Проект дорожной одежды нежесткого типа

Расчет подстилающего (дренирующего) слоя.

Конструкцию представим в виде двухслойной системы.

Е_об=445 МПа

Е1=1200 МПа	h=4
Е2=800 МПа	h=6
Е3=400 МПа	h=12
Е4=240 МПа	h=17

Е_гр =21 МПа

Рис 1.9 Конструкция дорожной одежды для проверки сдвигоустойчивости подстилающего слоя

Для расчета определим суммарную толщину вышележащих слоев (h_в), отношение (h_в/Д) и средневзвешенный модуль упругости вышележащих слоев (Е_в).
Значение модулей упругости асфальтобетона приняли при 20°.

Суммарная толщина асфальтобетонных слоев составит:

h_в = 4+6+12+17 = 39 см
Отношение:
h_в /Д = 39/39 = 1

Средневзвешенный модуль упругости пакета асфальтобетонных слоев определим по формуле:

Найдем отношение:

Е_в / Е_э^IV = 473,84 / 21 = 22,56

Найдем расчетное активное напряжение сдвига по формуле:

T_а = τ_а p + τ_в = 0,018 ∙ 0,6 - 0,0018 = 0,009 МПа

τ_а – активное напряжение сдвига от действия единичного нагружения, определяемое по номограмме (рис. 4.20 учебно-методического пособия).
τ_а = 0,018 МПа.

p = 0,6 МПа – по таблице 4.7 методического пособия.
Угол внутреннего трения φ_г = 10°.

τ_в – напряжение от собственного веса дорожной одежды, определяемое по номограмме (рис. 4.21 учебно-методического пособия).
τ_в = -0,0018 МПа

Определим предельное активное напряжение сдвигу Т_пр в грунте рабочего слоя по формуле:

Т_пр  с k₁ k₂ = 0,01 ∙ 7 ∙ 1,03 = 0,072 МПа

Сцепление в грунте земляного полотна с = 0,01 МПа

Коэффициент k₁ = 7 по таблице 4.8 методического пособия.
Коэффициент k₂ определим по рис. 4.18 учебно-методического пособия, для этого определим N_сут:

N_сут  ΣN_р / (Т_рдг · T_cл) = 200597 / 135 ∙8 = 186 авт/сут

k₂ = 1,03
Для IV категории дороги с капитальным типом покрытия при коэффициенте надежности 0,75 срок службы T_сл составляет 8 лет.
Т_ргд = 135 – по таблице 4.9 методического пособия.

Проверяем условие:

К_пр^тр ≤ Т_пр / Т_а

К_пр^тр = 1,88 по таблице 4.3 методического пособия.

1,88 ≤ 0,072 / 0,009
1,88≤8

Условие выполняется. Таким образом, корректировка конструкции дорожной одежды по критерию сдвигоустойчивости не требуется.

Расчет нижнего слоя основания из ЩПС, укрепленного цементом марки 40

Конструкцию представим в виде двухслойной системы.

Еэ^I =432 МПа Е1=2400 МПа	h=4
Еэ^II =378 МПа Е2=1400 МПа	h=6
Еэ^III =360 МПа Е3=400 МПа	h=12

Е_гр =21 МПа
Рис. 1.10 Конструкция дорожной одежды для проверки сдвигоустойчивости нижнего слоя основания из ЩПС, укрепленного цементом марки 40

Для расчета определим суммарную толщину вышележащих слоев (h_в), отношение (h_в/Д) и средневзвешенный модуль упругости вышележащих слоев (Е_в).

Значение модулей упругости асфальтобетона приняли при 20°.

Суммарная толщина асфальтобетонных слоев составит:

h_в = 4+6+12 = 22 см
Отношение:
h_в /Д = 22/39 = 0,56
Средневзвешенный модуль упругости пакета асфальтобетонных слоев определим по формуле:

Найдем отношение:

Е_в / Е_э^III = 655 / 21 = 31,19

Найдем расчетное активное напряжение сдвига по формуле:

T_а = τ_а p + τ_в = 0,027∙ 0,6 - 0,002 = 0,0142 МПа

τ_а – активное напряжение сдвига от действия единичного нагружения, определяемое по номограмме (рис. 4.24 учебно-методического пособия).
τ_а = 0,027 МПа.

p = 0,6 МПа – по таблице 4.7 методического пособия.
Угол внутреннего трения φ_г = 46°.

τ_в – напряжение от собственного веса дорожной одежды, определяемое по номограмме (рис. 4.25 учебно-методического пособия).
τ_в = -0,002МПа

Определим предельное активное напряжение сдвигу Т_пр в грунте рабочего слоя по формуле:

Т_пр  с k₁ k₂ = 0,03 ∙ 7,0 ∙ 1,03 = 0,216 МПа

Сцепление в грунте земляного полотна с = 0,03 МПа

Коэффициент k₁ = 7,0 по таблице 4.8 методического пособия.
Коэффициент k₂ определим по рис. 4.18 учебно-методического пособия, для этого определим N_сут:

N_сут  ΣN_р / (Т_рдг · T_cл) = 200597 / 135 ∙8 = 186 авт/сут

k₂ = 1,03
Для III категории дороги с капитальным типом покрытия при коэффициенте надежности 0,75 срок службы T_сл составляет 8 лет.
Т_ргд = 135 – по таблице 4.9 методического пособия.

Проверяем условие:

К_пр^тр ≤ Т_пр / Т_а

К_пр^тр = 1,13 по таблице 4.3 методического пособия.

1,13 ≤ 0,216 / 0,0142
1,13 ≤ 5,2

Условие выполняется. Следовательно, деформации сдвига в нижнем слое основания из ЩПС, укрепленного цементом марки 40 отсутствуют. Таким образом, корректировка конструкции дорожной одежды по критерию сдвигоустойчивости не требуется.