Р В.2.3-37641918-937:2023 Рекомендації з проєктування нежорсткого дорожнього одягу з асфальтобетонними шарами підвищеної жорсткості у разі використанні модифікуючих добавок



Державне агентство відновлення та розвитку інфраструктури України

Національний транспортний університет (НТУ)

РЕКОМЕНДОВАНО Науковою радою Державного агентства відновлення та розвитку інфраструктури України Протокол від 26.12.2023 № 2 РЕКОМЕНДОВАНО Науково-технічною радою ДП «ДерждорНДІ» Протокол від 13.11.2023 р. № 7

РЕКОМЕНДАЦІЇ
з проектування нежорсткого дорожнього одягу з асфальтобетонними
шарами підвищеної жорсткості у разі використання модифікуючих
добавок
Р В.2.3-37641918-937:2023

Київ
2023

Зміст

Вступ

1 Сфера застосування

2 Нормативні посилання

3 Познаки та скорочення

4 Розрахункові значення модуля пружності асфальтобетонів під час використання модифікувальних добавок

4.1 Теоретичне визначення модуля пружності асфальтобетону з використанням моделі W. Witchak

4.2 Теоретичне визначення модуля пружності асфальтобетону з використанням моделі фірми Shell

4.3 Розрахування складу бітуму з полімерними добавками

4.4 Визначення ефективного модуля пружності асфальтобетонних монолітних шарів, з модифікувальними добавками

5 Критерії розрахунку багатошарових асфальтобетонних дорожніх одягів

6 Алгоритм створення комп’ютерної моделі

6.1 Розрахункові характеристики матеріалів в комп'ютерному моделюванні

6.2 Теоретичний опис створення комп'ютерної моделі розрахунку

6.3 Етапи розробки розрахункової моделі

6.4 Аналізування та перевіряння критеріїв міцності за моделлю

Додаток А (довідковий) Основні методи розрахунку модуля пружності асфальтобетону

Додаток Б (довідковий) Розрахування чотиришарового асфальтобетонного дорожнього одягу

Додаток В (довідковий) Напружено-деформований стан конструкцій дорожнього одягу в програмно-розрахунковому комплексі

Додаток Г (довідковий) Методика розрахунку середнього фактичного модуля пружності укріпленого шару дорожнього одягу, який має змінні по глибині механічні характеристики

Додаток Д (довідковий) Визначення границі міцності на розтягування за згину показників деформативності

Додаток Е (довідковий) Бібліографія

ВСТУП

Зростання інтенсивності руху транспортних засобів, підвищення навантажень на вісь, тиск в шинах та зміна клімату призводить до руйнування багатошарових асфальтобетонних шарів та зменшення їх строку служби. У наукових закладах України за останні 10 років накопичені дані про збільшення механічних властивостей та довговічності асфальтобетону з використанням різних класів модифікаторів, виконані наукові дослідження та побудовані експериментальні ділянки з використанням природного бітуму типу Selenizza SLN 120, побудовано десятки дослідних ділянок, у тому числі на дорогах з інтенсивним рухом великовагових транспортних засобів. Ділянки після (5 — 9) років експлуатування не мають жодних руйнувань та деформацій.

Однак, широке впровадження модифікувальних добавок до природного бітуму стримується недосконалістю існуючої моделі розрахунку асфальтобетонного дорожнього покриву за критерієм згину монолітних шарів. Відповідно до цієї схеми за розрахунком згідно з ГБН В.2.3-37641918-559, отримуємо ситуацію, коли використання високомодульних матеріалів у верхніх шарах призводить до зменшення запасу міцності за критерієм опору згину.

Це пояснюється недосконалістю розрахункової схеми, коли реальний багатошаровий пакет асфальтобетонних шарів зводиться до одного шару з середнім модулем пружності, визначеним за правилом сумішей. Відповідне зростання модуля однорідного шару без збільшення його міцності на згин автоматично викликає нібито погіршення роботи конструкції на згин. Усунути цей недолік можна з використанням моделі тришарового або реального багатошарового дорожнього одягу за розрахунком по точному рішенню теорії пружності і/або методом скінчених елементів (МСЕ).

Покращення властивостей бітуму та асфальтобетону з використанням модифікувальних добавок в усіх шарах та створення на цій основі раціональних дво- та трьох та більше шарових конструкцій із підвищеним модулем пружності та міцністю на розтяг при згині дозволить в 1,3 — 1,5 рази збільшити строк служби асфальтобетонних шарів, забезпечити їх колієстійкість, загальну жорсткість та надійність.

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

1.1 Ці рекомендації застосовні для проєктування нежорсткого дорожнього одягу з асфальтобетонними шарами підвищеної жорсткості з використанням модифікувальних добавок.

1.2 Ці рекомендації застосовні під час проведення багатоваріантних розрахунків типових дорожніх конструкцій з використанням асфальтобетонних шарів модифікованих добавками, встановленні сфери раціонального використання модифікувальних добавок у конструкціях дорожнього одягу.

1.3 Ці рекомендації призначені для підприємств та організацій, незалежно від форм власності та відомчої підпорядкованості, які проєктують нежорсткий дорожній одяг з асфальтобетонними шарами підвищеної жорсткості із використанням модифікувальних добавок і згідно з ГБН В.2.3-37641918-559 та ДБН В.2.3-4 в усіх дорожньо-кліматичних зонах України.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цих рекомендаціях наведено посилання на такі будівельні норми та нормативні документи:

ДБН В.2.3-4:2015 Автомобільні дороги. Частина І. Проєктування. Частина ІІ. Будівництво

ГБН В.2.3-37641918-544:2014 Автомобільні дороги. Застосування геосинтетичних матеріалів у дорожніх конструкціях. Основні вимоги

ГБН В.2.3-37641918-559:2019 Автомобільні дороги. Дорожній одяг нежорсткий. Проєктування

ДСТУ 4044:2019 Бітуми нафтові дорожні в'язкі. Технічні умови

ДСТУ 8772:2018 Порошок мінеральний для асфальтобетонних сумішей. Методи випробування

ДСТУ 8787:2018 Бітум та бітумні в`яжучі. Метод визначення зчеплюваності зі щебенем

ДСТУ 8954:2019 Автомобільні дороги. Оцінювання рівня дефектності дорожнього одягу

ДСТУ 8959:2019 Асфальтобетонні суміші та асфальтобетон дорожні на основі бітумів, модифікованих полімерами. Технічні умови

ДСТУ 8976:2020 Матеріали дорожні, виготовлені за технологією холодного ресайклінгу. Технічні умови

ДСТУ 9043:2020 Матеріали щебеневі зі шлаків металургійних для дорожнього будівництва. Технічні умови

ДСТУ 9116:2021 Бітум та бітумні в'яжучі. Бітуми дорожні, модифіковані полімерами. Технічні умови

ДСТУ 9133:2021 Бітум та бітумні в'яжучі. Бітуми дорожні, модифіковані комплексами добавок. Технічні умови

ДСТУ 9177-3:2022 Матеріали щебеневі та гравійні для дорожнього будівництва. Технічні умови. Частина 3. Матеріали, укріплені мінеральними в’яжучими

ДСТУ 9178:2022 Настанова з улаштування шарів дорожнього одягу з щебеневих, гравійних та укріплених матеріалів

ДСТУ Б А.3.2-4:2009 Система стандартів безпеки праці. Роботи з приготування асфальтобетонних сумішей. Вимоги безпеки

ДСТУ Б В.2.7-119:2011 Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний. Технічні умови

ДСТУ Б В.2.7-127:2015 Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон щебенево-мастикові. Технічні умови

ДСТУ Б В.2.7-129:2013 Емульсії бітумні дорожні. Технічні умови

ДСТУ Б В.2.7-210:2010 Будівельні матеріали. Пісок із відсівів дроблення вивержених гірських порід для будівельних робіт. Технічні умови

ДСТУ Б В.2.7-232:2010 Будівельні матеріали. Пісок для будівельних робіт. Методи випробувань

ДСТУ Б В.2.7-247:2010 Будівельні матеріали. Порошок мінеральний для сумішей асфальтобетонних та органо-мінеральних дорожніх. Методи випробувань

ДСТУ Б В.2.7-306:2015 Суміші бітумомінеральні дорожні. Методи випробувань

ДСТУ EN 13108-1:2019 Бітумомінеральні суміші. Технічні вимоги до матеріалів. Частина 1. Асфальтобетон (EN 13108-1:2006, IDT)

ДСТУ EN 13108-1:2019 Бітумомінеральні суміші. Технічні вимоги до матеріалів. Частина 1. Асфальтобетон (EN 13108-1:2006, IDT) / Поправка № 1:2019 (EN 13108-1:2006/AC:2008, IDT)

ДСТУ EN 13108-5:2018 Бітумомінеральні суміші. Технічні умови. Частина 5. Щебенево-мастиковий асфальтобетон (EN 13108-5:2016, IDT)

ДСТУ ISO/IES 17050-1:2006 Оцінювання відповідності. Декларація постачальника про відповідність. Частина 1. Загальні вимоги

ДСТУ ISO/IES 17050-2:2006 Оцінювання відповідності. Декларація постачальника про відповідальність. Частина 2. Підтверджувальна документація