ПРОЕКТИРОВАНИЕ  НЕЖЕСТКОЙ  ДОРОЖНОЙ  ОДЕЖДЫ  ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНОЙ  ПОЛОСЫ  С  ПРИМЕНЕНИЕМ  ОБЪЕМНОЙ  ГЕОРЕШЕТКИ

Козырев  Николай  Эрикович

студент  6  курса  кафедры  автомобильных  дорог  КГАСУ,  РФ,  г.  Казань

E -mail:  vdovin@kgasu.ru

Буланов  Павел  Ефимович

аспирант  кафедры  автомобильных  дорог  КГАСУ,  РФ,  г.  Казань

Вдовин  Евгений  Анатольевич

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  КГАСУ,  РФ,  г.  Казань

В  Республике  Татарстан  как  и  большинстве  регионов  Российской  Федерации  наибольшее  распространение  имеют  глинистых  грунтов.  Грунты  под  дорожной  одеждой  автомобильных  дорог  и  аэродромов  подвержены  погодно-климатическим  факторам,  которые  вызывают  процессы  попеременного  увлажнения-высыхания  и  замерзания-оттаивания.  В  связи  с  этими  процессами  изменяются  физико-механические  характеристики  грунта,  такие  как,  прочность,  сцепление,  сдвигоустойчивость,  модуль  упругости.  Снижение  прочности  и  возникающие  при  оттаивании  просадочные  деформации  зависят  от  скорости  оттаивания.  Чем  быстрее  происходит  оттаивание,  тем  сильнее  снижается  прочность  глинистых  грунтов.

Одним  из  наиболее  эффективных  способов  решения  данной  проблемы  может  быть  использование  геосинтетических  решеток,  которые  в  свою  очередь  могут  быть  применены  в  увеличении  несущей  способности  грунтов,  оснований,  откосов  насыпи,  покрытий  и  т.  д. 

В  связи  с  этим,  целью  данной  работы  являлось  проектирование  нежесткой  дорожной  одежды  взлетно-посадочной  полосы  в  населенном  пункте  Куюки  Республики  Татарстан  с  применением  объемной  георешетки.

Аэродром  проектировался  в  III  дорожно-климатической  зоне,  в  первом  типе  местности  по  увлажнению.  Проектный  срок  службы  покрытия  —  10  лет.  За  расчетое  принят  самолет  типа  Л-410  с  нормативной  нагрузкой  на  опору  F_n=80  кН,  у  которого  внутреннее  давление  воздуха  в  пневматиках  Р_а=0,60  МПа,  главная  опора  шасси  выполнена  по  схеме  одиночного  колеса,  число  осей  в  расчетной  опоре  n₀=1.  Среднесуточное  число  вылетов  самолета  Л-410  на  последнем  году  проектного  срока  службы  покрытия  составило  10.

Все  расчеты  нежесткого  аэродромного  покрытия  проводились  по  СНиП  2.05.08-85. 

В  основе  расчета  нежесткого  аэродромного  покрытия  была  принята  расчетная  модель  в  виде  слоистого  линейно  деформируемого  полупространства,  на  поверхность  которого  действует  нагрузка  от  одиночного  колеса,  расположенная  равномерно  по  площади  круга.  Воздействие  на  покрытие  реальных  многоколесных  опор  воздушных  судов  при  расчете  заменяют  воздействием  условной  эквивалентной  нагрузки  F_e  от  одиночного  колеса.

Для  расчета  были  приняты,  коэффициент  динамичности  Kd=1,1  и  коэффициент  разгрузки  γf=1,0.  Коэффициент  условий  работы  при  расчете  по  предельному  относительному  прогибу  γс=1,0  и  при  расчете  асфальтобетона  на  растяжение  при  изгибе  γf=1,0.

Для  расчета  запроектированы  следующие  слои:

1.  Асфальтобетонная  смесь  плотная,  марки  III  —  0,04  м;

2.  Асфальтобетонная  смесь  пористая  —  0,05  м;

3.  Щебень  из  природного  камня,  уложенный  по  принципу  расклинцовки  —  0,20  м;

4.  Песок  средней  крупности  —  0,30  м.

Определение  одноколесной  эквивалентной  нагрузки  составило  F_e=F_n=80кН  т.к.  опора  самолета  одноколесная.  Диаметр  круга,  равновеликого  площади  отпечатка  пневматика  одноколесной  эквивалентной  нагрузки,  по  формуле  (4)

м.  Приведенной  повторяемости  приложения  нагрузок  по  формуле  (6)  .  Условие  прочности  покрытия  по  прогибу  имеет  вид:

Таким  образом,  данное  не  обеспечено,  следовательно  необходимо  увеличить  толщину  слоев  либо  использовать  материалы  более  высокой  прочности.

Для  решения  данной  задачи  применим  геосинтетический  материал  в  основание  конструкции.  Пространственные  георешетки  поместим  на  естественное  основание,  с  засыпкой  местным  непучинистым  грунтом.  В  результате  коэффициент  армирования  естественного  основания  составил  1.48  [3].  Это  приведет  к  увеличению  несущей  способности  естественного  основания  на  48  %.

Рисунок  1.  Георешетка  при  строительстве  оснований

Проверка  условия  прочности  при  γс=1,0  использованием  георешетки  имеет  вид:

.

Анализ  показал  что,  что  введение  в  конструкцию  георешетки  выполняет  условие  прочности

Далее  проверили  условие  прочности  (10)  для  нижнего  слоя  из  пористого  асфальтобетона  при  ,  МПа  и  γf=1,0,  имеет  МПа<.

Расчет  показал,  что  прочность  асфальтобетона  на  растяжение  при  изгибе  соответствует  нормативным  требовыниям.

Проверка  конструкции  на  морозоустоичивость  ,  показало  выполнение  данного  условия.

Рисунок  2.  Конструкции  дорожных  одежд  нежесткого  типа,  взлетно-посадочной  полосы

В  результате  расчетов  установлено  что  применение  объемной  георешетки  в  конструкции  дорожных  одежд  позволило:

·     повысить  модуль  упругости  на  поверхности  грунта  с  20,84  МПа  до  30,84  МПа; 

·     снизить  толщину  основания  из  щебня  с  30  см  до  20  см  и  толщину  дополнительного  слоя  основания  из  песка  с  35  см  до  30  см;

·     снизить  стоимость  дорожной  одежды  с  1624,69  руб/м²  до  1523,82  руб/м².

Анализ  данных  показал,  что  применение  объемных  георешеток  в  конструкциях  дорожных  одежд  взлетно-посадочной  полосы  аэродрома,  является  перспективным  направлением  в  повышении  технико-экономической  эффективности  строительства.

Список  литературы:

1.Методические  указания  по  проектированию  искусственных  покрытий  аэродромов,  МАДИ  1992.

2.Руководство  по  проектированию  аэродромов.  Часть  1.  Взлетно-посадочные  полосы.  ICAO  doc  9157  AN/901  2005  г.

3.Руководство  по  проектированию  водоотвода  на  летном  поле,  М.,  1995  г  —  128  с.

4.СНиП  2.05.08-85.  Аэродромы/Госстрой  СССР.-М.:ЦИТП  Госстроя  СССР,  1985.  —  59  с.