Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.5-002-2008 "Методические рекомендации по применению полимерных геосеток (георешеток) для усиления слоев дорожной одежды из зернистых материалов" (рекомендован распоряжением Федерального дорожного агентства от 30 мая 2008 г. N 203-р) (документ утратил силу)

Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.5-002-2008
"Методические рекомендации по применению полимерных геосеток (георешеток) для усиления слоев дорожной одежды из зернистых материалов"
(рекомендован распоряжением Федерального дорожного агентства от 30 мая 2008 г. N 203-р)

Введены впервые

ГАРАНТ:

Настоящий Отраслевой дорожный методический документ рекомендован к применению с 1 июня 2008 г.

1. Область применения

Настоящие Рекомендации предназначены для нормирования применения полимерных геосеток (георешеток) для усиления несущих оснований нежестких дорожных одежд автомобильных дорог общего пользования или переходного типа покрытий, устраиваемых из необработанных зернистых материалов. Они могут быть также использованы при регламентации усиления дорожных одежд других объектов транспортного строительства, в частности, городских дорог, автомобильных дорог промышленных и сельскохозяйственных предприятий, временных автомобильных дорог, подъездных путей, площадок для остановки и стоянки автомобилей и т.д.

Рекомендации дополняют положения действующих документов, касающихся проектирования нежестких дорожных одежд (ОДН 218.046-01) и применения геосинтетических материалов (2.16), в части нормирования применения геосеток (георешеток) для усиления дорожных одежд. ОДМ рекомендуется использовать при:

- проектировании дорожных одежд строящихся автомобильных дорог;

- проектировании дорожных одежд участков уширения существующих автомобильных дорог;

- выполнении ремонтных работ на отдельных ослабленных участках существующих автомобильных дорог, если предусмотрена замена дорожной одежды.

Рекомендации содержат методику проектирования армированных дорожных одежд и технологию производства работ. Применение армирования слоев дорожных одежд из зернистых материалов позволяет продлить сроки службы, повысить эксплуатационную надежность дорожных конструкций, уменьшить толщины слоев дорожной одежды.

2. Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие нормативно-технические документы:

2.1. ГОСТ Р 50275-92. Материалы геотекстильные. Методы отбора проб

2.2. ГОСТ Р 50277-92. Материалы геотекстильные. Метод определения поверхностной плотности

2.3. ГОСТ 9.049-91. Единая система защиты от старения. Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испытаний к воздействию плесневых грибов

2.4. ГОСТ 2678-94. Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Методы испытаний

2.5. ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

2.6. ГОСТ 12020-72. Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред

2.7. ГОСТ 25607-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия

2.8. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги

2.9. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги

2.10. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1

2.11. СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2

2.12. ВСН 8-89. Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог

2.13. ВСН 19-89. Правила приемки работ при строительстве и ремонте автомобильных дорог

2.14. ВСН 37-84. Инструкция по организации движения и ограждению мест производства работ

2.15. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд

2.16. Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог (взамен ВСН 49-86). ФГУП "Информавтодор", - М., 2003

2.17. Руководство по строительству оснований и покрытий автомобильных дорог из щебеночных и гравийных материалов. СоюздорНИИ. - М., 1999.

Примечание. При пользовании настоящими Рекомендациями целесообразно проверить действие ссылочных стандартов, классификаторов и других документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году, или по другим источникам. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящими Рекомендациями следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3. Определения

В настоящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1. Термины, определяющие вид материала:

георешетка: плоский полимерный материал жесткой сетчатой структуры, жестко скрепленный в узлах с образованием ячеек размерами, большими, чем размеры ребер (выделяется также по параметрам "относительный показатель деформативности в плоскости георешетки" и "относительная прочность узлов" - таблица 5.1 и Приложение Б.2);

геосетка: плоский полимерный материал, состоящий из параллельных рядов ребер, перекрытых и сплетенных, как правило, элементами той же структуры под различными углами с образованием эластичной сетчатой структуры (выделяется также по параметрам "относительный показатель деформативности в плоскости георешетки" и "относительная прочность узлов" - таблица 5.1 и Приложение Б.2);

геосетка (георешетка) одноосно-ориентированная: геосетка (георешетка), имеющая повышенные показатели механических свойств в одном направлении - продольном (направлении раскатки рулона);

геосетка (георешетка) двухосно-ориентированная: геосетка (георешетка), имеющая близкие (отличающиеся не более чем на 20%) механические свойства в продольном и поперечном направлениях;

ребра геосетки (георешетки): основные элементы геосетки (георешетки) в виде плоских пластин, объединяемых в узлах с образованием ячеек;

узлы геосетки (георешетки): места объединения ребер, имеющие (для георешеток) повышенную по отношению к ребрам толщину;

ориентирование: технологический процесс, позволяющий повысить механические свойства полимера;

экструзия: процесс плавления и выдавливания под давлением термопластического полимера с рядом добавок со специальными функциями;

геокомпозит: многослойный материал из скрепленных в плоскости слоев (не менее двух слоев) геосетки (георешетки) и нетканого материала.

3.2. Термины и условные обозначения, определяющие геометрические параметры геосеток (георешеток) - см. также п. Г.1 Приложения Г:

размер ячейки в продольном (поперечном) направлении (): расстояние между осями ребер в направлении длины (ширины) материала;

ширина ребер в продольном (поперечном) направлении (): минимальная ширина ребер, расположенных в направлении длины (ширины) материала;

толщина ребер в продольном (поперечном) направлении (): минимальная толщина ребер, расположенных в направлении длины (ширины) материала;

- толщина узлов;

- ширина рулона;

- длина рулона;

() - площадь сечения ребер, расположенных в направлении длины (ширины) материала.

3.3. Термины и условные обозначения, определяющие основные механические свойства геосеток (георешеток):

прочность при растяжении в продольном (поперечном) направлении (): максимальное растягивающее усилие при одноосном растяжении образца в направлении длины (ширины) материала с постоянной скоростью растяжения, отнесенное к ширине образца (выражается в кН/м, определяется по методике п. Б.1 Приложения Б);

() - относительная деформация в продольном (поперечном) направлении при разрыве (см. Приложение Б.1);

() - относительная деформация при максимальном растягивающем усилии в направлении длины (ширины) материала, %;

и - усилие в образце в направлении длины (ширины) материала, отнесенное к ширине образца, возникающее при определенной относительной деформации (как правило, и , см. Приложение Б.1), кН/м;

и - условный показатель деформативности в направлении длины (ширины) материала, определяемый при фиксированном значении относительной деформации по Приложению Б.1, кН/м;

- относительная прочность узлов сетки, определяемая по Приложению Б.2 (в % к или );

() - условный показатель жесткости в плоскости материала по направлению его длины (ширины), определяемый по Приложению Б.2 (в % к или );

() - условный показатель сопротивляемости местным повреждениям в направлении длины (ширины) материала, определяемый по Приложению Б.3 (в % к или ).

3.4 Термины и условные обозначения, определяющие дополнительные механические свойства геосеток (георешеток), не регламентируемые требованиями раздела 5 (определяются по методике Приложения Б.1):

, - условное значение модуля упругости для геосетки (георешетки), МПа;

, - условное значение модуля упругости для ребра сетки, МПа;

, - показатель деформативности материала, Н.

3.5 Термины, определяющие отдельные показатели геосеток (георешеток), не упомянутые в пп. 2.2, 2.3:

поверхностная плотность - отношение массы образца определенного размера к его площади, определяемая по ГОСТ Р 50277 (г/м2);

стойкость к агрессивным воздействиям - группа показателей, характеризуемая в разделе 5;

() - число ребер геосетки (георешетки) на 1 пог. м материала по направлению длины (ширины). Может определяться нецелым числом (с точностью до десятых долей).

4. Общие положения

4.1. Введение в конструкцию дорожной одежды георешетки (геосетки) позволяет усилить дорожную одежду и предупредить взаимопроникновение материалов контактирующих слоев. Усиление достигается благодаря совместной работе георешетки (геосетки) с зернистым материалом основания (покрытия переходного типа), приводящей к блокировке (ограничению перемещений) отдельных зерен этого материала в ячейках геосетки (георешетки). Образованный композитный слой "зернистый материал + георешетка" обладает лучшими механическими свойствами, прежде всего, повышенной устойчивостью к воздействию динамических нагрузок.

4.2. С позиций критериев расчета на прочность ОДН 218.046-01 наибольшее влияние образование композитного слоя (армирование) оказывает на величину активных напряжений сдвига, возникающих в грунтовом слое, расположенном непосредственно под композитным слоем основания.

4.3. Область рационального использования георешеток (геосеток) с учетом положений пп. 4.1, 4.2:

- дорожная одежда имеет в своем составе слой несущего основания из неукрепленных зернистых материалов (щебень, гравий, щебеночно-гравийно-песчаные смеси, шлак и др.) или имеет покрытие переходного типа из таких материалов;

- определяющим критерием при расчете дорожной одежды является условие сдвигоустойчивости грунта дополнительного слоя основания или грунта рабочего слоя земляного полотна при его отсутствии, то есть условие (3.11) ОДН 218.046-01. Этот критерий является, как правило, определяющим при расположении под несущим основанием песчаного слоя (непылеватые пески), а также при проектировании дорожных одежд под расчетные нагрузки групп А2, А3.

4.4. Выбор армирующего материала и получаемый в результате армирования эффект зависит от свойств армирующего материала и материала основания. Они должны отвечать требованиям раздела 5 настоящих Рекомендаций.

4.5. Проектирование нежестких дорожных одежд постоянных автомобильных дорог с армированными основаниями выполняют в соответствии с разделом 6. Применяемый при проектировании полуэмпирический метод расчета справедлив при следующих условиях:

- для армирования используются георешетки в определении п. 3.1 настоящих Рекомендаций с размерами ячеек в пределах 33-41 мм;

- несущий слой основания создается из зернистых материалов с максимальной крупностью зерен до 80 мм.

4.6. Проектирование дорожных одежд временных дорог может выполняться в соответствии с Приложением А.

4.7. Получаемый в результате армирования оснований (покрытий переходного типа) эффект выражается в:

- продлении сроков службы, повышении эксплуатационной надежности дорожных конструкций, улучшении транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных дорог;

- возможности уменьшения толщин слоев дорожной одежды, материалоемкости, транспортных расходов, сроков строительства.

4.8. Выбор конструкций дорожных одежд выполняют на основе технико-экономического сопоставления вариантов. При этом следует учитывать возникающий в сопоставлении с традиционными решениями технический эффект, связанный с повышением надежности дорожных конструкций, качества строительства, долговечности, что не всегда может быть точно оценено количественно. При строительстве и ремонте автомобильных дорог, особенно высоких технических категорий, а также в сложных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условиях, наличие такого эффекта при его надлежащем техническом обосновании может оказаться более существенным с точки зрения работоспособности, транспортно-эксплуатационных качеств дорожной конструкции, чем получение единовременной экономии средств по другим из сопоставляемых вариантов.

4.9. Отдельные положения настоящих Рекомендаций могут уточняться на основе опыта строительства, новых данных исследований, обобщенных применительно к конкретным разновидностям и маркам армирующих материалов в соответствующих технических документах, утвержденных в установленном порядке.

5. Требования к материалам

5.1. Дополнительные требования к материалам дорожных одежд не предъявляются, однако рекомендуется соблюдать определенные соотношения между крупностью зерен материала армируемого основания и размером ячеек георешеток (геосеток), обеспечивающие совместность их работы.

Для зернистых фракционированных материалов должны соблюдаться следующие соотношения:

, (5.1)

D <= 2,0A,

d >= 0,5А,

где: d и D - наименьшие и наибольшие номинальные размеры зерен материала основания;

А - средний размер ячейки (среднее между значениями и в определении п. 3.2).

5.2. При армировании оснований георешетками (геосетками) с размерами ячейки в пределах 33-41 мм допустимо применение в качестве материала оснований фракционированного щебня по ГОСТ 8267 фракций 20-40 мм, 40-70 (80) мм или готовых щебеночно-песчаных, гравийно-песчаных и щебеночно-гравийно-песчаных смесей С4 и С5 по ГОСТ 25607.

5.3. Применяемые для армирования дорожных одежд постоянных автомобильных дорог георешетки (геосетки) должны отвечать требованиям по наличию технической документации (п. 5.4) и параметрам, определяющим технологичность применения (п. 5.5), долговечность (п. 5.6), возможность применения (п. 5.7) и эффективность применения (п. 5.8). Перечень и общая характеристика параметров по пп. 5.5-5.8 представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Перечень
и общая характеристика регламентируемых параметров полимерных армирующих материалов при применении в конструкциях постоянных автомобильных дорог

N п/п	Параметр	Характеристика параметра	Регламентация
1	2	3	4
1	Параметры, определяющие стойкость к различным агрессивным воздействиям
1.1	Состав сырья	Определяет стойкость к биологическим, химическим, температурным воздействиям	Ограничение по применению полиэфирных материалов при , повышенные требования к упаковке и хранению для полипропиленовых материалов
1.2	Химическая стойкость	Метод 2 ГОСТ 12020	Снижение прочности не более 10%
1.3	Биологическая стойкость	Грибоустойчивость по ГОСТ 9.049	Подтверждение характеристики по грибоустойчивости - не выше
1.4	Температурные воздействия	Гибкость при отрицательных температурах по ГОСТ 2678	Обеспечение гибкости при температуре -30° и радиусе закругления 50-80 мм
1.5	Технологические воздействия	Метод Приложения Б.3	Снижение прочности не более 10%. Для полиэфирных материалов - отсутствие повреждений защитного покрытия (дополнительно)
2	Геометрические параметры и вес рулона
2.1	Ширина	Определяет технологичность применения и отсутствие перерасхода материала	Возможность изменения в диапазоне 2-4 м с кратностью не выше 0,5 м, возможность поставки шириной более 3,5 м
2.2	Вес рулона	Определяет технологичность применения	Вес рулона - в пределах 60-70 кг
2.3	Размер ячейки геосетки (георешетки)	Определяет эффективность применения, зависит от гранулометрии материала армирующего основания	Для наиболее распространенных материалов оснований (фракции 20-40 мм, 40-70 мм, смеси С4, С5) размер ячейки для геосеток 25-40 мм, для георешеток 33-40 мм
3	Механические свойства
3.1	Прочность при растяжении ()	Метод Приложения Б.1 (определяет сохранность материала при укладке)	Не ниже 20 кН/м
3.2	Относительная деформация при разрыве ()	Метод Приложения Б.1 (определяет сохранность материала при укладке)	Для материалов прочностью до 30 кН/м не ниже 10%
3.3	Относительная деформация при максимальной нагрузке ()	Метод Приложения Б.1 (может влиять на эффективность применения)	Не выше 15%
3.4	Условный показатель деформативности () при деформации	Метод Приложения Б.1 (определяет эффективность применения)	не ниже 300 кН/м при
3.5	Относительная прочность узловых соединений	Метод Приложения Б.2 (идентификационный параметр)	Не ниже 50% от
3.6	Условный показатель деформативности в плоскости материала	Метод Приложения Б.2 (идентификационный параметр, влияющий на эффективность применения)	Не ниже 10% от

Примечание. Условные обозначения по разделу 2 Рекомендаций.

5.4. Применение армирующих материалов возможно при наличии:

5.4.1. Стандартов организаций на армирующий материал, содержащих область применения, нормативные ссылки, термины и определения (рекомендуется придерживаться терминологии, представленной в разделе 3), технические требования (рекомендуется характеризовать все параметры по пп. 5.5-5.8, в том числе не определяемые при текущем контроле производителем), требования безопасности, охраны окружающей среды, правила приемки, методы контроля (рекомендуется применение методов контроля по таблице 5.1), правила транспортирования и хранения (рекомендуется учитывать положения п. 5.6), указания по эксплуатации, гарантии изготовителя;

5.4.2. Документов, регламентирующих область применения материала конкретной марки, составляемых на основе оценки параметров свойств по пп. 5.5-5.8, разработанных или согласованных организациями, представляющими отрасль потребителя (заключения, рекомендации по применению и др.);

5.4.3. Сертификатов соответствия, выданных с учетом положений документов по п. 5.4.2 и протоколов испытаний организаций, представляющих отрасль потребителя.

5.5. Форма поставки армирующих материалов должна обеспечивать возможность немеханизированной их укладки на объекте строительства и отсутствие или минимальный перерасход материалов. Возможность соблюдения этого условия обеспечивается регламентацией параметров по пп. 2.1, 2.2 таблицы 5.1.

5.6. Применяемые в дорожных конструкциях постоянных автомобильных дорог армирующие материалы должны иметь срок службы, превышающий срок службы дорожных одежд. Возможность соблюдения этого условия косвенно обеспечивается регламентацией параметров по пп. 1.1, 1.2, 1.3 таблицы 5.1, а также учетом положений п. 5.7.

5.7. Возможность применения армирующих материалов определяется их сохранностью при укладке на контакте# зернистый материал - грунт при воздействии нагрузок от занятой на строительстве техники (стойкостью к технологическим воздействиям, которые обычно превышают эксплуатационные). Соблюдение этого условия обеспечивается регламентацией параметров по пп. 1.5, 3.1, 3.3.

5.8. Эффективность применения определяется показателями, характеризующими деформативность армирующих материалов (пп. 3.3, 3.4, 3.6 таблицы 5.1) и структурные особенности (пп. 2.3, 3.5 таблицы 5.1). Регламентация этих параметров выполнена в таблице 5.1 в минимальной степени, поскольку выбор армирующего материала определяется эффектом применения в конкретном проектном решении (раздел 6 Рекомендаций).

5.9. При проектировании армированных дорожных одежд рекомендуется использовать значения показателей механических свойств, представленные в Приложении Г или документах по пп. 5.4.1, 5.4.2.

6. Методика проектирования

6.1. Конструктивные решения

Армирование применяют при новом строительстве и в случаях, когда предусмотрена замена существующей дорожной одежды (рисунок 6.1, а), а также на участках уширения автомобильных дорог (рисунок 6.1, б). Георешетку (геосетку) располагают на контакте между несущим слоем основания из необработанных зернистых материалов и песчаным дополнительным слоем основания или грунтом земляного полотна при его отсутствии в дорожных одеждах с усовершенствованными типами покрытия (рисунок 6.1, в). Для дорожных одежд с переходным типом покрытия георешетку (геосетку) располагают под покрытием из зернистых материалов (рисунок 6.1, г).

Решение по армированию принимают с учетом области рационального использования георешеток (геосеток) по п. 4.3 и следующих дополнительных положений:

- рекомендуется применение георешеток (геосеток) под несущими основаниями капитальных дорожных одежд для дорог с тяжелым и интенсивным движением;

- рекомендуется применение георешеток (геосеток) в дорожных одеждах переходного типа как первоочередной конструкции стадийного строительства.

В этих случаях определяющим фактором для принятия решения о применении георешеток (геосеток) может оказаться выполнение ими не только армирующих функций, но и функций разделения (предотвращение взаимопроникновения материалов смежных слоев, ведущего к снижению долговечности конструкции).

Выбор материалов выполняют с учетом требований раздела 5, назначение толщин слоев дорожной одежды - на основе расчета по п. 6.2.

6.2. Методика расчета

6.2.1. Расчет армированных дорожных одежд выполняют по ОДН 218.046-01 с введением коэффициентов усиления, зависящих от деформативных свойств георешеток, толщин слоев, механических свойств материалов дорожных одежд и грунтов рабочего слоя земляного полотна. Приводимые коэффициенты усиления справедливы для материалов, отвечающих требованиям п. 4.5 и раздела 5.

6.2.2. Коэффициенты усиления вводятся при расчете дорожных одежд по критерию упругого прогиба (пп. 6.2.3, 6.2.6), критерию сдвигоустойчивости грунта, подстилающего зернистое основание (пп. 6.2.4, 6.2.7), и критерию сопротивления материалов монолитных слоев возникающим в них растягивающим напряжениям (п. 6.2.5).

6.2.3. Расчет армированных дорожных одежд капитального и облегченного типов по допускаемому упругому прогибу (расчетная схема по рисунку 6.2).

Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии:

, (6.1)

где - расчетный общий модуль упругости неармированной конструкции определяется по п. 3.27 [2.15], либо вычисляется по формуле (6.2) послойно, снизу вверх, начиная с рабочего слоя:

, (6.2)

где - общий модуль упругости полупространства, подстилающего i-й слой, МПа;

i - номер рассматриваемого слоя дорожной одежды (i = 1, ..., n);

- модуль упругости i-го слоя дорожной конструкции, МПа;

- минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции (определяется по п. 3.25 [2.15]), МПа;

- требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба (определяемого по п. 3.6 [2.15]);

h - толщина i-го слоя дорожной одежды, м;

- эквивалентная толщина слоя дорожной одежды, м,

;

- коэффициент усиления (коэффициент увеличения общего модуля упругости армированной дорожной конструкции), определяемый по уравнению

, (6.3)

где - отношение суммарной толщины монолитных слоев покрытия () к диаметру отпечатка колеса расчетного автомобиля (D) (рисунок 6.2);

- отношение суммарной толщины несущих слоев основания дорожной одежды () к диаметру отпечатка колеса расчетного автомобиля (D) (рисунок 6.2);

- отношение средневзвешенного значения модуля упругости монолитных слоев покрытия () к условному модулю упругости композитного слоя "зернистый материал + георешетка" (). Величина принимается по таблице Д.7;

- отношение средневзвешенного значения модуля упругости несущих слоев основания () к условному модулю упругости композитного слоя "зернистый материал + георешетка" ();

- отношение общего модуля упругости основания (), подстилающего композитный слой "зернистый материал + георешетка", к условному модулю упругости композитного слоя "зернистый материал + георешетка" ();

, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , - коэффициенты уравнения, принимаемые по таблице Д.1.

, МПа, (6.4)

где c - эмпирический коэффициент, зависящий от расчетной нагрузки на ось;

- суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы дорожной одежды.

6.2.4. Расчет по условию сдвигоустойчивости грунта, подстилающего композитный слой "зернистый материал + георешетка".

Сдвигоустойчивость (отсутствие накопления недопустимых деформаций сдвига) при динамическом воздействии нагрузки для дорожной одежды с армированным основанием обеспечивается при соблюдении условия

. (6.5)

Сдвигоустойчивость (отсутствие накопления недопустимых деформаций сдвига) при статическом воздействии нагрузки для дорожной одежды с армированным основанием обеспечивается при соблюдении условия

, (6.6)

где T - активное расчетное напряжение сдвига (принимается по п. 3.34 [2.15]);

- предельная величина активного напряжения сдвига (определяется по п. 3.35 [2.15]);

- требуемый коэффициент прочности (принимается по п. 3.6 [2.15]);

, - коэффициенты усиления (коэффициенты снижения активных напряжений сдвига), определяемые по уравнению вида (6.7) при значениях коэффициентов уравнения для различных значений угла внутреннего трения основания, представленных в таблице Д.2.

. (6.7)

Здесь обозначения те же, что и в выражении (6.3). Коэффициенты уравнений принимаются: для вычисления - по таблице Д.3, для вычисления - по таблице Д.4.

, (6.8)

где - удельное сцепление в грунте земляного полотна (промежуточном песчаном слое), принимаемое с учетом повторности нагрузки, МПа;

- коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания, а также на границе грунта земляного полотна (при отсутствии песчаного слоя) - с нижним слоем несущего основания. Принимается по п. 3.35 [2.15]. При укладке георешетки на границе песчаного слоя (грунта земляного полотна) и нижнего слоя несущего основания ;

z - глубина расположения поверхности слоя (от верха конструкции), проверяемого на сдвигоустойчивость, м;

- средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев одежды, расположенных выше проверяемого слоя, .

6.2.5. Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе (обозначения - по ОДН 218.046-01).

В монолитных слоях дорожной одежды напряжения, возникающие при прогибе одежды под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданного срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения. Для этого должно быть обеспечено условие:

- для неармированных конструкций

, (6.9)

- для конструкций, армированных георешеткой

, (6.10)

где - требуемый коэффициент прочности по данному критерию;

- прочность материала слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений;

, - наибольшие растягивающие напряжения в рассматриваемых слоях.

Наибольшие растягивающие напряжения при изгибе в монолитном слое неармированной конструкции от единичной нагрузки - , либо армированной конструкции - определяются по рис. 3.4 [2.15] либо по формулам (6.11), (6.12) после приведения реальной конструкции к двухслойной модели:

, (6.11)

, (6.12)

где - суммарная толщина монолитных слоев покрытия, м;

D - расчетный диаметр отпечатка колеса, м;

- средневзвешенный модуль упругости монолитных слоев покрытия, МПа;

- эквивалентная толщина искусственного основания, м. Значение вычисляется по формулам:

- при определении ;

- при определении ;

- общий модуль упругости неармированного основания, подстилающего рассматриваемый монолитный слой, МПа;

- общий модуль упругости армированного основания, подстилающего рассматриваемый монолитный слой, МПа.

При армировании несущего слоя основания георешеткой общий модуль основания определяется по выражению:

, (6.13)

где - общий модуль упругости основания, подстилающего покрытие, МПа;

- коэффициент усиления (коэффициент увеличения общего модуля упругости основания армированной дорожной конструкции), определяемый по уравнению:

. (6.14)

Здесь обозначения те же, что и в выражении (6.3). Коэффициенты уравнения принимаются по таблице Д.2.

Наибольшее растягивающее напряжение определяется по формуле:

, (6.15)

где - растягивающее напряжение в монолитном слое от единичной нагрузки;

p - давление колеса расчетного автомобиля на покрытие, МПа;

- коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным баллоном, (при расчете под однобаллонное колесо ).

Прочность материала монолитного слоя при многократном воздействии нагрузок определяется по формуле:

, (6.16)

где - нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе в условиях расчетной весенней температуры и однократного приложения нагрузки, МПа (см. табл. 1 прил. 3 [2.15]);

- коэффициент, учитывающий снижение прочности материалов вследствие усталостных явлений при многократных нагружениях, определяемый по формуле (6.17);

- коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов, определяемый по табл. 3.6 [2.15];

- коэффициент вариации прочности материала на растяжение (см. прил. 4 [2.15]);

t - коэффициент нормативного отклонения (см. прил. 4 [2.15]).

Коэффициент , отражающий влияние усталостных процессов на прочность материалов, вычисляется по формуле

, (6.17)

где - расчетное суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы монолитного покрытия с учетом числа расчетных суток за срок службы;

m - показатель, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя (см. табл. 1 прил. 3 [2.15]);

- коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой, а также вероятность совпадения во времени расчетной температуры покрытия и расчетного состояния грунта рабочего слоя по влажности (см. табл. 1 прил. 3 [2.15]).

6.2.6. Расчет армированных дорожных одежд переходного и низшего типов по допускаемому упругому прогибу.

Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии

, (6.18)

где - требуемый коэффициент прочности;

- коэффициент усиления (коэффициент увеличения общего модуля упругости армированной дорожной конструкции), определяемый по уравнению

, (6.19)

где - отношение суммарной толщины слоев дорожной одежды, расположенных над георешеткой (), к диаметру отпечатка колеса расчетного автомобиля (D) (рисунок 6.3);

- отношение значения общего модуля упругости основания (), подстилающего композитный слой "зернистый материал + георешетка", к условному модулю упругости композитного слоя "зернистый материал + георешетка" (). Величина принимается по таблице Д.7;

- отношение средневзвешенного модуля упругости слоев дорожной одежды, расположенных над георешеткой (), к условному модулю упругости композитного слоя "зернистый материал + георешетка" ();

, , , , , , , , , - коэффициенты уравнения, принимаемые по таблице Д.5.

6.2.7. Расчет по условию сдвигоустойчивости грунта, подстилающего композитный слой "зернистый материал + георешетка".

Сдвигоустойчивость (отсутствие накопления недопустимых деформаций сдвига) при воздействии нагрузки для дорожных одежд с армированными основаниями обеспечивается при соблюдении условия:

, (6.20)

где T - активное расчетное напряжение сдвига (принимается по п. 3.34 [2.15]);

- предельная величина активного напряжения сдвига (определяется по п. 3.35 [2.15]);

- требуемый коэффициент прочности (принимается по п. 3.6 [2.15]);

- коэффициент усиления (коэффициент снижения активных напряжений сдвига), определяемый по уравнению

. (6.21)

Здесь обозначения те же, что и в выражении (6.19). Коэффициенты уравнения для различных значений угла внутреннего трения основания принимаются по таблице Д.6.

6.2.8. Оценка срока службы армированных дорожных одежд. Расчеты по пп. 6.2.3, 6.2.6 приводят к снижению толщин слоев дорожной одежды или к увеличению срока ее службы. При сохранении толщин слоев армированной дорожной одежды без изменения при выполнении условия прочности по сопротивлению материалов монолитных конструктивных слоев возникающим в них растягивающим напряжениям при изгибе, соответствующий увеличенный срок службы может быть определен по зависимости

, (6.22)

где - суммарное расчетное число приложений нагрузки за расчетный срок службы для армированной дорожной одежды, определяемое по рисунку 6.4 при значении (см. п. 6.2.3) или исходя из зависимости 3.10 [2.15];

, , , и q - по пп. 3.22, 3.23 [2.15].

6.2.9. Общий порядок расчета может быть принят в соответствии с примером расчета, представленным в Приложении В.

7. Особенности технологии производства работ

7.1. Технология и организация строительного процесса при применении армирования, включая подготовку объекта, схему организации рабочей зоны в период производства работ, организацию труда, контроль качества и техники безопасности, подчиняются общим правилам при производстве земляных работ и работ по устройству дорожной одежды. При производстве работ следует руководствоваться требованиями СНиП 2.05.02-85*, СНиП 3.06.03-85, СНиП 12-03-2001, СНиП 12-04-2002, ВСН 8-89, ВСН 19-89, ВСН 37-84, а также положениями Рекомендаций (пп. 2.16, 2.17).

7.2. Особенности технологии производства работ связаны с введением дополнительной операции по укладке георешетки (геосетки) и введением дополнительных требований к выполнению работ по устройству слоя основания, расположенного непосредственно над георешеткой. Общая технологическая схема производства работ представлена на рисунке 7.1.

7.3. Укладку георешетки выполняют на выровненном и уплотненном грунтовом основании (песчаном дополнительном слое основания) путем раскатки рулона с периодическим (через 10-15 м) выравниванием полотна и легким его натяжением без образования складок (рисунок 7.2, а). Как правило, крепления георешетки к нижележащему слою не требуется и нежелательно, поскольку препятствует натяжению полотна при образовании "волны" в процессе отсыпки вышележащего слоя (рисунок 7.2, г, п. 7.4).

Однако в отдельных случаях для сохранения проектного положения георешеток при возможном воздействии технологических нагрузок, возникающих при отсыпке и разравнивании вышележащего слоя (начало рулона, отсыпка материала основания с существующего покрытия при уширении), а также при сильных ветровых воздействиях, георешетка может крепиться анкерами по рисунку 7.1, г. Расположение анкеров при разных способах устройства вышележащего слоя показано на рисунке 7.1, в (анкера располагаются через 10-15 м по длине со снижением этого расстояния в случае устройства уширения до 6 м у края полотна, ближайшего к направлению отсыпки вышележащего слоя; в начале рулона и в местах перекрытия рулонов устанавливаются 3 анкера по ширине, в других местах - 2 анкера по ширине).

Перекрытие полотен по длине и по ширине не менее 30 см. Направление перекрытия назначают с учетом направления отсыпки и разравнивания материала вышележащего слоя для исключения "задирания" полотна на перекрытии (при отсыпке по способу "от себя" конец полотна засыпаемого слоя располагается над началом следующего полотна; при отсыпке с существующего покрытия в случае устройства уширения ближайшее к стороне отсыпки полотно располагают выше).

Георешетка (геосетка) укладывается на ширину слоя основания с запасом не менее толщины слоя зернистого материала плюс 0,1 м в каждую сторону.

7.4. Отсыпку на уложенную георешетку крупнофракционного материала основания выполняют по способу "от себя" (рисунок 7.2, б, в). Основные условия устройства слоя основания - недопущение заезда построечного транспорта на открытую поверхность полотна, постепенное разравнивание отсыпанного материала основания за несколько проходов с последовательной надвижкой материала основания на георешетку. При образовании волны (рисунок 7.2, г) следует выполнять натяжение геосетки (георешетки). В процессе надвижки рекомендуется по возможности соблюдать минимальное расстояние по потоку между операциями по устройству слоя основания и раскатке рулонов (но не ближе 20 м) для обеспечения больших возможностей по натяжению геосетки (георешетки). Материал основания должен быть отсыпан на георешетку в течение рабочей смены.

7.5. При выполнении работ по пп. 7.3, 7.4 визуально оценивается качество укладываемых полотен. Фиксируются дефекты внешнего вида (разрывы, вырывы, другие нарушения сплошности ребер и узлов, перекос ячеек, наличие включений, загрязнений, наличие перегибов или следов перегибов на ребрах, ровность кромок). Также фиксируется величина перекрытия смежных полотен по ширине и длине, длина материала в рулоне и ширина, их соответствие документации (маркировке на рулонах, данным паспорта на партию материала). По результатам контроля составляется акт на скрытые работы.