Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2208

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
4.07 Mб
Скачать

С

териалыР с. 52. Создание Варианта 2

стема IndorPavement позволяет добавлять в конструкцию до-

рожной одежды упрочняющие и дренирующие геосинтетические ма-

Выб раемобъедметод ку расчета и выбираем геосинтетический материал (рис. 53). А

. Они нены в Инспекторе объектов на закладке Мате-

риалы в две группы. Геосинтетические: упрочняющие материалы и дренирующ е матер алы.

Д И

Рис. 53. Выбор методики расчета и геосинтетического материала

При перетаскивании материала имеем конструкцию (рис. 54).

61

С

 

и

 

 

бА

 

Р с. 54. Конструкция дорожной одежды с геосинтетикой

Замечаний по расчету конструкции нет. Формируем отчетную

документацию и чертеж.

 

 

Контрольные вопросы

1.

 

Д

Какие дополнительные показатели конструкции дорожной

одежды включены в систему IndorPavement?

2.

Как формируется конструкция дорожной одежды?

3.

Как получают прочностные характеристики грунта земляного

полотна?

И

4.

 

Как установить дорожно-климатическую зону района проек-

тировани?

 

5.

Как можно установить схему увлажнения грунта рабочего

слоя?

 

 

6.

В каких случаях можно снизить расчетную влажность грунта

рабочего слоя?

 

7.

Какие вы знаете прочностные характеристики грунтов?

8.

Как вводится состав транспортного потока?

9.

Как назначают срок службы дорожной одежды?

10. В чем отличие щебеночно-мастичного асфальтобетона от плотного?

11.На основе каких показателей принимают марку битумов?

62

12.

Чем ограничена минимальная толщина конструктивных сло-

ев одежды?

 

13.

Чем ограничена максимальная толщина конструктивных

слоев одежды?

 

14.

Какие критерии прочности нежесткой дорожной одежды?

С

 

15.

Как подбирается толщина конструктивных слоев?

16. Какможнозаменитьконструктивныйслойвдорожной одежде?

17.

Для чего служат дренажные слои?

18.

Как е вы знаете принципы работы дренажных слоев?

геосинтет

19.

Как рассч тывается толщина дренажного слоя?

20.

Как выполняется вариантное проектирование дорожной оде-

жды в IndorPavement?

21.

Для чего служ т ключ аппаратной защиты?

22.

выбрать

какой целью в конструкцию дорожной одежды включают

 

ческ е прослойки?

23.

Как

д геосинтетического материала и где его сле-

дует располагать в конструкции дорожной одежды?

 

 

А

 

 

Ла ораторная работа № 7

 

ПРОЕКТИРОВ НИЕ УСИЛЕНИЯ ЖЕСТКОЙ

 

 

Д

ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ СО СБОРНЫМ ПОКРЫТИЕМ

Проектирование усиления рассмотрим на конкретном примере

усиления дорожной одежды автомобильной дороги Р-404 Тюмень–

Тобольск–Ханты-Мансийск в Тюменской области при капитальном

ремонте.

И

 

1. Исходные данные

Требуется запроектировать слои усиления дорожной одежды на автомобильной дороге Р-404.

Конструкция существующей дорожной одежды: 6 см – асфальтобетонное покрытие; 14 см – сборное покрытие из плит ПАГ-14; 14 см – песчаный подстилающий слой; грунт – песок мелкий.

63

Интенсивность движения по данным на 2018 г. составляла 4600 авт./сут, приведенная с учетом коэффициентов приведения по ГО Т 32965 (табл. 14) – 7539 ед./сут.

Таблица 14

Коэффициенты приведения транспортных средств по ГОСТ 32965

С

к расчетной нагрузке АК-11,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Категор я

 

 

 

Ki

для ка-

 

 

 

 

 

питального

 

 

транспортного

 

Схема

Тип транспортного средства

 

 

 

типа дорож-

 

 

средства

 

 

 

 

 

и

 

ной одежды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Небольшие грузовики (фур-

 

 

 

 

B

 

 

 

гоны) и другие автомобили с

 

0,01

 

 

 

 

 

 

прицепом и без него

 

 

 

 

 

 

 

 

Двухосные грузовые

 

 

 

 

 

бА

 

0,60

 

 

 

 

 

 

автомобили

 

 

 

 

 

 

 

 

Трехосные грузовые

 

2,49

 

 

 

 

 

 

автомобили

 

 

 

 

 

 

 

 

Четырехосные грузовые

 

3,62

 

 

 

 

 

 

автомобили

 

 

 

 

 

 

 

 

Четырехосные автопоезда

 

 

 

 

 

 

 

 

(двухосный грузовой

 

1,81

 

 

 

 

 

 

автомобиль с прицепом)

 

 

 

 

С

 

 

 

Пятиосные автопоезда (трех-

 

 

 

 

 

 

 

осный грузовой автомобиль

 

2,15

 

 

 

 

 

 

с прицепом)

 

 

 

 

 

 

 

 

Трехосные седельные авто-

 

 

 

 

 

 

 

 

поезда (двухосный седельный

 

2,39

 

 

 

 

 

 

тягач с полуприцепом)

 

 

 

 

 

 

 

 

Четырехосные седельные ав-

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

топоезда (двухосный седель-

 

4,13

 

 

 

 

 

 

ныйДтягач с полуприцепом)

 

 

 

 

 

 

Пятиосные седельные авто-

 

 

 

 

 

 

 

 

поезда (двухосный седельный

 

6,48

 

 

 

 

 

 

тягач с полуприцепом)

 

 

 

 

 

 

 

 

Пятиосные седельные авто-

 

 

 

 

 

 

 

 

поезда (трехосный седельный

 

4,70

 

 

 

 

 

 

тягач с полуприцепом)

 

 

 

 

 

 

 

 

Шестиосные седельные

 

7,94

 

 

 

 

 

 

автопоезда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

Автомобили с семью и более

 

8,47

 

 

 

 

 

осями и другие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

Автобусы

 

0,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

Показатель ежегодного прироста движения q = 1,01.

Как указано в техническом задании, тип дорожной одежды до капитального ремонта – капитальный, вид покрытия – асфальтобетон.

После усиления покрытия может быть принято как нежесткое, так и жесткое.

 

Интенсивности движения расчетных автомобилей с применени-

СибАДИ

 

ем коэффициентов приведения автомобилей к расчетному легковому

 

автомоб лю расчетной нагрузке приведены в табл. 15.

 

 

 

Расчетная нагрузка – 115 кН.

 

 

 

 

 

 

 

2. Услов я прочности дорожной одежды

 

 

 

В соответств

с та л. 3.1 [8] при уровне надежности 0,95 для

 

нежесткой дорожной одежды автомобильной дороги II технической

 

категор

требуемый коэффициент прочности (см. табл. 6)

по упру-

 

гому прог бу – 1,2, по сдвигу

растяжению при изгибе – 1,0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 15

 

Пр веденная

нтенсивность движения к легковому автомобилю

 

 

 

 

Про-

Колич.

 

Коэф.

Колич.

Коэф. при-

 

Интенсив.

 

 

Состав движения

 

цент

авт./сут

 

привед.

ед./сут.

вед. к рас-

 

расч. на-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

четному

 

грузки

 

 

Легковые

автомо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

били

 

 

52

2392

 

1

2392

0,01

 

23,9

 

 

Автобусы

 

 

8

368

 

2,5

920

0,75

 

276

 

 

Грузовые автомобили

 

 

 

 

 

 

 

 

 

До 2 т

 

 

3

138

 

1,3

179,4

0,60

 

82,8

 

 

От 6 до 8 т

 

 

5

230

 

1,6

368

2,49

 

572,6

 

 

От 8 до 14 т

 

 

5

230

 

1,8

414

3,62

 

832,6

 

 

Автопоезда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

До 12 т

 

 

1

46

 

1,8

82,8

1,81

 

83,3

 

 

От 12 до 20 т

 

9

414

 

2,2

910,8

2,15

 

890,1

 

 

От 20 до 30 т

 

10

460

 

2,7

1242

4,13

 

1899,8

 

 

Более 30 т

 

 

7

322

 

3,2

1030,4

4,70

 

2162,0

 

 

Всего

 

 

100

4600

 

 

7539,4

 

 

6823,2

 

Использование нормативного документа [10] затруднено, поскольку относится к усилению нежестких дорожных одежд. В существующей дорожной одежде устроен слой из цементобетонных предварительно напряженных плит ПАГ-14.

65

В соответствии с п. 1 [9] методические рекомендации распространяются на проектирование жестких дорожных одежд автомобильных дорог общего пользования, подъездных дорог к промышленным предприятиям, внутрихозяйственных сельских дорог различных категорий с покрытиями:

- цементобетонными монолитными на различных видах основа-

СибАДИния; - асфальтобетонными на основаниях из цементобетона; - сборными з предварительно напряженного железобетона, же-

лезобетона, армобетона на различных видах основания.

По «Метод ческ м рекомендациям по проектированию жестких дорожных одежд» [9] при интенсивности расчетной нагрузки более 1000 ед./сут. уровень надежности назначаем 0,95, коэффициент прочности – 1,0.

Эти нормат вные документы используем при проектировании усилен я дорожной одежды етоном.

3. Расчетные параметры подвижной нагрузки

В качестве расчетной схемы нагружения конструкции колесом автомобиля принимается ги кий круговой штамп диаметром D, передающий равномерно распределенную нагрузку величиной р.

Величины расчетного удельного давления колеса на покрытие р расчетного диаметра D, приведенного к кругу отпечатка расчетного колеса на поверхности покрытия, назначают с учетом параметров расчетных типов автомобилей.

Ось нормативной нагрузки при расчете нежестких дорожных одежд размещается на середине полосы движения проезжей части.

При расчете жесткой дорожной одежды плита загружается нормативной нагрузкой без равномерно распределенной нагрузки по колеям с расположением колеса на середине внешнего края плиты [9].

Перспективную общую среднесуточную интенсивность устанавливают по данным анализа закономерностей изменения объема перевозок и интенсивности движения при проведении титульных экономических обследований.

Величина Np приведенной интенсивности на последний год срока службы определяют по формуле [9]

n

 

Np fпол NmSm сум,ед.сут,

(1)

m 1

 

66

где fпол – коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения; при двух полосах движения fпол = 0,55;

n – общее число различных марок транспортных средств в составе транспортного потока;

Nm – число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m-й марки;

Sm cум – суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду автомобиля т-й марки к расчетной нагрузке Qрасч (принят по табл. 6).

4. Параметры нагрузки для нежесткой дорожной одежды

Интенс вность расчетных автомобилей в 2019 г. составит:

Npасч = 6823,2·1,01 = 6891,4 ед./сут.

При нормат вном сроке службы дорожной одежды нежесткого

типа 24 года

ежегодном приросте интенсивности 1,01 интенсив-

ность дв жен я расчетных автомобилей по полосе в 2033 г. составит

 

Np= 6891,4·1,0124 ·0,55 = 4812,6 ед./сут.

 

Суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к

точке на поверхности конструкции за срок службы определяют по

формуле

 

 

 

 

 

 

Kc

 

 

 

 

 

 

 

N

 

0,7N

 

 

Т

 

k

,

(2)

 

 

 

p q(Tсл 1)

 

 

 

 

p

 

 

рдг

n

 

 

где Np

приведенная интенсивность на последний год срока служ-

бы; Np= 4812,6 авт./сут;

 

 

 

 

 

 

 

 

Трдг

расчетное число расчетных дней в году, соответствующих

определенному состоянию

деформируемости

конструкции

(определяемое в соответствии с табл. 7 [7]), Трдг =140;

kn

коэффициент, учитывающий вероятность отклонения сум-

марного

движения

от среднего

ожидаемого

табл. 9 [7]),

kn= 1,49;

 

Кс – коэффициент суммирования определяют по формуле

 

СибАДИ

Kc qTсл 1,

(3)

q 1

 

где Тсл – расчетный срок службы;

q – показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам, q = 1,01.

67

K

c

 

qTсл 1

 

1,0124 1

26,97;

q 1

 

 

 

1,01 1,0

Np

0,7 4812,6

26,97

140 1,49 1018953авт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,01(24 1)

 

Величину минимального требуемого общего модуля упругости

конструкции вычисляют по эмпирической формуле (10) [7]

 

 

Еmiп =

 

 

 

 

 

98,65 [lg( Nр) - c], МПа,

 

 

р

(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

 

 

 

 

 

СибЕоб = 433,79АДИ· 1,2 = 520,55 МПа.

где Nр – суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок

службы дорожной одежды; с –эмп р ческ й параметр, принимаемый равным для расчетной

нагрузки на ось 115 кН – 3,2;

р – расчетное давление на покрытие, МПа.

Еmiп = 0,8 98,65 [lg(10189453) – 3,2] = 433,79 МПа.

0,6

Конструкц я дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при ус-

ловии

 

 

 

Еоб > ЕmiпКпртр ,

(5)

где Еоб – общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа;

Етiп – минимальный требуемый общий модуль упругости конст-

 

рукции, МПа;

 

Кпртр

– требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по

 

критерию упругого прогиба, принимаемый в зависимости от

 

требуемого уровня надежности (см. п. 3.6

табл. 3.1[8]).

5. Параметры нагрузки для расчета жесткой дорожной одежды

В соответствии с Приказом Минтранса РФ от 1 ноября 2007 г. № 157 «Межремонтные сроки проведения работ по капитальному ремонту автомобильных дорог федерального значения с жесткими дорожными одеждами (с цементно-бетонным покрытием) принимают равным 25 годам.

Интенсивность расчетных автомобилей в 2019 г. Npасч = 2947,3·1,01 = 3066,4 ед./сут.

68

При нормативном сроке службы дорожной одежды жесткого типа 25 лет и ежегодном приросте интенсивности 1,01 интенсивность движения расчетных автомобилей по полосе в 2043 г. составит

Np= 3066,4·1,0125 ·0,55 = 2766,9 ед./сут.

уммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к

точке на поверхности конструкции за срок службы определяют по

СибАДИ

формуле

 

 

 

 

Np 0,7Np

 

Kc

Трдгkn,

(6)

 

q

сл

 

где Np –пр веденная нтенсивность на последний год срока службы,

Np = = 2766,9,7 авт/.сут;

Трдг – расчетное ч сло расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции (определяемое в соответствии с приложением 6[8]), Трдг =140; kn – коэфф ц ент, учитывающий вероятность отклонения суммарного дв жения от среднего ожидаемого (табл. 3.3 [8]),

kn = 1,49;

Кс – коэфф ц ент суммирования определяют по формуле

Kc

 

qTсл 1

,

(7)

 

 

 

q 1

 

где Тсл – расчетный срок служ ы;

q – показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам, q = 1,01.

Kc

 

qTсл 1

 

1,0125

1 32,03;

 

 

 

 

 

 

q 1

 

1,01 1,0

 

 

 

 

0,7

 

2766,9

32,03

140

 

1,49

=

.

 

 

Np

 

 

1,0124

 

 

10 277 686 авт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Параметры жесткой дорожной одежды

Грунтовое основание сборного покрытия проектируют исходя из обеспечения долговременной устойчивости конструкций искусственных покрытий с учетом климатических, гидрогеологических, мерзлотных, грунтовых условий участка строительства.

В соответствии с табл. П.3.5 [8] модуль упругости песка мелкозернистого составляет Е0 = 100 МПа.

69

В качестве материала плиты используем тяжелый бетон класса Вtb = 3,6 МПа; модуль упругости Еb = 3,2·10 МПа (табл. П.1.2 [9]), коэффициент Пуассона бетона – 0,2 [9].

Упругая характеристика плиты

 

 

l

 

h 3 E (1 μ2)/6E (1 μ2), см,

 

(8)

С

 

b

0

0

 

 

 

 

 

где Е и μ

 

у

 

 

 

 

 

 

– модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона;

μ0 – коэффициент Пуассона основания,

 

μ0 =0,3.

 

 

 

 

 

lу h 3 32000(1 0,32)/6 100(1 0,22) 3,698h.

 

нийt

 

 

 

 

y

 

 

Напряжен я в пл те σpt [9], МПа, определяются исходя из реше-

теор

 

упругости по следующей аппроксимирующей зависимо-

сти, отражающей нал ч е контакта плиты с основанием:

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

Q K

M

60 K

K

 

 

 

R

 

σ

 

 

 

 

h2 K

 

шт 0,0592 0,2137lg

 

,,

(9)

 

pt

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

где Q – расчетная нагрузка, кН;

КМ – коэффициент, учитывающий влияние места расположения нагрузки; для покрытий с краевым армированием или площадок с расположением полос наката не лиже чем 0,8 м от внешнего продольного края покрытия КМ =1,0 для продольного направления;

Кусл – коэффициент, учитывающий условия работы; Кусл =0,66;

 

Д

Кшт – коэффициент, учитывающий влияние штыревых соедине-

ний на условия контактированияАплит с основанием; при наличии в

поперечных швах штырей Кшт=1, при отсутствии штырей Кшт =1,05;

h – толщина плиты;

 

 

Kt – коэффициент, учитывающий влияние температурного короб-

ления плит, определяемый по табл. 3.4 [9];

 

R – радиус отпечатка колеса;

 

R

Q/0,1 π рш ,

 

pш – давление в шинах, принимаемое равнымИ0,8 МПа согласно

ГОСТ 32960–2014.

 

 

Номинальная динамическая нагрузка Qн

определяется по пас-

портным данным на транспортное средство с учетом распределения

статических нагрузок на каждую ось:

 

Qд = Кдин ·Qн ,

(10)

70

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]