Раздел 2. Конструирование и расчет дорожных одежд при реконструкции и капитальном ремонте

2.1. Оценка состояния покрытия в курсовом проекте.

Определяем уровень дефектности по 2.2.1.

,

Коэффициент надежности по формуле 2.1.2 составит:

Кн = 1-ДП= 1 – 0,1996 = 0,8004

Допустимый коэффициент надежности по таблице 2.1.2 составит 0.8.

Кн ≥Кн доп ; Следовательно, принимаем решение о сохранении материала старого покрытия.

2.2. Предварительное назначение конструкции дорожной одежды.

Определим допустимую ровность покрытия.

Фактическая ровность на момент диагностики составила 4 мм/м (см. задание).

Определим допустимую ровность по формуле 2.1.1.

IRIдоп = IRI0•ехр(В•t) ,

Для дороги второй категории по таблице 2. 1.

IRI₀ = 2.0 мм/м, В=0,0677.

Срок службы покрытия (t) в нашем случае составляет 11 (см. раздел 2.5.2) лет. Тогда;

IRIдоп = 2* ехр(0,0677*11) = 4,21 мм/м

Фактическая ровность (4 мм/м) меньше допустимой (4,21 мм/м), что не требует устройства выравнивающего слоя.

2.3. Разработка мероприятий по борьбе с отраженными.

Проверка условия необходимости предотвращения отраженного трещинообразования

Для к/з асфальтобетона тира А марки значение Rс по таблице 1 Приложения 5 составит 7,5 МПа

Предельное напряжение при растяжении, рассчитанное по формуле (2.4.4) составит:

По графику, представленному на рис.2.4.1 в зависимости от толщины старого покрытия (12 см) и среднего модуля упругости при температуре минус 15оС –11 500Мпа (по заданию) определяем значение растягивающих напряжений в нижней части слоя, которое составит 4,2 МПа.

Проверяем условие устойчивости отраженным трещинам (2.4.3):

4,2 ≤ 1,5

Условие не выполняется, следовательно, нужно предусмотреть мероприятия по борьбе с отраженными трещинами.

Мероприятия по предотвращению отраженного трещинообразования

Основные мероприятия следующие:

- фрезерование покрытия на определенную глубину;

- разделка трещин на определенную ширину;

- возможен комплекс из двух предложенных мероприятий.

Для того что бы выполнялось условие (2.4.3) необходимо чтобы растягивающее напряжение в нижней части слоя было меньше 1,5 МПа.

По рисунку 2.4.1 определим толщину старого слоя, при котором напряжения при модуле 14 000 составят 1,5 МПа, которая составит 2 см.

Рассмотрим вариант разделки трещин.

Определим ширину разделки трещин. Как установлено выше, растягивающие напряжения в нижней части слоя – 4,2 МПа. Коэффициент снижения растягивающих напряжений составит 4,2.

По графику, представленному на рисунке 2.4.2, определяем отношение ширины разделки трещин к толщине старого слоя асфальтобетона в нашем случае это отношение составит 0,22. Следовательно, ширина разделки составит (12*0,22=2,64см) 3 см.

Таким образом, для предотвращения отраженного трещинообразования на новом покрытии необходимо произвести разделку трещин на ширину 3 см.

2.4. Расчет усиления дорожной одежды в курсовом проекте.

Для дороги 3-й категории с капитальным типом покрытия и нагрузки А3 примем уровень надежности 0.9.

По табл. 1.5..2 (раздел 1) определим срок службы дорожной одежды, который составит 11 лет.

Битум для устройства покрытия примем модифицированный марки БНД 60/90. Для устройства нижнего слоя примем битум марки БНД 60/90 (Табл. 1.5.3 раздел 1).

Таблица 2.1.

№ п/п	Вид и марка транспортного средства	Схема транспортного Средства По табл. 1 Прил. 2	Макси- мальная нагрузка на ось,т	%,авто-мобилей в долях едиицы	Строчка табл 1 П1	коэфприведения
1	2	2	3	4	5	6
1.	Л/а Audi A6		0.75	0.25		0,0012
2.	Г/а грузоподъемностью до 2.5т		1.7	0.1		0,05
3.	Г/а грузоподъемностью до 5т		3.2	0.27		0,05
4.	МАЗ-5549		10	0.08		0,65
5.	Г/а свыше 12т КАМАЗ - 53228		10	0.1		1,1
6.	Трехосные автопоезда МАЗ-5433А2-322		10	0. 15		0,9
7.	Автопоезда МАЗ-6303A5-321		10	0.03		0,95
8.	Автобус МАЗ-256		6	0.02		1,2

Получаем суммарный коэффициент приведения по формуле

=0.25*0.0012+0.1*0.05+0.27*0.05+0.08*0.65+0.1*1.1+0.15*0.9+0.03*0.95+0.02*1.2=0.3683

Величину приведенной интенсивности движения на последний год срока службы дорожной одежды N_p (ед/сут) определяют по формуле 1.6.11 (раздел 1):

,

где f_пол - коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним (f_пол=0,55);

N_m - число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств в физических единицах на конец срока службы (начальную интенсивность принимаем равной конечной по первому разделу).

N_m = 1929*(1+0,01*3)^11-1 = 2592 авт/сут

S_{m cум} - суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства i-й марки к расчетной нагрузке Q_расч.

Выполненный расчет позволяет назначить уровень надежности материла покрытия, который необходимо обеспечить на стадии подбора состава (рис 1.5.1).

Определим суммарное число воздействий расчетного автомобиля за срок службы по формуле 1.6.12 (раздел 1).

Коэффициент суммирования Кс определим по формуле

q – показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам.

q=1+0.01p=1+0.03=1.03

Значение Т_рдг южного дорожно-климатического района составит 135 дней.

Значения коэффициента, учитывающего вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого принимаем из таблицы 1.6.3 (раздел 1).

В нашем случае k_n=1,38.

Тогда:

Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии 1.10.4 (раздел 1):

Е_об > Е_тiп,

где Е_об - общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа;

Е_тiп - минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа;

К^тр_пр - требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимается в зависимости от требуемого коэффициента надежности.

Величину минимального требуемого общего модуля упругости конструкции дорожной одежды при SN_р > 4×10⁴ (авт) Е_тiп (МПа) вычисляют по формуле 1.10.5 (раздел1):

Е_min = 98,65 [lg(SN_р) - c] =98,65* (lg652600 – 3,05)=273МПа

где SN_р - суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды;

с - коэффициент, зависящий от группы нагрузки (для группы нагрузки А₃ с=3,05)

Е_тр= Е_min=273 МПа.

Значение К^тр_пр примем по табл. 1.4.1 (раздел 1). В нашем случае оно составит 1.0.

Требуемый модуль упругости дорожной одежды составит Е_тр= К^тр_пр * Е _min =273*1.0=273 МПа