3.4 Розрахунок дорожніх одягів за допустимим пружним прогином

 

3.4.1 Конструкція дорожнього одягу відповідає вимогам надійності і міц-ності за критерієм пружного прогину, якщо:

 

(3.7)

 

де	Кмц	–	коефіцієнт міцності дорожнього одягу, знайдений за графіком (див. рисунок 3.1) чи таблицею 3.1 у залежності від допус-тимого рівня надійності, або за методикою додатка И;
	Езаг	–	загальний модуль пружності конструкції;
	Епотр	–	потрібний модуль пружності конструкції з урахуванням капі-тальності одягу, типу покриття й інтенсивності дії наванта-ження.

3.4.2 При розрахунку одягів потрібний модуль пружності слід визначати за графіком (рисунок 3.2), побудованим за результатами статистичної обробки експериментальних даних.

Конструкцію дорожнього одягу на автомобільних дорогах слід розрахо-вувати під розрахункове навантаження І – ІІ категорій доріг: гр. А₁ – 115 кН; ІІІ – ІV категорій: гр. А₂ – 100 кН; V категорії: гр. Б – 60 кН (додаток Ж таблиця Ж.1).

3.4.3 Незалежно від даних, отриманих за графіком (див. рисунок 3.2), потрібні модулі пружності для доріг загальної мережі не повинні бути менше зазначеного в таблиці 3.7.

 

 

Рисунок 3.2 – Потрібні мінімальні модулі пружності Е_потр для навантажень

груп А₁, А₂ та Б

 

Таблиця 3.7

 

Категорія дороги	Сумарна мінімальна розрахункова кіль-кість прикладання розрахункового на-вантаження на най-більш завантажену смугу	Мінімальний потрібний модуль пружності одягу, МПа
		капітальний тип (рекомендо-вано)	полегшений	перехідний
І а	700000	260	–	–
I б	500000	250	–	–
II	375000	235	200	–
III	300000	225	190	–
IV	110000	–	150	100
V	40000	–	100	50

 

3.4.4 Маючи значення потрібного модуля пружності, можна пошарово розрахувати одяг за допомогою номограми (див. рисунок 3.3). Ця номограма зв'язує відношення Е₂ /Е₁ модулів пружності нижнього і верхнього шарів, відносну товщину h /D верхнього шару і відношення Е_заг / Е₁ загального модуля пружності на поверхні двошарової системи до модуля пружності верхнього шару. Для визначення Е_заг на номограмі проводиться вертикаль із точки на горизонтальній осі, що відповідає значенню h /D, і горизонтальна пряма з точки на вертикальній осі, що відповідає відношенню Е₂ / Е₁. Точка перетину цих прямих дає шукане значення Е_заг / Е₁. Знаючи величину Е, обчислюють Е_заг.

 

 

Рисунок 3.3 – Номограма для визначення загального модуля пружності Е_заг двошарової системи

Пошаровий розрахунок багатошарової конструкції можна вести знизу нагору, починаючи з ґрунту, що підстилає одяг, коли треба визначити загаль-ний модуль пружності конструкції, чи зверху вниз, коли задані потрібний модуль і коефіцієнт К_мц міцності дорожнього одягу.

При товщині i-го шару багатошарового дорожнього одягу (рахунок шарів зверху вниз), що перевищує 2D, загальний модуль пружності на поверхні i-го шару

 

(3.8)

 

(3.9)

 

де	i	–	номер розглянутого шару дорожнього одягу, рахуючи зверху вниз (і = 1,2,3,…);
	hi	–	товщина i-го шару, см;
	D	–	діаметр навантаженої площі, см;
		–	загальний модуль пружності півпростору, що підстилає i-й шар, МПа;
	Еi	–	модуль пружності матеріалу і-го шару, МПа.

 

Розрахункові значення модуля пружності ґрунтів і матеріалів слід приз-начати відповідно до вказівок додатків Д і Е.

Значення модуля пружності матеріалів, що містять органічне в’яжуче необхідно приймати у всіх кліматичних зонах при температурі 10 °С за таб-лицею Е.2 додатка Е.

Розрахункові характеристики для армованого асфальтобетону встановлю-ються відповідно до додатка К.

3.4.5 Загальна товщина верхніх шарів з матеріалів, що містять органічне в’яжуче, орієнтовно призначається в залежності від потрібного модуля пруж-ності:

 

Модуль пружності, МПа	до 125	125 – 180	180 – 220	220 – 250	250 – 300
Товщина шару, см	4 – 6	7 – 12	12 – 18	18 – 22	22 – 24

 

3.4.6 Дорожній одяг за допустимим пружним прогином (потрібним моду-лем пружності) розраховують у такому порядку:

а) визначають мінімальне значення коефіцієнта міцності К_мц відповідно до вказівок 3.1.12 даних Норм;

б) по сумарній інтенсивності навантаження на одну смугу з урахуванням капітальності одягу за номограмою (див. рисунок 3.2) визначають потрібний модуль пружності Е_потр конструкції;

в) визначають добуток К_мц Е_потр = Е_заг;

г) за 3.4.5 попередньо призначають товщину верхніх шарів з матеріалів, що містять органічне в’яжуче;

д) модуль пружності ґрунту активної зони земляного полотна признача-ють за додатком Д, а модулі пружності матеріалів шарів – за додатком Е (для матеріалів, що містять органічне в’яжуче, при температурі 10 °С).

е) за номограмою (див. рисунок 3.3), виконуючи розрахунок “зверху вниз”, знаходять модуль пружності на поверхні основи;

ж) якщо основа одношарова, то за модулями пружності на поверхні осно-ви, матеріалу основи і ґрунту земляного полотна визначають товщину основи за тієюж номограмою (див. рисунок 3.3).

з) якщо з конструктивних чи технологічних міркувань, а також умов осу-шення чи забезпечення необхідної морозостійкості передбачена основа з де-кількох шарів, то попередньо призначають товщини додаткових шарів, а потім пошарово “знизу нагору” знаходять за номограмою (див. рисунок 3.3) модуль пружності на поверхні додаткового шару (морозозахисного, теплоізоляційного, дренувального чи іншого додаткового шару), після чого аналогічно викладе-ному визначають товщину іншої частини основи;

и) можна вести розрахунок “знизу нагору” з послідовним визначенням модулів пружності на поверхні конструктивних шарів.

Приклади розрахунку конструкцій дорожнього одягу нежорсткого типу за критеріями граничного стану приведені в додатку Л.