2. Расчет конструкции по критериям прочности

1. Расчет конструкции по допускаемому упругому прогибу

Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба, если

_{, (2.1)}

где - общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа;

- минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа;

- требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности (см. табл. 2.1 работы [10]).

Величину минимального требуемого общего модуля упругости ( ) конструкции вычисляют по эмпирической формуле (при > )

, (2.2)

где - суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды, устанавливаемое в соответствии с формулами (2.10) и (2.11) работы [10];

- эмпирический параметр, принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось 100 кН - 3,55; 110 кН - 3,25; 130 кН - 3,05.

Для дорог в V дорожно-климатической зоне требуемые модули, определенные по формуле (2.2), следует уменьшить на 15%.

Независимо от результата, полученного по формуле (2.2), требуемый модуль упругости должен быть не менее указанного в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Минимальные значения

Категория дороги	Суммарное минимальное расчетное число приложений расчетной	Требуемый модуль упругости дорожной одежды, МПа
	нагрузки на наиболее нагруженную полосу	капитального типа	облегченного типа	переходного типа
I	750000	230	-	-
II	500000	220	210	-
III	375000	200	200	-
IV	110000	-	150	100
V	40000	-	100	50

Общий расчетный модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммы на рис.2.1, построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды. Обычно в конструкции толщины верхних прочных и дорогостоящих слоев заданы (например, по альбому типовых конструкций [7]). Необходимо определить толщину подстилающего слоя, либо слоя основания. Расчет ведется по номограмме на рис.2.1, которая связывает h/D, , . Под понимают общий модуль упругости всех нижележащих слоев, то есть модуль упругости на поверхности основания. Аналогично, на поверхности верхнего слоя является общим модулем упругости всей конструкции, включая верхний слой.

А. При расчете сверху вниз расчет ведут послойно, отбрасывая верхние слои, переходя от к . При этом вычисляют h/D и (для покрытия ). Затем, определив по номограмме на рис.4 (используя рис.2.2,а) величину , вычисляют

. (2.3)

Далее считают, что верхний слой отброшен, за принимают полученное , а за - модуль упругости следующего слоя и снова определяют для полупространства под рассматриваемым слоем. Операции повторяют, пока не опустятся до слоя, толщина которого неизвестна, но известен модуль полупространства (грунта) под ним. Тогда в соответствии с рис.2.2, б вычисляют , и находят h/D

. (2.4)

Б. Расчет снизу вверх ведут с заданными толщинами слоев (рис.2.2, в). В этом случае переходят послойно от к , наращивая слои. При этом послойно определяют и h/D, по номограмме находят и вычисляют

. (2.5)

Расчет повторяют для следующего слоя, приняв полученное за . На поверхности конструкции сравнивают и , определяют .

Рис.2.1 Номограмма для определения общего модуля упругости двухслойной системы

Расчетные значения модулей упругости грунтов и материалов допускается принимать в соответствии с указаниями табл. 1.7 – 1.16 настоящих указаний или по Приложениям 2 и 3[1].

Рис.2.2 Ключ к использованию номограммы на рис.2.1:

а) при расчете сверху вниз (искомое );

б) при определении толщины слоя (искомое h);

в) при расчете снизу вверх (искомое ).