Проект дорожной одежды нежесткого типа

h3 / D = 2 / 41 = 0,05; EэIII / Е3 = 153 / 5400 = 0,028.

По номограмме 2.9 найдем:

EэII / Е3 = 0,045;

EэII = 0,045 5400 = 243 МПа; h2 / D = 8 / 41 = 0,195;

EэII / Е2 = 243 / 4500 = 0,054.

По номограмме 2.9 найдем:

Eэ1 / Е2 = 0,09;

EэI = 0,09 4500 = 405 МПа.

Определяем суммарную интенсивность движения за весь срок службы (11 лет).

Определяем растягивающие напряжения в монолитных слоях. Слой 1. Верхний слой покрытия – щебеночный асфальтобетон на

модифицированном битуме БМА 100/130:

Е1 5500 13,58. Еэ 405

Растягивающие напряжения в нижней части слоя (сцепление с нижележащим слоем обеспечено) для толщины слоя 6 см (см. рис. 9.2) – 0 МПа.

191

Слой 2 – крупнозернистый плотный асфальтобетон на битуме БНД 60/90:

Растягивающие напряжения в нижней части слоя (сцепление с нижележащим слоем обеспечено) для общей толщины слоя (6 + 8) = = 14 см (см. рис. 9.2) – 0,31 МПа.

Слой 3 – песчаный асфальтобетон тип Г марки II на битуме БНД 60/90:

Растягивающие напряжения в нижней части слоя (сцепление с нижележащим, старым, слоем отсутствует) для общей толщины слоя

6 + 8 + 2 = 16 см (рис. 9.4) – 1,1 МПа.

Рис. 9.4. Номограмма для определения растягивающих напряжений

вмонолитных слоях дорожной одежды при отсутствии их сцепления

снижележащими слоями

193

Напряжения, определенные по представленным выше номограммам, изменяются в зависимости от вида расчетной нагрузки: 130 кН – повышающий коэффициент 1,12 для нагрузки А3.

–слой 1: σ = 0,12 1,12 = 0,14 МПа;

–слой 2: σ = 0,31 1,12 = 0,35 МПа;

–слой 3: σ = 1,25 1,12 = 1,23 МПа.

Значения Rи и Rc определяем по табл. П8.1 прил. 8.

pvl для верхнего слоя принимаем равным 0,80; для средних слоев – 0,75; для нижнего монолитного слоя – 0,70.

Коэффициент принимаем в зависимости от поры года в соответствие с табл. 9.1.

Расчет фактического уровня повреждаемости.

Слой 1 – щебеночный асфальтобетон на модифицированном би-

туме БМА 100/130:

Интенсивность движения по сезонам:

Nвесна Np 61 960 0,1 6 196 авт.; Nлето Np 61 960 0, 41 254 046 авт.; Nосень Np 61 960 0, 22 13 631 авт.; Nзима Np 61 960 0, 27 16 729 авт.

Предельное число циклов нагружения для каждого сезона:

194

Уровень работоспособности по сезонам:

Уровень работоспособности, приведенный к весеннему периоду:

(1 1,5Rи )(1 Fзима ) 1,0.

Rс

Таким образом, влияние транспортной нагрузки при данной толщине слоев и низкой интенсивности движения несущественно. Развитие усталостных деформаций в виде сетки трещин маловероятно. Это подтверждает и опыт эксплуатации дорожных одежд с трехслойным покрытием на укрепленном основании.

Уровень работоспособности от перепадов температур:

Fт 1 kv1T 1 0,017 13 0,81;

k 5,7 0,8 6 0,017. v1 9

195

Уровень работоспособности от попеременного замораживания оттаивания:

Fм 1 kv11T 1 0,0311 0,66;

kv11 RиWpv11 5,7 3 0,016 0,03,

Rc 9

где W – водонасыщение, материала монолитного слоя, %. Значение водонасыщения принимаем по СТБ 1033 (табл. 9.3)

(W = 3 %). Значение pvl1 принимаем по табл. 9.2.

Таблица 9.3

Показатели физико-механических свойств плотных асфальтобетонов из горячих и теплых смесей в зависимости от марки

Уровень повреждаемости от температуры:

т 1 Fт3,8(1 Fт) 0,4 1 0,813,8(1 0,81) 0,4 0,061.

Уровень повреждаемости от попеременного замораживания оттаивания:

м 1 Fм3,8(1 Fм) 0,4 1 0,663,8(1 0,66) 0,4 0,298.

196

Общий приведенный уровень работоспособности:

– от температурных факторов:

Fтn 0,3Fт (1 т)0,7 0,3 0,81 (1 0,061)0,7 0,9.

– от попеременного замораживания оттаивания:

Fмn 0, 4Fм (1 м)0,6 0, 4 0,66 (1 0, 298)0,6 0,69.

Общий приведенный уровень работоспособности:

Fo Fn (1 Fтn ) (1 Fмn ) 1 (1 0,9) (1 0,69) 0,59.

Общий уровень повреждаемости:

1 Fo3,8(1 Fо) 0,4 1 0,593,8(1 0,59) 0,4 0,46.

Общий уровень повреждаемости ниже предельно допустимого значения [ ] = 0,5:

;

0,46 ≤ 0,5.

Расчет показал, что основным видом возможных усталостных деформаций рассматриваемой конструкции будут температурные и коррозионные. Это также подтверждает опыт эксплуатации.

Слой 2 – крупнозернистый плотный асфальтобетон на битуме БНД 60/90.

Интенсивность движения по сезонам:

Nвесна Np 61 960 0,1 6 196 авт.;

Nлето Np 61 960 0, 41 254 046 авт.;

Nосень Np 61 960 0, 22 13 631 авт.;

Nзима Np 61 960 0, 27 16 729 авт.

197

Предельное число циклов нагружения для каждого сезона:

Приведенный к весеннему периоду уровень работоспособности:

(1 1,5Rи )(1 Fзима ) 1,0.

Rс

198

Таким образом, влияние транспортной нагрузки при данной толщине слоев и низкой интенсивности движения несущественно. Развитиеусталостных деформаций в видесетки трещинмаловероятно.

Уровень работоспособности от перепадов температур:

Fт 1 kv1T 1 0,028 11 0,7;

Уровень работоспособности от попеременного замораживания оттаивания:

Fм 1 kv11T 1 0,009 11 0,9;

kv11 RиWpv11 5,5 3 0,004 0,009;

Rc 7,5

pv11 = 0,016 / 4 = 0,004 (см. табл. 9.2),

где W – водонасыщение материала монолитного слоя, %. Значение водонасыщения принимаем по СТБ 1033 табл. 9.2 и 9.3 (W = 3 %).

Уровень повреждаемости от температуры:

т 1 Fт3,8(1 Fт) 0,4 1 0,73,8(1 0,7) 0,4 0,24.

Уровень повреждаемости от попеременного замораживания оттаивания:

м 1 Fм3,8(1 Fм) 0,4 1 0,93,8(1 0,9) 0,4 0,003.

Принимаем м = 0.

Общий приведенный уровень работоспособности:

– от температурных факторов:

Fтn 0,3Fт (1 т)0,7 0,3 0,7 (1 0, 24) 0,7 0,74;

199

– от попеременного замораживания оттаивания:

Fмn 0,4Fм (1 м)0,6 0,4 0,9 (1 0) 0,6 0,96.

Общий приведенный уровень работоспособности:

Fo Fn (1 Fтn ) (1 Fмn ) 1 (1 0,74 (1 0,96) 0,7.

Общий уровень повреждаемости:

1 Fo3,8(1 Fо) 0,4 1 0,73,8(1 0,7) 0,4 0,23.

Общий уровень повреждаемости ниже предельно допустимого значения [ ] = 0,5.

;

0,23 ≤ 0,5.

Расчет показал, что основным видом возможных усталостных деформаций рассматриваемой конструкции будут температурные и коррозионные. Это также подтверждает опыт эксплуатации.

Слой 3 – песчаный асфальтобетон тип Г марки II на битуме БНД 60/90.

Интенсивность движения по сезонам:

Nвесна Np 61 960 0,1 6 196 авт.;

Nлето Np 61 960 0, 41 254 046 авт.;

Nосень Np 61 960 0, 22 13 631 авт.;

Nзима Np 61 960 0, 27 16 729 авт.

200