Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Нежёсткая дорожная одежда — многослойная конструкция из асфальтобетонов, укреплённых материалов, щебёночных и песчаных оснований, работающая совместно с рабочим слоем земляного полотна. Каждый нижележащий слой имеет модуль упругости меньше, чем вышележащий, обеспечивая распределение напряжений по глубине.
Проектирование представляет собой единый процесс конструирования (назначение слоёв, выбор материалов, определение толщин) и расчёта конструкции на прочность и морозоустойчивость. Прочность оценивается по трём независимым критериям, каждый из которых должен быть выполнен одновременно.
Основным методическим документом по расчёту нежёстких дорожных одежд являются ОДН 218.046-01 «Проектирование нежёстких дорожных одежд» (распоряжение Минтранса РФ от 20.12.2000 N ОС-35-Р). Документ разработан Союздорнии под редакцией д-ра техн. наук В.Д. Казарновского и канд. техн. наук В.М. Юмашева. Методика основана на принципах ВСН 46-72 и ВСН 46-83.
В 2021 году введён ПНСТ 542-2021 «Дороги автомобильные общего пользования. Нежёсткие дорожные одежды. Правила проектирования» (приказ Росстандарта от 18.05.2021 N 34-пнст), развивающий и актуализирующий методику ОДН 218.046-01. Три критерия прочности полностью сохранены.
Конструкция нежёсткой дорожной одежды (сверху вниз):
Модули упругости материалов должны убывать сверху вниз. Асфальтобетонное покрытие — как правило, однослойное. Минимальные конструктивные толщины слоёв: 4–5 см для покрытия из горячего а/б, 15 см для несущего щебёночного основания, 20 см для дополнительного слоя из песка (СП 34.13330.2021).
По ОДН 218.046-01 расчёт выполняется на нормативную нагрузку группы А: осевая нагрузка Q = 100 кН, давление на покрытие p = 0,6 МПа, диаметр отпечатка D = 37 см. Для тяжёлых нагрузок предусмотрены группы: 110 кН и 130 кН. По ПНСТ 542-2021 расчёт выполняется на нагрузку АК по ГОСТ 32960: 115 кН для капитального типа, 100 кН для облегчённого и переходного.
Np = fпол · Σ(Nm · Sm)
fпол — коэффициент распределения по полосам (табл. 3.2 ОДН); Nm — суточная интенсивность m-й марки; Sm — суммарный коэффициент приведения к расчётной нагрузке (Приложение 1 ОДН).
Суммарное число приложений ΣNp за срок службы Tсл (п. 3.23 ОДН):
ΣNp = Np · Tрдн · Kc · (qTсл − 1) / (q − 1)
Np — приведённая суточная интенсивность на последний год; Tрдн — число расчётных дней в году (по ДКЗ); Kc — коэффициент суммирования; q — показатель роста интенсивности; Tсл — срок службы, лет.
Основной критерий — обеспечение достаточной жёсткости конструкции. Условие прочности:
Eобщ ≥ Kпр · Eтр
Eобщ — общий (поверхностный) модуль упругости конструкции, МПа; Kпр — требуемый минимальный коэффициент прочности; Eтр — минимальный требуемый модуль упругости, МПа.
Определяется по эмпирической формуле п. 3.28 ОДН 218.046-01:
Eтр = 98,65 · (lg ΣNp − c)
где c — эмпирический параметр, зависящий от расчётной нагрузки на ось:
c = 3,55 при Q = 100 кН; c = 3,25 при Q = 110 кН; c = 3,05 при Q = 130 кН.
Общий модуль определяется послойным расчётом «снизу вверх» с использованием номограммы рис. 3.1 ОДН для двухслойной модели (подробнее — раздел 10).
Обеспечивает недопущение сдвиговых деформаций (пластических колей) в грунте и слабосвязных слоях. Условие:
Tакт ≤ Tдоп / Kпр
Tакт — активное касательное напряжение в расчётной точке, МПа; Tдоп — допустимое напряжение сдвига; Kпр — коэффициент прочности по сдвигу.
Tакт = Tн + Tв
Tн — от транспортной нагрузки (номограмма рис. 3.3 ОДН для двухслойной модели);
Tв — от собственного веса: Tв = γср · zоп · tg φст, где zоп — глубина от поверхности до расчётной точки, γср — средний удельный вес конструкции, φст — угол внутреннего трения при статическом действии нагрузки.
Tдоп = cN · kд
cN — сцепление грунта с учётом усталостного снижения от многократных нагрузок; kд — коэффициент условий работы.
Для приведения к двухслойной модели все слои выше грунта заменяются эквивалентным слоем с модулем Eср = (Σ Ei·hi) / Σ hi.
Обеспечивает недопущение усталостного растрескивания монолитных слоёв. Условие:
σr ≤ RN / Kпр
σr — максимальное растягивающее напряжение в нижней части монолитного пакета (номограмма рис. 3.5 ОДН); RN — прочность на растяжение при изгибе с учётом усталости; Kпр — коэффициент прочности.
RN = R0 · k1 · k2 · (1 − vR · t)
R0 — нормативная прочность при однократном загружении (+10°C, скорость деформирования 50 мм/мин), МПа;
k1 — коэффициент снижения прочности при многократных нагрузках;
k2 — коэффициент условий работы покрытия;
vR — коэффициент вариации прочности; t — коэффициент нормированного отклонения.
Конструкция проверяется на допустимость морозного пучения. Критерий (п. 4.7 ОДН):
lпуч = lпуч,ср · KУГВ · Kпл · Kгр · Kнагр · Kвл ≤ lдоп
При превышении lдоп назначают морозозащитные слои (песок, ПГС, теплоизоляция из экструзионного пенополистирола).
Eобщ определяется последовательным приведением многослойной системы к двухслойной «снизу вверх» по номограмме рис. 3.1 ОДН 218.046-01.
Шаг 1. Назначают Eгр по Приложению 2 ОДН (тип грунта, ДКЗ, схема увлажнения).
Шаг 2. Для нижнего слоя: отношения Eгр/E1 и h1/D → по номограмме → Eпов,1/E1 → вычисляют Eпов,1.
Шаг 3. Eпов,1 становится «нижним полупространством» для следующего слоя. Повторяют: Eпов,1/E2 и h2/D → Eпов,2.
Шаг 4. Процедура повторяется до верхнего слоя. Значение на поверхности покрытия — Eобщ.
Номограмма рис. 3.1: входы — Eниж/Eслоя (абсцисса), hслоя/D (кривые). Результат — Eпов/Eслоя (ордината). Область применения: 0,02 ≤ Eниж/Eслоя ≤ 1,0; 0,1 ≤ h/D ≤ 3,0.
Дорога III категории, ДКЗ II, капитальный тип. Грунт — суглинок лёгкий, схема увлажнения — 2.
Приведённая суточная интенсивность: Np = 420 авт./сут на полосу.
Tсл = 18 лет; q = 1,03; Tрдн = 130 дн. (ДКЗ II).
Конструкция (предварительно):
1. Покрытие: а/б плотный тип Б (БНД 60/90), h = 5 см, E = 2400 МПа
2. Верхнее основание: а/б пористый, h = 8 см, E = 2000 МПа
3. Нижнее основание: щебень фракционированный, h = подбирается, E = 300 МПа
4. Дополнительный слой: песок ср. крупности, h = 30 см, E = 120 МПа
Eгр = 33 МПа (суглинок лёгкий, ДКЗ II, схема 2, Приложение 2 ОДН).
ΣNp = 420 × 130 × (1,0318 − 1) / (1,03 − 1)
1,0318 = 1,7024; (1,7024 − 1) / 0,03 = 23,41
ΣNp = 54 600 × 23,41 ≈ 1,28 × 106
Eтр = 98,65 × (lg 1 280 000 − 3,55) = 98,65 × (6,107 − 3,55) = 98,65 × 2,557 = 252 МПа
Eтр,min для III категории, капитальный тип = 200 МПа. Так как 252 > 200, принимаем Eтр = 252 МПа.
Kпр = 1,20 (III категория, Kн = 0,95, табл. 3.1 ОДН)
Требуется: Eобщ ≥ 1,20 × 252 = 302 МПа
Далее выполняется послойный расчёт Eобщ по номограмме, подбирая толщину щебёночного основания. При h3 = 24–26 см послойный расчёт конструкции с указанными характеристиками материалов обеспечивает Eобщ ≈ 310–330 МПа, что удовлетворяет условию. После чего выполняются проверки по критериям сдвига и растяжения при изгибе.
Ручной расчёт по номограммам трудоёмок и сопряжён с погрешностями графической интерполяции (3–5%). Применяются программы:
Реализует расчёт по ОДН 218.046-01 и ПНСТ 542-2021. Расчёт по всем трём критериям, морозоустойчивость, встроенные базы характеристик материалов и грунтов. Формирует детальный отчёт.
Программа «Расчёт дорожных одежд нежёсткого типа», разработанная в Союздорнии. Реализует аналитическое вычисление напряжений в многослойной упругой системе (вместо номограмм), что повышает точность.
Модули расчёта дорожной одежды реализованы в комплексах CREDO ДОРОГИ, Robur, а также в табличных процессорах по методическим пособиям МАДИ.
1. Расчёт только по упругому прогибу. Игнорирование сдвига и растяжения при изгибе приводит к колеям и трещинам.
2. Некорректный Eгр. Занижение расчётной влажности или ошибка в схеме увлажнения завышает Eгр и занижает толщину одежды.
3. Ошибки в приведении потока. Неучёт тяжёлых ТС (многоосных самосвалов, автопоездов) занижает ΣNp и Eтр.
4. Толщины менее конструктивного минимума. Даже при расчётной допустимости тонкого слоя, минимум обеспечивает технологичность укладки и уплотнения.
5. Игнорирование морозоустойчивости. В ДКЗ I–III без проверки на пучение конструкция может разрушиться за 2–3 зимы.
6. Устаревший прогноз интенсивности. Некорректный коэффициент q или состав потока на горизонт 15–25 лет.
ПНСТ 542-2021 имеет статус документа по стандартизации (ФЗ-162). ОДН 218.046-01 — отраслевой документ, не включённый в обязательные перечни. Для новых проектов рекомендуется ПНСТ 542-2021. Принципы расчёта и три критерия прочности идентичны, различия — в отдельных табличных данных и расчётных нагрузках (ПНСТ использует нагрузку АК по ГОСТ 32960).
Наиболее неблагоприятное для прочности время — обычно весна (апрель-май), когда грунт максимально увлажнён после оттаивания, а его модуль упругости минимален. Все расчётные характеристики грунта (Eгр, c, φ) принимаются именно для этого периода.
По Приложению 2 ОДН 218.046-01 (или приложению А ПНСТ 542-2021) в зависимости от типа грунта, ДКЗ (I–V) и схемы увлажнения (1 — сухие места, 2 — сырые, 3 — мокрые). Типичные значения: суглинок ДКЗ II, схема 2 — Eгр ≈ 33 МПа; песок средней крупности — 100–120 МПа.
Каждый критерий имеет разную степень неопределённости исходных данных. Расчёт по упругому прогибу — интегральная характеристика, требует наибольшего запаса (Kпр до 1,30). Сдвиг и растяжение — локальные проверки с иной точностью определения исходных параметров (c, φ, R0). Значения Kпр назначаются через уровень надёжности Kн по категории дороги.
Да, с использованием номограмм из ОДН: рис. 3.1 (упругий прогиб), рис. 3.3–3.4 (сдвиг), рис. 3.5 (растяжение при изгибе). Графическая интерполяция вносит погрешность 3–5%, поэтому для ответственных объектов рекомендуются программы (IndorPavement, РАДОН).
Коэффициент Sm учитывает разрушающее воздействие ТС m-й марки по сравнению с расчётной нагрузкой. Определяется по Приложению 1 ОДН (или ГОСТ Р 71405-2024). Зависит от нагрузки на ось, типа шин, числа осей. Для легковых S < 0,01; для гружёных самосвалов S может превышать 1,5–3,0.
ДКЗ (I–V по СП 34.13330.2021) влияет на: модуль грунта Eгр, число расчётных дней Tрдн, глубину промерзания, допустимое пучение. Чем холоднее и влажнее климат (ДКЗ I–II), тем ниже Eгр и толще требуется конструкция.
Зависит от критерия. Для упругого прогиба и сдвига — при +10°C (Приложение 3 ОДН). Для растяжения при изгибе — при 0°C. Типичные значения при +10°C на битуме БНД 60/90: плотный тип А — 3200 МПа, тип Б — 2400 МПа, пористый — 2000 МПа. При 0°C значения возрастают в 1,5–2,5 раза.
Проверка на сдвиг выполняется для грунта рабочего слоя (обязательно) и каждого слабосвязного слоя основания (песок, несвязный щебень, ПГС). Для слоёв, укреплённых вяжущими, и асфальтобетона сдвиг, как правило, не является определяющим критерием.
Настоящая статья носит исключительно ознакомительный и информационно-справочный характер. Материалы не являются проектной документацией и не заменяют расчёты, выполняемые квалифицированными специалистами по действующим нормативным документам.
Автор и правообладатель не несут ответственности за любые последствия использования информации из данной статьи для проектирования, строительства, реконструкции или ремонта автомобильных дорог. Расчётные примеры приведены для иллюстрации методики.
При проектировании дорожных одежд руководствуйтесь актуальными редакциями нормативных документов и данными инженерных изысканий.
1. ОДН 218.046-01. Проектирование нежёстких дорожных одежд. — Росавтодор, 2001.
2. ПНСТ 542-2021. Дороги автомобильные общего пользования. Нежёсткие дорожные одежды. Правила проектирования.
3. ПНСТ 541-2021. Дороги автомобильные общего пользования. Нагрузки, воздействия.
4. СП 34.13330.2021. Автомобильные дороги. СНиП 2.05.02-85* (с изменением N 1).
5. ГОСТ 32960-2014. Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчётные схемы нагружения.
6. ГОСТ Р 71405-2024. Дороги автомобильные общего пользования. Проектирование дорожных одежд. Методика расчёта коэффициентов приведения.
7. ГОСТ Р 58401.1-2019. Дороги автомобильные общего пользования. Смеси щебёночно-мастичные асфальтобетонные.
8. ГОСТ Р 70325-2022. Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные.
9. ОДН 218.1.052-2002. Оценка прочности нежёстких дорожных одежд.
10. ОДМ 218.2.065-2015. Методические рекомендации по увеличению межремонтных сроков службы нежёстких дорожных одежд.
11. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Часть 2. — М.: Транспорт, 1987.
12. Методическое пособие МАДИ: Расчёт нежёстких дорожных одежд (к ОДН 218.046-01). — М.: МАДИ, 2004.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.