Акции

Рулон оцинкованной антивандальной сетки за 1200 руб

Новости


Главная / Нормативные документы / Дорожное строительство

Дорожное строительство


ООО «Металлосетка»



МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ




Введение

1.Общие положения

2.Требования к материалам

3.Область рационального применения армирующих сеток  

4.Методика расчета дорожных одежд с зернистым основанием,
   армированным сеткой

5. Технология устройства армированного зернистого основания

 

Введение


Широко используемые в практике строительства конструкции нежестких дорожных одежд с неукрепленным зернистым основанием (покрытием), имея ряд преимуществ, главным образом технологического характера (простота устройства зернистых слоев, возможность производства работ в любое время года, использование традиционного парка дорожно-строительных машин и др.) обладают существенным недостатком - пониженной по сравнению с конструкциями с укрепленным основанием прочностью на сдвиг в подстилающем грунте.

Исследованиями Союздорнии установлено, что этот недостаток полностью или в значительной мере устраняется, если в процессе устройства основания (покрытия) между подстилающим грунтом и зернистым материалом укладывается армирующая сетка с высоким модулем упругости при растяжении. При этом обеспечивается экономия зернистого материала, повышается надежность и удлиняется срок службы дорожной одежды.

 

1.1. Армирующую сетку укладывают на контакте щебеночного основания (покрытия) с грунтом земляного полотна или песчаным подстилающим слоем, как показано на рис. 1.

Дорожное полотно 

Рис. 1. Конструкции армированных дорожных одежд СУ усовершенствованного (а) и переходного (б) типов:

1 - слои (слой) асфальтобетона; 2 - щебеночный слой основания (покрытия); 3 - армирующая сетка; 4 - песчаный подстилающий слой; 5 - грунт земляного полотна

     1.2. Армирующая сетка в контактной зоне системы «щебень - подстилающий грунт» способствует снижению расчетных активных сдвигающих напряжений в грунте и повышению прочности дорожных конструкций по критерию сдвига. Роль сетки сводится главным образом к усилению дорожной одежды и предупреждению диффузии материалов контактирующих слоев.

Эффект армирования (усиления) проявляется благодаря совместной работе сетки с дискретным материалом основания (покрытия), обеспечиваемой их зацеплением.

1.3. Применение армирующих сеток при строительстве дорожных одежд с щебеночными слоями позволяет уменьшить расход щебня; сократить объемы перевозок дорожно-строительных материалов, транспортные расходы, сроки строительства; улучшить транспортно-эксплуатационные характеристики дорог, повысить эксплуатационную надежность дорожных конструкций и продлить срок их службы.

      Вопрос о целесообразности и эффективности использования армирующих сеток при строительстве автомобильной дороги необходимо решать на основе технико-экономического сравнения традиционного и предлагаемого вариантов дорожных конструкций с обязательным учетом темпов производства работ, транспортных расходов, затрат труда и материалов, ожидаемых сроков службы дороги. При определении норм расхода сетки следует учитывать, что при укладке полотен с перехлестом допускается ее перерасход (3-5 % длины участка).

    2.1. При использовании армирующих сеток в конструкциях дорожных одежд с зернистыми слоями дополнительные требования к материалам конструктивных слоев не предъявляются; дорожно-строительные материалы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-82, ГОСТ 3344-83, ГОСТ 23254-78, ГОСТ 25607-83.

2.2. Щебень для слоев оснований и покрытий может быть из пород как осадочного, так и изверженного происхождения, фракционированным (фракции 20-40, 20-70, 40-70 и 40-90 мм) или рядовым.

    2.3. Полотна армирующих сеток, предназначенных для использования в дорожном строительстве должны отвечать требованиям по массе, толщине, однородности, ширине, деформативности, прочности на растяжение, устойчивости к различным воздействиям.

2.4. Поверхностная плотность армирующей сетки m служит показателем материалоемкости и учитывается при назначении длины полотна в рулоне. Поверхностную плотность выражают в виде характеристики, приведенной к 1 м2 полотна, и определяют в соответствии с ГОСТ 6943.7-79Х

     2.5. Толщина армирующей сетки определяет ее способность противостоять разрывным нагрузкам. От толщины зависит также удобство транспортирования сетки, скрученной в рулон. Толщину определяют помощью толщиномера, отвечающего требованиям ГОСТ 11358-74.

В условиях строительных организаций для замеров толщины образцов сетки допускается использовать штангенциркуль.

     2.6. Однородность армирующей сетки служит одним из критериев ее качества и эксплуатационной надежности. Показателем однородности является выраженное в процентах отклонение массы по площади полотна; это отклонение не должно превышать 15 % в сторону уменьшения от среднего значения.

2.7. Ширина полотна сетки оказывает большое влияние на технологичность, трудоемкость и экономичность дорожной конструкции с армирующей сеткой. Ширину - расстояние между продольными кромками измеряют с точностью до 1 см. При укладке армирующей сетки встык применять полотна с неровными кромками не допускается.

Относительную упругую деформацию e определяют в процессе испытания образцов растяжение на разрывной машине (в ручном режиме), укомплектованной с помощью специального приспособления индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм для измерения деформации образца в процессе его нагрузки в диапазоне 20-100 Н (большую нагрузку принимают при большей толщине сетки) и разгрузки

где l0 - первоначальная длина образца (база), на которой измеряется относительная упругая деформация, мм; l0 = 100 мм; l1, l - длина образца (базы) при нагрузке и разгрузке соответственно, мм.

Условный модуль упругости Ес представляет собой отношение удельной нагрузки, действующей на образец, к относительной упругой деформации и определяется в процессе испытания образцов на растяжение

Условный модуль упругости устанавливают на пяти образцах как в продольном, так и поперечном направлении, затем вычисляют среднее арифметическое значение для каждого направления; за расчетный условный модуль упругости при растяжении принимают минимальное из двух среднеарифметических значений.

Одним из основных параметров, участвующих в расчете и характеризующих деформативные свойства армирующей сетки, является ее показатель деформативности - ЕаFа, Н. Здесь Еа - модуль упругости одного ровинга сетки, МПа

Площадь поперечного сечения одного ровинга сетки Fa, мм2, определяется по формулам:

Fa = ahc;

ГОСТ 6943.10-79 испытанием на разрывной машине образцов с установленной ранее деформативностью .

На разрыв испытывают по пять образцов сетки в продольном и поперечном направлениях и затем вычисляют среднее арифметическое значение для каждого направления; за расчетную разрывную нагрузку принимают минимальное из двух среднеарифметических значений.

2.10. Устойчивость армирующей сетки представляет собой комплексный показатель, выражаемый отношением прочности сетки, подвергавшейся агрессивным воздействиям (биологическим, химическим, механическим, температурным и т.д.), к ее исходной прочности.

В связи с отсутствием стандартных методов оценки устойчивости к различным видам агрессивных воздействий армирующих сеток, предназначенных для дорожного строительства, допускается оценивать их по индивидуальным методикам

     2.11. Морозостойкость армирующих сеток оценивают путем испытания на разрыв образцов, выдержавших в климатической камере 50 циклов замораживания до минус 20 °С и оттаивания.

2.12. Устойчивость армирующих сеток к механическим воздействиям устанавливают путем испытания на разрыв образцов, выдержавших многократное приложение циклической нагрузки (не менее 105 циклов) в модели, имитирующей контактную зону системы «подстилающий грунт-щебень». При этом сжимающее напряжение на уровне сетки должно быть не менее 0,25 МПа.

3.1. Целесообразность применения армирующей сетки под слоем зернистого материала вытекает из совокупности условий, для которых определяющим критерием прочности при расчете дорожной одежды является сдвиг в грунте, подстилающем зернистое основание. Это или грунт земляного полотна, или дополнительный слой основания. Рационально запроектированная дорожная одежда в этих условиях будет иметь минимальный коэффициент прочности по сдвигу Ксдв и излишний запас прочности по двум другим критериям.

В табл. 2 представлены полученные путем расчетов по Инструкции ВСН 46-83 области, в которых определяющим критерием прочности является сдвиг в грунте, подстилающем зернистое основание.

3.2. Применение сеток для армирования зернистых слоев наиболее целесообразно в конструкциях дорожных одежд:

усовершенствованных облегченных, подстилаемых песчаными грунтами;

     усовершенствованных капитальных, подстилаемых песчаными грунтами (расчетная перспективная интенсивность движения на дорогах с такими конструкциями должна составлять не более 1000 авт./сут);

усовершенствованных облегченных, подстилаемых суглинками и глинами с расчетной влажностью более 0,85 Wт, где Wт - влажность на границе текучести;

переходных, подстилаемых любыми видами грунтов (см. табл. 2) с любой расчетной влажностью.

Таблица 2

Области с различными критериями прочности при подстилающем грунте


супеси легкой

суглинке легком и тяжелом, глине

песке


крупном

средней крупности

мелком


0,70 - 0,80

0,85 - 0,95


0,70 - 0,80

0,85 - 0,95


100

+

+

+

+

+

+

+


300

-

-

-

+

+

+

+


500

-

-

-

+

+

+

+


1000

-

-

-

-

+

+

+


3000

-

-

-

-

-

-

-


5000

-

-

-

-

-

-

-


Примечания: 1. Знаком «плюс» обозначена область, в которой определяющим критерием прочности является сдвиг в подстилающем грунте, знаком «минус» - какой-либо другой критерий прочности.

2. 0,70 . . . 0,95 - расчетная влажность подстилающего грунта, доли от границы текучести.

4. Методика расчета дорожных одежд с зернистым основанием, армированным сеткой

4.1. Армирующая сетка снижает расчетное активное напряжение сдвига tн в грунте, подстилающем зернистое основание (покрытие), незначительно влияя на упругий прогиб всей дорожной конструкции. Исходя из этого расчет армированной дорожной одежды ведут по следующей общей схеме: рассчитывают вначале конструкцию по упругому прогибу так, чтобы запас прочности по этому критерию был минимальным, затем путем подбора армирующей сетки снижают величину tн до допускаемого значения.

Расчет армированной дорожной одежды разбивают на несколько этапов и ведут в последовательности, представленной далее.

4.2. Рассчитывают нежесткую дорожную одежду с зернистым основанием (покрытием) по упругому прогибу в соответствии с Инструкцией ВСН 46-83 при общем модуле упругости на поверхности дорожной одежды, равном ЕтрКпр, где Етр - требуемый модуль упругости на поверхности дорожной одежды, МПа; Кпр - коэффициент прочности дорожной одежды для проектируемой категории дороги.

4.3. Определяют величину tн в грунте, подстилающем зернистое основание (покрытие), в соответствии с Инструкцией ВСН 46-83; для дорожных одежд, при расчете которых определяющим критерием прочности является сдвиг в грунте, подстилающем зернистое основание (покрытие), значение tн будет всегда больше Тдоп, где Тдоп - допускаемое напряжение сдвига, МПа, обусловленное сцеплением в подстилающем грунте и определяемое по Инструкции ВСН 46-83.

4.4. Выбирают такую армирующую сетку, которая сможет обеспечить эффект армирования (усиления) дорожной одежды:

Если условие (4) не выполняется, то выбирают сетку с более высокими деформативными характеристиками.

4.5. Проверяют выполнение условия предельного равновесия по прочности армирующей сетки в конструкции нежесткой дорожной одежды

Если условие (5) не выполняется, то необходимо либо использовать, армирующую сетку с более высокой разрывной нагрузкой, либо увеличить толщину слоев дорожной одежды, лежащих над сеткой.

4.6. Устанавливают вертикальное главное напряжение s1 на уровне армирующей сетки по номограмме (рис. 2).

4.7. Определяют по номограмме (рис. 3) в соответствии с ключом коэффициент эффективности армирования Кjэф, показывающий степень снижения tн при армировании.

Распределение усилий 

Рис. 2. Номограмма для определения вертикального главного напряжения, на уровне сетки (цифры на кривых - Еср°гp)

Указанная номограмма ограничивает параметры, используемые в полуэмпирическом методе расчета.

4.8. Вычисляют расчетное активное напряжение сдвига в грунте, подстилающем армированное зернистое основание (покрытие):

Проверяют условие прочности по сдвигу в подстилающем грунте армированной дорожной одежды

 

Коэффициент армирования 

Рис. 3. Номограмма для определения коэффициента эффективности армирования Кjэф

d - средняя крупность зерен материала основания ( покрытия) в зоне контакта с подстилающим грунтом, определяемая как среднее арифметическое между верхним и нижним пределами фракции щебня, мм; j - угол внутреннего трения грунта, подстилающего щебеночный слой, град.

Если условие (8) не выполняется, то дорожную одежду усиливают армирующей сеткой с более высоким показателем деформативности ЕаFа или утолщением слоев, лежащих над сеткой.

     Рассчитанную по упругому прогибу и сдвигу в подстилающем грунте дорожную одежду проверяют на прочность на растяжение при изгибе в монолитных слоях в соответствии с Инструкцией ВСН 46-83.


Технология устройства армированного зернистого основания

 

5.1. Дорожные одежды с зернистым основанием (покрытием), армированным сеткой, устраивают в соответствии с главой СНиП 3.06.03-85. При этом учитывают некоторые особенности, связанные с укладкой и закреплением армирующей сетки и отсыпкой на нее щебня.

Все технологические операции по устройству конструктивных слоев выполняются с использованием машин и механизмов; ручной труд допускается лишь при укладке рулонного сетчатого материала и скреплении отдельных полотен сетки.

5.2. Работы по устройству слоев, расположенных ниже и выше армированного зернистого основания, ведутся в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

5.3. Устройство армированного зернистого основания включает следующие этапы:

планировку и уплотнение подстилающего грунта земляного полотна или дополнительного слоя основания;

укладку полотен рулонного сетчатого материала и их соединение;

устройство зернистого основания (покрытия) в один или два слоя.

     5.4. Полотна армирующей сетки укладывают на подстилающий грунт либо вдоль земляного полотна с перехлестом, либо поперек - с перехлестом или встык; величина перехлеста - 5-10 см.

5.5. При укладке полотен вдоль оси земляного полотна рулоны сетки раскатывают, начиная от края дорожной одежды. После раскатки первого рулона рабочие возвращаются к началу участка и раскатывают второй рулон и так до второго края дорожной одежды. В процессе раскатки рулонов периодически разравнивают полотна, чтобы не образовывались складки.

Длину захватки (скорость потока в смену) назначают кратной длине материала в рулоне.

5.6. При укладке полотен поперек оси земляного полотна рулон сетки предварительно разрезают на куски длиной, равной ширине основания дорожной одежды понизу.

Схема раскладки сетки поперек земляного полотна с перехлестом должна быть такой, чтобы каждое последующее полотно частично перекрывалось предыдущим сверху в направлении отсыпки щебня.

5.7. Места перехлеста или стыковки соединяют металлическими анкерами-скобами с шагом 6-8м при укладке полотен вдоль земляного полотна (порядок соединения полотен в плане - шахматный), а при укладке поперек - по оси и у кромок дорожной одежды. Анкеры-скобы изготавливают длиной 400 мм из проволоки диаметром 4-6 мм.

Края торцевой части армирующего слоя при раскладке сетки вдоль земляного полотна заанкериваются у начала участка с шагом 0,5-1,0 м в поперечном направлении.

Все работы по устройству армирующего слоя на захватке выполняет звено из двух-трех человек.

    5.8. Созданный армирующий слой обязательно в течение рабочего дня присыпать щебнем.

Устройство зернистого основания (покрытия) начинают с выгрузки первых партий щебня на край созданного армирующего слоя. Постепенно щебень сдвигают на сетку автогрейдером, оборудованным бульдозерным отвалом. В дальнейшем все работы по устройству зернистого основания (покрытия) ведут способом «от себя». При этом строительные машины не должны наезжать на открытую поверхность армирующего материала.

5.9. Армированное щебеночное основание (покрытие) допускается устраивать без соединения отдельных полотен сетки анкерами-скобами, если сетку вдоль земляного полотна раскатывать, начиная одновременно от краев дорожной одежды, а оставшуюся полосу подстилающего грунта у оси дороги перекрывать полотном сверху. При этом щебень размещают вдоль оси дорожной одежды в виде валика (что сопряжено с разовыми наездами автомобилей-самосвалов на сетку), а дальнейшее распределение щебня к краям производят способом «от себя» автогрейдером, оборудованным бульдозерным отвалом, под углом 45° к оси дороги. При таком способе не происходит, во-первых, смещения армирующих полотен друг относительно друга, поскольку перехлест полотен в этом случае оказывается направленным по ходу движения механизма, во-вторых, механических повреждений сетки при наезде на нее механизмов на пневмоколесном ходу. Возможно, однако, образование складок, которые необходимо периодически устранять.