4.3 Расчет на прочность

4.3.1 Расчет по допускаемому упругому прогибу

Расчет ведется послойно, начиная с подстилающего грунта, по номограмме рисунок 3.1 /[3]:

1) по номограмме определяем:

2) по номограмме определяем:

3) по номограмме определяем:

4) по номограмме определяем:

Требуемый общий модуль упругости определяется по формуле:

где - суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы, которое вычисляется по формуле;

К_пу^тр – требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимается в зависимости от требуемого уровня надежности 0,98 (табл. 3.1 МОДН).

К_пу^тр = 1,1<1,16 → выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.

4.3.2 Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в грунте

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляются по формуле:

где - активное напряжение сдвига от единичной нагрузки;

- расчетное давление колеса на покрытие, определяется по таблице П.1.1 /.

Для определения предварительно назначенная дорожная конструкция приводится к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (глина) со следующими характеристиками:

при влажности грунта - и суммарном расчетном количестве приложений расчетной нагрузки за срок службы :

- модуль упругости , принимается по таблице П.2.5 /[3];

- угол внутреннего трения, принимаемый по таблице П.2.4/[3], ;

- сцепление в грунте земляного полотна , определяется по таблице П.2.4 /[3].

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле, где значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем при расчетной температуре +20°С:

где - модуль упругости -ого слоя;

- толщина -ого слоя;

По отношениям и при по номограмме рисунок 3.3 /[3] находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки:

;

Таким образом по формуле определяются действующие в грунте активное напряжение сдвига:

Предельное активное напряжение сдвига в грунте рабочего слоя вычисляется по формуле по формуле:

где – сцепление в грунте земного полотна;

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

– глубина расположения слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции;

- расчетная величина угла внутреннего трения материала, проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, принимается по таблице П.2.4 /[3];

– средневзвешенный вес конструктивных слоев, располагающихся выше данного слоя, определяемый по формуле:

где - модуль упругости -ого слоя;

- толщина -ого слоя;

;

0,1 - коэффициент для перевода в МПа;

Коэффициент прочности по условию сдвигоустойчивости определяется по формуле:

где - предельное активное напряжение сдвига в грунте рабочего слоя;

- действующие в грунте активное напряжение сдвига;

.

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по условию сдвигоустойчивости для II категории дороги: , принимается по таблице 3.1 /;

выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигоустойчивости.