2.2.2. Проверка прочности дорожной одежды на сдвиг в грунте земляного полотна.

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

К_прТ_доп/Т_сдв

где,К_пр – коэффициент прочности,К_пр=1,0 (ОДН 218.046-01 стр.20 табл.3.1.).

Т_сдв – расчётное активное напряжение сдвига.

Т_доп – допустимая предельная величина активного напряжения сдвига.

Т_доп =σtq+К_д*С

где C – сцепление в грунте земляного полотна, МПа, С=0,0044 МПа; (ОДН 218.046-01 стр.71 табл.П.2.4.);

 - угол внутреннего трения,=3,7

К_д – коэффициент учитывающий особенности работы

К_д=4,0 (ОДН 218.046-01 стр.34.);

σ = ρ₁*z₁*g+ρ₂*z₂*g+…+p_i*z_i*g

где,z– ширина слоя

p – плотность материала, (ρ₁=2400 кг/м³, ρ₂=2300 кг/м³, ρ₃=1800 кг/м³, ρ₃=1600 кг/м,³ ρ₄=1950 кг/м³)(ОДН 218.046-01 стр.86 табл. П.5.1).

σ=(2400*0,04+2300*0,045+1800*0,22+1600*0,18+1950*0,65)*9,8=0,021 МПа

Действующее в грунте активное напряжение сдвига вычисляют по формуле:

Т_сдв =_нP,

где,_н – удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм _н=0.016(ОДН 218.046-01 рис.3.2)

Р – расчетное давление от колеса на покрытие, Р=0,6 МПа

Т_сдв=0.0160.6=0.0096

При расчете дорожной конструкции на прочность по сдвигоустойчивости грунта земляного полотна в качестве нижнего принимают грунт (с его характеристиками), а в качестве верхнего – всю дорожную одежду. Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле:

Е_ср=(Е_ih_i) h_i,

где,n – число слоев дорожной одежды;

Е_i – модуль упругости i – го слоя;

h_i – толщина i – го слоя.

Е_ср=(2400*0,040+2000*0,045+450*0,22+350*0,18+120*0,65)/(0,040+0,045+0,22+

+0,18+0,65)=375,3МПа

Е_ср/Е_гр=375,3/33=11,3

h/d=113,5/37=3,06

τ_доп=0.012*tq3,7+4*0.0044=0,018

τ_сдв=0.0096<τ_доп=0.018

Условие сдвигоустойчивости грунта земляного полотна выполняется.

2.3. Определение срока службы дороги.

Сроком службы дороги является период в годах от начала эксплуатации до года реконструкции. Реконструкция дороги планируется тогда когда, эксплуатируемая дорога исчерпывает свои возможности по максимально возможной интенсивности движения, т.е. когда коэффициент интенсивности превышает единицу: