ПНСТ 542-2021 Дороги автомобильные общего пользования. Нежесткие дорожные одежды. Правила проектирования (с Поправками)

     9 Расчет дорожных одежд на прочность

9.1 Основные критерии расчета дорожных одежд на прочность

9.1.1 Прочность дорожных одежд оценивается их способностью сопротивляться процессу развития остаточных деформаций и разрушений под воздействием нормальных и касательных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте рабочего слоя земляного полотна от расчетной нагрузки, приложенной к поверхности покрытия.

9.1.2 Методика оценки прочности дорожных одежд включает в себя оценку прочности как конструкции в целом, так и напряжений, возникающих в отдельных конструктивных слоях и грунте рабочего слоя земляного полотна. При расчете дорожных одежд используют решения теории упругости для слоистого пространства, лежащего на упругом основании с учетом условий работы в зоне контакта на границе слоев (спаянный контакт при совместной работе слоев в зоне контакта или гладкий контакт при свободном смещении слоев в зоне контакта).

9.1.3 Расчет дорожных одежд капитального и облегченного типов на прочность выполняют по следующим критериям:

- допускаемому упругому прогибу;

- условию сдвигоустойчивости грунта рабочего слоя и конструктивных слоев из малосвязных материалов;

- сопротивлению монолитных слоев покрытия и промежуточных монолитных слоев основания усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Превышение значения одного из критериев (имеющего минимальное значение) должно быть не более 5% при условии выполнения остальных критериев прочности, за исключением необходимости устройства равнопрочных конструкций на участках уширения, необходимости сохранения отметок проезжей части или принятия конструкции дорожной одежды из условий морозоустойчивости.

9.1.4 Переходные дорожные одежды рассчитывают на прочность только по двум критериям:

- допускаемому упругому прогибу;

- условию сдвигоустойчивости грунта рабочего слоя и конструктивных слоев из малосвязных материалов.

9.1.5 Расчет на прочность по всем критериям допускается выполнять в любой последовательности.

9.1.6 Дорожные одежды на перегонах рассчитывают на кратковременное многократное действие подвижных нагрузок, используя прочностные и деформационные характеристики материалов и грунтов при многократном приложении нагрузки длительностью 0,1 с.

Дорожные одежды на остановках, остановочных или укрепленных полосах, расположенных на обочинах, на перекрестках, подходах к пересечениям с железнодорожными путями должны быть дополнительно проверены на однократное нагружение длительностью не менее 10 мин, используя статические значения расчетных параметров.

Для дорожных одежд парковок, тротуаров, пешеходных улиц и площадей расчет выполняют только на однократное нагружение длительностью не менее 10 мин по условию сдвигоустойчивости в грунте и в конструктивных слоях из малосвязных материалов.

При расчете на однократное нагружение (статическую нагрузку в соответствии с 7.1.1) коэффициент динамичности принимают равным 1.

9.1.7 При расчете НДС многослойных конструкций на воздействие колесных нагрузок многослойные дорожные одежды приводят к двухслойным и трехслойным расчетным схемам.

Для сравнения параметров НДС, набора статистики и уточнения требуемых коэффициентов прочности допускается выполнение расчета НДС многослойной конструкции в соответствии с [1].

Изложенные в [1] алгоритмы определения параметров НДС многослойных конструкций дорожных одежд (содержащих до семи слоев) позволяют проводить расчет без приведения их к упрощенным схемам.

Рекомендации по расчету параметров НДС многослойных конструкций при воздействии колесных нагрузок без приведения к упрощенной схеме представлены в приложении Д.

9.2 Уровни надежности и коэффициенты прочности

Дорожные одежды следует проектировать с уровнем надежности, характеризующим вероятность безотказной работы дорожной конструкции в течение расчетного срока службы.

Отказ нежестких дорожных одежд из-за недостаточной прочности может возникнуть в результате:

- образования необратимых деформаций на поверхности покрытия (просадок, трещин, выбоин и др.) под воздействием многократно прилагаемой нагрузки по полосам наката в связи с общей недостаточной несущей способностью дорожных одежд;

- накопления недопустимых остаточных деформаций под воздействием касательных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от транспортной нагрузки, с потерей ровности поверхности покрытия и соответствующего снижения скорости движения до истечения заданного срока службы конструкции;

- усталостных разрушений материала монолитных слоев конструкции под воздействием растягивающих напряжений от многократного приложения транспортной нагрузки с интенсивной потерей транспортно-эксплуатационных свойств.

Уровни надежности принимают в зависимости от категории дороги и типа дорожной одежды.

Требуемые значения коэффициентов прочности назначают в зависимости от категории дороги, типа дорожных одежд и критерия расчета на прочность.