автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Повышение устойчивости земляного полотна автомобильных дорог Сирийской Арабской Республики

г

о Г?

п

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

АКРАМ МАТАНЙОС САЛАМА

УДК 625.731.033.38

ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ СИРИЙСКОЙ АРАБСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Специальность 05.23.11 - Строительство автомобильных

дорог и аэродромов

А в I о р е $ в р а I

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1991 J

г

Работа выполнена на кафедре строительства и эксплуатации автомобильных дорог Московского авгоыобальао-дорожного института

Научный руководитель - доктор технических наук,

' профессор А.К,СЛШЦКИЙ

Научный консультант - кандидат технических наук,

доцент М.С.К0ГАН30Н

Официальные оппоненты - доктор технических наук»

Б.И.ЯРОМКО •

кандидат технических наук, В .Д. БРАСЛАВСКИЙ Ведущая организация - СоюздорНИИ

Защита состоится: "2 3" 1991 г., в 10 ч., в

вуд. 42 на заседании специализированного совета ВАК СССР Д 053,30.01 при Московской ордена Трудового Красного Знакена автомобильно-дорожнои институте по адресу: 125829, ГСП-47, г.Москва А-31Э, Ленинградский проспект, 64.

С диссертацией иожно ознакомиться в библиотеке института.

Телефон для справок 155-03-28.

Просии принять., участие в обсуждении работы и направить Ваш отзнв на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, на имя ученого се1фетаря.

Автореферат разослан " " ЯнучЛУ 199 1 г.

Ученый секретарь специализированного совета ВАК СССР г053.30.01 при ЫАДИ

•доктор технических наук, доц, Ю.М.Яковлев

J

I__I

I г ...

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

"""Актуальность работы. Различные строительные фирмы, осуществляющие проонтирование л строительство автомобильных дорог САР, используют методы расчета дорожной конструкции, которые не имеют увязки между собой. Это не дает возможности представителям государственной службы осуществлять проверку и контроль проектных данных. Кроме того, невозможно получить, сопоставимые данные о состоянии автомобильных дорог для службы эксплуатации. Такое положение в ряде регионов САР приводит, в частности, к потере устойчивости земляного полотна автомобильных дорог и разрушению дорожных одежд.

Анализ существующих в САР нормативных документов показал, что для ликвидации этих недостатков целесообразно уточнить границы дорожно-климатаческого районирования страны, разработать мероприятия по обеспечению прочности и устойчивости земляного полотна, что позволит повысить надежность дорожной одежды, увеличить межремонтные срока или снизить толщину конструктивных слоев дорожной одежда. В условиях САР, характеризующихся низкой влажностью, отсутствием набухания и промерзания грунтов, как показывает опыт, накопленный в разных странах мира, минимальным по стоимости и вместе с тем действенным методом является повышение прочности, устойчивости грунтов земляного полотна за счет их переуплотнения . ■ что требует проведения исследований для даннюс услспий. —

Цель работы. Целью настоящего исследования является:.уточнение дорожно-климатического районирования и разработка предложений по повышению устойчивости земляного полотна автомобильных дорог в условиях САР.

• Натчная новизна. Научная новизна исследования и полученных результатов заключается в следующем:

^-разработка дорокно-климатячесхого районирования по признаку одинаковой влажности грунта земляного полотна автомобильных дорог, эксплуатируемых в условиях, сходных по типу увлажнения местности;

обоснованы значения прочностных характеристик грунтов в зависимости от степени их уплотнения и влажности для расчета дорон-шх одежд вехестяото тана а условиях САР;

разработаны основы теоретического определения требуемой работы уплотнения для достижения оптимальной степени уплотнения

11 -1 ... ь^и .

•грунта.

Практическая пеннооть - установленные для условий САР расчетные значения прочностных характеристик грунтов разных видов в различных районах страны позволяют проектировать дорожные одежды более экономно а надежно. Методика назначения технологических параметров процесса уплотнения и выбора эффективных уплотняющих средств обеспечивает снижение себестоимости и трудоемкости работ и повышение качества строительства земляного полотна.

Реализация результатов работы - разработав метод определения параметров грунта земляного полотна для расчета дорожных одежд нежеоткого типа автомобильных дорог в САР (Ey,ujtC ) ;

разработан проект инструкции по технологии сооружения земляного полотна автомобильных дорог в САР.

Апробация работы. Диссертационная работа рассмотрена и ре-коыендована к защите на заседании кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог МАДИ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и общих выводов и содержат 225 страниц машинописного текста, 22 рисунка, 56 таблиц и списка литературы из 109 наименований, 7 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен обзор исследований по вопросам до-рожно-клиыатического районирования, установлению расчетных параметров грунта земляного полотна, повышение устойчивости и прочности земляного полотна.

Вопросами дорожного районирования занималась большая группа ученых, начиная с 30-х годов нашего столетия: Дубелир Г.Д., Пузаков H.A., Бабков В.Ф., Баруля А.К., Сиданко В.М., Шалопаев Е.И., Анфимов В.А., Гудзинский М.Н., Ивлев Н.П., Тулаев А.Я. и другие.

Дорожно-кликатическое районирование САР было выполнено впервые в 1971 году, но количество данных агроыетеостанций (AMC), используемых для определения расчетной влажности для всей территории САР, было недостаточным (всего2 AMC).

Однако, по данным опыта строительства и эксплуатации автомобильных дорог, в течение почти 20 лет такое дорожно-климати-l_2j L J

г ~

веское районирование не вполне оправдало себя и возникло много

проблей, связанных о разрукевием земляного полотна, особенно в северо-западной части страны. Вопросами устойчивости земляного полотна, в основной; дорожной среды,занимались советские и зарубежные ученые, в том числе Н.Н.Иванов, М.Я.Телегав, О.Т.Батраков, Н.Я.Хархута, ¡D.M.Васильев, Демпсе (США), Форсс-Блад (Швеция) и другие.

Результаты исследований, выполненных во многих странах мира, показывают, что при невысокой вланностя грунта и отсутствии промерзания и набухания .грунтов для повышения устойчивости и прочности грунта в процессе эксплуатации целесообразно при возведении зекляного полотна увеличение коэффициента уплотнения до величины,превышающей 1,0, что является актуальным для условий САР. На основании лроведевного анализа цель и задачи исследования можно сформулировать следующим образок:

1. Анализ природных условий САР.

2. Уточнение дорокно-кшшатаческого районирования САР.

3. Определение расчетных характеристик грувта зекляного полотна ) на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований.

4. Исследование влияния степени уплотнения на показатели прочности грунта земляного полотна.

5. Разработка экономически обоснованных рекомендаций по выбору уплотняющих средств я по назначению технологических параметров процесса уплотнения грунта зекляного полотна (прз Ку

более 1,0).

Во второй главе, посвященной уточнению дорогно-кламатичес-кого районирования САР, взложен : теоретический анализ влияния природных условий на прочность в устойчивость земляного полотна а"' на дорокно-кликатаческоа районирование САР. Климат САР характеризуется большой амплитудой изменения показателей в те-чение'годового цикла. Годовая сукка осадков на побережье Средиземного моря в Лагакян более 900 им, на востско в Халибе -322 мы, в Дамаске - 226 ми, в юго-восточной части страны - не более 100 т. Средняя годовая температура воздуха изменяется в зависимости от района страны. Самая высокая температура воздуха в августе а июле колеблется от 32°С в Латакив до 43°С -в Дамаске, 47°С - в Пальмире и 46°С - в Какытяе. На территории

L' J . . L? I

САР наблюдается высокое испарение, осог^вво леток. Леток относительная влажность воздуха, во внутренних районах колеблется от 30$ до 60$, в прибрежной голосе - от 705? до 75$. Зимой средняя относительная влажность воздуха во внутренних районах колеблется от 70 до 80%, а прибрежной полосе - до 60$. Влияние климатических факторов можно выразить через коэффициенты водного баланса. По критерии водного баланса можно разделить территорию СА? па 3 области:

I - влажная область, коэффициент водного баланса - 500 мм в год; П - засушливая область, коэффициент водного баланса -

500 *-1500 мы в год ; Ш - сухая область, коэффициент "водного баланса - 1500-Г3500 мм.

Районы САР характеризуются глубоким расположением грунтовых вод и небольшим перепадом температуры в активной зоне земляного полотна под покрытием а значительным уровнем испарения. Поэтому в зтих районах не возникают условия для переувлажнения грунта земляного полотна под покрытием в результате миграции влаги в форма водного пара и фильтрации воды от выпадения атмосферных осадков. Колебания влажности грунта земляного полотна под дорожной одеждой и под обочиной можно оценивать по изменению влажности грунта поля.

На 5 дорогах в САР измеряли влажность под дорожной одеждой (V/„ ) и под обочиной ( V/05 ) в расчетный период (январь, февраль 1989 г.) в разных районах САР с использованием прибора (TEXL0A )• сТч

В результате стамеской обра'ботки значений влажности грунта под дорожной одеждой (И4 ) и под обочиной (lV^ ) получили зависимости для разных районов САР:

I область V/n = 0,83 W0s + 0,255 (коэффициент корреляции

г = 0,906)

П область W„ = 1Д5 Wqî - 4,44 (коэффициент корреляции

г = 0,989)

Ш область Wn =0,92 Ц,^- 0,675 (коэффициент корреляции

Г= 0,974)

Установлены коэффициенты перехода от влажности грунта поля к влажности земляного полотна, значения которых изменяются в зависимости от области САР:

г ~

Для I области = О,SO

Для П облаем Л - 0,86

Для Ш области ^ - 0,83

В зависимости cv интервала относительной влажности грунта большая част* территория САР относится к I гидрологической группе, кроме северо-западного района страны, который относится ко П гидрологической группа. В условиях САР . расчет-

ной влажности грунта земляного полотна (по методике проф. В.М.Саде нко,) была получены с использование« данных 10 AMC за период 1974-1985 гг^многолетней среднемесячной влажности грунта СIV' ) на глубине 60 ск в разных районах, распо-

ложенных близко к дорогак.

Полученные значения расчетной влажности грунта земляного ' полотна автомобильных дорог- в зависимости.- от типа грунта и категории дороги приведены в табл. I.

Таблица I

Расчетные значения ) для условий САР

Дорожно- ! Гидро- ! кликати- ! логи- ! ческий ! ческая! район ! группа !

Типовые грунты района

Категории дороги

П | Ш,1У

Jr я Тяжелые суглинки, глины 0,69 0,68 0,66

гп Суглинка, глины 0,68 0,67 0,65

П1 Тяжзлые суглинки, песчаные глины 0,58 0,57 0,55

П2 Тяжелые суглинки, глины 0,5S 0,53 0,52

П3 .1 Суглинки пылеватые и тяжелые глины 0,56 0,55 0,53

П4 ' Тянелне суглинки, гляяы, пылеватые суглинки 0,53 0,52 ,0.50

Болотные грунты, глины, _ .суглинка______ ____ _ 0_,60_ . 0,58 _0,57_

ffij Тянелне суглинки, глины, суглинка пылеватые 0,53 0,52 0,50

ш2 1 Суглинистые гипсовые грунты 0,48 0,47 0,46

. шз Супеси пылеватые и суглинки 0,40 0,39 0,38

I' 1

На основе принципов физико-географического районирования и по признаку одинаковой влажности земляного полотна автомобильных дорог, находящихся в сходвых по типу увлажнения местности условиях, то типу грунтов,, расположенных на территории САР, были уточнены границы дорожно-климатического районирования,особенно во П и Ш областях (рис. I).

Установленные расчетные влажности грунтов земляного полотна (0,4-0,7) существенно отличаются от значений расчетной влажности, на основе которых было выполнено ранее дорожное районирование САР (0,55-0,7).

В третьей главе приведен теоретический анализ влияния уплотнения на расчетные характеристики грунтов земляного полотна.

Одним из важных деформационных параметров грунта для расчета нежестких дорожных одежд является его модуль упругости. В полевых и лабораторных условиях процесс уплотнения грунта можно характеризовать изменением его кодуля деформации Ер . Для расчета нежестких дорожных одежд в качестве параметра прочности грунтов в САР применяют показатель СВК . Для установления зависимости ыеаду показателем СВк , модулями упругости и деформации грунта были цроБедевн серии опытов для определения С&К (по методике ) и Еу (по методике ВС Н 46-83) на при-

боре трехосного сжатия для 3-х типов грунта (30 опытов). После статистической обработки результатов экспериментов было получено корреляционное уравнение Еу~СВЯл (рис. 2).

для глины Еу = 73,68 + 0,631 СВИА / (МПа) коэффициент корреляции г. = 0,938 (I)

для суглинка Еу = 58,8 + 0,94 СВКЛ / (Ша)

коэффициент корреляции г= 0,886 (2 )

для супеси £"у= 36 +1,2 С£ЯЛ / (Ша) коэффициент корреляции г = 0,865 (3)

где Еу - модуль упругости грунта, (Ша) ;

СВЯЛ - показатель С£Я в лаборатории {%).

Между показателем С&К и модулем деформации грунта в лаборатории Ецл , исходя из методик их определения, можно установить следующую зависимость

£?л = 1,35Шл , («Па) (4)

г

Рло. I, Уточнение климатического районирования САР :

—--новые границы дорозсво-кязматических областей ;

----саарне границы дороасно-климатических областей;

_- новые границы дорожно-климатическах районов >

----.старые границы дорокно-клвиатнческах районов;

----- изолинии расчетной влаазостн;

оф * - агромегеостаяции (AMC)

L J L^J

где En - модуль деформации грунта в лаборатории, (Ша). '

По данным В.Ы.Сиденко; между модулем деформации грунта в поле Едп и модулем деформации грунта в лаборатории Е%л имеется соотношение

= 1,1 » 2,30ШД , (Ша) (5)

отсюда:

для глины Ej = 73,S8 + 0,27 Ед„ , (Ша) (6)

для суглинка fy = 58,8 + 0,40 Еда , (Ша) (7)

для супеси fy = 36 + 0,52 £дп , (Ша) (8)

Для определения структурной прочности грунта можно выразить модуль упругости грунта (Еу ) и структурное сопротивление сдвигу ( ) через коэффициент уплотнения (Ку ) и влажности грунта (Vvp ; зависимость между этими величинами имеет вид:

, (Ша) (9)

, (МПа) (10)

Для случая (Г), учитывая, что и практически не

зависит от плотности :

• -е"* , (Ша) (II)

<3 v/p . (град) (12 )

Для опытной проверки зависимостей (9), (II) в (12) в лаборатории был испытан суглинистый грунт (У-t = 38$ Ip= I 7%)' ' по^трем методам Проктора с шестикратной повторвостью для статической оценки плотности грунта. После определения Qg^ , вычисления величины модуля упругости Еу по формуле (2) и соответствующей статистической обработки было получено уравнение зависимости модуля упругости (Еу ) от плотности ( Ку) и относительной влажности

£>=ыт а/5 еур [--/5.78 wP чм v/p1], (мпа) а з)

На рис. 3 показаны кривые,соответствующие этой зависимости; и результаты уплотнения грунта' по методу Проктора, позволяющие анализировать влияние»плотности, влажвости и работы уплотнения на величину модуля упругости грунта.

Для оценки хфоцесса уплотнения в лабораторных и полевых условиях в качестве параметра уплотвнная целесообразно исполь-

ПЗ .

ы

¡8

¡3 50 й

5! Еч О О

(н &

л р

о

5=

Рас.2. Зависимость модуля упругости грунта от величивыС-ВК

экспериментальные значения

О 5 10 2.0 ¿5 ¿О 35~ '(О ¿го SS 60 Показатель прочности грунта СВК по методике А^НО {%)

(п.п/- у / / / _ гу

-ЙТ-¿2-¿Г

/г ёла>2Иость грунта, {%)

Рас.З. Зависимость модуля упругости грунта от его плотности а влажности: 1,2,3- кривые результатов лабораторного уплотнения . по .методу Проктора (С.П.-стандартного Проктора; П.П,- цромежт-Чю^ного Проктора; М.П.- модифицированного Проктора) *— 9 —»

ковать работу внешних сил.

Работа внешних сил, находящаяся на единичный объем уплотненного грунта, называется требуемой удельной работой уплотне-

п 7Р ная Му

Если известны начальная толщина слоя ), к, начальная и требуемая плотность Уска и Ус к , г/см3, начальный модуль деформации грунта Е0 (Ша), конечный модуль деформации грунта Е,- (Ша), можно определить требуемую работу уплотнения по формуле, предложенной Коваленко В.И. и Разореновым В.Ф.;

я? I ¡г- ЧруЦ. - Н4)

где Ау - удельная требуемая работа уплотнения, (Дк/ср*) ; К- - многофакторный коэффициент, к:

у (У**, -УГсу, ) 4__(15)

' 2.3Й? е?1£,-1Е>)-(Угск.) При выполнении экспериментальных исследований на приборе, модвлирувдек уплотнения грувта в лаборатории (МАДИ), для супеси ( \УТ = 22% 1е =2$) при влажности равной V/ = 0,63\в V/ = = 0,55 определяли значения АуР и % по формулам (14) в (15). При использовании элементов теории корреляции для определения зависимости между требуемой работой уплотнения и коэффициентом уплотнения для разной влажности получили:

1. V = 0,63 №т (оптимальная влажность)

Ау '12Л2 КуЧ0.49, (¿>жЫ) Г'ОМ (16)

2. \1/ = 0,551*4

/)7Г ку -ыоэ г'Р.еа (17)

На рис. 4 показаны зависимости Я у от Ку для данных значений влажности грунта.

Для определения технических параметров процесса виброуп-лотнания необходимо определить сжимающие напряжения в уплотняемом слое вибрационными катками по формуле

--Ф7^ ОШа) (18)

где В0- модуль деформации грунта, (Ша) ; Я г радиус вибровальца катка, см.

г

Линейное давление вибровальца в динамике (§£ ) колено определить по формуле

^— , (Н/сж) (19)

П

> в

где Р - амплитуда значений возмущающей силы, Н; ¿2 - приходящаяся на валец сила тяжести катка, Н; В ~ ширина вальца, си; Кп?- коэффициент превышения, определяемый по графику.

С целью определения оптимальной толщины уплотняемого слоя и необходимого количества проходев катка Ыр в полевых условиях экспериментально определили^ при Ку £ 1,00 и сравнили измеренную толщину уплотненного слоя по формуле Н.Я.. Зархута:

, <ск) с20) "

Р*р+й у

где ß - вес взброкатка, Н; Р - амплитудное значение возмущающей силы, Н\ ¿та* ~ сжимающее напряжение на контакте ввб-ровальца о грунтом, (МПа) ; и. - коэффициент,зависящий от скорости изменения-напряженного состояния ; при укладке ^ =1,7-2,0; ¿„р- предел прочности грунта (Ша).

Сравнение результатов расчета по формуле Хархута (20)для определения толщины уплотняемого слоя при коэффициенте уплотнения с экспериментальными данными приведено в табл.2.

Таблица 2 Толщина уплотняемого слоя грунта

Значения / (см) для различных _____катков_______

~ CA-15 Г ~ СА-25 1 CA-5I5-(Швеция) j (Швеция) | (Швеция)

L" J

1,03 • 4,14 4г. ш 22 25

экс 20 25 30

1,046 4,75 kjL 17,3 2Г.5 22

18 23 28

1,055 5,30 Aye 16,5 20 20

»»ГС 17,5 22,30 25

1,060 6,00 "ПС 15.0 18,0 18,20

17 20 • 25

*с/> - значения толщины по формуле Хархута Н.Я.;

значения толщины слоя по экспериментальный дан-

Llli

К

у

ным автора в полевых условиях САР.

В четвертой главе приведены данные экспериментальных исследований по определению расчетных характеристик грунтов и технологических параметров процесса уплотнения. В лаборатории былиопределены максимальная плотность (%сктах) и оптимальная влажность (\/0пт ) для 3-х видов грунта на 12 образцах (по методике А А БЙО).

Для исследования влияния работы уплотнения на плотность и влажность грунта (по трем методам Проктора, табл. 3) были испытаны с шестикратной повторностыо серии из 10 образцов грунта 3-х видов в лаборатории Сирийской компании (КОйСО ).

Для статистической оценки результатов уплотнения на рис. 5 приведено изменение &Ктах и ^0ЛТ в зависимости от работы уплотнения АуР I а также результаты, сопоставления удельной работы уплотнения,теоретически рассчитанной по формуле (14), с экспериментальной.

Таблица 3

Параметры уплотнения по методике Проктора

Метод уплотнения в САР

Параметры уплотнения

Трамбовка

--! сгво

Масса г ! Высота слоев

(кг) '.падения,! ____! _(си! ___

! КоличеЧ Число

ударов

Удельная работа уплотнения,

(Дж/Ы)

Стандартный Проктор (С.П.)

Промежуточный Проктор (П.П.)

Модифицирован ный Проктор ТЫЛ.)

2,5 30,0 3 25 0,65

4,5 30,0 3 30 1,30

4,0 45,8 5 25 2,75

Автором были проведены опыты по стандартному уплотнению грунта по методу ВСН 45-83 на приборе СоюздорНЙЙ. В эток эксперименте определена плотность для 6 значений влажности грунта 8, 10, 12; 14, 16, 18$ для 5 условий по числу ударов по каждому слою, равному 40 , 45 , 50 , 60 , 80. Была выполнено пять серий опытов по установленной методике с гремя слоями грунта одинаковой толщины, но при разной удельной работе уплотнения. На рис.6 показано изменение плотности и влажнооти грунта супеси = 225», = 2) в. зависимости от работы уплотнения.

11_

г

Рис. 4. Зависимость требуемой удельной работы уплотнения от степени уплотнения и влажности грунта: Je

* - значение А у при влажности

V =о,бз ;

•-значение Ау влажности

V =0,55

при

°,90/рг 434 036 0,3S {,00 ¿огм JOS

Коэффициент уплотнения (Ку)

(фм3)

J2S-г s?s °'¿ Ф 2

удельная работа уплотнения, (Дн/сл )

О

0,6 /,25- 2

О X

Л

MÍA 20 li

3R/+

я а SSfH

в? 4

EIS Л

н е* о о

глины

суглинки

РХ'(Ъ //

м

РК-Г

сулеои

Di L1S 2 г/м- ',25- г г/s

удельвая работа уплотнения

г

Рас. 5. а-зависамость максимальной плотности грунта от работы уплотнения;

4Г~зависимость оптимальной влажности грунта от удельной работы уплотнения

L J

LI3J

Из графиков на рас. 6 видно, что зависимость максимальной плотности грунта Сектах ог удельной работы уплотнения Ау подтверждается экспериментально.

В полевых условиях работа уплотнения выражается через количество проходов катка (А/р) ; была получена зависимость (рис. 7) плотности грунта ( ^ск) и влажности грунта (W ) от количества проходов катка.

По результатам экспериментальных исследований в полевых условиях (в САР) для разного количества проходов катка 5, 10, 15 (табл. 4) были установлены зависимости = (л//>) и W- /г (Ñp) (рис. 7).

Таблица 4

Экспериментальное значение плотности и влажности грунтов (в полевых условиях САР)

Количество ! РК-3 (глины) ! РК-26 (суглинки) проходов !----------.---!-------------

íaiKa _ !УС* iTícfí J _ i%l J i _

5 1,85 13,2 1,70 18,8

10 1,89 12,70 1,76 17,05

15 1,94 ' 12,3 1,785 16,05

На основе обработки экспериментальных результатов получили: для грунта РК-3 (глины)

1,850 + 0,I47^{W/>/r) , (г/сь;3) (21)

W = 13,2 - 2,22 £ (tfp/f) '(SS) (22)

для грунта РК-26 (суглинки)

1,70 +0,21^0^ '{т/си3) (23)

W =18,8 - 5,67 ' (%) (24)

Исходя из результатов выполненных экспериментальных работ определены показатели C5R , модули упругости , сцепления С и угла внутреннего трения <р грунтов, После ¿х обобщения и статистической обработки была получены модели зависимости, С, $ от влажности (Wp ) и плотности Ку для супесей, суглинков и глин, распространенных в условиях САР. Для супеси <s * •

Вц,2 45 Kj ¿XP[-5.56V1P + U27 Wp J , (Ша) (25)

С . аг Kf£xp i-us wP + k-s ц/ j t(Ша) (26) LI4J L J

Максимальная плотность грунта ^(Г/смЗ)

153 О

Плотность грунта, (Г/см3)

Коэффициент уплотнения {Ку)

1 4>=3í - р-SVJp t град

Для суглинков, главы

= 31/02 K2 S£Xp[-is-.78V/p Wp2] С - 0.0221 К?Ш fiSfr Wp - <?. и W/ J

, град

Расчетные звачения деформационных прочностных характеристик земляного полотна в условиях САР приведены в табл. 5.

В пятой главе приведены практические рекомендации и оценка их экономической эффективности.

Для определения оптимальной степени уплотнения грунта земляного полотна была разработана экономико-математическая модель, в которой стоимости слоев, кроме покрытия (принято максимальное значение), выражены в зависимости от коэффициента уплотнения при данной влажности грунта, позволяющая оценить стоимость различных вариантов дорожной одежда.

Степень уплотнения, при которой стоимость Сдл дородной одежды минимальна, является оптимальной степенью уплотнения.

Общая стоимость дорожной конструкции Сд.к состоит из стоимости дорожной одевды С д-о толщиной Л д о и стоимости устройства земляного полотна C^./i ;

СА.Я = СА-0 Сз-п • (.PZ-fooM1") , (31)

Рекомендуемые значения коэффициентов (степень) уплотнения верхних и нижних слоев земляного полотна автомобильных дорог в зависимости от влажности грунта (Wp) и категории дороги для условий различных дорожао-климатических районов САР приведены в табл. 6. ч,

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований иожно сделать еледутаре выводы:

1. На основе принципов дорожного районирования уточнено до-рожно-климатическое районирование, САР по признаку одинаковой влажности грунта земляного полотна автомобильных дорог, находящихся в сходных по типу увлажнения местности условиях.

2. Исследованы закономерности изменения влажности грунтов поля и земляного полотна в районах САР ; установлены коэффициенты перехода, от влажности грунта в поле к влажности грунта зем-

(27)

, (Ша) (28) , (МПа) (29) (30)

г. 1_

Таблица 5

Расчетные значения деформационных и прочностных характеристик земляного полотна в САР

Тип грунта Супесь легкая

Обозна- ; Расчетные значения характеристик при влакноста в долях

I К а | чание и |_____ ____ 6* йт*____ __________

!____I _ _0а40 _Г_0_д45 _l_.0j.50 Л .О^ББ _Г_0^60 J_.0j.65 X _0х70

0,95 £з С V

I ¿г

с

МПа)

МПа)

град)

МПа)

МПа)

92 0,016 36 98

0,017

78

0,015 36 84 0,016

67

0,014. 35 62

0,015

58 . 0,013 34 62

0,014

54

0,013

.34

58

0,014

50 0,012 33 54

0,0129

47 0,011 32 50 0,0118

Песок пылеватый

0,95 Е* С

г

1 с

МПа) МПа) МПа) МПа) град)

102 0,029 110 0,031 38

96

0,027 104 0,029 38

91

0,025 98 ' 0,027 37 .

86

0,023 93

0,0248 37

80 0,021 86 0,022 36

75

(У,017

81

0,0183 36

69

0,014 74

0,015 35

Суглинок и глины 0,95

1,00

1,05

Г м Й"

С

Ь

с

Ь

с У

МПа) МПа)

МПа) Ша) МПа) МПа) град)

126 0,055

138

0,059

246

0,063

32

116 0,050

125

0,054

134

0,058

31

102 0,045

НО 0,048 118 0,055 30

86

0,036 93

0,038 100 0,041 28

69

0,030 74

0,032 80

0,039 26

48

0,024 52

0,025 55

0,029

39

0,019

42 0,020 48

0,023

Г^ Таблица 6 -]

1? Рекомендуемая степень уплотнения верхнего и нижнего слоя земляного полотна в разных

районах САР

Дорожно- ! Тип ! _ До£Оги_1_й_П категории___!__1о£оги_Ш_я_1У категории _

климати- | грунта района [верхний олоД Ь ¡.Нижний олой_Я«_ [в^хнМсдоДА» [_Н№£ слой_А» I

район { { | К? ! ^/Р _ Г _ I |<а _ I ^ I

II Суглинки Гливы 0,69 1,04 1,06 0,69 1,04 1,02 0,66 1,02 1,04 0,66 0,98 0,98

Т2 Суглинки Глины 0,68 1,04 1,06 0,68 0,98 1,02 0,69 1,02 1,04 0,69 0,98 0,98

П1 Тяжелые суглинки Глиш 0,58 1,02 1,04 0,58 1,00 1,02 0,55 1,00 1,02 0,55 0,98 0,98

П2 Суглинки Глины 0,55 1,02 1,04 0,55 1,00 1,02 0,52 1,00 1,02 0,52 0,98 0,98

П3* Суглинка пылаватые Тяжёлые глины 0,56 1,02 1,04 0,56 1,00 1,02 0,53 1,00 1,02 0,53 0,98 0,98

Ч Тяжелые суглинки Глины 0,53 1,00 1,02 0,53 0,98 1,00 0,50 1,00 1,00 0,50 0,93 о,эа

% % Глины Суглинки Тяжелые суглинки Глины 0,60 0,53 1,06 1,04 1,00 - 1,02 0,60 0,53 1,02 1|00 0,98 0,98 0,57 0,50 1,02 1,00 1,00 1,00 0,57 0,50 0,98 0,98 0,95 " 0,95

ш2 Суглинистые гипсовые грунты 0,48 1,00 0,48 0,98 0,46 1,00 0,46 0,95

ш3 Супеси 0,40 1,00 0,40 0,95 0,38 1,00 0,38 0,95

Г 1_

'ляного полотна, изменяющиеся в зависимости от района.

3. Определена расчетная влажность грунтов земляного полотна автомобильных дорог в САР с'.учетом типа местности по условиям увлажнения, типа грунта, категории дороги и уровня вероятности по данным 20 агрометиосганцай.

4. На основании лабораторных экспериментов установлены значения прочностных а деформационных характеристик земляного полотна, требующие дальнейшего уточнения в реальных условиях САР. Получены характеристики грунтов (Еу, у, С ) для расчета

- на прочность дорожной одежды нежесткого типа в условиях САР в зависимости от степени уплотнения в относительной влажности з интервале ( = 0,4 - 0,7).

5. Экспериментально установлена зависимость между С&я и деформационными характеристиками трех видов грунтов Е3 в Ру , которая позволяет в условиях САР сопоставить имеющиеся результаты различных фирм при расчете и конструировании дорожвых одезд нежесткого типа.

6. Разработан и обоснован метод расчета требуемой удельной работы уплотнения " . * ■ • • грунтов в зависимости от их фактической влажности.

7. Предложены рекомендации для назначения технологических параметров процесса уплотнения, выбора уплотняющих средств, определения максимальной толщины уплотняемых слоев грунта земляного полотна и оптимальной .производительности уплотнения в зависимости от типа катка.

8. Разработана модель для определения оптимальной степени уплотнения грунтов по категории экономической эффективности. Установлена рекомендуемая оптимальная степень уплотнения грунтов земляного полотна для дорог различных категорий (в зависимости от относительной влажности грунтов в различных дорожно-кли-ыатических районах САР).

Основные положевия диссертации опубликованы в статье:

Салама Акрам. Обоснование расчетных параметров прочности грунтов для проектирования дорожных одежд нежесткого типа в условиях САР Г сб. йауч. ир./МАДИ,-М., 1989.

1_ J