Опис поперечних профілів

При проектуванні поперечних профілів використовується вимоги БНіП 2.05.02 –85

1. Ширина полоси руху –3,5 м

2. Ширина проїзної частини –7,0 м

3. Ширина обочини –2,5 м

4. Ширина дорожнього полотна –12 м

5. Укріплення обочини на ширину –0,5 м

На протязі всієї довжини траси приміняються різні типи поперечних профілів , це залежить від форми рельєфу місцевості, поздовжнього профіля траси, рівня грунтових вод і гідрогеологічних умов.

Типи поперечних профілів, що приміняються по довжині траси :

Тип 1: насип до 1м.Крутизна відкосу 1:4 з влаштуванням при необхідності кюветів.

Тип 2: насип до 3м.Крутизна відкосу 1:4 для безпечного з”їзду автомобілів в аварійнії ситуації.

Тип 3: насип до 6м з крутизною відкосів 1:1,5 з ціллю економічного використання земель і зменьшення об”ємів земельних робіт.

Тип 4: насип більше 6м. Крутизна відкосу 1:1,5 і 1:1,75.

Для відводу води з земельного полотна і прилягаючих ділянок місцевості на косогорі роблять кювети з шириною дна 0,4м.

Глибина кювету залежить від виду грунтів і уточнюється по гідравлічному розрахунку кюветів. В нашому випадку для суглинка приймаємо глибину кюветів 0,6м.

Розрахунок нежорсткого дорожнього покриття

Вихідні дані:

1. Район будівництва Київської області.

2. Місцевість по умовам руху відноситься до типу 2-го.

3. Грунт земельного полотна – суглинок.

4. Матеріали для основи-чорний щебень, щебень із міцних осадочних порід і пісок середньої зернистості.

5. Перспективна інтенсивність руху 2200.

6. Склад руху:

Легкові автомобілі –22%

Вантажні автомобілі – МАЗ-500-3%

Вантажні автомобілі –ЗИЛ –130-30%

Вантажні автомобілі – ГАЗ-53А-37%

Автобуси - ЛАЗ-697Е-8%

7. Розрахунок сумарної приведеної інтесивності руху приведений в табличній формі :

Марка авто.	Частка, %	К-сть, авто/доба	Коеф.зведення	Приведена інтенсивність руху
Легкові	22	484	0	0
МАЗ-500	3	66	1,04	69
ЗИЛ-130	30	660	0,20	132
ГАЗ-53А	37	814	0,08	66
ЛАЗ-697Е	8	176	0,29	51

Всього 100% 220 - 318

8. Знаходимо інтенсивність, що припадає на одну смугу руху Ip = Iн · Q = 318 * 0,55 ˜ 175 авто/доба.

9. Потрібний рівень надійності Kн = 0,95

10. Тиск колес розрахункового автомобіля на покриття Р = 0,6мПа, діаметр сліду колеса Д =37м.

Розрахункові характеристики матеріалів дорожнього одягу і грунту земляного полотна назначають виходячи з експлуатаційних вимог , з врахуванням вартості матеріалів, умов їх транспортування. Отже, вибираємо слідуючі матеріали для дорожнього одягу :

1. покриття – щільний асфальтобетон горячий на бітумі БНД –60/90, І марка

2. верхній шар основи –пористий асфальтобетон горячий , на бітумі БНД-60/90

3. шар основи – чорний щебень, фракційний щебень із міцних осадочних порід і пісок середньої крупності.

Характеристики матеріалів приведені у таблиці

№п/п	Матеріали шару і грунту	Джерело вихідних даних	Розрах. По пружному прогині	Розрах. по опору	Опір розт.при згині
1	2	3	4	5	6
1	Асфальтобетон покриття	Таб.13+10ºC таб.11+20ºC табл.12	Е1=3200мПа --------------------------------	--------------Е1=1800мПа ----------------	------------------------------------Е1=4500мПа
2	Асфальтобетон верхнього шару основи	Таб.В+10ºC теж.+20ºC Таб.12	Е2=2000мПа --------------------------------	----------------Е2=1200мПа ----------------	----------------------------------Е2=2800мПа K=1,6мПа Kдом=1,22мПа
3	Чорний щебінь	Таб.17	Е3=600мПа	Е3=600мПа	Е3=600мПа
4	Щебінь осадочних порід	Таб.17	Е3=350мПа	Е3=350мПа	Е3=350мПа
5	Пісок середньої крупності	Таб.17	Е4=120мПа	Е4=120мПа φп =40º С=0,006мПа	Е4=120мПа
6	Суглинок	Таб.6 З урах.поправок на товщ.дорож.одягу	----------------	----------------	Е4=120мПа
7		Таб.10	Егр.=33мПа	Егр.=33мПа φгр.=13º С=0,0116мПа	Егр.=33мПа

При конструюванні дорожнього одягу намічають слідуючі товщини шарів дорожнього одягу:

1 варіант :

1. Асфальтобетон - 4см

2. Асфальтобетон – 6см

4. Чорний щебінь – 8см

5. Щебінь - 20см

6. Пісок -30см

2 варіант :

1. h =5см

2. h =5см

3. h =12см

4. h =18см

5. h =25см

Коефіцієнт міцності по всім критеріям принімають не менше одиниці. Розрахунок в даному випадку складається з чотирьох основних етапів.

1. При вирахувані приведеної розрахункової інтенсивності дії навантаження находять на мал.3.2 (ВСН) потрібний модуль пружності Етр.= 280мПа.

Пошарово розраховують дорожний одяг знизу вверх з допомогою графіка (мал.3.3) , в результаті чого получають загальний модуль пружності на поверхні покриття і зводять в таблицю :

№ шару	Матеріали	Е, мПа	h, см Ι	ΙΙ	Ι	ΙΙ	Загальний модуль пружності Ι ΙΙ
1	Асфальтобетон	3200	4	5	0,11	0,14	290 295
2	Асфальтобетон	2000	6	5	0,16	0,14	244 250
3	Чорний щебінь	600	8	12	0,22	0,32	204 211
4	Щебінь	350	20	18	0,54	0,49	150 139
5	Пісок	120	30	25	0,81	0,68	55 52
6	Суглинок	33	---------	------	-----	------	-------------------------

Потім визначаємо коефіцієнт міцності по пружному прогині :

Ι варіант : Eзал./Eтр=290/280 = 1,04

ΙΙ варіант : Eзал./Eтр.=295/280 = 1,05 , що більше мінімального потрібного значення Kпр.

2. Розраховуємо конструкцію на опір при зсуву в грунті. Для чого знаходять по формулі середній модуль пружності одягу.

Ι варіант Eср. =(3200*4+200*6+600*8+350*20+120*30) / (4+6+8+20+30) = 591 мПа

II варіант Eср. =(3200*5+2000*5+600*12+120*25+350*18) / (5+5+12+25+18)=654 мПа

По відношенням :

I варіант Eср./Eгр. = 591/33 = 17,91 ; Σпод./Dд. = 68/37 = 1,84

II варіант Eср./Eгр. = 654/33 = 19,82 ; Σпод./Dд. = 65/37 = 1,76

При φºгр. =13º з допомогою монограми знаходимо напруження по зсуву

I варіант t=tн/p = 0,093/0,6

II варіант t=tн/p = 0,0915/0,6

По монограмі визначаємо напруження зсуву від ваги одягу при її товщині і

φºгр. =13º

I варіант tв = 0,0015

II варіант tв = 0,0015

Сумарне напруження на зсув у грунті

T = tн + tв

I варіант T = 0,0056+0,0015 = 0,0071

II варіант T = 0,0055+0,0015 = 0,0070

Допустиме зсуваюче напруження у грунті знаходимо по формулі :

Tдан.=Cгр. * K1 * K2 * K3 = 0,0116 * 0,6 * 0,68 * 1,5 = 0,0071

В обох випадках Tдан./T = 1,0 , що рівно мінімальному потрібному коефіцієнту міцності.

3. Розраховують асфальтобетонні шари на опорі розтягу при згині :

I варіант Eср.' = (4500*4 +2800*6) /10 = 3480 мПа

II варіант Eср.'' = (4500*5+2800*5) /10 = 3650 мПа

По відношенням Eср / Eзаг. :

I варіант = 3480/290 = 12

II варіант = 3650/295 = 12,37

та

I варіант – (4+6)/37 = 0,27

II варіант – (5+5)/37 = 0,27

З допомогою монограми знаходять :

Для I варіант σч' = 2,4 ; для II варіант σч = 2,35

Отже, по формулі σч = P* σч'

I варіант σч = 2,4*0,6*0,85 = 1,20

Kдон/ σч = 1,22/1,22 = 1,0

II варіант σч = 2,35*0,6*,085 =1,20

Kдон/ σч = 1,22/1,2 = 1,02 , що більше Kпр = 1

4. Перевіряєм, чи задовільняється умова міцності на зсув в піщанному шарі основи. Для цього визначають середній модуль пружності шарів, які лежать вище піщаного, при температурі асфальтобетона =20ºC.

I варіант Eср' = (1800*5+1200*6+600*8+350*20) /39 = 718 мПа

II варіант Eср' = (1800*5+1200*5+600*12+350*18)/40 = 713 мПа

I варіант Eср' /Eпіс = 718/120 = 5,98

Σпод./Dд. = 39/37 =1,05

II варіант Eср' /Eпіс = 713/120 = 5,94

Σпод./Dд. = 40/37 = 1,08

Активне напруження на зсув у піску від рухомого навантаження по монограмі буде дорівнювати :

I варіант σч = P* σч' = 0,022*0,6 = 0,0132

II варіант σч = P* σч' = 0,021*0,6 = 0,0126

Активне напруження на зсув від власної ваги :

I варіант Rак. =0,0030

II варіант Rак. =0,0030

Повне активне напруження на зсув :

I варіант Tпіс = 0,0132-0,0030 = 0,0102

II варіант Tпіс = 0,0126-0,0030 = 0,0096, 2 допустиме для піску, знайдете по формулі:

Tдан.= 0,006*0,6*0,7*0,6 = 0,0151 мПа

I варіант Tдан / Tпіс = 0,0151/0,0102 = 1,48

II варіант Tдан / Tпіс = 0,0151/0,096 =1,57,

Отже, вибрані конструкції задовільняють всім критеріям міцності.