ГОСТ Р 59866-2022
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Дороги автомобильные общего пользования
ПОКАЗАТЕЛИ ДЕФОРМАТИВНОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЕВ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ИЗ НЕСВЯЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
Технические требования и методы определения
Automobile roads of general use. Flexible pavement indexes of deformation of structural layers of loose materials and soils. Technical requirements and methods of determination
ОКС 93.080.99
Дата введения 2022-04-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Доринжсервис" (ООО "Доринжсервис") совместно с Обществом с ограниченной ответственностью "Инновационный технический центр" (ООО "ИТЦ")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 418 "Дорожное хозяйство"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 марта 2022 г. N 125-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (www.rst.gov.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на показатели деформативности конструктивных слоев дорожных одежд из несвязных материалов и показатели деформативности грунтов земляного полотна автомобильных дорог общего пользования и устанавливает требования к ним, а также методы их определения на стадии строительного контроля при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте автомобильных дорог с использованием статического и динамического методов нагружения.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 5180 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 12071 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов
ГОСТ 32758 Дороги автомобильные общего пользования. Временные технические средства организации дорожного движения. Технические требования и правила применения
ГОСТ 33063 Дороги автомобильные общего пользования. Классификация типов местности и грунтов
ГОСТ Р 59120 Дороги автомобильные общего пользования. Дорожная одежда. Общие требования
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 33063, ГОСТ Р 59120, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 несвязный материал: Материал для устройства конструктивных слоев дорожной одежды, обладающий сыпучестью в сухом состоянии.
Примечание - К несвязным материалам относятся щебень, устроенный по способу заклинки, щебеночно-песчаные смеси (ЩПС), щебеночно-гравийно-песчаные смеси (ЩГПС), песчано-гравийные смеси (ПГС), песок и т.д.
3.7 обратимая относительная деформация: Отношение обратимого (упругого) прогиба к диаметру отпечатка нагрузочной плиты.
3.8 общая относительная деформация: Отношение общего (полного) прогиба к диаметру отпечатка нагрузочной плиты.
3.9 осадка (прогиб): Деформация, возникающая под действием нагрузки.
3.11 характерный участок: Однотипный участок автомобильной дороги, в пределах которого не наблюдается изменений конструкции дорожной одежды и грунта земляного полотна.
4 Технические требования
Требования к показателям деформативности и однородности уплотнения представлены в таблицах 1, 2.
Таблица 1 - Требования к показателям деформативности слоев дорожной одежды из несвязных материалов
Материал | Конструктивный | Показатели деформативности | ||||
слоя | слой дорожной одежды | при статическом нагружении | при динамическом нагружении  | |||
Модуль упругости  , МПа | Модуль деформации при повторном цикле нагружения , МН/м (МПа)  | Относительный показатель уплотнения  | Модуль деформации при динамическом нагружении , МН/м (МПа)  | Показатель однородности модуля деформации при динамическом нагружении , не более | ||
ЩПС, ЩГПС, ПГС, щебень, устроенный по способу заклинки | Верхний из несвязных слоев основания на автомобильных дорогах категории I | Не ниже проектного значения  |  180 |  2,2 | 65 | 0,16 |
Нижний слой основания на автомобильных дорогах категории I; слои основания на автомобильных дорогах категорий II-IV | 150  | 2,5 | 60 | 0,16 | ||
Дополнительный слой основания | 120 | 2,5 | 60 | 0,16 | ||
Покрытие дорожных одежд переходного типа | 130 | 2,5 | 60 | 0,18 | ||
Песок | Слой основания, включая дополнительный слой | 80 | 3,3 | 35 | 0,20 | |
Наибольшая крупность зерна материала устраиваемого слоя, при которой целесообразно определять модуль деформации установками динамического нагружения (  от диаметра нагрузочной плиты). Допускаются отклонения не более чем для 20% измерений от общего числа на измерительном участке значений модуля деформации при повторном цикле нагружения в меньшую сторону от требуемого значения, но не более чем на 10% (при соблюдении требований к относительному показателю уплотнения ). Допускается отклонение не более чем для 20% измерений от общего числа на измерительном участке не более чем на 10% в большую сторону от максимально допустимого значения. Допускаются отклонения 10% значений модуля деформации при динамическом нагружении из общего числа измерений на измерительном участке в меньшую сторону от требуемого значения, но не более чем на 10%. Проектное значение - величина модуля упругости на поверхности конструктивного слоя или грунта земляного полотна, рассчитанная при проектировании дорожной одежды по критерию упругого прогиба. Допускают отклонение значений не более чем для 20% измерений от общего числа на измерительном участке не более чем на 10% в меньшую сторону (при соблюдении требований к относительному показателю уплотнения ). При интенсивности движения более 10001 ед./сут (интенсивность, приведенная к легковому автомобилю) на автомобильной дороге категории II требования к показателям деформативности устанавливаются как для автомобильной дороги категории I. | ||||||
Таблица 2 - Требования к показателям деформативности грунтов земляного полотна
Грунт | Модуль упругости на поверхности рабочего слоя , МПа | Модуль деформации при повторном цикле нагружения на поверхности рабочего слоя при относительной влажности  , МН/м (МПа) | Относительный показатель уплотнения | Модуль деформации при динамическом нагружении , МН/м (МПа) | |||
0,60 | 0,70 | 0,80 | на поверхности рабочего слоя | при послойной отсыпке насыпи | |||
Крупнообломочные грунты | Не ниже проектного значения | 100 | 3,0 | 3,0 | Для набора статистики | ||
Песок | 70 | 3,3 | 3,5 | ||||
Пылеватый песок | 60 | 3,3 | 3,5 | ||||
Легкая супесь | 45 | 40 | 35 | 2,7 | 3,0 | ||
Пылеватая супесь, суглинки, глины | 60 | 35 | 25 | 2,5 | 2,7 | ||
При значениях относительной влажности грунта, отличных от приведенных, пользуются методами интерполяции и экстраполяции. Относительная влажность грунта определяется как отношение естественной влажности к влажности на границе текучести. Допускают отклонение значений не более чем для 20% измерений от общего числа на измерительном участке не более чем на 10% в меньшую сторону (при соблюдении требований к относительному показателю уплотнения ). Примечание - Грунты, обладающие тиксотропными свойствами, требуют дополнительных проектных решений, направленных на стабилизацию их свойств. | |||||||
5 Последовательность проведения оценки показателей деформативности методами статического и динамического нагружений на участках автомобильных дорог
5.1 Проведение оценки показателей деформативности слоев основания
На участке автомобильной дороги определение показателей деформативности выполняют комплексно методами статического и динамического нагружений. Последовательность проведения оценки показателей деформативности методами статического и динамического нагружений приведена в приложении А.
В спорных ситуациях определение показателей деформативности проводят комплексно статическим и динамическим нагружениями в соответствии с приложением А.
Пример оценки показателей деформативности представлен в приложении Б.
5.2 Проведение оценки показателей деформативности грунтов земляного полотна
Показатели деформативности грунтов земляного полотна должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 2.
6 Методы определения
6.1 Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам и материалам
6.1.1 При выполнении измерений методом статического нагружения применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства и материалы:
а) установка статического нагружения штамповая.
Штамповая установка статического нагружения включает в себя:
1) механизм нагружения - гидравлический насос с гидроцилиндром и поршнем или механический домкрат, развивающий требуемое усилие в соответствии с таблицей 3.
Для компенсации расстояния от гидроцилиндра до противовеса применяют удлиняющие элементы (металлические насадки), которые должны обеспечивать возможность упора гидравлического цилиндра в противовес на высоту до 1 м. Металлические насадки не должны деформироваться под создаваемой нагрузкой. Допускают применение магнитных шарниров с плоской подошвой для упора гидроцилиндра в противовес;
2) нагрузочные плиты, выполненные из стали. Допускают применение нагрузочных плит диаметром (300,00±0,25), (600,00±0,50), (762,00±0,50) мм.
Нагрузочная плита диаметром 300 мм должна иметь толщину не менее 20 мм.
Нагрузочные плиты диаметром 600 и 762 мм изготавливают с ребрами жесткости, расположенными симметрично по радиусу, и их толщина должна быть не менее 20 мм.
Нагрузочные плиты диаметром 600 и 762 мм должны иметь центрирующие упоры (штифты) для установки и удерживания плиты диаметром 300 мм.
Нагрузочная плита диаметром 300 мм представлена на рисунке 1.
Нагрузочные плиты диаметром 600 и 762 мм представлены на рисунке 2;
3) нагрузочное устройство. Нагрузочное устройство состоит из гидравлического насоса, связанного с гидравлическим цилиндром с использованием шланга высокого давления. Допускается использование нагрузочных устройств иного принципа действия, способных воспроизводить и поддерживать требуемые нагрузки с заданной точностью. Нагрузочное устройство должно обеспечивать нагрузку и разгрузку нагрузочной плиты на отдельных ступенях нагружения;
 |
1 - центрирующая цапфа с поворотной головкой для гидроцилиндра; 2 - туннель для измерения осадки
Рисунок 1 - Схема нагрузочной плиты диаметром 300 мм
 |
Примечание - Сечение А-А показано схематично.
1 - центрирующие упоры для установки нагрузочной плиты диаметром 300 мм; 2 - ребра жесткости, толщиной не менее 20 мм
Рисунок 2 - Схема нагрузочных плит диаметром 600 и 762 мм
5) устройство для измерения осадки нагрузочной плиты (прогибомер), состоящее:
- из несущего каркаса, расположенного не менее чем на трех опорах;
- вертикально перемещаемого щупа со считывающим устройством, устойчивого к кручению и изгибу;
- измерителя деформации с абсолютной погрешностью измерения в диапазоне от 0 до 0,1 мм - не более 0,015 мм, и относительной погрешностью измерения в диапазоне от 0,1 мм - не более 2%.
Допускается применять прогибомеры с поворотным щупом, прогибомеры с перемещающимся по оси щупом в линейном подшипнике и прогибомеры с измерителем деформации, расположенным по оси нагружения.
Прогибомер с поворотным щупом представлен на рисунке 3.
Прогибомер со щупом, перемещаемым по оси, представлен на рисунке 4.
Прогибомер с индикатором перемещения, расположенным по оси нагружения, представлен на рисунке 5.
 |
Рисунок 3 - Схема прогибомера с поворотным щупом
 |
Рисунок 4 - Схема прогибомера с перемещающимся по оси щупом в линейном подшипнике
 |
Рисунок 5 - Схема прогибомера с индикатором перемещения, расположенным по оси нагружения
б) противовес. В качестве противовеса допускается использовать строительную технику или иные устройства, нагрузка от которых не менее чем на 10 кН превышает максимальную нагрузку, создаваемую штамповой установкой статического нагружения в процессе измерения;
в) секундомер;
г) песок сухой без включения частиц размером более 2 мм.
6.1.2 При выполнении измерений методом динамического нагружения применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства и материалы:
а) установка динамического нагружения штамповая.
Штамповая установка динамического нагружения должна обеспечивать измерение деформации с относительной погрешностью не более 5% от измеряемой величины и состоять из следующих элементов:
1) механизм нагружения - падающий по направляющей штанге груз весом:
2) нагрузочную плиту с ручками для переноски, выполненную из стали диаметром (300,00±0,25) мм толщиной не менее 20 мм;
3) переходный упругий элемент (амортизатор) между нагрузочной плитой и нагрузочным устройством;
б) устройства и материалы вспомогательные в соответствии с перечислениями 6.1.1.
6.2 Методы измерений
6.2.1 Метод измерений статическим нагружением
Сущность метода заключается в проведении статического нагружения двумя циклами, с неполной разгрузкой после первого цикла, на поверхности конструктивных слоев дорожных одежд или грунта земляного полотна с определением осадки нагрузочной плиты от прилагаемой нагрузки и последующим расчетом показателей деформативности.
6.2.2 Метод измерений динамическим нагружением
Сущность метода заключается в проведении динамического нагружения на поверхности конструктивных слоев дорожных одежд или грунта земляного полотна с определением осадки нагрузочной плиты от прилагаемой нагрузки и последующим расчетом показателей деформативности.
 |
1 - рукоятка; 2 - механизм фиксации и освобождения груза; 3 - направляющая штанга; 4 - ручка падающего груза; 5 - падающий груз; 6 - упругий элемент; 7 - шаровая опора, 8 - ручки для переноски; 9 - электронный регистрирующий блок; 10 - нагрузочная плита
Рисунок 6 - Схема штамповой установки динамического нагружения
6.3 Требования безопасности
6.3.1 В случае, если во время проведения измерений автомобильная дорога используется для передвижения строительной или иной техники, места выполнения работ должны быть огорожены временными техническими средствами организации дорожного движения в соответствии с ГОСТ 32758.
6.3.2 Специалисты, выполняющие измерения, должны соблюдать инструкции по охране труда, иметь спецодежду, обеспечивающую повышенную видимость в условиях проведения работ.
Специалисты, выполняющие измерения, должны знать устройство средств измерений и вспомогательных устройств, представленных в разделе 7, правила обращения с ними, а также правила их эксплуатации.
6.4 Требования к условиям измерений
6.4.1 Измерения должны проводиться при температуре окружающего воздуха выше 0°С.
6.4.2 Материалы слоев дорожной одежды и грунты рабочего слоя земляного полотна не должны находиться в замерзшем состоянии.
6.4.3 При проведении измерений на расстоянии не менее 5 м не должно находиться движущейся строительной техники, штамповая установка и противовес не должны испытывать вибрацию во время измерений.
6.5 Подготовка к выполнению измерений
6.5.1 Общие положения
6.5.1.1 На участке автомобильной дороги протяженностью менее 500 м, количество измерений методом статического нагружения должно быть не менее шести. Количество измерений методом динамического нагружения - не менее 30.
Точки для проведения измерений выбирают в произвольном порядке по всей протяженности участка или на основании георадарных обследований. Первая и последняя точки измерений должны находиться в пределах от 1% до 10% длины участка от начала и конца участка соответственно. Минимальное расстояние между точками проведения измерений методом статического нагружения составляет 10 м.
В случае установления в результате визуального осмотра участка одинакового уплотнения материала по всей протяженности участка, измерения методами статического и динамического нагружений проводят через приблизительно равное расстояние по длине контролируемого участка.
При необходимости допускается проведение большего количества измерений. Рекомендуется назначать дополнительные точки в местах, где по результатам визуального осмотра или по результатам георадарного обследования выявлено недоуплотнение слоя.
На участке автомобильной дороги протяженностью свыше 500 м измерения методом статического нагружения проводят не менее одного раза на каждые 100 пог.м, методом динамического нагружения не менее одного раза на каждые 50 пог.м в соответствии со схемами, представленными на рисунках 7 и 8.
Примечание - При необходимости проведения большего количества измерений допускается иное расположение дополнительных точек.
При наличии разделительной полосы измерения проводят по каждому направлению движения отдельно.
 |
1 - бровка; 2 - ось; 3 - граница участка; O - точки проведения измерений; L - протяженность участка
Рисунок 7 - Рекомендуемая схема расположения точек измерения методом статического нагружения
 |
1 - бровка; 2 - ось; 3 - граница участка; x - точки проведения измерений; L - протяженность участка
Рисунок 8 - Рекомендуемая схема расположения точек измерения методом динамического нагружения
6.5.1.3 Влажность и влажность на границе текучести определяют в соответствии с ГОСТ 5180. Пробы грунта отбирают в день выполнения штамповых испытаний на расстоянии не более 1 м от точки проведения испытаний, не менее одного раза на участке. Отбор, упаковку, транспортирование и хранение грунта выполняют по ГОСТ 12071. На основании полученных результатов вычисляют относительную влажность в момент проведения испытаний, которую учитывают при определении показателей деформативности связных грунтов земляного полотна.
6.5.2 Подготовка к выполнению измерений методом статического нагружения
6.5.2.1 Подготовку к выполнению измерений методом статического нагружения выполняют в следующей последовательности:
- подготовка поверхности слоя к проведению измерений;
- подготовка и установка нагрузочной плиты и штамповой установки статического нагружения;
- установка противовеса.
Примечание - Допускается устанавливать противовес на место измерения перед подготовкой поверхности и установкой нагрузочной плиты и штамповой установки статического нагружения.
6.5.2.2 Подготовка поверхности слоя к проведению измерений
Перед установкой нагрузочной плиты необходимо подготовить поверхность слоя для проведения измерений. Поверхность слоя в месте установки нагрузочной плиты необходимо выровнять соответствующими вспомогательными средствами (лопата, шпатель и т.п.), без нарушения сложившейся структуры материала слоя.
Поверхность нагрузочной плиты должна максимально плотно прилегать к поверхности контролируемого слоя. При необходимости, с целью заполнения пустот и неровностей на поверхности слоя, а также увеличения площади контакта с нагрузочной плитой, допускается использовать сухой песок. Для этого на поверхности испытуемого слоя создают параллельную этому слою выравнивающую площадку из сухого песка, превышающую площадь нагрузочной плиты. Песок тщательно выравнивают без нарушения сложившейся структуры материала слоя.
Перед проведением измерений на песках во всех случаях и на грунтах, на поверхности которых образуется корка или поверхность которых замочена, а также на грунтах, имеющих неоднородную поверхность в верхней зоне, верхнюю часть слоя (от 5 до 10 см) необходимо удалить. Поверхность слоя в месте установки нагрузочной плиты необходимо выровнять соответствующими вспомогательными средствами (лопата, шпатель и т.п.).
6.5.2.3 Подготовка и установка нагрузочной плиты и штамповой установки статического нагружения
При проведении измерений конструктивных слоев дорожной одежды и грунтов земляного полотна применяют нагрузочные плиты диаметром 300 мм. При проведении измерений на слабых или крупнообломочных грунтах, а также слоях из материалов с включением частиц более 90 мм применяют нагрузочные плиты диаметром 600 или 762 мм.
На поверхность измеряемого слоя устанавливают нагрузочную плиту. Расстояние от края нагрузочной плиты до ближайшей опорной поверхности противовеса (колеса автомобиля, вальца катка и т.д.) должно быть не менее 0,5 м. Для обеспечения ее неподвижности, положения, перпендикулярного к поверхности слоя, и полного прилегания к поверхности допускается притирание или легкое постукивание по нагрузочной плите. В верхней части уплотненного слоя, контактирующей с нагрузочной плитой, не должно быть зерен каменного материала размером более 1/4 диаметра этой плиты. Наличие зерен определяют по результатам визуальной оценки слоя.
Гидравлический цилиндр устанавливают в середине нагрузочной плиты, перпендикулярно к ней под противовесом, и фиксируют во избежание опрокидывания. Гидравлический цилиндр должен упираться в противовес, для этого допускается применять металлические насадки для удлинения штока.
Примечание - В отдельных моделях оборудования гидравлический цилиндр упирается в магнитный шарнир с плоской подошвой, который установлен под противовесом.
Устанавливают манометр или динамометр.
Примечание - В отдельных моделях оборудования динамометр или манометр и нагрузочное устройство являются неразъемными.
Прогибомер устанавливают в рабочем, горизонтальном положении для измерения осадки нагрузочной плиты. Устанавливают считывающее устройство в середине нагрузочной плиты. Копирное острие считывающего устройства для измерения осадки должно свободно вводиться в измерительный туннель цоколя нагрузочной плиты и размещаться в центре нагрузочной плиты.
Устанавливают измеритель осадки перпендикулярно к испытуемой поверхности.
Выполняют мероприятия в соответствии с руководством по эксплуатации.
6.5.2.4 Установка противовеса
Противовес устанавливают над местом проведения измерений, исключая его перемещения в процессе проведения испытания, например блокируют тормозами и закрепляют на месте при помощи тормозных башмаков, при наличии. Место проведения измерений выбирают в соответствии с 6.5.1.
6.5.3 Подготовка к выполнению измерений методом динамического нагружения
При подготовке к выполнению измерений методом динамического нагружения проводят подготовку поверхности слоя к проведению измерений в соответствии с 6.5.2.2.
На поверхность измеряемого слоя устанавливают нагрузочную плиту. Для обеспечения ее неподвижности, горизонтального положения и полного прилегания к поверхности допускается притирание или легкое постукивание по нагрузочной плите. На поверхности уплотненного слоя под нагрузочной плитой не должно быть зерен каменного материала размером более 1/4 диаметра этой плиты. Наличие зерен определяют по результатам визуальной оценки.
На нагрузочную плиту устанавливают штангу с падающим грузом и присоединяют к нагрузочной плите электронный блок.
6.6 Порядок проведения измерений
6.6.1 Порядок проведения измерений методом статического нагружения
6.6.1.1 Выполнение измерений проводят в следующей последовательности:
- предварительное нагружение;
- первичное нагружение;
- разгрузка;
- повторное нагружение.
Результаты измерений заносят в журналы измерений. Допускается применение автоматизированных средств сохранения результатов измерений, предусмотренных конструкцией и комплектностью штамповой установки.
6.6.1.2 Предварительное нагружение
Для устранения возможных случайных деформаций и смещений нагрузочной плиты выполняют предварительное нагружение.
Предварительное нагружение выполняют в следующей последовательности:
- показания измерителя осадки устанавливают на значение "0" при измерениях на конструктивных слоях дорожных одежд по истечении с момента достижения нулевой ступени нагружения не менее 60 с, при измерениях на грунтах земляного полотна - по истечении с момента достижения нулевой ступени нагружения не менее 120 с.
Примечание - Допускается не устанавливать измеритель осадки на значение "0", а вместо этого зафиксировать отсчет после проведения предварительного нагружения. В этом случае в дальнейшем величина осадки определяется как разница в отсчетах до и после нагружения или разгрузки.
6.6.1.3 Первичное нагружение
Первичное нагружение проводят не менее чем в шесть ступеней до достижения предварительно выбранной максимальной нагрузки в соответствии с таблицей 3.
Время выдержки на каждой ступени при измерениях должно составлять не менее 60 с, но до достижения интенсивности изменения деформаций не более 0,02 мм/мин.
Во время выдержки на каждой ступени нагрузка и расчетное давление должны поддерживаться в пределах ±1% от максимальной ступени нагружения.
Первичное нагружение выполняют до достижения максимального давления в зависимости от диаметра нагрузочной плиты ступенями в соответствии с таблицей 3.
6.6.1.4 Разгрузка
Выполняют плавную разгрузку ступенями в соответствии с таблицей 4.
Время выдержки на каждой ступени принимают в соответствии с 6.6.1.3.
6.6.1.5 Повторное нагружение
Выполняют повторное нагружение с доведением давления до значения на ступень менее максимального давления при первичном нагружении в соответствии с таблицей 5.
Время выдержки на каждой ступени принимают в соответствии с 6.6.1.3.
6.6.2 Порядок проведения измерений методом динамического нагружения
Выполнение измерений проводят в следующей последовательности:
- выполняют предварительное нагружение тремя сбросами груза без регистрации деформаций для устранения возможных случайных деформаций;
- выполняют три сбрасывания груза с регистрацией деформации при каждом сбрасывании.
Таблица 3 - Значения нагрузки и давления в зависимости от диаметра нагрузочной плиты при проведении первичного нагружения
Ступень | Диаметр нагрузочной плиты | |||||||
нагру- жения | 300 мм | 300 мм | 600 мм | 762 мм | ||||
Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | |
0 | 0,71 | 0,01 | 0,71 | 0,01 | 2,82 | 0,01 | 2,28 | 0,005 |
1 | 5,65 | 0,08 | 2,84 | 0,04 | 11,31 | 0,04 | 9,12 | 0,02 |
2 | 11,31 | 0,16 | 5,65 | 0,08 | 22,62 | 0,08 | 18,24 | 0,04 |
3 | 17,67 | 0,25 | 8,52 | 0,12 | 33,93 | 0,12 | 36,48 | 0,08 |
4 | 23,33 | 0,33 | 11,31 | 0,16 | 45,24 | 0,16 | 54,72 | 0,12 |
5 | 29,69 | 0,42 | 14,20 | 0,20 | 56,65 | 0,20 | 76,96 | 0,16 |
6 | 35,35 | 0,50 | 17,67 | 0,25 | 70,69 | 0,25 | 91,21 | 0,20 |
При измерениях на конструктивных слоях из песка и на грунтах земляного полотна. | ||||||||
Таблица 4 - Значения нагрузки и давления в зависимости от диаметра нагрузочной плиты при разгрузке
Ступень | Диаметр нагрузочной плиты | |||||||
разг- рузки | 300 мм | 300 мм | 600 мм | 762 мм | ||||
Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | |
1 | 17,67 | 0,25 | 8,52 | 0,12 | 33,93 | 0,12 | 45,61 | 0,10 |
2 | 8,52 | 0,12 | 4,26 | 0,06 | 16,96 | 0,06 | 22,80 | 0,05 |
3 | 0,71 | 0,01 | 0,71 | 0,01 | 2,28 | 0,01 | 2,28 | 0,005 |
При измерениях на конструктивных слоях из песка и на грунтах земляного полотна. | ||||||||
Таблица 5 - Значения нагрузки и давления в зависимости от диаметра нагрузочной плиты при проведении повторного нагружения
Ступень | Диаметр нагрузочной плиты | |||||||
нагру- жения | 300 мм | 300 мм | 600 мм | 762 мм | ||||
Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | Нагрузка, кН | Расчетное давление для создания требуемой нагрузки, МН/м | |
0 | 0,71 | 0,01 | 0,71 | 0,01 | 2,82 | 0,01 | 2,28 | 0,005 |
1 | 5,65 | 0,08 | 2,84 | 0,04 | 11,31 | 0,04 | 9,12 | 0,02 |
2 | 11,31 | 0,16 | 5,65 | 0,08 | 22,62 | 0,08 | 18,24 | 0,04 |
3 | 17,67 | 0,25 | 8,52 | 0,12 | 33,93 | 0,12 | 36,48 | 0,08 |
4 | 23,33 | 0,33 | 11,31 | 0,16 | 45,24 | 0,16 | 54,72 | 0,12 |
5 | 29,69 | 0,42 | 14,20 | 0,20 | 56,65 | 0,20 | 76,96 | 0,16 |
При измерениях на конструктивных слоях из песка и на грунтах земляного полотна. | ||||||||
6.7 Обработка результатов измерений
6.7.1 Расчет осадки плиты в зависимости от типа штамповой установки
Расчетную осадку нагрузочной плиты S, мм, определяют для прогибомеров:
- с поворотным щупом (см. рисунок 3) - по формуле
- с перемещающимся по оси щупом в линейном подшипнике (см. рисунок 4) - фактическим показанием измерителя осадки;
- с индикатором перемещения, расположенным по оси нагружения (см. рисунок 5), - фактическим показанием измерителя осадки.
6.7.2 Расчет модулей деформации при первичном и повторном нагружениях
где 0,75 - коэффициент, учитывающий специфику проведения измерений нагрузочными плитами и усредненный коэффициент Пуассона;
D - диаметр нагрузочной плиты, мм;
Вывод и пояснения к формуле (2) представлены в приложении В.
Для определения модулей деформации при первичном и повторном нагружениях за основу принимают компенсирующие линии установления давления. Компенсирующие линии установления давления рассчитывают с помощью многочлена второй степени, постоянные которого определяют путем приведения в соответствие измеренных значений осадки по методу наименьших квадратов. Расчетную осадку нагрузочной плиты S, мм, рассчитывают по формуле
Для расчета постоянных многочлена первичной нагрузки не учитывают ступень нагрузки "0".
Уравнения для расчета постоянных многочлена второй степени представлены в приложении В.
Пример расчета модулей деформации при первичном и повторном нагружениях приведен в приложении Г.
При использовании специальных программ для расчета модулей деформации осуществляют их проверку при помощи расчетов, приведенных в приложении Г.
6.7.3 Расчет относительного показателя уплотнения конструктивного слоя и грунта земляного полотна
6.7.4 Расчет модуля упругости на поверхности конструктивного слоя и грунта земляного полотна
D - диаметр нагрузочной плиты, мм;
6.7.5 Расчет модуля деформации при динамическом нагружении
где 0,75 - коэффициент, учитывающий специфику проведения измерений нагрузочными плитами и усредненный коэффициент Пуассона;
D - диаметр нагрузочной плиты, мм;
6.7.6 Расчет однородности модуля деформации
n - количество измерений.
6.8 Оформление результатов измерений
Результаты измерений оформляют в виде протокола.
Форма протокола измерений методами статического и динамического нагружений приведена в приложении Д.
Формы журналов измерений методами статического и динамического нагружений приведены в приложении Е.
6.9 Контроль точности результатов измерений
6.9.1 Точность результатов измерений обеспечивается:
- соблюдением требований настоящего стандарта;
- проведением периодической оценки метрологических характеристик средств измерений;
- проведением периодической аттестации испытательного оборудования.
6.9.2 Допускается применять иные средства измерения с метрологическими и техническими характеристиками, обеспечивающие измерение с заданной погрешностью. Референтными результатами являются результаты, полученные с использованием средств измерений, представленных в настоящем стандарте.
6.9.3 Нормы сходимости и воспроизводимости результатов испытаний приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Нормы сходимости (повторяемости) и воспроизводимости результатов испытаний
Параметр | Модуль деформации и модуль упругости при статическом нагружении | Модуль деформации при динамическом нагружении |
Воспроизводимость (R) | 20% | 25% |
Сходимость (r) | 15% | 20% |
Сходимость результатов r, %, рассчитывают по формуле
Воспроизводимость результатов R, %, рассчитывают по формуле
При определении сходимости и воспроизводимости результатов испытаний при статическом нагружении местом проведения измерений является область, в которой точки проведения измерений располагаются друг от друга на расстоянии не более 1 м от центра приложения нагрузки; при динамическом нагружении - в непосредственной близости друг к другу, на расстоянии не более двух диаметров применяемой нагрузочной плиты.
Приложение А
(обязательное)
Последовательность проведения оценки показателей деформативности методами статического и динамического нагружений на характерном участке
А.1 Оценку показателей деформативности и однородности уплотнения проводят на характерном участке. Количество и места точек измерения принимают в соответствии с 6.5.1.1. Допускается проведение оценки показателей деформативности в каждом технологическом слое. Оценку показателей деформативности и однородности уплотнения проводят в следующем порядке:
а) определяют влажность грунта и влажность на границе текучести грунта в соответствии с ГОСТ 5180 (при определении показателей деформативности грунтов земляного полотна);
Примечание - Определение показателей деформативности и однородности уплотнения методами динамического нагружения проводят только на несвязных слоях основания;
д) при соответствии показателей деформативности требованиям таблиц 1 и 2 принимают решение о приемке грунта или конструктивного слоя на характерном участке автомобильной дороги;
е) после определения показателей деформативности и однородности уплотнения на характерном участке, при соответствии показателей требованиям раздела 5, дальнейшие измерения на характерных участках допускается проводить только методом динамического нагружения.
Примечание - Однородность уплотнения определяется только на несвязных слоях основания.
Блок-схема с алгоритмом проведения оценки показателей деформативности представлена на рисунке А.1.
 |
Примечание - Вариант 1 является рекомендуемым вариантом, вариант 2 применяется при невозможности обеспечения требований по варианту 1.
Рисунок А.1 - Алгоритмом проведения оценки показателей деформативности
Приложение Б
(справочное)
Пример проведения оценки показателей деформативности
Б.1 Необходимо определить показатели деформативности и однородность уплотнения нижнего слоя основания из ЩПС на автомобильной дороге категории 1Б. Длина участка составляет 300 м. Проектный модуль упругости на поверхности конструктивного слоя составляет 145 МПа.
Таблица Б.1 - Результаты измерений показателей деформативности методом статического нагружения
Точка измерения | , МН/м | , МН/м | | , МПа |
1 | 61,8 | 154,5 | 2,5 | 158,3 |
2 | 71,6 | 164,6 | 2,3 | 166,2 |
3 | 68,7 | 151,2 | 2,2 | 151,4 |
4 | 56,1 | 145,7 | 2,6 | 138,5 |
5 | 76,1 | 175,2 | 2,3 | 170,4 |
6 | 70,3 | 161,4 | 2,3 | 163,4 |
Б.1.2 Проверяют условие соблюдения требований к показателям деформативности, приведенных в таблице 1:
Б.1.3 Проводят определение показателей деформативности методом динамического нагружения в 10 равномерно распределенных поперечниках по трем измерениям на каждом в соответствии с 6.5.1. Результаты измерений представлены в таблице Б.2.
Таблица Б.2 - Результаты измерений показателей деформативности методом динамического нагружения
Точка измерения | , МН/м | Точка измерения | , МН/м | Точка измерения | , МН/м |
1 | 52 | 11 | 70 | 21 | 64 |
2 | 80 | 12 | 95 | 22 | 81 |
3 | 71 | 13 | 57 | 23 | 88 |
4 | 61 | 14 | 53 | 24 | 83 |
5 | 58 | 15 | 63 | 25 | 81 |
6 | 55 | 16 | 61 | 26 | 63 |
7 | 73 | 17 | 73 | 27 | 64 |
8 | 86 | 18 | 64 | 28 | 61 |
9 | 91 | 19 | 60 | 29 | 65 |
10 | 84 | 20 | 62 | 30 | 61 |
- фактическая однородность составляет 0,17, что не соответствует требованиям таблицы 1.
Принимают решения о доуплотнении конструктивного слоя. После проведения двух дополнительных проходов катка по одному следу повторно проводят измерение модулей деформации при динамическом нагружении. Результаты измерений представлены в таблице Б.3.
Таблица Б.3 - Результаты измерений показателей деформативности методом динамического нагружения после доуплотнения слоя
Точка измерения | , МН/м | Точка измерения | , МН/м | Точка измерения | , МН/м |
1 | 78 | 11 | 70 | 21 | 78 |
2 | 71 | 12 | 68 | 22 | 80 |
3 | 83 | 13 | 65 | 23 | 88 |
4 | 82 | 14 | 63 | 24 | 83 |
5 | 76 | 15 | 68 | 25 | 81 |
6 | 65 | 16 | 64 | 26 | 75 |
7 | 72 | 17 | 73 | 27 | 76 |
8 | 86 | 18 | 64 | 28 | 72 |
9 | 88 | 19 | 65 | 29 | 69 |
10 | 84 | 20 | 71 | 30 | 66 |
- фактическая однородность составляет 0,10, что соответствует требованиям таблицы 1.
После доуплотнения показатели деформативности и однородности отвечают требованиям настоящего стандарта.
Для построения регрессионной зависимости необходимо провести не менее шести измерений статическим и динамическим штампами, при этом испытания динамическим штампом должны быть проведены не далее 1 м от испытаний статическим штампом. Результаты построения зависимости прикладывают к протоколу проведения испытаний.
Результаты измерений статическим и динамическим нагружениями представлены в таблице Б.4.
Таблица Б.4 - Результаты измерений статическим и динамическим нагружениями
Точка измерения | , МН/м | | , МН/м |
1 | 154,5 | 2,5 | 54 |
2 | 164,6 | 2,3 | 74 |
3 | 151,2 | 2,2 | 62 |
4 | 145,7 | 2,6 | 50 |
5 | 175,2 | 2,3 | 82 |
6 | 161,4 | 2,3 | 66 |
 |
Примечание - График построен при помощи программного комплекса MS Excel.
Приложение В
(обязательное)
Уравнения для расчета постоянных многочлена второй степени для определения линий осадки и вывод формулы расчета модулей деформации
В.1 Для определения постоянных многочлена второй степени и расчета формулы (3) по результатам испытания составляют систему линейных уравнений
n - количество ступеней нагружения;
где 0,75 - коэффициент, учитывающий специфику проведения измерений нагрузочными плитами и усредненный коэффициент Пуассона;
D - диаметр нагрузочной плиты, мм;
Приложение Г
(справочное)
Пример расчета показателей деформативности при проведении измерений методом статического нагружения
Г.1 Пример 1
В результате проведения измерений штамповой установкой статического нагружения с поворотным щупом с нагрузочной плитой диаметром 300 мм получают данные, представленные в таблицах Г.1-Г.3.
Таблица Г.1 - Результаты измерения при первичном нагружении
Ступень нагружения | Нагрузка, кН | Давление, МН/м | Измеренная осадка нагрузочной плиты , мм | Расчетная осадка нагрузочной плиты S, мм |
0 | 0,71 | 0,01 | 0 | 0 |
1 | 5,65 | 0,08 | 0,05 | 0,1 |
2 | 11,31 | 0,16 | 0,14 | 0,28 |
3 | 17,67 | 0,25 | 0,27 | 0,54 |
4 | 23,33 | 0,33 | 0,38 | 0,76 |
5 | 29,69 | 0,42 | 0,51 | 1,02 |
6 | 35,35 | 0,50 | 0,63 | 1,26 |
Таблица Г.2 - Результаты измерения при разгрузке
Ступень разгрузки | Нагрузка, кН | Давление, МН/м | Измеренная осадка нагрузочной плиты , мм | Расчетная осадка нагрузочной плиты S, мм |
1 | 17,67 | 0,25 | 0,54 | 1,08 |
2 | 8,52 | 0,12 | 0,46 | 0,92 |
3 | 0,71 | 0,01 | 0,34 | 0,68 |
Таблица Г.3 - Результаты измерения при повторном нагружении
Ступень нагружения | Нагрузка, кН | Давление, МН/м | Измеренная осадка нагрузочной плиты , мм | Расчетная осадка нагрузочной плиты S, мм |
1 | 5,65 | 0,08 | 0,39 | 0,78 |
2 | 11,31 | 0,16 | 0,45 | 0,9 |
3 | 17,67 | 0,25 | 0,51 | 1,02 |
4 | 23,33 | 0,33 | 0,56 | 1,12 |
5 | 29,69 | 0,42 | 0,63 | 1,26 |
Примечание - Значение нагрузки необходимо указывать только в случае применения приборов, оборудованных динамометром.
На основании данных, представленных в таблицах Г.1-Г.3, строят график с кривыми осадки при первичном нагружении, разгрузке и повторном нагружении, представленный на рисунке Г.1.
 |
Рисунок Г.1 - График измерений методом статического нагружения с нагрузочной плитой диаметром 300 мм
Для решения системы линейных уравнений (В.1) приложения В и определения постоянных многочлена второй степени необходимо выполнить приведенную ниже последовательность действий.
1) Рассчитывают сумму давлений ступеней нагружения (ступени 1-6 включительно) при первом нагружении:
5) Рассчитывают сумму осадок нагрузочной плиты на ступенях нагружения (ступени 1-6 включительно) при первом нагружении:
6) Рассчитывают сумму произведений осадок нагрузочной плиты и давлений на ступенях нагружения (ступени 1-6 включительно) при первом нагружении:
7) Рассчитывают сумму произведений осадок нагрузочной плиты и квадратов давлений на ступенях нагружения (ступени 1-6 включительно) при первом нагружении:
8) Подставляют рассчитанные значения в систему линейных уравнений (В.1):
9) Для решения системы линейных уравнений (Г.8), представляют ее в виде матрицы коэффициентов (A) и вектора свободных членов (B):
10) Рассчитывают обратную матрицу по отношению к матрице А:
11) Решают систему уравнений:
Примечания
2 В примере расчета показателей деформативности при проведении измерений методом статического нагружения значения округлены до пятого знака после запятой.
13) Аналогично, по пунктам 1)-11) рассчитывают постоянные многочлена второй степени для повторного нагружения.
Таблица Г.4 - Результаты расчета показателей деформативности
Параметр | Единицы измерения | Первичное нагружение | Повторное нагружение |
| МН/м | 0,5 | 0,42 |
| мм | -0,1 | 0,668 |
| мм/(МН/м ) | 2,348 | 1,414 |
| мм/(МН /м ) | 0,752 | -0,037 |
| МН/м | 82,6 | 161,3 |
| МПа | 181,1 | - |
| - | 1,95 | |
Г.2 Пример 2
В результате проведения измерений штамповой установкой статического нагружения с перемещающимся по оси щупом в линейном подшипнике с нагрузочной плитой диаметром 300 мм получают данные, представленные в таблицах Г.5-Г.7.
Таблица Г.5 - Результаты измерения при первичном нагружении
Ступень нагружения | Нагрузка, кН | Давление, МН/м | Расчетная осадка нагрузочной плиты S, мм |
0 | 0,71 | 0,01 | 0 |
1 | 5,65 | 0,08 | 0,30 |
2 | 11,31 | 0,16 | 0,62 |
3 | 17,67 | 0,25 | 0,85 |
4 | 23,33 | 0,33 | 1,10 |
5 | 29,69 | 0,42 | 1,39 |
6 | 35,35 | 0,50 | 1,51 |
Таблица Г.6 - Результаты измерения при разгрузке
Ступень разгрузки | Нагрузка, кН | Давление, МН/м | Расчетная осадка нагрузочной плиты S, мм |
1 | 17,67 | 0,25 | 1,38 |
2 | 8,52 | 0,12 | 1,28 |
3 | 0,71 | 0,01 | 1,04 |
Таблица Г.7 - Результаты измерения при повторном нагружении
Ступень нагружения | Нагрузка, кН | Давление, МН/м | Расчетная осадка нагрузочной плиты S, мм |
1 | 5,65 | 0,08 | 1,09 |
2 | 11,31 | 0,16 | 1,16 |
3 | 17,67 | 0,25 | 1,24 |
4 | 23,33 | 0,33 | 1,33 |
5 | 29,69 | 0,42 | 1,51 |
Таблица Г.8 - Результаты расчета показателей деформативности
Параметр | Единицы измерения | Первичное нагружение | Повторное нагружение |
| МН/м | 0,5 | 0,42 |
| мм | -0,001 | 1,044 |
| мм/(МН/м ) | 4,001 | 0,362 |
| мм/(МН /м ) | -1,883 | 1,713 |
| МН/м (МПа) | 73,5 | 184,6 |
| МПа | 223,4 | - |
| - | 2,51 | |
Приложение Д
(рекомендуемое)
Форма протокола измерения показателей деформативности
Протокол измерения показателей деформативности
Наименование организации | |||
Наименование объекта строительства | |||
Местоположение измерительного участка | |||
Протяженность измерительного участка | |||
Наименование конструктивного слоя | |||
Материал конструктивного слоя | |||
Толщина конструктивного слоя, см | |||
Влажность грунта земляного полотна | |||
Расчетное значение модуля упругости на поверхности конструктивного слоя, МН/м | |||
Штамповая установка статического | Наименование | ||
нагружения | Серийный номер | ||
Информация о соответствии метрологических характеристик (вид и дата документа) | |||
Диаметр нагрузочной плиты, мм | |||
Показатели деформативности при | Точка измерения 1 |  , МН/м | |
статическом нагружении |  , МН/м | ||
 | |||
 , МН/м | |||
Точка измерения 2 |  , МН/м | ||
 , МН/м | |||
 | |||
 , МН/м | |||
Точка измерения т |  , МН/м | ||
 , МН/м | |||
 | |||
 , МПа | |||
Штамповая установка динамического нагружения | Наименование | ||
Серийный номер | |||
Информация о соответствии метрологических характеристик (вид и дата документа) | |||
Показатели деформативности при динамическом нагружении |  , МН/м | ||
 , МН/м | |||
 , МН/м | |||
Однородность модуля деформации | | ||
Ф.И.О. ответственных лиц | |||
Дата проведения измерений | |||
Примечания | |||
Приложение Е
(рекомендуемое)
Формы журналов измерений методами статического и динамического нагружений
Е.1 Форма журнала измерений методом статического нагружения в точке измерения
Наименование объекта строительства | ||||
Наименование конструктивного слоя | ||||
Материал конструктивного слоя | ||||
Место проведения измерений | ||||
Дата проведения измерений | ||||
Ступень нагружения-разгружения | Нагрузка, кН | Давление, МН/м | Деформация, мм | |
Первичное нагружение | ||||
0 | ||||
1 | ||||
2 | ||||
3 | ||||
4 | ||||
5 | ||||
6 | ||||
Разгрузка | ||||
1 | ||||
2 | ||||
3 | ||||
Повторное нагружение | ||||
1 | ||||
2 | ||||
3 | ||||
4 | ||||
5 | ||||
Показатели деформативности | ||||
, МН/м | , МН/м |  | , МПа | |
Примечания | ||||
Е.2 Форма журнала измерений методом статического нагружения на участке измерений
Точка измерения | Место | Результаты измерений | |||
проведения измерений | , МН/м | , МН/м | | , МПа | |
1 | |||||
2 | |||||
… | |||||
m | |||||
Среднее значение по участку | |||||
Е.3 Форма журнала измерений относительного показателя уплотнения методом статического нагружения на участке при послойной отсыпке насыпи земляного полотна
Точка измерения | Место | Результаты измерений | ||
проведения измерений | , МН/м | , МН/м | | |
1 | ||||
2 | ||||
… | ||||
m | ||||
Среднее значение по участку | ||||
Е.4 Форма журнала измерений методом динамического нагружения
Наименование объекта строительства | |||||
Наименование конструктивного слоя | |||||
Материал конструктивного слоя | |||||
Место проведения измерений | |||||
Дата проведения измерений | |||||
Испытание | Нагружение | S, мм | , мм | , МН/м | |
1 | 1 | ||||
2 | |||||
3 | |||||
... | ... | ||||
n | m | ||||
Однородность модуля деформации на участке | |||||
УДК 625.7:006.354 | ОКС 93.080.99 |
Ключевые слова: показатели деформативности, конструктивный слой, несвязные слои основания, грунт земляного полотна, уплотнение, штамповая установка, нагружение, модуль упругости, модуль деформации | |
