I . Общие положения

1.1. Рекомендации разработаны на основе нормативных документов ВСН 46-83 "Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа" Минтрансстроя РСФСР и ВСН 197-83 "Инструкция по проектированию жестких дорожных одежд" Минтрансстроя РСФСР с учетом проведенных исследований свойств асфальтобетонов с добавками резиновой крошки и особенностей напряженно-деформированного состояния.

1.2. Под жесткими основаниями подразумеваются основания из цементобетона, тощего бетона, каменных материалов, укрепленных цементом, сланцевой золой и другими минеральными вяжущими.

1.3. Расчет дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями на жестких основаниях ведут по трем критериям:

температурной трещиностойкости асфальтобетонного покрытия с учетом вида жесткого основания;

прочности на воздействие транспортной нагрузки;

сдвигоустойчивости покрытия в летний период.

II . Расчет асфальтобетонных покрытий с добавками резиновой крошки на температурную трещиностойкость

2.1. Дорожные одежды с асфальтобетонными покрытиями на жестких основаниях могут быть запроектированы с допущением появления температурных трещин на покрытии либо без допущения их образования.

2.2. Наличие температурных трещин присуще асфальтобетонным покрытиям, укладываемым на цементобетон в качестве защитного слоя и слоя износа, кроме того, они могут возникать при новом строительстве дорог III - IV категорий. Отсутствие трещин характерно для новых покрытий дорог I - II категорий.

2.3. Для дорог III - IV категорий, а также при укладке слоя асфальтобетона с добавкой резиновой крошки на существующие цементобетонные покрытия расчет температурной трещиностойкости покрытия не производится.

2.4. Толщину покрытия назначают конструктивно, исходя из требований к прочности дорожной одежды на воздействие транспортной нагрузки (см. раздел IV ). При этом минимальная толщина слоя асфальтобетона должна составлять 4 см, а максимальная - 10 см.

2.5. Ограничение максимальной толщины слоя в 10 см связано с необходимостью обеспечения прочного сцепления слоя покрытия и основания в месте образования трещины.

2.6. При проектировании дорожных одежд с допущением образования температурных трещин в покрытии обязательным условием является устройство подгрунтовки между покрытием и основанием из битума или дегтя.

2.7. При проектировании дорожных одежд без допущения образования температурных трещин производят расчет напряженно-деформированного состояния покрытия и проверку трещиностойкости по условию:

, (2.1)

где σ_a - напряжения, возникающие в слое асфальтобетона от его несвободного сжатия при охлаждении;

σ_b - напряжения, возникающие в слое асфальтобетона от температурных перемещений блоков жесткого основания;

R_i - предельная структурная прочность асфальтобетона с добавкой резиновой крошки;

y - повреждаемость, накопленная в слое асфальтобетона в результате протекания релаксационных процессов и повторного действия напряженного состояния.

2.8. Величину σ_a определяют по номограмме (рис. 2.1) в зависимости от предварительно задаваемой толщины слоя асфальтобетонного покрытия и марки вяжущего.

2.9. Значение σ_b вычисляют по формуле:

, (2.2)

где σ¹_о - напряжение , вызванное перемещением блока основания длиной 1 м (рис. 2.2);

L - длина трещиноватого блока основания или цементобетонной плиты.

Если основания укладывают без температурных швов, значение L определяют по номограмме (рис. 2.3) в зависимости от марки бетона основания.

2.10. Значение R_i приведено в табл. 1.

Таблица 1

Марка вяжущего	60/90	9 0 /130	130/200
R_i , МПа	2,1	2,3	2,5

2.11. Величина накопленной повреждаемости в структуре асфальтобетона ( y ) зависит от количества отрелаксировавших напряжений, повторности напряженного состояния, процессов восстановления структуры и определяется по табл. 2.

Таблица 2

Толщина асфальтобетона, см	8	10	12	16	20	24
y	0,25	0,4	0,58	0,76	0,9	1,0

2.12. Расчет требуемой толщины асфальтобетонного покрытия с добавкой резиновой крошки ведется методом подбора и приведен в приложении.

2.13. Снизить толщину слоя асфальтобетонного покрытия на жестком основании можно путем устройства эластичных прослоек между покрытием и основанием.

Рис. 2.1. Номограмма для определения температурных напряжений в асфальтобетонных покрытиях на резинобитумных вяжущих

Цифры на прямых - марки вяжущих

Рис. 2.2. Номограмма для определения напряжений в асфальтобетонных покрытиях на резинобитумных вяжущих от перемещения блока основания

Цифры на прямых - марка вяжущего

Рис. 2.3. Номограмма для определения длины трещиноватого блока жесткого основания

Цифры на кривых - толщина основания, см

Рис. 2.4. Зависимость коэффициента снижения напряжений за счет устройства прослойки от соотношения модулей прослойки и покрытия

^* Коэффициент приведен для толщины прослойки равной 10 мм

2.14. Прослойку устраивают из резинобитумного вяжущего с вязкостью 60-90 градусов пенетрации с последующим распределением крупнозернистого природного песка.

Допускается использовать для устройства прослойки пористый песчаный асфальтобетон на основе резинобитумного вяжущего при его расходе на 10-15 % выше оптимального, устанавливаемого подбором.

Допускается устраивать прослойку из синтетических нетканых материалов, приклеенных к жесткому основанию резинобитумным вяжущим.

2.15. Благодаря устройству прослойки уменьшается величина напряжения σ_δ , которая определяется из условия

, (2.3)

где K - коэффициент снижения напряжений за счет устройства прослойки.

Величину коэффициента K определяют по рис. 2.4 в зависимости от отношения модулей прослойки и асфальтобетона при расчетной низкой температуре (для условий БССР - 21 °С).

2.16. На стадии проектирования для прослоек из резинобитумной мастики отношение модулей можно принять 0,1-0,15. В случае применения новых конструкций прослоек отношение модулей необходимо уточнять экспериментально.

III . Проверка сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях

3.1. Снижение толщины асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях ведет к росту напряжения от действия транспортной нагрузки. Поэтому требования к прочности асфальтобетона на сжатие при 50 °С для покрытий толщиной 4-6 см должны быть не ниже данных, приведенных в табл. 3.

Рис. 3.1. Зависимость коэффициента концентрации напряжений от соотношения модулей асфальтобетона и прослойки

Таблица 3

Содержание резиновой крошки в вяжущем, %	Прочность на сжатие, МПа, для асфальтобетонов типа
Содержание резиновой крошки в вяжущем, %	А	Б и В	Г	Д
6-12
15-20

Примечание. В числителе - асфальтобетон I марки, в знаменателе - II марки.

3.2. Для двухслойных покрытий, а также однослойных толщиной более 6 см требования к прочности на сжатие при 50 °С должны соответствовать ГОСТ 9128-84.

3.3. В случае устройства однослойных асфальтобетонных покрытий с эластичной прослойкой между покрытием и основанием требование к прочности асфальтобетона увеличивают на коэффициент, определяемый по рис. 3.1. Для прослойки из резинобитумных мастик данный коэффициент равен 1,1.

IV . Проверка прочности дорожной одежды на воздействие транспортной нагрузки

4.1. Расчет дорожной одежды на прочность под действием транспортной нагрузки производят с учетом одного из двух условий:

4.1.1. Асфальтобетон укладывают на основание из каменных материалов, укрепленных золой или цементом. Расчет дорожной одежды в этом случае ведут по методике ВСН 46-83 Минтрансстроя РСФСР с учетом изменения расчетных характеристик асфальтобетонов с добавками резиновой крошки. Расчетные характеристики приведены в "Рекомендациях по назначению расчетных характеристик асфальтобетонов с добавкой резиновой крошки для проектирования дорожных одежд" Миндорстроя БССР, 1988 г.

4.1.2. Асфальтобетон укладывают на существующие цементобетонные покрытия либо основания из тощего бетона. В этом случае расчет прочности дорожной одежды производят по методике ВСН 197-83 Минтрансстроя РСФСР. При этом слой асфальтобетона заменяют эквивалентным слоем цементобетона и толщину цементобетонной плиты для расчета по ВСН 197-83 определяют по формуле:

, (4.1)

где h_a - толщина слоя асфальтобетона;

h_d - толщина слоя жесткого основания;

E_a и E_d - модули упругости асфальтобетонного покрытия и цементобетонного основания.

4.2. Расчетные характеристики асфальтобетонов с добавкой резиновой крошки зависят от химического состава крошки, технологии приготовления асфальтобетона и ряда других факторов. Поэтому необходимо контролировать соответствие проектных значений расчетных характеристик фактическим. Контроль осуществляется согласно разделу IV "Рекомендаций по назначению расчетных характеристик асфальтобетонов с добавками резиновой крошки для проектирования дорожных одежд" Миндорстроя БССР (1988 г.).

Приложение

Пример расчета требуемой толщины слоя асфальтобетона

Необходимо рассчитать толщину слоя асфальтобетона с добавкой резиновой крошки, укладываемого на основание из тощего бетона толщиной 20 см М100. Марка резинобитумного вяжущего 60/90.

Зададимся толщиной слоя асфальтобетона 8,0 см.

По номограмме 2.1 найдем σ_a , равное 0,14 МПа.

Определим размеры трещиноватого блока основания ( L ). По номограмме рис. 2.3

L = 5,5 м.

По номограмме (рис. 2.2) определим σ¹_d = 0,18 МПа.

Тогда

= 0,18 × 5,5 = 0,99 МПа.

Значение R_с по табл. 1 составляет 2,1 МПа, а величина по табл. 2 - y = 0,2.

Проверим условие трещиностойкости (2.1)

σ = σ_a + σ_d = 0,14 + 0,99 = 1,13 > R_c y = 2,1 × 0,25 = 0,52 МПа.

Условие трещиностойкости не выполняется.

Зададимся толщиной слоя 10 см.

По номограммам 2.1-2.3 найдем σ_a = 0,13 МПа; σ¹_d = 0,16 МПа; y = 0,4.

Проверим условие трещиностойкости

σ = 0,13 + 0,16 × 5,5 = 1,01 > R_c · y = 0,84 МПа.

Условие трещиностойкости не выполняется.

Зададимся толщиной слоя 12 см.

По номограммам 2.1-2.3 найдем σ_a = 0,11 МПа; σ¹_d = 0,13 МПа; y = 0,58 (табл. 2).

Проверим условие трещиностойкости

σ = 0,11 + 0,13 × 5,5 = 0,825 < R_c · y = 2,1 × 0,58 = 1,22 МПа.

Построим график зависимостей σ и R_c · y от толщины слоя (рис.). Точка пересечения кривых дает искомую толщину, равную 10,5 см.

Условие трещиностойкости выполняется.

Рис. Зависимость σ и R_c y от толщины слоя

СОДЕРЖАНИЕ

I. Общие положения . 1

II. Расчет асфальтобетонных покрытий с добавками резиновой крошки на температурную трещиностойкость . 2

III. Проверка сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях . 5

IV. Проверка прочности дорожной одежды на воздействие транспортной нагрузки . 5