Расчет конструкции в целом по допустимому упругому прогибу

Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требования прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии:

где- общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа;

- минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции;

- требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба.

Величину минимального требуемого общего модуля упругости конструкции вычисляем по формуле

,

где с – эмпирический параметр, принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось 100 кН –3,55;

Так как полученный по формуле требуемый модуль упругости больше указанного в таблице 3 для расчета IV категории и покрытия облегченного типа – 150МПа, принимаем в расчет = 157х1,06 = 166МПа.

Расчет толщины дополнительного слоя основания:

Е1=1400 МПа

Е2=350 МПа

Е3=180МПа

Е_гр=60МПа

; ; значение; тогдаМПа

; ; значение; тогдаМПа;

; ; значениетогдасм.

Принимаем 11 см.

Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоев

Дорожную одежду проектируют из расчета, чтобы под действием кратковременных и длительных нагрузок в подстилающем грунте или малосвязных (песчаных) слоях за весь срок службы не накапливались недопустимые остаточные деформации формоизменения. Недопустимые остаточные деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если в грунте земляного полотна и в малосвязных (песчаных) слоях обеспечено условие;

где - предельная величина активного напряжения сдвига, превышение которой вызывает нарушение прочности на сдвиг;

- требуемое минимальное значение коэффициента прочности;

- расчетное активное напряжение сдвига.

При расчете дорожной конструкции по сдвигоустойчивости грунта земляного полотна в качестве нижнего принимают грунт, а в качестве верхнего – всю дорожную одежду.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле:

,

где n – число слоев дорожной одежды;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина I-го слоя.

Е1=510 МПа	τн=0,058
Е2=350 МПа
Е3=180 МПа

Е_гр=60 Мпа

φ = 18º; φ_ст = 36º; с = 0,008МПа

Действующие в грунте или в песчаном слое активные напряжения сдвига вычисляют по формуле

Т = τ_н * р= 0,058* 0,6=0,0348,

где τ_н – удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм;

р – расчетное давление колеса на покрытие; р=0,6 МПа;

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя определяют по формуле

где с_N – сцепление в грунте земляного полотна; с_N= 0,008

γ_ср – средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев. расположенных выше проверяемого слоя, кг/см³, γ_ср= 0,002;

z_оп – глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигаемость, от верха конструкции, см; z_оп=37см;

φ_ст – расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузи; φ_ст= 36º

К_d – коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции;

Условие не выполнено.

Увеличиваем толщину слоев и повторяем проверку.

Е1=510 МПа	τн=0,030
Е2=350 МПа
Е3=180 МПа

Е_гр=60 Мпа

φ = 18º; φ_ст = 36º; с = 0,008МПа

Действующие в грунте или в песчаном слое активные напряжения сдвига вычисляют по формуле

Т = τ_н * р= 0,030 * 0,6=0,0180,

Условие выполнено.

Выполняем перерасчет по упругому прогибу снизу вверх.

Е1=1400МПа

Е2=350МПа

Е3=180МПа

Е_гр=60 МПа

; ; значение; тогдаМПа;

; ; значение; тогдаМПа;

; ; значение; тогдаМПа

Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба.