2.2 Основы расчета на прочность нежестких дорожных одежд

Воздействие нагрузки от автомобилей на дорожную одежду резко отличается от статических нагрузок, например на основание фундаментов сооружений. В данном случае нагрузка передается через упругие шины и при движении автомобиля действует в течение краткого периода времени (0,1с), быстро нарастая и снижаясь. При этом деформации одежды и грунта основания не успевают полностью проявиться и поэтому они по своей величине значительно меньше, чем от стоящего автомобиля.

Характер деформации дорожной одежды под нагрузкой показан на рисунке 2.1а. Движущиеся по дороге автомобили создают своими колесами горизонтальные и вертикальные усилия, приложенные к ее поверхности. К горизонтальным усилиям относятся сила тяги автомобиля, тормозные силы, центробежная сила, возникающая на кривых участках или при обгоне и др., а к вертикальным силам — вес автомобиля и динамические усилия, возникающие в результате колебаний рессор, сотрясений на ухабах и неровностях дороги. Горизонтальные силы действуют в основном на покрытие, вызывая его износ. Вертикальные силы вызывают напряженное состояние во всей одежде и в грунте земляного полотна (рис. 2.1, б).

Поэтому расчет дорожной одежды ведется на действие вертикальных сил, а влияние горизонтальных учитывается некоторым увеличением толщины покрытия, полученной расчетом на прочность или же устройством слоя износа поверхностной обработкой, не учитываемыми при расчете дорожной одежды.

Методика расчета нежестких дорожных одежд на прочность, изложенна в инструкции ВСН 46 — 83, в основу которой положены представления об одежде и земляном полотне, как слоистом упругом полупространстве. Расчет дорожной одежды заключается в определении необходимой толщины ее конструктивных слоев.

Рисунок 2.1 – Деформации и напряжения в дорожной одежде от колесной нагрузки:

а — деформации (на пределе прочности); б — распределение в одежде напряжений от горизонтальных и вертикальных сил σ_х и σ_z; в — замена действительных отпечатков колеса на поверхности дороги равновеликим по площади кругом.

Давление колеса с пневматической шиной передается на дорогу упруго, причем след колеса имеет эллиптическую форму (см. рис. 2.1,в). Для удобства расчетов площадь следа приводят к эквивалентной (равновеликой) площади круга диаметром

D=0,0357 , (2.1)

где Q — статическая нагрузка на колесо, кН; K_дин — динамический коэффициент; р — среднее удельное давление колеса на дорогу, МПа (табл. 2.1).

Таблица 2.1– Основные параметры расчетных нагрузок по ВСН 46-83

Транспортные средства	Номинальная статическая нагрузка на ось, кН	Среднее удельное давление, МПа	Расчетный диаметр эквивалентного круга, м, для колеса
			неподвижного	движущегося
Группа А	100	0,6	0,33/0,23	0,37/0,26
Группа Б	60	0,5	0,28/0,21	0,32/0,24

Примечания: 1. Для неподвижного автомобиля k_дин = 1,0 и для движущегося k_дин = 1,3. 2. В знаменателе приведены значения D для порожняковых полос движения.

Дорожная одежда на перегонах рассчитывается на кратковременное (0,1с), но многократное воздействие подвижной нагрузки, а на остановках, перекрестках, у переездов через железную дорогу и т.п., кроме того, на продолжительное однократное воздействие статической нагрузки. Одежды на обочинах и стоянках рассчитывают на однократное продолжительное нагружение (10мин) статической нагрузкой. Согласно ВСН 46—83 за расчетную подвижную нагрузку принимают наиболее тяжелые автомобили, систематически работающие на данной дороге.

Расчет дорожных одежд выполняют с учетом требований надежности, под которой понимают вероятность безотказной работы в течение всего периода между капитальными ремонтами. Отказом считается необходимость проведения капитального ремонта одежды раньше нормативного срока (согласно ВСН 46—83, 15лет для одежд с усовершенствованными покрытиями, капитального типа, 10лет для одежд с облегченными усовершенствованными покрытиями и 8 лет для переходных покрытий).

Количественным показателем служит уровень надежности

k , (2.2)

где l_пр — протяженность участков на данной дороге, не требующих капитального ремонта; l_об — общая протяженность дороги или участка с заданным нормативным значением запаса прочности.

В зависимости от коэффициента надежности в ВСН 46—83 установлены коэффициенты прочности k_пр для различных типов дорожных одежд и коэффициенты нормированного отклонения t, необходимого при использовании вероятностного метода определения расчетных характеристик влажности W и сопротивления растяжению при изгибе R_н (табл. 2.2).

Таблица 2.2 – Значения уровней надежности, коэффициентов k_пр и t

Тип дорожных одежд	Категория дорог по СНиП 2.05.02-85	Значения
		kн	kпр	t
Дорожные одежды капитального типа с усовершенствованными покрытиями	I, II и III	0,90…0,95	0,94…1,0	1,32…1,71
То же облегченного типа	III, IV	0,85	0,90	1,06
Переходные покрытия	IV, V	0,60	0,63	0,26

Примечание. Лесовозные дороги I-л категории по СНиП 2.05.07—85 по интенсивности движения соответствуют дорогам III категории по СНиП 2.05.02—85 общего пользования, дороги Ш-л категории — дорогам общей сети IV категории и лесовозные дороги IV-л категории и ЛЛД— дорогам V категории общей сети.

Дорожные одежды с усовершенствованными покрытиями капитального типа должны работать в стадии упругой деформации с обеспечением достаточного запаса прочности и в наиболее неблагоприятные периоды года. Такие же требования предъявляются и к одеждам с усовершенствованными покрытиями облегченного типа, но с меньшим запасом прочности. Для покрытий переходного типа, восстановление ровности которых легко осуществимо, допускают некоторое накопление деформаций под действием движения автотранспорта.

При использовании многоколесных автопоездов или трехосных автомобилей и двухосных роспусков, рассчитывая одежду на прочность, необходимо учитывать совместное воздействие смежных колес подвижного состава на дорожную конструкцию (при расстоянии между осями менее 2,5м). С учетом этого, расчетная интенсивность движения (воздействия подвижной нагрузки) определяется по формуле:

, (2.3)

где - коэффициент учитывающий движение порожняка по грузовой полосе, принимается 1,0…1,1; Q_лет - объем вывозки в неморозный период (летний), м³; Q_пол - полезная нагрузка на рейс, м³; Т_лет - время летнего периода, дней; S_mсум — суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду всех колес транспортного средства m-й марки (в том числе автопоезда) к расчетной нагрузке. В таблице 2.3 приведены значения S_mcyм для основных видов автопоездов, применяемых на вывозке древесины.

Таблица 2.3 – Значения суммарного коэффициента приведения для лесовозных дорог

Значения коэффициента для направления движения	Значение Smсум для лесовозных поездов
	МАЗ-509А+ +ГКБ-9383-011	МАЗ-5434+ +ГКБ-9383-011	КрАЗ-260Л+ +ГКБ-9383-010	КрАЗ-255Л+ +ГКБ-9383-010
Для автопоездов: груженого без груза в обоих направлениях	2,16 0,73 2,89	3,52 0,06 3,58	5,38 0,18 5,56	4,82 0,32 5,14
Значения коэффициента для направления движения	Значение Smсум для лесовозных поездов
	«Урал-375Н»+ +ГКБ-9383-011	ЗИЛ-131+ +ТМЗ-802	«Урал-377»+ +ТМЗ-802	КамАЗ-5410+ +ТМЗ-802
Для автопоездов: груженого без груза в обоих направлениях	1,79 - 1,79	0,30 0,01 0,31	0,44 0,01 0,45	4,47 0,01 0,48

Примечание. Значения S_mcyм вычислены для приведения к нормированной нагрузке транспортных средств группы А.

Дорожные одежды лесовозно-лесохозяйственных дорог при использовании на них автомобилей группы Б рассчитывают на прочность с учетом нормированных расчетных нагрузок для автомобилей этого типа (см. табл. 2.1), а значения S_mcyм принимают (для одиночных автомобилей) равными: для ГАЗ-53А —0,74; ЗИЛ- 133Г — 2,43; «Урал-377Н» —2,39; ЗИЛ-130—1,94; КамАЗ-5320 —2,25; КамАЗ-5410 (седельный тягач) — 2,21. При работе перечисленных автомобилей с роспуском типа ТМЗ-802 можно ориентировочно принимать один автопоезд за два автомобиля.

Дорожные одежды переходного типа рассчитывают по двум критериям:

1) по сопротивлению упругому прогибу,

2) по сопротивлению сдвигу в грунте и слоях из малосвязных материалов, а одежды с усовершенствованными покрытиями, кроме того, по сопротивлению растяжению при изгибе монолитных слоев.

В методе расчета одежд по упругому прогибу приняты следующие основные положения:

1) дорожные одежды представляют собой сложные многослойные системы с различной жесткостью, лежащие на грунтовом массиве, принимаемом за упругоизотропное полупространство;

2) основным критерием прочности является допускаемая величина упругого прогиба, принимаемая в зависимости от расчетной интенсивности

движения;

3) в качестве основных показателей, характеризующих прочность (вернее, деформативные свойства) материалов одежды, приняты их модули упругости. С учетом принятого критерия прочности, дорожная одежда в целом должна иметь под расчетной нагрузкой упругий прогиб l_уп<l_доп, т.е. равный или меньше допустимого упругого прогиба.

Исходным параметром для расчета дорожной одежды является требуемый общий модуль упругости одежды, который удобно определять по графику на рисунке 2.3, построенному на основе экспериментальных данных для k_np=1 или по формуле

E , (2.4)

где N_P — расчетная на полосе интенсивность движения, авт/сут; а, b — коэффициенты, равные для нагрузок группы А: а = 65, 6 = 65; для нагрузок группы Б — а = 5; б = 70. Требуемый модуль упругости должен быть не менее значений, приведенных в таблице 2.4.

Р исунок 2.3 – Номограмма для определения требуемого модуля упругости одежды для нагрузки от автомобилей групп А и Б.

Определив E_тр, переходят к расчету толщины слоев одежды. Основное условие прочности одежды по рассматриваемому критерию выразится так:

k или E ,

где k_пр — коэффициент прочности (см. табл. 2.2); Е_об — общий модуль упругости одежды, зависящий от числа и толщины конструктивных слоев (включая земляное полотно), прочностных свойств материалов слоев, а также от параметров р и D, характеризующих нагрузку от колеса расчетного автомобиля, МПа.

В практических расчетах пользуются графиком-номограммой (рис. 2.4), на котором на оси ординат отложены значения E₂/E₁ и на оси абсцисс — значения h/D (где Е₁, Е₂ — модули упругости материалов верхнего и нижнего слоев; h — толщина слоя одежды, м; D — диаметр эквивалентного круга, м). В виде семейства кривых на графике даны отношения E_oбщ /Е₁. Пользуясь этой номограммой, можно решить две задачи:

1. Определить величину Е_обш, для системы с заданными значениями Е₁ Е₂, h и D.

2. Определить необходимую толщину одежды h, задаваясь величинами D, Е₁, Е₂ и Е_общ=Е_тр.

Например, для решения последней задачи нужно составить отношения Е_тр/E₁ и Е₂/Е₁ найти на номограмме точку пересечения горизонтальной линии с координатой E₂/E₁ и кривой, отвечающей отношению E_тр/E₁ и из этой точки опустить перпендикуляр на ось абсцисс, определив таким образом отношение h/D, зная которое не трудно определить h.

Таблица 2.4. – Минимальные значения требуемых модулей упругости дорожной одежды

Категория дороги по СНиП 2.05.02-85	Расчетная интенсивность движения, ед/сут	Требуемый модуль упругости МПа, для одежд
		с усовершенствованными покрытиями		переходного типа
		капитальных	облегченных
III	70, группы А	180	160	-
IV	70, группы Б	-	125	65
V	50, группы Б	-	100	50

Примечания: 1. При использовании на лесовозных дорогах П-л и Ш-л категории подвижного состава группы А минимум требуемого модуля упругости соответственно равен 155 и 110 МПа (первая цифра для облегченных усовершенствованных покрытий) и на дорогах IV-л категории — 100 МПа (для переходных покрытий).

2. Для служебных дорог и приравненных к ним при расчетной осевой нагрузке до 100 кН следует принимать Е_тр = 65 МПа.

Расчет многослойной одежды выполняют в несколько приемов, по числу слоев дорожной одежды, начиная с покрытия.

Он состоит в определении Е_тр на поверхности каждого слоя (рис. 2.5). Дойдя до нижнего слоя, его толщину определяют как для однослойной одежды, находящейся на земляном основании.

Рисунок 2.4. Номограмма для определения общего модуля упругости двухслойной системы (цифры на кривых обозначают отношение общего модуля упругости системы к модулю верхнего слоя)

Расчетные характеристики грунтов можно определять посредством лабораторных испытаний по утвержденным методикам [9] или принимать по таблицам. В последнем случае сначала устанавливается вероятностным методом расчетная влажность грунта по формуле

W , (2.5)

где W — средняя влажность (в долях от границы текучести); V_w — коэффициент вариации (0,1); t — см. табл. 2.5.

Р исунок 2.5 – Схема для расчета прочности дорожной одежды по методу упругого прогиба многослойных дорожных одежд

Значения W для II и III дорожно-климатических зон приведены в таблице 2.5. В таблице 2.5 приведены значения W, установленные ВСН 46—83 для дорожных одежд с усовершенствованными покрытиями (водонепроницаемыми) общей толщиной 0,75м.

Таблица 2.5.– Расчетные значения среднемноголетней влажности

Зоны и подзоны	Тип местности	Средние значения относительной влажности
		Супесь легкая	Песок пылеватый	Суглинки и глины	Супесь пылеватая, суглинок пылеватый
II1	1 2 3	0.60 0.63 0.65	0.62 0.65 0.67	0.65 0.68 0.70	0.70 0.73 0.75
II2	1 2 3	0,57 0,60 0,62	0,59 0,62 0,64	0,62 0,65 0,67	0,67 0,70 0,72
III	1 2…3	0,55 0,59	0,57 0,61	0,60 0,63	0,63 0,67

Таблица 2.6 – Расчетные характеристики грунтов, мало зависящих от влажности

Грунты	Расчетные характеристики
	Е, МПа	φ, град	с, МПа
Песок: крупный средней крупности мелкий Супесь легкая крупная	130 120 100 65	42 40 38 40	0,005 0,005 0,005 0,005

Примечание. При расчете одежд на действие статических нагрузок модули упругости уменьшаются на 5 %.

Для лесных дорог с водопроницаемыми покрытиями из зернистых материалов и с одеждами переходного типа, имеющими толщину, как правило, не более 0,4м, табличные значения влажности не годятся. Их следует увеличивать: для 1-го типа местности на 0,10 W_T, для 2-го — на 0,12 W_r и для 3-го — на 0,15 W_r, принимая при этом их в качестве расчетных. Можно пользоваться и значениями W из инструкции ВСН 46—72, где они определены для дорожных одежд толщиной до 0,5м.

В таблице 2.7 приведены расчетные значения прочностных характеристик: модулей упругости Е, угла внутреннего трения.

Таблица 2.7 – Расчетные значения

Грунты	Обозначения и измерения	Расчетные значения характеристик при влажности грунта, доли от Wтех
		0,55	0,60	0,65	0,70
Супесь легкая Песок пылеватый Суглинки легкие и тяжелые, глины Супесь пылеватая, тяжелая пылеватая, суглинок легкий	Е, МПа φ, град с, МПа Е, МПа φ, град с, МПа Е, МПа φ, град с, МПа Е, МПа φ, град с, МПа	60 36 0,014 90 38 0,024 90 27 0,036 90 27 0,036	56 36 0,014 84 37 0,022 72 24 0,030 72 24 0,030	53 36 0,013 78 37 0,018 50 21 0,024 54 21 0,024	49 35 0,012 72 36 0,014 41 18 0,019 46 18 0,016
Грунты	Обозначения и измерения	Расчетные значения характеристик при влажности грунта, доли от Wтех
		0,75	0,80	0,85	0,90
Супесь легкая Песок пылеватый Суглинки легкие и тяжелые, глины Супесь пылеватая, тяжелая пылеватая, суглинок легкий	Е, МПа φ, град с, МПа Е, МПа φ, град с, МПа Е, МПа φ, град с, МПа Е, МПа φ, град с, МПа	45 35 0,011 66 35 0,012 34 15 0,015 38 15 0,016	43 34 0,01 60 34 0,011 29 13 0,011 32 13 0,013	42 34 0,009 54 33 0,010 25 11 0,009 27 11 0,008	41 33 0,008 48 32 0,009 24 10 0,006 26 10 0,005

Примечание. При расчете на действие статической нагрузки модуль упругости для связных грунтов уменьшают до 15 %.

Нормативные значения прочностных характеристик некоторых основных дорожно-строительных материалов приведены в таблице 2.8.

Таблица 2.8 – Нормативные значения характеристик

Дорожно-строительные материалы	Модуль упругости, МПа	Прочность на растяжение при изгибе, МПа
Плотный асфальтобетон I-II марки: На битуме БНД 40/60 На битуме БНД 60/90 Щебень, гравий, обработанный цементом, марки: 75 60 Гравийно-песчаные смеси оптимального состава, укрепленные цементом, класса прочности: 1 2 Гравийно-песчаные смеси оптимального состава, а также крупный и среднезернистый песок, укрепленные цементом, класс прочности: 1 2 Пески мелкие и пылеватые, легкая супесь, укрепленные цементом и др., класса прочности: 1 2 Супеси тяжелые пылеватые, суглинки легкие и пылеватые, укрепленные цементом и др., класса прочности: 1 2 Щебень фракционный, уложенный по способу заклинки: Из прочных пород Из осадочных пород Каменная мостовая, пакеляж	6000 4500 1000 900 800…550 530…350 700…500 480…330 550…480 450…300 500…350 350…230 550…450 350…250 500…400	3,2 2,8 0,7 0,6 0,46…0,34 0,33…0,25 0,40…0,30 0,28…0,22 0,35…0,26 0,25…0,18 0,22…0,16 0,16…0,12 - - -

Основы расчета малосвязных слоев одежды и грунта земляного полотна по сдвигу. Условие устойчивости против возникновения сдвигов в земляном полотне или слоях из малосвязных материалов выражается зависимостью Кулона

или (2.6)

А.М. Кривисский предложил левую часть неравенства (2.6), названную им активным напряжением сдвига Т_ак, определять по формуле

T , (2.7)

где τ_max — максимальное касательное напряжение; σ — нормальная составляющая напряжений к площадке, где действуют максимальные касательные напряжения; φ — угол внутреннего трения; с — сцепление; τ_н — максимальное активное напряжение сдвига от расчетной временной нагрузки, определяемое по номограмме (рис. 2.6); τ_ав — активное напряжение от собственной массы одежды, определяемое по графику (рис. 2.7). Сдвиг в грунте не возникает, если нормированный коэффициент прочности (см. табл. 2.1)

(2.9)

где Т_доп — допускаемое напряжение сдвига, МПа, равное

(2.10)

здесь k₁ — коэффициент, учитывающий воздействие на одежду колебаний, вызываемых подвижной нагрузкой (k₁=0,6, а при длительном воздействии — 0,9); k₂ — коэффициент запаса, учитывающий неоднородность условий работы, определяемый по графику (рис. 2.8), а при длительном воздействии или интенсивности движения менее 50 авт/сут, равный 1,23; k₃ — коэффициент, учитывающий влияние свойств грунтов, равный для песков — 5...7, для супесей крупных и песков пылеватых — 3 и для глинистых грунтов — 1,5.

При пользовании графиком (см. рис. 2.6) величина среднего модуля упругости вышележащих слоев Е_ср определяется по формуле:

(2.11)

где h₁ и h₂ — толщина нижнего и верхнего слоев, м; Е₁ и Е₂ — модули упругости материалов слоев, МПа.

Рисунок 2.6 – Номограмма для определения активного напряжения сдвига от временной нагрузки в нижнем слое двухслойной системы: Е₁ – средний модуль упругости вышележащих слоев; Е₂ – модуль упругости расчетного слоя

Рисунок 2.7 – Номограмма для определения активного напряжения сдвига от воздействия собственной массы дорожной одежды

Рисунок 2.8 – График для определения коэффициента запаса, учитывающий неоднородность условий работы от расчетной интенсивности движения

Если неравенство (2.9) не выдерживается, увеличивают толщину какого-либо из лежащих выше слоев и повторяют расчет. Аналогичным в принципе способом выполняется расчет на сдвиг и промежуточных слоев одежды (только для одежд с усовершенствованными покрытиями).

В таблице 2.9 приведены исходные данные для выполнения расчетно-графической работы.

Таблица 2.9
Исходные данные	Цифра номера зач. кн.	Цифра номера зачетной книжки
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Объем летней вывозки, тыс. м3	Последняя	120	95	76	100	110	85	75	51	66	84
Продолжительность летней вывозки, дн.	Последняя	92	105	83	94	120	99	103	133	122	119
Марка автопоезда	Последняя	МАЗ 509А + ГКБ-9383-011	КРАЗ 260Л + ГКБ-9383-011	МАЗ 5434 + ГКБ-9383-011	Урал-ИВЕКО-САВ-94402	Урал-ИВЕКО-САВ-585042	МАЗ – 509А МАЗ – 8926	МАЗ 509А + ГКБ-9383-011	КАМАЗ-53228	КАМАЗ-54022	Урал-ИВЕКО-633920
Грунт земляного полотна	Последняя	Супесь легкая	Песок пылеватый	Суглинки легкие	Супесь пылеватая	Суглинки тяжелые	Супесь тяжелая	Супесь тяжелая пылеватая	Суглинки легкие	Супесь легкая	Глина
Категория дороги	Сумма двух цифр	IIIл		IIл		IVл			IIл
Влажность грунта в долях от Wт	Последняя	0,55	0,65	0,50	0,45	0,60	0,70	0,50	0,65	0,70	0,75
Полезная нагрузка на рейс, м3	последняя	20,0	25,0	23,0	38,5	25,0	25,0	20,0	27,0	25,5	32,5

Цель работы:

1. Определить интенсивность движения автопоездов.

2. Рассчитать или определить по графику требуемый модуль упругости.

3. Составить расчетную схему 2-х слойной дорожной одежды (нижний слой – песок, верхний – щебень, гравий).

4. Определить толщину дорожной одежды.

5. Выполнить проверочный расчет по сдвигу грунта земляного полотна.

Пример расчета.

Согласно заданию и материалам производственной практики на проектируемой дороге принимаем двухслойную дорожную одежду, где основанием является песок, а покрытием щебень уложенный по способу заклинки. Способ заклинки заключается в укладки щебня сначала крупного (20-40 см), затем среднего (10-20 см) и в конце мелкого (3-10 см). Каждый слой рассыпи осаживается катком и уплотняется с поливкой водой.

Такая дорожная одежда относится к переходному типу дорожных одежд.

Дорожные одежды переходного типа рассчитывают по двум критериям:

1. по сопротивлению упругому прогибу;

2. по сопротивлению сдвигу в грунте и слоях из малосвязных материалов, а одежды с усовершенствованным покрытием, кроме того по сопротивлению растяжению при изгибе монолитных слоев.

Расчёт по допустимому упругому прогибу:

Расчетная интенсивность движения автомобилей за сутки N_р, авт/сут определяется по формуле (2.3):

Рекомендуется Q_лет принимается 35 % от годового объёма древесины и Q_лет составляет м³. Согласно задания Т_лет= 179 дней, Q_пол= 25 м³ , S_m= 3,52 для автопоезда МАЗ 5434.

Расчёт по формуле (2.3) даёт:

авт/сут

Требуемый общий модуль упругости одежды находим по графику на рисунке 2.3. Для автомобилей группы А – Е_тр= 180 МПа.

Определив Е_тр, МПа переходим к расчету толщины слоев одежды. Основное условие прочности одежды по рассматриваемому критерию выразится так:

или ,

где k_пр - коэффициент прочности для различных типов дорожных одежд;

Е_об - общий модуль упругости одежды, зависящий от числа и толщины конструктивных слоев, прочностных свойств материалов слоев.

Принимаем для дорожных одежд переходного типа k_пр= 0,63 (табл.2.2].

Расчёт по формуле:

МПа

Находим расчетную влажность грунта по формуле:

,

где W - средняя влажность (в долях от границы текучести);

V_W - коэффициент вариации; t – коэффициент нормативного отклонения. По рекомендациям таблицы 2.6, t = 0,26 для переходных покрытий, V_W=0,1.

Район строительства дороги расположен в климатической зоны избыточного увлажнения II₁ и относится ко II типу местности. Таким образом, средняя влажность определяется по таблице 2.6 для зоны II₁ и типа местности II, вида грунта – суглинки W = 0,68. Для лесных дорог с водопроницаемыми покрытиями из зернистых материалов и с одеждами переходного типа табличные значения влажности не годятся. Их следует увеличивать для II – го типа местности на 0,12W_т , принимая их в качестве расчетных.

Отсюда

По таблице 2.7 находим Е _гр= 29 МПа, угол внутреннего трения φ=13˚, угол сцепления для грунта с = 0,011МПа для суглинка легкого и тяжёлого при 0,8 W_т.

Составляем расчётную схему. Принимаем модуль упругости мелкого песка Е₁= 100 МПа, а щебня по методу заклинки в среднем для слоя 450 МПа (таблицы 2.6 и 2.7).

Е’_общ=55МПа

Рисунок 2.9 – Схема расчёта дорожной одежды

Примем толщину песка h₁=0,30м.

Толщину второго слоя дорожной одежды найдём из условия:

h₁/D и Е _гр/ Е ₁

где D –диаметр следа колеса, м.

По рекомендациям (табл. 2.1) Для МАЗ – 5434 (группа А) D=0,37 м.

Находим по номограмме 2.4 отношение h₁/D = 0,30/0,37=0,81 и отношение Е_гр/ Е₁=29/100 = 0,29.

По графику на рисунке 2.4 определяем Е_общ/Е₁= 0,55

Отсюда МПа

Для следующей пары слоёв составляем соотношения:

Е_общ/Е₂=55/450 = 0,12 МПа; Е_общ/Е₂= 113,4/450=0,25 МПа

По графику на рисунке 2.4 определяем h₂/D=0,55 отсюда

м

Общая толщина дорожной одежды составит h = h₁+ h₂= 0,30 + 0,20 = 0,50 м.

Расчет слоев дорожной одежды и грунта земляного полотна по сдвигу:

Сдвиг в грунте не произойдет, если нормируемый коэффициент прочности К_пр отвечает следующим требованиям:

,

где Т_доп - допускаемое напряжение сдвига, МПа