CC BY
29
УДК 625.7
ДОРОЖНЫЕ КОНСТРУКЦИИ С АСФАЛЬТОБЕТОННЫМИ ПОКРЫТИЯМИ ДЛЯ ТЯЖЁЛОГО ДВИЖЕНИЯ
А.В. Смирнов
Аннотация. Выполнен анализ результатов расчёта толщины слоёв дорожных конструкций нежёсткого типа с асфальтобетонными покрытиями для тяжёлого движения по трём методам расчёта: методу ОДН 218.046-01, методу «динамического прогиба» СибАДИ и методу RSTO-2000 (ФРГ).
Ключевые слова: дорожные конструкции, асфальтобетонное покрытие, тяжёлое движение.
Анализ нормативных документов для проектирования и строительства дорожных конструкций с асфальтобетонными покрытиями (от ВСН 46-60 до ОДН 218.046-01), выпускаемых в СССР, а затем и в России на протяжении 50-ти лет показал, что «расчётный автомобиль» сохранился двухосным, а нагрузка на ось возросла с 60 кН до 115 кН. Число нагружений полосы движения расчётными автомобилями за 20 лет эксплуатации составляет: для дорог III категории - 0,75 млн., I категории - 3,0 млн.; но отличается от зарубежных норм соответственно в 4 и 10 раз в сторону занижения. Общая толщина дорожных конструкций в России увеличилась с 40 см до 60 см, но остаётся тоньше на 20 - 40 % зарубежных. Как следствие, сроки службы дорожных конструкций составляют от 50 % до 70 % от предписанных нормативными документами, а асфальтобетонные покрытия не обладают требуемой выносливостью1. Между тем, в третьем тысячелетии дороги России оказались наполнены транспортными потоками, включающими значительное количество многоосных тяжёлых транспортных средств (с количеством осей от 3 до 7 и массой 16 - 50 тн) и движущимися со скоростями до 120 км/час. В этих новых условиях, породивших массовые разрушения дорог с асфальтобетонными покрытиями, нуждающихся в капитальном ремонте на 59 % их
протяжённости федеральной сети дорог Рос-
2
сии , актуальным является практическая классификация транспортных потоков по тяжести автомобильного движения и определение требуемой толщины асфальтобетонных покрытий дорожных конструкций с гарантированной выносливостью.
Такая классификация тяжести автомобильного движения составлена на основе анализа потока транспортных средств, как в количественном отношении, так и в отношении их массивности (таблица 1).
Для получения требуемой толщины асфальтобетонных покрытий заданной выносливости и общей толщины дорожной конструкции в СибАДИ сделано следующее:
1. Установлен уровень растягивающих напряжений в асфальтобетонных покрытиях по отношению к прочности на растяжение при изгибе, при воздействии подвижной расчётной нагрузки.
2. Установлены возможности и недостатки действующего норматива ОДН 218.046-01 в части достижения заданной выносливости асфальтобетонных покрытий.
3. На основе достоверной экспериментальной закономерности, связывающей уровень растягивающих напряжений асфальтобетона с логарифмом числа его нагружений, установлены допустимые уровни этих напряжений для дорог I, II, III и IV категорий.
4. На основе аналитической связи уровня растягивающих напряжений в асфальтобетонных покрытиях с их толщиной, путём сравнения с допустимыми уровнями, установлена толщина асфальтобетонных покрытий, гарантирующая их выносливость.
5. Общая толщина дорожной конструкции и толщина слоёв рассчитывается по методу «динамического прогиба» СибАДИ, без изменений в части толщины выносливого асфальтобетонного покрытия.
1 Под выносливостью покрытия понимается способность воспринимать циклические нагружения до его эушения. Её снижение связано с развитием и увеличением усталости материалов.
Федеральные дороги России. Статистический аналитический сборник. ФДА (Росавтодор), М., 2008.
Таблица 1 - Классификация тяжести автомобильного движения
Типы автомобилей Доля автомобилей в потоке, приведённых к нагрузке АК-100 в %, при надёжности Классификация тяжести автомобильного движения
0,90 0,95 0,99
Лёгкие и средние грузовые автомобили с массой от 2 до 10 тн 2 3 5 1 класс - лёгкое и среднее движение
Тяжёлые грузовые автомобили с массой 10 -16 тн, автобусы 20 40 50 2 класс - тяжёлое движение
Расчётные нагрузки по ГОСТ 52748 - 2007: - АК-100 - АК-115 - АК-130 с массой 16-23 тн 20 40 50
38 50 48 60 55 68 3 класс -очень тяжёлое движение
Тяжёлые и сверхтяжёлые транспортные средства: - четырёхосные с массой до 26 тн; - шестиосные с массой до 50 тн 80 88 95 100 4 класс -сверхтяжёлое движение
Комментарии к этим пунктам алгоритма расчёта выносливых дорожных конструкций с асфальтобетонными покрытиями сводятся к следующему:- уровень совместных напряжений от изгиба при растяжении в типичных асфальтобетонных покрытиях толщиной до 10 см по отношению к пределу прочности асфальтобетона составляет 0,7 - 1,0, что явно недостаточно для предотвращения силового трещинообразования;
- учёт усталости асфальтобетонных покрытий, рассчитанных по методу ОДН 218.046-01 через
уровень
напряжений
в форме
Г
К
(1 - г ■УК) ■ К ■ К , при всех возможных
значениях 4-х коэффициентов тоже недостаточен, =0,66 - 0,95 и это приводит к почти
так как
Г /
К
постоянной толщине асфальтобетонных покрытий для дорог I, II и III категорий в 15 - 12 см, независимо от числа нагружений дорожной конструкции;
- допустимый уровень напряжений растяжения при изгибе в асфальтобетонных покрытиях должен составлять не более: для дорог I катего-
рии - /
К
=0,35, II и III категорий -
г /
К
=0,45.
Это гарантирует выносливость покрытий соответственно в 8 и 2,5 млн. нагружений, свойственных тяжёлому движению на дорогах этих категорий.
Результаты анализа представлены на рис. 1 и позволяют сформулировать следующие выводы:
1. Метод ОДН 218.046-01 даёт почти одинаковый результат в части общей толщины дорожных конструкций для дорог I, II и III категорий (102 - 107 см), при излишне большой толщине щебёночных оснований (70 - 72 см).
2. Толщина асфальтобетонных покрытий по методу ОДН 218.046-01 остаётся почти постоянной для дорог I, II и III категорий (15 - 12 см) и недостаточно учитывает объём и тяжесть автомобильного движения.
3. Толщина дорожных конструкций по методу «динамического прогиба» СибАДИ на 15 % - 51 % тоньше конструкций, рассчитанных по методу ОДН 218.046-01.
4. Толщина дорожных конструкций по методу «динамического прогиба» СибАДИ почти совпадает с методом RSTO-2000 (ФРГ) (отличия составляют +9 %, + 7 % и - 8 %).
5. Толщина асфальтобетонных покрытий по методу «динамического прогиба» СибАДИ в 2 - 3 раза больше результатов, полученных по методу ОДН 218.046-01 и почти совпадает с методом RSTO-2000 (ФРГ) (отличия составляют - 4 %, 10 %, 7 %).
Таким образом, метод «динамического прогиба» СибАДИ даёт менее ресурсоемкие дорожные конструкции, но адаптированные к заданной выносливости асфальтобетонных покрытий дорог.
Рис. 1. Сравнительный анализ толщин асфальтобетонных покрытий и дорожных конструкций по методу «динамического прогиба» СибАДИ, методу ОДН 218.4601 и методу РвТО 2000 (ФРГ).
- плотный асфальтобетон, - пористый асфальтобетон,
I А А | - черный щебень, (72) - толщина слоя, в см,
^07 - толщина конструкции, в см.
Библиографический список
1. Смирнов А.В., Александров А.С. Механика дорожных конструкций. СибАДИ, Омск, 2009, 211 с.
2. Richtlinien fur die Standardisierung des Oberbaues von verkehrsflachen. RSTO-2000. BAST. Ausgabe 2000. S. 76.
3. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд/ Министерство транспорта РФ, -М.: 2001.- 144 с.
Road designs with asphalt coverings for heavy movement
A.V. Smirnov
The analysis of results of calculation of a thickness of layers of road designs of nonrigid type with асфальтобетонными coverings for heavy movement on three methods of calculation
is made: to method ОДН 218.046-01, a method of «a dynamic deflection» to SibAdI and method RSTO-2000 (Germany).
Смирнов Александр Владимирович - д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Строительство и эксплуатация дорог» Сибирской государственной автомобильнодорожной академии. Основное направление научных исследований -совершенствование конструкций и технологий строительства дорог в условиях Сибири. Опубликовано более 200 научных работ. E-mail: [email protected].
УДК 656
ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ И НЕДОСТАТКИ В ОТДЕЛКЕ ФАСАДОВ ЗДАНИЙ ГОРОДА ОМСКА
В.П. Михайловский
Аннотация. Выявлены основные агрессивные факторы, воздействующие на отделку. Проведено натурное наблюдение с фотофиксацией дефектов и недостатков в отделке фасадов, дано объяснение причин их возникновения. Приведены математические зависимости напряженного состояния между отделкой и основанием. Сделаны соответствующие выводы и рекомендации по предупреждению нарушений монолитности отделки зданий.
Ключевые слова: отделка фасадов, дефекты и недостатки, причины, предупреждение.
Введение
Отделка зданий первая встречает агрессивное влияние среды и ее монолитность обеспеч и вает необходимую дол говечность защищаемой ей ограждающей конструкции. В суровых условиях Западной Сибири данные конструкции подвергаются значительным колебаниям температуры и влажности. Например, в Западной Сибири среднегодовая температура составляет минус 0,1°С, 80...100 раз температура воздуха переходит через ноль с амплитудой до 40 °С.
На южной, солнечной стороне фасадов зданий температурные перепады достигают 50 °С (на Севере до 100 °С, по данным профессора Л.И. Холоповой).
Основные агрессивные факторы
Агрессивные воздействия на отделку следующие:
1. солнечная радиация изменяет цвет отделки и вызывает значительные температурные деформации особенно незащищенных деревьями стен южной ориентации;
2. увлажнение фасадов атмосферными осадками (дождь, мокрый снег), увлажнение может иметь кислую реакцию в связи с растворением кислотных оксидов, содержавшихся в загазованном воздухе. Влага приводит к набуханию поверхностных слоев и образованию вздутий в лакокрасочных покрытиях (ЛКП), а сильные осенние дожди вымывают из отделки водорастворимые соединения. Ситуация ухудшается при нарушенном водоотводе с крыши, малом выносе карнизов, при повреждении водосточных труб и желобов, покрытий карнизов. Периодическое увлажнение и высушивание материала отделки приводит к разрыхлению и снижению прочности (связано с атмосферостойкостью материала);
