Проект дорожной одежды нежесткого типа

По табл. 7.1 назначаем коэффициент надежности.

Примечание. Для дороги III категории с капитальным типом покрытия и нагрузкой А3 примем уровень надежности 0,90.

Таблица 7.1

Значения минимальных коэффициентов прочности дорожных одежд, предназначенных для движения группы нагрузок А3

Примечание. По табл. 1.5 определим срок службы дорожной одежды, который составит 11 лет.

161

Для устройства покрытия примем модифицированный битум марки БМА 100/130. Для устройства нижнего слоя примем битум марки БНД 60/90 (см. табл. 1.6).

Расчетный уровень надежности материала покрытия назначим ниже.

Значение суммарного коэффициента приведения при упрощенном подходе Sm сум определяют по формуле

n

Sm сум 1 Sn pn ,

где n – число групп отдельных автомобилей;

Sn – коэффициент приведения конкретной группы автомобилей по прил. 4;

рn – удельное количество автомобилей данной группы, доли единицы.

Состав транспортного потока примем по данным раздела «Конструирование и расчет дорожных одежд при новом строительстве». Для этого воспользуемся данными таблицы. Изменения касаются значений коэффициентов приведения (нагрузка А3). Коэффициенты назначаем по табл. П4.1 прил. 4.

Расчет выполним в табличной форме (табл. 7.2).

Таблица 7.2

162

Окончание табл. 7.2

Получаем суммарный коэффициент приведения:

Sm сум = 0,3 0,012 + 0,4 0,05 + 0,2 0,05 + 0,02 0,87 + 0,02 1,1 +

+ 0,02 1,1 + 0,02 1,7 + 0,02 0,8 = 0,145.

Примечание. Величину приведенной интенсивности движения на последний год срока службы дорожной одежды Np, ед./сут., определяем по формуле:

N p fполNm Sm 0,55 592 0,145 47 авт./сут.,

где fпол = 0,55 – коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним;

Nm – число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств в физических единицах на конец срока службы (началь-

163

—■ — – при приведении к группе нагрузок А1

—▲ — – при приведении к группе нагрузок А2

—х — – при приведении к группе нагрузок А3

Рис. 7.3. Зависимость общего уровня надежности асфальтобетона от минимальной суточной интенсивности приведенной транспортной нагрузки

на последний год службы дорожной одежды

164

Коэффициент суммирования Kс определим по формуле

Kc qTсл 1 1,0111 1 11,6,

q1 1,01 1

где q – показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам;

р = 1 % (по заданию);

q = 1 + 0,01p = 1 + 0,01 1 = 1,01.

Значение Трдг центрального дорожно-климатического района составит 130 дней.

Значения коэффициента, учитывающего вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого, принимаем по табл. 1.10.

В данном случае kn = 1,38. Тогда

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

Eоб Emin Kпртр,

где Еоб – общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа; Еmin – минимальный требуемый общий модуль упругости кон-

струкции, МПа;

Kпртр – требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по

критерию упругого прогиба, принимается в зависимости от требуемого коэффициента надежности.

Величину минимального требуемого общего модуля упругости

конструкции дорожной одежды при Nр > 4 104, авт., Еmin, МПа, вычисляем по формуле

Еmin = 98,65 (lg( Nр) – c) = 98,65 (lg 61 960 – 3,05) = 172 МПа,

165

где Nр = 61 960 авт. – суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды;

с – коэффициент, зависящийотгруппы нагрузки(для А3 с = 3,05). По табл. 4.2 для нагрузки А3 и дороги III категории значение Еmin

отсутствует.

Принимаем Етр = Еmin = 172 МПа. Значение Kпртр принимаем по табл. 4.3

Kпртр 1,0.

Требуемый модуль упругости дорожной одежды

Етр KпртрЕmin 172 1,0 172 МПа.

Расчет толщины слоев усиления.

Устройство слоев усиления должно обеспечить выполнение условия:

Етр ЕфKз,

где Еф – фактический расчетный эквивалентный модуль упругости дорожной одежды со слоями усиления.

Для расчета Еф определяем общий эквивалентный модуль упругости старой дорожной одежды Еоп.

Kз – коэффициент запаса прочности (принимаем по табл. 4.3). Ввиду того, что фрезерование необходимо как из условия борьбы с отраженными трещинами, так и по условию дефектности покрытия, значение Еоп определяем расчетом в соответствии со схе-

мой (∆h – глубина фрезерования) (рис. 7.4).

K Еобщ

∆h

Еоп

Рис. 7.4. Схема для расчета слоев усиления

166

Для определения Еоп составляем расчетную схему старой дорожной одежды. Расчет ведем сверху вниз по обычной методике. При этом эквивалентный диаметр принимаем для нагрузки А3. Расчетные характеристики материалов принимаем при температуре 10 С. Модуль упругости монолитных слоев (асфальтобетона)

Ер = ЕтKн,

где Ет – табличное значение модуля (табл. П7.2 прил. 7); Kн – коэффициент надежности (Kн = 1 – ДП).

Так как по расчету Kн < Kндоп (0,6 < 0,8), принимаем Kн = 0,8. Используя данные прил. 7 определяем расчетные характеристики

материалов слоев усиления, представленные в табл. 7.3.

Таблица 7.3

Расчетные характеристики материалов

167

Примечание. 1. (прил. 7) для асфальтобетонов типа Г величины увеличивают в 1,20 раза:

2. (табл. П7.4 прил. 7) при применении битума БМА 100/130 показатели увеличивают в 1,05 раза, С – в 1,20 раза:

φо = 43 1,05 = 45º; С = 0,28 1,2 = 0,34 МПА.

Фрезерование старого покрытия производим на глубину 4 см из условия дефектности. Составляем расчетную схему для определе-

ния Еоп (рис. 7.5). В качестве базового принимаем схему конструкции дорожной одежды с учетом коррекции модулей.

Рис. 7.5. Схема конструкции старой дорожной одежды

Значение Е1 и Е2 определим с учетом коэффициента надежности. Для верхнего слоя:

Ер = ЕтKн = 2400 0,80 = 1920 МПа.

Для нижнего слоя:

Е = ЕтKн = 1400 0,80 = 1120 МПа.

168

Всоответствии с заданием значение эквивалентного модуля упру-

гости дорожной одежды в момент ремонта Еобщ составляет KнЕоб (общий эквивалентный модуль упругости старой дорожной одежды см. раздел «Конструирование и расчет дорожных одежд при новом строительстве»).

Вданномслучае Еоб = 132 МПа. ТогдаЕобщ = 0,80 132 = 106 МПа. Определяем значение Еоп. При фрезеровании на глубину 4 см

полностью удаляется верхний слой покрытия (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Схема для определения Еоп

Расчетом сверху вниз находим эквивалентный модуль на поверхности нижнего слоя покрытия EэI:

h1 / D = 4 / 41 = 0,098;

Eобщ / E1 = 106 / 1920 = 0,055.

По номограмме:

EэI / E1 = 0,06;

EэI = 0,06 1920 = 115 МПа.

Определяем Еоп:

h2 / D = 6 / 41 = 0,146;

EэI / E2 = 115 / 1120 = 0,10.

169

По номограмме:

Еоп / E2 = 0,08;

Eоп = 0,08 1120 = 90 МПа.

Рассчитываем усиление по критерию упругого прогиба в соответствии со схемой (рис. 7.7):

Рис. 7.7. Расчетная схема для определения толщины слоев усиления

Принимаем толщину выравнивающего слоя минимальной, равной для песчаного асфальтобетона 1 см.

Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности слоя песчаного асфальтобетона расчетом снизу вверх:

h3 / D = 1 / 41 = 0,02; Eоп / Е3 = 90 / 3200 = 0,28.

По номограмме:

EэII / Е3 = 0,03;

EэII = 0,03 3200 = 96 МПа.

Задаемся толщиной верхнего слоя покрытия, равной 4 см минимально. Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности нижнего слоя покрытия:

h1 / D = 4 / 41 = 0,1;

Eтр / E1 = 172 / 4000 = 0,043.

170