Gosy / гос.экз / проектирование / задача 8

Задача 8.1

Запроектировать дорожную одежду нежесткого типа. Произвести конструирование и расчет сопротивления монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Исходные данные:

- область проектирования – Белгородская

- категория дороги – III

- заданный коэффициент надежности конструкции К_н = 0,95

- приведенная интенсивность движения на конец срока службы N_р = 1850 авт/сут

- рост интенсивности движения g = 1,06

- грунт земляного полотна – суглинок легкий

Общий модуль упругости конструкции, лежащей ниже пакета слоев из асфальтобетона определяется расчетом для подобранной конструкции.

Исходную конструкцию с расчетными параметрами представить в табличной форме.

Конструкция дорожной одежды:

- асфальтобетон плотный на БНД 90/130 – 6 см;

- асфальтобетон пористый на БНД 90/130 – 7 см;

- щебень изверженных пород, устраиваемый по способу заклинки – 12 см;

- щебень рядовой – 16 см;

- песок мелкий – 25 см;

- грунт земляного полотна – супесь пылеватая

Задача 8

Запроектировать дорожную одежду нежесткого типа. Произвести конструирование и расчет сопротивления монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Общий модуль упругости конструкции, лежащей ниже пакета слоев из асфальтобетона определим расчетом снизу вверх.

Конструкция дорожной одежды:

Материал слоя	hслоя, см	Расчет на растяжение при изгибе
		Е, МПа	R0, МПа	α	m
Асфальтобетон плотный на БНД 90/130	6	4500	9,8	5,2	5,5
Асфальтобетон пористый на БНД 90/130	7	2800	8,0	5,9	4,3
Черный щебень по способу заклинки	12	600	-	-	-
Укрепленная битумом ПЩС	18	450	-	-	-
Песок средней крупности	30	120	-	-	-

- коэффициент надежности конструкции К_н = 0,95

- срок службы дорожной одежды Т_сл = 15 лет

- приведенная интенсивность движения на конец срока службы N_р = 1000 авт/сут

- II ДКЗ

- область проектирования – Московская

1)

По приложению 1 (таблица П 1.1 ОДН)

р = 0,6 МПа, D = 37 см

, МПа;

2)

, МПа;

3)

, МПа;

В монолитных слоях дорожной одежды возникающие при прогибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданного срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения. Для этого должно быть обеспечено условие:

где К_пр^тр – требуемый коэффициент прочности с учетом заданного уровня надежности (таблица 3.1 ОДН)

R_N – прочность материала слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений.

σ_r – наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое.

Наибольшее растягивающее напряжение σ_r при изгибе в монолитном слое определяют с помощью номограммы на рисунке 3.4 ОДН

Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы N_р = 1000 авт./сут.

- рост интенсивности движения g = 1,04

Σ N_р = 0,7·N_р ·· Т_рдт · К_п

Σ N_р = 0,7·1000 ·· 125 · 1,38 = 3033340 авт.

Приводит конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели – часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев.

Модуль упругости нижнего слоя задан

Е_н = Е_общ^щеб = 192 МПа

Модуль упругости асфальтобетонных слоев:

МПа

По отношению

и

по номограмме (рисунок 3.4 ОДН) определяем σ_r = 2,13

Расчетное растягивающее напряжение вычисляется по формуле:

σ_r = σ_r · р · К_в ,

где К_в – коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия (К_в = 0,85)

σ_r = 2,13 · 0,6 · 0,85 = 1,08 МПа

Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле:

R_N = R₀ · К₁ · К₂ · (1–ν_R·t),

где R₀ – нормативное значение предельное сопротивления растяжению при изгибе при расчетной низкой весенней температуре (приложение 3, таблица П.3.1 ОДН)

К₁ – коэффициент, учитывающий снижение прочности в следствие усталостных явлений при многократных приложениях нагрузки.

,

где α – коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузки (таблица П.3.1)

m – показатель степени, зависящий от свойств материалов (таблица П.3.1)

К₂ – коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия природно-климатических факторов (таблица 3.6 ОДН)

К₂ = 0,80

ν_R = 0,10

t – коэффициент нормативного отклонения (приложение П.4.2)

t = 1,71 при К_н = 0,95

R_N = 8 · 0,23 · 0,8 · (1–0,1·1,71) = 1,22 МПа

Находим отношение:

> = 1,0

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет всем критериям прочности.

Задача 8.2

Запроектировать дорожную одежду нежесткого типа. Произвести конструирование и расчет сопротивления монолитных слоев усталостному разрушению от разряжения при изгибе.

Исходные данные:

- область проектирования Брянская

- категория дороги IV

- заданный коэффициент надежности конструкции К_н = 0,85

- приведенная интенсивность движения на конец срока службы N_р = 1400 авт/сут

- рост интенсивности движения g – 1,02

Общий модуль упругости конструкции, лежащей ниже пикета слоев из асфальтобетона определяется расчетом.

Исходную конструкцию с расчетными параметрами представить в табличной форме

Конструкция дорожной одежды:

- асфальтобетон плотный на БНД 60/90 – 5см

- асфальтобетон пористый на БНД 60/90 – 7см

- черный щебень по способу заклинки – 16 см.

- песок средней крупности – 26см.

Конструкция дорожной одежды:

- асфальтобетон плотный на БНД 60/90 – 4см

- асфальтобетон пористый на БНД 60/90 – 6см

- черный щебень по способу заклинки – 14 см.

- песок средней крупности – 25см.

Задача 8.3.

Запроектировать дорожную одежду нежесткого типа. Произвести конструирование и расчет сопротивления монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

Исходные данные:

- область проектирования Рязанская

- категория дороги II

- заданный коэффициент надежности конструкции К_н = 0,98

- приведенная интенсивность движения на конец срока службы N_р = 2680авт/сут

- рост интенсивности движения g – 1,04

Общий модуль упругости конструкции, лежащей ниже пикета слоев из асфальтобетона определяется расчетом.

Исходную конструкцию с расчетными параметрами представить в табличной форме.

Произвести расчет и ответить на следующие вопросы:

1. Перечислите основные критерии расчета нежестких дорожных одежд

2. Какие явления могут наблюдаться в монолитных слоях конструкции при превышении расчетными растягивающими напряжения допустимых напряжений. Каковы общие принципы расчета на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения.

3. Какое отрицательное воздействие может оказывать на ОС а/б покрытие в процессе строительства и эксплуатации

4. На каких экономических показателях основано сравнение вариантов конструкций дорожных одежд.

5. Какие природно-климатические факторы и как влияют на прочность расчетного материала конструкции?