40. Расчет жестких дорожных одежд.

К жестким дорожным одеждам относят цементобетонные и же­лезобетонные покрытия и основания, которые хорошо сопротивля­ются растягивающим напряжениям, возникающим при их прогибах под нагрузкой от автомобилей. Распределяя давление колес авто­мобиля на большую площадь, бетонные покрытия передают срав­нительно малое давление на подстилающий грунт.

1. Расчет дорожной одежды на морозоустойчивость

В районах сезонного промерзания грунтов земл. полотна при неблагоп. грунтовых и гидролог. условиях должна быть обеспечена достаточная морозоустойчивость дорожных одежд.

Конструкцию считают морозоустойчивой, если соблюдено условие: l_пуч  l_доп,

где l_пуч – расчетное пучение грунта земл. полотна;

l_доп – допускаемое для данной конструкции пучение грунта, l_доп = 3 см.

l_пуч = l_пуч.ср^. К_угв^. К_пл^. К_гр^. К_нагр^. К_W ,

где l_{пуч. ср} – величина морозного пучения при осредненных условиях, зависит от толщины дор. одежды, группы грунта по степени пучинистости;

К_угв – коэфф., учитывающий влияние расчетной глубины залегания уровня грунтовых или длительно стоящих поверхн.вод;

К_пл – коэфф., зависящий от степени уплот. грунта рабочего слоя;

К_гр – коэфф., учитыв. влияние гранулометрич. состава грунта основания насыпи;

К_нагр – коэфф., учитыв. влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое;

К_W – коэфф., зависящий от расчетной влажности грунта.

2. Расчёт бетонной плиты на прочность

Толщину бетонного покрытия определяют, проверяя условие:

где =1 при уровне надёжности 0,95.

–расчет. прочность бетона на растяжение при изгибе,определяемая по формуле:

,

где - класс бетона на растяжение при изгибе;

К_н.п. -коэфф. набора прочности со временем;

К_у- коэфф. усталости бетона при повторном нагружении;

где - суммарное расчет.число приложения приведенной расч.нагрузки за расч. срок службы;

К_F- коэф., учитыв.воздействие попеременного замораж.-оттаивания;

σ – факт. напряжения при изгибе, которые возникают в нижней зоне цементо-бетонной плиты, определяемые по формуле:

σ = 60∙Р_к∙К_м∙К_усл∙К_шт ∙0,0592 – 0,2137 lg(R/L)]/(h²∙K_t),

где Р_к – расчетная нагрузка на колесо, Р_к = Р₀∙К_д;

где Р₀ – нормативная (статическая) нагрузка на колесо задней оси автомобиля, равная для нагрузки А₁, Р₀ = 57,5 кН;

К_д – коэфф. динамичности; К_м – коэфф., учитыв.приведение нагрузки к краю плиты; К_усл– коэфф., учитывающий условия работы; К_шт – коэфф., учитыв. влияние штыревых соединений, при наличии штыревых соединений; K_t – коэфф., учитыв. влияние температ.коробления плиты.

R – расчет. радиус круга, равный радиусу отпечатка следа расчет. автомобиля на покрытие при статическом загружении, L – упругая характеристика плиты

нарастания прочности бетона;

3. Расчет температурных напряжений в бетонных плитах

Расчетом на температурные напряжения в бетонных плитах определяют расстояния между швами сжатия и расширения.

Определение длины плиты между швами сжатия:

L_сж = h_т / 1,4( h ^.  ^. tg + C),

где _т = 0,3 ^. 4,4 = 1,32 МПа, В_tв -класс бетона на растяжение; h-толщина;  – плотность бетона;

tg , С – угол внутреннего трения и сцепление плиты с основанием,

Определение длины плиты между швами растяжения:

L_расш = в /   Тр ,

где в – ширина шва расширения;  – коэфф., учитыв. сжимаемость прослойки в шве, при деревянной прослойке;  – коэфф. температ. расширения бетона; Тр – средняя температура плиты по сечению.