Определим модуль упругости конструкции.

1. Модуль упругости грунта земляного полотна Е_гр=33 Мпа (ОДН 218.046-01 стр.72 табл.П.2.5.);

2. Модуль упругости подстилающего слоя песка Е_п=120 Мпа (ОДН 218.046-01 стр.72 табл.П.2.5.);

3. Модуль упругости основания – рядовой щебень Е=350 Мпа (ОДН 218.046-01 стр.83 табл.П.3.9.);

4. Модуль упругости основания – фракционированный щебень

Е=450 Мпа (ОДН 218.046-01 стр.83 табл.П.3.9.);

5. Модуль упругости нижнего слоя покрытия – крупнозернистый а.б. Е=2000 Мпа (ОДН 218.046-01 стр.77 табл.П.3.1.).

6. Модуль упругости верхнего слоя покрытия – плотный асфальтобетон Е=2400 Мпа (ОДН 218.046-01 стр.77 табл.П.3.2.).

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

Е_общ / E_min  K^тр_пр,

где,Е_об– общий расчетный модуль упругости конструкции, Мпа;

E_min– минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции,E_min=220 Мпа (ОДН 218.046-01 табл. 3.4.)

K^тр_пр– коэффициент прочностиK^тр_пр=1,20.

Общий модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммы, построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды. Приведение многослойной конструкции к эквивалентной однослойной ведут послойно, начиная с подстилающего слоя.

1. Е_п=120 Мпа , h=0,65 (м), Р=0,6 Мпа, d=0,37 (м), Е_гр=33 Мпа.

h/d=65/37=1,76; Е_гр/Е_п=33/120=0,275; ₁=0,7;

Е_п¹=120·0,7=84 Мпа.

2. Е_рщ=350 Мпа, h=0,18 (м) Е_п¹=84 Мпа.

h/d=18/37=0,48 Е_п¹/Е_пгс=84/350=0,24; ₂=0,4;

Е_рщ¹=350·0,4=140Па.

3. Е_гц=450 Мпа, h=0,22 (м) Е_пгс¹=140 Мпа.

h/d=22/37=0,59; Е_пгс¹/Е_гц=140/450=0,31; ₂=0,52;

Е_гц¹=450·0,52=234 Мпа.

4. Е_чщ=2000Мпа, h=0,045 (м).

h/d=4,5/37=0,12; Е_гц¹/Е_чщ=234/2000=0,117; ₃=0,14;

Е_чщ¹=2000·0,14=280 Мпа.

5. Е_аб=2400 Мпа, h=0,04 (м).

h/d=4/37=0,11; Е_чщ¹/Е_аб=280/2400=0,12; ₃=0,13;

Е_аб¹=2400·0,13=312 Мпа.

Общий расчетный модуль упругости конструкции Е_общ=312 Мпа.

Е_общ / E_min  K^тр_пр,

312/2201,20

1,421,20

Вывод: условие прочности на упругий прогиб выполняется.

Общий фактический модуль упругости дорожной одежды уменьшается в процессе эксплуатации дороги за счет износа покрытия, старения и потери прочности материала, накопления напряжений, микроповреждений и деформаций на 1-3% в год.

В общем случае изменение фактической прочности дорожной одежды можно определить по формуле:

где,- общий модуль упругости дорожной одежды по истечению “Т” лет эксплуатации, Мпа;

- общий модуль упругости дорожной одежды в первый год эксплуатации, Мпа;

- знаменатель прогрессии уменьшения прочности дорожной одежды;

=0,99 – 0,98 – дорожная одежда капитального типа с асфальтобетонным типом покрытия;

=0,98 – 0,97 – дорожная одежда облегченного типа покрытия;

=0,97 – 0,96 – дорожная одежда переходного типа.

(Большие значения для 4-5 климатических зон и меньшие для 2-3 климатической зоны). Примем =0,98.

Для определения общего исходного модуля упругости вычерчивают конструкцию дорожной одежды и производят расчёт снизу-вверх.

Требуемый модуль упругости изменяется в зависимости от роста интенсивности движения. Кроме того закономерность изменения не прямолинейная поэтому его вычисляют на 1-ый, 5-ый, 10-ый, 15ый и так далее годы эксплуатации. Вычисления сводят в таблицу и строят график зависимости E=f(T), определяя тем самым срок службы дороги до капитального ремонта.

Участок 2.

Таблица 2.2.1

Год эксплуатации Т, лет	4	5	10	15
Интенсивность движения N, авт./сут	228	233	261	293
Требуемый модуль упругости Етр,Мпа	220	222	225	230
Общий модуль упругости Еобщ,Мпа	290	267	242	219
Коэффициент прочности Кпр	1,32	1,20	1,07	0,95

По данным таблицы строим графики зависимости E=f(T)

Согласно графика, период до капитального ремонта составляет 12 лет и 9 месяцев.