- •Раздел 1. Конструирование и расчет дорожных одежд при новом строительстве
- •Раздел 2. Конструирование и расчет
- •Раздел 1. Конструирование и расчет дорожных одежд при новом строительстве
- •1.1. Определение категории дороги и назначение типа дорожной одежды.
- •1.2. Выбор расчетной нагрузки.
- •1.3. Учет надежности при проектировании дорожных одежд.
- •1.4. Назначение сроков службы материала покрытия и дорожной одежды
- •1.5. Определение интенсивности движения расчетных автомобилей.
- •1.6. Назначение расчетных характеристик материалов конструктивных слоев.
- •1.7. Назначение расчетных прочностных и деформационных характеристик материалов конструктивных слоев
- •1.8. Выбор материалов для конструктивных слоев дорожной одежды.
- •1.9. Проектирование осушения дорожных одежд.
- •1.10. Расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба и оптимизация толщины слоев.
- •1.11. Расчет на сдвигоустойчивость грунтов и несвязных слоев основания.
- •1.12. Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
- •1.13. Расчет дорожной одежды на морозоустойчивость в курсовом проекте.
- •Раздел 2. Конструирование и расчет дорожных одежд при реконструкции и капитальном ремонте
- •2.1. Оценка состояния покрытия в курсовом проекте.
- •2.2. Предварительное назначение конструкции дорожной одежды.
- •2.3. Разработка мероприятий по борьбе с отраженными.
- •2.4. Расчет усиления дорожной одежды в курсовом проекте.
- •2.5. Расчет толщины слоев усиления.
- •2.6. Оценка сдвигоустойчивости слоев покрытия.
- •Расчет устойчивости материала монолитных слоев на совместное действие транспортной нагрузки и погодно-климатических.
-
Расчет устойчивости материала монолитных слоев на совместное действие транспортной нагрузки и погодно-климатических.
Составляем расчетную схему конструкции дорожной одежды со слоями усиления. Модули упругости подставляем при температуре 0 градусов.
Eтр=273 МПа
E1=660 МПа h1=4см
E2=460 МПа h2=10см
E3=336 МПа h3=5см
E4=280 МПа h4=7см
E5=450 МПа h4=28см
E6=130 МПа h4=38см
Eгр=27 МПа
Расчетные характеристики материалов конструктивных слоев (приняты по таблицам 2.5.2 и п.1, Приложение 6):
Слой 1 – щебеночно-мастичный асфальтобетон на модифицированном битуме.
- модуль упругости при температуре 0оС – 5500 МПа (Табл. 2.5.2.).
- предельная структурная прочность – 10 МПа (Табл. 1. П1 Приложение 6).
- прочность на изгиб – 6 МПа (Табл. 1. П1).
Слой 2 – крупнозернистый плотный асфальтобетон на битуме БНД 60/90.
- модуль упругости при температуре 0оС – 4500 МПа.
- предельная структурная прочность – 7,5 МПа.
- прочность на изгиб – 5,5 МПа.
Слой 3 – старый асфальтобетон.
- модуль упругости при температуре 0оС (Е*Кн) – 3600*0.8= 2880 МПа.
Слой 4 – старый асфальтобетон.
- модуль упругости при температуре 0оС (Е*Кн) – 2200*0.8= 1760 МПа.
Слой 5– щебень, устроенный по способу заклинки
- модуль упругости – 450 МПа.
Слой 6 – песок крупнозернистый.
- модуль упругости – 130 МПа.
Грунт земляного полотна.
- модуль упругости – 27 МПа.
Вычисляем эквивалентные модули упругости на контактах слоев по методике раздела 1.10 с использованием номограммы 1.7.8. Поскольку диаметр отпечатка следа колеса принят для нагрузки А3 расчет ведется по всем слоям.
Расчет ведем снизу вверх.
1)
Егр /Е6 = 27/130=0,208
h6/Д = 38/41=0,93
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем EэV /Е6=0,49
EэV =63,7 МПа
2)
EэV /Е5 = 63,7/450=0,141
h5/Д = 28/41=0,68
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем EэIV /Е5=0,34
EэIV =153 МПа
3)
EэIV /Е4 = 153/1760=0,09
h4/Д = 7/41=0,25
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем EэIII /Е4=0,11
EэIII =194 МПа
4)
EэIII /Е3 = 194/2880=0,067
h3/Д = 5/41=0,122
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем EэII /Е3=0,08
EэII =230 МПа
5)
EэII/Е2 = 230/4500=0,05
h2/Д = 10/41=0,244
По номограмме (рис. 1.7.8) найдем EэII /Е2=0,08
EэI =360 МПа
Определяем суммарную интенсивность движения за весь срок службы (13 лет) (формула 1.6.12). Расчетное число дней в году принимаем 365.
.
Определяем растягивающие напряжения в монолитных слоях:
Верхний слой покрытия:
Растягивающие напряжения в нижней части слоя (сцепление с нижележащим слоем обеспечено) для толщины слоя 4 см. (номограмма 2.7.1) – 0 МПа;
Растягивающие напряжения в верхней части слоя для толщины слоя 4 см. (номограмма 2.7.3) – 0,23 МПа.
Слой 2:
Растягивающие напряжения в нижней части слоя (сцепление с нижележащим слоем обеспечено) для общей толщины слоя (4 + 10) = 14 см. (номограмма 2.7.1) – 0,32 МПа.
Принимая во внимание повышающий коэффициент 1,12 для нагрузки А3, максимальные растягивающие напряжения в монолитных слоях составляют:
- слой 1: 0,26 МПа;
- слой 2: 0,36 МПа;
Расчет фактического уровня повреждаемости:
Слой 1.
Интенсивность движения по сезонам года (формула 2.7.2):
Предельное число циклов нагружения для каждого сезона (формула 2.7.3):
Уровень работоспособности по сезонам (формула 2.7.4):
Приведенный к весеннему периоду уровень работоспособности (формула 2.7.5):
Таким образом, влияние транспортной нагрузки при данной толщине слоев и низкой интенсивности движения несущественно. Развитие усталостных деформаций в виде сетки трещин маловероятно.
Уровень работоспособности от перепадов температур (формула 2.7.6):
Уровень работоспособности от попеременного замораживания оттаивания (формула 2.7.8):
Максимальное значение водонасыщения принято по СТБ 1033. Для щебеночно-мастичных асфальтобетонов – 3%.
Уровень повреждаемости от температуры (формула 2.7.10):
Уровень повреждаемости от попеременного замораживания оттаивания (формула 2.7.11):
Общий приведенный уровень работоспособности:
- от температурных факторов (формула 2.7.12):
- от попеременного замораживания оттаивания (формула 2.7.13):
Общий приведенный уровень работоспособности (формула 2.7.14):
Общий уровень повреждаемости (формула 2.7.15):
Общий уровень повреждаемости выше предельно допустимого, равного 0,5 (формула 2.7.1). Учитывая, что наибольшее влияние на его величину оказывает попеременное замораживание оттаивание, следует ограничить максимальную величину водонасыщения. Для обеспечения величины общего уровня повреждаемости, равного 0,5, произведя расчеты от обратного, максимальная величина показателя водонасыщения должна составлять не более 2,0%. Данный уровень не должен быть превышен при подборе состава.
Слой 2.
Интенсивность движения по сезонам года (формула 2.7.2):
Предельное число циклов нагружения для каждого сезона (формула 2.7.3):
Уровень работоспособности по сезонам (формула 2.7.4):
Приведенный к весеннему периоду уровень работоспособности (формула 2.7.5):
Таким образом, влияние транспортной нагрузки при данной толщине слоев и низкой интенсивности движения несущественно. Развитие усталостных деформаций в виде сетки трещин маловероятно.
Уровень работоспособности от перепадов температур (формула 2.7.6):
Уровень работоспособности от попеременного замораживания оттаивания (формула 2.7.8):
Максимальное значение водонасыщения принято по СТБ 1033. Для щебеночно-мастичных асфальтобетонов – 2%.
Уровень повреждаемости от температуры (формула 2.7.10):
Уровень повреждаемости от попеременного замораживания оттаивания (формула 2.7.11):
Общий приведенный уровень работоспособности:
- от температурных факторов (формула 2.7.12):
- от попеременного замораживания оттаивания (формула 2.7.13):
Общий приведенный уровень работоспособности (формула 2.7.14):
Общий уровень повреждаемости (формула 2.7.15):
Общий уровень повреждаемости выше предельно допустимого, равного 0,5 (формула 2.7.1). Учитывая, что наибольшее влияние на его величину оказывает попеременное замораживание оттаивание, следует ограничить максимальную величину водонасыщения. Для обеспечения величины общего уровня повреждаемости, равного 0,5, произведя расчеты от обратного, максимальная величина показателя водонасыщения должна составлять не более 1,5%. Данный уровень не должен быть превышен при подборе состава.