1.5. Определение оптимального соотношения толщины слоев дорожной одежды
Минимальная толщина конструктивных слоев дорожных одежд определяется технологическими возможностями дорожно-строительных машин и особенностями технологии (см. таблицу 2.6 методических указаний).
На основании выполненных расчетов, с учетом минимальных толщин, окончательно принимаем следующую конструкцию дорожной одежды и ее характеристики:
1. Горячий плотный мелкозернистый асфальтобетон (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 %. Минимальная толщина – 4 см.
2. Горячий пористый крупнозернистый асфальтобетон (к/з а/б) на битуме БНД 90/130. К/з а/б имеет максимальный размер зерен 40 мм. Содержание щебня примем менее 50 %. Минимальная толщина составит – 6 см.
3. Песок укр.цемент , М75. Минимальная толщина – 17см.
4. Щебень заклинка. Минимальная толщина – 12 см.
5. Песчаный слой. Минимальная толщина – 35 см.
1.6. Проверка трещиностойкости монолитных слоев дорожной одежды
В монолитных слоях дорожной одежды напряжения, возникающие при прогибе дорожной одежды под действием кратковременных повторных нагружений, не должны вызывать нарушения структуры материала и приводить к образованию трещин. Для этого должно выполняться условие:
kпртр Rдоп / σr = 0.067\0.00207=32,4
kпртр – требуемый коэффициент прочности с учетом заданного коэффициента надежности;
Rдоп – предельно допустимое напряжение изгиба материала слоя с учетом усталости, определяемое расчетом, МПа;
σr – наибольшее напряжение растяжения, определяемое расчетом, МПа.
Рассмотрим конструкцию дорожной одежды для расчета на устойчивость усталостным деформациям:
Данная конструкция отличается от рассматриваемой при расчете на сдвиго-устойчивость параметрами модулей упругости асфальтобетона (Е1 = 3600 МПа и Е2 = 2200 МПа), которые принимаем при температуре 0ºC. Для данной конструкции, на устойчивость усталостным деформациям проверяем асфальтобетонный слой (нижний слой покрытия), и укрепленное основание.
При наличии укрепленного основания двухслойное асфальтобетонное покрытие рассчитываем, как однослойное, в виде пакета. Рассматривая пакет слоев покрытия, конструкцию дорожной одежды приводим к двухслойной (рис. 1.5).
Еоб=445 МПа
Е1=1200 МПа
|
h=4
|
Е2=800 МПа
|
h=6
|
Еэ=21 МПа
Рис. 1.5 Схема приведения конструкции дорожной одежды
к двухслойной системе
Суммарная толщина асфальтобетонных слоев составит:
Н = h1 + h2 = 4 + 6 = 10 см
Средневзвешенный модуль упругости пакета асфальтобетонных слоев определим по формуле:
E - модуль упругости слоя, МПа;
hi- толщина слоя, см.
Эквивалентный модуль упругости, подстилающего асфальтобетонные слои полупространства равен Eэ II и составит 4060 МПа.
Проверяем условие прочности:
kпртр Rдоп/σr,
Допустимые растягивающие напряжения при изгибе асфальтобетона Rдоп определяют по формуле:
Rдоп = Ru (1 – 0,1t)kM kкн kT = 7,8(1 - 0,1 ∙ 1,06)0,95 ∙ 0,40 ∙ 0,85 = 2.697 МПа
Ru – прочность асфальтобетона на растяжение при изгибе, и равняется 7,8 МПа
t - коэффициент нормированного отклонения, принимаемый по таблице 4.10 методических указаний. В нашем случае t = 1,06, так как Кн = 0,85.
kм – коэффициент учета снижения прочности во времени от действия природно-климатических факторов, принимаемый по таблице 4.11 методического указания.
kм = 0,85
kт – коэффициент учета снижения прочности материала в конструкции в результате температурных воздействий, принимаемый по таблице 4.11.
kт = 0,9
kкн – коэффициент учета кратковременности и повторности нагружения на дорогу, определяемый по формуле :
kкн = α ΣNp-(1/m) = 8,6 ∙ (200596,93-(1/4)) = 0,40
ΣNp – суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной нагрузки к расчетной точке на поверхности дорожной конструкции за расчетный срок службы, авт/сут;
ΣNp = 200597 авт/сут
α – коэффициент, учитывающий повторность нагружения в нерасчетный период года;
α = 8,6
m – показатель усталости материала.
m = 4
Полное растягивающее напряжение σr (МПа) определяют по формуле:
σr = σr p Кб = 3,3 ∙ 0,85 ∙ 0,6 = 1,68
σr – растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, находят по номограмме (рис. 4.28 учебно-методического пособия) и равен 3,1 МПа;
Кб - коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия под колесом автомобиля со спаренными баллонами, Кб = 0,85;
p = 0,6 МПа – по таблице 4.7 МУ
Определяем отношение:
Еср / ЕэII = 2760 / 400 = 6,9 H / D = 10 / 39 = 0,26
Проверяем условие прочности:
kпртр ≤ Rдоп / σr
4,30 ≤2.697 / 1,68
Условие выполняется Проверяю условие прочности монолитного основания из ЩПС, укрепленного цементом марки 40:
Еоб=445 МПа
ЕэI =432 МПа Е1=3600 МПа
|
h=4
|
ЕэII =378 МПа Е2=2200 МПа
|
h=6
|
ЕэIII =360 МПа Е3=400 МПа
|
h=12
|
Еэ=21 МПа
Рис. 1.6 Расчетная схема приведения конструкции к двухслойной
при расчете промежуточного слоя.
Проверяем условие:
kпртр ≤ Rдоп / σr =2.697/0.28 =9,63
Для монолитных оснований Rдоп определяем по формуле:
Rдоп = Ru = 2,697 МПа
Суммарная толщина асфальтобетонных слоев составит:
Н = h1 + h2 + h3 = 4 + 6 + 12 = см
Определяю отношения:
H / D = 22 / 39 = 0,56
Еср / Е2 = 2760 / 400 = 6,9
Е2 / ЕэIII = 400 / 360 = 1,11
Расчетное напряжение:
σr = σr p Кб = 0,55 ∙ 0,85 ∙ 0,6 = 0,28 МПа
σr – растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, находят по номограмме (рис. 4.30 учебно-методического пособия) и равен 0,62 МПа;
Проверяем условие прочности:
kпртр ≤ Rдоп / σr
0,9 ≤ 2,697 / 0,28
0,9 ≤ 9,63
Условие выполняется
Do'stlaringiz bilan baham: |