4.3. Конструювання дорожнього одягу.

Конструювання нежорсткого дорожнього одягу передбачає розв’язання наступних задач: призначення типу покриття; вибір матеріалів для дорожнього одягу; розміщення матеріалів в дорожньому одязі; визначення кількості шарів та їх орієнтовної товщини; призначення морозо- та теплозахисних засобів, а також заходів по підвищенню тріщиностійкості та зсувостійкості.

У відповідності з п.3.34 Інструкції |8| загальну товщину із матеріалів, які містять органічне в’яжуче, рекомендується приймати 10 см.

Враховуючи рекомендації п.3.25 Інструкції |8|, приймаємо:

Грунт земляного полотна – суглинок легкий пилуватий.

4.4. Розрахункові характеристики матеріалів конструктивних шарів та грунту земляного полотна. (табл. 12,13,17 Інструкції |8|).

Асфальтобетон дрібнозернистий щільний на бітумі

БНД-90/120.

При розрахунку на пружній прогин модуль пружності приймається при температурі +10^оС у всіх кліматичних зонах: Е₁=3200 МПа.

При розрахунку на зсув розрахункове значення модуля пружності приймається для III дорожньо-кліматичної зони при температурі 40^оС: Е₁=550 МПа.

При розрахунку на розтягування при згині розрахункове значення модуля пружності Е₁=4500 МПа. Середній опір розтягуванню при згині R_р=2,92 МПа.

Міцні сні характеристики крупнозернистого пористого асфальтобетону нижнього шару на бітумі БНД-60/90 становлять:

• при розрахунку на міцність Е₂=2000 МПа;

• при розрахунку на зсув Е₂=460 МПа;

• при розрахунку на розтягування при згині Е₂=2800 МПа;

• середній опір розтягуванню при згині R_р=2,92 МПа.

Модуль пружності активного шлаку з підібраним гранулометричним складом – Е₃=400 МПа.

Модуль пружності рядового шлакового щебеню – Е₄=150 МПа.

Розрахункові характеристики грунту земляного полотна:

1. Дорожньо-кліматична зона IV.

2. По табл. 6 Інструкції |8| встановлюємо середнє значення грунту в частках відW_т, =0,60

3. Розрахункова вологість грунту:

де t – коефіцієнт нормативного відхилення (по п.2 дод.2 в залежності від потрібного рівня проектної надійності. При К_н=0,96дорівнює 1,20).

ν_М – коефіцієнт варіації, дорівнює 0,1.

4. По табл. 10 Інструкції |8| за типом і розрахунковому значенню вологості визначаємо розрахункові характеристики грунту: Е_гр=51 МПа, =20^о, с_гр=0,021 МПа.

4.5. Розрахунок товщини дорожнього одягу.

Розрахунок дорожнього одягу на міцність.

Визначаємо потрібний модуль пружності на основі верхнього шару асфальтобетону:

За номограмою (рис. 3.3 |8|): ,.

Визначаємо потрібний модуль пружності в основі нижнього шару асфальтобетону: ,.

За тією ж номограмою знаходимо: ,.

Визначаємо потрібний модуль пружності в основі шару активного шлаку: ,.

За номограмою визначаємо: ,.

Визначаємо потрібну товщину конструктивного шару із рядового шлакового щебеню: ,.

За тією ж номограмою: ,, приймаємо 28 см.

Приймаємо потрібну товщину: .

Перевірочний розрахунок на зсув в грунті земляного полотна.

1. Обчислюємо середній модуль пружності дорожнього одягу:

2. Знаходимо співвідношення: ,.

Для цих співвідношень та приза номограмою на рис. 3.5 Інструкції|8| знаходимо від одиночного навантаження – 0,03

МПа. Активне напруження зсуву від тимчасового розрахункового навантаження:

3. По загальній товщині дорожнього одягу та по номограмі Інструкції|8| знаходимо активне напруження зсуву від власної ваги дорожнього одягу = - 0,0005 МПа. Загальне активне напруження в грунті:.

4. Визначаємо допустиме напруження зсуву в грунті (п.3.28 стор. 36 Інструкції |8| і рис. 3.8): .

Перевірка умови міцності дорожнього одягу на зсув:

.

Отже, дорожній одяг умові міцності на зсув задовільняє.

Перевірочний розрахунок на розтяг при згині у зв’язних шарах дорожнього одягу.

Розраховуємо асфальтобетонні шари на опір розтягу при згині:

Знаходимо співвідношення: ,.

По номограмі (рис. 3.11 стор. 41, |8|) знаходимо (для одиночного навантаження):(див. п.3.49 стор. 43,|8|).

Умова міцності виконана, якщо:

.

Дорожній одяг умові міцності на розтяг при згині задовольняє.

Розрахунок конструкції дорожнього одягу на морозостійкість.

Вихідні дані:

• розрахункова глибина промерзання – 1,1 м;

• кліматичний коефіцієнт (рис. 4.4 стор. 55|8|);

• глибина залягання грунтових вод Н=2,0 м;

• комплексна характеристика грунту В=5.0 (табл.. 4.2. стор. 56 |8|);

• допустима величина морозного здимання l_доп=4 см (стор. 52).

Визначаємо товщину стабільних шарів дорожнього одягу:

де - еквіваленти теплотехнічних властивостей матеріалів по відношенню до ущільненого щебеню (табл. 32 стор. 152|8|).

Знаходимо співвідношення: ;.

По номограмі на рис. 4.2. стор. 58 Інструкції |8| знаходимо:

, звідки .

Отже, запроектований дорожній одяг є морозостійким.

4.6. Розрахунок підсилення існуючого дорожнього одягу.

Розрахунок існуючого дорожнього одягу на міцність ведемо знизу вгору.

Е_потр=198 МПа, Е_гр=51 МПа.

.

1. Визначаємо модуль пружності по верхній площині рядового шлакового щебеню:,.

По номограмі (рис. 29 |8|) знаходимо: ,.

2. Визначаємо модуль пружності по верхній площині шару активного шлаку: ,.

За тією ж номограмою знаходимо: ,.

3. Визначаємо модуль пружності всього дорожнього одягу: ,. За номограмою:,.

Визначаємо необхідну товщину шару підсилення із дрібнозернистого асфальтобетону на бітумі БНД-60/90 при Е₀=3200 МПа: ,. По номограмі,