2.2. Расчёт нежёсткой дорожной одежды облегченного типа
2.2.1. Исходные данные
Требуется запроектировать нежёсткую дорожную одежду облегченного типа со следующими исходными данными:
− автомобильная дорога категории III в Кемеровской области; − III дорожно-климатическая зона;
− перспективная интенсивность движения на 20-й год срока службы N20 = 4300 авт./сут;
− приращение интенсивности движения q = 0,05;
− состав потока:легковые − 46 %; автобусы − 3 %; грузовые: до 2 т
− 10%, от 2 до 6 т −11 %, от 6 до 8 т − 10 %, от 8 до 14 т − 10 %, свыше 14 т − 10%;
− грунт рабочего слоя земляного полотна – песок средней крупно-
сти. |
Д |
|
В соответствии с категорией дороги и дорожно-климатической зо- |
ной по приказу Минтранса РФ от 1 ноября 2007 г. (табл. 1.6) выписыва- |
||||||
ем данные в табл. 2.4. |
|
|
И |
|||
Таблица 2.4. Назначение сроков службы по варианту |
||||||
Категория |
|
Тип дорожной |
Межремонтный |
Коэффициент надёжности |
||
дороги |
|
одежды |
|
срок, лет |
и дорожной одежды |
|
|
|
|
А |
|
|
|
III |
|
Кап тальный |
|
12 |
|
0,90 |
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
Облегченный |
12 |
|
0,85 |
|
|
и |
|
||||
Назначаем срок службы для капитального типа дорожной одежды |
||||||
Тсл = 12 лет. В соответствии с СП [2] |
и ОДН [1] принимаем нагрузку |
|||||
типа А2, значение нагрузки Q = 110 кН, p = 0,6 МПа. |
||||||
|
С |
|
|
|
|
|
2.2.2. Расчёт интенсивности движения, приведенной к расчетной нагрузке
Интенсивность автомобилей на t срок, равный 12 лет, определяется по формуле
N12 |
4960 |
334,14авт./сут. |
|
1 0,05 8 |
|||
|
|
Составляем таблицу для расчета приведенной интенсивности на 12 лет срока службы покрытия (табл. 2.5).
66
Таблица 2.5. Расчёт приведенной интенсивности
Тип |
Процент |
Количество |
Коэффициент |
Приведенная |
|
интенсивность |
|||||
автомобиля |
в потоке |
автомобилей |
приведения Sm |
||
Nm·Sm |
|||||
|
|
|
|
||
Автобусы, т |
3 |
101,22 |
0,7 |
70,85 |
|
Грузовые, |
10 |
337,41 |
0,005 |
1,68 |
|
груз до 2 т |
|||||
|
|
|
|
||
2 -6 т |
11 |
371,15 |
0,2 |
74,23 |
|
|
|
|
|
|
|
6-8 т |
10 |
337,41 |
0,7 |
236,18 |
|
|
|
|
|
|
|
8 -14 |
10 |
337,41 |
1,25 |
421,16 |
|
|
|
|
|
|
|
14 т |
10 |
337,41 |
1,5 |
506,11 |
|
|
|
|
|
|
|
Итого |
|
∑1822,01 |
- |
∑1310,81 |
|
|
|
|
|
|
Величину Np приведенной интенсивности на последний год службы
определяют по формуле (1.4): |
|
|
|
|
|
Nр |
= 0,55 ∙ 1310,81 = 720,95 ед./сут. |
||||
|
|
|
Д |
||
Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчет- |
|||||
ных нагрузок за срок службы по формуле (1.5): |
|||||
|
А |
|
|
||
Nр |
|
|
12,60 И |
||
0,7 1822,01 |
|
|
|
135 1,32 1767714,1. |
|
1,05 |
(12 1) |
||||
|
|
|
|
||
2.2.3. Расчет конструкции в целом по допускаемому упругому |
|||||
прогибу |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
Конструкц я дорожнойбодежды в целом удовлетворяет требовани- |
|||||
ям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии |
|
(1.8). |
и |
Величину минимального требуемого общего модуля упругости конструкции вычисляют по эмпирической формуле (1.9), в соответствии с которой определяем значение Еmin:
Еmin = Еобщ = 294,96 ∙ 1,1 = 324,46 МПа.
Независимо от результата, полученного по формуле (1.9), требуемый модуль упругости должен быть не менее указанного в табл. 1.29.
Определяем расчетную влажность грунта рабочего слоя по фор-
муле (1.7).
Wр = (0,62 + 0 – 0,02) ∙ (1,0 +0,1 ∙ 1,06) – 0 = 0,66.
Предварительно назначаем конструкцию и расчетные значения расчетных параметров.
Назначаем конструкцию дорожной одежды облегченного типа и формируем табл. 2.6 расчетных характеристик материалов слоев конструкции.
67
Таблица 2.6. Расчетные характеристики материалов слоёв
|
|
|
Е, МПа |
Расчёт на растяжение |
||||
Материал слоя |
h, |
при расчёте по |
при изгибе |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
см |
допустимому |
по сдвигоустойчи- |
Е, |
R0, |
|
|
||
|
|
упругому |
α |
m |
||||
|
|
прогибу |
вости |
МПа |
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
А/б плотный, мелкозер- |
6 |
2400 |
550 |
3600 |
9,5 |
6,3 |
5 |
|
нистый (БНД 90/130) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
А/б пористый |
6 |
1400 |
510 |
2200 |
7,8 |
7,6 |
4 |
|
(БНД90/130) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Черный щебень, уложен- |
15 |
500 |
500 |
500 |
– |
– |
– |
|
ный по способу заклинки |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЩГС |
x |
180 |
180 |
180 |
– |
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
Подстилающий грунт: |
– |
100 |
φст = 22 °С |
100 |
– |
– |
– |
|
сст=0,003 МПа |
||||||||
песок средний |
|
|
φд = 22 °С |
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
||
|
|
|
сд = 0,003 МПа |
|
|
|
|
|
В табл. 2.6 принимаем расчетные характеристики материалов конструктивных асфальтобетонных слоев:
1) |
модуль упругости Е по допустимому прогибу берём по табл. |
|
|
|
б |
1.21 при температуре 10 ºС; |
||
2) модуль упругости Е по сдвигоустойчивости берём по табл. 1.21 |
||
|
и |
|
при температуре 30 ºС для IIIАДКЗ; |
||
3) |
характер ст ки на растяжение при изгибе берём из табл.1.22; |
|
4) |
С |
|
все остальные матер алы слоев берём по табл. 1.23 – 1.28; |
||
5) |
расчетные значен я модулей упругости грунтов по – табл. 1.16; |
|
6) |
расчетные значения сдвиговых характеристик песков и песча- |
|
ных слоев в зависимости от расчетного числа приложения расчетной нагрузки берём по табл. 1.17 и 1.18 (φст=31 °С; с=0,003 МПа; φст=22 °С; с = 0,003 МПа).
Послойный расчет ведём сверху вниз:
1)Eобщ
h1 |
E1=2400 |
Еобщ' |
По формуле (2.8) запишем отношение:
По формуле (2.9) запишем отношение:
== 0,15.
общ = , = 0,14.
68
Определяем по номограмме рис. 1.7: общ |
|
|
||||||||
Отсюда определяем:Еʹобщ = 0,12 ∙ 2400 |
МПа. |
|
||||||||
|
= 0,12. |
|
||||||||
Определяем Еʹобщ |
по номограмме (см. рис. 1.7) |
для определения |
||||||||
общего модуля упругости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2) |
общ′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h2 |
E2=1400 |
общ′′ |
|
6 = 0,15, |
|
|
||||
|
|
|
|
= |
|
|
|
|||
|
|
|
общ |
39 |
|
|
, |
|
||
|
общ′′ |
|
′′ |
|
= |
= 0,21 |
|
|||
|
= 0,18;→ |
общ |
= 0,18∙1400 = 252МПа. |
|||||||
3) |
E3=500 |
общ′′ |
|
|
|
|
И |
|
||
h3 |
|
|
|
общД′′′ |
|
|
||||
|
|
А= = 0,38, |
|
|
||||||
|
общ′′′ |
бо щ′′ |
|
252 |
= 0,50, |
|
|
|||
|
|
|
|
′′′ |
|
|
|
|||
|
и= 0,37;→ |
= |
|
|
|
|||||
|
общ500 |
|
|
|
МПа. |
|||||
4) |
|
|
= 0,37∙500 = 185 |
|
||||||
x |
E4=180 |
общ′′′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eгр= 100 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
гр |
|
|
|
|
|
|||
|
|
общ′′′= |
180 = 0,56, |
|
|
|||||
|
|
|
|
= |
185 |
= 1,03, |
|
|||
|
|
|
|
180 |
|
|||||
= 39 = 0,24; → = 0,24∙39 = 10см.
69