3 Сравнение вариантов нежесткой дорожной одежды

Сравнение вариантов конструкций дорожных одежд производим по суммарным затратам, приведенных к исходному году.

За год приведения затрат принят последний год строительства автомобильной дороги – 2011 г.

Срок сравнения для вариантов принят одинаковым и равным сроку службы дорожной одежды до первого капитального ремонта. Межремонтные сроки проведения капитальных ремонтов дорожной одежды составляют

10 лет.

Определяем капиталовложение в строительство дорожной одежды по формуле

, (3.1)

где – стоимости слоёв дорожной одежды по укрупнённым показателям на 1000 м² при толщине слоя 10 см;

– толщина слоев дорожной одежды, см.

бел.руб;

бел.руб.

К₀=К 0,63+К.

К₀¹=259686,525·0,63+259686,252=423288,59 тыс бел.руб;

К₀²=320297,292·0,63+320297,292=522084,586 тыс бел. руб.

Дисконтированные затраты на капитальный ремонт дорожной одежды определяется по формуле

, (3.2)

где – затраты на капитальный ремонт дорожной одежды, = 468,94 тыс.;

t– год осуществления капитального ремонта, t=10 лет ;

n−количество капитальных ремонтов, n=1;

Е_н− норма дисконта, выражается в виде доли, Е_н=0,08.

тыс.бел.руб.

Дисконтированные затраты на текущий ремонт и содержание дорожной одежды определяются по формуле

, (3.3)

где – затраты на текущий ремонт и содержание дорожной одежды,

Т – период суммирования затрат, Т = 2 года;

t− год осуществления затрат.

тыс.бел.руб

Общие затраты составят

З_об =К₀+К_кр+С_тр , (3.4)

З_об1=423288,59+217,1+10718,746=434224,44 тыс.бел.руб.;

З_об=522084,586+217,1+10718,746=533020,432 тыс.бел.руб.

Таким образом экономичнее первый вариант, стоимость его составляет 434224,44 тыс.бел.руб.

4 Определение устойчивости откосов насыпи высотой Н_нас=10,5 метров

Насыпь возведена из суглинка легкого с удельным весом 1,7 кН/м³. Расчётное сцепление грунта c = 0,0148, угол внутреннего трения φ =18,6º.

Временная нагрузка от гусеничного транспорта соответствует нормативной нагрузке НГ-60, ( давление 60 кН/м, при ширине машины 3,33 метра). Заменяем временную нагрузку НГ-60 приведенной столбом грунта. Считаем, что одна из гусеничных машин стоит на обочине дороги, а вторая на минимальном от неё расстоянии 0,4 м. Тогда две машины занимают на земляном полотне автомобильной дороги ширину метров, это соответствует толщине приведенного столба грунта

м.

Определяем положение центров кривых скольжения.

Центры критических кривых скольжения соответствуют наименьшим значениям коэффициента устойчивости, расположены на прямой линии, проходящей через точки О и В.

Для определения точки В откладываем вниз от кромки откоса, устойчивость которого необходимо проверить, расстояние равное высоте насыпи H, а затем по горизонтали в сторону насыпи 4,5H.

Для определения точки О ломаный откос насыпи заменяем на постоянную, соединяя бровку насыпи с кромкой её подошвы.

Угол наклона этой линии к горизонту 30⁰.

Из концов спрямлённого откоса проводим линии под уграми α и β , определённые по в зависимости от наклона откоса насыпи (=25⁰, =35⁰).

На пересечении этих линий получаем точку О.

Намечаем положение трёх кривых скольжения, проходящих через точки 1, 2, 3:

1 бровку земляного полотна;

2 середину расстояния между осью и бровкой земляного полотна;

3 ось земляного полотна.

Для каждой кривой определяем значение коэффициента устойчивости. Наименьшему коэффициенту устойчивости соответствует центр кривой, расположенный на пересечении с линией ОВ перпендикуляра, восстановленного из середины хорд, соединяющих точки выхода кривой и поверхность насыпи. Разбиваем отсечённой кривой участки скольжения земляного полотна вертикальными сечениями по 5 метров. Крайний отсек получается несколько меньшей ширины.

Вычисляем углы наклона δ отрезков кривой скольжения и вертикали в

пределах каждого отсека пользуясь соотношением :

, (4.1)

где R_i – радиус i-той кривой скольжения, м;

х – расстояние до вертикального радиуса, м.

Значение sinδ принимаем со знаком “-” для расстояния X, отмеряемых влево от вертикального радиуса, “+” – вправо от вертикального радиуса.

Определяем площади отсеков, учитывая при этом приведенный столб грунта, на который заменена временной нагрузка. Участки кривых в пределах каждого отсека заменяем прямыми. Определяем все Q для каждого отсека(рассматривая устойчивость полосы шириной 1м), умножая площадь сечения на удельный вес грунта.

Результаты расчётов сводим в таблицы 4.1, 4.2, 4.3.

Таблица 4.1 – Результаты расчетов к определению устойчивости по первой кривой скольжения (R₁=17,7 м)

№	X, м	sinδ	δ	cosδ	ω, м	Q=γω, кН	N=Qcosδ	T=Qsinδ	L, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	10,7	0,605	0,649	0,797	72,2	122,7	97,77	74,2
2	5,7	0,322	0,328	0,947	61	103,7	98,18	33,39

Окончание табл.4.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
3	0,7	0,04	0,04	0,999	29	49,3	49,26	1,95	22,7
4	-4,2	-0,237	-0,24	0,971	59	59	97,44	-23,8
							342,6	85,74

Таблица 4.2 – Результаты расчетов к определению устойчивости по второй кривой скольжения (R₁=17,9 м)

№ отсчета	X, м	sinδ	δ	cosδ	ω, м	Q=γω, кН	N=Qcosδ	T=Qsinδ	L, м
1	11,0	0,615	0,662	0,789	79	134,3	105,9	82,53
2	6,0	0,335	0,342	0,942	65,3	11	104,6	37,21
3	1,0	0,056	0,056	0,998	33,2	56,44	56,35	3,153
4	-4,0	-0,223	-0,225	0,975	60	102	99,42	-22,79	25,7
5	-9,0	0,503	-0,527	0,864	62	105,4	91,11	-52,99
							N = 457,4	Т = 47,11

Таблица 4.3 – Результаты расчетов к определению устойчивости по третьей кривой скольжения (R₃=18,3 м)

№ отсчета	X, м	sinδ	δ	cosδ	ω, м	Q=γω, кН	N=Qcosδ	T=Qsinδ	L, м
1	11,5	0,628	0,68	0,778	82	139,4	108,4	87,6
2	6,6	0,361	0,369	0,933	74,8	127,2	118,6	45,86
3	1,6	0,087	0,088	0,996	57,3	97,41	97,04	8,517	29,4
4	-3,4	-0,186	-0,187	0,983	59,9	101,8	100,01	-18,92
5	-8,4	-0,459	-0,477	0,888	70,03	119,1	105,8	-54,65
							N = 529,9	Т = 68,41

Определяем составляющие веса каждого отсека: нормали к кривой скольжения R, касательную, сдвигающую объём грунта T. Находим их сумму и определяем по масштабу длину кривой скольжения

Коэффициент устойчивости насыпи под действием нагрузки рассчитываем по формуле

, (4.2)

При N = 342,6; T = 85,74 ; tgφ = 0,3365; c = 0,0148; L = 22,7.

,

При N = 457,4; T = 47,11; tgφ = 0,3365; c = 0,0148; L = 25,7.

,

При N = 529,9; T = 68,41; tgφ = 0,3365; c = 0,0148; L = 29,4.

.

В результате расчета все коэффициенты устойчивости получились больше 1.Следовательно, коэффициент обеспечивается по всем трем вариантам.