7.5 Расчёт нежёсткой дорожной одежды по критерию упругого прогиба

Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надёжности по величине упругого прогиба при условии

, (7.6)

где – коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимается в зависимости от требуемого уровня надёжности по таблице 7.17;

– соответственно допускаемый и общий расчётный прогибы дорожной одежды под расчётной нагрузкой;

– соответственно общий расчётный и требуемый модуль упругости дорожной одежды

Из формулы (7.6) можно найти общий модуль упругости дорожной одежды , при заданном коэффициенте прочности

(7.7)

Рис.7.4. Расчётная схема дорожной одежды:

h₁,h₂,h₃,h₄,h₅ – толщина слоёв; E₁, E₂, E₃, E₄,E₅ – модуль упругости слоёв; – общий модуль упругости дорожной одежды; – модуль упругости грунта земляного полотна.

Для выполнения расчётов по критерию упругого прогиба необходимо составить расчётную схему дорожной конструкции. Пример пятислойной дорожной конструкции (два слоя покрытия, два слоя основания и дополнительный слой) приведён на рисунке 7.4.

Расчёт дорожной одежды сводится к определению толщины одного из слоёв основания, например h₄ . Остальные параметры, указанные на рис. 7.4, определяются или выбираются по зависимости или таблицам, определения h₄ необходимо многослойную систему разбить на двухслойные (рис 7.5).

Рис.7.5 Схема разбивки многослойной системы на двухслойные:

, , , – соответственно общие модули упругости конструкции ниже первого, второго, третьего и четвёртого слоёв.

Конструкцию дорожной одежды принимают по типовым проектным решениям, разработанным для различных категорий дорог. Примеры проектных решений для дорог II – IV категорий приведены на рис. 7.7. Модуль упругости слоев назначается по рекомендациям, а толщина основного слоя основания определяется расчетом.

Рис.7.6. Номограмма для расчета нежесткой дорожной одежды по критерию упругого прогиба

Рис. 7.7 Примеры проектных решений дорожных одежд:

а – II категория (две полосы движения); б – III категория; в – IV категория; 1 – асфальтобетон мелкозернистый щебеночный из горячей смеси типа «В» марки II толщиной 6 см с одинарной поверхностной обработкой толщиной 1 см; 2 – щебень фракций 40-70 мм толщиной 12 см; 3 – щебень фракций 40-70 мм (толщина по расчету); 4 – песок крупнозернистый толщиной 20 см; 5 – асфальтобетон мелкозернистый щебеночный из горячей смеси типа «В» марки III толщиной 6 см с одинарной поверхностной обработкой толщиной 1 см; 6 – щебень доменного шлака фракций 40-70 мм (толщина по расчету).

Пример 7.1

Спроектировать дорожную одежду при следующих исходных данных:

- Категория дороги III;

- Дорожно-климатическая зона района проложения трассы – III;

- Схема увлажнения рабочего слоя грунта – 2;

- Материал рабочего слоя грунта земляного плотна – глина;

- Состав и интенсивность транспортного потока (см. Пример 1.1)

Типы транспортных средств	Интенсивность движения в фактических единицах ( ), авт/сут
Грузовые автомобили грузоподъёмностью до 2т и микроавтобусы	536
Грузовые автомобили грузоподъёмностью 2 -5т и автобусы малого класса	416
Грузовые автомобили грузоподъёмностью 5-8т и автобусы среднего класса	327
Грузовые автомобили грузоподъёмностью свыше 8т и автобусы большого класса	203
Автопоезда	128

- Параметры расчетной нагрузки на дорожную одежду (табл.7.4):

Группа расчётной нагрузки А₁; статическая нагрузка транспортного средства на поверхность покрытия Q_p=50 кН;

- Удельное давление колеса на покрытие р =0,6 МПа;

- Расчётный диаметр, приведённый к кругу отпечатка колеса на поверхности покрытия для движения автомобиля D=37см, для неподвижного – D=33см.