Материал: Строительство участка автомобильной дороги
- общий
модуль упругости конструкции;
-
требуемый модуль упругости с учетом капитальности одежды, типа покрытия и
интенсивности воздействия нагрузки.
Общий
модуль упругости на поверхности второго слоя:
, 
,
По
номограмме находим 
, 
.
Общий
модуль упругости на поверхности третьего слоя:
, 
,
По
номограмме находим 
, 
.
Общий
модуль упругости на поверхности четвертого слоя:
, 
,
отсюда
, 
.
Значение толщины песчано-гравийной смеси, т.е. 4 слоя конструкции дорожной одежды:
, 
,
отсюда
, 
см.
Толщина
всей конструкции: 
см.
.
Условие
прочности выполняется.
5.5 Расчет дорожной конструкции по сдвигу
а) в грунте земляного полотна
Дорожную
одежду нужно проектировать с расчетом, чтобы под действием кратковременных или
длительных нагрузок в подстилающем грунте не возникали остаточные деформации,
вызванными пластическими смещениями. Сдвиг в грунте земляного полотна не
возникнет, если:
Где
- минимальное значение коэффициента прочности, с
учетом заданного уровня надежности, Кпр = 1,0;
-
допускаемое напряжение сдвига, обусловленное сцеплением в грунте;
-
активное напряжение сдвига в грунте от действующей кратковременной или
длительной нагрузки.
Где
- сцепление в грунте активной зоны земляного полотна в
расчетный период, МПа;
-
коэффициент, учитывающий снижение сопротивления грунтов сдвигу под агрессивным
действием подвижных нагрузок, колебании и т.д. (при расчете на воздействие
кратковременных нагрузок k1 = 0,6);
- из-за
неоднородности используемых материалов, недоучета местных условий, возможных
отступлений при строительстве от действующей технологии не исключено
возникновение в одежде не предусмотренных расчетом пластических деформаций,
приводящих к образованию неровностей на проезжей части. Вероятность образования
недопустимых неровностей тем больше, чем интенсивнее движение по дороге, поэтому
коэффициент запаса на неоднородность условий k2 принимается с
учетом интенсивности движения;
-
коэффициент, учитывающий особенности работы грунта в конструкции, принимается в
зависимости от типа грунта.
Где τн - активное напряжение сдвига от временной нагрузки;
τв - тоже, от собственного веса дорожной одежды.
Многослойную
конструкцию приводят к двухслойной, где верхним слоем является одежда, а нижним
подстилающий грунт. Для этого находим средневзвешенный модуль упругости пакета
слоев одежды по формуле:
отсюда
МПа,
Вычисляют
отношение
и 
Где
-расчетный модуль упругости подстилающего грунта, 50
МПа;
-
суммарная толщина конструктивных слоев одежды, см;
-
диаметр следа колеса расчетного автомобиля, см.
, 
, φгр =
210.
После
этого с помощью номограммы в зависимости от характера рассчитываемого грунта
находят максимальное активное напряжение сдвига от временной нагрузки в
относительных единицах
где
- среднее удельное давление от расчетного автомобиля,
р = 0,6 МПа. Умножив найденную величину на р, получим абсолютное значение
; 
.
Активное напряжение сдвига от собственного веса дорожной одежды находят по номограмме (рис. 3.7) /3/.
, Т =
0,0135- 0,0008 = 0,0127 МПа,
Тдоп = 0,024 · 0,6 · 0,8 · 1,5 = 0,017 МПа.
Таким
образом, Т<Тдоп.
.
б) Расчет промежуточных слоев из слабосвязных материалов на устойчивость против сдвига определяют не достигается ли предельное напряжение сдвига в песчано-гравийной смеси. Для этого вычисляют средний модуль упругости слоев, лежащих выше него:
МПа,
, 
, φгр =
420,
, 
МПа,
; Т =
0,0264- 0,0037 = 0,0227;
Тдоп = 0,03 · 0,6 · 0,8 · 3 = 0,0288.
.
Условие
прочности выполняется.
5.6 Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе
В
монолитных слоях дорожной одежды, возникающие при прогибе одежды напряжения под
действием повторных кратковременных нагрузок не должна вызывать нарушения
структуры материала и приводить к образованию трещин, т.е. должно быть
обеспечено условие:
Где
- требуемый коэффициент прочности с учетом заданного
уровня надежности, Кпр=1,0;
-
предельное допустимое растягивающее напряжение материала слоя с учетом
усталостных явлений;
-
наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, установленное
расчетом.
Где
- растягивающее напряжение от единичной нагрузки,
определяют по номограмме ;
-
расчетное давление на покрытие, МПа, р = 0,6 МПа;
-коэффициент,
учитывающий особенности напряженного состояния покрытия под колесом автомобиля
со спаренными баллонами, = 0,85.
где:
- среднее значение асфальтобетона растяжению при
изгибе;
t - коэффициент нормированного отклонения t = 1,71;
νR- коэффициент вариации прочности асфальтобетона при растяжении, равный 0,1;
-коэффициент
усталости, учитывающий повторность нагружения
от расчетной приведенной интенсивности движений на одну полосу;
-коэффициент
снижения прочности от воздействия природно- климатических факторов, = 1,0.
Рассчитываем асфальтобетонные слои на сопротивление растяжению при изгибе:
МПа,
По
отношениям 
,
с
помощью номограммы находим 
=2,6 МПа.
Следовательно, σr = 2,6 · 0,6 · 0,85 = 1,33 МПа,
Rдоп = 1,6 · (1 - 1,71 · 0,1) · 1,023 ·0,9 = 1,34 МПа,
.
вариант
Общий
модуль упругости на поверхности второго слоя:
, ,
По
номограмме находим , . 
Общий
модуль упругости на поверхности третьего слоя:
, ,
По
номограмме находим , .
Общий
модуль упругости на поверхности четвертого слоя:
, 
,
отсюда
, 
.
Значение толщины песчано-гравийной смеси, т.е. 4 слоя конструкции дорожной одежды:
, 
,
отсюда
, 
см.
Толщина
всей конструкции: 
см.
.
Условие прочности выполняется.
б) Расчет дорожной одежды по сдвигу в грунте земляного полотна
отсюда
МПа,
Вычисляют
отношение
и
Где
-расчетный модуль упругости подстилающего грунта, 50
МПа;
-
суммарная толщина конструктивных слоев одежды, см;
-
диаметр следа колеса расчетного автомобиля, см.
, 
, φгр =
210.
После этого с помощью номограммы в зависимости от характера рассчитываемого грунта находят максимальное активное напряжение сдвига от временной нагрузки в относительных единицах
где
- среднее удельное давление от расчетного автомобиля,
р = 0,6 МПа. Умножив найденную величину на р, получим абсолютное значение
; 
.
Активное напряжение сдвига от собственного веса дорожной одежды находят по номограмме.
, Т =
0,0096- 0,0009 = 0,0087 МПа,
Тдоп = 0,024 · 0,6 · 0,8 · 1,5 = 0,017 МПа.
Таким
образом, Т<Тдоп.
.
б) Расчет промежуточных слоев из слабосвязных материалов на устойчивость против сдвига определяют не достигается ли предельное напряжение сдвига в песчано-гравийной смеси. Для этого вычисляют средний модуль упругости слоев, лежащих выше него:
МПа,
, , φгр =
430,
, 
МПа,
; Т =
0,012- 0,004 = 0,008
Тдоп
= 0,008 · 0,6 · 0,8 · 3 = 0,011
.
Условие прочности выполняется.
МПа,
По
отношениям
,
с
помощью номограммы находим =2,6 МПа.
Следовательно, σr = 2,6 · 0,6 · 0,85 = 1,33 МПа,
Rдоп = 1,6 · (1
- 1,71 · 0,1) · 1,023 ·0,9 = 1,34 МПа,
.
6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕРЕСЕЧЕНИЙ И ПРИМЫКАНИЙ
С увеличением плотности дорожной сети количество пересечений на автомобильных дорогах возрастает.
Из общего числа дорожно-транспортных происшествий на долю пересечений приходится до 30 %.
Безопасность на пересечениях зависит от угла пересечения и количества и степени опасности конфликтных точек.