Otvety_na_ekz

Рис. 8.5. Вертикальные кривые:

а - выпуклая вертикальная кривая с восходящей и нисходящей ветвями; б - выпуклая кривая с нисходящей ветвью; в - вогнутая кривая с нисходящей и восходящей ветвями; г - вогнутая кривая с восходящей ветвью; д - сопряжение вертикальных кривых в точке с одинаковыми продольными уклонами Для аналитического расчета вертикальных кривых используют формулы (8.4-8.7) (рис. 8.6):

расстояние от начала вертикальной кривой до ее вершины

l 0 = R·i1; (8.4)

превышение между точкой начала кривой и ее вершиной

(8.5)

превышение h между точкой на произвольном расстоянии l от вершины и вершиной вертикальной кривой

Рис. 8.6. Схема к разбивке вертикальной кривой

Трасса должна пройти через контрольные точки, строго фиксированные по высоте. Проектная отметка начала трассы принимается равной отметке точки примыкания к существующей автодороги, конец трассы – планировочной отметке стройплощадки. В середине трассы проектные отметки точек пересечения существующих авто- и железных дорог, водотоков через мостовые переходы и т.д. должны быть равны отметкам этих точек. В первую очередь на продольный профиль наносятся контрольные точки. Таким образом, трасса разбивается на ряд самостоятельных участков.

Руководящая отметка назначается из условия незаносимости насыпи снегом либо из условия минимального возвышения поверхности покрытия над уровнем грунтовых или поверхностных вод.

6. Типовые поперечные профили автомобильной дороги (насыпь и выемка)

Земляное полотно – это инженерная конструкция преимущественно из грунта, на которой размещается верхнее строение пути.

Назначение земляного полотна:

·выравнивание поверхности земли;

·упругое восприятие давлений от верхнего строения пути и передача давлений на основание. Требования, предъявляемые к земляному полотну:

·прочность, т.е. земляное полотно должно работать в упругой форме без остаточных деформаций;

·устойчивость, т.е земляное полотно должно быть устойчивым против воздействия сдвигающих нагрузок и природно-климатических факторов;

·экономичность;

·долговечность;

·постоянное исправное состояние.

Поверхность земляного полотна и полосы отвода должны быть спланированы так, чтобы вода нигде не застаивалась, а имела свободный и быстрый отток от земляного полотна, в противном случае земляное полотно подвергнется деформации, которая может создать угрозу безопасности движения поездов.

m зависит от вида грунта

7. Расчет нежестких дорожных одежд (определение, классификация, критерии расчета, расчет на упругий прогиб, нахождение Етр)

Нежесткие дорожные одежды - это одежды со слоями, устроенными из разного вида асфальтобетонов (дегтебетонов), из материалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными и другими вяжущими, а также из слабосвязных зернистых материалов (щебня, шлака, гравия и др.).

Классификация дорожных одежд автомобильных дорог общего пользования

Расчет конструкции по допускаемому упругому прогибу. Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии Еоб ≥ тр Еоб = Еmin тр Кпр1 , (1.6) где

Еоб – общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа;

Еmin– минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа; тр Еоб – требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа;

тр пр К 1 – требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности (см. табл.1.7). Величину минимального требуемого общего модуля упругости(МПа) конструкции вычисляют по эмпирической формуле Етiп = 98,65 [lg( Nр) – c], (1.7) где

Nр – суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды, устанавливаемое в соответствии с формулами (1.3) и (1.4); с – эмпирический параметр, зависящий от типа расчетной нагрузки на А1 – 3,55; А2 – 3,25; А3 – 3,05.

Формулой (1.7) следует пользоваться при Nр > 4 104 . Для дорог V дорожноклиматической зоны требуемые модули, определенные по формуле(1.7) , следует уменьшить на 15 %. Независимо от результата, полученного по формуле (1.7) , Расчет дорожной одежды по упругому прогибу (по величине общего модуля упругости) может производиться двумя методами. 1-й метод (снизу – вверх). При всех известных характеристиках дорожной одежды Еi и hi (модули упругости и толщины всех конструктивных слоев) определяется Кпр – коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба. Расчет считается завершенным, если выполняется условие Кпр=Еоб / Еmin ≥ тр Кпр , (1.8) где Еоб – общий расчетный модуль упругости конструкции, полученный послойным расчетом рассматриваемой конструкции дорожной одежды. Общий расчетный модуль упругости конструкции Еоб определяют по решению теории упругости для модели двухслойной среды. Приведение многослойной конструкции к эквивалентной двухслойной ведут послойно, начиная с подстилающего грунта. Расчет ведется снизу вверх.

8. Расчет жестких дорожных одежд (определение, классификация, методика расчета, швы сжатия и расширения)

Жёсткими называют дорожные одежды с конструктивными слоями из цементобетона. В зависимости от технологии строительства жёсткие покрытия и основания подразделяют на монолитные, сборные, сборно-монолитные и из укатываемого бетона.

Цементобетонные покрытия и основания могут быть неармированными, армированными (в том числе непрерывно армированными) и дисперсно армированными. Покрытия выполняют одно- и двухслойными. В общем случае жёсткая дорожная одежда с покрытием монолитного типа имеет следующие конструктивные слои: покрытие, выравнивающий слой, основание, дополнительный слой основании.

Дорожные одежды рассчитывают с учетом состава транспортного потока перспективной интенсивности движения к концу срока службы, грунтовых и природноклиматических условий.

Расчет производят в следующих случаях: -при проектировании дорожных одежд;

-при определении возможности разового пропуска тяжелых нагрузок по существующему покрытию;

-при определении рациональности новых конструктивных или технологических решений.

Расчет выполняют по предельным состояниям, определяющим потерю работоспособности того или иного элемента конструкции, на основании расчетных схем, используя нормируемые расчетные параметры.

Расчет ведется путем проверок предварительно назначенной конструкции дорожной одежды:

-по прочности верхних слоев дорожной одежды; -по прочности и устойчивости земляного полотна и слоев основания на сдвиг и по

накоплению уступов и поперечных швах покрытия; -по устойчивости и продольном направлении покрытия в жаркое время года, по

прочности стыковых и монтажных соединений; -по устойчивости дорожной одежды к воздействию морозного пучения;

-по способности дренирующего слоя основания отводить влагу в весенний период. Расчетом определяются толщины покрытия и слоев основания, расстояние между

поперечными швами, количество штырей в швах расширения и сжатия. Исходные данные для расчета дорожной одежды включают:

-параметры дороги (категория, ширина проезжей части, срок службы дорожной одежды до капитального ремонта);

-параметры движения(интенсивность, нагрузка); -параметры земляного полотна и условия его работы (тип местности, разновидности

грунтов, уровень грунтовых вод); -дорожно-климатическую зону.

Жесткие дорожные одежды рассчитывают с учетом надежности (вероятности безотказной работы конструкции в течение намеченного срока эксплуатации), принимаемой в соответствии с табл. 5.

Для снижения напряжений, возникающих при суточных и сезонных изменениях температуры воздуха, в цементобетонных покрытиях устраивают температурные швы сжатия, коробления, расширения и рабочие. Кроме перечисленных поперечных температурных швов устраивают и продольные швы. Продольный шов требуется при ширине покрытия более 4,5 м, для предупреждения появления извилистых продольных трещин, образующихся от воздействия транспортных средств, неоднородного пучения и осадки земляного полотна.

Швы расширения (рис. 2) предназначены для восприятия перемещений плит при их расширении под действием высоких летних температур. При правильном устройстве швов расширения они устраняют перенапряжение плит и исключают отрицательное влияние этих напряжений на продольную устойчивость покрытия, сколо- и трещинообразование. В швах расширения покрытие разрезают по всей ширине и на всю толщину устанавливают прокладки из дерева, пенополиуретана и других материалов. Верхнюю часть швов расширения заполняют герметизирующими материалами.

Рис. 2. Конструкции поперечных швов расширения:

а — устраиваемые в покрытии; б — перед искусственными сооружениями; 1 — штыри; 2

—каркас-корзинка; 3 — деревянная доска-прокладка; 4 — битумная обмазка; 5 — колпачок из резины или полиэтилена; 6 — мастика; 7 — воздушный зазор в колпачке; 8

—герметизирующий материал или готовая резиновая прокладка; 9 — пористый легкосжимаемый материал

Швы сжатия (рис. 3) устраивают между швами расширения, чтобы предупредить появление трещин, возникающих в покрытии вследствие изменения температуры, усадки бетона и неоднородных деформаций земляного полотна. В швах сжатия покрытие разрезают по всей ширине на глубину не менее 1/4 толщины. Ниже этой прорези в последующем возникает трещина, так как при сокращении плиты от понижения

температуры вследствие трения между плитой и основанием в бетоне плиты возникает растяжение.

Рис. 3 Схема расположения штырей в швах цементобетонного покрытия:

1 — шов расширения; 2 — шов сжатия при основании из каменных материалов и из грунтов, укреплённых вяжущим; 3 — шов сжатия при основании из материалов, не укреплённых вяжущими (песок, щебень, шлак, гравийно-песчаная смесь); 4 — штыри

Расстояние между швами сжатия (длину плиты) назначают по расчёту в зависимости от толщины плиты и природно-климатических условий. Длину неармированных плит назначают в пределах, указанных в табл. 7.

Таблица 7

После нарезки швов в затвердевшем бетоне нарезчиком швов с алмазными дисками и очистки шва сжатым воздухом в него запрессовывают уплотнительный шнур, обрабатывают стенки праймером и производят герметизацию.

Швы коробления повышают продольную устойчивость покрытия, уменьшают в плитах температурные напряжения, повышают трещиностойкость и транспортноэксплуатационные качества покрытия. Швы коробления размещают через один шов сжатия. Швы коробления не устраивают в плитах длиннее 6 м. Рабочие швы применяют в конце рабочей смены или при перерыве бетонирования покрытия более чем на 3 ч. Рабочие швы устраивают по типу швов расширения. Для частичной передачи нагрузки с плиты на плиту и для исключения образования ступеней между плитами поперечные и продольные швы армируют (рис. 4).

Рис. 4. Конструкции поперечных швов сжатия и продольного шва:

а) в свежеуложенном бетоне; б) комбинированным способом; в) в затвердевшем бетоне; г) продольный шов; пунктиром показана обмазка штырей битумом