Приложение е
(обязательное)
Расчет сдвигоустойчивости асфальтобетонных слоев дорожной одежды для дорог с движением группы расчетной нагрузки а3
Е.1 Целью расчета является проверка соответствия свойств асфальтобетона условию сдвигоустойчивости в дорожной одежде. При неудовлетворении требований прочности по сдвигу в материале, необходимы его замена более сдвигоустойчивым или изменение конструкции.
Е.2 Асфальтобетонные слои дорожной одежды рассчитывают на сопротивление сдвигу при длительном действии горизонтальной и вертикальной нагрузки. Величина горизонтальной нагрузки составляет 75 % от вертикальной.
Учет горизонтальной составляющей нагрузки производят на переходно-скоростных полосах, перед пунктами взимания дорожных сборов и весо-габаритного контроля, а также в случаях, когда суммарная суточная интенсивность автомобилей группы нагрузки А2 более 500 авт./сут в начале срока службы или участок автомобильной дороги имеет продольный уклон более 35 ‰. За расчетную принимается температура 50 С.
Е.3 В соответствии с приложением В определяется суточная интенсивность приведенных автомобилей к расчетному автомобилю по критерию сдвигоустойчивости асфальтобетонных слоев дорожной одежды.
Для осевой нагрузки в 130 кН приведение автомобилей осуществляют к группе нагрузки А3.
Для осевой нагрузки в 115 кН приведение осуществляют к группам нагрузок А2 и А3. Для дальнейших расчетов принимают осевую нагрузку, для которой получилось большее количество расчетных автомобилей.
Е.4 Величина эквивалентного диаметра отпечатка колеса расчетной оси транспортного средства при приведении к ней фактических транспортных средств принимается по таблице Е.1. Для расчета используется схема, представленная на рисунке Е.1.
Таблица Е.1 — Величина эквивалентного диаметра отпечатка колеса расчетной оси
|
Группа нагрузок |
Расчетный диаметр отпечатка колеса D, м |
|
А2 |
0,27 |
|
А3 |
0,28 |
Рисунок Е.1 — Расчетная схема для определения касательных напряжений
Е.5 При неизвестной расчетной интенсивности движения для расчетов применяют следующие усредненные значения:
I категория — расчетная интенсивность 600 авт./сут;
II категория — то же 400 авт./сут.
По номограммам, представленным на рисунках Е.2 – Е.5, определяют действующие касательные и нормальные напряжения , отдельно для верхнего и нижних слоев, в зависимости от расчетного модуля упругости. При этом нормальные напряжения определяют в плоскости действия максимальных касательных. Если конструкция состоит более чем из двух слоев, то средний модуль упругости нижнего слоя Еср определяется по номограмме (см. рисунок 6.2), а модуль упругости верхнего слоя определяется как средневзвешенный по формуле (6.11).
Е.6 Для учета горизонтальной составляющей нагрузки касательные напряжения, определенные по номограммам, представленным на рисунках Е.2 и Е.3, увеличивают в 2 раза для верхнего слоя и в 1,4 раза — для нижнего, а нормальные напряжения, определенные по номограммам, представленным на рисунках Е.4 и Е.5 — в 1,7 раза для верхнего слоя и в 1,2 раза — для нижнего.
В результате должно выполняться следующее условие
, (Е.1)
где и — значения касательных и нормальных напряжений, определенные по номограммам (рисунки Е.2 – Е.5), МПа;
К — коэффициент приведения, К = 0,8;
C — внутреннее сцепление частиц материала слоя, МПа;
Вр — коэффициент, принимаемый по рисунку Е.6 в зависимости от интенсивности воздействия транспортной нагрузки и ее вида;
—
требуемый коэффициент прочности.
Е.7 При суммарной толщине верхних слоев более 0,30 м касательные напряжения, определенные по номограмме (см. рисунок Е.3), уменьшают на 0,001 МПа на каждый 0,01 м свыше 0,30 м, а нормальные напряжения, определенные по номограмме (см. рисунок Е.5), увеличивают на 0,003 МПа.
Е.8 Если условие прочности не выполняется, то увеличивают толщину верхнего слоя или выбирают материал с другими расчетными характеристиками и повторяют расчет.
Рисунок Е.2 — Номограмма для определения касательных напряжений
в верхних слоях дорожной одежды
Рисунок Е.3 — Номограмма для определения касательных напряжений
в нижних слоях дорожной одежды
Рисунок Е.4 — Номограмма для определения нормальных напряжений
в верхнем слое дорожной одежды
На многополосных дорогах допускается проектировать дорожную одежду переменной толщины (или с различными свойствами материалов конструктивных слоев) по ширине проезжей части, рассчитав дорожную одежду в пределах различных полос в зависимости от значений Nр и принятой группы нагрузок.
Плотный асфальтобетон верхнего слоя покрытия должен иметь минимальное значение общего уровня надежности, соответствующее указанному на рисунке 6.1.
Рисунок Е.5 — Номограмма для определения нормальных напряжений
в нижних слоях дорожной одежды
Рисунок Е.6 — График определения коэффициента Вр