Выполним оптимизацию конструкции дорожной одежды
Принимаем конструкцию дорожной одежды по предварительной схеме, полученной в разделе 1.8.
Значения расчетных модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, принимаем при температуре +10°С (табл.1.2). Составляем схему конструкции дорожной одежды:
Eобщ=155 МПа
E1=2400 МПа h1=4см
E2=1400 МПа h2=6см
E3=350 МПа h3=19см
E4=300 МПа h4=17см
E5=100 МПа h5=37см
| Eгр=49 МПа |
Назначим минимальные толщины слоев.
1. Горячий, плотный, м/з а/б типа Б, марки 2 на битуме БНД 90/130.
М/з а/б типа Б имеет максимальный размер частиц щебня - 40 мм. Толщину слоя примем 4 см.
2. Горячий, пористый, к/з а/б на битуме БНД 90/130.
К/з а/б имеет максимальный размер зерен 40мм. Толщину слоя примем 6 см.
3. ПГС + битум.
В соответствии с таблицей минимальная толщина составит 12 см.
4. ПГС.
Минимальная толщина слоя составляет 17 см.
5. Песок мелкий. Минимальная толщина 37 см.
В нашем случае толщина дренирующего слоя составляет 37 см. Окончательно толщину подстилающего слоя принимаем, равной37 см.
Назначаем толщины слоев покрытия равным минимальным значениям. В нашем случае: 4 и 6 см соответственно.
Используя номограмму (рис.1.7.8) для определения общего модуля упругости двухслойной системы, выполняя расчет сверху вниз, находим эквивалентный модуль упругости на поверхностях слоев.
|
|
|
На поверхности нижнего слоя покрытия EэI :
n=h1/D= 4/39=0.1
f=Eобщ/Е1=155/2400=0,06
По номограмме найдем отношение EэI/ Е1= m, которое составит
m=0,06
EэI= Е1* m=2400*0,06=144 МПа
Определяем эквивалентный модуль на поверхности основания EэII
n= h2/D= 6/39=0.15
f=EэI/Е2=144/1400=0,1
По номограмме найдем отношение EэI1/Е2 = m, которое составит
m=0,08
EэII= Е2* m=1400*0,08=112 МПа
Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности EэIII
n= h3/D= 12/39=0,31
m=EэII/Е3=112/350=0,32
По номограмме найдем отношение EэI11/ Е4= f, которое составит
f=0,23
EэI11= Е4* f=350*0,23=81 МПа
Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности EэV
n= h3/D= 37/39=0,95
m=Eгр/Е3=49/100=0,49
По номограмме найдем отношение EэV/ Е5= f, которое составит
f=0,75
EэV= Е5* f=100*0,75=75 МПа
Находим толщину нижнего слоя основания h4
m1=EэIV/E4=75/300=0,25
m2= EэIII/E4=81/300=0,27
h4/D=0,12
h4=4,68 см=5 см принимаем h4=17см
Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности EэIV
n= h3/D= 17/39=0,44
m=EэV/Е3=75/300=0,25
По номограмме найдем отношение EэIV/ Е5= f, которое составит
f=0,39
EэI11= Е5* f=300*0,39=117 МПа
В связи с запасом прочности 3 слой (ПГС+битум) убираем.
Принимаем четырехслойную конструкцию.
Определяем стоимость дренирующего слоя и основания.
|
|
|
С= 37*8000+17*14000=534000 руб
Эта стоимость является наименьшей. Окончательно принимаем конструкцию с максимальной толщиной песчаного слоя – 37 см. Толщина нижнего слоя покрытия 6 см, верхнего 4 см.
Расчет на сдвигоустойчивость грунтов и несвязных слоев основания.
1) Расчет подстилающего (дренирующего) слоя.
Конструкцию дорожной одежды приводим к двухслойной системе.
E1=1200 МПа h1=4см
E2=800 МПа h2=6см
E3=300 МПа h4=17см
Eобщ’’’=49 МПа
hв=27 см
hв /Д = 27/39=0,69
Ев=(4·1200+6·800+17·300)/(4+6+17)=544 МПа
Ев /Ен=544/75=7,25
Угол внутреннего трения φг =31 о
По номограмме получим что tа =0,050
По номограмме получим, что tв =-0.001 МПа
Подставляя все полученные значения в формулу получим
Та=0,050·0,6 - 0,001=0,029 МПа
Сцепление в грунте земляного полотна с=0,004 МПа.
Nсут=åNр/(Трдг·Tcл) = 94266/135∙9 =77авт/сут
Коэффициент k1 составит 7. Коэффициент k2 =1.17 тогда:
Тпр=0,004·7·1,17=0,03274 МПа
Проверяем условие.
Кпрпо таблице составит 0.9
Получаем, что условие выполняется. Следовательно, деформации сдвига в грунте отсутствуют.
Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.
|
|
|
___________________________
E1=3600 МПа h1=4см
E2=2200 МПа h2=6см
E4=300 МПа h4=17см
E5=100 МПа h5=37см
Eгр=49 МПа
Конструкцию дорожной одежды приводим к двухслойной
Суммарная толщина асфальтобетонных слоев составит:
Н = 4+6 = 10 см
Средневзвешенный модуль упругости пакета асфальтобетонных слоев определим по формуле:
Еср= (4*3600+6*2200)/10=2760 МПа
Проверяем условие прочности: kпртр 
Rдоп/σr,
Допустимые растягивающие напряжения при изгибе асфальтобетона Rдоп определяют по формуле:
Rдоп = Ru·(1 – 0,1·t)·kM·kкн·kT,
где Ru – прочность асфальтобетона на растяжение при изгибе. Значение Ru для нижнего слоя покрытия составит 7,8. МПа.
t - коэффициент нормированного отклонения. В нашем случае t=1,06.
kM – коэффициент учета снижения прочности во времени от действия природно-климатических факторов. Для пористого асфальтобетона kM = 0,85.
kT – коэффициент учета снижения прочности материала в конструкции в результате температурных воздействий. Для пористого асфальтобетона kT = 0,9.
|
|
|
Ккн – коэффициент учета кратковременности и повторности нагружения на дорогу, определяемый по формуле:
Ккн = α·∑Nр 
,
где α – коэффициент, учитывающий повторность нагружения в нерасчетный период года, α = 6,3.
m –показатель усталости материала, m= 4,0.
∑Nр – суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной нагрузки к расчетной точке на поверхности дорожной конструкции за расчетный срок службы, осей. ∑Nр = 94266 осей.
Тогда Ккн = 6,3·(94266 
) =0,36
Определяем допустимые растягивающие напряжения при изгибе асфальтобетона по формуле:
Rдоп = Ru·(1 – 0,1·t)·kM·kкн·kT = 7,8∙(1-0,1∙1,06)∙0,85∙0,9∙0,36= 1.9МПа
Полное растягивающее напряжение σr (МПа) определяют по формуле:
σr = 
·р·Кб,
где 
- растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, МПа;
Кб - коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия под колесом автомобиля со спаренными баллонами (Кб = 0,85) и однобаллонными колесами (Кб = 1,0). Принимаем Кб = 0.85.
- определим по номограмме.
Определяем отношение Еср/ E’’общ=2760/112 =24,9
Н/Д =0.26
По номограмме найдем =3,3МПа
Тогда σr =1.68
Коэффициент прочности составит 0,90.
Проверяем условие.
kпртр=0,90 1,9/1,68=1,13
Условие выполняется.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 335; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!