Методические рекомендации Методические рекомендации по проектированию сопряжений участков автомобильных дорог с разной величиной пучения с помощью клиновидной конструкции теплоизоляции

Министерство транспортног о строител ьства

ГОСУДАРСТВЕННЫ Й ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖН ЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(С ОЮ ЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СОПРЯЖЕНИЙ
УЧАСТКОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
С РАЗНОЙ ВЕЛИЧИНОЙ ПУ ЧЕНИЯ
С ПОМОЩЬЮ КЛИНОВИДНОЙ КОНСТРУКЦИИ
ТЕПЛОИЗОЛ ЯЦИИ

О д обрен ы Минт рансстроем

Москва 1 980

И зл ожены вопросы сопряжения смежных учас тков автомобильных дорог с разной величиной пучения. Приведены требования к сопряжениям и рекомендуемые кон струкц ии их из разных теплоизоляц ионных и морозоз ащитны х (стабильных) материалов. На конкретных примерах показаны метод и процесс проектирования сопряжений применительно к основным случаям з имнего поднятия покрытия на смежных участках.

Предисловие

« Методические рек омендации по проектированию сопряжений участков автомобильных дорог с разной вел ичин ой пучения с помощью клиновид ной конструкции теплоизоляции», при разработке которых учтен зарубежный опыт, использованы результаты теоретических и экспери ментальны х исслед ований вопросов теплоизоляции и морозозащ иты дорожной конструкции, завершают цикл публикаций, посвященных обеспечению необходимой морозоустойчивости дорожной конструкции в сложных климатических и грунтово-гидрол огиче ски х условиях.

В настоящих « Методических рекомендация х» рассмотрены вопросы морозоустойчивости дорожной к он струкции в местах сопряжения участков с разной высотой зимнего поднятия покрытия и обеспечен ия зд есь требуемой ровности проезжей части. Д остигается это путем устройства переходной конструкции клиновидной формы из теплоизол яционного ил и традиционного морозозащ итного материала.

Воздействуя на процессы промерзания грунта земляного полотна и в л агонакоплени я в нем, эта конструкция ограничивает возможное зимнее пучение до д опустимых пределов.

В « Методических рекомендациях» изложены требования к сопряжениям и приведены основные типы рекоменд уемых конструкц ий. Приведены примеры проектирования клиновидных к онструкций сопряжений.

Настоящие « Методические рекомендации» разработали докт. техн . наук М. Б. Корсунский (раздел 5, общее руководство и редактирование) и канд. техн. наук П. Д. Р осс овский (разделы 1 - 4).

1. Общие положения

1. 1 . В настоящи х « Методических рекоменд ациях» изл ожен ы принципы проектирования переходных конструкций для сопряжения смежных участков автомобильных дорог, на которых возможно неодинаковое зимнее поднятие покрытия, а следовательно, разные величины деформаций, нарушающих ровность проезжей части дороги (рис. 1) .

Р и с. 1 . Основные виды зимнего поднятия покрытия на границе смеж ных участков А и Б, склонных к пучению (а) и на границе непучин ис того участка А с пучи ни сты м участком Б (б):
1 - положение покрыти я перед промерзани ем кон струкции ; 2 - ожи даемое положени е покрыти я после зи мнего вспучи вани я при отсутствии переходной конструкци и; 3 - разни ца в величи не пучени я; 4 - уклон покрытия на сопряжении после устройства кли нови дной конструкции ; L - дл и на переходного кли на

1.2. Конструкция теплоизолирующего или мо розозащ итного слоя д олжна иметь клиновид ную форму и обеспечив ать как величину зимнего поднятия покры тия на конц ах сопрягае мы х участков, необходимую для со хранения ровности проезжей части, так и требуемый п род ол ьный уклон .

1.3. В случае , е сли один участок пу чин исты й, а другой непучинисты й, то клиновидную переходную конструкцию устраивают на пучин истом участке, а если об а участка п учини сты е, то на том, где ожидается большее поднятие покрытия.

1.4. Прим е нител ьно к различным вариантам сопряжения смежных участков с разной высотой пу чения р азработан метод теплотехнического расчета раз меров клиновидной конструкции.

1 .5 . Клиновидную переходную констру кцию в местах сопряжения смежных участков п роектируют однов ременно с теплоизолирующим или морозозащ итны м слоем на основном протяжении дороги, т ак как принципы теплотехнического расчета в обоих слу чая х одинаковы. При проектировании конструкции след ует руковод ствоваться указаниями настоящих « Методических рекоменд аций» , а также « Методических рекомендац ий» [ 1, 2].

2. Требования к сопряжениям

2.1. Для обеспечения требуемых эксплуатационных качеств дороги переход от одного смежного участка к д ругому должен быть как можно более плавным, а неравномерное поднятие покрытия не д олжно превышать допустимой вели чины.

2.2. Д ля удовлетворения требований п. 2.1 необходимо, чтобы разница зимнего поднятия покрытия н а сопрягаемых участках l _А и l _Б не превышала допустимых значений пучения конструкции l _доп , см. [ 3], т.е. l _Б - l _А ≤ l _доп , а неравномерность п учения i _доп , т.е. отн ошение ра зницы под нятия l _доп к протяжени ю п ереход ного участка сопряжения L , не превосходила величин, указанных в таблице.

Материал покрытия	Допустимое значение пучения l доп, см	Допустимый уклон поверхности покрытия на переходном участке i доп, ‰, на дорогах категорий
		I	II	III
Ц емен тобетон	2	1	1	1 - 2
Горячий асфальтобетон I - II марок	4	1	1 - 2	3
То же, III - IV марок	6	-	3	4 - 5

Примечание . Неравномерность пучения 1 мм/м соотв етствует уклону поверхности покрытия 1 ‰.

2.3. Д лину теплоизолирующего клина L , м, для обесп ечения требуемого уклона поверхности покрытия на переходном участке следует определять по формуле

,                                                                      (1)

где 10 - переводной коэффициент.

Величина i _{д оп} п риведена в таблице.

2.4. Ш и рина клин овидной конструкции сопря жен ия должна быть равной ширине устраиваемого на дор оге теплоизолирующего или морозозащитного слоя, т.е. конструкция может частично располагаться и под обочиной.

3. Материалы для устройства сопряжений

3.1. Клиновидную конструкцию сопря ж ен ия смежных участков можно ус траи вать из тех же мате риалов, что и морозозащи тный слой на основном п ротяжении дороги: и з теплои золяционных, обладающих малой теплоп роводнос тью материалов (пеноп ласт, керамзит, легкие бетон ы и др.), и морозозащ итны х, не и змен яющ их своег о объема при промерзании (гравий, пе сок, щебен ь, шлаки и пр.). Требован ия к каче ству ма териалов для устрой ства переход ных кон струкций и для слоев на основном протяжении дороги одинаковы [ 1, 2].

3.2. При использо в ании теплоизоля ционного мате риала в форме пл иты (пенопласт, т орфоп лит а и др.) необход им достаточны й запас тонких плит (≈ 1 - 2 см) , позволяющ их постепенн о изменять толщину т епл ои золирующ его слоя по д лине кл инов идной конструкции.

4. Конструкции сопряжений

4.1. В случае сопряжени я смежных у частков, один из которых имеет теплоизолирующий с лой из п ен опл аста, достаточн ый для полного предотвращения промерзания и пучения земляного полотна, а на другом, не имеющем такого слоя, ожид ается некоторое пучение, переходную конструкцию можно устраивать из пен оплас та .

П литы пенопласта укладывают в н ескольк о слоев с перекрытием ш вов нижележащ их плит верхними п литами. В поперечном профиле дороги плиты выпускают за край проезжей части под обочину н а 1,2 м с уменьше нием на половину толщ ины теп лоизолирующего слоя на расстоянии 0,6 м от края проезжей части. В прод ольном нап равлении дороги об щее протяжение переходного участка, на котором число плит п енопласта постеп ен но умен ьш ается, составляет не мене е 15 м.

4.2. В случае сопряжения сме ж ны х участков , на од ном из которых п редусмотрены меры по по лному предотвращению пучения (участок А), а на д руг ом (участок Б) ожид ается пучение, возможно также приме нен ие п ереходной клинов идн ой конструкции, устраиваемой из трад иционного морозозащ итного материала (рис. 2).

Клиновидную конструкцию рассчитывают так, чт обы на одном конце ее (конец участка А) проме рзание земляного полотн а было полнос тью п редотвраще но, а на другом конце, н а расстояни и L , м, на участке Б промерзание было ограничено, и ожи д аемое поднятие покрытия не превышало д опустимой величины. Длину переходной конструкц ии L назначают таким образом, чтобы про д ольный уклон вспученной поверхности покрытия на сопряжении не превысил допустимой вел ичины (см. т аблицу).

Рис. 2. Сопряжение участков ( l _А = 0; l _Б = m ) с помощью клиновидной конструкции из морозозащ итн ого материала:

1 - асфальтобетон I марки; 2 - то же, III - IV марок; 3 - щ ебень; 4 - песок; 5 - пено пласт; 6 - клиновидная конструкция

Рис. 3. Клиновидная конструкция на подходе к мосту из материалов тепл о из оляционного (а) и морозозащи тн ого (б):

1 - асфальтобетон I марки; 2 - то же, III - IV марок; 3 - теплоизолирующи й слой из битумоцементогрунта с пористым заполнителем; 4 - песок средней крупности; 5 - кли новидное утолщение теплоизоляции; 6 - то же, песчаного слоя

4.3. В случае сопряжения с мостом подъездного у частка дороги, на котором запроектирована теплоизоляц ия из би тумоцементогрунта с пористым заполнителем (толщину теплоизоляции рассчитывают так, чтобы пучение не превышало l _доп ) возможны два варианта переходной клиновидной конструкции.

Перв ый вари ант (рис . 3, а ). На под ход е к мо сту на протяжении L толщин у теплоизолирующего слоя постепенно уве личивают, чтобы в месте примыкания дорожной конструкции к проез жей части моста промерзание ее, а сл едовательно, и пучение, было полностью пред отвращено.

Второй вариант (рис . 3, б ). Специал ьный теплоизолирующ ий слой огран ичивает промерзание земляного полотна, в результате чего толщина устраиваемой зд есь клиновидной конструкции из традиционного морозозащит ного материала значительно меньше, чем на аналоги чных участках без теплоизоляции .

4.4. В случае сопряжения двух участков А и Б, на которых ожидается разно е пучение, обусловленное особенностями подстилающ его грунта (на участке А грун т пучинисты й, поэтому величина зимнего под нятия покрытия здесь больше, чем на участке Б), переход ную клиновидную конструкцию устраивают на участке А из песка (можно использовать керамзит, металл ургические шлаки, золы уноса и др.), в результате чего на протяжении L переходного сопряжения высота по д нятия покрытия снизится постепенно до высоты поднятия покрытия участ ка Б, что обеспечит пл авный переход от одного участка к другому (рис. 4).

Рис. 4. Сопряжение двух участков с разной высотой поднятия покрытия ( l _А > l _Б ):

1 - асфальтобетон I - II марок; 2 - щебень; 3 - песок; 4 - переходны й морозозащ итны й клин из песка, керамзита, металлургических шлаков, зол уноса и т.п .

5. Проектирование сопряжений (примеры)

Рассмотрим примеры расчета клиновид ной констру кции с опряжения смежных участков с использованием т епл оизолирующих либо морозозащ итны х материал ов.

Пр имер 1. Требуется за п роектировать пер еход ную конструкцию между двумя участками автомоб ил ьной дороги с теплоизолирующ ими слоями из ц ементогрунта с керамзитом.

Дорога II категории находится во II дорожно -к лим атической зоне, 3-й тип местности по условиям увлажнения согласно С НиП II -Д.5-72 « Автомобильные дороги. Нормы проектирования» , расчетная глубина залегания грунтовых вод - 160 см от по ве рхности покрытия.

Конструкции дорожной одежд ы на участках А и Б представлены на рис. 5.

Грунт земляног о полот на на участке А - легкий пы леваты й суглинок ( w_T = 0,3; w_p = 0,1 5).

Расчет по « Методическим рекомендациям» [ 1] показал, что гл убина промерзания земляного полотна 2 на этом участке в самый неблагоприятный год за период между капитальными ремонтами не превысит 37 см от нижней поверхности тепл оизолирующего слоя, а высота зимнего поднятия покрытия l _А составит 4 см.

Грунт зем л яного полотна на участке Б - суп есь пы леватая ( w_T = 0,25; w_p = 0,18). Расчетом по « Методическим рекомендациям» [ 1] установлено, что на этом участке z = 26 см, а l _Б = 2 см .

Поско льк у на участке А ожидается большее пучение, чем на участке Б, то на нем и устраивают переходную конструкцию, чтобы в месте стыковки участков А и Б уменьшить пуч ение до 2 см.

Необходимо установить толщину с л оя цемен тог ру нта с керамзитом h _{А, Б} в этом месте переходн ой конструкции и длину L .

Величин у h _{А, Б} рассчитывают, руководствуясь « Ме тод ическими рекоменд ац иями» [ 1, 2], в след ующем порядке:

1. Опре д ел яют коэффицие нты теплоусвоения м атери алов слоев тре хслойн ой мод ели, к которой прив одят д орож ную конст рукцию участка А.

Рис. 5. Схема переходно й конструкции между смежными участками А и Б с разной высото й пучения и конструк ция дорожной одежды на этих участк ах:

1 - 2 - покры ти е - двухслойный горячий асфальтобет он I марки; 3 - в ерхний слой основания - асфальтобетон III марки; 4 - н ижний слой основания - цементогрунт с керамзитом; 5 - земляное полотно - легкий пыл еваты й суглинок; 5′ - землян ое полотно - супесь непылев атая; 6 - покры тие - цементобетон; ------- - зимнее поднятие покрытия на основном протяжении участков; -- -- -- - - то же, на сопряжении

По д анным [ 1 - 3] п ринимают те же расчетные значения теплофи зическ их характ ери стик материалов слоев и грунтов дорожной конструкции, что и при основном теплотехническом расчете конструкц ии уча стка А:

а) для верхнего и нижнег о слоев асфальтобетона I марки коэффи ц иент теплопроводности λ_1,2 = 1,04 Вт/(м · К ); удельная теплоемкость c _1,2 = 1,68 · 10³ Дж/(кг · К ); плотн ость γ _1,2 = 2350 кг/м³ ;

б) д ля асфальтобетона III марки:

λ ₃ = 0,99 В т/(м · К); с₃ = 1,6 8 · 10³ Дж/(кг · К ); γ ₃ = 2300 кг/м³;

в) для цементогру н та с керамзитом

λ ₄ = 0,58 Вт/(м · К ); с₄ = 0 ,92 · 10³ Дж /(кг · К ); γ₄ = 1 500 кг/м³;

г) для мерзлого грунта земляного полотна - легкого п ы леватого суглинка

λ₅ = 1 ,97 Вт/(м · К ); c ₅ = 1 ,1 3 · 1 0³ Дж/(кг · К ); γ₅ = 2000 кг/м³.

Многослойную конструкцию приводят к эквивалентной ей по теплофизическим свойствам трехслойной модел и, заменяя слои, лежащие над и золяцией, одним слоем толщиной h = h _1,2 + h ₃ .

Эквивалентный коэффициент теплопроводности верхнего с л оя по формуле (9) работы [ 1]

 Вт/(м · К).

Эквивален т ные удельная теплоемкость и плотность по формулам (10) - (11) « Методических рекомендаций» [ 1] соответственно

 Д ж /(кг · К );

  кг/м³ .

Значения коэффициентов теплоусвоения , Вт/(м² · К )*⁾, д ля материалов трехслойной мод ели оказались сл едующим и:

 Вт/(м ² · К );

 Вт/(м ² · К );

 Вт/(м ² · К ).

*⁾ В дальнейшем под корнем опущен постоянный мн ож итель ω частота годовых колебаний температуры, 1/ с, так как в расчетах используются лишь отношен ия S ₁ / S ₂ и S ₁ / S ₃ .

2. Устанавливают закономерность годового изменения температуры поверхности покрытия.

По приложен и ю 4 « Методических рекомендаций» [ 1] принимают сл едующие значения среднегодовой температуры воздуха t _вм , амплитуды годовых колебаний температур ы А_вм и их среднеквадратичных отклонений σ _t , σ_A : t _вм = 3,7 °С, σ _t = 0,9 °С, А_вм = 12,8 ° С, σ _А = 2,1 ° С.

При этих статистических характер и стиках температуры воздуха по формулам ( 1) и (2) указанного приложения « Методических рекомендаций» [ 1] определяют надежностью 0,95 (капитальный тип покрытия), что сред негодовая температура воздуха в расчетном году t _в.ср = t _вм - σ _t θ = 3,7 - 0,9 · 1,64 = 2,2 ° С, а амплитуда колебания температуры воздуха А_в = А_вм + σ_А θ = 12 ,8 + 2,1 · 1,6 4 = 1 6,2 °С.

В этом случае среднемесячная температура возд ух а самого холодного месяца

t _{в. min} = t _в.ср - А_в = 2,2 - 16 ,2 = -1 4 °С,

а самого теплого

t _{в. max} = t _в.ср + А_в = 2, 2 + 16,2 = 1 8,4 °С.

Далее по при в еденным ниже формулам находим, что сред немесячная температура поверхности асфальтобетонного покрытия в самом холодном и самом теплом меся це соответственно

 ° C ;

 ° C .

Отсюда среднегодовая температура поверхности покрытия в расчетном году и амплиту д а годовых к олебаний температуры соответственно

 ° C ;

 ° C .

3. По формуле (7) « Мето дических рекомендаций» [ 1] определяют допустимую глубину промерзания земляного полотна от нижней поверхности теплоизолирующего слоя

 см.

Как указано выше, в ели чина пучения l _пуч не должна превышать 2 см.

Коэффициент п уч ения К_пуч д анного грунта согласно формуле (8) « Методических рекомендац ий» [ 1]

,

где B = 5 см²/сут; α ₀ = 85 см²/сут сог л асно « Ин струкции по проектированию дорож ны х одежд нежесткого типа» ВСН 46-72 (М ., « Транспорт», 19 72).

4. По формуле (6) « Методических рекомендац ий» [ 1] вычисляют допускаемое значение произведения средне взвешен ной температуры поверхности з емляного полотна t и продолжительности промерзания его τ

 ч · °С.

Численные значения параметров этой формулы взяты из приложения 5 « Методических рекомендаций» [ 1] .

5. Устанавливают допускаемую амплитуду колеба н ий температуры поверхности земляного полотна (низа теплоиз оляции)

[A (h + δ )] = t_{n. ср} + [t₁ + t _зам ].

Для этого по графику рис. 8 « Метод ических рекомендаций» [ 1] при  ч находят значение , откуда t ₁ = 9,9 · 0,35 = 0,3 °С, а [ t ₁ - t _зам ] = 0,3 + 0,6 = 0,9 °С. Таким образом, [А ( h + δ )] = 9 ,9 + 0,9 = 1 0,8 ° С.

6. С помощью но м ог рамм приложения 6 « Методических рекомендаций» [ 1] определяют толщин у теплоизо лирующего слоя h _{А, Б} ( с м. рис. 5).

Чтобы воспользоваться указанным и номограммами, предварительно вычисляют следующие вспомогательные параметры и соотношения:

; ; ;

коэффициенты темпера ту ропров од ности:

 м² /с;

 м² /с,

комплекс                             м ,

где ω - частота го т овых колебаний температуры; ω = 1 7,2 · 10^-4 1/ч ил и 2 · 10^-7 1 /с.

По но м ограмме приложения 6 « Методических рекомен даций» [ 1] при S ₁ / S ₃ = 1 и  нахо д ят, что , а при S ₁ / S ₃ = 0,9 .

Следовательно, для S ₁ / S ₃ = 0,94 .

Отсюда                                          м.

С учетом влияния теплового потока от грунт о вы х вод толщина теплоизолирующего слоя в месте примыкания к участку Б должна быть равна h _А,Б = 0 ,8 · δ = 0,8 · 0,61  5 0 см.

Длину переходной клиновидной конструкции нахо дя т по формуле ( 1) настоящих « Методических рекомендац ий»

  м.

Значения i _доп приведены в табл и це настоящих « Методически х рекоменд аций» .

Пр имер 2. Требуется запроектировать примыкание к мосту уч а стка д ороги с теплоизолирующим слоем из пенопласта.

Дорога II категории находится во II дор ожн о- климатической зоне, 3-й тип местности по условиям у влажн ения; расчетная глубина залегания грунтовых вод - 170 см от поверхности покрытия.

На участке дороги запроектирована сле д ующая конструкция дорожной од ежды: двухслойное асфальтобетонное покрытие общей толщиной 9 см; слои основания : верхний - асфальтобетонная смесь III марки - 10 с м; нижний - щебень известняковый - 15 см; слой песка средней крупности - 10 см; теплоизолирующий слой толщиной 4 см из пенопласта П С-4.

Грунт земляного полотна - супесь тяжелая п ы леватая ( w _T = 0,29, w_p = 0,24).

Расчет по « Методическим рекомендациям» [ 1] показал, что глубина промерзания земляного полотна z в самый неблагоприятный год за период межд у капитальны ми ремонтами составит 43 см от нижней поверхности теплоизолирующего слоя, а ожидаемое зимнее поднятие покрытия достигнет примерно 4 см.

Необходимо установить толщину изоляции h_M в месте примыкания участка дороги к мосту и длину переходной клиновидной теплоизолирующей конструкции.

Толщину изоляции h_M наход я т из условия предотвратить пучение в месте примыкания участка к мес ту.

Порядок теплотехнического расчета тот же, что и в первом примере.

1. Определяют коэффициенты теплоусвоения материалов слоев применительно к трехслойной модели, к которой приводят многослойную , дорожную конструкцию участка.

По табл. 5 « Методических рекомендаций» [ 3] принимают те же расчетные значения теплофизических характеристик материало в слоев и грунтов до рожной конструкции, что и при основном теплотехническом расчете конструкц ии:

а) для асфальтобетона:

коэффициент теплопроводности λ _1,2,3 = 1,04 Вт/(м · К ); удельн ая теплоемкость c _{1 ,2,3} = 1,68 · 10³ Д ж /(кг · К ); плотность γ _1,2 = 2350 кг/м³, γ₃ = 2300 кг/м³;

б) дл я и звестнякового щебня:

λ₄ = 1,39 Вт/(м · К ); c ₄ = 0,92 · 10³ Дж/(кг · К ); γ ₄ = 1600 к г/м³;

в) для песка средней крупности:

λ ₅ = 2,44 Вт/(м · К) ; c ₅ = 0,92 · 10³ Дж/(кг · К); γ ₅ = 1950 кг/м³;

г) д ля полистирола ПС- 4:

λ ₆ = 0,052 Вт /(м · К ); c ₆ = 1,4 7 · 1 0³ Дж/(к г · К ); γ ₆ = 60 кг/м³;

д) д ля супеси тяжелой пы леватой:

λ ₇ = 2,03 Вт/(м · К ); c ₇ = 1,01 · 10³ Дж/(кг · К); γ ₇ = 2100 к г/м³.

Слой, экв и валентный по т еплоф изическим свойствам слоям, лежащим над теплоизоляцией (см. п ример 1), имеет следующие значения параметров:

λ _{1 ,э} = 1,31 Вт/(м · К ); c _1,э = 1,26 · 10³ Дж/(м · К ); γ _1,э = 1990 кг /м³.

Расчетные значения коэффициентов те плоус во ен ия S_i для материалов трехслойной модели равны S ₁ = 18 1 2, S ₂ = 67,7, S ₃ = 2075.

2. Устанавливают законом е рность изменения температуры поверхности покрытия.

По приложению 6 « Методических рекомендаций» [ 1] принимают следующие значения среднегодовой температуры воздуха t _вм ; амплитуды годовых колебаний температуры А_вм и и х сред неквадратичных отклоне ний t _вм = 4,8 °С; σ_t = 0,95 °С; А_вм = 13,8 5 °С; σ_А = 1,3 ° С.

Среднегодовая температура и амплиту д а годовых колебаний температуры воздуха в расчетном году с н адежностью 0,95 (капитальный тип покрытия), найден ные по формулам, приведенным в примере 1: t _{в .ср} = 3,3 °С ; А_в = 16 °С.

Среднемесячные температуры воздуха самого холодного и самого теплого месяцев соответственно t _{в . min} = -12,7 ° С и t _{в . max} = 19, 3 ° С.

Далее находят температуры асфальтобетонного покр ы тия в самом теплом месяце (см. п ример 1)

 ° C ;

 ° C .

Сре д негодовая температура поверхности покрытия в расчетном году и амплитуда год овых колебаний темп ературы соответственно t_{n .ср} = 11 ,5 ° С, А _n = 26,7 ° С.

3 . Определяют толщину теплоизолирующего слоя в месте примыкания к мосту h_M .

Чтобы грунт земляного полотна не промерзал, амплитуда колебания температуры на его п оверхности должна составлять A ( h + δ ) = t_{n .ср} + t _зам = 11,5 + 0,3 = 11, 8 °С, а соотношение амплитуд .

Располагая этими соотношениями амплитуд и коэффициентов теплоусвоения S ₁ / S ₂ = 26,8 и S ₁ / S ₃ = 0,875, а также значениями коэффи ц иентов темпера туропроводности a _1,э = 0 ,53 · 10^-6 м²/ с, a ₂ = 0,58 · 10^-6 м²/с находят по номограмме приложения 6 « Методических рекомендаций» [ 1] толщину теплоизолирующего слоя.

Пр и ,  и ,  получают , а при  и тех же ост ал ьны х параметрах получают . Тогда при   , а  м = 6 см. Длину переходной теплоизолирующей клиновидной конструкции находят по формуле ( 1) настоящих « Мето дических рекомендаций»

  м.

Приме р 3. Требуется запроектировать кл ино видную конструкцию сопряжения двух участков автомобильной дороги из м орозозащитного материала - песка сред ней крупности.

Со п рягаемые участки дороги II категории находятся во II дорожно - клим ати ческой зон е, 3-й тип местн ости по условиям увлажнения, расчетная глубина залегания грунтовых вод H = 200 см от поверхности покры тия, расчетная глубина промерзания дорожной к он струкции z = 180 см.

Земляно е полотно на участке А возведено из легкого суглинка (пучинисты й грунт), на участке Б - из мелкого песка (слабоп учини сты й грунт).

Для обеспечения требуемой прочности на участках А и Б запроектированы различные конструкции дорож ной оде жды, но из одинаковых материалов: покрытие из горячего асфальтобетона, укладываемого в два слоя общей толщиной 10 см, основание - из щебня толщиной 25 см на участке А и 20 см на участке Б. На участк е А под щебеночным основанием предусмотрен слой песка средней крупности толщиной 40 см.

Проверка морозоустойчивости дорожных конструкций по ВСН 46-72 показала, что ожидаемое пучение в расчетном году на участке А l _A не превысит 4,2 см, l _{доп А} = 4 см, а на участке Б l _Б составит 2,8 см.

Клиновидную конструкцию сопряжения из морозоза щ итного материала располагают на участке А.

Расчет этой конструкции сводится к определению по ВСН 4 8 -72 толщины морозозащитного слоя h _АБ в месте контакта участков, обеспечивающей здесь величину пучения, ра в ную l _АБ = 2,8 см, а также к назначению длины переходного участка L .

Мо жет быть принят следующий порядок расчета толщины морозозащи тного слоя h _АБ и з песка средней крупн ости.

1. По ВСН 46-72 принимают климатический показатель α₀ = 100 с м² /сут, а комплексную характеристику пучини сты х св ойств легкого суглинка B = 3,5 см²/сут.

2. Нахо д ят, что комплекс , а отношен ие .

3. По номограмме рис. 24 ВС Н 46-72 при  и  наход ят, что , откуда z ₁ = 0,56 · 180 = 101 см.

4. По формуле (20) ВСН 46-72 определяю т толщину слоя песка сред ней крупности в месте примыкания к участку Б:

 см,

где h _а и h _щ -   толщин ы асфальтобетонного покрытия и щебеночного основания;

ε_а, ε_щ, ε _n - эквиваленты теплотехнических свойств асфальтобетона, щебня и песка.

Длину переходного участка с клиновидной конструкц ие й сопряжения определяют по формуле ( 1) настоящих « Методических рекомендаций»

  м.

Значе н ие i _доп = 1 ,5 ‰ принято по таблице настоящих « Методических рекомендаций» .

ЛИТЕРАТУРА

1. Методические рекомендации по проектированию и устройству те п лоиз олирующих слоев на пу чиноопасных участках авт омобил ьных дорог. Союздорнии. М., 1977.

2. Методические рекомендации по проектированию и устройству на автомобильных дорогах конструктивн ы х теплоизолирующих слоев из цементогрунтов с пористыми заполнителями. Сою здорнии. М., 1978.

3. Методические рекомендации по сов е рш енст вованию проектирования дорожных одежд нежестк ого типа. Союздорнии. М., 1978.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие . 1 1. Общие положения . 1 2. Требования к сопряжениям .. 2 3. Материалы для устройства сопряжений . 3 4. Конструкции сопряжений . 3 5. Проектирование сопряжений (примеры) 5 Литература . 12