Пример прогнозирования параметров водно-теплового режима дорожной конструкции

Требуется определить расчетную влажность грунта земляного полотна в весеннее время года после оттаивания грунта и оценить морозоустойчивость дорожной конструкции.

Исходные данные. Дорожная одежда толщиной А_од = 0,81 м состоит из следующих слоев: асфальтобетон — 13 см, щебень гранитный — 23 см, песок — 45 см. Земляное полотно запроектировано в насыпи высотой 1,5 м и отсыпано из грунта — суглинка легкого. УГВ находится на глубине 1 м, считая от низа дорожной одежды (рис. 5.6).

Расчетные характеристики грунта земляного полотна: Д = = 2,68 г/см³; у_ск= 1,52 г/см³; W_H= 0,23, W_% = 0,12; W_H3= 0,12; 1У_ПВ = = 1 /у_ск ^- 1/Д = 1/1,52 — ½, 68 = 0,28. Все значения влажностей даны в долях единицы по весу.

Коэффициент влагонроводности талого грунта К_т= 1,3 см²/ч (при К_упл = 0,95).

Глубина активной зоны Н._х = h _б — /г_од = 1,5−0,81 = 0,69 м.

Рис. 5.6. Конструкция дорожной одежды и земляного полотна

На основе обработки метеоданных установлены величины т_вл = = 2296 ч, т_пр= 3817 ч.

По приведенной методике определена глубина промерзания грунта на обочине Z_rp =194 см за время т_пр = 3817 ч и иод дорожной одеждой Z = 155 см за время т'_р = 2437 ч.

Решение. Осенняя влажность определяется по формуле (5.20):

где А определяется в зависимости от отношений.

По номограмме (см. рис. 5.4) находим, что А = 0,51.

Тогда.

Весенняя влажность определяется, но формуле (5.28):

при, а = Z / ^t'p = 155 / V2437 = 3,14 см/ч¹/².

По номограмме рис. 5.5 при F₀₃ = 1,38 определяем параметр С = 1,19.

Тогда W_b^cp = 0,12 + (0,26 — 0,12) • 1,19 = 0,29.

Поскольку Z > z_Kp, принимаем Z = 140 см (см. табл. 5.2).

Величина пучения находится по формуле (5.30):

Таким образом, / > /_доп = 4 см, поэтому морозоустойчивость дорожной конструкции при данных климатических условиях не обеспечена.

Для снижения величины пучения можно рекомендовать следующие мероприятия:

• — понизить уровень грунтовых вод;
• — уменьшить глубину промерзания грунта под дорожной одеждой;
• — повысить требования к коэффициенту уплотнения грунта земляного полотна.

Ниже проведен повторный расчет параметров ВТР при К = = 0,98 и у_ск= 1,57 г/см³. Этому значению коэффициента уплотнения соответствует значение коэффициента влагопроводности К_г = = 1 см²/ч и W_nB= 1/1,57 — ½, 68 = 0,26.

Расчетные характеристики IV/¹', IP/!'., / определяются при следующих значениях исходных величин: т_ВГ[ = 2296 ч; т_пр= 3817 ч; т;_|р = 2437 ч; Z_rp= 199 см; Z = 158 см.

По номограммам (см. рис. 5.4 и 5.5) определяем: А = 0,41, С = = 1,14.

следовательно, морозоустойчивость дорожной конструкции обеспечена.