
7. Расчет дорожной одежды
Расчет интенсивности потока
Интенсивность транспортного потока приводится к одному расчетному транспортному средству – это будет автобус ИКАРУС с нагрузкой на ось 55 кН. Характеристики расчетного тр. Средства:
Таблица 6
Q, KN |
Qнн, KN |
Qдн, KN |
p, Mпa |
D, cm |
Dд, cm |
110 |
55 |
72 |
0,6 |
34 |
39 |
Приведенная интенсивность вычисляется по формуле: Nр=Ni·ki)
где ki – коэффициент приведения i-го автомобиля к расчетному, определяется по приложению таблице №2:
Таблица 7
Преобладающие транспортные средства |
Интенсивность движения, транспортные единицы |
Расчетная скорость, км/ч |
Давление на покрытие р, МПА |
K |
Np |
Легковые автомобили |
|||||
ВАЗ 2109 |
500 |
|
|
|
|
ГАЗ 24 |
600 |
|
|
|
|
Грузовые автомобили |
|||||
ГАЗ-53 |
900 |
|
0,53 |
0,08 |
72 |
ЗИЛ-130 |
750 |
|
0,6 |
0,2 |
150 |
МАЗ-500 |
1000 |
|
0,65 |
1,04 |
1040 |
КАМАЗ-5511 |
500 |
|
0,45 |
1,05 |
525 |
Автобусы ИКАРУС |
750 |
|
0,6 |
0,8 |
600 |
|
|
|
|
|
2387 |
Критерием прочности по всем параметрам является коэффициент надежности, принимаемый для дороги II категории kн=0,95; основной критерий прочности доп/≥1,0.
Расчет по упругому прогибу
В зависимости от Nр=2387 определяем требуемый модуль упругости: Eтр=284 Мпа, - этот модуль больше минимально допустимого для дорог этой категории, который равен 220 Мпа. По каталогам типовых дорожных одежд определяем конструкцию.
Подвергнем
расчету вышеприведенную конструкцию,
с целью определения общего модуля
упругости. По ВСН 46-83 определяем расчетные
характеристики слоев:
Таблица 8
№ слоя |
Материал слоя и грунт |
Источник исходных данных |
Расчет по |
|
|||
упругому прогибу |
сопротивлению сдвигу |
сопротивлению растяжению при изгибе |
|
||||
1 |
Горячий плотный а/б. БНД 60/90, мелкозернистый тип А-I |
табл. 13+20°С, 13+30°С, табл. 12 |
E |
E |
E |
Rи |
|
2160 |
1080 |
4500 |
2,8 |
|
|||
2 |
Горячий щебенистый а/б. |
Табл. 13+20°С, 13+30°С, табл. 12 |
1440 |
840 |
2100 |
1 |
|
3 |
Щебень, укрепленный пескоцементом |
табл. 16 |
700 |
600 |
550 |
0,5 |
|
4 |
Песок средней крупности |
табл. 17 |
120 |
120 |
120 |
|
c |
40 |
0,006 |
||||||
5 |
Суглинок пылеватый |
табл.6, формула 4 |
wр= |
0,8197 |
|
|
|
E |
E |
E |
|
c |
|||
33 |
33 |
33 |
13 |
0,0106 |
Определение общего модуля упругости происходит снизу вверх, последовательным суммированием слоев. Для каждой пары слоев Eобщ определяется по формуле:
;
где
;
В результате расчета получается:
Таблица 9
№слоя |
Материал |
E, Мпа |
h, см |
h/Dд |
Eобщ, Мпа |
hэ/D |
1 |
Асфальтобетон |
2160 |
6 |
0,154 |
285 |
0,3618 |
2 |
Асфальтобетон |
1440 |
6 |
0,154 |
221 |
0,3411 |
3 |
Щебень |
700 |
27 |
0,692 |
176 |
1,6594 |
4 |
Песок |
120 |
40 |
1,026 |
67,8 |
1,7359 |
5 |
Суглинок |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
79 |
|
|
|
Общий модуль упругости получился чуть больше требуемого из-за округления толщин слоев.
Расчет на сопротивление сдвигу в грунте
Вычисляют средний модуль упругости дорожной одежды:
=
По Еср/Егр=12 и h/D=2, а так же =13° определяем н=0,0092 Мпа. Откуда получаем:
н=н·p=0,0092·0,6=0,0055 Мпа;
Определяем величину активного напряжения: в=0,0007 Мпа. Суммарное сдвигающее напряжение в грунте:
Т=н+в=0,0065+0,0007=0,0062 Мпа;
Допускаемое сдвигающее напряжение в грунте определяется по формуле:
Тдоп=сгр·k1·k2·k3=0,0106·0,6·0,65·1,5=0,0062 Мпа;
Критерий прочности: Тдоп/Т=1,00.
Расчет асфальтобетонных слоев на растяжение при изгибе
Вычисляют средний модуль упругости дорожной одежды:
= Мпа;
По Еср/Еобщ=6,3 и h/D=0,31 с помощью номограммы рис. 3.11 определяют р=1,0 Мпа. Откуда получаем:
r=r·p·kб=1,0·0,6·0,85=0,51 Мпа;
и
Rдоп=R·(1-t·R)·Kу·Kм=1·(1-1,71·0,1)·0,8·1=0,663 Мпа;
Rдоп/r=0,663/0,51=1,3
Расчет на сопротивление сдвигу в песке
Расчет проводим по уже знакомой методике:
= Мпа;
По Еср/Епеска=6 и h/D=1, а так же =40° определяем н=0,029 Мпа. Откуда получаем:
н=н·p=0,029·0,6=0,018 Мпа;
Определяем величину активного напряжения: в=-0,003 Мпа. Суммарное сдвигающее напряжение в грунте:
Т=н+в=0,018-0,003=0,0151 Мпа;
Допускаемое сдвигающее напряжение в грунте определяется по формуле:
Тдоп=сгр·k1·k2·k3=0,006·0,6·0,7·6=0,0151 Мпа;
Критерий прочности: Тдоп/Т=1,03.
Заключение
Выбранный тип покрытия может работать в качестве дорожной одежды.
Список литературы
Бабков В.ф. Проектирование автомобильных дорог. М.: Транспорт 1979.
СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги.
ВСН 46-83 Инструкция по проектированию дорожных одежд.
-