Розрахунок жорсткого дорожнього одягу

Вихідні дані :

1. Дорожньо-кліматичний район – III

2. Категорія дороги - III

3. Підстилаючий шар –суглинок

4. Грунтова вода не впливає на стійкість дорожнього одягу

5. Характеристика підстилаючого шару:

Па, С = 0,25*10⁵ Па, tу φ =0,345

6. Максимальна літня температура повітря +30 ºC

7. Коефіцієнт росту інтенсивності руху g = 1,07

8. Перспективна інтенсивність руху в обох напрямках на 20 років – 2200 авт/ добу

9. Місцевий матеріал –гравій

10. Розмір плит - 6*3,5м

Конструювання і розрахунок ведуть в слідуючому порядку.

1. Визначаємо по формулі кількість циклів навантаження за срок служби покриття :

n = 365* (1,07³⁰-1)/(1,07-1)= 3,62*10⁶

^{2. Необхідний еквівалентний модуль пружності :}

_Eє^q _{= 700*10}⁵ _Па

Внутрішні зусилля в плитах визначаємо з допомогою рішення Горбунова- Посадова. Розрахункове навантаження на колесо:

Pi = (10000/2) *1,2 = 60000 Н

3. Максимальне значення згинаючого моменту в плиті покриття при її центральному завантажені визначаємо, як суму згинаючих моментів, які виникають від двох колесів автомобіля. Вплив сусідніх коліс на розрахунковий момент в центрі плити будемо враховувати лише в тому випадку, коли відстань між колесами не перевищує 3Ly. Пружна характеристика згідно формули :

Ly = (((3,5*10¹⁰)(1-0,3)²)/((6*700*10⁵)(1-0,15²)))*0,21 = 0,8943м

Модуль пружності і марку бетону назначаємо (Eб = 3,5*10⁵ Па , 50*10⁵ Па). Товщину приймаємо рівною 0,21м.

Найменьша відносна відстань між центрами слідів коліс по осі X складає 1,9/0,8943 = 2,12. Так, як відстань між колесами не перевищує 3Ly , то потрібно врахувати вплив навантаження P2 від сусідніх коліс.

4. Розраховуємо згинаючі моменти в покритті : від навантаження Pi Mxi = Myi = Р1 (0,0592-0,928*(h/ Ly)) = 60000 (0,0592-0,0928*(0,105/0,8943)) = 12962 Нм/м від навантаження Р2

Mx2 =P2 Mx2 та My2 =P2 My2.

Щоб визначити одиничні моменти Mx2 та My2 , необхідно знайти приведені координати

Х = 1,9/0,8943 = 2,12, у = 0.

Після цього визначаємо, що: Mx2 = -0,017, Mx2 = -1020 Нм/м, My2 = -0,0155, My2 = 930 Нм/м.

Сумарний розрахунковий момент в середині плити :

---- по осі ОХ : Мх = 12962-1020 = 11942 Нм/м

---- по осі ОУ : Му = 12962+930 = 13892 Нм/м

Приймаючи більше абсолютне значення моменту Му1, одержуємо розрахункову величину Мо для центра плити :

Мо = Му = 13892 Нм/м

5. Товщину цементобетонного покриття знаходимо слідуючим чином. Попередньо встановлюємо h = 0,21м. Потім визначаємо необхідні значення:

К2 = 0,78, К3 = 1,3, К4 = 0,8

Ео = 1,08 (26861)-0,063 = 0,425 , Егр = 50*10⁵ Па

Підставляючи одержані дані у формулу :

h = (6*13892)/(0,78*1,3*0,8*0,425*50*10⁵) =0,22 м

Так, як розходження між знайденим значенням і попередньо прийнятим не перевищує 5%, приймаємо товщину плити h = 0,22м.

6. Перевіряємо довжину плити на температурні напруження.

Для верхнього шару основи приймемо гравійний матеріал, оброблений рідким бітумом. В цьому випадку коефіцієнти тертя і щеплення бетонної плити (к =2400кг/м³ ) і основи мають слідуючі значення : Кт = 1, С = 0,2*10⁵ Па.

Потім визначаємо величину:

σ = (6*Мо)/(m*в*h²) = (6*13892)/(1,3*0,8*425*0,22²) = 38,96*10⁵ Па

= ((1,0*6)(0,22*2400*1+0,2*10⁵))/0,2² = 7,8*10⁵ Па

σm = 38,96*10⁵+7,8*10⁵ = 46,76*10⁵ Па

Так, як Е =50*10⁵ Па, то відповідно і міцність плити довжиною 6м при даному типі основи буде забезпечена у всіх режимах роботи.

7. Проектування основи. Для верхнього шару приймаєм гравійний матеріал, оброблений рідкий бітуман (Е2 = 3600*10⁵ Па).

Дренуючий шар- гравій (Е1 = 1500*10⁵ Па)

Розрахунковий діаметр сліду колеса

D = 0,33+0,22 = 0,55м

Потім визначаємо відношення : Е^є/Е2 = 700*10⁵/3600*10⁵ = 0,23 та n/2 = 0,08 /0,55 = 0,147. По монограмі знаходимо Е^є/Е2 = 0,195, звідки загальний модуль пружності на поверхні гравійного шару Е^є = 0,195*3000*10⁵ = 585*10⁵/2000*10⁵ = 0,29м Ео/Е1 = 350*10⁵/2000*10⁵ = 0,175^{, по монограмі визначаємо L = 0,42. Тоді h = 0,42*0,55 =0,23м}

^{В результаті розрахунку і конструювання одержуємо слідуючу конструкцію дорожнього одягу :}

1. ^{покриття – цементобетона плита товщиною 0,22м}

2. ^{основа з гравію, обробленого рідким бітумом шляхом змащення ( товщина 0,08м).}

3. ^{дренуючий шар – гравій товщиною 0,22м.}

^{Таблиця порівняння варіантів дорожнього одягу.}

Констр.шар дорожнього покриття	Од.виміру	Розхід на один. виміру грн. I II	К-ть один. виміру	Вартість 1км, у грн.(ціни 1984р) I II III
Щільний а/бетон	м²	1,47 1,81	7500	11025 13575 ---
Пористий а/бетон	м²	1,7 1,44	7500	12750 10800 ---
Чорний щебінь	м²	1,68 2,44	7500	12600 18300 ---
Щебінь	м²	2,38 2,59	7500	17850 19425 ---
Пісок	м²	2,17 1,82	1875	4068,7 3412,5 ---
Цементобетон	м²	6,18 ---	7500	---- ---- 46350
Гравій оброблений в”яжучим	м²	2,15 ---	7500	---- ---- 16125
Гравій	м²	2,70 ---	7500	---- ---- 20250
Всього вартість				58293,7 655125,5 822725

З таблиці порівняння варіантів дорожнього одягу вибираємо найбільш економічний перший варіант. Приймаємо його за основний.

Організація дорожнього руху.

Для впорякування дорожнього руху,підвищення безпеки і покращення інформації водіїв запроектовані :

1. Дорожні знаки (ГОСТ 13508-74 ; ГОСТ 23457-79) :

5.21.1 – вказувач напрямку – 2шт

24. – головна дорога – 2шт

2. Дорожня розмітка (ГОСТ 13508-74 ; ГОСТ 23457-79) :

1.1 – суцільна розмітка

1.5 - пунктирна

1.6 – густа пунктирна

2.1 – розмітка торцьової частини бар”єру

2.5 – бокова розмітка з/б брусу

3. Огороджуючі засоби :

сигнальні стовпчики та з/б брус.

Примітка : Відомість огороджуючих засобів, розмітки і дорожніх знаків приведені

на листі “Схема обстановки дороги “.

347609 м

ВСЬОГО:

Відомість об’ємів земляних робіт

№ ПК	РОБОЧА BIДMITKA	BIДCTAHb	НАСИП	ВИЇМКА
0+00	6,51	100	12260
1+00	4,71	100	80,36
2+00	2,81	100	5697
3+00	1,83	100	35,26
4+00	1,43	100	4386
5+00	2,39	100	5919
6+00	2,36	100	3834
7+00	1,06	100	2375
8+00	1,33	100	4310
9+00	2,43	100	3496
10+00	0,71	100	3542
11+00	2,46	100	5388
12+00	2,02	100	4985
13+00	2,22	100	5744
14+00	2,48	100	6431
15+00	2,62	100	6074
16+00	2,27	100	4308
17+00	1,51	100	2455
18+00	0,93	100	2534
19+00	1,57	100	3207
20+00	1.47	100	2739
21+00	1,21	100	1780
22+00	0,66	100	2012
23+00	1,40	100	3693
24+00	1,97	100	3774
25+00	1.46	100	3566
26+00	1,83	100	6034
27+00	3,08	100	7909
28+00	4,52	100	12180
29+00	6.06	100	13603
30+00	6.37	100	14144
31+00	6.41	100	14824
32+00	5,84	100	12415
33+00	4,98	100	12525
34+00	3,22	100	8706
35+00	1,56	100	5674
36+00	1,63	100	3412
37+00	2,15	100	4290
38+00	3,78	100	6691
39+00	5,47	100	10202
40+00	7,00	100	17852
41+00	3,90	100	12775
42+00	0,85	100	5299
43+00	1,26	100	2046
44+00	1,59	100	2964
45+00	1,22	100	2914
46+00	1,66	100	3010
47+00	1,55	100	1088
48+00	1,38	100	3007
49+00	1,09	100	2475
50+00	1,27	100	2334
51+00	0,81	100	2015
52+00	1,44	100	1786
53+00	1,93	100	2541
54+00	2,39	100	3687
55+00	2,46	100	5128
56+00	2,29	100	5992
57+00	2,20	100	5825
58+00	1,73	100	5386
59+00	1,40	100	4515
60+00	1,47	100	3341
61+00	{,99	100	2978
62+00	1,32	100	3818
63+00	0,79	100	3015
64+00	1,08	100	2054
64+50	0,68	55	727