3422

Рисунок 2.5 – Схема для расчета прочности дорожной одежды по методу упругого прогиба многослойных дорожных одежд

Значения W для II и III дорожно-климатических зон приведены в таблице 2.5. В таблице 2.5 приведены значения W, установленные ВСН 46— 83 для дорожных одежд с усовершенствованными покрытиями (водонепроницаемыми) общей толщиной 0,75м.

Таблица 2.5.– Расчетные значения среднемноголетней влажности

Таблица 2.6 – Расчетные характеристики грунтов, мало зависящих от влажности

Примечание. При расчете одежд на действие статических нагрузок модули упругости уменьшаются на 5 %.

22

Для лесных дорог с водопроницаемыми покрытиями из зернистых материалов и с одеждами переходного типа, имеющими толщину, как правило, не более 0,4м, табличные значения влажности не годятся. Их следует увеличивать: для 1-го типа местности на 0,10 WT, для 2-го — на 0,12 Wr и для 3-го — на 0,15 Wr, принимая при этом их в качестве расчетных. Можно пользоваться и значениями W из инструкции ВСН 46—72, где они определены для дорожных одежд толщиной до 0,5м.

В таблице 2.7 приведены расчетные значения прочностных характеристик: модулей упругости Е, угла внутреннего трения.

Таблица 2.7 – Расчетные значения

Примечание. При расчете на действие статической нагрузки модуль упругости для связных грунтов уменьшают до 15 %.

23

Нормативные значения прочностных характеристик некоторых основных дорожно-строительных материалов приведены в таблице 2.8.

Таблица 2.8 – Нормативные значения характеристик

Основы расчета малосвязных слоев одежды и грунта земляного полотна по сдвигу. Условие устойчивости против возникновения сдвигов в земляном полотне или слоях из малосвязных материалов выражается зависимостью Кулона

24

где τmax — максимальное касательное напряжение; σ — нормальная составляющая напряжений к площадке, где действуют максимальные касательные напряжения; φ — угол внутреннего трения; с — сцепление; τн — максимальное активное напряжение сдвига от расчетной временной нагрузки, определяемое по номограмме (рис. 2.6); τав — активное напряжение от собственной массы одежды, определяемое по графику (рис. 2.7). Сдвиг в грунте не возникает, если нормированный коэффициент прочности (см. табл. 2.1)

здесь k1 — коэффициент, учитывающий воздействие на одежду колебаний, вызываемых подвижной нагрузкой (k1=0,6, а при длительном воздействии — 0,9); k2 — коэффициент запаса, учитывающий неоднородность условий работы, определяемый по графику (рис. 2.8), а при длительном воздействии или интенсивности движения менее 50 авт/сут, равный 1,23; k3 — коэффициент, учитывающий влияние свойств грунтов, равный для песков — 5...7, для супесей крупных и песков пылеватых — 3 и для глинистых грунтов

— 1,5.

При пользовании графиком (см. рис. 2.6) величина среднего модуля

где h1 и h2 — толщина нижнего и верхнего слоев, м; Е1 и Е2 — модули упругости материалов слоев, МПа.

25

Цель работы:

1.Определить интенсивность движения автопоездов.

2.Рассчитать или определить по графику требуемый модуль упругости.

3.Составить расчетную схему 2-х слойной дорожной одежды (нижний слой – песок, верхний – щебень, гравий).

4.Определить толщину дорожной одежды.

5.Выполнить проверочный расчет по сдвигу грунта земляного полотна.

28

Пример расчета.

Согласно заданию и материалам производственной практики на проектируемой дороге принимаем двухслойную дорожную одежду, где основанием является песок, а покрытием щебень уложенный по способу заклинки. Способ заклинки заключается в укладки щебня сначала крупного (20-40 см), затем среднего (10-20 см) и в конце мелкого (3-10 см). Каждый слой рассыпи осаживается катком и уплотняется с поливкой водой.

Такая дорожная одежда относится к переходному типу дорожных

одежд.

Дорожные одежды переходного типа рассчитывают по двум критериям:

1.по сопротивлению упругому прогибу;

2.по сопротивлению сдвигу в грунте и слоях из малосвязных материалов, а одежды с усовершенствованным покрытием, кроме того по сопротивлению растяжению при изгибе монолитных слоев.

Расчёт по допустимому упругому прогибу:

Расчетная интенсивность движения автомобилей за сутки Nр, авт/сут определяется по формуле (2.3):

Рекомендуется Qлет принимается 35 % от годового объёма древесины и Qлет составляет 160000 0,35 =56000 м3. Согласно задания Тлет= 179 дней,

Qпол= 25 м3 , Sm= 3,52 для автопоезда МАЗ 5434. Расчёт по формуле (2.3) даёт:

Np =1,2 1,04 2556000179 3,52 = 54 авт/сут

Требуемый общий модуль упругости одежды находим по графику на рисунке 2.3. Для автомобилей группы А – Етр= 180 МПа.

29

Определив Етр, МПа переходим к расчету толщины слоев одежды. Основное условие прочности одежды по рассматриваемому критерию выразится так:

где kпр - коэффициент прочности для различных типов дорожных одежд; Еоб - общий модуль упругости одежды, зависящий от числа и толщины

конструктивных слоев, прочностных свойств материалов слоев. Принимаем для дорожных одежд переходного типа kпр= 0,63 (табл.2.2]. Расчёт по формуле:

Еоб = 0,63 180 =113,4 МПа Находим расчетную влажность грунта по формуле:

Wр = W (1+ t VW ) ,

где W - средняя влажность (в долях от границы текучести);

VW - коэффициент вариации; t – коэффициент нормативного отклонения. По рекомендациям таблицы 2.6, t = 0,26 для переходных покрытий, VW=0,1.

Район строительства дороги расположен в климатической зоны избыточного увлажнения II1 и относится ко II типу местности. Таким образом, средняя влажность определяется по таблице 2.6 для зоны II1 и типа местности II, вида грунта – суглинки W = 0,68. Для лесных дорог с водопроницаемыми покрытиями из зернистых материалов и с одеждами переходного типа табличные значения влажности не годятся. Их следует увеличивать для II – го типа местности на 0,12Wт , принимая их в качестве расчетных.

Отсюда

Wр =1,12 0,68 (1+0,26 0,1) = 0,80

30