Меню

Как считать дорожную одежду



Как считать дорожную одежду

Рис. 1. Общие данные

Рис. 2. Нагрузки

Рис. 3. Конструкция дорожной одежды

Рис. 4. Осушение

2. Результаты расчета выбранного варианта
2.1. Детальный отчет

Расчетные нагрузки

Группа расчетной нагрузки — A11.5
Диаметр штампа расчетного колеса — 40,000 см
Приведенная интенсивность на год службы T=1 — 2200,000 авт/сут
Приведенная интенсивность на срок службы дорожной одежды T= 12 — 3762,747 авт/сут
Расчетное количество дней в году — 125
Суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки — 4565429,814

Конструкция дорожной одежды

1: h=8,00 см — “Асфальтобетон горячий высокоплотный на вязком битуме БНД и БН марки: 60/90 E=3200 МПа”
2: h=12,00 см — “Асфальтобетон горячий высокоплотный на вязком битуме БНД и БН марки: 60/90 E=3200 МПа”
3: h=30,00 см — “Щебень фр. 40-80 мм трудноуплотн. (гранитн) с заклин фракционированным мелким щебнем E=350 МПа”
4: h=48,00 см — “Песчаные основания песок крупный содержание пылевато-глинистой фракции: 0%”
5: h=0,00 см — “Грунт супесь пылеватая”

Расчетные характеристики материалов слоев

Слой 1: Gamma=2400,00, E1=3200,00, E2=1800,00, E3=6000,00, M=5,50, Alpha=5,20, R0=9,80
Слой 2: Gamma=2400,00, E1=3200,00, E2=1800,00, E3=6000,00, M=5,50, Alpha=5,20, R0=9,80
Слой 3: Gamma=1800,00, E=350,00
Слой 4: Gamma=2000,00, E=130,00, C=0,00300, C_стат=0,004-00, Phi=29,00, Phi_стат=35,00
Слой 5: W=0,853, E=26,94, C=0,00300, C_стат=0,00894, Phi=9,-88, Phi_стат=33,94

Расчет по упругому прогибу

Минимальный требуемый модуль упругости — 341,28 МПа
E5 = 26,94 Мпа
E4-5 = 71,52 МПа
E3-5 = 149,61 МПа
E2-5 = 286,47 МПа
E1-5 = 410,20 МПа
Общий расчетный модуль упругости — 410,20 МПа
Коэффициент прочности — 1,202
Требуемый коэффициент прочности — 1,200
Прочность обеспечена

Расчет по сдвигу

Давление от колеса на покрытие — 0,600 МПа
Расчет для слоя “Грунт супесь пылеватая”
E5 = 26,94
Толщина слоев — 98,0 см
Средний модуль упругости верхних слоев — 538,16 МПа
Общий модуль упругости нижних слоев — 26,94 МПа
Угол внутреннего трения, градусы — 9,88
Действующее активное напряжение сдвига — 0,00529 МПа
Kd = 1,0
Средняя плотность — 2020,41 кг/куб.м
Предельное активное напряжение сдвига — 0,01632 МПа
Требуемый коэффициент прочности — 1,000
Коэффициент прочности — 3,086

Расчет для слоя “Песчаные основания песок крупный содержание пылевато-глинистой фракции: 0%”
E5 = 26,94
E4-5 = 71,52
Толщина слоев — 50,0 см
Средний модуль упругости верхних слоев — 930,00 МПа
Общий модуль упругости нижних слоев — 71,52 МПа
Угол внутреннего трения, градусы — 29,00
Действующее активное напряжение сдвига — 0,00981 МПа
Kd = 2,0
Средняя плотность — 2040,00 кг/куб.м
Предельное активное напряжение сдвига — 0,02028 МПа
Требуемый коэффициент прочности — 1,000
Коэффициент прочности — 2,068
Прочность обеспечена

Расчет на растяжение при изгибе

Давление от колеса на покрытие — 0,600 МПа
Группа расчетной нагрузки — A11.5
Диаметр штампа расчетного колеса — 40,000 см
Средний модуль упругости верхних слоев — 6000,00 МПа
E5 = 26,94
E4-5 = 71,52
E3-5 = 149,61
Общий модуль упругости нижних слоев — 149,61 МПа
Толщина слоев асфальтобетона — 20,0 см
Растягивающее напряжение в верхнем монолитном слое — 0,965 МПа
Прочность материала при многокр растяж при изгибе — 2,080 МПа
Требуемый коэффициент прочности — 1,000
Коэффициент прочности — 2,155
Прочность обеспечена

Расчет на статическую нагрузку

Давление от колеса на покрытие — 0,600 МПа
Расчет для слоя “Грунт супесь пылеватая”
E5 = 26,94
Толщина слоев — 98,0 см
Средний модуль упругости верхних слоев — 268,776 МПа
Общий модуль упругости нижних слоев — 26,939 МПа
Угол внутреннего трения, градусы — 33,939
Действующее активное напряжение сдвига — 0,00283 МПа
Kd = 1,0
Средняя плотность — 2020,41 кг/куб.м
Предельное активное напряжение сдвига — 0,02226 МПа
Требуемый коэффициент прочности — 1,000
Коэффициент прочности — 7,854

Читайте также:  Товары для реборна одежда

Расчет для слоя “Песчаные основания песок крупный содержание пылевато-глинистой фракции: 0%”
E5 = 26,94
E4-5 = 76,51
Толщина слоев — 50,0 см
Средний модуль упругости верхних слоев — 402,000 МПа
Общий модуль упругости нижних слоев — 76,506 МПа
Угол внутреннего трения, градусы — 35,000
Действующее активное напряжение сдвига — 0,01154 МПа
Kd = 2,0
Средняя плотность — 2040,00 кг/куб.м
Предельное активное напряжение сдвига — 0,02228 МПа
Требуемый коэффициент прочности — 1,000
Коэффициент прочности — 1,931
Прочность обеспечена

Проверка морозоустойчивости

Грунт супесь пылеватая
Номер грунта по пучинистости — 4
Допустимая величина морозного пучения — 4,0 см
Коэф. учит. влияние глубины залегания УГВ — 0,70
Коэф. завис. от степени уплотнения грунта — 1,00
Коэф. учит. влияние гранулометрич. состава — 1,10
Коэф. учит. влияние нагрузки от собств. веса — 1,20
Коэф. завис. от расчетной влажности грунта — 1,25
Средняя величина морозного пучения — 3,5 см
Требуемая толщина дорожной одежды — 65,0 см
Фактическая толщина дорожной одежды — 98,0 см
Морозоустойчивость обеспечена

Расчет дренирующего слоя по принципу осушения

Средний удельный приток воды — 5,00 л/кв.м
Коэффициент “пик” — 1,70
Коэффициент гидрологического запаса — 1,30
Коэффициент снижения притока воды — 1,000
Коэффициент накопл. воды на участ. вогн. проф. — 3,19
Удельный расчетный приток воды — 0,03522 л/кв.м
Толщина дренирующего слоя, насыщенного водой — 35,7 см
Требуемая толщина дренирующего слоя — 48,0 см
Толщина дренирующего слоя достаточна

№ Слоя Наименование Модули упругости,
МПа
Сдвиговые характеристики
Упру-гий про-гиб Сдвиг Изгиб Проч-
ность
на растя-
жение при изги-бе,
МПа
Угол внут-рен-него тре-ния Статис-тичес-кий угол внут-рен-него трения, град. Сцеп-ление,
МПа
Статис-тичес-кое сцеп-ление,
МПа
Плот-ность,
кг/м 3
Коэф.
М
Коэф.
a
Влаж-ность
1 Асфальтобетон горячий высокоплотный на вязком битуме БНД и БН марки: 60/90 Е=3200 МПа 3200 1800 6000 9,80 2400 5,50 5,20
2 Асфальтобетон горячий высокоплотный на вязком битуме БНД и БН марки: 60/90 Е=3200 МПа 3200 1800 6000 9,80 2400 5,50 5,20
3 Щебень фр. 40-80 мм трудноуплотн. (гранитн) с заклин фрак-ционирован-ным мелким щебнем Е=350 МПа 350 1800
4 Песчаные основания песок крупный содержание пылевато-глинистой фракции: 0% 130 35,00 0,003
00
0,004
00
2000
5 Грунт супесь пылеватая 27 9,88 33,94 0,0003
00
0,008
94

0,853

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

№ Слоя Наименование Толщина
слоя, см
Показатель прочности
критерий Допустимое
значение,
МПа
Фактическое
значение,
МПа
К пр
1 Асфальтобетон горячий высокоплотный на вязком битуме БНД и БН марки: 60/90 Е=3200 МПа 8 Упругий прогиб 341,278 410,202 1,202 80,00
2 Асфальтобетон горячий высокоплотный на вязком битуме БНД и БН марки: 60/90 Е=3200 МПа 12 Растяжение при изгибе 2,080 0,965 2,155 120,00
3 Щебень фр. 40-80 мм трудноуплотн. (гранитн) с заклин фракционированным мелким щебнем Е=350 МПа 30 150,00
4 Песчаные основания песок крупный содержание пылевато-глинистой фракции: 0% 48 Сдвиг 0,02028 0,00981 2,068 144,00
5 Грунт супесь пылеватая Сдвиг 0,01632 0,00529 3,086 0,00

Суммарная толщина слоев: 98 см
Общая стоимость: 494,00 руб/м 2

А знаете ли Вы, что:

. на нашем сайте работает дисскуссионный форум, в котором Вы можете пообщаться с нашими разработчиками и между собой?

Источник

М.1 Пример расчета нежесткой дорожной одежды

Задание: запроектировать дорожную одежду во 2-м дорожно-климатическом районе для дороги I-а категории с заданным сроком службы 18 лет на действие группы нагрузок А3. Расчетная интенсивность движения приведенных автомобилей на последний год службы 3000 автомобилей в сутки на 1 полосу движения. Прирост интенсивности движения — 5 % в год. Грунт рабочего слоя земляного полотна — супесь пылеватая. Средняя высота насыпи — 1,5 м. Дорога проходит по I типу местности.

При проектировании необходимо использовать:

– верхний слой покрытия — из плотной асфальтобетонной смеси на модифицированном битуме;

– нижний слой покрытия — из плотной асфальтобетонной смеси типа А на битуме БНД 60/90;

– верхний слой основания — из пористого асфальтобетона на битуме БНД 60/90;

– второй слой основания — из черного щебня;

– третий слой основания — из щебня по способу заклинки (заклинка каменной мелочью);

– дополнительный слой основания — из среднезернистого песка.

Расчет производят в следующей последовательности.

1. Вычисляют число накопленных осей за срок службы по 6.2.10:

,

где Кс = 29,8 (см. таблицу Г.2 приложения Г);

Трдг = 130 сут (см. таблицу Г.1);

Тогда шт.

Определяют расчетную влажность и расчетные характеристики грунта земляного полотна по формуле (А.1) (приложение А):

,

где (см. таблицу А.2);

(см. таблицу 6.13).

Тогда = 0,91 %.

По таблице А.1 принимаем: Еу= 54 МПа; φ = 23º; С = 0,005 МПа.

2. Предварительно назначают конструкцию дорожной одежды, как указано в таблице М.1.

Таблица М.1 — Параметры конструкции дорожной одежды

Номер слоя Материал h, м Е10, МПа Е20, МПа Е, МПа Rи, МПа φ C, МПа
Асфальтобетон плотный на модифицированном битуме 0,05 Rи= 13 m = 6,9a= 3,3
Асфальтобетон плотный крупнозернистый тип А на битуме БНД 60/90 0,06 Rи = 9,8 m = 5,5a = 4,3
Асфальтобетон пористый крупнозернистый на битуме БНД 60/90 0,08 Rи = 8,0 m = 4,3a = 8,2
Черный щебень 0,20
Щебень по способу заклинки каменной мелочью 0,20 43º 0,05
Песок среднезернистый 0,40 32º 0,004
Грунт земляного полотна — супесь пылеватая 23º 0,005
Примечание — Расчетные характеристики приняты по приложению Б.

По приложению В определяют для группы нагрузок А3 расчетный диаметр и давление колеса на покрытие: D = 0,41 м; р = 0,6 МПа.

3 Выполняют расчет по допускаемому упругому прогибу.

Расчет по допускаемому упругому прогибу выполняют послойно, начиная с подстилающего грунта, по номограмме (см. рисунок 6.2).

3.1 Дополнительный слой основания (слой 6):

;

.

Тогда по номограмме (см. рисунок 6.2): ; МПа.

3.2 Третий слой основания из щебня по способу заклинки (слой 5):

;

.

Тогда ; МПа.

3.3 Второй слой основания из черного щебня (слой 4):

;

.

Тогда ; МПа.

3.4 Верхний слой основания из пористого асфальтобетона (слой 3):

;

.

Тогда ; МПа.

3.5 Нижний слой покрытия из плотного асфальтобетона (слой 2):

;

.

Тогда ; МПа.

3.6 Верхний слой покрытия из плотного асфальтобетона на модифицированном вяжущем (слой 1):

;

.

Тогда ; МПа.

Определяют по 6.4.2 величину минимально требуемого модуля упругости:

Етр = 98,65 · [lg ( ) – c] = 98,65 · [lg (5 290 000) – 3,05] = 362 МПа.

Определяют соблюдение условия по 6.4.1 при требуемом коэффициенте прочности

550 > 362 · 1,40 = 506,80 МПа.

4 Выполняют расчет на сдвигоустойчивость грунта земляного полотна.

Расчет выполняют в соответствии с 6.5.

4.1 Определяют расчетное активное сопротивление сдвига Та по формуле (6.10):

где МПа — по номограмме (см. рисунок 6.6);

МПа;

— определяют по номограмме (см. рисунок 6.5), так как общая толщина дорожной одежды — 0,99 м (99 см). Расчетная температура — 20 °С.

Приводят пакет вышележащих слоев к средневзвешенному:

= 690 МПа.

Далее ; ; МПа.

Тогда МПа.

4.2 Определяют предельную величину активного сдвига по 6.5.2:

,

К1 = 1,5 – для супеси пылеватой;

К2 – определяют по рисунку 6.3 в зависимости от среднесуточной интенсивности движения приведенных автомобилей за расчетный срок службы, определяемой по формуле (6.9).

; К2 = 0,66.

Тогда Тпр = 0,005 · 1,5 · 0,66 = 0,005 МПа.

Для обеспечения сдвигоустойчивости должно выполняться условие

,

т. е. 0,0021·1,25 = 0,0026 0,33 МПа, т. е. условие не выполнено.

Таким образом, увеличивая толщину слоя, нельзя решить проблему его сдвигоустойчивости.

Определим из условия (Е.1) требуемое значение С:

МПа.

Следовательно, в проектной документации необходимо учесть требования к параметру внутреннего сцепления С, т. е. С ≥ 0,45 МПа.

Данный показатель должен быть получен на стадии подбора состава асфальтобетона. Достигается требуемый показатель С путем применения более вязкого модифицированного битума, например БМА 50/70, ввода в смесь добавок и т. д.

Далее проверяют условие устойчивости слоя 2.

Вычисляют средний модуль упругости слоев по формуле (6.11). Поскольку значения модулей слоев 1 и 2 одинаковы, то Ев = 460 МПа.

.

По номограмме (см. рисунок Е.3) при толщине слоя h = 0,11 м и отношении модулей 2,42 определяют τ = 0,165 МПа. По номограмме (см. рисунок Е.5) определяют МПа.

Вводят коэффициент , учитывающий горизонтальную нагрузку, равный 1,4 и 1,2 для нижних слоев по Е.6 (см. приложение Е)

τ = 0,165 · 1,4 = 0,23 МПа;

МПа.

Проверяют условие (Е.1):

МПа;

МПа, т. е. условие не выполнено.

Проектируют в слое 2 асфальтобетон на модифицированном битуме. В этом случае значение С = 0,38 МПа.

Проверяют условие (Е.1):

МПа;

МПа, т. е. условие не выполнено.

Увеличивают толщину слоя 1 до 0,06 м, а слоя 2 — до 0,09 м.

Тогда для h = 0,15 м:

МПа;

τ = 0,15 · 1,4 = 0,21 МПа;

МПа.

Проверяют условие (Е.1):

МПа;

МПа, т. е. условие выполнено.

Следовательно, для обеспечения сдвигоустойчивости слоя 2 необходимо применить для приготовления асфальтобетона модифицированный битум и увеличить толщину слоя 1 до 0,06 м, а слоя 2 — до 0,09 м.

Возможен вариант решения задачи аналогично рассмотренному ранее для слоя 1. Окончательное решение принимают на основании технико-экономического обоснования.

Проверяем условие устойчивости слоя 3:

МПа;

.

По номограмме (см. рисунок Е.3 и рисунок Е.5) определяют:

МПа;

МПа;

МПа;

МПа.

Проверяют условие (Е.1):

·0,93 = 0,151 + 0,022 = 0,173 МПа;

Источник