ВСН 52-89  

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ


УКАЗАНИЯ
ПО ОЦЕНКЕ ПРОЧНОСТИ И РАСЧЕТУ УСИЛЕНИЯ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Дата введения 1989-07-01

ВНЕСЕНЫ Государственным дорожным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом (Гипродорнии) Минавтодора РСФСР

УТВЕРЖДЕНЫ Минавтодором РСФСР от 10.03.89 письмо N НА-16/117     

ВЗАМЕН Методических указаний по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд (М.: Транспорт, 1979), Рекомендаций по оценке прочности нежестких дорожных одежд методами статического и кратковременного нагружения (М.: ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1983) и разделов ВСН 29-76 Минавтодора РСФСР, касающихся оценки прочности и усиления нежестких дорожных одежд         

В Указаниях изложены вопросы обследования и испытания нежестких дорожных одежд в разные периоды года с целью оценки запасов прочности дорожных конструкций. Рассмотрены особенности расчета усиления одежд и даны рекомендации по расчету ограничения движения на дороге в период наибольшего ослабления дорожной конструкции.

Указания позволяют учесть особенности снижения прочности дорожных одежд под воздействием транспортных нагрузок, привести разновременные испытания одежд к сопоставимому виду, выполнить полевые испытания в объеме, достаточном для объективной оценки неоднородности дорожных конструкций по величине обратимого прогиба. Предложенные требуемые модули упругости дорожных конструкций в комплексе учитывают работу материалов конструктивных слоев по критериям сдвига и изгиба.

В документе отсутствуют разделы, касающиеся проверки усиленных конструкций по условиям морозоустойчивости. Накопленный опыт свидетельствует, что слои усиления, рассчитанные по условию обеспечения работоспособности современных дорожных конструкций по трем критериям (обратимому прогибу, сдвигу и растяжению при изгибе) проходят и по условию морозоустойчивости.

Указания ориентированы на использование современных передвижных лабораторий для оценки состояния дорог (типа КП-502 МП) и серийно выпускаемых приборов, которые позволяют значительно повысить производительность полевых испытаний.

В разработке документа приняли участие канд. техн. наук В.К.Апестин, инженеры А.И.Дудаков, А.М.Стрижевский (Гипродорнии* - отв. за выполнение НИР); кандидаты технических наук М.С.Коганзон, Ю.М.Яковлев (МАДИ); инж. В.П.Козлов (Саратовский ф-л Гипродорнии)**. При подготовке документа использованы работы докторов технических наук М.Б.Корсунского, Б.С.Радовского, В.В.Сильянова, кандидатов технических наук В.Н.Ефименко, В.П.Корюкова, А.О.Салля, П.И.Теляева, А.М.Шака, результаты обследования дорог, проведенных в период 1982-1987 гг. Гипродорнии и его Саратовским ф-лом, Пермским ф-лом треста Росдороргтехстрой, а также исследований по разработке общесоюзных норм межремонтных сроков службы нежестких дорожных одежд 1983-1986 гг. Указания развивают отдельные положения Рекомендаций по методам определения транспортно-эксплуатационных характеристик дорог и методам сбора информации по состоянию дорог (СЭВ. - София, 1980) и Рекомендаций по оценке прочности и усилению покрытий автомобильных дорог с целью повышения их несущей способности АВТ-Р-143 (ОСЖД. - Варшава, 1986, изд. II).    

__________________     

* После реорганизации с 1989 г. - НПО Росдорнии.

** То же, Саратовский НПЦ Росдорнии.

Документ предназначен для организаций, проводящих обследование и испытание дорожных одежд с целью оценки их прочности и разработки мероприятий по повышению надежности и несущей способности дорожных конструкций в процессе эксплуатации и на стадии приемки автомобильных дорог в эксплуатацию.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В Указаниях использованы следующие основные определения и понятия:

Дорожная конструкция - многослойная система, состоящая из дорожной одежды и земляного полотна под дорожной одеждой.

Дорожная одежда - искусственная конструкция в пределах проезжей части автомобильной дороги, состоящая из дорожного покрытия и слоев основания (одного или нескольких), воспринимающая многократно повторяющееся воздействие транспортных средств и погодно-климатических факторов, обеспечивающая передачу возникающих усилий на грунт земляного полотна.

Несущая способность (прочность) дорожной конструкции - свойство конструкции, характеризующее ее способность воспринимать без отказа воздействие движения и погодно-климатических факторов.

Отказ дорожной конструкции - переход конструкции в предельное состояние (т.е. событие, свидетельствующее о нарушении работоспособности конструкции).

Предельное состояние дорожной конструкции - состояние, при котором дорожная конструкция перестает удовлетворять заданным требованиям.

Работоспособная дорожная конструкция - конструкция, обладающая запасом прочности на многократно повторяющееся действие расчетных автомобильных нагрузок.

Срок службы дорожной одежды - период времени, в пределах которого происходит снижение прочности и надежности дорожной одежды до расчетного уровня, предельно допустимого по условиям движения.

Надежность дорожной одежды - вероятность безотказной работы дорожной конструкции в течение всего периода эксплуатации до ремонта.

Расчетный период - неблагоприятный по условиям увлажнения период года (обычно весенний), в течение которого влияние автомобильного движения на работу дорожных конструкций является наиболее существенным.

Нерасчетный период - период года, находящийся за пределами расчетного периода, в течение которого слои дорожной одежды и грунт земляного полотна имеют положительную температуру.

Расчетный год - год с расчетным периодом, типичным для всего срока службы дорожной одежды.

Линейные испытания - полевые испытания дорожных конструкций, проводимые равномерно вдоль обследуемого участка автомобильной дороги в объеме, достаточном для достоверной оценки их несущей способности.

Контрольные испытания - то же, на специально выбранных контрольных точках с целью выявления закономерности изменения жесткости конструкции во времени.

Характерный участок - однотипный участок автомобильной дороги, в пределах которого не наблюдается существенных изменений конструкции дорожной одежды и земляного полотна, интенсивности, состава движения, состояния покрытия по видам дефектов.

1.2. Прочность дорожных конструкций - один из важнейших показателей, позволяющих оценить эксплуатационное состояние дорог и выявить, насколько они отвечают требованиям автомобильного движения.

Дорожная конструкция считается прочной, если на рассматриваемый момент времени обеспечивается необходимая ее сплошность и ровность дорожного покрытия. Это условие соблюдается в случае, когда: общая толщина дорожной одежды достаточна для обеспечения нужной морозоустойчивости конструкции; модули упругости дорожной конструкции не ниже модулей, требуемых по условиям движения; в связных слоях одежды не возникают растягивающие напряжения при нагибе, превышающие допустимые значения; в несвязных и слабосвязных слоях дорожной одежды и грунте земляного полотна возникающие напряжения не превышают значений, при которых обеспечивается условие местного предельного равновесия по сдвигу.

В процессе эксплуатации дорожной конструкции под воздействием автомобильного движения, погодно-климатических и гидрологических факторов происходит постепенное уменьшение ее прочности, связанное с внутренними необратимыми изменениями в отдельных конструктивных элементах. Эти необратимые изменения накапливаются главным образом в расчетный период. В северных и центральных районах нашей страны расчетный период наблюдается обычно во время весеннего оттаивания дороги, в южных - его начало часто совпадает с периодом выпадения зимне-весенних осадков.

1.3. Чтобы предотвратить преждевременное повреждение дорожных покрытий, оценивают прочность конструкций и назначают мероприятия, обеспечивающие необходимую их надежность и срок службы.

1.4. К оценке прочности дорожных одежд прибегают:

для накопления банка данных о состоянии сети дорог с целью рационального планирования средств на ремонтные работы;

на стадии приемки в эксплуатацию построенных участков дорог для контроля качества строительства;

при решении вопроса об усилении существующих покрытий или временном ограничении движения автомобилей по осевым нагрузкам в неблагоприятные по условиям увлажнениям периоды года;

при разработке рекомендаций о пропуске по существующим дорогам большегрузных, сверхнормативных нагрузок;

в научно-исследовательских целях.

1.5. В качестве обобщающего критерия несущей способности (прочности) используют величину обратимого прогиба (модуля упругости) конструкции. Требуемые показатели прочности назначают с учетом принятой расчетной нагрузки, типа покрытия, общей толщины дорожной одежды, дорожно-климатической зоны и грунтово-гидрологических условий на обследуемом участке дороги.

1.6. Для оценки прочности выполняют полевые испытания (линейные и контрольные) дорожных одежд как в расчетные, так и в нерасчетные периоды года. Получаемые результаты приводят к расчетному году.

Для накопления банка данных испытания следует проводить не реже одного раза в 3-5 лет в зависимости от условий движения на автомобильных дорогах.

На стадии приемки дорог в эксплуатацию полевые испытания (контрольные и линейные) следует проводить после завершения строительства характерного участка дороги длиной не менее 500 м.

При решении вопроса об усилении покрытий дорожные одежды подвергают полевым испытаниям в случаях, когда их состояние по ровности или степени повреждения покрытий дефектами в виде сетки трещин, просадок и волн не удовлетворяет требованиям, предъявляемым ВСН 41-88 Минавтодора РСФСР по условиям движения (табл.1.1). При этом испытания начинают только после приведения намеченных к обследованию участков дорог в соответствие с требованиями по условию водоотвода и в части возвышения поверхности земли (см. СНиП 2.05.02-85 пп.6.10-6.13).

Таблица 1.1

Примечания. 1. Показатель ровности покрытия соответствует показаниям толчкомера ТХК-2, установленного на автомобиле УАЗ-452. При использовании других марок автомобилей требуется предварительная тарировка прибора.

2. Допустимый % деформирования покрытия определяют по формуле:

,                                                                   (1.1)

где - уровень надежности дорожной одежды.

1.7. Прочность дорожной одежды в течение расчетного периода может весьма существенно колебаться не только изо дня в день, но и в течение суток. В этих условиях результаты линейных испытаний дорожных конструкций должны быть приведены к сопоставимому виду.

Необходимые поправки вносят по результатам ежедневных контрольных испытаний на специально выбранных контрольных точках.

1.8. По результатам полевых испытаний, обработанных методами математической статистики, определяют фактические показатели прочности дорожных одежд, сопоставляют их с величинами, требуемыми по условиям движения, и принимают решение по несущей способности обследованных дорог.

1.9. Требуемые показатели прочности назначают с учетом фактической интенсивности транспортного потока на дороге, приведенной к расчетным нагрузкам. Для приведения автомобилей к расчетным нагрузкам используют коэффициенты приведения, назначенные с учетом типа дорожной одежды или прочности дорожной конструкции.

1.10. Прочными считаются те участки дорог, на которых фактические показатели прочности оказываются не ниже требуемых. Для непрочных участков рассчитывают слои усиления или назначают мероприятия по ограничению движения автомобилей по осевым нагрузкам в неблагоприятные по условиям увлажнения периоды года. Возможен и комбинированный подход, когда в течение некоторого периода ограничивают движение по дороге, а затем усиливают дорожную конструкцию. В каждом конкретном случае вопрос о проведении того или иного мероприятия должен решаться на основании технико-экономических расчетов.

2. ОБСЛЕДОВАНИЕ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ЦЕЛЬЮ ОЦЕНКИ ИХ ПРОЧНОСТИ

     2.1. Порядок оценки

2.1.1. Оценка прочности дорожных одежд - важнейшее звено в общем порядке обследования дорожных конструкций (рис.2.1), определяемом Техническими правилами ремонта и содержания автомобильных дорог (ВСН 24-88 Минавтодора РСФСР). Все работы проводят в три основных этапа обследования: предварительное, подготовка к детальному и собственно детальное.

2.1.2. При проведении предварительного обследования вид и количество дефектов проезжей части определяют для уточнения фактической степени деформирования покрытия (см. п.1.6) и назначения границ характерных участков. Фактическую степень деформирования покрытия определяют по полосам наката и оценивают длиной участка с прочностными дефектами в долях от общей протяженности характерного участка.

Рис.2.1. Порядок обследования дорожных конструкций с нежесткими покрытиями для оценки и улучшения их состояния:

Е - модуль упругости грунта, МПа; - угол внутреннего трения; С - сцепление в грунте, МПа

2.1.3. В процессе подготовки к детальным обследованиям изучают техническую документацию, данные о фактическом состоянии покрытия и назначают границы характерных участков.

2.1.4. При детальном обследовании выполняют полевые испытания дорожных конструкций на характерных участках для оценки прочности конструкций и назначения мер по улучшению их состояния.

2.2. Предварительное обследование дорожных покрытий     

2.2.1. Предварительное обследование начинают не ранее, чем за год до проведения полевых испытаний дорожных конструкций.

2.2.2. Вид и количество дефектов на дорожном покрытии устанавливают на основе визуальной оценки. Все дефекты, обнаруженные на покрытии, подразделяют на виды в соответствии с характерными особенностями (табл.2.1). Устанавливают границы их распространения и полученные результаты представляют в следующей форме.

2.2.3. В отдельных случаях, когда на обследуемых участках покрытия произвольно чередуются несколько сменяющих друг друга дефектов с небольшими зонами распространения, встречаются трудности с описанием состояния участков по виду дефектов.

В таких случаях необходимо давать комплексное описание состояния покрытия с выделением того вида дефекта, который наиболее характерен для рассматриваемого участка.