Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.
В монолитных слоях дорожной одежды возникающие при прогибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок не должны в течение заданного срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения. Для этого должно быть обеспечено условие:
,
где,
- прочность материала слоя на растяжение
при изгибе с учетом усталостных явлений,
МПа;
- наибольшее растягивающее напряжение
в рассматриваемом слое, устанавливаемое
расчетом, МПа.
М
ногослойную
дорожную конструкцию приводят к
двухслойной расчетной модели:
Д
h
К верхнему слою модели относятся все
асфальтобетонные слои, включая
рассчитываемый. Толщина верхнего слоя
принимается равной сумме толщин
асфальтобетонных слоев одежды:
.
Значение модуля упругости верхнего слоя модели вычисляется как средневзвешенное для всех асфальтобетонных слоев по формуле:
.
Модуль упругости нижнего слоя определяется путем приведения слоистой системы к эквивалентной по жесткости с помощью номограммы рис.3.1
1)
по
номограмме рис.3.1 :
,
тогда,
2)
тогда,
;
Расчетное растягивающее напряжение определяется по формуле:
,
где,
- растягивающее напряжение от единичной
нагрузки, определяемое по номограмме
рис.3.4 ;
- расчетное давление от колеса на покрытие, Мпа ( =0,6);
- коэффициент, учитывающий особенности
напряженного состояния покрытия
конструкции под спаренным баллоном,
.
по номограмме рис.3.4:
,
тогда,
.
Прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе определяется по формуле:
,
где,
- нормативное значение предельного
сопротивления растяжению при изгибе
при расчетной низкой весенней температуре
при однократном приложении нагрузки,
принимаемое по табличным данным т.п.3.1
- коэффициент, учитывающий снижение
прочности вследствие усталостных
явлений при многократном приложении
нагрузки:
,
где,
-
коэффициент, учитывающий различие в
реальном и лабораторном режимах
растяжения повторной нагрузкой, а также
вероятность совпадения во времени
расчетной температуры покрытия и
расчетного состояния грунта рабочего
слоя по влажности, определяемый по
т.п.3.1 ;
-
показатель степени, зависящий от свойств
материала рассчитываемого монолитного
слоя, определяемый по т.п.3.1 .
- коэффициент, учитывающий снижение
прочности во времени от
воздействия погодно-климатических факторов т.3.6
- коэффициент вариации прочности на
растяжение, определяемый пот.п.4.1 ;
- коэффициент нормативного отклонения,
определяемый т.п.4.2
,
тогда,
.
– условие сопротивление монолитных
слоев усталостному разрушению выполняется.
Минимальный коэффициент прочности на сдвиг, согласно, т.3.1 при категории дороги III, типе покрытия капитальном и надежности 0,98 составляет 1,1
Расчёт дорожной конструкции на дренирующую способность.
Исходя из пункта 5.1 (дренажная конструкция (дренирующий слой и водоотводящие устройства) необходима при традиционных конструкциях дорожных одежд со слоями из зернистых на участках с земляным полотном и слабофильтрующих грунтов (пылеватых песков, непылеватых песков с коэффициентом фильтрации менее 0,5 м/сут, глинистых грунтов) во ІІ дорожно-климатической зоне при всех схемах увлажнения рабочего слоя земляного полотна, в ІІІ зоне – при 2-й и 3-й схемах, в ІV и V зонах – только при 3-й схеме) нет необходимости рассчитать дренирующий слой, т.к. данную дорожную одежду проектируем в III ДКЗ, 1 схема увлажнения.