Малосвязных конструктивных слоев

 Дорожную одежду проектируют из расчета, чтобы под действием кратковременных или длительных нагрузок в подстилающем грунте или малосвязных (песчаных) слоях за весь срок службы не накапливались недопустимые остаточные деформации формоизменения. Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если в грунте земляного полотна и в малосвязных (песчаных) слоях обеспечено условие:

,                                                          (3.5)

где К_р - требуемое минимальное значение коэффициента прочности, определяемое с учетом заданного уровня надежности

Т - расчетное активное напряжение сдвига (часть сдвигающего напряжения, непогашенная внутренним трением) в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции от действующей временной нагрузки

Т_пр - предельная величина активного напряжения сдвига (в той же точке), превышение которой вызывает нарушение прочности на сдвиг

 При практических расчетах многослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной расчетной модели.

При расчете дорожной конструкции на прочность по сдвигоустойчивости грунта земляного полотна в качестве нижнего принимают грунт (с его характеристиками), а в качестве верхнего - всю дорожную одежду. Толщину верхнего слоя h _в принимают равной сумме толщин слоев одежды .

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле:

 : ,                                     (3.6)

где п - число слоев дорожной одежды;

E_i - модуль упругости i-го слоя;

h_i - толщина i-го слоя.

 При расчете по условию сдвигоустойчивости в песчаном слоеоснования с помощью номограммы нижнему слою двухслойной модели условно присваивают обычные характеристики песчаного слоя (с_п, j _п), а модуль упругости принимают равным общему модулю на поверхности песчаного слоя, толщину верхнего слоя модели принимают равной общей толщине слоев, лежащих над песчаным, а модуль упругости Е_в вычисляют как средневзвешенное значение для этих слоев

 При расчете дорожных одежд по условию сдвигоустойчивости значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, принимают соответствующими температурам, указанным в таблице 3.2

Таблица 3.2

Дорожно-климатические зоны	I-II	III	IV	V
Расчетная температура, °С	+20	+30	+40	+50

Действующие в грунте или в песчаном слое активные напряжения сдвига (Т) вычисляют по формуле:

Т = р,                                        (3.7)

где  - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм

р - расчетное давление от колеса на покрытие.

 Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя (или в песчаном материале промежуточного слоя) определяют по формуле  [2]:

T_np = с _N k _д + 0,1g _ср z _оп tg j _СТ,                              (3.8)

где с _N - сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном песчаном слое), МПа, принимаемое с учетом повторяемости

k _д - коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. При устройстве нижнего слоя из укрепленных материалов, а также при укладке на границе «основание - песчаный слой» разделяющей геотекстильной прослойки, следует принимать значения k _д равным:

- 4,5 - при использовании в песчаном слое крупного песка;

- 4,0 - при использовании в песчаном слое песка средней крупности;

- 3,0 - при использовании в песчаном слое мелкого песка;

- 1,0 - во всех остальных случаях.

z _оп - глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, см;

g _ср - средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, кг/см³;

j _СТ - расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки.

 Во всех случаях в качестве расчетных значений угла внутреннего трения грунта и малосвязных слоев используют его значения, отвечающие расчетному суммарному числу воздействия нагрузки за межремонтный срок S N_p.

 Расчет дорожной одежды по сопротивлению сдвигу в грунте земляного полотна, а также в песчаных материалах промежуточных слоев дорожных одежд ведут в следующей последовательности:

а) назначают расчетные модули упругости для слоев из асфальтобетона, соответствующие максимально возможным температурам в ранний весенний (расчетный) период (в соответствии с указаниями); назначают (с учетом расчетной влажности и общего числа воздействия нагрузки) расчетные прочностные характеристики j и с грунта земляного полотна и песка промежуточного слоя одежды (если таковой имеется) Остальные расчетные характеристики грунта и материалов остаются теми же, что и в расчете по упругому прогибу;

б) определяют активные напряжения сдвига  от единичной временной нагрузки. Для этого приводят многослойную конструкцию к двухслойным моделям

в) вычисляют расчетное напряжение сдвига в грунте земляного полотна или в песчаном слое одежды;

г) вычисляют предельное напряжение сдвига;

д) проверяют выполнение условия прочности (с учетом требуемой надежности);

е) при необходимости, изменяя толщины конструктивных слоев, подбирают конструкцию, удовлетворяющую условию

 Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустройчивости в грунте.

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле

                                            Т =                                                 (3.9)

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

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (супесь пылеватая) со следующими характеристиками: (при W_p = 0,7W_Т Е_н = 46 МПа , j = 12° и с = 0,004 МПа

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле:

 Значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по табл. П.3.2 при расчетной температуре +30 °С

 

По отношениям  и  и при j = 12° с помощью номограммы (рисунок 3.3) находим удельное активное напряжение сдвига:  = 0,011МПа.

Т = 0,011×0,6 = 0,006 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (4.4), где С_N = 0,004 МПа, К_д = 1,0.

Z_оп = 71 см.

j_ст = 12°

y_cp = 0,002 кг/см²

0,1 - коэффициент для перевода в МПа

Т_пр = 1,0(0,004 + 0,1×0,002×71×tg 12°)= 0,007,

, что больше  

Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу в грунте.

Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустойчивости в песчаном слое основания

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

Нижнему слою модели присваивают следующие характеристики:  МПа; j = 27° и с = 0,002 МПа

Модуль упругости верхнего слоя модели

 МПа.

По отношениям  и  и при j = 27° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига:  = 0,021 МПа.

Т = 0,017×0,6 = 0,013 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в песчаном слое определяем по формуле (, где С_N = 0,002 МПа, К_о = 2,0.

Z_оп = = 46 см.

j_ст = 27°

y_cp = 0,002 кг/см²

Т_пр = 2(0,002× + 0,1×0,002×46×tg 27°) = 0,0134 МПа

, следовательно, условие по сдвигоустойчивости в песчаном слое основания выполнено.

---

Дата добавления: 2020-11-27; просмотров: 120; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!