Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

2493.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.01.2021

Размер:

12.89 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 82 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

В районах с влажным и холодным климатом на участках с неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями должны быть предусмотрены мероприятия по осушению и обеспечению морозоустойчивости дорожной одежды и земляного полотна.

Рис. 1.2. Конструкции облегченных одежд дорог III−IV категорий с усовершенство-

щим в установке; 8 − грунт или материалД, обработанныйИкомплексными вяжущими; 9 − грунт или малопрочный каменный материал, обработанный органическим вяжущим; 10 − грунт повышенной плотности

ванным покрытием (примеры): 1 − асфальтобетон мелкозернистый II−III марок;

2 − крупнозернистый асфальтобетон или фракционированный щебень (гравий), обра-

ботанный битумом; 3 − подобранная щебеночная (гравийная) смесь, щебень с рас-

клинкой; 4 − грунт, укрепленный неорганическим вяжущим; 5 − грунт повышенной

плотности; 6 − песок, гравий, шлак; 7 − щебень, обработанный органическим вяжу-

ной и надежной в эксплуатацииА, но экономичной и возможно менее мате-

Запроектированная дорожная одежда должна быть не только проч-

струкции определяютСипутем сопоставления вариантов, оценивая сравнительную экономическую эффективность капиталовложений по действующим нормативным документам. Выбор конструкции дорожной одежды и тип покрытия обосновывают технико-экономическим анализом вариантов.

риалоемкой, особенно по расходу дефицитных материалов и энергии, а
также соответствовать экологическимб	требованиям. Экономичность кон-

1.2. Задачи и принципы проектирования

Проектирование дорожной одежды представляет собой единый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции (системы "дорожная одежда − рабочий слой земляного полотна") на прочность, морозоустойчивость и осушение на основе технико-экономического обоснования с целью выбрать наиболее экономичный в данных условиях вариант.

Процесс конструирования включает: − выбор вида покрытия;

−назначение числа конструктивных слоев и выбор материала для их устройства, размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочной толщины;

−предварительную оценку необходимости дополнительных морозозащитных мероприятий с учетом дорожно-климатической зоны, типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы его увлажнения на различных участках;

−предварительную оценку необходимости назначения мер по осушению конструкции, повышению ее трещиностойкости;

−оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна;

−предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работыИ.

При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами: Д

а) тип дорожной одежды, ее конструкция, вид покрытия должны

удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к автомобильной дорогеАсоответствующей категории, и ожидаемым составу и интенсивности движения с учетом их изменения в течение заданных межремонтных бсроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;

б) конструкция одежды может быть типовой или разрабатываться индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги, характеризующихся сходнымиСпр родными условиями (грунт рабочего слоя земляного полотна, услов я его увлажнения, климат, обеспеченность местными материалами и др.) и расчетными нагрузками. При выборе конструкции для данных условий предпочтение следует отдавать проверенной на практике типовой конструкции;

в) в районах, не обеспеченных стандартными каменными материалами, допускается применять местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемент, битум, известь, активные золы−уноса и др.). Одновременно надо стремиться к созданию наименее материалоемкой конструкции;

г) конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожностроительных процессов. Для достижения этой цели число слоев и видов материалов в конструкции должно быть минимальным;

д) необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.).

Основные задачи при конструировании пакета асфальтобетонных слоев − оптимизировать толщину верхнего слоя из плотного или высокоплотного асфальтобетона и сократить количество слоев. Технические требования к асфальтобетонным смесям и асфальтобетонам в соответствии с ГОСТ [5] представлены в прил. 1, 2. Необходимо также учитывать минимальные толщины слоев (табл. 1.2) [1, 2, 4].

Таблица 1.2. Наименьшая толщина слоев покрытия

Тип дорожной одежды		Капитальный	Облегченный
Наименьшая толщина слоев из материалов, содер-		18	12
жащих органическое вяжущее, см	И
жащих органическое вяжущее, см

Примечание. В случае применения материалов, укрепленных комплексными и медленно твердеющими гидравлическими вяжущими, толщина слоя может быть снижена на 20%, а в условиях IV−V дорожно-климатических зон − на 30%.

Для существенного уменьшении притока поверхностных вод в основание и снижения расчетной влажности грунта земляного полотна необхо-

димо предусматривать следующие мероприятия:
− укрепление обочин;	Д
− обеспечение нео ходимых поперечного уклона и водонепроницае-
мости;	А

− устройство бордюровблотков;

−выдерживанСе безопасного расстояния от бровки земляного полотна до уреза длительно заста вающейся поверхностной воды;

−повышенное уплотнение (до Ку=1,03 1,05) верхней части рабочего слоя в III−V дорожно-климатических зонах и др. [1, прил.2].

Несущий слой основания дорожных одежд капитального типа следует устраивать из прочных материалов (щебеночно-гравийно-песчаных смесей, обработанных вяжущими; фракционированного щебня, обработанного вязким битумом по способу пропитки или уложенного по принципу расклинки мелким щебнем или гранулированным активным шлаком, укрепленного по методупропитки цементно-песчаной смесью, и т.п.).

Для устройства нижней части несущего основания в зависимости от расчетных условий движения могут применяться монолитные (укреплен-

ные грунты и каменные материалы), а также зернистые материалы, отвечающие требованиям действующих СНиПов и ГОСТов.и

1.3. Расчет дорожных одежд на прочность

Основные положения. Под прочностью дорожной одежды понимают ее способность сопротивляться процессуразвития остаточных деформаций и разрушений под воздействием касательных и нормальных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от расчетной нагрузки (кратковременной, многократной или длительно действующей однократной), приложенной к поверхности покрытия.

Методика оценки прочности конструкции включает оценку прочности как конструкции в целом (с использованием эмпирической зависимости допускаемого упругого прогиба от числа приложений нагрузки), так и

с учетом напряжений, возникающих в отдельных конструктивных слоях и устанавливаемых с использованием решенийИтеории упругости.

Дорожную одежду следует проектировать с требуемым уровнем на-

неровности, колея, усталостные трещиныД) с последующим развитием других видов деформаций ибразрушений (частые трещины, сетка трещин, вы-

дежности, под которой понимают вероятность безотказной работы в тече-

ние межремонтного периода. Отказ конструкции по прочности физически

может характеризоваться образованием продольной и поперечной неровностей поверхности, связанныхАс прочностью конструкции (поперечные

боины, просадки, проломы и т.д.). Номенклатура дефектов и методика их количественной оценкииопределяются специальными нормами для эксплуатации дорог [1].

Под надежностью дорожной одежды понимают вероятность того, что в течение заданного пер ода времени (срока службы) при заданных усло-

виях эксплуатации она будет находиться в работоспособном состоянии, то есть обладать требуемыми транспортно-эксплуатационными показателями

прочности, ровности и сцепления с колесом автомобиля. Общим количе-
ственным показателемС	надежности дорожной одежды является вероят-

ность (обеспеченность) ее работоспособного состояния (по прочности, ровности и сцеплению) в течение установленного срока службы. Обеспеченность каждого отдельного свойства дорожной одежды − прочности, ровности или сцепления − является частным показателем ее надежности.

За количественный показатель отказа дорожной одежды как элемента линейного инженерного сооружения принят предельный коэффициент разрушения mp, представляющий собой отношение суммарной протяженности (или суммарной площади) участков дороги, требующих ремонта изза недостаточной прочности дорожной одежды, к общей протяженности

(или общей площади) дороги между корреспондирующими пунктами. Значения mp в зависимости от капитальности дорожной одежды и категории дороги следует принимать в соответствии с табл. 1.3 [1, табл. 3.1].

Отказ дорожной одежды из-за недостаточной ее прочности может возникнуть в результате:

−накопления под воздействием касательных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от транспортной нагрузки, недопустимых остаточных деформаций с потерей ровности поверхности покрытия и соответствующим снижением скорости движения до истечения заданного срока службы конструкции;

−усталостных разрушений монолитных слоев конструкции под воз-

действием растягивающих напряжений от многократного приложения транспортной нагрузки с интенсивнойИпотерей транспортноэксплуатационных свойств.

В соответствии с этим расчет наДпрочность выполняют по допускаемым напряжениям на сдвиг в слоях с пониженной сопротивляемостьюА

табл.1.3 [1, табл. 3.1].		б
табл.1.3 [1, табл. 3.1].
Таблица 1.3. Требуемые м н мальные коэффициенты прочности
при заданных уровнях надежности для расчета по критериям прочности
	С	Предельный ко-			Требуемый коэффициент
					Требуемый коэффициент
Тип дорожной	Категория			Заданная	прочности по критерию
Тип дорожной	Категория	эффициент		надежность
	и				упругого	тр	и
	и				упругого	сдвига Кпс	и
одежды	дороги	разрушения mp		Кн	прогиба	растяжения при
					Ктр	изгибе Кпртр
1	2	3		4	5	6
Капитальный	I	0,05		0,98	1,50	1,10
				0,95	1,30	1,00
	II	0,05		0,98	1,38	1,10
				0,95	1,20	1,00
	III	0,10		0,98	1,29	1,10
				0,95	1,17	1,00
				0,90	1,10	0,94
	IV	0,10		0,95	1,17	1,00
				0,90	1,10	0,94
				0,85	1,06	0,90
				0,80	1,02	0,87
			11

					Окончание табл. 1.3
1	2	3	4	5		6

Облегченный	III	0,15	0,98	1,29		1,10
			0,95	1,17		1,00
			0,90	1,10		0,94
	IV	0,15	0,95	1,17		1,00
			0,90	1,10		0,94
			0,85	1,06		0,90
			0,80	1,02		0,87
	V	0,15	0,95	1,13		1,00
			0,90	1,06		0,94
			0,80	0,98		0,87
			0,70	0,90		0,80

Переходный	IV	0,40	0,95	1,17		1,00
			0,90	1,10		0,94
			0,85	1,06		0,90
			0,80	1,02		0,87
	V	0,40	0,95	1,13		1,00
			0,90	1,06		0,94
			0,80	0,98		0,87
			И	0,90		0,80
			0,70	0,90		0,80
		расчетные нагрузкиД. Расчет дорожной				одежды на
Нормативные и		расчетные нагрузкиД. Расчет дорожной				одежды на

прочность осуществляют с учетом нормативной осевой нагрузки, расчет-

ной осевой нагрузки для конкретного потока и расчетной удельной на-
		А
грузки [1, 2]. Нормат вная осевая нагрузка принимается в зависимости от
капитальности дорожной одежды:
1)	б
	при капитальной дорожной одежде………………..………...115 кН;
2)	при облегченном и переходном типах дорожной одежды….100 кН;
3)	и
	для дорог, предназначенных для следования тяжеловесных транс-

портных средствС, осуществляющих международные перевозки, ......130 кН. Назначают расчетную осевую нагрузку не меньше нормативной осе-

вой нагрузки [2].

Принимают расчетную удельную нагрузку при расчете дорожной одежды, равной давлению воздуха в пневматической шине р, при диаметре круга, равновеликого отпечатку колеса, который определяется по формуле:

(1.1)

где D – диаметр, см; Q – расчетная осевая нагрузка, кН; р – давление в шине, кг/см2; γf = 0,95 – коэффициент надежности по нагрузке [2].

При проектировании дорожных одежд за расчетные принимают нагрузки, представленные в табл. 1.4, соответствующие предельным нагрузкам на ось расчетного двухосного автомобиля [1]. Если в задании на проектирование расчетная нагрузка не оговорена специально, то за расчетную принимают нагрузку, соответствующую расчетному автомобилю группы

Ав соответствии с табл. 1.4 [1, табл. 1 П.1]).

Сучетом СП и ОДН [1, 2] в курсовом проектировании принимаем нагрузку 115 кН при капитальных типах покрытия.

Таблица 1.4. Назначение нормативной нагрузки

				Расчетные
Группа	Нормативная статическая нагрузка, кН			параметры
расчетной				нагрузки
нагрузки			И
	на ось	расчетного автомобиля Qрасч		P, МПа	D, см
А1	100	Д		0,60	37/33
А1	100		50	0,60	37/33
А2	110		55	0,60	39/34
А3	130		65	0,60	42/37
		А

Назначение сроков службы конструкций. Рекомендуемый расчетный срок службы конструкции определяется в соответствии с табл. 1.5 в зависимости от ДКЗ, категории дороги, типа дорожной одежды в соответствии

		и
с ОДН [1, табл. 2 П.6].
Таблица 1.5. Назначен е срока службы дорожных одежд
	С		Срок Тсл, годы службы в дорожно-климатических зонах
	Т п		Срок Тсл, годы службы в дорожно-климатических зонах
Категория	дорожной		б
дороги	одежды			I, II	III	IV, V
I	Капитальный			14-15-18	15-19	16-20
II	Капитальный			11-15	12-16	13-16
III	Капитальный			11-15	12-16	13-16
	Облегченный			10-13	11-14	12-15
IV	Капитальный			11-15	12-16	13-16
	Облегченный			8-10	9-11	10-12
	Переходный			3-8	3-9	3-9
V	Облегченный			8-10	9-11	10-12
	Переходный			3-8	3-9	3-9

В соответствии с приказом Минтранса РФ от 1 ноября 2007 г. № 157 «О реализации постановления Правительства Российской Федерации от 23 августа 2007 г. № 539 "О нормативах денежных затрат на содержание и ремонта автомобильных дорог федерального значения и правилах их рас-

чета"» (с изменениями и дополнениями) согласно приложению 3 о "Межремонтных сроках проведения капитального ремонта и ремонта автомобильных дорог общего пользования федерального значения" от 25 февраля 2015 г. назначаются сроки службы на дорогах федерального значения в соответствии с табл. 1.6 [3, табл. П.3].

Таблица 1.6. Межремонтные сроки проведения работ по капитальному

ремонту автомобильных дорог общего пользования федерального значения с нежесткими дорожными одеждами

						Дорожно-климатическая зона
Катего-	Тип			I - II					III		IV-V
Катего-	Тип				Коэффи-					Коэффи-		Коэффи-
рия	дорожной		Межремонт-		циент на-		Межремонт-			циент на-	Межремонт-	циент на-
дорог	одежды		ный срок,		дежности		ный срок,			дежности	ный срок,	дежности
			лет		дорожной		лет			дорожной	лет	дорожной
					одежды					одежды		одежды
IА, IБ,	Капиталь-		12			0,98		14		0,95	18	0,88
IB	ный		12			0,98		14		0,95	18	0,88
IB	ный
II	Капиталь-		12			0,95		12		0,92	15	0,88
II	ный		12			0,95		12		0,92	15	0,88
									И
	Капиталь-		12			0,92		12		0,90	15	0,85
	ный		12			0,92		12		0,90	15	0,85
III	ный						Д
III	Облегчен-		12			0,86				0,85	12	0,84
	ный		12			0,86		12		0,85	12	0,84
	ный
	Капиталь-		12			0,85		12		0,84	12	0,83
	ный		12			0,85		12		0,84	12	0,83
	ный					А
IV	Облегчен-		10			0,85		10		0,84	12	0,82
	ный				б
	Переход-		5			0,82		5		0,80	5	0,77
	ный		5			0,82		5		0,80	5	0,77
	ный		и
	Облегчен-		10			0,82		10		0,80	12	0,79
	ный		10			0,82		10		0,80	12	0,79
V	ный
V	Переход-		5			0,65		5		0,60	5	0,58
	ный		5			0,65		5		0,60	5	0,58
	ный	С
	Низший		3			0,65		3		0,60	3	0,58

В соответствии с технической категорией дороги нужно назначить два варианта конструкции дорожной одежды [1, 2]: для II технической категории – два капитальных типа дорожных одежд, для III и IV – капитальный и облегченный. Необходимо определить сроки службы для обоих вариантов и на основе перспективной интенсивности движения на 20-й год (N20 по заданию) рассчитать интенсивность движения на срок службы.

NT = N0 (1 + q)T-1,

(1.2)

где N0 – начальная (исходная) интенсивность движения; q – ежегодный темп прироста движения; Т – год.

Определяем интенсивность движения на заданный срок службы:

		(1.3)
Определяем	Тсл = ( ) сл.
		срок службы.
	интенсивность на определенныйТ

Пример. Срок службы Тсл=15 лет, N20=1850 авт./сут, ежегодный темп прироста движения q = 0,03 (по заданию в = 3%, → q = 3/100 = 0,03).

Определяем значение N15:		1850			сут.
					авт
=	(1+0,03)	=	1,03	= 1186		.

дорожную одежду по критерию упругого Ипрогиба на основе зависимости требуемого общего модуля упругости конструкции от суммарного числа

ных слоев и их модули упругостиАтакимДобразом, чтобы общий модуль упругости дорожной одежды ыл не ниже требуемого с учетом соответствующего коэффициента прочности (см. табл.1.3).

Общая процедура и критерии расчета на прочность. Рассчитывают

приложений нагрузки. По результатам назначаются толщина конструктив-

Конструкц ю дорожной дорожной одежды, отвечающей критерию

упругого прогиба, рассч тывают с учетом механизма нарушения прочно-
	б
сти в ее отдельных конструкт вных слоях по двум независимым критери-
ям соответствия:	и

1) сдвигоустойчивости материалов конструктивных слоев и грунта

возникающимСв них касательным напряжениям. Данный критерий отражает условие ограничения накопления сдвиговых остаточных деформаций (формоизменения) под воздействием многократных кратковременных нагрузок;

2) сопротивления материалов монолитных конструктивных слоев возникающим в них растягивающим напряжениям от подвижной многократной нагрузки. Расчет по данному критерию отражает сопротивление усталостным процессам, обусловливающим развитие микротрещин в монолитных слоях, потерю их сплошности и снижение распределяющей способности [1].

m.сум

Коэффициенты прочности по этим критериям должны быть не менее значений, указанных в табл. 1.3. В противном случае конструкцию уточняют.

Дорожные одежды переходного типа рассчитывают по упругому прогибу и сдвигоустойчивости. Конструкции, предназначенные для движения транспортных средств большой грузоподъемности (статическая нагрузка на ось 110 кН и выше), по упругомупрогибу не рассчитывают.

Конструкции дорожных одежд низшего типа назначают по региональным типовым решениям, разрабатываемым на основе практического опыта. Расчет конструкции одежды обочин осуществляется только по критерию сдвига при длительно действующей нагрузке [1].

1)перспективную (на конец срокаДслужбыИ) общую среднесуточную интенсивность движения NТсл;А

2)приведенное Np к расчетной нагрузке среднесуточное (на конец срока службы) число проездовбвсех колес, расположенных по одному борту расчетного автомо иля, в пределах одной полосы проезжей части (приведенная интенсивностьивоздействия нагрузки);

3)суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной нагрузки к расчетнойСточке на поверхности конструкции за срок службырасчетной

год службы определяют по формуле

= пол ∑

.сум,

(1.4)

где пол – коэффициент (табл. 1.7), учитывающий число полос движения и распределение движения по ним [1, табл.3.2]; n – общее число различных марок транспортных средств в составе транспортного потока; Nm – число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m-й марки; S – суммарный коэффициент приведения (табл. 1.8) воздействия на до-

рожную одежду транспортного средства m-й марки к расчетной нагрузке

Qр [1, табл. 3 прил.1].

Таблица 1.7. Назначение коэффициента полосности

Число полос		Коэффициент fпол для полосы от обочины
движения	1		2	3
1	1,00		-	-

2	0,55		-	-

3	0,50		0,50	-

4	0,35		0,20	-

6	0,30		0,20	0,05

Таблица 1.8. Значения суммарных коэффициентов приведения

							Коэффициент приведения
		Тип автомобиля					Smсум к расчетной нагрузке

							A1	А2	А3

				А		И0,005		0,003	0,0015
Легкие грузовые грузоподъемностью 1-2 т						И0,005		0,003	0,0015
Средние грузовые грузоподъемностью 2-5 т							0,2	0,13	0,063
Средние грузовые грузоподъемностью 2-5 т							0,2	0,13	0,063

			б		Д		0,7	0,46	0,22
Тяжелые грузовые грузоподъемностью 5-8 т					Д		0,7	0,46	0,22
		и					1,25	0,82	0,40
Очень тяжелые грузовые грузоподъемностью более 8 т							1,25	0,82	0,40

Автобусы							0,7	0,46	0,22
Автобусы							0,7	0,46	0,22

	С				Kс		1,5	0,99	0,47
Тягачи с прицепами							1,5	0,99	0,47

Суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности конструкции за срок службы определяют по формуле

∑Nр= 0,7·Nр·

q(Tсл˗1)

·Tрдг·kn,

(1.5)

где n − число марок автомобилей; Трдг − расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции [1, рис. прил. 6], номер района определяем по рис. 1.3, значение Трдг − по табл. 1.10; kп − коэффициент (табл. 1.9), учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого [1, табл. 3.3]; Кс − коэффициент суммирования, значение которого можно определить по табл. 1.11 [1, табл. 3 прил. 6] или рассчитать по формуле

	qTсл˗1
Kc=		,	(1.6)

	q˗1

где Тсл − расчетный срок службы, определяют по табл. 1.10 [1, табл. 4 прил. 6]; q − показатель изменения интенсивности движения автомобиля данного типа по годам (по заданию).

Таблица 1.9. Назначение коэффициента вероятности отклонения

Тип дорожной одежды

Коэффициент

для дорог категории

III

Капитальный

1,49

1,38

1,31

Облегченный

1,47

1,32

1,26

1,06

Переходный

1,19

1,16

1,04

Таблица 1.10. Определение рекомендуемых значений Трдг в зависимости от

местоположения дороги

Номер

Примерная географическая граница района

Рекомендуемое

района

Трдг, дней

Зона распространения вечномерзлых грунтов севернее 70-й

параллели

Севернее линии Онега-

рхангельск-Мезень-Нарьян-Мар-

145

шестидесятый меридиан − до побережья европейской части

Севернее л н М нск-Смоленск-Калуга-Рязань-Саранск-

125

сорок восьмой мер д ан до линии Онега-Архангельск-

Мезень-Нарьян-Мар

Севернее линии Львов-Киев-Белгород-Воронеж- Саратов-

135

Самара-Оренбург-шестидесятый меридиан до линии рай-

онов 2 и 3

Севернее линии Ростов-на-Дону-Элиста-Астрахань до линии

145

ЛьвовС-Киев-Белгород-Воронеж-Саратов-Самара

Южнее линии Ростов-на-Дону-Элиста-Астрахань − для ев-

205

ропейской части, южнее сорок шестой параллели − для ос-

тальных территорий

Восточная и Западная Сибирь, Дальний Восток (кроме Ха-

130-150

баровского и Приморского краев, Камчатской обл.), ограни-

(меньшие для

ченные с севера 70-й параллелью, с юга - 46-й

центральной

части)

Хабаровский и Приморский края, Камчатская область

140

Примечание. Величину Трдг на границе районов следует принимать по наибольшему из значений.

Таблица 1.11. Определение коэффициентов суммирования Кс

Показатель изменения		Значение Кс при сроке службы дорожной одежды Тсл, годы
интенсивности		8		10	15	20
движения q по годам
0,90		5,7		6,5	7,9	8,8
0,92		6,1		7,1	8,9	10,1
0,94		6,5		7,7	10,0	11,8
0,96		7,0		8,4	11,4	13,9
0,98		7,5		9,1	13,1	16,6
1,00		8,0		10,0	15,0	20,0
1,02		8,6		10,9	17,2	24,4
1,04		9,2		12,0	20,0	29,8
1,06		9,9		13,2	23,2	36,0
1,08		10,6		14,5	27,2	45,8
1,10		11,4		15,9	31,7	67,3
					И
				Д
			А
		б
	и
С

				И
			Д
		А
	б
и
С

Рис. 1.3. Карта районирования по количеству расчетных дней в году

Определение расчетной влажности грунта рабочего слоя. Основ-

ными параметрами механических свойств грунта земляного полотна, которыми пользуются в расчетах дорожных одежд на прочность, служат деформационные и прочностные характеристики, модуль упругости Егр, коэффициент Пуассона μгр, угол внутреннего трения φгр и удельное сцепление сгр.

Прочностные и деформационные характеристики грунта зависят от влажности, плотности, структуры, а также от режима его нагружения. Поэтому такие характеристики назначают в два этапа − вначале определяют расчетную влажность WP, а затем устанавливают Егр, φгр и сгр при расчетной влажности.

Расчетную влажность дисперсного грунта Wp (доли от влажности на
	И
границе текучести Wт) при суммарной толщине слоев дорожной одежды
zi≥0,75 м определяют по формуле	Д
WP = (ѿтаб + 1ѿ-	2ѿ)(1+0,1t) ˗ 3,	(1.7)

где ѿтаб − среднее многолетнееАзначение относительной влажности грунта (доли от границы текучести) в наиболее неблагоприятный (весенний) период года в рабочем слое земляного полотна, отвечающего нормам СП по возвышению над источникамибувлажнения, на дорогах с усовершенствованными покрытиями и традиционными основаниями дорожных одежд (щебень, гравий ит.п.) при суммарной толщине одежды до 0,75 м в соответствии с табл. 1.14 [1, та л.1 П.2] в зависимости от дорожно-клима- тических зоныСи подзоны, представленных на рис. 1.4 [1, табл.1 П.2], схе-

мы увлажнения земляного полотна и типа грунта; 1ѿ − поправка на осо-

бенности рельефа территории, табл. 1.12 [1, табл.2 П.2]); 2ѿ − поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин в соответствии с табл. 1.14 [1, табл. 3 П.2]; 3 − поправка на влияние суммарной толщины стабильных слоев дорожной одежды, рис. 1.5 [1, рис. 3 П.2]; t − коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности потабл. 1.16 [1, табл.2 П.4].

				И
			Д
		А
	б
и
С

Рис. 1.4. Дорожно-климатческие зоны и подзоны

Таблица 1.12. Среднее многолетнее значение относительной влажности

грунта в наиболее неблагоприятный период года в рабочем слое

			Среднее значение влажности						, доли	грунта

Дорожно-	Схема						суглинка			супеси
	Схема						легкого,			пылеватой,
	увлажнения		супеси			песка	легкого,			пылеватой,
климатическая	увлажнения		супеси			песка	тяжелого и			тяжелой
климатическая	рабочего		легкой		пылеватого		тяжелого и			тяжелой
зона-подзона	рабочего		легкой		пылеватого		тяжелого пы-			пылеватой, суг-
зона-подзона	слоя						тяжелого пы-			пылеватой, суг-
	слоя						леватого,			линка легкого
							леватого,			линка легкого
								глины		пылеватого
	1		0,53			0,57			0,62	0,65
I-I	2		0,55			0,59			0,65	0,67
	3		0,57			0,62			0,67	0,70
	1		0,57			0,57			0,62	0,65
I-I	2		0,59			0,62			0,67	0,70
	3		0,62			0,65			0,70	0,75
	1		0,60			0,62			0,65	0,70
I-I	2		0,62			0,65			0,70	0,75
	3		0,65			0,70			0,75	0,80
	1		0,60			0,62			0,65	0,70
II-II	2		0,63			0,65			0,68	0,73
	3		0,65			0,67			0,70	0,75
						И
	1		0,57			0,59			0,62	0,67
II-II	2		0,60			0,62			0,65	0,70
	3		0,62		Д0,64				0,67	0,72
	1		0,63			0,65			0,68	0,73
II-II	2		0,66			0,68			0,71	0,76
	3			А		0,70			0,73	0,78
	3		0,68			0,70			0,73	0,78
	1		0,60			0,62			0,65	0,70
II-II	2		0,63			0,65			0,68	0,73
II-II	3		б			0,67			0,70	0,75
	3		0,65			0,67			0,70	0,75
	1		0,65			0,67			0,70	0,75
II-II	2	и				0,70			0,73	0,78
II-II	2		0,68			0,70			0,73	0,78
	3		0,70			0,72			0,75	0,80
	1		0,62			0,64			0,67	0,72
II-II	С2		0,65			0,67			0,70	0,75
	3		0,67			0,69			0,72	0,77
III-III	1		0,55			0,57			0,60	0,63
	2-3		0,59			0,61			0,63	0,67

III-III	1		0,58			0,60			0,63	0,66
	2-3		0,62			0,64			0,66	0,70
III-III	1		0,55			0,57			0,60	0,63
	2-3		0,59			0,61			0,63	0,67
IV	1		0,53			0,55			0,57	0,60
	2-3		0,57			0,58			0,60	0,64
V	1		0,52			0,53			0,54	0,57
	2-3		0,55			0,56			0,57	0,6

Таблица 1.13. Определение параметра 1ѿ

№ п/п	Тип местности по рельефу	Поправка 1ѿ
1	Равнинные районы	0,00
2	Предгорные районы (до 1000 м выше уровня моря)	0,03
3	Горные районы (более 1000 м выше уровня моря)	0,05

Рис.1.5. Графики определения поправки на влияние суммарной толщины

стабильных слоев дорожной одежды: 1 − для исходной относительной

влажности 0,75W2; 2 −

− то же 0,85 W2; 4 − то же 0,9W2

то же 0,8

W2; 3

Таблица 1.14. Таблица определения поправки

Поправка в ДКЗ

Конструктивная особенность

III

Основание дорожной одежды, включая слои на гра-

нице раздела с земляным полотном, из укрепленных

материалов:

0,04

0,03

- крупнообломочного грунта песка

- супеси

0,05

0,04

- пылеватых песков супесей, сугл

нка, зологрунта

0,08

0,06

0,05

Укрепление обочин (неименее 2/3 их ширины)

- асфальтобетоном

0,05

0,04

0,03

0,02

- щебнем (гравием)

0,02

Дренаж с продольными трубчатыми дренами

0,05

0,03

Устройство гидроизолирующих прослоек из поли-

0,05

0,03

мерных материалов

Устройство теплоизолирующего

слоя, предотвра-

Снижение расчетной влажности до

щающего промерзание

полной влагоемкости при требуе-

мом Купл грунта

Грунт в активной зоне земляного полотна в "обойме"

Снижение расчетной влажности до

оптимальной

2ѿ

Грунт, уплотненный до Купл = 1,031+1,05 в слое 0,3-

0,03-0,05

0,5 м от низа дорожной одежды, расположенном ни-

же границы промерзания

Примечание. Поправки

по пунктам №1

и 2

следует

принимать

только при

1-й схеме увлажнения рабочего слоя, а по пунктам №5 − при 2 и 3-й схемах.

Таблица 1.15. Коэффициент нормированного отклонения

Кн	0,70	0,75	0,80	0,85	0,90	0,95	0,98
	0,52	0,68	0,84	1,06	1,32	1,71	2,19

Модуль упругости грунта (модуль Юнга) − коэффициент пропорциональности между вертикальным давлением на грунт и относительной вертикальной деформацией грунта. Определяется по опытам на сжатие при разгрузке первоначально уплотненного образца. Модуль упругости − общее название нескольких физических величин, характеризующих способность твёрдого тела (материала, вещества) упруго деформироваться (то есть не постоянно) при приложении к нему силы. В области упругой деформации модуль упругости тела в общем случае зависит от напряжения и определяется производной (градиентом) зависимости напряжения от деформации, то есть тангенсом угла наклона.

Модуль деформации − коэффициент пропорциональности линейной связи между приращениями давления на образец и его деформацией.

Таблица 1.16. Расчетные значения модулей упругости грунтов

Грунт			Модуль упругости при относительной влажности W/Wт, MПa
							И
		0,5		0,55	0,60	0,65	0,70		0,75	0,80	0,85	0,90	0,95
Песок:
- крупный								130
- средней крупности						Д
- средней крупности					А			120
- мелкий однородный								100
- пылеватый									75

		96		90	84	78	72		66	60	54	48	43
				б
Супесь:		2				53	49		45	43	42	41	40
- легкая пылеватая		70		60	56	53	49		45	43	42	41	40
- тяжелая пылеватая		108		90	72	54	46		38	32	27	26	25
		и
- легкая крупная									65
Суглинок:
- легкий, тяжелый						50	41		34	29	25	24	23
	С			90	72
- легкий пылеватый		108		90	72
- тяжелый пылеватый						54	46		38	32	27	26	25
Глины						50	41		34	29	25	24	23

На основе определенной расчетной влажности дисперсного грунта Wp необходимо определить по табл. 1.16, 1.17, 1.18 характеристики грунта (по заданию): расчетное значение модулей упругости (Е, МПа); расчетные значения сдвиговых характеристик сцепление (сд, сст, МПа) и угол внутреннего трения (φд, φст, º) определяются в зависимости от расчетного числа приложения расчетной нагрузки определяем характеристики).

Таблица 1.17. Расчетные значения сдвиговых характеристик песков и

песчаных слоев в зависимости от расчетного числа приложения расчетной нагрузки

Песок с содержанием пыле-		Угол внутреннего трения, град /сцепление, МПа/,
Песок с содержанием пыле-		при суммарном приложении нагрузки					ΣNp
вато-глинистой фракции, %		при суммарном приложении нагрузки					ΣNp
вато-глинистой фракции, %		1	103		104	105		106
Крупный		35	33		32	31		29
		----------	----------		----------	----------		----------
0		0,004	0,003		0,003	0,003		0,003

		34	31		30	29		28
5		----------	----------		----------	----------		----------
		0,005	0,004		0,004	0,003		0,003

Средней крупности		32	30		30	28		27
		----------	----------		----------	----------		----------
0		0,004	0,004		0,003	0,003		0,002

		33	30		29	28		26
5		----------	Д		----------	----------		----------
5		----------	----------		----------	----------		----------
		0,005	0,004		0,003	0,003		0,002
Мелкий		31	28		27	26		25
0		----------	----------	И----------		----------		----------
		0,003	0,003		0,002	0,002		0,002

		31	27		26	25		24
5		----------	----------		----------	----------		----------
	и		0,004		0,004	0,004		0,003
		0,005	0,004		0,004	0,004		0,003
		А
		31 27			26	25		23
8	С	----------	----------		----------	----------		----------
	С	б0,006	0,005		0,004	0,003		0,003
		б0,006	0,005		0,004	0,003		0,003

Таблица 1.18. Расчетные значения сдвиговых характеристик глинистых грунтов

(от расчетного числа приложений расчетной нагрузки и расчетной относительной влажности)

Расчетная относи-	Сцепление, МПа/угол внутреннего трения, град, при суммарном числе
тельная влажность		приложения нагрузки ΣNp
тельная влажность	1	103	104	105	106
1	2	3	4	5	6
		Суглинки и глины
0,60	0,030	0,030	0,016	0,014	0,012
	----------	-----------	-----------	-----------	-----------
	24	20	14,5	11	9
0,65	0,024	0,019	0,01З	0,011	0,009
	-----------	-----------	-----------	-----------	------------
	21	15	11	8	7
0,70	0,019	0,013	0,009	0,007	0,006
	-----------	-----------	-----------	-----------	----------
	18	11,5	8,5	6,5	5,5
		26

Окончание табл. 1.18

1		2	3	4	5	6
0,75		0,015	0,009	0,006	0,005	0,004
		-----------	-----------	-----------	-----------	-----------
		15	10	7,5	5	4
0,80		0,011	0,007	0,005	0,003	0,002
		-----------	-----------	----------	-----------	----------
		13	8	5	3	2,5
0,90		0,008	0,004	0,004	0,002	0,001
		-----------	-----------	-----------	-----------	-----------
		11,5	6,5	3,5	2,2	2
		Супеси и пески пылеватые
0,60		0,014	0,012	0,008	0,006	0,005
		-----------	----------	-----------	-----------	-----------
		36	24	18	14	12
0,65		0,013	0,010	0,008	0,006	0,004
		-----------	-----------	-----------	-----------	-----------
		36	23,5	17	14	12
0,70		0,012	0,009	0,006	0,005	0,004
		-----------	-----------	-----------	-----------	-----------
		35	23,5	17	14	12
				И
0,75		0,011	0,008	0,005	0,004	0,003
		----------	-----------	-----------	-----------	-----------
		35	23	17	14	12
			Д
0,80		0,010	0,007 0,005		0,004	0,003
		-----------	-----------	--------	-----------	-----------
		и	23	17	14	12
		34	23	17	14	12
			А
0,85		0,009	0,007	0,004	0,003	0,003
		-----------	-----------	-----------	-----------	-----------
	С			15	12	10
		34б22		15	12	10
0,90	0,008		0,004	0,003	0,003	0,003
	-----------		-----------	-----------	-----------	-----------
	33		21	12,5	10	8

Назначение конструкции и значений расчетных параметров. По за-

данной конструкции необходимо заполнить табл. 1.19 значений расчетных параметров слоев покрытия в соответствии с типом капитальности покрытия и ДКЗ, основания, а также внести данные по грунту подстилающего слоя в зависимости от Wр.

Необходимо при назначении толщин слоев покрытия и основания учитывать минимальные значения толщин слоев:

− толщину покрытия из асфальтобетона дорожных одежд облегченного типа следует назначать равной 4−6 см, а при использовании других материалов − 6−8 см;

−минимальная толщина основания из бетона низкой прочности – 14 см; из нерудных материалов, укрепленных неорганическими вяжущими, – 16 см; из щебня, шлака или гравия – 15 см;

−щебеночные (гравийные) материалы, обработанные органическими вяжущими, − 8 см;

−щебень, обработанный по способу пропитки, – 8 см;

−щебеночные и гравийные материалы, не обработанные вяжущими, на песчаном основании − 15 см;

−щебеночные и гравийные материалы, не обработанные вяжущими, на прочном основании (каменном или из укрепленного грунта) − 8 см;

−при степени неоднородности песка 2–3 толщина защитного слоя принимается равной 10 см, при степени неоднородностиИ менее 2 устраивают защитный слой толщиной 15–20 см.смслоя Е, R ,Д

					упругому	вости	МПа	0	α	m
					прогибу		МПа	МПа
					прогибу
1	Аcфальтобетон высо-
	коплотный, I марка,				2400	550	4600	9,5	6,3	5
			и
	мелкозернистый			6
	( БНД 90/130)				А
2	А/б плотный, крупно-			б6 2400
		С				550	3600	9,5	6,3	5
	зернистый (БНД					550	3600	9,5	6,3	5
	90/130)
3	А/б пористый			6	1400	510	2200	7,8	7,6	4
	(БНД 90/130)			6	1400	510	2200	7,8	7,6	4
	(БНД 90/130)
4	Песок средней крупно-							−	−	−
	сти, укрепленный			11	400	400	400	−	−	−
	цементом М40
5	ПГС			x	220	220	220	−	−	−

Подстилающий грунт:				−		Е = 100 МПа		−	−	−
песок средний Wp = 0,67				−	100	φст=31º; сст=0,003	100	−	−	−
						φд=22º;сд = 0,003

В первом столбце − нумерация слоев. Во втором − название слоев конструкции дорожной одежды. В третьем столбце назначаются толщины слоев покрытия, несущего и дополнительных слоев основания. В 4−9 столбцы вносятся данные по материалам слоев в зависимости от критериев расчета.

Вчетвертый столбец при расчете конструкции по допустимому упругому прогибу в соответствии с табл. 1.21 [1, табл. 2 П3] заносим значения модулей упругости слоев асфальтобетонного покрытия в зависимости от его типа (высокоплотный, плотный, пористый, высокопористый) и марки битума (БНД) при температуре покрытия 10 °С.

Впятом столбце при расчете по сдвигоустойчивости принимаем значения модулей упругости в зависимости от температуры в ДКЗ по табл.

1.20и 1.21 [1].

Таблица 1.20. Назначение температуры в зависимости от ДКЗ

Дорожно-климатическая зона		I-II	III	IV	V
Расчетная температура, °С		20	30	40	50
Таблица	1.21. Значения	кратковременного		модуля	упругости

асфальтобетонов различных составов при расчете конструкции по допускаемому

упругому прогибу и условию сдвигоустойчивости
					И
		Кратковременный модуль упругости Е, МПа,
Материал	Битум			при температуре покрытия, °С
		10		20			30	40	50 (60)
1	2	3		4			5	6	7
Плотный и	Вязкий	б		Д
высокоплот-	БНД/БН:	б		Д
ный асфаль-	40/60; 60/90;	4400;3200;		2600;1800;		1550; 1100;		850;650;	520;460;
тобетон	и			1200			550	550	420
тобетон	90/130	2400		1200			550	550	420
	---------------- ---------------А-----------------					---------------		---------------	--------------
	130/200;	1500; 1200		800; 600			670; 500	460;420	380; 360
	С
	200/300
	Жидк й:
	БГ 70/130;
	Г 130/200	1000; 1000		420; 420			400; 400	350;350	350; 350
	----------------	---------------		--------------		-------------		--------------	-------------
	Г 70/130;	800; 800		360; 360			350,350	350;350	350; 350
	МГ 70/130
Пористый и	Вязкий
высокопо-	БНД/БН:
ристый ас-	40/60; 60/90;	2800;2000;		1700;1200;			900; 700;	540;460;	390;360;
фальтобетон	90/130	1400		800			510	380	350
	----------------	---------------	----------------			---------------		--------------	-------------
	130/200;	1100; 950		600; 450			400; 350	340;330	340; 330
	200/300
Плотный
дегтебетон	-	3800		1500			800	500	350
Дегтебетон	-	2000		300			400	350	300
пористый

Окончание табл. 1.21

1	2	3	4	5	6	7
Асфальтобе-
тон холод-
ный		-	-	-	-	-
Бх	-	1300	-	-	-	-
Вх	-	1100	-	-	-	-
Гх	-	900	-	-	-	-
Дх	-	750	-	-	-	-

Примечания:

1. Значения Е пористого и высокопористого асфальтобетонов - для песчаных смесей.

При температуре 30−50 °С для мелкозернистых смесей следует увеличить на 10%,

крупнозернистых смесей − на 20%.

2. При расчете на упругий прогиб значение Е назначаем при t° = 10 °C.

В 6, 7, 8, 9 столбцы вносятся данные по критерию расчета на растяжение при изгибе по табл. 1.22: модуль упругости Е, МПа; нормативное сопротивление растяжению при изгибе R0,МПа; показатель m; коэффици-

ент α [1, табл.1 П.3].						И
						И
Таблица 1.22. Характеристики асфальтобетонов при расчете на растяжение
при изгибе под кратковременными нагрузками
			Расчетный мо-					Нормативное сопротивле-
Асфальтобетон					Д		α	ние растяжению при
Асфальтобетон			дуль упругости			m	α	ние растяжению при
				Е, МПа				изгибе Ro,МПа
	1			2		3	4	5
				А
Высокоплотный на битуме
БНД 40/60				8600		6,0	5,0/5,6	10,0
БНД 60/90				6000		5,5	5,2/5,9	9,8
БНД 90/130			б			5,0	5,4/6,3	9,5
БНД 90/130		и		4600		5,0	5,4/6,3	9,5
БНД 130/200				3500		4,5	5,8/6,8	9,3
БНД 200/300				2500		4,3	5,9/7,1	9,0
Плотный на битуме
БНД 40/60	С			6000		6,0	5,0/5,6	10,00
БНД 60/90				4500		5,5	5,2/5,9	9,80
БНД 90/130				3600		5,0	5,4/6,3	9,50
БНД 130/200				2600		4,5	5,8/6,8	9,30
БНД 200/300				2000		4,3	5,9/7,1	9,00
Пористый на битуме
БНД 40/60				3600		4,5	5,8/6,8	8,30
БНД 60/90				2800		4,3	5,9/7,1	8,00
БНД 90/130				2200		4,0	6,3/7,6	7,80
БНД 130/200				1800		3,75	6,6/8,2	7,60
БНД 200/300				1400		3,7	6,7/8,2	7,10
Высокопористый на битуме
БНД 40/60				3000		4,3	5,9/7,1	5,50/6,50*
БНД 60/90				2100		4,0	6,3/7,6	5,65/6,20
БНД 90/130				1700		3,8	6,5/7,9	5,50/-

					Окончание табл. 1.22
1		2	3	4		5

Холодный
Бх		2600	3,0	8,0/10,3		4,90
Вх		2200	2,5	9,8/13,4		4,60
Гх		1800	2,0	13,2/19,5		4,20
Дх		1500	2,0	13,2/19,5		3,90
Примечание. * −	для песчаного асфальтобетона.			В числителе		− для II дорожно-

климатической зоны, в знаменателе − для III−V.

Для конструктивных слоев несущего основания из щебеночно- гравийно-песчаных смесей и грунтов, обработанных органическими и комплексными вяжущими, значения модулей упругости назначают по

табл. 1.23.

Для конструктивных слоев несущего основания из черного щебня значения модулей упругости принимаются по табл. 1.23; для конструктив-

структивных слоев несущего основанияДиз активных материалов (шлаки, шламы, фосфогипс и др.) − по та л. 1.26;значения модулей упругости кон-

ных слоев из щебеночно-гравийно-песчаных смесей и грунтов, обработан-

ных неорганическими вяжущими материалами, − по табл. 1.24; конструк-

тивные слои из смесей щебеночно-гравийно-песчаных и грунтов, обрабо-

структивных слоев из смесейАще еночно-гравийно-песчаных − по табл. 1.27; значения модулей упругости щебеночных оснований, устраиваемых методом заклинки, определяются по табл. 1.28.

танных неорганическими вяжущими, − по табл. 1.25; при устройстве кон-

Значение модуля упругостибконструктивных слоев несущего основа-

ния и дополнительных слоев записывается в столбцы 4, 5, 6 по всем кри-
териям одно.	и

Таблица 1.23. Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных

смесей и грунтов, обработанных органическими и комплексными вяжущими
С
(органоминеральные смеси по ГОСТу)
	Расчетный мо-
Материал слоя	дуль упругости
	Е, МПа
1	2
Щебеночно-гравийно-песчаная смесь и крупнообломочный грунт,
обработанные:
жидкими органическими вяжущими или вязкими, в т.ч. эмульги-		450
рованными	350
рованными	350
жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными		950
или эмульгированными совместно с минеральными	700
или эмульгированными совместно с минеральными	700

Окончание табл. 1.23

		1				2
Пески гравелистый, крупный, средний/песок мелкий, супесь легкая
и пылеватая, суглинок легкий обработанные:
жидкими органическими вяжущими или вязкими, в т.ч. эмульги-							430
рованными						280
рованными						280
жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными							700
или эмульгированными совместно с минеральными						600
или эмульгированными совместно с минеральными						600
Примечание.* − над чертой − оптимального состава, под чертой −						неоптимального.
Таблица 1.24. Конструктивные слои из черного щебня
	Материал				Расчетное значение мо-
	Материал				дуля упругости Е, МПа
					дуля упругости Е, МПа

Черный щебень, уложенный по способу заклинки			И			600-900
			И			400-600
Слой из щебня, устроенного по способу пропитки вязким						400-600
битумом и битумной эмульсией

		Д
Примечание. Большие значения − для покрытий, меньшие − для оснований.
Таблица	1.25.	А		слои		из		смесей
Таблица	1.25.	Конструктивные		слои		из		смесей

щебеночно-гравийно-песчаных и грунтов, обработанных неорганическими

		б
вяжущими, согласно ГОСТ 23558−94
				Расчетный
		Материал		модуль
		Материал		упругости
				упругости
				Е, МПа
			1	2
Щебеночно-гравийно-песчаная смесь, крупнообломочный грунт (оп-
тимальные/неоптимальные), обработанные цементом и соответст-
вующие марке	и
20	С			500/400
40				600/550
60				800/700
75				870/830
100				1000/950

То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим и соответст-
вующие марке
20				450/350
40				550/500
60				750/650
75				870/780
100				950/910

						Окончание табл. 1.27
			1					2
Пески гравелистые, крупные, средние/пески мелкие и пылеватые, су-
песь легкая и тяжелая, суглинок легкий, обработанные цементом и со-
ответствующие марке
20								400/250
40								550/400
60								700/550
75								870/750
100								950/870
То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим и соответст-
вующие марке
20								300/200
40								450/300
60								600/450
75								730/600
100								870/750
Таблица 1.26.				Д
Таблица 1.26.	Конструктивные слои из активных материалов (шлаки,
шламы)			А		И
	Конструктивные слои						Расчетный модуль
		б					упругости Е, МПа
							упругости Е, МПа
Подобранные оптимальные смеси из высокоактивных материалов
и
с максимальной крупностью зерен до 40 мм, уплотненных при оп-
тимальной влажности							650-870
С							480-700
То же из активных матер алов							480-700
Рядовые неоптимальные смеси из высокоактивных материалов с
максимальной крупностью 70 мм							450-650
То же из активных материалов							370-480

Примечание. К высокоактивным относятся материалы, имеющие в возрасте 90 сут прочность при сжатии от 5 до 10 МПа, к активным − материалы с прочностью при сжатии от 2,5 до 5 МПа. Расчетное значение модуля упругости выбирается с учетом реального состава местного материала и практического опыта его использования.

Таблица 1.27. Конструктивные слои из смесей щебеночно-гравийно- песчаных, соответствующих ГОСТ 25607−94, ГОСТ 3344−83

		Материал слоя				Расчетный модуль
		Материал слоя				упругости Е, МПа
						упругости Е, МПа
Щебеночная/гравийная смеси (С) покрытий непрерывной грануломет-
рии (ГОСТ 25607) при максимальном размере зерен
С1 - 40 мм						300/280
С2 - 20 мм						290/265

То же для оснований
С3 - 120 мм						280/240
С4 - 80 мм						275/230
С5 - 80 мм						260/220
С6 - 40 мм						250/200
С7 - 20 мм						240/180
		И
Шлаковая щебеночно-песчаная смесь из неактивных и слабоактивных
шлаков (ГОСТ 3344)
С1 - 70 мм						275
С2 - 70 мм						260
С3 - 40 мм						250
С4 - 20 мм						210
Таблица 1.28.		б
Таблица 1.28.	Щебеночные основания, устраиваемые методом заклинки
Д
Материал заклинки ще ня фракционированного					Расчетный модуль
	40-80 (80-120) мм				упругости Е, МПа
А
Фракц он рованный мелкий щебень								450
Фракц он рованный мелкий щебень					350
С					350
С								400
Известняковая мелкая смесь ли активный мелкий шлак								400
Известняковая мелкая смесь ли активный мелкий шлак					300
	и				300
	и				450
Мелкий высокоактивный шлак
Мелкий высокоактивный шлак					400
					400
	Асфальтобетонная смесь							500
	Асфальтобетонная смесь				450
					450
Цементно-песчаная смесь М75 при глубине пропитки 0,25-0,75h слоя							450 700
							350 600
							350 600

Примечание. Над чертой − из легкоуплотняемого щебня,			под	чертой − из трудноуп-
лотняемого.

Расчет конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу.

Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии

Еобщ = Е Кпртр,

(1.8)

где Еобщ − общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа; Еmin − минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа; Ктрпр − требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности [1, п.3.6 и табл.3.1].

Величину минимального требуемого общего модуля упругости кон-

И
струкции вычисляют по эмпирической формуле
Еmin = 98,65 [lg( Nр) – c],	(1.9)
Д
где Nр − суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок служ-

бы дорожной одежды, устанавливаемое по формуле (1.5); с − эмпириче-
	А
ский параметр, для расчетной нагрузки на ось 100 кН принимаем с = 3,55;
для нагрузки 110 кН с = 3,25.
б
Формулой (1.9) следует пользоваться при ΣNp >4·104. Для V дорож-
и

но-климатической зоны тре уемые модули следует уменьшить на 15%. Независимо от результата, полученного по формуле (1.9), требуемый мо-

дуль упругости должен быть не менее указанного в табл. 1.29 [1, табл. 3.4].
	С
Таблица 1.29. Назначен е требуемого модуля упругости
Категория	уммарное минимальное	Требуемый модуль упругости, МПа,
дороги	расчетное число приложений	дорожной одежды типа
	расчетной нагрузки на	капитального	облегченного	переходного
	наиболее нагруженную
	полосу
I	750000	230	-	-
II	500000	220	-	-
III	375000	200	200	-
IV	110000	150	150	100
V	40000	-	100	50

Рассчитывают дорожную одежду по критерию упругого прогиба на основе зависимости требуемого общего модуля упругости конструкции от

суммарного числа приложений нагрузки. На основе расчетной схемы (рис. 1.6) конструкции дорожной одежды по результатам расчета назначаются толщина конструктивных слоев и их модули упругости таким образом, чтобы общий модуль упругости дорожной одежды был не ниже требуемого с учетом соответствующего коэффициента прочности

Общий расчетный модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммы рис. 1.7 [1, рис. 3.1], построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды.

Допускается принимать расчетные значения модулей упругости грунтов по табл.1.16 [1, прил. 2] и материалов по табл. 1.21−1.25[1, прил. 3]; при содержании органических вяжущих во всех дорожно-кли- матических зонах при температуре 10 °С по табл. 1.16 [1, табл. 2 прил.3].

1)определяют требуемый минимальныйДИобщий модуль конструкции по формуле (1.8) [1, формула (3.10)];

2)назначают модули и предварительно толщину слоев конструкции (кроме основания); А

3)устанавливают с помощью номограммы рис. 1.7 [1, рис. 3.2] требуемые модули на поверхностибкаждого конструктивного слоя, выполняя расчет конструкции сверху вниз;

4)выполняя ирасчет конструкции снизу вверх, определяют толщину основания (при заданном его модуле), обеспечивающую необходимый модуль на поверхностиСоснован я, полученный при расчете сверху.

В курсовом проект ровании производим расчет сверху вниз. В этом случае необходимо произвести расчет толщины нижнего дополнительного слоя основания. Расчет производим в соответствии с расчетной схемой

(рис. 1.6).

Значения Еобщ при послойном расчете определяем по номограмме (рис. 1.7). Для этого необходимо определить следующие отношения и отложить по оси х значение hi/D, затем восстанавливаем перпендикуляр и ведем до линий с отношением Еобщ/Еi. Затем от точки пересечения восстанавливаем перпендикуляр к оси y. Отсюда имеем значение отношения Ен/Ев. Отсюда получаем значение Ен = Ев × Число. На номограмме (см. рис. 1.7) ход определения показан красными линиями.

		И
	Д
Рис. 1.6. Расчетная схема при расчете сверху вниз
А
При расчете в последнем слое неизвестным будет значение толщины
б

слоя. Тогда первоначально определяем значение Ен/Ев = Егр/Е5, откладыва-

ем его по оси у. Далее восстанавливаем перпендикуляр и ведем до пересечения с линией Еобщи/Еi = Ео щ5/Е5. Затем от точки пересечения проводим перпендикуляр до оси х. Находим толщину последнего слоя: hi/D = h5/D = число. ТогдаСh5 = Ч сло×D. На номограмме (см. рис. 1.7) ход определения показан зелеными л н ями.

При расчете толщины последнего слоя возможны случаи невозможности пересечения линий. Это говорит о том, что данный слой по прочностным характеристикам не нужен, но назначается конструктивно как морозозащитный и дренирующий слоя более 10 см.

				И
			Д
		А
	б
и
С

Рис. 1.7. Номограмма определения общего модуля упругости двухслойной системы Еобщ

Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и ма-

лосвязных конструктивных слоев. Дорожную одежду проектируют с таким расчетом, чтобы под действием кратковременных или длительных нагрузок в подстилающем грунте или малосвязных (песчаных) слоях за весь срок службы не накапливались недопустимые остаточные деформации формоизменения.

Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если в грунте земляного полотна и в малосвязных дискретных (песчаных) слоях обеспечено условие [1, п. 3.30]

Ксдвигпр	Тпр	,	(1.10)

	Т

где Т − активное расчетное напряжение сдвига (часть сдвигающего напряжения, не погашенная внутренним трением) в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции от действующей временной нагрузки (1.13) [1, п. 3.34]; Тпр − предельная величина активного напряжения сдвига (в той же точке), превышение которой вызывает нарушение прочности на сдвиг

верхнего − всю дорожную одежду. Толщину верхнего слоя hв принимают

(1.14) [1, п. 3.35].		И
		И
При практических расчетах многослойную дорожную конструкцию
приводят к двухслойной расчетной модели.
При расчете дорожной конструкцииДна прочность по сдвигоустойчи-
	А
	б

вости грунта земляного полотна в качестве нижнего полубесконечного слоя модели принимаютигрунт (с его характеристиками), а в качестве

равной сумме толщ н слоев одежды ( hi). Расчетная схема представлена

i-1

на рис. 1.8.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзве-

шенный по формуле
С	i k
Eb	Ei hi
	i 1	,	(1.11)
	i k	,	(1.11)
	hi
	i 1

где k − число слоев дорожной одежды; Еi − модуль упругости i-го слоя; hi − толщина i-го слоя.

При расчете по условию сдвигоустойчивости в песчаном слое основания используется расчетная схема рис. 1.9. С помощью номограммы рис. 1.10 [1, рис. 3.2] нижнему слою двухслойной модели условно присваивают

расчетные значения характеристик песчаного слоя сп, φп, а модуль упругости принимают равным общему модулю на поверхности песчаного слоя, [1, п. 3.27]; толщину верхнего слоя модели принимают равной общей толщине слоев, лежащих над песчаным, а модуль упругости Еb вычисляют как средневзвешенное значение для этих слоев по формуле (1.11). Расчетная схема представлена на рис. 1.9.

				И
			Д
		А
Рис. 1.8. Расчетная схема на сдвигоустойчивость в подстилающем грунте
	б
и
С

Рис. 1.9. Расчетная схема на сдвигоустойчивость в песчаном слое

При расчете дорожных одежд по условию сдвигоустойчивости значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, принимают соответствующими температурам, указанным в табл. 1.20.

Действующие в грунте или в песчаном слое активные напряжения сдвига Т вычисляют по формуле

Т = нр,

(1.12)

где н − активное удельное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм рис. 1.10, 1.11 [1, рис. 3.2 и 3.3]); р − расчетное давление колеса на покрытие.

Для номограмм при определении н величину φ принимают по табл. 1.17 и 1.18 для случая воздействия динамической нагрузки (с учетом их числа) [1, табл. 4 и 6 прил. 2].

Активное предельное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя (или в песчаном материале промежуточного слоя) определяют по формуле

N		сцепление в	Тпр = (С + 0,1 р опtg т),	(1.13)
где с	−		И
где с	−		грунте земляного полотна (или в промежуточном

песчаном слое), принимаемое с учетом повторности нагрузки по табл. 1.17

и 1.18 [1, табл. 4 или 6 прил. 2), МПа; z − глубина расположения по-

Доп

верхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, см; γср − средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, кг/см; φcт − расчетный угол внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, град; kд − коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основа-

слой (или песчаныйигрунт)» разделяющей геотекстильной прослойки kд следует принимать равным:

ния.	А
	При устройстве н жнего слоя несущего основания из укрепленных
материалов или при укладкебна границе «несущее основание−песчаный

− 4,5	− для песка крупного;
− 4,0	− средней крупности;
− 3,0	С
− 3,0	− мелкого;

− kд = 2 − при устройстве нижнего слоя несущего основания из неукрепленных материалов и без разделительной прослойки;

− kд = 1 − для подстилающего дорожную одежду глинистого грунта земляного полотна.

Во всех случаях в качестве расчетных значений угла внутреннего трения грунта и малосвязных слоев используют его значения, отвечающие расчетному суммарному числу воздействия нагрузки за межремонтный срок ΣNp. Этувеличину устанавливают по формуле (1.5).

Расчет дорожной одежды по сопротивлению сдвигу в грунте земляного полотна, а также в песчаных материалах промежуточных слоев дорожных одежд ведут в такой последовательности:

а) по табл. 1.21 и 1.22 [1, табл. 2 прил. 3] назначают расчетные модули упругости для слоев из асфальтобетона, соответствующие максимально возможным температурам в ранний весенний (расчетный) период по табл. 1.20 [1, п. 3.33]; назначают по табл. 4 и 6 прил. 2 [1] (с учетом расчетной влажности и общего числа воздействия нагрузки) расчетные прочностные характеристики φ и с грунта земляного полотна и песка промежуточного слоя одежды (если таковой имеется) с учетом требований [1, п. 3. 36]. Остальные расчетные характеристики грунта и материалов те же, что и в рас-

чете по упругому прогибу;	И
б) по номограммам (рис. 1.10 или 1.11) определяют активные напря-

жения сдвига от единичной временной нагрузки, для чего многослой-
ную конструкциюн	приводят к двухслойной модели [1, п. 3.31, 3. 32];
в) по формуле (1.12) вычисляют расчетное напряжение сдвига в
грунте земляного полотна или в песчаном слое одежды;
			А
г) по формуле (1.13) рассчитывают предельное напряжение сдвига;
д) по формуле (1.10) проверяют выполнение условия прочности (с
		б		Д
учетом требуемой надежности);
е) при необходимости, изменяя толщину конструктивных слоев, под-
	и
бирают конструкцию, удовлетворяющую условию (1.10) [1, п. 3.30].
С

				И
			Д
		А
	б
и
С

Рис. 1.10. Номограмма для определения активного напряжения сдвига от временной нагрузки в нижнем слое двухслойной системы (при

				И
			Д
		А
	б
и
С

Рис. 1.11. Номограмма для определения активного напряжения сдвига от временной нагрузки в нижнем слое двухслойной системы (при

Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе. В монолитных слоях дорожной одежды (из асфальтобетона, дегтебетона, материалов и грунтов, укрепленных комплексными и неорганическими вяжущими, и др.) напряжения, возникающие при прогибе под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданного срока службы вызывать образование трещин от усталостного разрушения. Это возможно при условии

=		,	(1.14)
	Кпртр

где σR − наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, устанавливаемое расчетом; Ктрпр − требуемый коэффициент проч-

ности с учетом заданного уровня надежности [1, табл.3.1]; RN − проч-
					И
ность материала слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных
явлений.
Наибольшее растягивающее напряжение σR при изгибе в монолит-
				Д
ном слое определяют с помощью номограммы рис. 1.12 [1, рис. 3.4],
приводя реальную конструкцию к двухслойной модели.
			А
		б
	и
	С

Рис. 1.12. Номограмма для определения растягивающего напряжения σR при изгибе в монолитном верхнем слое двухслойной системы

К верхнему слою модели относят все асфальтобетонные слои, включая рассчитываемый. Толщину верхнего слоя модели hв принимают равной сумме толщин входящих в пакет асфальтобетонных слоев Σhi, а значение модуля упругости устанавливают как средневзвешенное для всего пакета асфальтобетонных слоев по формуле (1.11). Нижним (полубесконечным) слоем модели служит часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, включая грунт рабочего слоя земляного полотна. Модуль упругости нижнего слоя модели определяют путем приведения слоистой системы к эквивалентной по жесткости с помощью номограммы рис. 1.12 [1, рис. 3.1]. Порядок определения параметров показан на рис. 1.12 пунктирными линиями со стрелками.

При использовании номограммы рис 1.12 расчетное растягиваю-

щее напряжение определяют по формуле
			И	(1.15)

где − растягивающее	напряжение от единичной нагрузки при расчет-
	=	в,
		Д		Кв − коэф-
ных диаметрах площадки, передающей нагрузку [1, рис.3.4];

фициент, учитывающий особенности напряженного состояния покры-

А	Кв=0,85 (при расчете под
тия конструкции под спаренным баллоном,

однобаллонное колесо Кв =1,00); р − расчетное давление по табл. 1.4 [1, табл.1 прил.1].

Прочность материала монолитного слоя на многократное растяжение при изгибе определяют по формуле

				(1.16)
где R − нормат вное значен е предельного сопротивления растяжению
N	б=	(1−	),
(прочность) при	зг бе для расчетной низкой весенней температуры
при однократном приложении		нагрузки,	принимаемое по табл. 1.22
	и
[1, табл.1 прил.3); k1 − коэффициент, учитывающий снижение прочности

вследствие Сусталостных явлений при многократном приложении нагрузки; k2 − то же, под воздействием погодно-климатических факторов (табл. 1.30) [1, п. 3.41]; νR − коэффициент вариации прочности на растяжение (табл. 1.3); t − коэффициент нормативного отклонения табл. 1.15 [1, прил. 4).

Таблица 1.30. Определение значений коэффициента k2

Асфальтобетон расчетного слоя	Значение k2
Высокоплотный	1,0
Плотный марки:	0,95
I	0,95
II	0,90
III	0,80
Пористый и высокопористый	0,80

Таблица 1.31. Рекомендуемые значения коэффициента вариации

Характеристика

Относительная влажность грунта рабочего слоя, прочность асфаль-	0,10
тобетонных слоев на растяжение при изгибе

Коэффициент k1, отражающий влияние на прочность усталостных процессов, вычисляют по выражению

= , (1.17)

∑

где ΣNр − расчетное суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы монолитного покрытия, определяемое по формуле (1.15) с учетом числа расчетных суток за срок службы [1, прил.6]; m − показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя, табл. 1.22 [1, табл.1 прил. 3]; α − коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой, а также вероятность совпадения во времени расчет-

ной (низкой) температуры покрытия и расчетного состояния грунта ра-
бочего слоя по влажности, табл. 1.22 [1, табл.1 прил. 3].
			А
ке:	Расчет на усталостную прочность выполняютИв следующем поряд-
ке:		б		модели (рис. 1.13) и оп-
		б
	а) приводят конструкцию к двухслойнойД
ределяют hв/D и Ев/ЕН;
	и
	и
	С		Σh	Еср вз
			Σh
					Еобщ'''
					Еобщ'''

Рис. 1.13. Расчетная схема

<<< < Предыдущая 12 / 82 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
07.01.202112.4 Mб972489.pdf
#
07.01.2021371.26 Кб4249.pdf
#
07.01.202112.58 Mб92490.pdf
#
07.01.202112.85 Mб132491.pdf
#
07.01.202112.89 Mб122492.pdf
#
07.01.202112.89 Mб212493.pdf
#
07.01.202113.06 Mб192494.pdf
#
07.01.202113.16 Mб402495.pdf
#
07.01.202113.16 Mб192496.pdf
#
07.01.202113.16 Mб222497.pdf
#
07.01.202113.16 Mб272498.pdf