33. Конструкция ж.Д.О. Расчет толщины плиты

Жесткие д.о. делятся:

а) по методу армирования:

• ц/б (без армирования)

• ж/б

• предварительно напряженные

б) по технологии устройства:

• монолитные (устраиваются на дороге)

• сборные

Основным типом на дорогах общей сети являются монолитные ц/б покрытия. В районах, где отсутствует строительная база применяются сборные и предварительно напряженные, монолитные ц/б покрытия имеющие толщину 18-24см.

Основаниями для них служат гравийные (щебеночные) и цементо-грунтовые покрытия толщиной 14-15см. Основание необходимо для улучшения работы края плиты. Дополнительный слой основания выполняет одну функцию: уменьшение морозного пучения, из-за большой чувствительности ц/б к деформациям.

Если основание выполнено из Щ (Г), то сверху укладывается выравнивающий слой 3-4см из песка, обработанного битумом, а на дорогах низших категорий – без обработки. Этот слой предназначен не для выравнивания, а для облегчения перемещения ц/б покрытия по основанию при изменении t^о. Если выравнивающий слой устраивают из необработанного песка, то сверхуукладывают гидроизоляцию из толя, рубероида, полиэтиленовой пленки для предотвращения вытекания цементного молока из бетонной смеси при её виброуплотнении.

Толщина плиты вычисляется:

Где R_u – предельное допустимое растягивающее напряжение материала с учетом усталостных явлений

К1 – коэффициент условий работы бетона, учитывающий напряжение от корабления плиты (зависит от климата в районе строительства)

К2 - коэффициент, учитывающий явление усталости при многократном нагружении

, где N – количество проходов расчетного авто за срок службы ц/б покрытия

К3 – коэффициент, учитывающий рост прочности бетона с возрастом (К3>1)

34. Требования к проектной документации

Проект автомобильной дороги – комплекс технической документации, содержащий описание проектных решений с принципиальными обоснованиями, расчеты, чертежи, сводный сметный расчет стоимости строительства, реконструкции или капитального ремонта

Проект а.д. составляют на основе задания на проектирование и материалов выполненных технических изысканий в соответствии с основными требованиями: обход населенных пунктов, спрямления, подъезды, разведка резервов грунта, карьеров песка, рекультивация земель, порядок сдачи закрепления трассы, требования по выполнению и применению научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, требования с учетом перспективного развития, требования и условия к разработке природоохранных мер и мероприятий

35. Расчет дорожной одежды на сдвиг

Прочность дорожной одежды по сдвигу обеспечена при условии

, (1)

где Т — активные напряжения сдвига, Па;

Т_ДОП — допустимое напряжение сдвига, Па;

К_ПР — коэффициент прочности.

Активное напряжение сдвига в грунте и слоях малосвязных материалов (песчаный, гравийный материал) зависит от активных напряжений сдвига от временной нагрузки τ_ам и от веса вышележащих слоёв τ_ав

, (2)

Наиболее неблагоприятные условия работы грунта и малосвязных материалов на сдвиг возникают при высокой положительной температуре покрытия, наблюдаемой в период наибольшего ослабления дорожной одежды (в большинстве районов страны весной). Это связано со снижением жесткости и распределяющей способности слоёв, содержащих органическое вяжущее.

В Инструкции ВСН 46-83 рекомендовано следующая расчетная температура: во второй дорожно-климатической зоне +20⁰ С.

В процессе расчета многослойную конструкцию, лежащую выше слоя, в котором определяют напряжение сдвига, заменяют однослойной и вычисляют средний модуль упругости Е_ср

, (3)

где Е_СР - модуль упругости, Па;

h_i - толщина i-го слоя;

n - число слоёв.

Наихудшие условия работы грунта на сдвиг имеют место при больших положительных температурах покрытия, наблюдаемые в расчетный период весной. Поэтому при расчете дорожной одежды по сдвигу значение модуля упругости материалов, содержащих органическое вяжущее должно соответствовать во второй дорожно-климатической зоне +20⁰ С.

После приведения многослойной реальной конструкции к двухслойной модели. вычисляется τ_н (от единичной нагрузки) по номограмме, связывающей относительную толщину одежды (верхняя горизонтальная шкала), отношение модулей упругости верхнего и нижнего слоев (кривые по номограмме), угол внутреннего трения грунта _гр (лучи по номограмме) и максимальное активное напряжение сдвига τ_н от единичной нагрузки в нижнем слое (нижняя горизонтальная шкала).

Активное напряжение сдвига τ_в в грунте от собственного веса дорожной одежды находится по номограмме в зависимости от и углу внутреннего трения .

Вычисляют активное напряжение сдвига Т по формуле (2). При этом значение τ_в подставляют с тем знаком, с каким оно получено по графику .

Рассчитывают допустимое напряжение, сдвига в грунте

, (4)

где С - сцепление в грунте активной зоны земляного полотна в расчетный период или материале малосвязного слоя, Па;

К₁ - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления грунта или малосвязного материала сдвигу под агрессивным воздействием подвижных нагрузок, колебаний и т.п. (К₁ = 0,6 при расчете движущегося автомобиля; К₁ = 0,9 при расчете на действие неподвижной нагрузки);

К₂ - коэффициент запаса на неоднородность условий работы дорожной одежды, связанный с недоучетом неблагоприятных природных воздействий, с технологическими и др. причинами, и определяется по графику (рисунок 6.2);

К₃ - коэффициент, учитывающий особенности работы грунта и малосвязных материалов, обусловленные увеличением фактического сцепления за счет зацепления частиц.

Проверяют обеспечение условия

.

Если оно не обеспечено, возможны следующие решения:

• увеличение толщины одного или нескольких вышележащих слоев;

• замена материалов одного или нескольких слоев более жестким материалом имеющим более высокий модуль упругости;

• замена либо укрепление грунта или малосвязного материала с целью повышения их сдвигоустойчивости.

Расчет сдвигоустойчивости асфальтобетона ведут на длительное действие нагрузи при расчетной температуре во всех дорожно-климатических зонах. Допустимое активное напряжение сдвига

, (5)

где К - комплексный коэффициент, учитывающий зацепление зерен асфальтобетона и условие его работы;

С - сцепление (таблица Характеристики асфальтобетона для расчета на сдвиг).

Рассчитывая асфальтобетон на сдвиг, вычисляют средний модуль упругости его слоев Е_ср.асф по формуле (3); определяют общий модуль упругости нижележащих слоев Е_{общ.осн}, используя номограмму и вычисляют отношения и где — суммарная толщина слоев из асфальтобетона).

По номограмме определяют активное напряжение сдвига от единичной нагрузки . Умножая это отношение на среднее давление от колеса расчетного автомобиля на покрытие, определяют активное напряжение сдвига Т.

Определив значение Т_ДОП по формуле (.5), устанавливают соблюдение условия (1). Если это условие не обеспечено, необходимо заменить материал верхнего слоя на более сдвигоустойчивый или изменить конструкцию дорожной одежды с целью снижения активного напряжения сдвига Т.