СН 49-86. Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов

МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

Утверждены Министерством
автомобильных дорог РСФСР
8 апреля 1986 г

УКАЗАНИЯ

ПО ПОВЫШЕНИЮ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ПРИМЕНЕНИЕМ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ВСН 49-86
Минавтодор РСФСР

МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1988

Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов разработаны на основе теоретических и экспериментальных исследований, анализа результатов опытно-экспериментального строительства в различных дорожно-климатических условиях, а также данных стран - членов СЭВ, выполнявших в 1980-1984 гг. в рамках КОЦ СЭВ совместные работы по применению синтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог (ведущая организация - Гипродорнии). При составлении Указаний учтены результаты исследований, выполненных Гипродорнии совместно с НИИОСПом Госстроя СССР (кандидаты техн. наук В.А. Барвашов, В.Г. Буданов, В.Г. Федоровский, инж. В.А. Александрович) и Владимирским филиалом треста «Росдороргтехстрой» (инж. Е.А. Поспелов), а также исследований Союздорнии, Гипротюменьнефтегаза, МАДИ, ЦНИИИМЭ, Хабаровского филиала Гипродорнии, ЛИСИ. Опытно-экспериментальные работы выполнялись производственными подразделениями Минавтодора РСФСР (Калининавтодор, Ярославльавтодор, Владимиравтодор, Архангельскавтодор, Тюменьавтодор, Хабаровскавтодор, Управления дорог Москва-Ленинград, Москва-Горький).
Указания предназначены для инженерно-технических работников организаций, занимающихся вопросами проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Разработаны Гипродорнии (кандидатами техн. наук Ю.Р. Перковым, Н.М. Смуровым, инж. А.П. Фоминым при участии инж. В.Н. Емельянова, М.А. Завьялова, М.В. Фоминой, В.Н. Уткина) совместно с МАДИ (д-ром техн. наук А.Я. Тулаевым, канд. техн. наук В.И. Кукановым, инж. В.И. Костиным) и Хабаровским филиалом Гипродорнии (кандидатами техн. наук И.Е. Закурдаевым, И.А. Печорским).
Заведующий редакцией В.Г. Пешков
Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Указания предусматривают применение рулонных синтетических материалов (СМ) для создания армирующих, дренирующих и защитных прослоек в активной зоне земляного полотна, нижних конструктивных слоях дорожных одежд, на обочинах, в основании насыпей и на откосах, в дренажных устройствах строящихся или ремонтируемых автомобильных дорог общей сети, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, временных автомобильных дорог, подъездных путей.
1.2. Под рулонными синтетическими материалами (называемыми в некоторых случаях также синтетическими текстильными, геотекстильными) подразумеваются тонкие, гибкие полотна, получаемые путем соединения волокон или нитей из синтетического (полиэфир, полиамид, полипропилен) или вторичного сырья, включающего в том числе несинтетические компоненты, механическими (плетение, иглопробивание), химическими (склеивание) или физическими (сплавление) способами.
1.3. Создание прослоек из СМ позволяет уменьшить расход традиционных дорожно-строительных материалов, снизить объемы земляных работ, материалоемкость дорожной конструкции, сократить сроки строительства, энергозатраты, на строительных и ремонтных работах, транспортные расходы, повысить эксплуатационную надежность и сроки службы дорожной конструкции или отдельных ее элементов. Это достигается за счет выполнения СМ следующих функций:
армирования (усиление дорожных конструкций в результате перераспределения СМ возникающих в грунтовом массиве при действии нагрузок от транспортных средств и собственного веса напряжений);
дренирования (ускорение отвода воды) или гидроизоляции (уменьшение притока в земляное полотно поверхностных вод рассматривается, если СМ одновременно выполняют функции защиты или армирования);
защиты (предотвращение или замедление процесса эрозии грунтов, предотвращение взаимопроникания материалов контактирующих слоев, в том числе работа в качестве фильтра).
1.4. Возможность выполнения СМ перечисленных в п. HYPERLINK "" \l "PO0000005" \o "Пункт 1.3" 1.3 функций определяется соответствием их свойств требованиям п. HYPERLINK "" \l "PO0000014" \o "Пункт 2.2" 2.2 . Эффективность применения дорожных конструкций с прослойками из СМ оценивают путем их технико-экономического сравнения с традиционными конструктивными решениями (п. 7). Общая характеристика основных областей применения СМ, рассматриваемых в настоящих Указаниях, дана в табл. HYPERLINK "" \l "TO0000003" \o "Таблица 1.1" 1.1 .
Внесены Государственным дорожным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом Гипродорнии Утвердждены Министерством автомобильных дорог РСФСР
08.04.86 Срок введения
1 января 1987 г.

Таблица 1.1
Усиление основания, предотвращение взаимопроникновения грунта насыпи и основания
Примечание. 1 - рулонный синтетический материал; 2 - дорожная одежда; 3 - песчаный дренирующий слой; 4 - бетонные плиты.

2. ТРЕБОВАНИЯ К РУЛОННЫМ СИНТЕТИЧЕСКИМ МАТЕРИАЛАМ ДОРОЖНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

2.1. Основные виды синтетических материалов и их общая характеристика
2.1.1 Область, эффективность и целесообразность применение синтетических рулонных материалов определяются их свойствами, которые зависят от состава сырья и технологии производства.
2.1.2. Общая характеристика CM по наиболее распространенному сырью для изготовления (полиамид, полиэфир и полипропилен) приведена в табл. HYPERLINK "" \l "TO0000004" \o "Таблица 2.1" 2.1 .
Таблица 2.1
Показатели Сырье
Полиэфир Полиамид Полипропилен
Водостойкость Хорошая Снижение прочности на величину до 30% при увлажнении Хорошая
Биостойкость » Хорошая »
Стойкость к действию кислотных и щелочных сред, возможных в условия эксплуатации концентраций Снижение прочности в щелочной среде (гидроокись кальция) Снижение прочности при рН среды менее 5,5 »
Светостойкость Хорошая Плохая Плохая
Механические свойства волокон Хорошие Хорошие Низкая длительная прочность
Предпочтительным видом сырья для изготовления СМ дорожного назначения является полиэфир. Следует ограничивать применение полиамидных СМ в кислотных средах (рН<5,5), полипропиленовых - в условиях длительного действия значительной по величине нагрузки, полиэфирных - на контакте со слоями, содержащими известь, цемент.
2.1.3. Для изготовления СМ дорожного назначения может применяться вторичное сырье, в том числе содержащее несинтетические компоненты, при условии соответствия вырабатываемых на их основе рулонных материалов требованиям п. HYPERLINK "" \l "PO0000014" \o "Пункт 2.2" 2.2 .
2.1.4. По технологии производства СМ разделяют на тканые и нетканые. Тканые СМ имеют регулярную структуру, повышенную прочность, высокий модуль упругости, но не обладают достаточной водопроницаемостью в плоскости полотна. Такие материалы целесообразно применять в случаях, когда прослойки СM должны выполнять функции армирования, защиты, но не дренирования.
2.1.5. Свойства нетканых СМ, представляющих собой хаотичное переплетение коротких или длинных волокон, зависят от способа упрочнения (соединения волокон). Нетканые СМ упрочняют механическим, термическим или химическим способами.
Механические упрочненные (иглопробивные) нетканые синтетические материалы (типа дорнит) отличаются достаточной прочностью, высокой деформативностью, защитными свойствами, водопроницаемостью в плоскости полотна и направлении, ей нормальном. Их основные функции - дренирование и защита, в отдельных случаях при возникновении больших деформаций - армирование (например, при укладке в основание тонкой насыпи временной дороги). Термически упрочненные нетканые СМ имеют небольшую деформативность, применимы в качестве фильтров. При химическом упрочнении (склеивании) свойства получаемых полотен определяются видом связующего. Обычно такие материалы подвержены быстрому старению в условиях эксплуатации и применимы как временные элементы дорожных конструкций.
2.2. Требования к рулонным синтетическим материалам
2.2.1. Синтетические материалы должны поставляться, как правило, в рулонах массой до 80 кг, предпочтительно с длиной полотна не менее 40 м и шириной не менее 1,5 м. Исключение могут составить синтетических материалы, применяемые в дренажных конструкциях или для укрепления обочин. Рулоны необходимо транспортировать и хранить в закрытой светонепроницаемой упаковке.
2.2.2. СМ не должны иметь разрывов, вырывов и других нарушений сплошности. Максимальные отклонения от нормируемых значений по однородности (плотность и толщина), ровности кромок, ширине полотна не должны превышать 5% (не более 5 см по ширине) в сторону уменьшения от среднего значения.
2.2.3. Вид исходного сырья и структура СМ по возможности должны обеспечивать соединение отдельных полотен механическим, тепловым или другим технологически простым способом, в том числе и непосредственно на месте производства работ.
2.2.4. CM должны обладать стойкостью к воздействию воды, химически и биологически активных сред, температуры (в диапазоне -30 + 40 °С), солнечного света при его действии в течение 10 ч. Под стойкостью понимается сохранение свойств СМ во времени или их снижение до величин, обеспечивающих работоспособность конструкции на заданные сроки эксплуатации. При отсутствии данных изменение прочности СМ в процессе эксплуатации за период Т (лет) в средних грунтовых условиях может быть ориентировочно оценено путем умножения начального ее значения на поправочный коэффициент, принимаемый по табл. HYPERLINK "" \l "TO0000011" \o "Таблица 1" 1 приложения HYPERLINK "" \l "PO0000180" \o "Приложение 2" 2 или рассчитываемый по формуле
, (2.1)
где а, в - параметры, зависящие от вида сырья СМ (при изготовлении СМ на основе, полиэфира и полипропилена а = 0,09, в = 0,5; полиамида а = 0,4, в = 1).
2.2.5. Применяемые при строительстве и ремонте дорог СМ должны отвечать требованиям по следующим основным свойствам:
предел прочности на растяжение Rр;
условный модуль деформации (упругости) при растяжении Ед(см) (Ecм);
общее относительное удлинение при разрыве (о;
сопротивляемость местным по