- •Раздел 1. Конструирование и расчет дорожных одежд при новом строительстве
- •Раздел 2. Конструирование и расчет
- •Раздел 3. Основные принципы конструирования нежестких дорожных одежд.
- •Раздел 1. Конструирование и расчет дорожных одежд при новом строительстве
- •1.1. Определение категории дороги и назначение типа дорожной одежды.
- •1.2. Выбор расчетной нагрузки.
- •1.3. Учет надежности при проектировании дорожных одежд.
- •1.4. Назначение сроков службы материала покрытия и дорожной одежды
- •1.5. Определение интенсивности движения расчетных автомобилей.
- •1.6. Назначение расчетных характеристик материалов конструктивных слоев.
- •1.7. Назначение расчетных прочностных и деформационных характеристик материалов конструктивных слоев
- •1.8. Выбор материалов для конструктивных слоев дорожной одежды.
- •1)Щебень заклинка 2) пгс, укрепленная битумом
- •1.9. Проектирование осушения дорожных одежд.
- •1.10. Расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба и оптимизация толщины слоев.
- •1.11. Расчет на сдвигоустойчивость грунтов и несвязных слоев основания.
- •1.12. Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
- •1.13. Расчет дорожной одежды на морозоустойчивость в курсовом проекте.
- •1.14. Составление карточки дорожной одежды
- •Раздел 2. Конструирование и расчет дорожных одежд при реконструкции и капитальном ремонте
- •2.1. Оценка состояния покрытия в курсовом проекте.
- •2.2. Предварительное назначение конструкции дорожной одежды.
- •2.3. Разработка мероприятий по борьбе с отраженным трещинами.
- •Применяю комплексный метод
- •2.4. Расчет усиления дорожной одежды в курсовом проекте.
- •2.5. Расчет толщины слоев усиления.
- •2.6. Оценка сдвигоустойчивости слоев покрытия в курсовом проекте.
- •Расчет устойчивости материала монолитных слоев на совместное действие транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов
- •Раздел 3. Основные принципы конструирования нежестких дорожных одежд.
- •3.1 Основные подходы к конструированию дорожных одежд загородных дорог.
- •3.2 Основные подходы к конструированию дорожных одежд городских улиц.
- •Литература
1.10. Расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба и оптимизация толщины слоев.
Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии 1.10.4:
Еоб
> Етiп
,
где Еоб - общий расчетный модуль упругости конструкции, определяемый расчетом с помощью номограммы 1.7.8, МПа;
Етiп - минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа по 1.10.5 или табл.1.10.1;
Ктрпр - требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимается в зависимости от требуемого коэффициента надежности.
Величину минимального требуемого общего модуля упругости конструкции дорожной одежды при SNр=547242 (авт) Етiп (МПа) вычисляют по формуле 1.10.5:
Еmin = 98,65 [lg(SNр) - c] =98,65* (lg547242 – 3,23)=248МПа
где SNр - суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды, авт.
с - коэффициент, зависящий от группы нагрузки (для группы нагрузки А2 с=3,23)
Независимо от результата расчета по формуле (1.10.5), требуемый модуль упругости дорожной одежды должен быть не менее указанного в таблице 1.10.1.
Ефакт> Е тр
Т.к. по таблице 1.10.1. для нагрузки А2 и дороги IV-ой категории значение Етр отсутствует, примем: Етр= Еmin=248 МПа.
Значение Ктрпр примем по табл. 1.4.2. В нашем случае оно составит 0.95.
Окончательно принимаем
Еобщ= Ктрпр * Е тр =0.95*248=236 МПа
Выполним оптимизацию конструкции дорожной одежды.
Принимаем конструкцию дорожной одежды по предварительной схеме, полученной в разделе 1.8.
Значения расчетных модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, принимаем при температуре +10 °С (табл.1.2). Составляем схему конструкции дорожной одежды:
Еобщ=236МПа
Е1=2400МПа 5см
Е2=1400МПа 7см
Е3=400МПа h3-?
Е4=100МПа 45см
Егр=27МПа
Назначим минимальные толщины слоев, руководствуясь положениями раздела 1.7.4.2.5. и таблицы 1.7.3..
Горячий, плотный, м/з а/б типа Б, марки 2 на битуме БНД 90/130.
М/з а/б типа Б имеет максимальный размер частиц щебня - 20 мм. Содержание щебня составляет менее 50%. Следовательно, минимальная толщина слоя составит 1.5*20= 30 мм. Толщину слоя примем 5 см.
2. Горячий, пористый, к/з а/б на битуме БНД 90/130.
К/з а/б имеет максимальный размер зерен 40мм. Содержание щебня примем менее 50%. Тогда минимальная толщина составит 1.5*40 = 60 мм. Толщину слоя примем 7 см.
3. Щебень, устроенный по способу заклинки.
4. Песчаный слой.(45см)
Минимальная толщина песчаного слоя составляет 25 см.
Поскольку подстилающий слой выполняет функцию дренирующего, его минимальная толщина не должна быть ниже, полученной по расчету толщины дренирующего слоя.
Назначаем толщины слоев покрытия равным минимальным значениям. В нашем случае: 5 и 7 см соответственно.
Используя номограмму для определения общего модуля упругости двухслойной системы, выполняя расчет сверху вниз, находим эквивалентный модуль упругости на поверхностях слоев.
1)
Eобщ=236
МПа
E1=2400 МПа h1=5см
E’общ=?
Еобщ /Е1 = 236/2400=0,098
h1/Д = 5/39=0,13
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем Е’общ /Е1=0,08
Е’общ =192Мпа
2)
E’общ=192 МПа
E2=1400 МПа h2=7см
E’’общ=?
Е’общ /Е2 = 192/1400=0,14
h2/Д = 7/39=0,18
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем Е’’общ /Е2=0,115
Е’’общ =161 МПа
3)
E’’’общ=?
E4=100 МПа h4=45см
Eгр=27 МПа
Егр /Е4 = 27/100=0,27
h4/Д = 45/39=1,15
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем Е’’’общ /Е4=0,61
Е’’’общ =61 МПа
4)
E’’общ=161 МПа
E3=400 МПа h3=?
E’’’общ=61 МПа
Е’’общ /Е3 = 161/400=0,4
Е’’’общ /Е3 = 61/400=0,15
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем h3/Д = 0,86
h3=33.5см
Толщина слоя превышает максимальное значение толщины слоя, допустимой при уплотнении катками (hупл=30см). Принимаем толщину слоя h3=30см и находим толщину слоя h4.
5)
E’’общ=161 МПа
E3=400 МПа h3=30см
E’’’общ=?
Е’’общ /Е3 = 161/400=0,4
h3/Д = 30/39=0,77
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем Е’’’общ /Е3 = 0,172
Е’’’общ=69 МПа
6)
E’’’общ=69 МПа
E4=100 МПа h4=?
Eгр=27 МПа
Егр /Е4 = 27/100=0,27
Е’’’общ /Е4=69/100=0,69
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем h4/Д = 1,62
h4=39*1,62=63см.
Ввожу 5ый слой.
Еобщ=236МПа
Е1=2400МПа 5см
Е2=1400МПа 7см
Е3=250МПа 12см
Е4=400МПа h4-?
Е5=100МПа 45
Егр=27МПа
1)
E’’общ=161 МПа
E3=250 МПа h3=12см
E’’’общ=?
Е’’общ /Е3 = 161/250=0,64
h3/Д = 12/39=0,31
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем Е’’’общ /Е3 = 0,56
Е’’’общ=140 МПа
2)
Eivобщ=?
E4=100 МПа h5= 45см
Eгр=27 МПа
Егр /Е4 = 27/100=0,27
h4/Д = 45/39=1,15
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем Еivобщ /Е4=0,61
Еivобщ =61 МПа
3)
E’’’общ=140 МПа
E4=400 МПа h4=?
Eivобщ=61 МПа
Еivобщ/Е4 = 61/400=0,15
Е’’’общ /Е4=140/400=0,35
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем h4/Д = 0.68
h4=39*0.68=27см.
Начинаем вариацию толщин слоев дорожной одежды с целью поиска толщин, обеспечивающих минимальную стоимость. Результаты расчёта сведём в табл. 1.3.
Таблица 1.3.
h4 |
h5 |
Стоимость h4+ h5 |
27 |
45 |
27*7300+45*2100=291600 |
26 |
52.3 |
26*7300+52.3*2100=299630 |
25 |
56.6 |
25*7300+56.6*2100=301360 |
Расчёт для толщины слоя h4=26см
1)
E’’’общ=140 МПа
E4=400 МПа h4=26см
Eivобщ -?
Е’’’общ /Е4=0,52= 140/400=0,35
h4/Д = 26/39=0,67
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем Еivобщ /Е4=0,16
Еivобщ =64 МПа
2)
Eivобщ=64 МПа
E5=100 МПа h5=?
Eгр=27 МПа
Еivобщ /Е5 = 64/100=0,64
Егр /Е5 = 27/100=0,27
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем h5/Д = 1,34
h5=52,3 см
Расчёт для толщины слоя h4=25см
1)
E’’’общ=140МПа
E4=400 МПа h4=25см
Eivобщ -?
Е’’’общ /Е4= 140/400=0,35
h4/Д = 25/39=0,64
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем Еivобщ /Е4=0,165
Еivобщ =66 МПа
2)
Eivобщ=66 МПа
E5=100 МПа h5=?
Eгр=27 МПа
Еivобщ /Е5 = 66/100=0,66
Егр /Е5 = 27/100=0,27
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем h5/Д = 1,45
h5=56,6 см
Принимаю толщину слоя h4=27см и слоя h5=45 см.
