Расчет на сдвиг дорожной одежды в песчаном подстилающем слое.

1. Приводим конструкцию к двухслойной модели.

Эквивалентный модуль упругости верхнего слоя (заменяющего слои над песком):

МПа.

2. 

3. 

4. Для воздействия динамической нагрузки (с учётом числа приложений) и песка крупного с содержанием пылевато-глинистой фракции 0 % φ = 31°

С помощью номограммы, зная находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,0154.

5. Расчётное активное напряжение сдвига:

= 0,0154*0,6 = 0,0093 МПа

где Р – расчетное давление от колеса на покрытие (Р = 0,6 МПа)..

6. Средний удельный вес слоёв над песком:

7. Предельное активное напряжение сдвига:

T_np = k_д · (С + 0,1 · · z_оп · tgφ) = 4,5·(0,003 + 0,1·0,00195·53·tg31°) = 0,0414 МПа,

где

С – сцепление в песчаном слое, принимаемое с учетом повторности нагрузки (0,003 МПа);

k_д – коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. При укладке на границе «несущее основание – крупный песок» разделяющей геотекстильной прослойки k_д = 4,5;

z_oп = h_в – толщина опирающегося на песок слоя, см;

γ_ср – средний удельный вес слоёв над песком, кг/см³;

8. > = 1,0 (к-т. прочности для II категории дороги и надёжности k_н = 0,98).

Условие по сдвигоустойчивости в песчаном подстилающем слое выполнено.

Расчет на сдвиг дорожной одежды по грунту.

1. Приводим конструкцию к двухслойной модели.

Эквивалентный модуль упругости верхнего слоя (заменяющего слои над грунтом):

МПа.

2. 

3. 

4. Для воздействия динамической нагрузки (с учётом числа приложений) и суглинка лёгкого с расчётной влажностью W_p = 0,77: φ = 4,2°

С помощью номограммы, зная находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,009

5. Расчётное активное напряжение сдвига:

= 0,009*0,6 = 0,0054 МПа,

где Р – расчетное давление от колеса на покрытие (Р = 0,6 МПа).

6. Средний удельный вес слоёв над грунтом:

7. Предельное активное напряжение сдвига:

T_np = k_д · (С + 0,1 · · z_оп · tgφ) = 1·(0,0049 + 0,1·0,00197·83·tg4,2°) = 0,0061 МПа,

где

С – сцепление в грунте, принимаемое с учетом повторности нагрузки (0,0049 МПа);

k_д – коэффициент, принимаемый при проверке сдвигоустойчивости в глинистом грунте земляного полотна k_д = 1.

z_oп = h_в – толщина опирающегося на грунт слоя, см;

γ_ср – средний удельный вес слоев над грунтом, кг/см³;

8. > = 1,1 (к-т. прочности для II категории дороги и надёжности k_н = 0,95).

Условие сдвигоустойчивости по грунту выполнено.

Расчёт на морозоустойчивость дорожной одежды.

1. По карте находим среднюю глубину промерзания Z_np(cp) = 120 см. для Новгородмкая области. Глубина промерзания дорожной конструкции:

Z_np=Z_пp(cp) · l,38 = 120·1,38 = 165,6 см.

2. Зная Z_np, толщину дорожной одежды h_до = 83 см. и группу грунта земляного полотна по степени пучинистости (III), по графику определяем среднюю величину морозного пучения:

l_пуч(ср) = 2,96 см.

3. По таблицам и графикам находим:

• коэффициент, учитывающий расположение уровня грунтовых вод К_угв= 0,54

(при расстоянии от низа дорожной одежды до УГВ z_у = 4,27 м. для ПК 53+50 и данном грунте);

• коэффициент, учитывающий плотность К_пл=1,0 (при коэффициенте уплотнения К_упл = 1,01…0,98 и данном грунте);

• коэффициент, учитывающий структуру грунта К_гр = 1,3 (для данного грунта);

• коэффициент, учитывающий воздействие нагрузки от собственного веса конструкции К_нагр = 0,96 (при Z_np = 1,656 м. и данном грунте);

• коэффициент, зависящий от расчётной влажности грунта К_вл=1,17 (при расчётной влажности грунта W_p = 0,77).

4. Величина пучения для данной конструкции:

l_пуч = l_пуч(ср)·К_угв·К_пл·К_гр·К_нагр·К_вл = 2,96·0,54·1,0·1,3·0,96·1,17 = 2,33 см.

5. Допустимая величина морозного пучения для асфальтобетона l_доп = 4 см.

l_пуч < l_доп Морозостойкость обеспечена, назначать морозозащитный слой не требуется.