6.2 Конструкция дорожной одежды жёсткого типа.

Конструкция дорожной одежды жёсткого типа представляет собой асфальтобетонное покрытие на бетонном основании, а также дренирующий слой песка толщиной 41см.

6.3 Характеристики материалов конструктивных слоев и грунта земляного полотна.

Асфальтобетон плотный на БНД марки 90/130:

Расчетный модуль упругости Е, Мпа – 3600 [2, Таблица П.4.1]

Нормативные значения сопротивление растяжению при изгибе R_o, МПа – 9,50

[1, Таблица П.3.1]

Бетон класса по прочности на растяжение при изгибе B_bt /P_bt (2,8/35):

Начальный модуль упругости Е_б, МПа – 28000 [2, Таблица П .1.2]

Песок средней:

Нормативные значения модуля упругости, Е, Мпа – 120 [2, Таблица П.3.5]

Сцепление, МПа – 0,002 [2, Таблица П.3.6]

Угол внутреннего трения, град – 26 [2, Таблица П.3.6]

Угол внутреннего трения статический, град – 33 [2, Таблица П.3.6]

Суглинок тяжелый пылеватый:

Среднее значение влажности грунта, доли от W_Т - 0,65 [1, Таблица П.2.1]

Сцепление, МПа – 0,009 [1, Таблица П.2.4]

Угол внутреннего трения, град – 7 [1, Таблица П.2.4]

Угол внутреннего трения статический, град – 21 [1, Таблица П.2.4]

Модуль упругости, МПа – 54 [1, Таблица П.2.5]

6.4 Расчет асфальтобетонного покрытия на цементобетонном основании

Согласно таблице 2.3 [2] для интенсивности 2955 авт/сут назначаем следующую конструкцию дорожной одежды:

Покрытие – асфальтобетон плотный на БНД 90/130

Е_а = 3600 МПа; h_а = 16,5 см при А_n = 15

Основание – бетон класса B_bt = 2,8

Е_б = 3600 МПа; h_б = 17 см.

Расчетная амплитуда колебания температур по таблице П.4.11 [2]:

Б_п = 14,0 А_п = 15,0

Так как суточные колебания для слоя цементобетонная другое производим перерасчет его толщины с учетом Б_п = 14,0

Согласно пп. 2.16 и 2.18 [2] длину плит назначаем равной 15 м; продольный шов не устраиваем; поперечные швы устраиваем без штырей.

Дополнительный слой песка толщиной 41 см.

6.5 Проверка расчетом толщины слоя покрытия и основания.

Определяем эквивалентную толщину слоя

, ()

где h — толщина нижнего слоя из цементобетона;

h_a — толщина верхнего слоя из асфальтобетона;

Е_а — расчетный модуль упругости асфальтобетона;

Е — модуль упругости бетона.

упругая характеристика

, см (11)

Е и  — модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона, определяемые по обязательному приложению 2 [2]; (=0,2)

_о — коэффициент Пуассона основания; (0,3)

Е^э_о — эквивалентный модуль упругости основания;

модуль упругости материалов основания определяются по обязательным приложениям 1 и 2 [2]

()

i  номер рассматриваемого слоя дорожной одежды, считая сверху вниз;

h_i — толщина 1-го слоя, см;

— общий модуль упругости полупространства, подстилающего i-й слой, МПа;

Е_i — модуль упругости материала i-го слоя, МПа;

Д — диаметр отпечатка колеса или площадки силового контактирования верхнего слоя с нижележащим; принимается Д = 50 см

Определим напряжение

()

где Q — расчетная нагрузка, кН;

– номинальная статическая нагрузка на колесо данной оси, кН

– коэффициент динамичности, для дорог общей сети 1,3

К_м — коэффициент, учитывающий влияние места расположения нагрузки; для неармированных покрытий К_м = 1,5; для покрытий с краевым армированием или площадок с расположением полос наката не ближе чем 0,8 ширины внешнего продольного края покрытия — К_м = 1,0 для продольного направления и К_м = 1,5 для поперечного; (1,00)

К_усл — коэффициент, учитывающий условия работы; К_усл = 0,66;

К_шт — коэффициент, учитывающий влияние штыревых соединений на условия контактирования плит с основанием; при наличии в поперечных швах штырей К_шт = 1, при отсутствии штырей К_шт = 1,05;

h — толщина плиты;

K_t — коэффициент, учитывающий влияние температурного коробления плит, определяемый по табл. 7 [2]; (1,00)

R — радиус отпечатка колеса;

, см ()

q_ш — давление в шинах, принимаемое равным 0,6 МПа;

l_у — упругая характеристика плиты, см;

По таблице П. 4.11. [2] для II₂ ДКЗ находим А_п = 15,0

Согласно п. 3.21 [2] 0,26 рад/ч а_та = 0,002 м²/ч а_тб = 0,004 м²/ч

, ()

A_n — перепад температуры в течение суток на поверхности асфальтобетонного покрытия, °С, определяемый в зависимости от района строительства по обязательному приложению 2 [2];

 — угловая частота суточных колебаний температуры, рад./ч

а_ta, а_tб — коэффициенты температуропроводности соответственно асфальтобетона и цементобетона;

Напряжение от перепада температуры по толщине нижнего слоя

()

где α — коэффициент линейной температурной деформации бетона, 1/°С; α = 0,00001 1/°С

Коэффициент усталости

()

Расчетное сопротивление бетона на растяжение при изгибе определяют по формуле

, ()

где B_tb - класс бетона на растяжение при изгибе;

K_н.п - коэффициент набора прочности со временем; для бетона естественного твердения для районов с умеренным климатом

K_н.п = 1,2;

K_F - коэффициент, учитывающий воздействие попеременного замораживания-оттаивания, равный 0,95.

Условие прочности

≥ К^тр_пр, (3.29)

где _p - вычисляется по формуле (3.9) при K_t =1, при K_м, определяемом исходя из условий эксплуатации и пояснений к этому коэффициенту

Условие прочности для нижнего слоя выполнено.