6. Конструювання земляного полотна

Поперечні профілі земляного полотна проектуються на основі типових поперечних профілів.[10]

Поперечні профілі повинні бути прив'язані до конкретного місця та повинні відповідати певним принципам .

Насипи діляться на високі , невисокі , насипи на косогорах .Виїмки діляться на глибокі та неглибокі .

Насипи висотою до 1 м рекомендується виконувати обтікає мого профілю. Вони найкраще вписуються в ландшафт місцевості . підвищують безпеку руху , знижують вірогідність снігозаносу. При проектуванні високого насипу їх рекомендовано виконувати правильними геометричними формами , це підкреслює напрямок дороги і полегшує орієнтацію водія в важких умовах . На кресленні повинні бути вказані відмітки поверхні землі , характерних і переломних точок і відстані на вісі дороги . [10]

- насип виконують

від 0 до 1 м тип 1

від 1 до 6 м тип 2

від 6 до 12 м тип 3

- виїмки виконують

від 0 до 1 м тип 4

від 1 до 12 м тип 5

7. Проектування дорожнього одягу (выполняется индивидуально и не по данному примеру! в таком виде не примет!!!!)

Вихідні дані:

Категорія дороги – ІІ;

Дорожньо кліматична зона – УІІ Р4;

Тип покриття – капітальний, за [7, таблиця 3,1];

Нормативне статичне навантаження на вісь, Е_н=120 кН, [7, таблиця 4,2];

Тип розрахункового навантаження – А1, [7, таблиця 4,2];

Розрахункові параметри:

Динамічний діаметр сліда колеса D_д=36,8 см,[7, таблиця 4,2];

Визначаємо сумарне число прикладень розрахункового навантаження за рахунок служби автомобільної дороги.

_(7.1)

- сумарна кількість проїздів розрахункових автомобілів за срок експлуатації дорожного одягу;

Т- термін експлуатації дорожнього одягу, Т=12 років, відповідно до [7, таблиця 4,3];

q - показник змінювання інтенсивності руху, q=1,04;

К_с- коефіцієнт сумації, К_с=15,2[7, таблиця 4,7];

Т_рдр- число робочих днів у році, яке відповідає стану деформативності дорожного одягу, Т_рдр=135 днів, [7, таблиця 4,5];

К_п- коефіцієнт, який враховує можливість відхилення сумарного руху від середніх значень, К_п=1,49, [7, таблиця 4,6];

N_Р- середньорічне перспективне приведене до розрахункового навантаження число проїздів полос по одному сліду;

Визначаємо середньорічне перспективне приведене до розрахункового навантаження число проїздів полос по одному сліду.

_(7.2)

де f_смуги- коефіцієнт, що враховує кількість смуг руху та розподіл руху транспорту на них, f_смуги=0,55, [7, таблиця 4,4] ;

p_і- відсоток автомобілів і-го типу в складі потоку в долях одиниць, за завданням;

S_і- коефіцієнт приведення дії на дорожній одяг автомобілів і-тої марки до розрахункового навантаження, [7, Додаток А, таблиця 7.1]

(ср.сл)- індекс, який вказує на рік кінця терміну експлуатації дорожнього одягу

- перспективна інтенсивність руху на кінець терміну експлуатації дорожнього одягу, авт/добу;

Визначення перспективної інтенсивності руху на кінець терміну експлуатації дорожнього одягу.

_(7,3)

де ρ – темп щорічного приросту інтенсивності руху, приймаемо ρ=0,03;

- інтенсивність руху на початковий рік, 44вт./добу.

Визначення інтенсивності руху на початковий рік

_(7,4)

N₃₂ - інтенсивність руху автомобілів на 20 рік експлуатації, N₃₂=2241 авт/добу.

Виконаємо розрахунки:

(зделать таблицу как в тетради!!!)

Таблиця 7.1 – Коефіцієнти приведення до розрахункового навантаження

Тип автомобіля	Відсоток в складі руху, pі №	Сумарний коефіцієнт приведення, Sj
ГАЗ – 52(3307)	10	0,05642
ЗІЛ – 130	5	0,11044
МАЗ – 500(53302)	20	0,61551
ЛАЗ – 4207	5	0,47038
ГАЗ – 24	6	0,00

Визначимо потрібний мінімальний модуль пружності за формутою, відповідно [7, рисунок 4,1]

_(7,5)

Порівнюємо МПа і МПа

Мпа < МПа

За розрахунковий потрібний мінімальний пружності приймаємо

МПа

Відповідно до району проектування в альбомі типових конструкцій дорожнього одягу підбираємо шари та їх конструктивні характеристики які зведені в таблиці

Таблиця 7.2 – розрахункові характеристики матеріалів конструкції

Матеріал шару	Товщина шару, hi см	Розрахунок за
		опором пружного прогину Еi, Мпа	опором зсуву Еi, Мпа	опором розтягу при згині
				Еi, Мпа	Rлаб, Мпа	m	Kпр
А/б щільний гарячий БНД 60/90	5	2400	1200	4500	9,8	5,5	4
А/б пористий гарячий БНД 60/90 вивітрених порід	10	2000	1200	2800	8	4,3	8,2
Холодний чорний щебінь з сталеплавильного металургійного заводу	8	600	600	600	0,5	-	-
Крупноуламкові грунти ГПС неоптимального складу, супісок легкий, крупний, щебінь маломіцних порід укріплені комплексним в’яжучим ІІ класу міцності	20	450	450	450	0,28	-	-
Побічні продукти промисловості. Рудні копалини, золо шлакові суміші і т.д. Укріплені цементом ІІ класу міцності 8-10% цементу	12	350	350	350	0,18	-	-
Грунт: легкий пилуватий суглинок Wp=0,62		71,2	71,2 ϕ = 23,2 с = 0,0256

7.1 Розрахунок дорожнього одягу за допустимим пружним прогином

Конструкція дорожнього одягу відповідає вимогам надійності і міцності за критерієм пружного прогину, якщо:

_(7,6)

де - коефіцієнт міцності дорожного одягу, =1,33 відповідно до [7, таблиця 4,1];

- загальний модуль пружності конструкції.

З формули маємо:

_(7,7)

МПа

Виконаємо розрахунок відповідно до [7]

1 – шар:

МПа,

МПа,

см,

відповідно [7, рисунок 4,3]

МПа

2 – шар:

МПа,

МПа,

см,

відповідно [7, рисунок 4,3]

МПа

3 – шар:

МПа,

МПа,

см,

,

відповідно [7, рисунок 4,3]

МПа

4 – шар:

МПа,

МПа,

см,

,

відповідно [7, рисунок 4,3]

МПа

5 – шар:

МПа,

МПа,

МПа,

.

відповідно [7, рисунок 4,3]

см

Відповідно [7] =12 см

7.2 Розрахунок дорожнього одягу за умовою зсувостійкості земляного полотна

Головна умова розрахунку:

_(7,8)

_(7,9)

(7,10)

де - необхідне мінімальне значення міцності, яке визначають з урахуванням заданого коефіцієнта надійності, =1,48 згідно з [7];

- гранична величина активного напруження зсуву, перевищення якої викликає порушення міцності на зсув;

- розрахункове активне напруження зсуву у розрахунковій точці конструкції від діючого тимчасового навантаження.

- приймають в залежності від грунту, =1,5 для пісчаного суглинку

с – зчеплення в грунті, с = 0,0256 МПа

- середньозважена питома маса конструктивних шарів, розміщених вище розрахункового шару, = 0,002 кг/см²;

- глибина розташування поверхні розрахункового шару від верха конструкції; z_i =55 cм

φ – розрахункова величина кута внутрішнього тертя матеріалу перевіряє мого шару при статичній дії навантаження, φ = 23,2 град;

τ – питоме активне напруження зсуву від одиничного навантаження, що визначають за допомогою номограм [7, рисунок 4.4-4.5]

p – розрахунковий тиск від колеса на покриття, p = 0,7 МПа за [7, таблиця 4.2]

Виконаємо розрахунки відповідно до [7]:

Для багатошарового дорожнього одягу, який розраховано за допустимим пружним прогином, визначаємо середній модуль пружності Е_ср:

МПа

- розрахунковий модуль пружності і-го конструктивного шару дорожнього одягу;

- товщина і-го конструктивного шару дорожнього одягу.

см

МПа

_,

По номограммі визначаємо τ=0,012 МПа

МПа

Зсувостійкість земляного полотна забезпечена.

7.3 Розрахунок монолітних шарів на розтяг при згині.

Розрахунок верхніх шарів а/б.

Основний критерій розрахунку:

(7,11)

де - необхідний коефіцієнт міцності з урахуванням заданного ріняння надійності, =1,35 по [7];

– гранично допустиме навантаження розтягу матеріалу, шару з врахуванням втоми;

– фактичне напруження в монолітних шарах.

- одиничне розтягуючи напруження, встановлюють за номограмами [7, рисунок 4.7-4.8]

- коефіцієнт враховуючий особливе напруження під колесом зі зпареними балонами, = 0,85.

(7,12)

де - лабораторне значення границі міцності на розтяг при згині за одноразового прикладання навантаження, = 8 МПа для другого шару а/б;

- коефіцент, що враховує зниження міцності під час дії погодно-кліматичних умов, = 0,75;

- коефіцент, що враховує зниження міцності матеріалу в конструкції в результаті температурно-усадкових виливів, =0,8;

- коефіцент, що враховує короткочасність та повторність навантажень на дорозі

(7,13)

- коефіцент, що враховує вплив повторних навантажень у не розрахунковий період, = 8,2 для другого шару а/б;

= 4,3 для другого шару а/б.

Виконаємо розрахунки відповідно до [7]

Приводимо конструкцію до двошарового поділу де перший шар складається з асфальтобетонної суміші. До другого входять шари основи та шари які лежать нижче асфальтобетонних шарів.

Розрахунок верхніх шарів а/б

МПа

- розрахунковий модуль пружності і-го конструктивного шару дорожнього одягу;

- товщина і-го конструктивного шару дорожнього одягу.

МПа,

По номограмі визначимо =2,1

МПа

МПа

Розрахунок проміжних монолітних шарів

МПа

МПа,

По номограмі визначимо =0,18

МПа

МПа

Оскільки умова виконується то конструкція відповідає потрібним запасам міцності по опору розтягу при згині.