6.2 Расчет прочности дорожной одежды нежесткого типа по 3-м критериям.

Расчет дорожной одежды по упругому прогибу.

7 см	E1 = 3200 МПа	Мелкозернистый асфальтобетон плотный; I марки; тип Б; горячий, БНД 60/90
12 см	E3 = 900 МПа	Черный щебень по способу заклинки
16 см	E4 = 430 МПа	Битумогрунт
40 см	Е5 = 100 МПа	Песок мелкий

Грунт – супесь легкая, Егр = 51 МПа.

1. = ==0,51 (6.6)

==1,08 (6.7)

= 40 см – толщина слоя.

D = 37 см – диаметр отпечатка колеса.

=0,79

Eобщ = 0,79*100=79 МПа

2. = ==0,183

==0,43

=0,28

Eобщ = 0,28*430=120,4 МПа

3. = ==0,13

==0,32

=0,18

Eобщ = 0,18*900=162 МПа

4. = ==0,05

==0,19

=0,09

Eобщ = 0,09*3200=288 МПа

Определяем коэффициент прочности.

=1,13

Коэффициент прочности по упругому изгибу не удовлетворяет требованиям, следовательно, принимаем слои битумогрунта толще.

МПа

7 см	E1 = 3200 МПа	Мелкозернистый асфальтобетон плотный; I марки; тип Б; горячий, БНД 60/90
12 см	E3 = 900 МПа	Черный щебень по способу заклинки
20 см	E4 = 430 МПа	Битумогрунт
40 см	Е5 = 100 МПа	Песок мелкий

2. = ==0,183

==0,54

=0,36

Eобщ = 0,36*430=154,8 МПа

3. = ==0,172

==0,32

=0,27

Eобщ = 0,27*900=243 МПа

4. = ==0,08

==0,19

=0,11

Eобщ = 0,11*3200=352 МПа

Определяем коэффициент прочности.

=1,38 условие выполнено.

Вывод: толщина конструкции удовлетворяет условию прочности по допустимому упругому прогибу.

7 см	E1 = 1800 МПа
12 см	E2 = 900 МПа
20 см	E3 = 430 МПа
40 см	Е5 = 100 МПа

Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в грунте земляного полотна.

1. Определяем модуль упругости верхнего слоя.

(6.8)

=455,70 МПа

==8,93

==2,14

При φ=12°

τ =0,016.

2. Определяем удельное активное напряжение.

Т = τ * р (6.9)

Т=0,016*0,6=0,0096 МПа.

3. Определяем предельное активное напряжение в грунте рабочего слоя.

Tпр. = K_d *( c_n * 0,1 * γ_гр * z * tg φ) (6.10)

K_d – коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания.

с_n – сцепление грунта земляного полотна.

γ_ср – средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев расположенных выше проверяемого слоя.

z – глубина расположения поверхности слоя от верха конструкции в см.

φ – расчётная величина угола внутреннего трения.

Tпр. =1,00*(0,004+0,1*0,002*79*tg 35°30´)=0,015 МПа.

4. Определяем коэффициент прочности:

K_пр = ==1,56>1,10 условие выполнено. (6.11)

Выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по допустимому условию сдвигоустойчивости в грунте земляного полотна.

Расчет сопротивления сдвигу в песчаном слое основания.

1. Определяем модуль упругости верхнего слоя.

Е_н = 79 МПа

(6.11)

=820,51 МПа.

==10,39 МПа.

7 см	E1 = 1800 МПа
12 см	E2 = 900 МПа
20 см	Е3 = 430 МПа

==1,05

2. Определяем удельное активное напряжение.

при φ=31°

τ = 0,021

Т=0,021*0,6=0,0126 МПа.

3. Определяем предельное активное напряжение в грунте.

Tпр. = 3*(0,003+0,1*0,002*39*tg 31°)=0,023МПа.

4. Определяем коэффициент прочности.

K_пр = ==1,82>1,10 условие выполнено.

7 см	E1 = 4500 МПа

Расчёт конструкции на сопротивление монолитных слоёв от разрушения при изгибе.

Е₁ = 4500 МПа

Е_н = 352 МПа

Ев.= (6.12)

Евер.==4500 МПа.

m = 4,0

α = 6,3

R₀ = 7,80 МПа.

==12,78

==0,189

τ = 1,75

Т= τ * р * К_b =1,75*0,6*1=1,05 МПа (6.13)

К_b – коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия.

2. Определяем предельное растягивающее напряжение.

R_N=R₀ * K₁ * K₂ * (1-V_p *t) (6.14)

R₀ – нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе при расчетной низкой весенней температуры для нижнего слоя конструкции.

m = 5,5; α = 5,5

K₁ – коэффициент, учитывающий снижение прочности, рассчитывается по формуле:

K₁==0,42 (6.15)

K₂ = 0,95– коэффициент, учитывающий снижения прочности во времени от воздействия погодных условий.

V_p = 0,10 – коэффициент вариации прочности на растяжение.

t = 2,19 – коэффициент нормативного отклонения.

R_N=9,80*0,42*0,95*(1-0,10*2,19)=3,05

3. Определяем коэффициент прочности.

K_пр ==2,90 > 1,10 условие выполнено.