Министерство образования и науки РФ

СПб ГАСУ

Автомобильно-дорожный факультет

Кафедра автомобильных дорог

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе №2

Конструкции земляного полотна и

дорожной одежды

Выполнил студент гр. 1-АД-3

Работу принял преподаватель

Санкт-Петербург

2011

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел 1. Земляное полотно

1. Расчет устойчивости земляного полотна

1.2. Проектирование земляного полотна на слабом основании

Раздел 2. Дорожная одежда

2.1. Конструирование – расчет прочности, морозоустойчивости и осушения дорожной одежды нежесткого типа

2.1.1. Конструирование дорожной одежды

2.1.2. Расчет дорожной одежды на морозоустойчивость

2.1.3. Расчет дорожной одежды по упругому прогибу

2.1.4. Расчет сопротивления сдвигу в песчаном слое основания

2.1.5. Расчет сопротивления сдвигу в подстилающем грунте

2.1.6. Расчет на сопротивление при изгибе монолитных слоев с учетом

усталостных явлений

2.1.7. Расчет на осушение дорожной одежды

2.2. Конструирование и расчет прочности дорожной одежды жесткого типа

2.2.1 Расчет дорожной одежды на прочность

2.2.2. Расчет температурных напряжений в бетонных плитах

2.3. Выбор варианта дорожной одежды по технико-экономическим показателям

Раздел 3. Применение геосинтетических материалов в сооружениях

3.1. Общая характеристика геосинтетических материалов

3.2. Конструктивные решения и технология укладки

Список литературы

Раздел 1. Земляное полотно

1.1. Расчет устойчивости земляного полотна

Разрушение земляного полотна, как правило, начинается с обрушения откосов, которое происходит по поверхностям скольжения, близким к круглоцилиндрическим.

Устойчивость земляного полотна оценивается в условиях плоской задачи, то есть рассматривается массив грунта, расчлененный плоскостями, перпендикулярными оси дороги, протяженностью 1м.

Обрушение откосов происходит под влиянием внешних нагрузок (автомобилей и др.) и собственного веса грунтового массива. Внешняя нагрузка заменяется равномерно распределенной нагрузкой, q = 30 кПа

Устойчивость откоса оценивается величиной коэффициента устойчивости, который равен отношению момента сил, удерживающих откос от смещения, к моменту сил, способствующих смещению. Сдвигающий и удерживающий моменты определяются относительно центра кривой возможного смещения откоса.

Исходные данные для расчета:

Высота насыпи – м

Грунт земляного полотна –

Плотность грунта – γ_н = кН/м³

Удельное сцеление – с = кН м³

Угол внутреннего трения –φ =

Проектируем индивидуальный тип поперечного профиля. (рис.1) и рассчитаем устойчивость откоса по формулам

k_у = М_уд / М_опр

М_уд = R ( (Q_i cos _I tg ) + cl), кНм

где  – угол внутреннего трения;

с – удельное сцепление, кПа;

Q_i – давление (вес) обрушаемой части откоса насыпи с учетом нагрузки q на поверхности насыпи от транспорта, кН;

d – угол наклона отрезков кривой скольжения к горизонтe в пределах каждой призмы;

l – длина окружности кривой обрушения, м

l =  R  /180;

где – R – радиус кривой скольжения, м (определяется в масштабе по рис. 1);

g – угол, стягивающий кривую скольжения (определяется в масштабе по рис. 1).

М_опр = R  (Q_i sin _i), кНм

Угол наклона d определяется по sin δ= X/R,

где X – расстояние от центра тяжести каждой призмы до вертикального радиуса, определяемое по рис. 1 в масштабе.

Значения sind принимают со знаком + для расстояний, отмеченных право от вертикального радиуса, и со знаком – для расстояний, отмеченных влево от вертикального радиуса, т. е. составляющие веса призм Q_i sin d_i, расположенные влево от вертикального радиуса, повышают устойчивость откоса.

Минимальное требуемое значение коэффициента устойчивости, при котором устойчивость откоса насыпи или выемки обеспечена, равно 1,3.

Отсеченный кривой скольжения участок земляного полотна разбивают на ряд вертикальных призм шириной 3 м и толщиной 1м ( в направлении оси дороги), ведя отсчет от внутреннего контура кривой скольжения.

Вес каждой призмы грунта определяется по формуле

Q_i = w,_i γ_i,

где w_I – площадь призмы ,м2

γ_i –плотность грунта естественного сложения, кН/м³

В соответствие с п. 5.2.2 ГОСТа 52748 – 2007 «Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения» при расчете устойчивости подпорных стенок и откосов насыпи нормативная нагрузка НК от транспортных средств приводится к эквивалентному слою грунта земляного полотна по формуле

где 18К – нормативная нагрузка НК, кН;

d – база нормативной нагрузки НК, м;

c – колея нормативной нагрузки НК, м;

– удельный вес грунта, кН/м3.

Удельная нагрузка на поверхности дороги от нормативной нагрузки НК:

Q_пр=Н_э*b*γ_гр,

где b - ширина полосы удельной нагрузки в пределах кривой скольжения.

Результаты расчета приведены в табл. 1.

Таблица 1

№	w , м2	Q, кН/м	sin d,	cos d,	Q sin d, кН/м	Q cos d, кН/м
					S	S

М_уд = кНм

М_опр = кНм

k_у =

k_у = > k_тр= 1,30 Условие устойчивости выполняется