слоях дорожной одежды по ОДН 218-046-2001 [2].

Б.6 Определяющим критерием прочности при расчете дорожных одежд нежесткого типа для дорог I-II категорий при несвязных грунтах земляного полотна является сдвиг в грунтах земляного полотна и слабосвязных материалах, при связных грунтах земляного полотна - упругий прогиб; для дорог III-IV категорий при любых грунтах земляного полотна - сдвиг. В соответствии с вышеуказанным на автомобильных дорогах I-II категорий при связных грунтах земляного полона корректировку периода ограничения движения транспортных средств выполняют путем измерения модулей упругости. На автомобильных дорогах I-II категорий при несвязных грунтах земляного полона и на автомобильных дорогах III-IV категорий при любых грунтах земляного полотна корректировку периода ограничения движения транспортных средств проводят путем измерения влажности грунтов земляного полотна и уточнения их характеристик при расчете на сдвиг.

Б.7 Корректировка директивной продолжительности ограничения движения транспортных средств путем сравнения фактических модулей упругости с требуемыми значениями выполняют экспериментальным путем. При отсутствии экспериментальных данных допускается осуществлять корректировку периода ограничения движения аналитическим способом:

Б.7.1 При аналитическом способе для определения требуемого модуля упругости на поверхности покрытия на данный момент времени прогнозируют состояние дорожной одежды, основываясь на данных о фактическом периоде ее эксплуатации от момента строительства или последнего усиления, о расчетных (проектных) модулях упругости дорожных конструкций и фактической интенсивности движения на рассматриваемый момент времени [9].

Б.7.2 Прежде всего определяют приведенную интенсивность движения .

(Б.2)

где - фактическая интенсивность движения транспортного потока на дороге в рассматриваемый момент времени, авт/с; - коэффициент, учитывающий количество полос движения на рассматриваемой дороге; w - количество типов автомобилей в транспортном потоке; - коэффициент приведения рассматриваемого автомобиля к расчетному; - доля рассматриваемого типа автомобиля в транспортном потоке.

Б.7.3 Затем прогнозируют приведенную интенсивность движения на 1-ый год эксплуатации, используя данные о фактическом показателе роста движения во времени q:

(Б. 3)

где q - коэффициент роста интенсивности движения.

Б.7.4 Определяют требуемый модуль упругости на момент приемки дорожной одежды в эксплуатацию. В дальнейшем предполагают, что дорожная одежда по качеству работ отвечает предъявляемым требованиям.

Б.7.5 Назначают фактический срок службы дорожной одежды .

Б.7.6 Определяют фактический (прогнозируемый) модуль упругости дорожной одежды и земляного полотна на рассматриваемый момент [9, 14]:

(Б. 4)

где А, В - эмпирические коэффициенты, зависящие от метода испытания дорожной одежды (см [10] п. 4.2); - параметр, зависящий от типа дорожной одежды (п. 4.2 в [10]); * - коэффициент, учитывающий агрессивность воздействия расчетных автомобилей в разных погодно-климатических условиях (см. [10] табл. 5.1 и 5.2, прил. 6); ; - соответственно нормативный межремонтный (расчетный) срок службы дорожной одежды и фактический период ее эксплуатации до рассматриваемого момента времени. Нормативные межремонтные сроки службы принимают в соответствии с "Межремонтные сроки проведения капитального ремонта и ремонта автомобильных дорог общего пользования федерального значения и искусственных сооружений на них" [13];

Б.7.7 Сравнивают вычисленный модуль упругости с фактическими значениями, определенными по результатам измерений и делают заключение об ограничении движения или снятии ограничения.

Б.7.8 В соответствии с п. 2.5 ОДН 218.1.052-2002 [10] определение продолжительности расчетного периода ограничения движения транспортных средств выполняют экспериментальным путем по замерам модуля упругости на поверхности дорожной одежды методом статического или динамического нагружения колесом автомобиля в 3-5 контрольных точках на характерных участках автомобильных дорог по одному испытанию через день в период с 14.00 до 17.00. При испытаниях на контрольных точках (по полосе наката на расстоянии 1,0-1,5 м от кромки покрытия) строго следят за установкой колеса автомобиля в пределах прямоугольника размером 10-20 см, вытянутого в продольном направлении и отмеченного краской на покрытии. Общая продолжительность испытаний на каждой конкретной точке составляет не менее 30-35 дней. Начало периода ограничения движения транспортных средств определяют по тенденции увеличение прогиба дорожной одежды под нагрузкой. За дату начала периода ограничения движения принимают дату, когда фактический модуль упругости дорожной одежды и земляного полотна стал меньше требуемого значения (с учетом коэффициента прочности). За дату завершения периода ограничения движения принимают дату, когда фактический модуль упругости дорожной одежды и земляного полотна определен не менее требуемого значения (с учетом коэффициента прочности).

Б.8 При корректировке директивной продолжительности ограничения движения транспортных средств путем измерения влажности.

Б.8.1 Допустимое значение влажности определяют по формуле:

, (Б. 5)

где t - время начала периода ограничения пропуска соответствующей нагрузки; - влажность на момент оттаивания; - относительное изменение влажности грунта земляного полотна, за период оттаивания на средней глубине рабочего слоя 0,8 м, со скоростью оттаивания дорожных конструкций .

(Б. 6)

где - прирост влажности грунта земляного полотна за весенний период.

Б.8.2 Влажность на момент оттаивания определяют в соответствии с п. 2.5.4 ОДН 218.1.052-2002 [10] традиционным термовесовым способом (путем отбора проб) или методом георадиолокационного зондирования (с помощью георадарного сканирования) [1, 4, 5].

Б.8.3 Георадарное сканирование выполняют по методике [4] на характерных участках в контрольных точках над 3-5 локальными объектами, например над водопропускными железобетонными трубами (диаметр трубы 0,75...2,0 м), заглубленными не менее 1,2 м и не более 2,0 м от поверхности покрытия. Работы проводят георадарами с центральной частотой антенных блоков при песчаных и супесчаных грунтах - 400 МГц, при суглинистых грунтах - 250 (150) МГц. Место замеров влажности грунта земляного полотна в контрольных точках отмечают краской на покрытии дорожной одежды. Испытания проводят путем записи радарограмм при продольных проходах (перпендикулярно оси трубы) по длине участка 10-20 м по полосе наката на расстоянии 1,0-1,5 м от кромки покрытия, при этом отметка краской находится в центре прохода. Шаг сканирования составляет 10-25 см. Среднюю влажность грунтов земляного полотна до поверхности водопропускной трубы определяют по информации на записанной радарограмме с помощью специальных программ обработки (программы, как правило, поставляют совместно с георадаром, например, программа "Geoscan" при сканировании георадаром серии "ОКО"). По радарограмме выделяют поверхность трубы, отрисовывают отраженную гиперболу и по раскрытию ветвей гиперболы определяют диэлектрическую проницаемость грунтовой среды, находящейся выше трубы, а затем по диэлектрической проницаемости вычисляют либо объемную влажность грунтов земляного полотна по эмпирической зависимости [1]:

, (Б. 7)

где - диэлектрическая проницаемость,

либо весовую влажность грунтов (по массе) - по другой эмпирической формуле:

(Б. 8)

Если имеют полные сведения о грунтах, то через объемную влажность, определенную по формуле (Б. 7), вычисляют влажность по массе.

Если упомянутых сведений нет, то влажность по массе определяют по формуле (Б. 8).

Б.8.4 По результатам статистической обработки результатов исследований прирост влажности грунта земляного полотна за весенний период (см. табл. Б.1), определяют в зависимости от схемы местности по условиям увлажнения рабочего слоя и типа грунта земляного полотна.

Таблица Б. 1.

Значение прироста влажности грунта земляного полотна за весенний период, %

Схема местности по условиям увлажнения рабочего слоя земляного полотна	Грунт земляного полотна
	супесь легкая	песок пылеватый	суглинок легкий	супесь пылеватая и суглинок пылеватый
1	4...6	7...9	9...11	11...13
2	1...9	11...13	14...16	16...18
3	10...12	14...16	17...19	19...21

Примечание: Верхний предел характерен для затяжной осени и, как следствие, избыточного влагонакопления. Нижний предел, для короткой осени и раннего наступления отрицательных температур.

Б.8.5 Расчетные характеристики грунта земляного полотна зависят от расчетной влажности, которую в свою очередь определяют по средней влажности и уровню проектной надежности. Для выполнения расчетов дорожных одежд рекомендуют эмпирические зависимости допустимой влажности до возникновения недопустимых сдвигающих напряжений в грунте земляного полотна от различной нагрузки на ось автомобиля для различных типов (по ОДН 218.0.006-2002 [11]) дорожной одежды, при требуемом коэффициенте прочности .

Рис. Б.1 Зависимости допустимой влажности грунта земляного полотна от различной нагрузки на ось автомобиля для различных типов (по ОДН 218.0.006-2002 [11]) дорожной одежды, при требуемом коэффициенте прочности .

Примечание: Порядок использования графика - для рассматриваемой нагрузки на ось автомобиля, по рис. Б. 1.1, определяем допустимую влажность грунта земляного полотна , в зависимости от требуемого коэффициента прочности по критерию сдвига (табл. Б. 1, 2), соответствующий определенному типу дорожной одежды.

Б.8.6 Состояние дорожной конструкции в весенний период времени при воздействии различной автомобильной нагрузки оценивают с учетом теории надежности.

Требуемый уровень надежности , определяет минимальное значение коэффициента прочности Кпр, который нормирован в зависимости от категории дороги, капитальности дорожной одежды и типа покрытия (см. табл. Б.2)

Б.8.7 Обоснованные сроки ограничения пропуска автомобильной нагрузки разной грузоподъемности выполняют на основе реальной картины изменения прочностных характеристик грунтов земляного полотна в период ограничения движения транспортных средств.

Таблица Б.2

Тип дорожной одежды	Категория дороги	Уровень надежности,	Коэффициент прочности,
Капитальный	IA, IБ, IВ, II, III	0,98	1,1
	IA, IБ, IВ, II, III, IV	0,95	1,0
	III, IV	0,90	0,94
	IV	0,85	0,90
	IV	0,80	0,87
Облегченный	III	0,98	1,10
	III, IV, V	0,95	1,0
	III, IV, V	0,90	0,94
	IV	0,85	0,90
	IV, V	0,80	0,87
	V	0,70	0,80
Переходный	IV	0,95	1,0
	IV, V	0,90	0,94
	IV	0,85	0,90
	IV, V	0,80	0,87
	V	0,70	0,80

Б. 8.8  При обосновании сроков ограничения пропуска автомобильной нагрузки рекомендуют следующую методику (пример расчета приведен в Приложении В):

1) По результатам региональных наблюдений и испытаний грунтов в весенний период времени по табл 1, определяют скорость оттаивания дорожных конструкций , см/сутки.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо "по табл 1" имеется в виду "по табл 2"

2) По результатам исследований по табл. Б. 1, выбирают прирост влажности грунта земляного полотна за весенний период .

3) По формуле Б. 1.6, определяют - изменение влажности грунта земляного полотна.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо "формуле Б. 1.6" имеется в виду "формуле Б. 6"

4) В зависимости от нагрузки на ось автомобиля для различных типов (по ОДН 218.0.006-2002 [11]) дорожной одежды, при требуемом коэффициенте прочности , по рис. Б.1 назначают допустимую влажность грунта земляного полотна.

5) По формуле Б.5, определяют t - время начала периода ограничения пропуска соответствующей нагрузки.