1.12. Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

Рассматриваем пакет слоев покрытия.

Конструкцию дорожной одежды приводим к двухслойной .

Суммарная толщина асфальтобетонных слоев составит:

Н = 5+7 = 12 см

Средневзвешенный модуль упругости пакета асфальтобетонных слоев определим по формуле 1.11.10:

Е_ср= (5*3600+7*2200)/12=2784 МПа

Эквивалентный модуль упругости, подстилающего асфальтобетонные слои полупространства равен E’’_общ и составит 168 Мпа.

Проверяем условие прочности(1.12.2):

k_пр^трR_доп/σ_r,

Допустимые растягивающие напряжения при изгибе асфальтобетона R_доп определяют по формуле (1.12.3):

R_доп = R_u·(1 – 0,1·t)·k_M·k_кн·k_T,

где R_u – прочность асфальтобетона на растяжение при изгибе. Значение R_u для нижнего слоя покрытия составит 7,8. МПа.

t - коэффициент нормированного отклонения, принимаемый по таблице 1.12.1. В нашем случае t=1.32.

k_M – коэффициент учета снижения прочности во времени от действия природно-климатических факторов, принимаемый по таблице 1.12.2. Для пористого асфальтобетона k_M = 0.8.

k_T – коэффициент учета снижения прочности материала в конструкции в результате температурных воздействий, принимаемый по таблице 1.12.2. Для пористого асфальтобетона k_T = 0.8.

К_кн – коэффициент учета кратковременности и повторности нагружения на дорогу, определяемый по формуле 1.12.4:

К_кн = α·∑N_р ,

где α – коэффициент, учитывающий повторность нагружения в нерасчетный период года по табл. 7.4.2, α = 8,6.

m – показатель усталости материала по табл. 7.2, m= 4,8

∑N_р – суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной нагрузки к расчетной точке на поверхности дорожной конструкции за расчетный срок службы, осей. ∑N_р = 791330 осей.

Тогда

К_кн = 8,6·(791330) =0.51

Определяем допустимые растягивающие напряжения при изгибе асфальтобетона по формуле (1.12.3):

R_доп = R_u·(1 – 0,1·t)·k_M·k_кн·k_T = 7.8(1-0.1*1,32)0,8*0,8*0,51=2,21 МПа

Полное растягивающее напряжение σ_r (МПа) определяют по формуле 1.12.6:

σ_r = ·р·К_б,

где - растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, МПа;

К_б - коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия под колесом автомобиля со спаренными баллонами (К_б = 0,85) и однобаллонными колесами (К_б = 1,0). Принимаем Кб = 0.85.

- определим по номограмме 1.12.1.

Определяем отношение Еср/ E’’_общ =2784/168 =16,6

Н/Д =12/37 =0,32

По номограмме 1.12.1 найдем =2,2 МПа

Тогда σ_r = 2,2*0,6*0,85 = 1,122

Коэффициент прочности по таблице 1.4.2. составит 0,94.

Проверяем условие 1.12.2.

k_пр^тр =0,942,21/1,122 = 1,97

Условие выполняется.

1.13. Расчет дорожной одежды на морозоустойчивость в курсовом проекте.

Проверим критерий морозостойкости дорожной одежды (1.13.1), т.к. грунт земляного полотна автомобильной дороги – суглинок пылеватый, относящийся по степени пучинистости к пучинистым грунтам

Определим фактическую толщину дорожной одежды:

H_факт = ∑ h_i = h₁+h₂+h₃+h₄ = 5+7+28+38= 78 см.

Требуемую толщину дорожной одежды определим по рисунку. Для Брестской области требуемая толщина составит 70 см.

Проверяем критерий морозостойкости дорожной одежды:

78 см ≥ 70 см – условие выполняется.

Корректировка дорожной одежды не требуется.