Расчет по допускаемому упругому прогибу.

		Е0=100 МПа

 

Рисунок 2.2 Схема конструкции дорожной одежды.

Расчет ведем послойно, начиная с подстилающего слоя по номограмме рис.3.1:

2) Епсобщ/Ещгс=100/260=0,385

hщгс/D=25/37=0,68

Ещгсобщ/Ещеб=0,57

Ещгсобщ=0,57.260=148 Мпа

3) Ещгсобщ/Ечщ=148/600=0,247

hчщ/D=15/37=0,41

Ечщобщ/Ечщ=0,38

Ечщобщ=0,38.600=228 Мпа

4) Ечщобщ/Еаб=228/2400=0,095

hаб/D=12/37=0,32

Еобщ/Еаб=0,17

Еобщ=0,16.2400=408 Мпа

Определяем требуемый модуль упругости:

Етр=98,65[(lg27046)-3,55]=87 Мпа

Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу:

Ктр=408/87=4,69

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу – 1,20.

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

Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустойчивости в грунте.

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле 2.4.

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

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (песок мелкий) со следующими характеристиками: Ен=100 Мпа (табл.П.2.5), φ=140 и с=0,004 Мпа (табл.П.2.4).

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле 2.5.

Значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по табл.П.3.2 при расчетной температуре +200С.

Ев=[(1200.12)+(600.15)+(260.25)]/52=575 Мпа

По отношениям Ев/Ен=575/100=5,75 и hв/D=52/37=1,405 и при φ=260 с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига:

τн=0,024 Мпа

Таким образом:

Т=0,024.0,6=0,0144 Мпа.

Предельное активное напряжение сдвига в грунте рабочего слоя определяем по формуле 2.6.

Тпр=0,006.3+0,1.0,002.52.tg140=0,021 Мпа

Определяем коэффициент прочности по сдвигоустойчивости:

Кпр=0,021/0,0144=1,46 , что больше Ктрпр=1,00

Рассчитываем конструкцию на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжении при изгибе.

Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели – часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоя, т.е. щебеночное основание и грунт рабочего слоя.

Ен=228 Мпа;

К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.

Модуль упругости верхнего слоя устанавливают по формуле 2.7.

Ев=3600.12/12=3600 Мпа

По отношениям hв/D=12/37=0,32 и Ев/Ен=3600/228=15,8 по номограмме находим определяем σр`=2,25 Мпа.

Расчетное растягивающее напряжение вычисляем по формуле 2.8.

σр=2,25.0,6.0,85=1,15 Мпа

Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле 2.9.

R0=9,50 Мпа – для слоя асфальтобетонного пакета.

k1=5,4/5Ö27046=0,701

t =1,39; k2=0,90

Отсюда

RN=9,50.0,701.0,90(1-0,10.1,39)=5,16 Мпа

Находим коэффициент прочности

Кпр= RN/sr=5,16/1,15=4,49, что больше чем Кпртр=1,00

Вывод: Выбранная конструкция удовлетворяет критериям прочности.

Проверка на морозоустойчивость.

1.                 По приложению 5 табл.5.1 назначаем для каждого слоя коэффициент теплопроводности.

Таблица 2.5 Коэффициенты теплопроводности дорожной одежды.

2.                 Определяем глубину промерзания по карте (рис.4.4), для Карелии – 1,4 м, и по формуле 2.11.

Zпр=1,4.1,38=1,93»2 м

Для глубины промерзания 2 м по номограмме (рис.4.3) находим величину пучения для кривой (песок мелкий – II группа, слабопучинистая) – lп(ср)=1 см.

3.                 Далее находим поправочные коэффициенты

Уровень грунтовых вод от поверхности, - 0,8 м

Кугв=0,7 (рис.4.1)

Кнагр=0,81 (рис.4.2)

Квл=1,0 (табл.4.6)

Кгр=1,0 (табл.4.5)

Кпл=1,0 (табл.4.4) при Купл=1,01-0,98

Тогда

lпуч=1.0,7.0,81.1,0.1,0.1,0=0,57 см

Согласно табл.4.3, lдоп=4 см, что больше полученного нами, следовательно, данная конструкция дорожной одежды не требует дополнительного морозозащитного слоя.

Анализ выполненных расчетов позволяет сделать вывод, что альтернативный вариант дорожной одежды имеет более высокие прочностные характеристики и меньшую трудоемкость.

Выбираем в качестве базового - альтернативный вариант.

2.6 Расчет объемов дорожной одежды

Для определения объема каждого слоя дорожной одежды составим поперечный профиль, показанный на рисунках 2.3 и 2.4.

1 вариант дорожной одежды.

Рисунок 2.3 Поперечный профиль дорожной одежды (1 вариант)

Определяем объем асфальтобетона.

Площадь а/б покрытия (нижний слой) Sпокр.н.сл.=99670 м2, высота слоя Hпокр.н.сл.=0,06 м, Vпокр.н.сл.=99670.0,06=5980 м3.

Объемный вес γаб=2,3 т/м3, отсюда Vаб=5980.2,3=13755 тн, а с учетом уширений Sпокр.н.сл.=101849 м2, отсюда 101849/99670=1,022, тогда Vаб.н.сл.=13755.1,022=14058 тн

Площадь а/б покрытия (верхний слой) Sпокр.вер.сл.=100446 м2, высота слоя Нпокр.вер.сл.=0,05 м, Vпокр.вер.сл.=100446.0,05=5022 м3.

Vаб=5022.2,3=11551 тн, с учетом уширений и примыканий Sпокр.вер.сл.общ.=108027 м2, отсюда 108027/100446=1,075, тогда Vаб.вер.сл.=11551.1,075=12417 тн.

Определяем объем обочин.

Hбр=h-С(iо-iп)=0,11-1,5(0,04-0,02)=0,08 м;

Sоб=С([h+hбр]/2)+mhбр2=1,5([0,11+0,08]/2)+3.0,082=0,162 м2;

2Sоб=2.0,162=0,323 м2, отсюда Vоб=0,323.11947=3859 м3.

Определяем объем щебеночного основания.

Vос=(Восhос+mhос2)L, отсюда Вос=Ваб+2mhаб=8+2.3.0,11=8,66 м;

Vос=(8,66.0,30+3.0,302)11947=34264 м3.

Определяем объем подстилающего слоя.

Vпс=(Впсhпс+mhпс2)L, отсюда Впс=Вос+2mhос=8,66+2.3.0,30=10,46 м;

Vпс=(10,46.0,25+3.0,252)11947=33481 м3

2                   вариант дорожной одежды.

Рисунок 2.4 Поперечный профиль дорожной одежды (2 вариант)

Определяем объем асфальтобетона.

Sаб=100446 м2; Наб=0,12 м; Vаб=100446.0,12=12053,5 м3

Vаб=12053,5.2,3=27723 тн, с учетом уширений и примыканий Vаб=27723.1,075=29802 тн.

Определяем объем обочин.

Hбр=h-С(iо-iп)=0,12-1,5(0,04-0,02)=0,09 м

Sоб=С([h+hбр]/2)+mhбр2=1,5([0,12+0,09]/2)+3.0,092=0,167 м2

2Sоб=2.0,167=0,334 м2, отсюда Vоб=0,334.11947=3985 м3.

Определяем объем основания из черного щебня.

Vчщ=(Вчщhчщ+mhчщ2)L, отсюда Вчщ=Ваб+2mhаб=8+2.3.0,10=8,6 м;

Vчщ=(8,6.0,15+3.0,152)11947=16218 м3.

Определяем объем ЩГС.

Vщгс=(Вщгсhщгс+mhщгс2)L, отсюда Вщгс=Вчщ+2mhчщ=8,6+2.3.0,15=9,5 м;

Vщгс=(9,5.0,25+3.0,252)11947=30614 м3.

2.7 Обстановка дороги

Для обеспечения безопасности движения и ориентации водителей предусмотрена расстановка дорожных знаков, ограждающих устройств, направляющих сигнальных тумб и нанесение горизонтальной и вертикальной разметочной линии.

Дорожные знаки приняты в соответствии с требованиями ГОСТ  10807-78* и ГОСТ 23457-86, металлическое ограждение барьерного типа по ГОСТ 26804-86.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16