3.7.6 Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоев.

1) Расчет выполняется для слоя Суглинок тяжелый

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный:

По отношениям: и

с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки:

= 0,018 МПа.

Действующие активные напряжения сдвига:

Т = 0,01750,6= 0,0105 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига:

T_np = с_N k_д + 0,1_ср z_оп tg(_СТ ) = 0,0061+ 0,10,00259tg 21° = 0,0109,

=

Требуемый коэффициент прочности = 1,0

1,04 > 1,0 - условие прочности выполнено.

Запас прочности = = = +8%

2) Расчет выполняется для слоя песка средней крупности

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный:

По отношениям: и

с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки:

= 0,019 МПа.

Действующие активные напряжения сдвига:

Т = 0,0180,6= 0,0108 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига:

T_np = с_N k_д + 0,1_ср z_оп tg(_СТ ) = 0,0061+ 0,10,00239tg 32° = 0,011,

= = 1,02

Требуемый коэффициент прочности = 1,0

1,02 > 1,0- условие прочности выполнено.

Запас прочности = = = +9%

3.7.7 Расчет конструкции дорожной одежды на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

1) Расчет на изгиб выполняется для слоя А/б высокопористый БНД 60/90

Средневзвешенный модуль упругости слоев:

МПа

По отношениям: = и = = 0.51

По номограмме определяем: =1.21 МПа

Расчетное растягивающее напряжение:

= 1,21 * 0.60 * 0.85 = 0,617 МПа

Вычисляем предельное растягивающее напряжение:

= 5.65 * 0,191 * 0.80 * (1 – 0.1 * 1.32) = 0,749 МПа

Коэффициент k1, отражающий влияние на прочность усталостных процессов:

=

=

Требуемый коэффициент прочности = 1,00

1.21 > 1,00 - условие прочности выполнено.

Запас прочности = =

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет всем критериям прочности

3.7.8 Проверка конструкции на морозоустойчивость

Материал	Толщина слоя hод(i), м	Коэффициент теплопроводности -од(i) Вт/(мК)
Плотный асфальтобетон	0,04	1,40
Пористый асфальтобетон	0,06	1,25
Высокопористый асфальтобетон	0,09	1,05
Щебень фракционированный Песок средней крупности	0,20 0,20	1,86 1,91

1. По карте, находим среднюю глубину промерзания z_пр(сp) для условий г. Тулы и определяем глубину промерзания дорожной конструкции z_пр:

z_пр = z_пр(cp)1,38 = 1,41,38 = 1,93 м  2 м.

2. Для глубины промерзания 2 м по номограмме, по кривой для сильнопучинистых грунтов, определяем величину морозного пучения для осредненных условий: l_пр(ср) = 5 см.

По таблицам и графикам находим коэффициенты

К_УГВ = 0,61

К_пл = 1,3

К_гр = 1,3

К_нагр = 0,84

К_вл = 1,1

Находим величину пучения для данной конструкции:

l_пуч = l_пуч(ср)К_угвК_плК_грК_нагрК_вл = 50,611,31,30,841,1 = 4,76 см.

Поскольку для данного типа дорожной одежды допустимая величина морозного пучения составляет 4 см, следует назначить морозозащитный слой и выполнить расчет его толщины

3. Предварительно ориентировочно определяем необходимую толщину морозозащитного слоя при допустимой величине морозного пучения l_доп = 4 см.

Для этого определяем величину морозного пучения для осредненных условий, при которой пучение для данной конструкции не превышает 4 см:

l_пуч.ср = l_(доп)/(К_угв×К_пл×К_гр×К_нагр×К_вл = 4:(0,61×1,3×1,3×0,84×1,1) = 4,2 см.

По номограмме определяем требуемую толщину дорожной одежды h_од = 0,80 м, отсюда толщина морозозащитного слоя h_мрз = 0,82 - 0,59 = 0,23 м.

Задаемся h_мрз = 0,25 м.

4. Для использования в морозозащитном слое назначаем песок средней крупности с коэффициентами теплопроводности l_г = 1,91 Вт/(мК) и l_м = 2,11 Вт/(мК) соответственно в талом и мерзлом состояниях и определяем l_ср:

l_ср = (1,91 + 2,11)/2 = 2,01 Вт/(мК).

5.Определяем термическое сопротивление дорожной одежды без морозозащитного слоя

= 0,04 : 1,40 + 0,06 : 1,25 + 0,09 : 1,05 + 0,20 : 1,86 +

+ 0,20 : 1,91 = 0,375 (м² К/Вт).

6. По карте изолиний определяем номер изолинии - V.

7. По находим С_пуч = 0,9

8. При общей толщине дорожной одежды h_од = 0,84 м для пучинистого грунта при помощи интерполяции определяем С_р = 0,716

9. Вычисляем отношение l_доп/(С_пуч×С_р) = 4/(0,9×0,716) = 6,21 см.

10. По номограмме определяем методом интерполяции приведенное термическое сопротивление R_пp = 0,55 (м²К/Вт).

11. К_од = 1,0; К_увл = 1,0 d = 0.90.

12. R_од(тр) = R_пр×К_од×К_увл×d = 0,495(м²К/Вт).

13. h_мз = (R_од(тр) - R_од(о)×l_мрз = (0,495 - 0,375)×2,01 = 0,241 м.

14. Поскольку разница между полученным и заданным значениями h_мз не превышает 5 см, принимаем h_мз = 0,25 м.