2549

Из первого варианта следует, что общая толщина конструкции

почти в 2 раза. Второй вариант расчета при увеличении нижнего слоя асфальтобетонного покрытия до H2=15 см и основания из укрепленного суглинка до H3=45 см снижает напряжения на грунт до4 =0,036 МПа, что допустимо близко к R 0,032, и поэтому условие

(10.11) выполняется.

Итак, из приведенных примеров видно, что конструирование сводится к выполнению условия (10.11) путем изменений толщины одного или нескольких слоев или модулей их упругости.

Одним из высокоэффективных способов снижения напряжений сжатия в связных грунтах под дорожной конструкцией является применение слоев повышенной жесткости по сравнению с вышележащим слоем и нижележащим грунтом. При быстропротекающих процессах нагружения на границе верхнего и жесткого слоев возникают добавочные напряжения за счет отражения

волны напряжений и в верхнем слое они составят zb z Kотр. Под жестким слоем в грунте напряжения убывают до значения

zн zKпр за счет преломления волны напряжений. Слои повышенной жесткости толщиной H характеризуются произведением ЕH3. Поэтому по этой характеристике и номограмме (рис. 10.5) получают значения Котр и Кпр .

103

Для примера 2, варианта 2, в котором напряжения сжатия на грунт существенно превышают допустимые, произведем снижение напряжений путем введения в конструкцию жесткого слоя из цементобетона толщиной Н4=14 см и модулем упругости Е=30000 МПа. Произведение составит ЕН3=0,082·108 МПа·см3. По этой величине и рис. 10.5 Котр=3,2 и Кпр=13. Расчет сведем в табл. 10.8, вариант 3, из которого следует выполнение условия (10.11).

Таким образом, для примера 2 приемлемы 2-й и 3-й варианты дорожных конструкций с общей толщиной 65 и 49 см соответственно.

Вообще же можно применять гораздо больший арсенал слоев, обладающих эффектами отражения и преломления1.

Таблица 10.8

Расчет варианта 3

1 Эти слои названы «отражающими экранами» еще в 1975 г. в книге А.В. Смирнова «Динамика дорожных одежд автомобильных дорог» [6].

104

11.РЕЗУЛЬТАТЫРАСЧЕТА ТИПОВЫХДОРОЖНЫХКОНСТРУКЦИЙ

Расчеты толщины дорожных конструкций нежесткого типа произведены методом «динамического прогиба» (СибАДИ) при использовании расчетной программы DINWAY-2 (СибАДИ). Расчеты произведены с точностью ± 5% отклонений расчетного динамического прогиба от требуемого (или допустимого). Всего рассчитано 150 конструкций, предназначенных для работы в дорогах I, II и III категорий:

–в условиях среднего, тяжелого и очень тяжелого движения;

–в условиях увлажнения связных грунтов земляного полотна (легкие суглинки, тяжелые суглинки, глины) во II, III и IV дорожно-

105

климатических зонах России;

–для покрытий из плотного и пористого асфальтовых бетонов (для дорог I и II категорий);

–для покрытий с использованием черного щебня (III категория)

идвухслойных покрытий из плотного асфальтобетона и нижнего слоя из черного щебня (II категория);

–с дискретными основаниями (щебеночными) 4-х марок прочности;

–с 9-ю видами оснований из каменных материалов и грунтов, укрепленных цементом I и II классов прочности;

–с толщиной асфальтобетонных покрытий, гарантирующих выносливость на дорогах I и II категорий соответственно в 7,5 млн и 2,5 млн нагружений полос движения приведенными нагрузками АК100.

Результаты расчета дорожных конструкций приведены на рис. 11.1, 11.2, 11.3 и в табл. 11.1 и 11.2.

106

Рис. 11.1. Толщина дорожных конструкций нежесткого типа для дорог I технической категории с асфальтобетонными покрытиями и выносливостью до 7,5 млн нагрузок АК-100 для тяжелого и очень тяжелого движения:

–плотный асфальтобетон; – пористый асфальтобетон;

–толщина слоя, см; – общая толщина конструкции, см

107

Рис. 11.2. Толщина дорожных конструкций нежесткого типа для среднего движения: – плотный асфальтобетон; – пористый асфальтобетон;

– толщина слоя, см; – общая толщина конструкции, см

108

Рис. 11.3. Толщина дорожных конструкций нежесткого типа для дорог I, II и III категорий с использованием в покрытиях черного щебня: – плотный асфальтобетон; – пористый

асфальтобетон; – черный щебень; – толщина слоя, см;

– общая толщина конструкции, см

109

Таблица11.1

Общаятолщинадорожныхконструкций(знаменатель)длятяжелогоисреднегодвижения

надорогахIиIIкатегорий(числитель–толщинаоснования/толщинаасфальтобетонногопокрытия),см

Примечание. Замена щебеночного основания из фракционного щебня I марки на фракционный щебень II, III марок и рядовой (I – IV марок) увеличивает толщину оснований соответственно на 10 %, 21 % и 33 %.

111