RU2399715C1 - Pavement surfacing design - Google Patents

Pavement surfacing design Download PDF

Info

Publication number
RU2399715C1
RU2399715C1 RU2009121746/03A RU2009121746A RU2399715C1 RU 2399715 C1 RU2399715 C1 RU 2399715C1 RU 2009121746/03 A RU2009121746/03 A RU 2009121746/03A RU 2009121746 A RU2009121746 A RU 2009121746A RU 2399715 C1 RU2399715 C1 RU 2399715C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
pavement
layers
density
asphalt concrete
Prior art date
Application number
RU2009121746/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вероника Александровна Осиновская (RU)
Вероника Александровна Осиновская
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет)
Priority to RU2009121746/03A priority Critical patent/RU2399715C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2399715C1 publication Critical patent/RU2399715C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

FIELD: personal use articles.
SUBSTANCE: pavement surfacing design consists of a multilayer base, which includes drainage layer and two layers of principal material, and the upper and lower layers of asphalt concrete pavement. The thickness layers of pavement are selected in accordance with the thickness and density of the upper layer of asphalt concrete pavement, as well as the density of the layer by the following functional dependence: hj=(-0.342i4+4.004i3-15.659i2+24.413i-11.417)*h11i, where i - is the serial number of the layer, ρi - is density of the i-layer, h1 and ρ1 - are thickness and density of the upper layer of the coating.
EFFECT: increase of operational integrity and durability of non-rigid multilayer pavement surfacing.
1 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог, а именно к конструкциям дорожной одежды.The invention relates to the construction of roads, namely, the construction of pavement.

Известны конструкции многослойных нежестких дорожных одежд, состоящие из различных сочетаний толщин и материалов слоев основания и асфальтобетонного покрытия.Known designs of multilayer non-rigid pavements, consisting of various combinations of thicknesses and materials of the base layers and asphalt concrete pavement.

Известна конструкция дорожной одежды, включающая основание, выполненное из щебня и высокопористого асфальтобетона и двухслойного асфальтобетонного покрытия с толщиной нижнего слоя 50 мм и верхнего слоя 40 мм (Дорожный асфальтобетон/Л.Б.Гезенцвей, Н.В.Горелышев, A.M.Богуславский, И.В.Королев под ред. Л.Б.Гезенцвея - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1985, с.292).A known construction of pavement, including a base made of crushed stone and highly porous asphalt concrete and a two-layer asphalt concrete pavement with a thickness of the lower layer of 50 mm and an upper layer of 40 mm (Road asphalt concrete / L.B.Gezentsvej, N.V. Gorelyshev, AMBoguslavsky, I. V. Korolev under the editorship of L.B.Gezentsvei - 2nd ed., Revised and additional - M: Transport, 1985, p. 292).

Известна конструкция, включающая основание в виде дренирующего слоя, слоя щебня из слабопрочного известняка, гравия и слоя крупнозернистого асфальтобетона, на котором размещено покрытие из асфальтобетона с расположенным на нем слоем поверхностной обработки из черного щебня-клинца крупностью до 10 мм (см. патент РФ № 2332535, МПК E01C 7/18, опубл. 27.08.2008).A known construction, including a base in the form of a drainage layer, a crushed stone layer of low-strength limestone, gravel and a layer of coarse-grained asphalt concrete, on which is placed a coating of asphalt concrete with a surface treatment layer of black crushed stone-wedge with a grain size of up to 10 mm (see RF patent No. 2332535, IPC E01C 7/18, published on 08.27.2008).

Известна также конструкция дорожной одежды, включающая основание из переуплотненного грунта с двухслойным покрытием из асфальтобетона (см. патент РФ № 2310031, МПК E01C 3/04, опубл. 10.11.2007).Also known is the construction of pavement, including a base of re-compacted soil with a two-layer coating of asphalt concrete (see RF patent No. 2310031, IPC E01C 3/04, publ. 10.11.2007).

Указанные аналоги обладают общим недостатком, а именно тем, что эксплуатационная работоспособность и долговечность дорожных одежд у них значительно ниже проектных параметров. Это приводит к необходимости выполнения преждевременных ремонтов. Это связано с тем, что конструкции дорожных одежд характеризуются высоким уровнем вибрационных сил в слоях, который является одной из основных причин разрушения дорожных одежд.These analogues have a common drawback, namely the fact that the operational performance and durability of the pavement are significantly lower than the design parameters. This leads to the need for premature repairs. This is due to the fact that pavement designs are characterized by a high level of vibrational forces in the layers, which is one of the main causes of the destruction of pavements.

Известна конструкция дорожной одежды, принятая в качестве прототипа, состоящая из дренирующего песчаного слоя толщиной 30 см, слоя из гравийной смеси толщиной 12 см, слоя щебня, обработанного вяжущими материалами, толщиной 8 см, слоя крупнозернистого пористого асфальтобетона толщиной 6 см и покрытия из мелкозернистого плотного асфальтобетона толщиной 5 см (см. Типовые строительные конструкции, изделия, узлы. Серия 3.503-71. Дорожные одежды автомобильных дорог общего пользования. Материалы проектирования. С.53).A known construction of pavement adopted as a prototype, consisting of a draining sand layer 30 cm thick, a layer of gravel mix 12 cm thick, a layer of crushed stone treated with cementitious materials, 8 cm thick, a layer of coarse porous asphalt concrete with a thickness of 6 cm and a fine-grained, dense coating asphalt concrete 5 cm thick (see Typical building constructions, products, units. Series 3.503-71. Road clothes of public roads. Design materials. P.53).

Недостатком известных конструкций, включая прототип, является недостаточная прочность, связанная с повышенным уровнем вибрационных сил и вибрацией слоев из-за отсутствия противофазных движений смежных слоев, которые могли бы осуществлять гашение колебаний друг друга.A disadvantage of the known structures, including the prototype, is the insufficient strength associated with an increased level of vibrational forces and vibration of the layers due to the lack of out-of-phase movements of adjacent layers that could damp each other's vibrations.

Технической задачей, решаемой изобретением, является снижение уровня вибрационных сил в слоях дорожной одежды и, как следствие, повышение работоспособности и долговечности дорожной одежды.The technical problem solved by the invention is to reduce the level of vibrational forces in the layers of the pavement and, as a result, increase the performance and durability of the pavement.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в конструкции дорожной одежды, состоящей из многослойного основания, включающего дренирующий слой и два слоя несущего материала, и верхнего и нижнего слоев асфальтобетонного покрытия, согласно изобретению толщины слоев дорожной одежды подобраны в соответствии с толщиной и плотностью верхнего слоя асфальтобетонного покрытия, а также плотностью соответствующего слоя по следующей функциональной зависимости:The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the construction of pavement, consisting of a multilayer base, including a drainage layer and two layers of carrier material, and the upper and lower layers of the asphalt concrete pavement, according to the invention, the thicknesses of the pavement layers are selected in accordance with the thickness and density of the upper layer asphalt concrete pavement, as well as the density of the corresponding layer according to the following functional dependence:

hi=(-0,342i4+4,004i3-15,659i2+24,413i-11,417)·h1·ρ1i,h i = (- 0.342i 4 + 4.004i 3 -15.659i 2 + 24.413i-11.417) h 1 · ρ 1 / ρ i ,

где i - порядковый номер слоя; ρi - плотность i-го слоя; h1 и ρ1 - толщина и плотность верхнего слоя покрытия.where i is the sequence number of the layer; ρ i is the density of the i-th layer; h 1 and ρ 1 - thickness and density of the upper coating layer.

Решение поставленной технической задачи осуществляется благодаря тому, что в процессе возникновения колебаний слоев дорожной одежды, возникающее после прохождения автомобильного транспорта колебательное движение смежных слоев происходит в противофазе. Противофазность обеспечивается определенным соотношением собственных частот слоев дорожной одежды, достигаемым проектированием толщин по предложенной функциональной зависимости. При противофазном движении смежных слоев они осуществляют взаимное гашение колебаний, что приводит к снижению уровня разрушающих динамических сил и повышению работоспособности и долговечности дорожных одежд.The solution of the technical problem is due to the fact that in the process of occurrence of fluctuations in the layers of pavement, the oscillatory movement of adjacent layers that occurs after passing through automobile transport occurs in antiphase. Antiphase is provided by a certain ratio of the natural frequencies of the layers of the pavement, achieved by designing the thicknesses according to the proposed functional dependence. With the antiphase motion of adjacent layers, they mutually damp vibrations, which leads to a decrease in the level of destructive dynamic forces and an increase in the working capacity and durability of pavements.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена многослойная конструкция дорожной одежды; на фиг.2 представлен расчетный колебательный спектр колебательных сил, реализуемых в конструкции дорожной одежды прототипа; а на фиг.3 - то же для предлагаемой конструкции дорожной одежды. На фиг.2 и 3 приведены спектры динамических сил F=f(t) в верхнем слое покрытия из плотного асфальтобетона (сплошная линия) и в нижнем слое покрытия из пористого асфальтобетона (прерывистая линия), где t - время.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a multilayer construction of pavement; figure 2 presents the calculated vibrational spectrum of vibrational forces implemented in the design of pavement of the prototype; and figure 3 is the same for the proposed design of pavement. Figures 2 and 3 show the spectra of dynamic forces F = f (t) in the upper coating layer of dense asphalt concrete (solid line) and in the lower coating layer of porous asphalt concrete (dashed line), where t is the time.

Конструкция дорожной одежды состоит из асфальтобетонного покрытия и основания (на чертеже не обозначены). Асфальтобетонное покрытие состоит из верхнего и нижнего слоев 1 и 2 соответственно. Причем верхний слой 1 состоит из слоя плотного асфальтобетона, а нижний слой 2 - из пористого асфальтобетона. Основание включает два слоя несущего материала в виде слоя 3 из черного щебня и слоя 4 из фракционированного щебня, а также дренирующий слой 5.The design of the pavement consists of an asphalt concrete pavement and a base (not indicated in the drawing). Asphalt concrete coating consists of upper and lower layers 1 and 2, respectively. Moreover, the upper layer 1 consists of a layer of dense asphalt concrete, and the lower layer 2 is made of porous asphalt concrete. The base includes two layers of carrier material in the form of layer 3 of black crushed stone and layer 4 of fractionated crushed stone, as well as a drainage layer 5.

Каждый из i-х слоев 2, 3, 4, 5 конструкции дорожной одежды характеризуется толщиной hi, ρi Причем толщина hi подбирается в соответствии с толщиной h1, плотностью ρ1 верхнего слоя асфальтобетонного покрытия и плотностью i-гo слоя.Each of the i-layers 2, 3, 4, 5 of the pavement structure is characterized by a thickness h i , ρ i. Moreover, the thickness h i is selected in accordance with the thickness h 1 , density ρ 1 of the upper layer of the asphalt concrete pavement and density of the i-th layer.

Подбор осуществляется по следующей функциональной зависимости:Selection is carried out according to the following functional dependence:

hi=(-0,342i4+4,004i3-15,659i2+24,413i-11,417)*h11i,h i = (- 0.342i 4 + 4.004i 3 -15.659i 2 + 24.413i-11.417) * h 1 * ρ 1 / ρ i ,

где i - порядковый номер слоя; ρi, - плотность i-го слоя; h1 и ρ1 - толщина и плотность верхнего слоя покрытия.where i is the sequence number of the layer; ρ i , is the density of the i-th layer; h 1 and ρ 1 - thickness and density of the upper coating layer.

Предлагаемая функциональная зависимость выведена расчетным путем на основе оптимального соотношения собственных частот слоев дорожной одежды, учитывающего инерционность слоев и процесс развития колебаний сверху вниз в дорожной конструкции. Необходимая совокупность собственных частот, распределенная по слоям дорожной одежды, аппроксимировалась полиномиальной зависимостью. Так как частоты колебаний являются функциями масс и жесткостей слоев дорожной одежды, то производилось распределение по слоям также масс и жесткостей и их полиномиальная аппроксимация. Соответствующим математическим преобразованием была получена искомая функциональная зависимость для расчета толщин слоев дорожной одежды рассматриваемой конструкции.The proposed functional dependence was derived by calculation on the basis of the optimal ratio of the natural frequencies of the layers of the pavement, taking into account the inertia of the layers and the process of developing vibrations from top to bottom in the road structure. The necessary set of natural frequencies distributed over the layers of the pavement was approximated by a polynomial dependence. Since the vibration frequencies are functions of the masses and stiffnesses of the layers of the pavement, the masses and stiffnesses were also distributed among the layers and their polynomial approximation. The corresponding mathematical transformation was obtained the desired functional dependence for calculating the thicknesses of the pavement layers of the structure under consideration.

Параметры конструкции дорожной одежды прототипа и изобретения представлены в таблице.The design parameters of the pavement of the prototype and the invention are presented in the table.

ТаблицаTable № слояLayer number Толщина, смThickness cm Плотность, кг/м3 Density, kg / m 3 прототипprototype изобретениеinvention 1one 5,05,0 5,05,0 24002400 22 6,06.0 6,96.9 23002300 33 8,08.0 7,87.8 20002000 4four 12,012.0 29,329.3 18001800 55 30,030,0 38,438,4 18501850

Для сравнения произведены расчеты динамических сил, возникающих в этих конструкциях после прохождения грузового автомобиля со скоростью 90 км/ч. Спектры динамических сил, приведенные на фиг.2 и фиг.3 в двух смежных слоях покрытия, показывают, что у прототипа число противофазных движений не превышает 59%, в то время как у конструкции согласно изобретению эта величина составляет 88%. Расчет средних динамических сил в покрытии по данным спектрам выявляет, что в предлагаемой конструкции дорожной одежды эти силы примерно в 2 раза меньше, чем у прототипа. Так, у прототипа в слое плотного асфальтобетона средние динамические силы равны 5,7 кН, в слое пористого асфальтобетона - 8,2 кН. В конструкции согласно изобретению эти силы составляют 2,7 кН и 4,0 кН соответственно.For comparison, we calculated the dynamic forces arising in these structures after passing a truck at a speed of 90 km / h. The spectra of dynamic forces shown in FIG. 2 and FIG. 3 in two adjacent coating layers show that the number of antiphase movements in the prototype does not exceed 59%, while in the construction according to the invention this value is 88%. The calculation of the average dynamic forces in the coating according to these spectra reveals that in the proposed design of pavement these forces are approximately 2 times less than that of the prototype. So, in the prototype, in the layer of dense asphalt concrete, the average dynamic forces are 5.7 kN, in the layer of porous asphalt concrete - 8.2 kN. In the structure according to the invention, these forces are 2.7 kN and 4.0 kN, respectively.

Таким образом, изобретение за счет подбора оптимального соотношения толщин слоев, осуществляемого расчетным путем по функциональной зависимости, позволяет снизить уровень вибрационных сил в слоях дорожной одежды, что ведет к повышению работоспособности и долговечности дорожных одежд.Thus, the invention, by selecting the optimal ratio of the thicknesses of the layers, carried out by calculation according to the functional dependence, allows to reduce the level of vibrational forces in the layers of the pavement, which leads to an increase in the working capacity and durability of the pavement.

Claims (1)

Конструкция дорожной одежды, состоящая из многослойного основания, включающего дренирующий слой и два слоя несущего материала, и верхнего и нижнего слоев асфальтобетонного покрытия, отличающаяся тем, что толщины слоев дорожной одежды подобраны в соответствии с толщиной и плотностью верхнего слоя асфальтобетонного покрытия, а также плотностью соответствующего слоя по следующей функциональной зависимости:
hi=(-0,342i4+4,004i3-15,659i2+24,413i-ll,417)· h1·ρ1I,
где i - порядковый номер слоя; ρi - плотность i-го слоя; h1 и ρ1 - толщина и плотность верхнего слоя покрытия.
The construction of pavement, consisting of a multilayer base, including a drainage layer and two layers of carrier material, and the upper and lower layers of asphalt concrete pavement, characterized in that the thicknesses of the layers of pavement are selected in accordance with the thickness and density of the upper layer of asphalt pavement, as well as the density of the corresponding layer according to the following functional dependence:
h i = (- 0.342i 4 + 4.004i 3 -15.659i 2 + 24.413i-ll, 417) h 1 · ρ 1 / ρ I ,
where i is the sequence number of the layer; ρ i is the density of the i-th layer; h 1 and ρ 1 - thickness and density of the upper coating layer.
RU2009121746/03A 2009-06-09 2009-06-09 Pavement surfacing design RU2399715C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009121746/03A RU2399715C1 (en) 2009-06-09 2009-06-09 Pavement surfacing design

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009121746/03A RU2399715C1 (en) 2009-06-09 2009-06-09 Pavement surfacing design

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2399715C1 true RU2399715C1 (en) 2010-09-20

Family

ID=42939178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009121746/03A RU2399715C1 (en) 2009-06-09 2009-06-09 Pavement surfacing design

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2399715C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4175C1 (en) * 2011-01-27 2013-01-31 Elisei Constantin Process for reconstruction of highway
MD4160C1 (en) * 2011-05-26 2013-01-31 Андриан РУКАН Motorroad
RU2627417C1 (en) * 2016-11-21 2017-08-08 Станислав Петрович Бишко Multilayer combined road surface and method of producing multilayer combined road surface
RU2627412C1 (en) * 2016-11-21 2017-08-08 Станислав Петрович Бишко Multilayer combined road surface and method of producing multilayer combined road surface
RU2708769C1 (en) * 2018-11-29 2019-12-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Protective transport system of road structures and method of its erection
EA037608B1 (en) * 2019-04-23 2021-04-21 Кахраман Мамедали оглы Ахмедов Road pavement structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАБКОВ В.Ф. и др. Проектирование автомобильных дорог. Часть 1. Транспорт. - М., 1970, с.230-245. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4175C1 (en) * 2011-01-27 2013-01-31 Elisei Constantin Process for reconstruction of highway
MD4160C1 (en) * 2011-05-26 2013-01-31 Андриан РУКАН Motorroad
RU2627417C1 (en) * 2016-11-21 2017-08-08 Станислав Петрович Бишко Multilayer combined road surface and method of producing multilayer combined road surface
RU2627412C1 (en) * 2016-11-21 2017-08-08 Станислав Петрович Бишко Multilayer combined road surface and method of producing multilayer combined road surface
RU2708769C1 (en) * 2018-11-29 2019-12-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Protective transport system of road structures and method of its erection
EA037608B1 (en) * 2019-04-23 2021-04-21 Кахраман Мамедали оглы Ахмедов Road pavement structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2399715C1 (en) Pavement surfacing design
KR100933642B1 (en) A reinforcement method and that of structure using very soft ground
CN106049217A (en) Assembly type permeable pavement paving c, block bodies and paving structure
CN210262547U (en) Wide structure is tied up to bituminous paving
CN103882788B (en) Based on the method for constructing roadway of the modification roller compacted concrete surface layer of enzyme soil cured substrate layer
CN207749370U (en) A kind of novel railway sub-grade surface structure
KR100591668B1 (en) High Permeability Elastic Package and Construction Method
CN111005285A (en) White-to-black pavement structure and white-to-black pavement construction method
CN104499397B (en) A kind of asphalt pavement structure based on coordination subgrade and pavement deformation
RU102220U1 (en) ROAD DESIGN
CN107142839B (en) A kind of attachment device of pile slab structure floorings and roadbed
CN203808105U (en) Prefabricated member-combined circular mouth inspection well
RU121515U1 (en) ROAD CLOTHING
KR100641870B1 (en) Method for making a multi-layer pavement with crushed concrete block
CN217810293U (en) Crack control bituminous paving structure
Tran et al. In-situ fine basalt soil reinforced by cement combined with additive dz33 to construct rural roads in gia lai province, vietnam
RU175002U1 (en) Pavement design
RU88030U1 (en) DEVELOPMENT OF ROAD CLOTHES
RU89121U1 (en) DEVELOPMENT OF ROAD CLOTHES
CN114149216A (en) Method for manufacturing bamboo chip cement concrete slow-moving road pavement
EA201900337A1 (en) CONSTRUCTION OF TRAVEL CLOTHING
RU2310031C1 (en) Road paving structure
CN208009176U (en) A kind of water penetration urban roadbed
RU94238U1 (en) BUILDING ELEMENT BASED ON CELLULAR FRAME
RU94248U1 (en) BUILDING BLOCK

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170610