Проектирование дорожных одежд

Для заданного состава транспортного потока по дороге определяем расчётную интенсивность воздействия нагрузки, по формуле:

q _р = f · ∑ q_i · S_i,

где f - коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним, (f = 0,55); q_i - число проездов в сутки в обоих направлениях ТС i - й марки; S_i - суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду ТС i - й марки к расчётной нагрузке q _p.

Таблица 5.1 - Состав движения ТС по проектируемой дороге (в сутки в обоих направлениях)

В качестве расчётного автомобиля принимаем автомобильную группу «А» с параметрами:

Находим число проездов в единицу времени:

q_p=0,55(0+86 0,08+55.04 0,29+27,52 l,05+30,96 2,71+20,64 4,21+13,76 2,46+6,88 4,49) = 157,98 прив. ед./сутки

Переходим от q _p к N_Σ – суммарное число проездов:

N_Σ = q _p Т,

где Т – число дней за весь срок службы.

Т = n L,

где n – количество дней в году повышенной влажности (когда возможна большая деформация), n = 145; L – срок службы в годах, L = 15.

Тогда, Т = 145·15 = 2175 ч,

N_Σ = 158·2175 = 343650

Величину минимального требуемого общего модуля упругости конструкции вычисляют по эмпирической формуле:

Е _тр = 98,65(lgN_Σ – c),

где с - эмпирический параметр, принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось 100 кН - 3,55.

Е_тр=98,65 =195,93 МПа.

Независимо от результата, полученного по предыдущей формуле, требуемый модуль упругости должен быть не менее указанного в табл. 5.2:

Е _трmin = 200 МПа

Общий расчетный модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммы рис. 5.1, построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды.

Приведение многослойной конструкции к эквивалентной однослойной ведут послойно, начиная с подстилающего грунта.

Расчет по допустимому упругому прогибу (по требуемому модулю деформации) ведут в следующей последовательности:

1. Определяют требуемый минимальный общий модуль конструкции.

2. Назначают модули и предварительно толщины слоев конструкции (кроме толщины одного слоя).

3. Выполняя расчет конструкции сверху вниз, определяют с помощью номограммы рис. 5.1, требуемые модули на поверхности каждого конструктивного слоя.

4. Выполняя расчет конструкции снизу вверх, определяют толщину неизвестного слоя (при заданном его модуле), обеспечивающую необходимый модуль на поверхности основания, полученный при расчете сверху.

Учитывая величину требуемого модуля упругости и категорию дороги (III) назначаем 5-ти слойную конструкцию одежды (с асфальтобетонным покрытием капитального типа)

Е ₁ (асфальтобетон высокоплотный на вязком битуме (БНД 60/90)), Е ₁ = 3200 МПа, h ₁ = 4 см;

Е ₂ (БНД 90/130), Е ₂ = 1400 МПа, h ₂ = 6 см;

Е ₃ (черный щебень), Е ₃ = 900 МПа, h ₃ = 8 см;

Е ₄ (щебень фракционный), Е ₄ = 450 МПа, h ₄ -? см;

Е ₅ (песок крупный), Е ₅ = 130 МПа, h ₅ = 30 см;

Грунт земляного полотна – глина Е _гр = 34 МПа

Определяем расчетный модуль упругости дорожной одежды:

Е _общ = К_п Е _тр,

где К_п - коэффициент прочности дорожной конструкции принимаемый в зависимости от требуемого уровня надёжности, К_п = 1,29; Е _обш, Е _тр -соответственно общий расчётный и минимальный требуемый модули упругости дорожной конструкции, МПа,

Е _общ = 1,29 200 = 258 МПа

Для капитального типа покрытия III категории дороги надёжность конструкции принимаем равной - 0,98.

Рисунок 5.1 – Конструкция дорожной одежды

Е _5-6 -?, используя номограмму для расчёта нежёсткой дорожной одежды по критерию упругого прогиба, находим отношение E _5-6/ Е ₅ (Е ₆/ E ₅ = 34/130 ≈ 0,3, h ₅/ D = 30/37 ≈ 0,8, где D – расчётный диаметр следа колеса). Из точки с координатой 0,8 на оси абсцисс восстановим перпендикуляр, из точки с координатой 0,3 на оси ординат восстановим перпендикуляр и место их пересечения на кривой есть наше значение (E _5-6/ Е ₅ = 0,57). Из найденного отношения находим Е _5-6 = 0,57 Е ₅ = 0,57 130 = =74,1 МПа. Далее находим Е _2-6 -?, Е _общ = Е _1-6, Е _1-6/ E ₁ = 260/3200 ≈ 0,08, h ₁/ D = 4/37 ≈ 0,1. Из точки с координатой 0,1 на оси абсцисс восстановим перпендикуляр до пересечения с кривой со значением 0,08 и проведем расчёт, для 2-го, 3-го и 4-го слоя. Находим Е _3-6/ Е ₁, Е _4-6/ Е ₁, и, далее, h _4. h ₂/ D = 6/37 ≈ 0,16, Е _2-6/ E ₂ = 192/1400 ≈ 0,137, Е _3-6/ Е ₂ = 0,09, Е _3-6 = 0,09 Е ₂ = 0,09 1400 = 126 МПа. h ₃/ D = 8/37 ≈ 0,216, Е _3-6/ E ₃ = 126/900 ≈ 0,14, Е _4-6/ Е ₃ = 0,09, Е _4-6 = 0,09 Е ₃ = 0,09 900 = 81 МПа. Е _4-6/ E ₄ = 81/450 ≈ 0,18, Е _5-6/ Е ₄ = 71,4/450 = 0,16, h ₄/ D = 0,15, h ₄ = 0,15 37 = 5,55 см.

Рисунок 5.1 - Номограмма для определения общего модуля упругости двухслойной системы Е_общ

перпендикуляр на ось ординат, найденное значение: Е _2-6/ Е ₁ = 0,06, находим Е _2-6 = 0,06 Е ₁ = 0,06 3200 = 192 МПа. Аналогично выполняем

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: