Дефектная ведомость состояния дорожной одежды

_______________________________________________

(наименование автомобильной дороги, участка)

протяженность _______________________км, ________________________________значения

(федер., территор., мест.)

категория дороги ________________________; тип покрытия____________________________

Адрес дефекта, км +	Вид дефекта

В процессе визуальной оценки состояния покрытия его делят на однотипные участки длиной от 100 до 1000 м, границы которых назначают по однотипным или близким дефектам. Расстояния устанавливают по спидометру автомобиля или датчику пройденного пути. Внутри каждого участка назначают частные микроучастки протяженностью 20-50 м с практически одинаковым состоянием дорожной одежды (с однотипными видами дефектов).

На каждом однотипном участке в камеральных условиях вычисляют средневзвешенный балл Б_ср:

где и – соответствующие балл (табл. 4.1) и протяженность частных микроучастков i с практически одинаковым состоянием дорожной одежды в баллах;

n – количество частных микроучастков в составе однотипного участка.

По величине среднего балла устанавливают целесообразность проведения оценки прочности дорожной одежды и детальных обследований состояния дорожной конструкции на соответствующих однотипных участках:

для дорог I категории – £ 3,5;

для дорог II категории – £ 3,0;

для дорог III и IV категорий – £ 2,5.

Нормативные документы

1. ОДН 218.0.006-2002 Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог.

4.7. Схема оформления лабораторной работы

Лабораторная работа №4   Визуальная оценка состояния дорожных одежд Студент   Группа   Категория дороги   Адрес участка

Дефектная ведомость состояния дорожной одежды

Адрес дефекта, км +	Вид дефекта

Результаты визуальной оценки

Границы однотипного участка, км – км		Целесообразность проведения оценки прочности

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Определение прочности дорожных одежд методом статического нагружения

Общие положения

Прочность дорожной конструкции является одним из важнейших транспортно-эксплуатационных показателей, влияющих на технический уровень и эксплуатационное состояние автомобильной дороги.

Определение прочности дорожных одежд необходимо для решения вопросов усиления существующих дорожных одежд (или введения временного ограничения дорожного движения в тех случаях, когда нет возможности своевременно выполнить работы по усилению дорожных конструкций), кроме того, по величине фактической прочности дорожной конструкции прогнозируют период, в течении которого она способна работать в проектных условиях (до появления критических дефектов), что дает возможность установить время до проведения ремонтных мероприятий.

В качестве обобщающего критерия прочности используют величину упругого прогиба покрытия (дорожной одежды). Фактическая прочность дорожной конструкции вычисляется по величине упругого прогиба, измеренного на поверхности покрытия. Прочность дорожной конструкции считается обеспеченной при условии, что фактический общий модуль упругости дорожной конструкции не ниже модуля, требуемого по условиям дорожного движения.

Цель работы

Освоение методики определения общего модуля упругости дорожной конструкции методом статического нагружения.

5.3. Требования к средствам измерения [1]

Для измерения обратимых прогибов используют длиннобазовые рычажные прогибомеры, обеспечивающие измерение прогибов с точностью не менее ±0,02 мм.

Нагрузку на колесо используемого автомобиля проверяют с помощью переносных либо стационарных весов, обеспечивающих точность взвешивания до 0,5 кН.

5.4. Подготовка к измерениям. Проведение измерений [1]

5.4.1Выбор места для определения прочности дорожной одежды

Определение прочности дорожной конструкции осуществляется на характерных участках обследуемого отрезка автомобильной дороги.

В процессе подготовки к работе по определению прочности дорожной конструкции изучают техническую документацию и данные о фактическом состоянии покрытия, назначают границы характерных участков дороги.

За характерный принимают участок, отличающийся от соседних хотя бы одним из следующих показателей: конструкцией дорожной одежды, грунтом земляного полотна и типом его поперечного профиля, типом местности по условиям увлажнения, технологией устройства одежды и характеристиками применявшихся при этом материалов, интенсивностью движения, приведенной к интенсивности движения расчетного автомобиля, состоянием покрытия по видам дефектов.

На каждом характерном участке длинной не более 1 км должно быть выполнено следующее количество измерений (табл. 5.1).

Таблица 5.1 – Необходимое количество измерений упругого прогиба при расчетном уровне надежности дорожной одежды

Количество измерений	Расчетный уровень надежности дорожной одежды
	0,95
	0,85 - 0,94
	0,75 - 0,84
	0,5 - 0,74

При проведении испытаний характерных участков длиной 1 < L < 3 км допускается проводить испытания 30 равномерно расположенных точек на 600-метровом отрезке, находящемся в любом месте характерного участка.

Если расчетный уровень надежности обследуемой дорожной одежды не известен, то на каждом характерном участке проводят 30 испытаний.

Упругий прогиб измеряют на полосе наката вдоль дороги через 5-10 м. Полоса наката на дорогах, находящихся в эксплуатации, как правило, выделяется по цвету и хорошо заметна. При невозможности определить полосу наката измерение прогиба следует производить на расстоянии 1,0-1.5 м от кромки покрытия.

5.4.2. Выбор и подготовка автомобиля для испытания дорожной одежды

Испытания дорожной конструкции на прочность осуществляют методом статического нагружения колесом автомобиля. Для испытаний применяют грузовой двухосный автомобиль, у которого нагрузка на заднее колесо находится в пределах 30 - 50 кН с нормативным давлением воздуха в шинах (в соответствии с «Правилами эксплуатации автомобильных шин»). Шины задних колес автомобиля должны иметь дорожный или универсальный тип рисунка протектора (в соответствии с ГОСТ 22374-77 «Шины пневматические. Конструкция. Термины и определения») с износом, не превышающим допустимые нормы (остаточная высота рисунка протектора должна быть более 1 мм).

При испытании дорожных конструкций автомобилем, весовые параметры которого отличаются от параметров расчетной нагрузки, полученные результаты уточняют по формуле:

,

(5.1)

Е_ФЛ - фактический модуль упругости дорожной конструкции характерного участка, полученный по результатам, МПа;

Q_K - нагрузка на колесо используемого автомобиля, кН;

ℓ_ф - величина измеренного обратимого прогиба, см.

Нагрузку на колесо проверяют с помощью переносных весов, имеющих точность взвешивания до 0,5 кН. При их отсутствии нагрузку на колесо автомобиля Q_к определяют при помощи стационарных автомобильных весов. При этом автомобиль заезжает на платформу весов только задней осью.

5.4.3. Подготовка рычажного прогибомера к работе

Перед началом испытаний устанавливают предварительную точность прибора путем его тарирования в лабораторных условиях.

Рекомендуется следующая последовательность. Измерительный штырь прогибомера устанавливают на горизонтальную площадку, которой при помощи подъемных винтов дается определенное перемещение по вертикали. Рядом с измерительным штырем устанавливают индикатор, фиксирующий величину вертикального смещения. Второй индикатор установлен на обычном месте – противоположном конце рычага.

Проверяют закрепление рычага прогибомера в шарнире, после чего снимают показания с обоих индикаторов. Далее, перемещая штырь прибора по вертикали на 0,5-1,0 мм, снимают показания с индикаторов вторично. Данную операцию повторяют до тех пор, пока не будет получено необходимое количество показаний, по которым можно судить о точности прибора. По полученным данным строится тарировочная кривая, по которой определяется точность прибора.

К месту испытания прибор доставляется в разобранном виде, где производится его сборка.

5.5. Порядок проведения измерений упругого прогиба[1]

Испытания по оценке общего модуля упругости на поверхности покрытия проводятся в соответствии с «Указаниями по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд» ОДН 218.1.052-2002 [1];

Измерения упругого прогиба должны проводиться при отсутствии осадков. Полевые испытания методом нагружения колесом автомобиля необходимо выполнять при температуре асфальтобетонного покрытия не выше 50 °С.

На обследуемом участке дороги, не имеющем разделительной полосы, испытания проводят на одной стороне дороги, имеющей наибольшую степень деформирования поверхности покрытия. На участках дорог, имеющих разделительную полосу, испытания проводят как в прямом, так и в обратном направлениях.

Последовательность измерений:

1. На испытываемом участке дороги устанавливают грузовой автомобиль;

2. Под задние спаренные колеса автомобиля (расположенные на правой полосе наката) устанавливают рычажный прогибомер и снимают первый (нулевой) отсчет по индикатору, который заносят в журнал измерений;

Рисунок 5.1 – Схема установки длиннобазового рычажного прогибомера

1 – клиновидная опорная прокладка; 2 – кронштейн; 3 – индикатор; 4 – измерительное плечо рычага; 5 – опорная часть; 6 – грузовое плечо рычага; 7 – колесо автомобиля; 8 – измерительный штырь; 9 – подпятник

3. После снятия первого отсчета автомобиль медленно съезжает с испытываемой точки вперед на расстояние не менее 5 м.;

4. С момента начала съезда автомобиля с испытываемой точки оператор следит за изменением отсчетов по индикатору. При разнице последующего и предыдущего отсчета не более 0,01 мм за 10 секунд измерение считают законченным и записывают отсчет;

5. После проведения необходимого количества измерений (в соответствии с табл. 5.1 на характерных участках выполняется измерение температуры покрытия и определение влажности грунта земляного полотна (в соответствии с ГОСТ 5180-84 [2]) непосредственно под дорожной одеждой в шурфе, отрытом на обочине напротив контрольной точки.

5.6. Обработка данных и представление результатов измерений[1]

Распределение упругих прогибов дорожной конструкции в пределах характерного участка носит случайный характер. В этих условиях объективная оценка состояния дорожной конструкции может быть выполнена по величине фактического прогиба (ℓ_ф), соответствующего допустимому проценту деформированной поверхности покрытия (в соответствии с расчетным уровнем надежности дорожной одежды).

Для определения фактического прогиба дорожной конструкции (ℓ_ф), соответствующего допускаемому проценту деформированной поверхности покрытия, результаты линейных испытаний обрабатывают в следующей последовательности.

С целью оценки особенностей распределения прогибов на каждом характерном участке назначается величина интервала (разряда) распределения, исходя из точности испытаний ±5%. Значение середины интервала d (в мм) вычисляют по формуле:

,

(5.2)

где – среднее арифметическое значение прогибов на характерном участке, определяемое по формуле:

,

(5.3)

где n – количество испытаний на характерном участке;

Dℓ – отклонение величины прогиба от среднеарифметического значения, %.

ℓ_i – прогиб дорожной конструкции, измеренный в процессе линейных испытаний, мм.

Положительные значения принимаются для прогибов, превышающих по величине среднеарифметическое значение прогибов на участке, отрицательные - для прогибов, меньших среднеарифметического значения.

Определяют интервалы прогибов. Границы интервалов устанавливают делением суммы смежных значений пополам. Прогибы, попадающие на границу смежных интервалов, относят к интервалам меньших прогибов. Значения накопленной частоты получают последовательным прибавлением частоты очередного интервала (разряда).

После распределения результатов испытаний по разрядам строят кумулятивную кривую, по которой определяется фактический прогиб конструкции, соответствующий допускаемому проценту деформированной поверхности покрытия ℓ_ф. Кумулятивная кривая строится в координатах накопленная частота - середина интервала. При ее построении значения накопленных частот смежных интервалов (разрядов) усредняются.

Для определения фактического значения прогиба (ℓ_ф) из точки на оси ординат с допускаемой вероятностью повреждения покрытия ( ) проводится горизонталь до пересечения с кумулятивной кривой. Из точки пересечения опускается вертикаль на ось абсцисс, где находят искомое значение (ℓ_ф).

Величина определяется по формуле:

,

(5.4)

где Кн – расчетный (проектный) уровень надежности дорожной одежды.

Полученная величина прогиба используется для расчета фактического модуля упругости дорожной конструкции на участке автомобильной дороги.

Предварительно обработанные результаты испытаний приводят к требуемому расчетному состоянию дорожных одежд и земляного полотна. Приведенный фактический модуль упругости конструкции определяют по формуле:

,

(5.5)

где Е_ФЛ – фактический модуль упругости дорожной конструкции характерного участка, полученный по результатам испытаний, МПа (формула 5.1);

К_Ɵ – температурный коэффициент, равный отношению прогиба при расчетной температуре покрытия к прогибу при температуре, соответствующей периоду проведения испытаний. Используя график "температура покрытия – температурный коэффициент", находят значение (К_Ɵ) с учётом толщины слоёв асфальтобетона (рис 5.2).

Рисунок 5.2 – График температура покрытия – температурный коэффициент

H_k – толщина дорожной одежды на контрольной точке, измеренная в шурфе при определении влажности грунта земляного полотна, см;

K_Г – эмпирический коэффициент, зависящий от вида грунта земляного полотна в месте проведения испытаний;

K_Г = 1,5 – для супесей легких и песчаных грунтов;

K_Г = 2,15 – для суглинков, супесей пылеватых и тяжелых пылеватых;

W_ФЛ – измеренная относительная влажность грунта земляного полотна в период проведения испытаний, определяется в соответствии с ГОСТ 5180-84 [2];

Wр – относительная расчетная влажность грунта земляного полотна (находят по табл. 5.2).

Таблица 5.2 – Относительная расчетная влажность грунта земляного полотна

Тип грунта	Относительная расчетная влажность (Wр), %
Супесь легкая, песок пылеватый	0.76
Суглинок пылеватый, суглинок лёгкий, глина	0.86

D – расчетный диаметр отпечатка колеса (Для автомобильных дорог диаметр круга, равновеликий следу отпечатка колеса в статическом положении, должен быть равен 0,34 м, в движении - 0,39 м.);

К_Д – эмпирический коэффициент, зависящий от состояния покрытия на характерном участке;

При наличии сетки трещин К_Д = 0,90; при отсутствии – К_Д = 1,00;

К_Т – эмпирический коэффициент приведения дорожной конструкции к типичному состоянию (табл. 5.3).

Таблица 5.3 – Коэффициент приведения дорожной конструкции к типичному состоянию, К_Т

Тип дорожной одежды	грунт земляного полотна - супесь легкая и песчаный грунт	грунт земляного полотна - суглинки, супеси пылеватые и тяжелые пылеватые
Wфл/Wр	Wфл/Wр
0,65	0,70	0,75	0,80	0,85	0,9	0,65	0,70	0,75	0,80	0,85	0,9
Капитальный							1,84	1,39	1,23	1,13	1,06
Облегченный	1,62	1,36	1,21	1,12	1,03				1,85	1,50	1,27	1,10

Нормативные документы

1. ОДН 218.1.052-2002. Оценка прочности нежестких дорожных одежд;

2. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик;

5.8. Схема оформления лабораторной работы

Лабораторная работа №5

Определение прочности дорожных одежд методом статического нагружения

Студент
Группа
Категория дороги
Адрес участка

Исходные данные