ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

РОСНВТОПОР

ПРИМЕНЕНИЕ ГИБКИХ БЕТОННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ и УКРЕПЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (Р(Х АВТОДОР)

МОСКВА 2019

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН:    Обществом    с    ограниченной    ответственностью

«Корпорация «ДорПромСтрой» (ООО «Корпорация «ДорПромСтрой).

2    ВНЕСЕН:    Управлением    научно-технических    исследований    и

информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.

3    ПРИНЯТ распоряжением Федерального дорожного агентства от 11.06.2019 г. № 1426-р

4    ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© Издательство ФГУП «Информавтодор», 2018 г.

5.2.3 СГПП представляют собой конструкцию, собираемую из отдельных бетонных элементов, объединяемых в покрытие при помощи сварки или другим способом. Бетонный элемент СГПП имеет, как правило, форму квадрата со срезанными углами (рисунок 2). В плоскостях срезов углов расположены арматурные выпуски в виде петель. По одной стороне сборного элемента арматурные выпуски расположены, как правило, в вертикальной плоскости, по другой - в горизонтальной, при этом длина горизонтальных выпусков назначается из условия их размещения в пределах внешнего очертания сборного элемента. Выпуски предназначены для скрепления сборных элементов в единое покрытие. Выпуски, расположенные в вертикальной плоскости, могут служить в качестве монтажных петель.

Пример бетонного элемента СГПП и покрытия из СГПП в целом представлен на рисунке 2.

Г>-

б)

Рисунок 2 - Пример сборного элемента СГПП (а) и покрытия из СГПП (б)

5.2.4 МГПП состоит из бетонных блоков, имеющих на боковых гранях сквозные технологические отверстия для пропускания через них металлического или полимерного троса, либо металлического прутка при сборке из них гибкого поверхностного покрытия. Пример конструкции модульного бетонного блока представлен на рисунке 3 (а), а МГПП в сборе - на рисунке 3 (б).

б)

1 - модульный бетонный блок, 2 - гибкая связь

Рисунок 3 - Пример конструкции модульного бетонного блока (а) и МГПП в

сборе (б)

6 Требования к элементам гибких бетонных поверхностных покрытий

6.1    Требования к бетонным блокам

6.1.1    В качестве материала для изготовления блоков ГПП должны применяться тяжелые бетоны по ГОСТ 25192, плотностью D2000 - D2500 по ГОСТ 12730.1. Допускается применение сульфатостойких бетонов из сульфатостойких цементов по ГОСТ 22266 и серобетонов с использованием серы по ГОСТ Р 56249.

Подбор характеристик бетонов выполняется по ГОСТ 27006 для конкретных условий эксплуатации ГПП при соответствующем обосновании в проекте.

6.1.2    Класс прочности на сжатие блоков ГПП должен быть не ниже, чем В30 по ГОСТ 26633, морозостойкость - не менее F200 по ГОСТ 10060, водонепроницаемость - не менее W8 по ГОСТ 12730.5, истираемость - не более 0,7 г/см² по ГОСТ 13087

6.1.3    Блоки ГПП должны обеспечивать их эксплуатацию в условиях среднеагрессивных сред [1] в I-V климатических районах по ГОСТ 16350 с расчетной температурой наиболее холодной пятидневки до минус 50 °С [2].

6.2 Требования к гибким связям

6.2.1    В качестве гибких связей допускается использование полимерных канатов по ГОСТ 30055, стальных канатов по ГОСТ 3062, прутка армату рного из стали Ст.З по ГОСТ 5781 с разрывной нагрузкой, определяемой проектом.

6.2.2    Гибкие связи должны обеспечивать работу ГПП при эксплуатации в температу рном интервале от минус 50 °С до плюс 60 °С в средах с pH от 3 до 9 со снижением прочности не более 10% за расчетный период эксплуатации.

7 Рекомендации по проектированию гибких бетонных поверхностных покрытии

7.1    Назначение и условия работы ГПП

7.1.1    Гибкие поверхностные покрытия применяются для укрепления откосов насыпей автомобильных дорог, берегоукрепления, защиты конусов мостов, сооружения временных противопаводковых укреплений, защиты гребней плотин и дамб при переливе. Вид применяемых в каждом конкретном случае ГПП (КГПП, МГПП, СГПП) определяется проектной организацией исходя из технологических условий монтажа, расчетного влияния окружающей среды и условий эксплуатации. ГПП должны обеспечивать надежность защищаемого сооружения в течении расчетного срока его службы (ГОСТ 27751).

7.1.2    При проектировании ГПП, в зависимости от их применения, следует проводить расчеты на следующие нагрузки и воздействия:

-    водного потока;

-    ветровых волн;

-    подмыва и размыва основания сооружений;

-    термически расширяющегося в процессе таяния сплошного ледяного покрова;

-    ледяного покрова при колебаниях уровня воды в водоеме.

В зависимости от местных условий могут выполняться расчеты на иные нагрузки и воздействия, определенные заданием на проектирование.

7.2    Исходные данные для проектирования

Состав исходных данных для проектирования ГПП зависит от вида выполняемых расчетов.

Примерный состав исходных данных представлен в Таблице 1.

Таблица I - Состав исходных данных для проектирования ГПП в зависимости от вида производимых расчетов

Характер производимых расчетов	Используемые в расчетах исходные данные
Расчет толщины блоков ГПП при воздействии водного потока различной скорости	vn - средняя скорость течения на нижней границе покрытия, в подошве откоса, м/с; у<* и у - объемные массы соответственно бетона и воды, т/м3
Определение толщины блоков ГПП для откосов при воздействии на них нерегулярных ветровых волн	5„, м - толщина блоков ГГ1П, / - крутизна защищаемого ГПП откоса, склона (безразмерная величина, характеризующаяся отношением высоты откоса к его заложению)
Расчет глубины размыва подошвы откосов пойменных насыпей течением, hr, м.	v„ - средняя скорость течения на нижней границе покрытия, в подошве откоса, м/с; d- средний диаметр частиц грунта, мм; Ср - расчетное сцепление связных грунтов, кПа, устанавливаемое по данным испытаний; //„ - глубина потока у подошвы насыпи, м
Расчет глубины размыва поймы потоком, формирующимся вблизи регуляционных сооружений мостовых переходов (струенаправляющнх дамб, траверсов)	vnft - скорость потока, м/с, в бытовых условиях до устройства траверса на вертикали у подошвы пойменной насыпи; Lm - средняя длина подводной части траверса в створе продольной оси, м
Расчеты на устойчивость при воздействии статической нагрузки термически расширяющегося сплошного ледяного покрова и при воздействии нагрузки от ледяного покрова при колебаниях уровня воды	Л, - толщина льда, м; р - удельное давление льда, Н/м‘; V - максимальная скорость повышения температуры воздуха, С/ч за время /, ч. (4 наблюдения за 6 часов); hc - наименьшая толщина снежного покрова, м, определяемая по данным натурных наблюдений; GM Ли - вес, Н, и площадь основания, м2, одного блока ГПП соответствующего вида; Л - ширина блока ГПП, м; <5., - толщина ледяного покрова, м, в удалении от берега за пределами наледи
Расчет устойчивости защитной конструкции на откосе	G - вес блока ГПП, Н; g - погонный вес ГПП, Н/м; /-длина откоса, м; <р - угол внутреннего трения, град.; с - сцепление грунта, МПа; (ро - угол внутреннего трения грунта основания, град.; а - угол откоса; h - ширина блока ГГIII, м

7.3 Выполнение расчетов ГПП

7.3.1    Расчеты на нагрузки и воздействия водного потока, ветровых волн и размывов оснований сооружений

7.3.1.1    Расчет толщины 5,„ м, блоков ГПП при воздействии водного потока в зависимости от скоростей течения производится по формуле [3]:

^{5n = 0}'⁶⁷^5^^=a01v"    ⁽¹⁾

где к - коэффициент запаса, принимаемый равным 1,0 из-за наличия связей между бетонными блоками покрытия;

// - коэффициент избыточного давления, равный 0,2;

v„ - средняя скорость течения на нижней границе покрытия, в подошве откоса, м/с;

уз и у - объемные массы соответственно бетона и воды, т/м³.

7.3.1.2    Необходимая толщина блоков ГПП для откосов при воздействии на них нерегулярных ветровых волн подбирается по таблице 2. При необходимости защиты и укрепления откосов автодорог, пролегающих вдоль морского побережья, расчеты устойчивости ГПП к воздействию регулярных морских волн должны быть выполнены в соответствии с рекомендациями [4] или другими методиками, согласованными с заказчиком.

Таблица 2 - Необходимая толщина блоков ГПП для откосов при воздействии на них нерегулярных ветровых волн

Толщина блока ГПП, см Допустимая высота волн, м, при заданной крутизне защищаемого откоса (склона) 1:2 1:2,5 1:3 5 0,40 0,43 0,46 10 0,60 0,65 0,68 15 0,80 0,85 0,90

Примечание - Крутизна смоченного откоса поименных насыпей более 1:2 не допускается [5].

7.3.1.3 Глубина размыва h_py м, подошвы откосов поименных насыпей течением определяется в соответствии с [6] по формуле:

(2)

где (/„ = v„h„ - удельный расход воды у подошвы насыпи, м³/с;

d - средний диаметр частиц грунта, мм, определяемый для несвязного грунта по гранулометрическому составу, для связного - по формуле 2.1:

<1 = 4,5(0,15 + С_р);

где С_р - расчетное сцепление связных грунтов, кПа, устанавливаемое по данным испытаний:

И„ - глубина потока у подошвы насыпи, м.

Глубина воронок размыва потоком у подошв откосов насыпей на прижимах и у подошв склонов берегов в излучинах рассчитывается согласно рекомендациям [6].

Глубина возможного размыва грунта поймы у подошвы откоса донными волновыми потоками определяется путем нахождения наименьшей отметки грунта, соответствующей глубине воды, h„_Xy м, на которой скорость v* волнового движения, м/с, определяемая по формуле (3), равна неразмывающей скорости v_sat/_ffI, м/с, при различных сочетаниях отметок уровня воды и соответствующих им элементов волн:

где h$% — расчетная высота волны обеспеченностью 5 % в системе, м; Л - средняя длина волны, м.

Отметка грунта V,, принимается по формуле:

^н^— V_yB 1Д^пдг»

где V_yB- отметка уровня воды, м;

1,1 - коэффициент запаса.

Скорость потока, неразмывающая частицы грунта поймы v_eadm, м/с, находится по графику В. 1 свода правил [7]. Разница между отметкой поймы и V,, равна глубине возможного размыва.

Если грунт поймы в подошве откоса насыпи подвергается одновременному воздействию течения вдоль насыпи и течений, обусловленных донными волновыми процессами, при проектировании защитного покрытия следует учитывать наибольшую из двух возможных глубин размыва, определенных при учете воздействия каждого из указанных факторов.

Расчет глубины размыва поймы потоком у регуляционных сооружений, мостовых переходов (струенаправляющих дамб, траверсов) производится согласно [8], [9], при этом за расчетную скорость потока у подошвы откоса, траверса принимают скорость v_nCb в зависимости от угла а (рисунок 4) между направлением потока и защищаемой насыпью:

при 90° > а > 45°

(5)

при а < 45°

(6)

где \’„0) - скорость потока, м/с, до устройства траверса на вертикали у подошвы пойменной насыпи, определенная согласно рекомендациям [10];

L_p - расчетная длина траверса, I._p = L sin а, м;

Здесь /, - средняя длина подводной части траверса (рисунок 4) в створе продольной оси.

где /?., - высота масти откоса, подвергающаяся переформированию в результате развития воронки размыва, м;

q_m - поверхностная плотность покрытия, т/м²;

у_т, у - объемный вес блока ГПП и воды, кН/м\ соответственно.

7.3.2 Расчет воздействия на ГПП статической нагрузки термически расширяющегося сплошного ледяного покрова и нагрузки от ледяного покрова при колебаниях уровня воды в водоеме

7.3.2.1 За основу расчетов на устойчивость при воздействии статической нагрузки термически расширяющегося сплошного ледяного покрова и

ОДМ 218.3.106-2019

воздействии нагрузки от ледяного покрова вызванной колебаниями уровня воды в водоеме могут быть приняты нижеследующие положения.

13.2.2 При замерзании вода увеличивает свой объем приблизительно на 9 %, но давление ледяного поля в процессе его формирования незначительно. Последующее понижение температуры воздуха приводит к понижению температуры льда и уменьшению его объема, как всякого твердого тела, а повышение температуры - к расширению. При этом, если расширению ледяного поля препятствует противоположный берег, то на покрытие откоса, смерзшееся с ледяным полем, будет действовать сила давления от температурного расширения льда:

F = К_еЬфИ._лр]    (8)

где Ьф - ширина фронта соприкосновения льда с покрытием по урезу воды (принимается Ьф= 1,0 м);

Л _т-толщина льда, м;

р - удельное давление льда, Н/м², определяемое по [7];

К_е - поправочный коэффициент, учитывающий снижение давления льда с увеличением протяженности L ледяного покрова в направлении от откоса до противоположного берега, принимаемый по таблице 3.

Таблица 3 - Поправочный коэффициент А',.

Л, м 50 70 90 120 150 и более Ке 1 0,9 0,8 0,7 0,6

Согласно [7], давление V за счет упругой и пластической деформации, МПа, при температурном расширении льда, определяется по формуле:

Р = 0,05 + 11 • 10-⁵Vrj<p;    (9)

где V- максимальная скорость повышения температуры воздуха, °С/ч. за время /, ч. (4 наблюдения за 6 часов);

Содержание

1    Область применения.................................................................. 1

2    Нормативные ссылки................................................................ 1

3    Термины и определения............................................................ 3

4    Обозначения и сокращения......................................................... 4

5    Общие положения..................................................................... 5

5.1    Основные параметры гибких бетонных поверхностных покрытий... 5

5.2    Виды гибких бетонных поверхностных покрытий....................... 5

6    Требования к элементам гибких бетонных поверхностных покрытий... 9

6.1    Требования к бетонным блокам.............................................. 9

6.2    Требования к гибким связям................................................... 9

7    Рекомендации по проектированию гибких бетонных поверхностных

покрытий......................................................................................................... 10

7.1    Назначение и условия работы ГПП.......................................... 10

7.2    Исходные данные для проектирования..................................... 10

7.3    Выполнение расчетов ГПП.................................................... 12

7.4    Основные проектные решения ГПП.......................................... 38

8    Рекомендации по изготовлению ГПП.......................................... 38

9    Рекомендации по организации и технологии работ при устройстве

ГПП.................................................................................... 38

9.1    Транспортировка и хранение.................................................. 38

9.2    Подготовительные работы...................................................... 40

9.3    Монтаж КГПП..................................................................... 43

9.4    Монтаж СГПП.................................................................... 45

9.5    Монтаж МГПП................................................................... 46

10    Контроль и приемка работ......................................................... 47

10.1    Входной контроль............................................................... 47

10.2    Операционный контроль...................................................... 48

10.3 Оценка соответствия и приемка выполненных работ.................. 48

11    Правила безопасности........................................................... 48

11.1    Охрана труда.................................................................... 48

11.2    Охрана окружающей среды................................................... 49

12    Рекомендации по эксплуатации и ремонту ГПП.............................. 51

12.1    Периодические осмотры...................................................... 51

12.2    Инструментальные наблюдения............................................ 51

12.3    Текущее содержание........................................................... 52

12.4    Ремонт ГПП..................................................................... 52

Приложение А. Примеры основных проектных решений с

(рекомендуемое) применением ГПП различных видов......................... 53

Библиография............................................................................... 67

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ Применение гибких бетонных поверхностных покрытий для защиты и укрепления автомобильных дорог

1    Область применения

1.1    Настоящий отраслевой дорожный методический документ (ОДМ) распространяется на сооружения инженерной защиты автомобильных дорог, выполненные из г ибких бетонных поверхностных покрытий.

1.2    Настоящий документ содержит основные параметры и виды гибких бетонных поверхностных покрытий и их элементов, рекомендации по проектированию, устройству, эксплуатации и ремонту покрытий, а также методы контроля и правила охраны труда и окружающей среды при устройстве покрытий.

1.3    Документ направлен на реализацию положений ТР ТС 014/2011.

1.4    Документ носит рекомендательный характер.

2    Нормативные ссылки

В настоящем ОДМ использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ТР ТС 014/2011 Технический регламент Таможенного союза «Безопасность автомобильных дорог»

ГОСТ 12.3.003-86 Система стандартов безопасности труда. Работы электросварочные. Требования безопасности

ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 3062-80 Канат одинарной свивки типа ЛК-О конструкции 1 -7(1+6) Сортамент.

ГОСТ 3560-73 Лента стальная упаковочная. Технические условия.

ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Методы определения плотности ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 13087-81 Бетоны. Методы определения истираемости ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей

ГОСТ 18343-80 Поддоны для кирпича и керамических камней. Технические условия

ГОСТ 22266-2013 Цементы сульфатостойкие. Технические условия ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 24297-2013 Верификация закупленной продукции. Организация проведения и методы контроля

ГОСТ 25951-83 Пленка полиэтиленовая термоусадочная. Технические условия

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава бетона ГОСТ 27751-2014 (EN 1990:2002, ISO 2394:1998) Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30055-93 Канаты из полимерных материалов и комбинированные. Технические условия

ГОСТ 32730-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок дробленый. Технические требования

ГОСТ 32731-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Требования к проведению строительного контроля

ГОСТ 32755-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Требования к проведению приемки в эксплуатацию выполненных работ

ГОСТ 32756-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Требования к проведению промежуточной приемки выполненных работ

ГОСТ 32824-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный. Технические требования

ГОСТ 32826-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и песок шлаковые. Технические требования

ГОСТ 32867-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Организация строительства. Общие требования

ГОСТ 33069-2014 (EN 13253:2005) Материалы геосинтетические для защиты от эрозии (береговая защита). Общие технические требования

ГОСТ Р 50277-92 (ИСО 9864-90) Материалы геотекстильные. Метод определения поверхностной плотности

ГОСТ Р 53238-2008 Материалы геотекстильные. Метод определения характеристики пор

ГОСТ    Р    55028-2012    Дороги    автомобильные    общего    пользования,

материалы геосинтетические для дорожного строительства. Классификация, термины и определения

ГОСТ    Р    55030-2012    Дороги    автомобильные    общего    пользования.

Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Метод определения прочности при растяжении.

ГОСТ Р 56249-2014 Сера газовая техническая. Технические условия

3 Термины и определении

ОДМ 218.3.106-2019

В настоящем ОДМ применены термины по ГОСТ Р 55028, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    гибкие поверхностные покрытия (ГПП): Изделия из бетонных блоков специальной формы, соединенных между собой гибкими связями, монтируемые в единое целое полотно на месте устройства покрытия, либо в заводских условиях, и предназначенные для защиты от размывов и подмывов: пойменных насыпей, опор мостов, берегов рек и водоемов, противопаводковых укреплений, гребней плотин и дамб при переливе, каналов, канав и стоков, а также для защиты подводных переходов трубопроводов и кабельных трасс.

3.2    обратный фильтр:    Слой, располагаемый на поверхности

защищаемого с помощью ГПП склона или откоса, состоящий из минеральных гранул одинакового размера или из дробленого минерального материала с однородным фракционным составом, предназначенный для предотвращения подмыва склона или откоса, защищаемого ГПП, водным потоком, проникающим под ГПП.

3.5    эрозия: Разрушение почв и горных пород поверхностными водными потоками.

3.6    прижим: Нагон воды на отвесный (обычно скальный) берег на повороте реки.

3.7    смерзшийся массив: Грунт откоса, смерзшийся с установившимся ледовым покровом.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем методическом документе применяются следующие обозначения и сокращения:

ГПП: Гибкие поверхностные покрытия.

КГПП: Ковровые гибкие поверхностные покрытия.

ЛКМ: Лакокрасочные материалы.

ЛЭП: Линия электропередач.

МГПП: Модульные гибкие поверхностные покрытия.

ОДМ: Отраслевой методический документ (Росавтодора).

ПОС: Проект организации строительства.

ПНР: Проект производства работ.

СГПП: Сборные гибкие поверхностные покрытия.

5 Общие положения

5.1    Основные параметры гибких бетонных поверхностных покрытий

5.1.1    Прочность ГГ1П.

Определяется как наименьший из двух показателей: прочности бетона блоков ГПП на сжатие и разрывной нагрузки гибких связей (п. 6.1,6.2).

5.1.2    Морозостойкость ГПП.

Определяется морозостойкостью бетонных блоков ГПП (п. 6.1).

5.1.3    Водонепроницаемость блоков ГПП.

Определяется водонепроницаемостью бетона блоков ГПП (п. 6.1).

5.1.4    Истираемость.

Определяется истираемостью бетонных блоков ГПП (п. 6.1).

5.1.5    Удельный вес ГПП.

Определяется суммарным весом блоков ГПП, гибких связей, бетона омоноличивания (при наличии) на единицу площади защищаемой поверхности.

5.2 Виды гибких бетонных поверхностных покрытий

5.2.1    Гибкие поверхностные покрытия подразделяют на следующие виды:

-    ковровые (КГПП);

-    на основе сборных бетонных элементов (СГПП);

-    на основе модульных бетонных блоков (МГПП).

5.2.2    КГПП представляют собой секции бетонных блоков в форме параллелепипедов или иных геометрических элементов, объединенных между