- •Министерство транспортного строительства ссср
- •Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа
- •Минтрансстрой
- •Москва, «транспорт», 1985
- •1. Общие положения
- •2. Конструирование дорожной одежды и земляного полотна Задачи и принципы конструирования
- •Капитальные дорожные одежды с усовершенствованным покрытием
- •Облегченные и переходные дорожные одежды
- •Конструкции дорожных одежд с дополнительными слоями
- •Особенности конструирования дорожных одежд со слоями из малопрочных материалов и побочных продуктов промышленности
- •Мероприятия по повышению прочности грунта активной зоны земляного полотна
- •Учет региональных особенностей
- •Конструирование одежд при проектировании реконструкции существующих дорог
- •Особенности конструирования одежд городских улиц и дорог
- •3. Расчет дорожных одежд на прочность Основные положения
- •Расчетные нагрузки
- •Критерии прочности
- •Расчет дорожных одежд по допускаемому упругому прогибу
- •Расчет дорожных одежд по сдвигу в грунте земляного полотна
- •Расчет промежуточных слоев из слабосвязных материалов на устойчивость против сдвига
- •Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе
- •Расчет слоев из асфальтобетона по сопротивлению сдвигу
- •Особенности расчета дорожных одежд для зоны вечномерзлых грунтов
- •Проектирование усиления дорожных одежд
- •4. Обеспечение морозоустойчивости дорожных одежд и земляного полотна Общие вопросы
- •Требования к морозозащитным (стабильным) и теплоизоляционным материалам
- •Конструктивные меры по уменьшению глубины промерзания и обеспечению морозоустойчивости конструкций
- •Расчет конструкций на морозоустойчивость
- •Расчет теплоизоляционных слоев дорожной конструкции
- •Особенности расчета на прочность конструкций с теплоизоляционным слоем
- •5. Проектирование устройств по осушению дорожных одежд и земляного полотна Основные предпосылки
- •Требования к материалам и трубам дренажных конструкций
- •Приток воды в основание дорожной одежды и меры по его ограничению
- •Конструкции и расчет дренажных устройств
- •Особенности проектирования дренажа реконструируемых дорог
- •Приложение 1 расчетные нагрузки
- •Приложение 2 расчетные характеристики грунтов
- •Приложение 3 расчетные характеристики материалов дорожной одежды
- •Приложение 4 примеры расчета
- •Приложение 5 испытание и оценка прочности нежесткой дорожной одежды по упругому прогибу
- •Приложение 6 методика испытания грунтов и материалов на морозоустойчивость
- •Приложение 7
- •Приложение 8 методы экспериментального определения деформационных и прочностных характеристик материалов и грунтов
- •Приложение 9 теплофизические характеристики материалов и грунтов
- •Приложение 10 прогнозирование среднегодовой температуры поверхности покрытия и амплитуды колебаний температуры в расчетном году
- •Приложение 11 список участников разработки инструкции
- •Содержание
Расчет дорожных одежд по допускаемому упругому прогибу
3.30. Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критерию упругого прогиба, если
Кпр £Еобщ/Етр, (3.6)
где Кпр- коэффициент прочности дорожной одежды, найденный по графику (см. рис. 3.1) илитабл. 3.1, в зависимости от допустимого уровня надежности;
Еобщ- общий модуль упругости конструкции;
Етр- требуемый модуль упругости конструкции с учетом капитальности одежды, типа покрытия и интенсивности воздействия нагрузки.
3.31. При расчете одежд требуемый модуль упругости следует определять по графику (рис. 3.2), построенному по результатам статистической обработки экспериментальных данных.
Если за расчетные приняты автобусы с нагрузкой на ось 110 кН (группа А) или 70 кН (группа Б, то требуемые модули упругости, определенные по графику (см. рис. 3.2), следует увеличить на 10 %. Для дорог V климатической зоны требуемые модули упругости, найденные по этому графику, следует уменьшить на 15 %.
Рис. 3.2. Требуемые модули упругости Етрдля нагрузок группАиБ
Таблица 3.3
Категория дороги |
Расчетная приведенная интенсивность воздействия нагрузки на полосу, ед./сут. |
Требуемый модуль упругости одежды, МПа |
Категория дороги |
Расчетная приведенная интенсивность воздействия нагрузки на полосу, ед./сут. |
Требуемый модуль упругости одежды, МПа | ||||
капитальной |
облегченной |
переходной |
капитальной |
облегченной |
переходной | ||||
I |
500 |
230 |
- |
- |
IV |
(70) |
- |
125 |
65 |
II |
250 |
220 |
180 |
- |
V |
(50) |
- |
100 |
50 |
III |
70 |
180 |
100 |
- |
|
|
|
|
|
Примечание. Интенсивность воздействия нагрузки в скобках приведена для группы Б, без скобок - для группы А.
3.32. Независимо от данных, полученных по графику (см. рис. 3.2), требуемый модуль упругости для дорог общей сети не должен быть меньше указанногов табл. 3.3. Минимальные требуемый модули упругости городских дорог также могут быть определены потабл. 3.3с учетом данных табл. 2.2.
3.33. Располагая значением требуемого модуля упругости, нужно послойно рассчитать одежду с помощью номограммы (см. вкладку,рис. 3.3). Эта номограмма связывает отношениеЕ2/Е1модулей упругости нижнего и верхнего слоев, относительную толщинуh/D верхнего слоя и отношениеEобщ/Е1 общего модуля упругости на поверхности двухслойной системы к модулю упругости верхнего слоя. Для определенияEобщна номограмме проводится вертикаль из точки на горизонтальной оси, соответствующей значениюh/D, и горизонтальная прямая из точки на вертикальной оси соответствующей отношениюЕ2/Е1. Точка пересечения этих прямых диет искомое значениеEобщ/Е1. Зная величинуЕ1, нетрудно вычислитьEобщ.
Послойный расчет многослойной конструкции можно вести снизу вверх, начиная с подстилающего одежду грунта, когда надо модуль упругости конструкции, или сверху вниз, когда модуль и коэффициент Кпрпрочности дорожной одежды.
При толщине i-го слоя многослойной дорожной одежды (счет слоев сверху вниз), превышающей 2D, общий модуль упругости на поверхностиi-го слоя
, (3.7)
, (3.8)
где i- номер рассматриваемого слоя дорожной одежды, считая сверху вниз (i=1, 2, 3...);
hi- толщинаi-го слоя, см;
D- диаметр нагруженной площади, см;
- общий модуль упругости полупространства, подстилающегоi-й слой, МПа;
Ei- модуль упругости материалаi-го слоя, МПа.
Расчетные значения модуля упругости грунтов и материалов следует назначать в соответствии с указаниями приложений 2и3.
Значения модуля упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, необходимо принимать во всех климатических зонах при температуре +10° С по табл. 13 приложения 3.
3.34. Общая толщина верхних слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее, ориентировочно назначается в зависимости от требуемого модуля упругости:
Модуль упругости, МПа до 125 125-180 180-220 220-250 250-300
Толщина слоя, см 4-6 6-8 8-10 10-13 13-16
3.35. Дорожную одежду по допустимому упругому прогибу (требуемому модулю упругости) нужно рассчитывать в следующем порядке:
а) в соответствии с указаниями п. 3.10настоящей Инструкции определить минимальное значение коэффициента прочности Кпр;
б) по расчетной приведенной интенсивности воздействия нагрузки на одну полосу с учетом капитальности одежды по номограмме (см. рис. 3.2) назначить требуемый модуль упругостиEтpконструкции;
в) вычислить произведение КпрЕтр=Еобщ
г) по данным п. 3.34предварительно назначить толщину верхних слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее;
д) модуль упругости грунта активной зоны земляного полотна назначить по приложению 2, а модули упругости материалов слоев -по приложению 3(для материалов содержащих органическое вяжущее, при температуре +10° С);
е) по номограмме (см. рис. 3.3), выполняя расчет сверху вниз, найти модуль упругости и на поверхности основания;
ж) если основание однослойное, то по модулям упругости на поверхности основания, материала основания и грунта земляного полотна определить толщину основания по той же номограмме (см. рис. 3.3);
з) если по конструктивным или технологическим соображениям, а также по условиям осушения или обеспечения необходимой морозоустойчивости и т.п. предусмотрено основание из нескольких слоев, то предварительно нужно назначить толщины дополнительных слоев, а затем послойно снизу вверх найти по номограмме (см. рис. 3.3) модуль упругости на поверхности дополнительного слоя (морозозащитного, теплоизоляционного, дренирующего или другого дополнительного слоя), после чего аналогично изложенному определить толщину остальной части основания;
и) можно расчет вести снизу вверх с последовательным определением модулей упругости на поверхности конструктивных слоев.