Порядок измерения прочности дорожных одежд

Инструментальные измерения прочности дорожных одежд производят на тех участках, где ровность покрытия не отвечает нормативным требованиям. В процессе визуальной оценки состояния покрытия выделяют однотипные участки длиной 100 … 1000 м, границы которых назначают по однотипным или близким дефектам. Внутри каждого участка назначают частные участки с практически одинаковым состоянием дорожной одежды.

При проведении оценки прочности используют различные варианты полевых испытаний дорожных одежд нагрузкой:

· только в расчетный период;

· только в нерасчетные периоды года;

· непрерывные – в расчетный и нерасчетный периоды года;

· комбинированный метод, при котором линейные испытания проводят в нерасчетные периоды года, а контрольные испытания – непрерывно в течение всего периода испытаний.

Вариант испытаний выбирают по технико-экономическим соображениям в зависимости от задач обследования, наличия оборудования, объемов и сроков выполнения работ.

Испытания в расчетный период при значительном протяжении обследуемого участка (более 20 км) необходимо начинать с южного или западного его конца. Измерения прочности начинают с испытания дорожных конструкций на контрольных точках (точка в таком месте на покрытии, где состояние его по видам дефектов является характерным для данного участка).

Контрольные испытания в расчетные (весенние) периоды года должны быть начаты за 7 – 10 дней до обычного срока оттаивания земляного полотна и продолжены в течение всего периода наибольшего ослабления дорожной конструкции. Ориентировочно продолжительность расчетного периода T_р, сут, в районах с сезонным промерзанием грунта земляного полотна определяют по формуле

где h – глубина промерзания грунта, см;

а – среднесуточная скорость оттаивания, обычно а = 1 … 3 см/сут.

На каждой контрольной точке испытание проводят через день с 14.00 до 17.00. Общий период испытания на каждой конкретной точке – не менее 30 дней.

Контрольные испытания осуществляют методом статического нагружения колесом автомобиля.

Результаты испытаний приводят к расчетной нагрузке по формуле, справедливой при значении коэффициента Пуассона дорожной конструкции μ = 0 3:

где Е_а – модуль упругости дорожной конструкции при воздействии расчетной нагрузки, МПа (нагрузка на колесо – 50 кН, удельное давление колеса на покрытие 0,6 МПа);

К_а – коэффициент равный К_а = 0,36 МПа· см/кН;

Q_k – нагрузка на колесо используемого автомобиля, кН;

l – значение измеренного обратимого прогиба, см.

Для измерении я обратимых прогибов используют рычажный прогибомер модели КП-204.

Линейные испытания дорожных одежд проводят методом кратковременного нагружения установкой динамического нагружения типа УДН-НК конструкции МАДИ или типа ДИНА-3М равномерно по полосе наката (2 … 1,5 м от кромки покрытия) в объеме:

· 20 испытаний на каждом километровом отрезке характерного участка и на каждом отрезке характерного участка длиной менее 1 км при расчетном уровне надежности дорожной одежды 0,85 … 0,90;

· 28 испытаний при уровне надежности 0,95;

· 12 испытаний при уровне надежности 0,75 … 0,80;

· 10 испытаний при уровне надежности 0,5 … 0,6.

Особенностью испытаний в нерасчетный период года является то, что на каждой контрольной точке проводят одноразовое испытание с одновременным измерением температуры покрытия и влажности земляного полотна непосредственно у кромки проезжей части в скважине или шурфе, отрытом напротив контрольной точки.

Результаты испытаний, выполненных в нерасчетные периоды года, приводят к расчетному через коэффициент приведения К_Е, полученный путем сравнения результатов испытаний на контрольных точках в расчетный и нерасчетный периоды года:

где и – модуль упругости дорожной одежды на контрольной точке в расчетный и нерасчетный период года соответственно.

Тогда полученный в нерасчетный период в любой точке фактический модуль упругости, МПа:

Е_ф = К_ЕЕ_N.

Рассмотренные методы испытаний для оценки прочности дорожных одежд дают результаты, характеризующие фактическую прочность дорожной одежды, только в случае их проведения в расчетный период наибольшего ослабления дорожной одежды после оттаивания верхней части земляного полотна. Этот период длится обычно не более нескольких суток и уловить его очень трудно. Поэтому во многих случаях существующие методы визуальной оценки прочности дорожных одежд дают результаты, не уступающие по достоверности инструментальным измерениям.

Определенный по данным измерения модуль упругости записывают в линейный график дорожной одежды. Затем вычисляют коэффициент запаса прочности дорожной одежды

k_з = Е_ф/Е_тр,

где Е_ф – фактический эквивалентный модуль упругости, показывающий фактическую прочность дорожной одежды;

Е_тр– требуемый эквивалентный модуль упругости, характеризующий требуемую по фактическому составу и интенсивности движения прочность дорожной одежды.

По значению k_з рассчитывают необходимое усиление дорожной одежды, при этом выделяют участки с k_з>1,k_з=1,k_з< 1. Для каждого участка проверяют уменьшение коэффициента запаса прочности дорожной одежды, определяя изменение грузонапряженности дороги по сравнению с предусмотренной по проекту.