Учет геосинтетических материалов

Геосинтетические материалы могут учитываться при расчете на сдвигоустойчивость и на растяжение монолитных слоев при изгибе, в зависимости от их деформационных характеристик и расположения в конструктивных слоях дорожной одежды.

А. Учет геосинтетических материалов при расчете на устойчивость.

Наличие геосинтетики не увеличивает общий модуль упругости слоев на уровне его заложения. Но напряженное состояние изменяется и учитывается коэффициентом Кд, отражающим особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания, который принимается равным:

Учет по методике ОДН 218.046-01, п.3.35:

• 4,5 - при использовании в песчаном слое крупного песка;
• 4,0 - при использовании в песчаном слое песка средней крупности;
• 3,0 - при использовании в песчаном слое мелкого песка;
• 1,0 - во всех остальных случаях.

При включенной опции использовать МОДН 2-2001, п.3.35:

• 4,5 - для песка крупного;
• 4,0 –для песка средней крупности;
• 3,0 –для песка мелкого;
• 2 - при устройстве нижнего слоя несущего основания из неукрепленных материалов и без разделительной прослойки;
• 1 - для подстилающего дорожную одежду глинистого грунта земляного полотна.

Данный коэффициент Кд учитывается при расчете предельного активного напряжения сдвига (формула 3.14)

$T_{np} = k_д(cN + 0,1* \gamma_{cp} *z_{on}*tg* \phi_{ст}),$

Учет по методике ПНСТ 542-2021, п.9.3.4:

• 1,0 - нижний слой основания из укрепленных материалов, глинистый грунт (связный);
• 4,5 - для крупного песка и ПГС нижний слой основания из укрепленных материалов, песчаный грунт (несвязный);
• 4,0 – для среднего песка нижний слой основания из укрепленных материалов, песчаный грунт (несвязный);
• 3,0 – для мелкого песка и легкой крупной супеси нижний слой основания из укрепленных материалов, песчаный грунт (несвязный);
• 1,0 - нижний слой основания из неукрепленных материалов, глинистый грунт (связный);
• 2,0 - нижний слой основания из неукрепленных материалов, песчаный грунт (несвязный), в т.ч. легкая крупная супесь.Также при расчете дополнительного слоя из песка или ПГС.

Б. Учет геосентетических материалов согласно ОДМ 218.5.003-2010 ( с модулем деформации 35кН/м ≤E< 60кН/м)

Учитывается с помощью коэффициента Кд, значения которого были представлены выше.

Данный вид геосинтетики дополнительно учитывается коэффициентом усиления α, который выбирается по нижнему значению из Таблицы В.3, ОДМ 218.5.003 - 2010. Этот коэффициент используется при расчете по допускаемому упругому прогибу (Согласно ОДМ 218.5.003 - 2010, формула 9.5).

В. Учет геосентетических материалов согласно ОДМ 218.5.003-2010 (с модулем деформации E≥ 60кН/м)

Учитывается с помощью коэффициента Кд, значения которого были представлены выше.

Данный вид геосинтетики дополнительно учитывается коэффициентом усиления α, который выбирается по верхнему значению из Таблицы В3,ОДМ 218.5.003 - 2010. Этот коэффициент используется при расчете по допускаемому упругому прогибу (Согласно ОДМ 218.5.003 - 2010,формула 9.5).

Для добавления геосинтетического материала с целью повышения прочности конструкции на сдвиг или упругий прогиб:

1. На вкладке Конструкция нажмите кнопку Добавить новый слой.
2. Из появившегося стандартного кодификатора выберите группу Слои геосинтетики и ее тип по деформативным характеристикам:
3. Используя кнопки Переместить слой, расположите геосинтетический материал в требуемом месте, между определенными конструктивными слоями.

Г. Учет геосентетических материалов согласно ОДМ 218.5.002-2008

Учет геосинтетических материалов согласно ОДМ 218.5.002-2008 осуществляется введением коэффициентов усиления, зависящих от деформативных свойств георешеток, толщин слоев, механических свойств материалов дорожных одежд и грунтов рабочего слоя земляного полотна. Приводимые коэффициенты усиления справедливы для материалов, отвечающих требованиям п. 4.5 и раздела 5. данной методики.

Коэффициенты усиления вводятся при расчете дорожных одежд по критерию упругого прогиба (п.п. 6.2.3, 6.2.6), критерию сдвигоустойчивости грунта, подстилающего зернистое основание (п.п. 6 .2 .4 ,6 .2 .7 ), и критерию сопротивления материалов монолитных слоев возникающим в них растягивающим напряжениям (п. 6.2.5).

Д. Учет геосинтетических материалов при расчете на растяжение при изгибе

Наличие армирующей прослойки в асфальтобетонном покрытии согласно ОДМ 218.05.001 - 2009 учитывается за счёт введения двух коэффициентов, величина которых зависит от прочности и деформативности георешетки:

• коэффициент $k_а$ - учитывает повышение сопротивления растяжения при изгибе;
• коэффициент $k_{Np}$ - учитывает уменьшение влияния усталостных процессов на прочность вследствие армирования асфальтобетонного покрытия.

При выборе из группы Материалы от производителя геосинтетического материала определенной марки, значения этих коэффициентов рассчитываются программой автоматически. Если же пользователь задает геосинтетический материал из стандартной библиотеки программы, без привязки к конкретной марке, то значения этих коэффициентов также задаются им самостоятельно:

Прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе RN определяют по формуле 6.б, согласно ОДМ 218.05.001-2009:

$R_N=R_o*k_l*k_2*k_a(1-H_r*t)$

где: $R_о$ — нормативное значение предельного сопротивления растяжению (прочность) при изгибе при расчётной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки, принимаемое по табличным данным (см. таблицу П.3.1 (ОДН 218.046- 01) или таблицу Б.5 (ПНСТ265-2018), в зависимости от используемой методики расчета) для нижнего слоя асфальтобетона;

$k_1$ — коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки (согласно (п. 3.42 ОДН 218.046-01) или (формула 19, ПНСТ 265-2018), в зависимости от используемой методики расчета);

$k_2$ — коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов ((см. табл. 3.6, ОДН 218.046-01) или (табл.14, ПНСТ 265-2018), в зависимости от используемой методики расчета);

$k_а$ — коэффициент, учитывающий увеличение прочности вследствие армирования слоя георешеткой (ОДМ 218.05.001-2009, табл.8)

$H_r$ — коэффициент вариации прочности на растяжение ((табл. П.3.1, ОДН 218.046-01) или принимаемый 0,1 (согласно п.10.6.1, ПНСТ 265-2018), в зависимости от используемой методики расчета);

$t$ — коэффициент нормативного отклонения (согласно (Прил. 4, ОДН 218.046-01) или (табл. А4., ПНСТ 265-2018), в зависимости от используемой методики расчета).

Коэффициент $k_1$, отражающий влияние на прочность усталостных процессов, вычисляют по выражению:

$k_1= \frac{a}{ \sqrt[m]{(\sum N_p)* k_{N_p}}}$

где: $\sum N_p$ — расчётное суммарное число приложений расчётной нагрузки за срок службы монолитного покрытия, определяемое (по формуле (3.6) ОДН 218.046-01 или (3.7) ОДН 218.046-01 с учётом числа расчётных суток за срок службы) или (п. 10.6.1, ПНСТ 265-2018) в зависимости от используемой методики расчета);

$m$ — показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя ((см. таблицу П.3.1, ОДН 218.046-01) или (табл. Б.5, ПНСТ 265-2018), в зависимости от используемой методики расчета);

$a$ — коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой, а также вероятность совпадения по времени расчётной (низкой) температуры покрытия и расчётного состояния грунта рабочего слоя по влажности, определяемый по (табл.П.3.1, ОДН 218.046-01) или (табл Б.5, ПНСТ 265-2018), в зависимости от используемой методики расчета;

$k_{N_p}$ — коэффициент, учитывающий уменьшение влияния усталостных процессов на прочность вследствие армирования асфальтобетонного покрытия геосеткой (согласно ОДМ 218.05.001-2009, таблицу 8).

Е. Учет геосинтетических материалов при укрепления обочины Если в конструкции используются прослойки из геосинтетических материалов, величина расчетного модуля упругости конструкции умножается на коэффициент 1/α, где α - показатель, принимаемый по приложению 1 ОДН 218.3.039- 2003.