книги / Основы организации дорожно-строительного производства

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

К.Г. Пугин

ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебно-методического пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2017

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Целью учебной дисциплины является формирование со-

временных представлений в области ценообразования и сметного дела при проектировании новых и реконструкции действующих автомобильных дорог и сооружений, при обосновании и выборе технических решений в дорожном строительстве, реконструкции, ремонте и содержании объектов дорожного хозяйства.

В процессе изучения данной дисциплины студент расширяет и углубляет следующие компетенции:

–готовность к участию в составе коллектива исполнителей

кразработке транспортных и транспортно-технологических процессов, их элементов и технологической документации (ПК-7);

–владение знаниями организационной структуры, методов управления и регулирования, критериев эффективности применительно к конкретным видам транспортных и транспортно-техно- логических машин и оборудования (ПК-13).

Задачи учебной дисциплины:

–формирование знаний о принципах и методах рациональной организации строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог;

–формирование навыков решения задач организационно-тех- ническогоиматериальногообеспечениядорожногопроизводства.

Предметом освоения дисциплины являются следующие объекты:

–дорожно-строительные материалы;

–конструкция дорожных одежд автомобильных дорог;

–производственная эксплуатация дорожно-строительных машин и механизмов.

По окончании освоения дисциплины выполняется кон-

трольная работа, которая состоит из рассмотрения теоретических вопросов и практической части. Для подготовки необходи-

4

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ НАГРУЗОК ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА

Цель работы – ознакомится с принципами расчета нежестких дорожных одежд.

Дорожная одежда хорошо выдерживает движение автомобилей только в тех случаях, когда ее конструкция и толщина отдельных слоев рассчитаны на действующие нагрузки с учетом частоты их приложения.

1.1. Теоретическая часть

Срок службы дорожных одежд может быть существенно продлен, если при организации автомобильных перевозок учитывать прочность дорожных одежд и по возможности согласовывать с типами покрытий тоннаж используемых автомобилей, а в случае необходимости рассредоточивать интенсивные перевозки между несколькими параллельными дорогами.

Все типы дорожных одежд по условиям их работы при действии нагрузок делят на две группы: жесткие и нежесткие.

Кжестким относят цементобетонные, а также асфальтобетонные покрытия на бетонных основаниях. Прочность этих одежд в основном определяется сопротивлением изгибающим усилиям цементобетонной плиты, распределяющей давление от автомобиля на большую площадь грунтового основания.

Кнежестким относят все остальные типы дорожных одежд, которые сами практически не воспринимают изгибающих напряжений, а сопротивление нагрузкам обеспечивается преимущественно подстилающим грунтом, на который дорожные одежды распределяют давление от колес автомобиля. При этом прочность грунта используется в значительно большей степени, чем при жестких одеждах.

6

Если к нежесткой дорожной одежде приложена нагрузка, превосходящая ее прочность (рис. 1.1), то происходят следующие явления, приводящие к разрушению дорожной одежды:

–дорожная одежда распределяет давление на некоторую площадь подстилающего грунта и тем большую, чем значительнее жесткость одежды, грунт под местом приложения нагрузки сжимается и частично вытесняется в стороны, в результате чего дорожная одежда прогибается;

–при прогибе в дорожной одежде развиваются растягивающие и скалывающие напряжения, которые по достижении прогибом некоторого критического значения вызывают пролом одежды с выкалыванием ее части, находящейся под колесом

ввиде расширяющегося книзу усеченного конуса. Длительные наблюдения за службой дорожных одежд и специальные испытания большими нагрузками показали, что независимо от конструкции нежестких одежд и состояния подстилающего грунта

вподавляющем большинстве случаев разрушения происходят при достижении прогибом критического значения, находящегося в пределах 0,035–0,065 от диаметра круга, равновеликого

площади, через которую передается на покрытие нагрузка (при нагрузке от автомобилей – площади контакта спаренных колес

спокрытием);

–в основаниях из несвязных и малосвязных материалов (гравия, песка, щебня) и в подстилающем грунте при превышении касательными напряжениями сцепления могут возникать явления пластического течения – выжимания материалов вбок из-под загруженной площадки, развитие которых также приводит к потере прочности одежды.

Относительная роль каждой из перечисленных деформаций в разрушениях дорожной одежды различна в разных конструкциях нежестких дорожных одежд. Чем тоньше дорожная одежда и меньше она отличается по жесткости от подстилающего грунта, тем чаще происходят разрушения от выкалывания.

7

допустимое значение растягивающих напряжений в слоях, укрепленных вяжущими материалами, на допустимое вспучивание зимой при замерзании воды в порах подстилающего грунта, атакже на обеспечение отвода воды из пористых слоев. Однако для проверки возможности пропуска по дороге отдельных тяжелых нагрузок или оценки допустимой интенсивности движения автомобилей определенноготипадостаточнапроверка поупругому прогибу.

С точки зрения строительной механики дорожные одежды являются частным случаем многослойных плит на нелинейнодеформируемых основаниях. Строгих теоретических решений для определения напряжений и деформаций таких систем еще не найдено, и при расчетах дорожных одежд используют приближенные решения для двухслойных плит на линейно-деформируемых основаниях, ккоторым приводятдорожные одежды.

По формуле Е. Барбера при действии одинаковых нагрузок осадки у двухслойной системы и однородного упругоизотропного полупространства одинаковы, если их модули упругости находятся в соотношении

где E1, E2 – модули упругости верхнего и нижнего слоев; h – толщина верхнего слоя; D – диаметр круглой площадки, равновеликой площади контакта шины с покрытием, через которую передается давление.

Это дает принципиальную возможность условно заменять при расчетах двухслойную систему – слой прочного материала на грунте – эквивалентным по деформируемости слоем условного однородного материала (рис. 1.2).

9