Материал: 2298
r r pkв =1,40·0,8·0,85=0,952МПа.
Предельное напряжение на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений RN в нижнем слое асфальтобетона определяют по
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
формуле (7.2) при коэффициенте k1определяемом при параметрах: |
||||||||||||
= 5,4, |
m = 5,0 (табл. П.6) по формуле (6.3): |
|||||||||||
|
|
k1 |
|
|
|
|
5,4 |
|
0,228. |
|||
|
|
m |
Nр |
|
= |
5 |
7403403 |
|||||
коэффициент |
|
|
|
|
|
|||||||
RN |
R0 k1 k2(1 VR |
t) 9,5·0,228·0,80· (1 – 0,1·2,19) = 1,35 МПа. |
||||||||||
Определяют |
|
|
|
|
|
|
прочности |
|||||
|
изгибе |
|
|
|||||||||
|
|
Kпр = RN / r |
= 1,35/0,952 = 1,42. |
|||||||||
Требуемый м мальный коэффициент прочности по усталост- |
||||||||||||
ному разрушен ю от растяжения при изгибе – 1,00 ( см.табл. 4.2). |
||||||||||||
|
|
А |
||||||||||
Прочность пакета асфальтобетонных слоев по усталостному |
||||||||||||
разрушению от растяжения при |
|
обеспечена. |
||||||||||
|
11.7. Расчет монолитных слоев основания |
|||||||||||
по усталостному разрушению от растяжения при изгибе |
||||||||||||
Расчетные модули упругости слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее, принимают при температуре 20 0С, соответствующей расчету дорожной одежды по критерию сдвигоустойчивости.
Расчет выполняют для слояДв следующей последовательности: Определяют средневзвешенный модуль упругости слоев из ас-
фальтобетона при температуре 20 0С по формуле
5 |
5 |
|
Еср Eihi |
/ hi = (2500 · 5 + 1200 · 14)/(5+14) = |
|
i 1 |
i 1 |
|
|
=29300/49 = 1542 МПа. |
|
|
|
И |
По номограмме (см.рис.7.3)по отношениям
Eср/E4 = 1542/700 = 2,20 (цифра на кривой),
3
Е4/ЕобщIV. . =700/103,2= 6,78 (цифра на луче) и h/D =30/34 = 0,882
1
(абсцисса) находим единичные растягивающее напряжение при изгибе от нагрузки r = 0,82 МПа.
76
Откуда
r = r р= 0,42·0,8 = 0,336 МПа.
Рассчитывают предельное напряжение на растяжение при изги-
бе с учетом усталостных явлений материалов по формуле |
|
С |
Rпр =Rукр Kу= 0,45·0,89=0,40 МПа, |
|
|
где Rукр = 0,45 МПа – предельное напряжение на растяжение при из- г бе ( см. табл. П.1).
Kу – коэфф ц ент усталости, учитывающий снижение прочности матер алов, укрепленных неорганическими и комплексными
вяжущ |
, при многократном приложении нагрузки, опреде- |
||||
ляемый по формуле |
|
|
|
|
|
ми 0,0673 |
= 1,525·2985 |
-0,0673 |
|||
|
Ку 1,525Np |
|
|
=0,89. |
|
Определяют коэффициент прочности |
|
|
|||
|
Kпр = Rпр / r |
= 0,40/0,336 = 1,19. |
|||
Прочность по усталостному разрушению при изгибе в моно- |
|||||
литном слое основания обеспечена. |
|
|
|||
бА |
|
||||
Вывод: конструкция дорожной одежды подходит всем критериям |
|||||
прочности. |
|
|
|
|
|
11.8. РасчетдорожнойДодеждынаморозоустойчивость |
|||||
Дорожные одежды рассчитываются наИморозоустойчивость для характерных участков дороги, сходных по грунтово-гидрологическим условиям, подстилаемых одинаковыми грунтами, имеющими одну и ту же конструкцию земляного полотна (насыпь, нулевые отметки или выемка).
В соответствии с принятым типом дорожной одежды (капитальным) и видом покрытия (асфальтобетон) находим по табл. 9.1 допустимую величину морозного пучения lдоп = 4 см.
Вычисляем величину lпуч ср. по формуле9.3. Для этого находим составляющие параметры:
77
Требуемую по критерию морозоустойчивости толщину дорожной одежды определяют по номограммам ( см. рис. 9.1), предварительно определив ординату lпуч ср. , величину морозного пучения при осредненных условиях по формуле 9.2:
lпуч ср. = lдоп /(Kугв Kпл Kгр Kнагр Kвл),
где Kугв – коэфф ц ент, учитывающий влияние расчетной глубины
|
залеган я уровня грунтовых или |
длительно стоящих по- |
||
|
верхностных вод (см.рис. 9.2) для нашего примера глубина |
|||
|
залеган я грунтовых вод составляет 2,8 м, и Kугв = 0,55; |
|||
С |
|
|
|
|
Kпл |
– коэфф ц ент, зависящий от степени уплотнения грунта |
|||
|
рабочего слоя (см. та л. 9.5) при требуемом коэффициенте |
|||
Kгр |
плотнен я грунта ра очего слоя 0,98, Kпл = 1,0; |
|||
– коэфф ц ент, учитывающий влияние гранулометрического |
||||
исостава грунта основания насыпи, принимаемый для |
||||
|
песков –1,0; супесей –1,1;суглинков Kгр =1,3; глин –1,5; |
|||
Kнагр – коэфф ц ент, учитывающий влияние нагрузки от собст- |
||||
|
венного веса вышележащей конструкции на грунт в промер- |
|||
|
зающембслое (см.рис. 9.3), при глубине промерзания 2,0 м, |
|||
|
Kнагр =0,92; |
|
|
|
Kвл – коэффициент, зависящий от |
относительной влажности |
|||
|
грунта (см.табл. 9.6), влажность грунта расчетная – 0,586, |
|||
|
Kвл =1,0. |
А |
||
|
|
|||
|
lпуч ср. =4,0/(0,55·1,0·1,3·0,92·1,0) =6,22 см. |
|||
По номограмме (см. рис. 9.1) определяют для грунта – суглинок лег- |
||||
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
И |
кий, III группа и глубину промерзания Zпр = 200 см при lпуч.ср. = 6,22 см |
||||
требуемуютолщинудорожнойодежды hд.о.треб.=84см.
Вывод:требуетсяувеличитьтолщинупесчаногослояна84–79=5см, ионасоставит35см.
11.9. Расчет дренирующего слоя
Исходные данные:
–ширина проезжей части в одном направлении b = 7,5 м;
–ширина обочины с = 3,75 м;
–поперечный уклон низа дренирующего слоя i = 30‰;
–коэффициент заложения откосов земляного полотна – 1:4;
78
–коэффициент фильтрации песка Kф =5 м/сут;
–коэффициент пористости песка n = 0,36;
–продольный уклон i = 0‰.
|
|
Принимают конструктивное решение – устройство песчаного |
||||||||||
слоя на всю ширину земляного полотна (см.рис. 10.1, а). |
|
|||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
11.9.1. Расчет дренирующего слоя по способу осушения |
||||||||
|
|
Определяют расчетную величину притока воды qр в дренирую- |
||||||||||
пик |
|
|
|
|
||||||||
щий слой в III дорожно-климатической зоне при суглинках легких на |
||||||||||||
1 м , по формуле (10.1) при значениях q = 1,5 л/м2 (см. табл. 10.1), |
||||||||||||
K |
|
= 1,4 |
(см. та л. 10.2), |
K |
г |
= 1,0 (см. табл. 10.2), K = 1,0, |
K = 0,70 |
|||||
(см.табл.10.3). |
|
|
|
вог |
р |
|||||||
q |
|
qK |
бА |
|
||||||||
|
p |
|
п к |
|
г |
|
вог |
р |
|
|
|
|
|
|
Удельный пр ток воды на погонную длину составит |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
q=qp·B =0,00147·(7,5+2·0,75)=0,0132 м3/п.м. |
|
|||||
|
|
При двухскатном поперечном профиле удельный приток воды с |
||||||||||
половины ширины проезжей части составит |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
q1 =0,5q =0,5·0,0132 =0,0066 м3/п.м. |
|
|||
|
|
Определяют длину пути фильтрации L на уровне половины тол- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
щины песчаного слоя при двухскатном поперечном профиле и зало- |
||||||||||||
жении откосов 1:4 поформуле |
Д |
|
||||||||||
L=b +с+d,
где d – длина дренирующего слоя, расположенная в откосной части земляного полотна, равная сумме толщин дорожной одежды, умноженной на заложениеоткосов:
L=0,84 ·4,0=3,36м.L=3,36+7,5 +3,75=14,61м.
Для среднезернистого песка с коэффициентом фильтрации Кф=2 м/сут находим отношение q/Кф равное0,0066.
Пономограмме(см.рис.10.1)припоперечномуклонедренирующего слоя iпоп равного 30‰ определяем hнас – толщину слоя, полностью на-
79
сыщенного водой при значении погонного удельного притока воды в дорожную конструкцию q1 = 0,0132 м3/п.м, находим значение
3,5hнас/L = 0,07.
Вычисляютзначение hнас
С |
hнас =0,07·14,41·0,5/3,5=0,144м. |
|
|
Выч сляютполнуютолщинудренируемогослоя(10.3): |
|
и |
|
|
hn = hнас + hзап =0,14+0,15=0,29м. |
Вывод: пр нятая толщина песчаного слоя 35 см, следовательно толщ на дрен рующего слоя достаточна.
11.9.2.Расчет дренирующего слоя по способу поглощения
Полная толщ на дренирующего слоя, работающего по принципу поглощен я, рассчитывается при расчетном притоке воды в дренирующий слой за весь расчетный период Q = 10 л/м2 ( см. табл. 9.1) по формуле (10.7):
Вывод: принятая конструкция дорожной одежды удовлетворяет всем критериямпрочности,морозоустойчивостииосушению.
h 10 /1000 0,36 0,3 0,15 |
0,08 м. |
||
п |
1 0,40 |
|
|
бА |
|||
Окончательно принимаемтолщинудренируемогослоя,равную35см. |
|||
Толщина верхнего слоя покрытия с учетом толщины защитного слоя |
|||
2смсоставит5+2=7см. |
|
Д |
|
|
|
||
Общаятолщинадорожнойодеждысоставит86см(рис.11.1). |
|||
|
|
|
И |
80