8. Расчет дорожной одежды.

В курсовом проекте производят расчет на прочность по всем критериям. С целью улучшения методики курсового проектирования в первом разделе (проектирование новой дорожной одежды) расчет ведут на нагрузки А1 или А2 по следующим критериям прочности:

- сопротивление упругому прогибу всей конструкции;

- сопротивление сдвигу в грунтах и в малосвязанных материалах;

- сдвигоустойчивость несвязных слоев дорожной одежды;

- сопротивлению слоев из монолитных материалов усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

9. Расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба и оптимизация толщины слоев.

Конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии 10.1:

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) (в нашем случае 136148 авт) вычисляют по формуле 10.2:

Е_min = 98,65 [lg(SN_р) - c] =98,65* (lg136148 – 3,23)=188 МПа

где SN_р - суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды, ( в курсовом проектеSN_р=136148 авт.).

с - коэффициент, зависящий от группы нагрузки (для группы нагрузки А₂ с=3,23)

Независимо от результата расчета по формуле (12.2), требуемый модуль упругости дорожной одежды должен быть не менее указанного в таблице 10.1.

Е_факт> Е _тр

Т.к. по таблице 10.1. для нагрузки А₂ и дороги IV-ой категории значение Е_тр отсутствует, примем: Е_тр= Е_min=188 МПа.

Значение К^тр_пр примем по табл. 4.2. В нашем случае оно составит 0.85.

Окончательно принимаем Е_общ= К^тр_пр * Е _тр =188*0.85=160МПа

Выполним оптимизацию конструкции дорожной одежды

Принимаем конструкцию дорожной одежды по предварительной схеме, полученной в разделе 7.

1. Горячий, плотный, м/з а/б типа Б, марки 2 на битуме БНД 90/130.

М/з а/б типа Б имеет максимальный размер частиц щебня - 20 мм. Содержание щебня составляет менее 50%. Следовательно, минимальная толщина слоя составит 1.5*20= 30 мм. Учитывая, что число слоев покрытия менее 2 минимальную толщину слоя примем 4 см.

2. Горячий, пористый, к/з а/б на битуме БНД 90/130.

К/з а/б имеет максимальный размер зерен 40мм. Содержание щебня примем менее 50%. Тогда минимальная толщина составит 1.5*40 = 60 мм.

3. Щебень способом заклинки.

В соответствии с табл. 1.7.3 минимальная толщина составит 12 см.

4. Глинистый слой.

Минимальная толщина песчаного слоя составляет 50 см.

Поскольку подстилающий слой выполняет функцию дренирующего, его минимальная толщина не должна быть ниже, полученной по расчету толщины дренирующего слоя.

В нашем случае (см. раздел 8.2) толщина дренирующего слоя составляет 36 см. Окончательно толщину подстилающего слоя принимаем, равной 50 см.

Назначаем толщины слоев покрытия равным минимальным значениям. В нашем случае: 4 и 6 см соответственно.

Используя номограмму для определения общего модуля упругости двухслойной системы, выполняя расчет сверху вниз, находим эквивалентный модуль упругости на поверхностях слоев.

На поверхности нижнего слоя покрытия E_э^I (см. рис.10.4).

К₂=h₁/D= 4/39=0.1

К₁=E_общ /Е₁=160/2640=0,06

По номограмме (рис. 7.8) найдем отношение E_э^I/ Е₁ (К3), которое составит К₃=0,06

E_э^I= Е₁* К₃=2640*0,06=158,4 МПа

Определяем эквивалентный модуль на поверхности основания E_э^II

K₂= h₂/D= 6/39=0.15 ,

K₁=E_э^I/Е₂=158,4/1400=0,11

По номограмме найдем отношение E_э^I1/ Е₂ (К3), которое составит К₃=0,08

E_э^II= Е₂* К₃=1400*0,08=112 МПа

Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности нижнего основания E_э^II1

Толщину слоя из щебня примем минимальной, равной 12 см.

K₂= h₄/D= 12/39=0,31,

K₃=E_гр /Е₄=112/440=0,25

По номограмме (рис. 7.8) найдем отношение E_э^I11/ Е₄ (К3), которое состави К₁=0,17

E_э^I11= Е₄* К₃=440*0,17=74,8 МПа

Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности песчаного слоя

Задаемся h₄ =h_min=50 см.

K₂= h₄/D= 50/39=1,28 ,

K₃=E_гр /Е₄=78/130=0,6.

По номограмме (рис. 1.7.8) найдем отношение E_э^I111/ Е₅ (К3), которое составит К₁=0.24

E_э^I11= Е₄* К₃=130*0,24=31,2 МПа

Находим толщину нижнего слоя основания h₃

m₁=E_э ^III/Е₃=31,2/440=0,07

m₂= E_э^II/Е₃=112/440=0,25,

По номограмме (рис. 7.8) найдем отношение h₄/D (m₃), которое составит m₃=0,91

h₃= m₃*D=0,91*39=35,5см Принимаем 36 см

С= h₄С₄+ h₃С₃= 0,36*10000+0,5*4600=5900

Окончательно принимаем конструкцию:

• толщина песчаного слоя – 50 см;

• толщина слоя основания – 36 см;

• толщина нижнего слоя покрытия – 6 см;

• толщина верхнего слоя покрытия – 4 см