Рабочий проект автомобильной дороги (стр. 4 из 6)

N₁=(3400∙0,005+4590∙0,2+510∙0,7+4760∙1,25+2400∙0,7+1700∙1,5)/1,12^(20-1)=1303 авт/сут.

1.3 Определяем коэффициент суммирования

К_с=1,12²⁰-1/1,12-1=72,05.

1.4 Вычисляем суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности конструкции за срок службы:

∑ N_р=0,7 f_пол∙ N₁∙ К_с∙Т_рдг∙К_n

Т_рдг=134

К_n=1,49

∑ N_р=0,7∙0,35∙1303∙72,05∙135∙1,49=4626627 авт.

1.5 Проверим достоверность полученного параметра ∑ N_р

Расчет параметра ∑ N_р

Тип ТС	fпол	Nm, груз.авт./сут.	Nm1=Nm(Тсл)/q(Тсл-1)	Smсум	∑( Nm1 Smсум)
Легкие грузовые	0,35	3400	395	0,005	2
Средние грузовые	0,35	4590	533	0,2	107
Тяжелые грузовые	0,35	510	59	0,7	41
Очень тяжелые	0,35	4760	553	1,25	691
Автобусы	0,35	2040	237	0,7	166
Тягачи с прицепом	0,35	1700	197	1,5	296
Итого	-	∑Nm=17000	-	1303

Получаем, что

∑ N_р=0,7∙0,35∙72,05∙135∙1,49∙1303=4626627 авт.

2.Определяем расчетные характеристики грунта рабочего слоя земляного полотна.

2.1.Определяем расчетную влажность грунта рабочего соя:

W_p=(W_таб+∆₁W-∆₂W)(1+0,1t)-∆₃

W_таб=0,67 для условий II2 дорожно – климатической подзоны, 1-й схемы увлажнения и грунта – супеси пылеватой.

∆₁W=0.

∆₂W=0,05.

t=2,19 для уровня надежности 0,98.

Получаем, что

W_p=(0,67+0+0,05)(1+0,1∙2,19)=0,88 (в долях от W_т).

2.2.Определяем величину модуля упругости (Е), сцепления (j ) грунта рабочего слоя.

Для грунта супеси пылеватой при W_p=0,88 W_т величина С=0,003, аj =9° при∑N_p>10⁶

Для супеси пылеватой величина Е=26,7 МПа.

3.Предварительно намечаем конструкцию дорожной одежды со следующими значениями толщин:

- асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90 -5см;

-асфальтобетон пористый на БНБ марки 60/90 -6см;

-асфальтобетон высокопористый на БНБ марки 60/90 -20см;

-щебень фракционированный с заклинкой активным мелким шлаком -30см;

-песок, обработанный цементом, соответствующий марке 100 -25см.

Расчетные характеристики слоев

№	Материал слоя	h слоя, см	Расчет упруг. прогибу, Е, МПа	Расчет по условию сдвигоустойчивости			Расчет на растяжение при изгибе
				Е,МПа	С	j	Е, МПа	Ro, МПа	a	m
1.	Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90	5	3200	1800	-	-	4500	9,8	5,2	5,5
2.	Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90	6	2000	1200	-	-	2800	8,0	5,9	4,3
3.	Асфальтобетон высокопористый на БНД марки 60/90	20	2000	1200	-	-	2100	5,65	6,3	4,0
4.	Щебень с заклинкой активным мелким шлаком	30	400	400	-	-	400	-	-	-
5.	Крупно-зернистый песок, обработанный цементом	25	950	950	-	-	950	-	-	-
6.	Супесь пылеватая Wp=0,88 Wт	-	26,7	26,7	0,003	9	26,7	-	-	-

4. Расчет по допускаемому упругому прогибу ведем послойно снизу вверх.

1)

р=0,6 МПа, D=37см, тогда

МПа

2)

МПа

3)

МПа

4)

МПа

5)

МПа

6) Требуемый модуль упругости определяем по формуле:

Е_тр=98,65[lg(∑ N_р)-3,55]=98,65[lg(∑4626627)-3,55]=307МПа.

7)Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу:

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу - 1,5.

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.

5. Расчёт по условию сдвигоустойчивости в грунте.

1).Для определения приводим предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (супесь пылеватая) со следующими характеристиками: (при W_p = 0,88W_Т и SN_p = 4626627 авт.) Е_н = 26,7 МПа, j = 9° и с = 0,003 МПа.

Вычисляем модуль упругости верхнего слоя модели.

Значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем при расчетной температуре +20 °С.

МПа.

2)По отношениям

и

и при j = 9° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки:

= 0,008 МПа.

3)Вычисляем действующие в грунте активные напряжения сдвига

Т =

∙Р = 0,008×0,6 = 0,0048 МПа.

4)Определяем предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя по формуле

,

С_N = 0,003 МПа

К_д = 4,5

Z_оп = 86 см

j_ст = 34°

_cp = 0,002 кг/см²

Т_пр = 0,004×4,5 + 0,1×0,002×86×tg 34° = 0,0251,

где 0,1 - коэффициент для перевода в МПа.

5)Проверяем выполнение условия прочности

, что больше

Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу .

6. Расчёт конструкции дорожной одежды на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Расчет выполняем в следующем порядке:

1) Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели - часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев. Модуль упругости нижнего слоя равен

Е_н =

= 114МПа

К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.

Модуль упругости верхнего слоя (h_в = 31):

МПа

2) По отношениям

и

по номограмме определяем

= 0,85

Расчетное растягивающее напряжение:

= 0,85×0,6×0,85 = 0,43 МПа.

3) Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле:

R_o = 5,65 МПа для нижнего слоя асфальтобетонного пакета

ν_R = 0,1

t = 2,19

m = 4; a = 6,3

SN_p = 4626627 авт.

k₂ = 0,85

R_N = 5,65×0,136×0,85(1 - 0,1×2,19) = 0,51 МПа