- •И.А. Гладышева, т.В. Самодурова, о.В. Гладышева, о.А. Волокитина
- •1. Основные сведениея о жестких дорожных одеждах
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Конструктивные слои жесткой дорожной одежды
- •Минимальная рекомендуемая толщина покрытия
- •1.3. Продольные и поперечные швы
- •1.4. Штыревые соединения и армирование покрытий
- •1.5. Требования к жесткой дорожной одежде с цементобетонным
- •1.6. Основные принципы и задачи конструирования
- •1.7. Типовые конструкции дорожных одежд с цементобетонным
- •2. Расчетные нагрузки, характеристики материалов
- •2.1. Расчетные нагрузки и интенсивность движения
- •Параметры расчетной нагрузки
- •Перспективную интенсивность движения на последний год срока службы дорожной одежды определяют по формуле
- •Суммарный коэффициент приведения Sm.Сум
- •Значение коэффициента kп в зависимости от категории дороги
- •2.2. Нормативные и расчетные характеристики цементобетона
- •Рекомендуемые минимальные классы прочности цементобетона
- •Значения начального модуля упругости цементобетона
- •Расчетный модуль упругости бетонного покрытия в зоне швов покрытия
- •Марка бетона по морозостойкости
- •2.3. Расчетные характеристики дорожно-строительных материалов
- •Механические характеристики теплоизоляционных слоев
- •2.4. Определение расчетных характеристик грунта рабочего слоя
- •Среднее многолетнее значение относительной влажности грунта
- •Поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин
- •Коэффициент нормированного отклонения
- •3. Расчет жеской дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием
- •3.1. Напряжения, возникающие в плите под действием внешней
- •По классификации профессора м.И. Горбунова-Посадова в зависимости от величины показателя s плиты, лежащие на упругом основании, могут быть разделены по жесткости на три категории:
- •3.2. Температурные напряжения
- •3.3. Расчет основания
- •3.4. Расчет толщины плиты
- •3.5. Проверочный расчет продольной устойчивости покрытия
- •4. Проверка конструкции дорожной одежды
- •Классификация грунтов по степени пучинистости при замерзании
- •Группы грунтов по степени пучинистости
- •Допускаемая величина морозного пучения
- •Значения коэффициента Кпл для грунта рабочего слоя
- •Значение коэффициента Кгр
- •Значение коэффициента Квл
- •Значение коэффициента Кувл при 1-ой схеме увлажнения
- •Значение коэффициента Спуч
- •Значение коэффициента Ср
- •Значения показателя Спуч при расчете толщины теплоизолирующего слоя
- •5. Жесткая дорожная одежда с цементобетонным
- •5.1. Конструктивные особенности жесткой дорожной одежды
- •5.2. Требование к жесткой дорожной одежде с цементобетонным
- •5.3. Конструирование жесткой дорожной одежды с цементобетонным
- •Минимальные значения толщины слоя асфальтобетона и цементобетона
- •Расчетные значения модуля упругости асфальтобетона при расчете на длительную нагрузку
- •Конструктивные слои из черного щебня
- •5.4. Расчет толщины цементобетонного основания
- •5.5. Проверка толщины асфальтобетонного покрытия
- •6. Жесткая дорожная одежда со сборным покрытием
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Конструирование дорожной одежды со сборным покрытием
- •6.3. Требования к дорожной одежде со сборным покрытием
- •7. Непрерывно армированные цементобетонные покрытия и основания
- •7.1. Конструкции непрерывно армированных цементобетонных
- •7.2. Требования к материалам
- •7.3. Общие положения расчета непрерывно армированных покрытий
- •7.4. Расчет покрытий на воздействие объемных изменений материала
- •7.5. Расчет покрытий на воздействие автомобильных нагрузок
- •7.6. Конструктивные особенности непрерывно армированных оснований
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Пример расчета жесткой дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием
- •1. Задание для проектирования
- •2. Определение расчетной нагрузки и интенсивности движения
- •3. Конструирование дорожной одежды Предварительно принимаем следующую конструкцию дорожной одежды:
- •4. Определение расчетных характеристик материалов и грунта
- •5. Определение общего модуля упругости основания
- •6. Расчет основания по условию сдвигоустойчивости
- •7. Расчет толщины плиты
- •8. Определение расстояние между швами сжатия (длины плит)
- •9. Определение расстояния между швами расширения
- •Приложение 2 Пример расчета дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием и цементобетонным основанием
- •1. Задание для проектирования
- •2. Определение расчетной нагрузки и интенсивности движения.
- •3. Конструирование дорожной одежды
- •4. Определение расчетных характеристик материалов и грунта
- •5. Определение общего модуля упругости грунта и дополнительного слоя
- •6. Расчет основания по условию сдвигоустойчивости
- •7. Проверка расчетом толщины цементобетонного основания
- •8. Проверка толщины асфальтобетонного покрытия
- •Дорожно-климатическое районирование
- •Теплофизические характеристики дорожно-строительных материалов
- •Для студентов, обучающихся по специальности «Автомобильные дороги и аэродромы» направления подготовки 653600 «Транспортное строительство»
3. Расчет жеской дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием
3.1. Напряжения, возникающие в плите под действием внешней
нагрузки
Расчет жестких дорожных одежд дает возможность правильно оценивать их общую прочность, трещиностойкость и устойчивость под воздействием подвижных нагрузок и влиянием температурных изменений.
На цементобетонные покрытия оказывают влияние следующие факторы:
- кратковременная расчетная нагрузка, которая вызывает изгиб плит;
- перепады температуры, которые вызывают сжимающие и растягивающие напряжения и обусловливают возникновение трения плиты по основанию;
- изменение температуры по толщине плиты, вызывающее коробление плит.
Расчет толщины монолитного цементобетонного покрытия производят с учетом величины и повторяемости суммарных напряжений от нагрузок автомобилей и температуры.
Рис.3.1. Схемы приложения нагрузки |
Возможны три расчетные схемы действия подвижной нагрузки от колеса автомобиля на прямоугольную плиту: - в центре плиты (I), - на угол плиты (II) - на край плиты (III). Расчетные схемы приложения нагрузки приведены на рис.3.1. Моменты, вызывающие растяжение нижней поверхности плит, считают |
положительными, а моменты, вызывающие растяжение в верхней поверхности плит – отрицательными.
Наибольшие напряжения возникают при действии нагрузки на край и на угол плиты. Поэтому одной из основных расчетных зон жесткого покрытия является зона полосы наката вблизи середины внешнего продольного края плиты, в которой возникают наибольшие положительные изгибающие моменты от нагрузки.
При расположении нагрузки на полосе наката в непосредственной близости от поперечного шва (угол плиты) в плите возникают наибольшие по абсолютной величине отрицательные изгибающие моменты.
При расчете монолитных цементобетонных покрытий на упрочненных основаниях со штыревыми соединениями в поперечных швах ограничиваются расчетом на наибольшие положительные изгибающие моменты, которые по абсолютной величине существенно больше отрицательных.
За расчетное поперечное сечение расположения нагрузки от колеса автомобиля на поверхности покрытия при расчете вновь проектируемых дорожных одежд на прочном земляном полотне принимают середину края плиты, соответствующую наибольшему числу проходов правых колес. В расчетном поперечном сечении определяют изгибающие моменты (Ми) и напряжения от нагрузок (σр) и температуры (σТ), действующие в продольном направлении покрытия.
Жесткость плит, лежащих на упругом основании, характеризуется показателем S, который может быть рассчитан по формуле [8]
, (3.1)
где Еэ.осн - эквивалентный модуль упругости основания; μо – коэффициент Пуассона основания; Еб и μб – то же бетонной плиты; h – толщина бетонной плиты, см; r0 – половина наименьшей стороны плиты, см.
Эквивалентный модуль упругости основания как многослойной конструкции определяется путем последовательного приведения слоистой системы к двухслойной [3].