Меню

Реферат типы дорожных одежд



Курсовая работа: Проектирование дорожных одежд нежесткого типа

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Кафедра АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Изыскание и проектирование автомобильных дорог»

«Проектирование дорожных одежд нежесткого типа»

Введение

Курсовая работа выполнена на основании задания, выданного кафедрой «Автомобильные дороги».

Исходными данными для проектирования являются :

1) Задание на разработку курсовой работы.

2) Категория проектирования дороги – 2.

3) Характеристики движения.

4) Дорожно-климатическая зона – 3.

5) Тип местности по условиям увлажнения – 3

6) Грунтовые условия – по результатам бурения скважин глубиной до 5м выявлено наличие слоя песка мелкого толщиной 3,8м.

7) Интенсивность движения – N =2811 авт/сут.

Проектирование дорожной одежды и земляного полотна представляет собой единый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции на прочность, морозоустойчивость, осушение и технико-экономического обоснования вариантов.

В данной работе предусмотрены следующие разделы:

— назначение типа покрытия,

— выбор материалов для устройства слоев дорожной одежды,

— назначение числа слоев и их ориентировочных толщин.

Задачей расчета является уточнение толщины слоев одежды в намеченном варианте конструкции или выбор материалов с соответствующими деформационными и прочностными характеристиками при заданных толщинах слоев.

Расчет на прочность следует производить по трем критериям:

— по допускаемому упругому прогибу всех конструкций,

— по сдвигу в подстилающем грунте, слоях из слабосвязанных материалов и в слоях асфальтобетона,

— на растяжение при изгибе слоев из монолитных материалов.

Курсовая работа представлена пояснительной запиской на страницах и чертежом на 1 листе.

1. Конструирование дорожной одежды.

Этапы конструирования включают в себя:

1.Определение типа дорожной одежды и покрытия, минимально допустимого уровня надежности и требуемого коэффициента прочности.

2. Назначение требуемого модуля упругости на поверхности конструкции.

3.Выбор материалов для слоев дорожной одежды, количество слоев и их предварительных толщин.

3. Определение расчетных характеристик материалов дорожной одежды.

1.1. Назначение требуемого модуля упругости.

1.1.1. Определение перспективной интенсивности на период до капитального ремонта.

Перспективную интенсивность движения определяют по закону сложных процентов:

, авт/сут ( 1 )

N – интенсивность движения на расчетный год (год ввода дороги в эксплуатацию), авт/сут,

q – ежегодный прирост интенсивности движения,

t=18 лет – срок службы дорожной одежды до капитального ремонта (1, табл.2.4).

Nt =2811*(1+0,033) 18 =5043 авт/сут

1.1.2. Определение приведенной интенсивности движения к расчетной нагрузке на одну полосу.

Приведенную к расчетной нагрузке на одну полосу интенсивность движения определяют по формуле:

, сумм, ед/сут ( 2 )

fполос = 0,55 – коэффициент, учитывающий число полос движения и распределения движения по ним (1, табл.2.6),

Nm – число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m-ой марки,

Sm , сумм – суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства

m-ой марки к расчетной нагрузке Qрасч (Sm =0,08 – для ГАЗ-53А,Sm =0,2–дляЗИЛ-130, Sm =1,05 – для КАМАЗ-551) (3, табл.2, прил.1).

Значение Eтр = 220 МПа принимаем по графику 2.1. ( 1 )

1.1.3. Выбор конструкции дорожной одежды.

Конструкцию дорожной одежды принимаем типовую.

Покрытия дорожных одежд капитального типа принимает однослойными, т.к. Np 0 ; Сгр = 0,005 МПа.

Для дороги II технической категории по табл. 2.2. определяем коэффициент надежности Kн = 0,95 и коэффициент прочности Кпр = 1,0.

Расчетные характеристики остальных материалов определены по табл. 12,13,14,16 [1] и сведены в табл. 1.

Значения расчетных характеристик материалов

Название: Проектирование дорожных одежд нежесткого типа
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа Добавлен 00:13:54 15 марта 2010 Похожие работы
Просмотров: 868 Комментариев: 16 Оценило: 5 человек Средний балл: 4.4 Оценка: неизвестно Скачать
Материал конструктивного слоя Расчет по упругому прогибу Расчет по сопротивлению сдвигу Расчет на растяжение при изгибе
1. Плотный асфальтобетон E=1800 МПа 900 МПа Е= 4500 МПа / Rн=2,8 МПа
2. Пористый асфальтобетон E=1200 МПа 700 МПа Е= 2800 МПа / Rн=1,6 МПа
3. Готовая песчано-гравийная смесь E=1000 МПа 400 Е= 1000 МПа / Rн=0,7 МПа
4. Песок E=100 МПа φгр = 38 0 Сгр = 0.005

2. Расчет дорожных одежд на прочность.

2.1. Расчет дорожных одежд по допускаемому упругому прогибу.

Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критериям упругого прогиба, если:

где — коэффициент прочности дорожной одежды.

— требуемый модуль упругости.

— общий модуль упругости конструкции.

Значение рассчитываем с помощью номограммы рис 3,3, последовательно приводя многослойную конструкцию с двухслойной.

Расчет по упругому прогибу можно вести в двух вариантах:

1.Определяя общий модуль упругости конструкции при известных толщинах слоев одежды.

2.Определяя толщину промежуточного слоя при известном модуле конструкции .

Расчет 1-го варианта:

Едоп.осн=1000 МПа hдоп.осн = 0,17 м

Еосн=1200 МПа hосн = 0,08 м

Епокр=1800 МПа hпокр = 0,04 м

hдоп.осн/D = 0,17/0,37=0,46 — Е’общ= 0.23* Едоп.осн=230

hосн/D = 0,08/0,37=0,21 — Е’’общ=0.25*1200=400 МПа.

hдоп.осн/D = 0,17/0,37=0,46 — Еобщ=0,37*1800=660 МПа.

Вывод: условие надежности и прочности по упругому прогибу выполняется.

3.2. Расчет дорожных одежд по сдвигу в подстилающем грунте и малосвязных материалах конструктивных слоев.

Прочность дорожной одежды по сдвигу обеспечена при условии:

где — допускаемое напряжение сдвига, обусловленное сцеплением в грунте или материале;

Т – активное напряжение сдвига от действующей кратковременной (длительной) нагрузки.

В процессе расчета многослойную конструкцию приводят к двухслойной модели. Рассчитываемый слой условно служит полупространством из слабосвязного материала с присущими ему расчетными характеристиками. Толщину верхнего слоя модели принимают равной сумме толщин всех слоев, расположенных над рассчитываемым , а средний модуль упругости определяют по формуле:

406.4

Определяем напряжения от единичной нагрузки по по рис 3.6 [2]. Для этого вычисляют отношения

=406/120=3,39 , =0,69/0,37=1,86

где D – диаметр нагруженной площади с учетом характера действия нагрузки (подвижная или статическая);

Есл – модуль упругости грунта или материала малосвязного слоя.

Получается н = 0,0135

Определяем напряжения от собственного веса дорожной одежды по рис. 3.2:

= — 0,0062

Действующее в слое активное напряжение сдвига вычисляют по формуле:

где P =0,6 МПа – среднее расчетное давление на покрытие.

=0,0019 МПа.

Допускаемое активное напряжение сдвига вычисляют по формуле:

где сгр – сцепление в грунте активной зоны земляного полотна в расчетный период или в материале малосвязного слоя; сгр – 0,005;

к1 – коэффициент, учитывающий снижение сопротивления грунта или малосвязного материала сдвигу под агрессивным воздействием подвижных нагрузок; к1 = 0,6;

к2 – коэффициент запаса на неоднородность условий работы дорожной одежды, принимается по рис 3.3; к2 =0,89

к3 — коэффициент, учитывающий особенности работы грунта и малосвязных слоев; к3 =5

Тдоп = 0,005*0,6*0,89*5=0,0134 МПа

Проверяем условие

0,91 0 С. Допустимое активное напряжение сдвига определяют по формуле:

МПа

где К – комплексный коэффициент, учитывающий зацепление зерен асфальтобетона и условия его работы (см. табл 3,2);

с – сцепление в слое асфальтобетона (см. табл 3.2).

МПа.

При расчете асфальтобетона на сдвиг определяют средний модуль упругости его слоев Еср.асф (см формулу), корректируют общий модуль упругости на поверхности нижележащих слоев Еобщ.осн и вычисляют отношения по формулам:

767 МПа

=767/400=1,92

= 0,12/0,37=0,32.

Получается н = 0,035 = — 0,002

Активное напряжение сдвига:

=0,019 МПа.

Проверяем условие

Источник

ТИПЫ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Все дорожные одежды делят по степеням их капитальности и степени обеспечения требований автомобильного движения па три группы (табл. 7.2):

I. Усовершенствованного типа — покрытия, укладываемые па прочных основаниях. Эти покрытия наилучшим образом удовлет­воряют условиям автомобильных перевозок. Они бывают капи­тальные (цементобетонные и асфальтобетонные покрытия па проч­ных каменных основаниях) и облегченные (покрытия из щебня или гравия, обработанного органическими вяжущими материалами, на основаниях из камня или укрепленного грунта).

II. Переходного типа – покрытия с сравнительно невысоким сопротивлением износу, на которых часто возникают деформации. Покрытия переходного типа строят для сравнительно невысоких интенсивностей движения с тем, чтобы впоследствии при увеличении движения использовать их как основания для более совершенныхасфальтобетонных покрытий. К покрытиям переходного типа относятся щебеночные, гравийные и шлаковые булыжные мостовые и покрытия из грунтов, укрепленных вяжущими материалами;

III. Низшего типа — покрытия, не обеспечивающие круглого­дичного проезда по дорогам. Их строят при малых интенсивностях движения (грунтовые, укрепленные гравием или щебнем или улуч­шенные введением гранулометрических добавок

Категория дороги Предельная интенсивность движения на две полосы движения, авт/сут. Тип дорожного покрытия
І — ІІІ ІІІ — ІV IV , V V 500 – 4000 300 – 500

О цементобетонных покрытиях существует мнение, как о чрезвычайно долговечных и прочных. Однако в климатических условиях СНГ через несколько лет их эксплуатации под влиянием изменения температуры плит и колебаний влажности подстилающего грунта начинаются процессы шелушения поверхности покрытия, обламывания кромок швов, возникновения трещин. Ремонт бетонных плит затруднен. Поэтому после нескольких лет эксплуатации их обычно перекрывают слоем асфальтобетона и используют в основном как временные подъездные пути.

Булыжные мостовые устраивают на второстепенных дорогах или как покрытия временного типа и основания под более совершенные покрытия. Они выдерживают интенсивность движения до 1000 авт/сут, однако в связи с их неровностью возможная скорость движения по булыжным мостовым невелика. Долгое время существовало мнение, что мостовые ввиду их шероховатости являются наиболее подходящим типом покрытий па участках дорог с большими продольными уклонами. Однако прак­тика эксплуатации дорог показала обратное с период гололе­дицы, а также при загрязнении мостовые оказываются более сколь­зкими, чем, например, асфальтобетонные покрытия. В процессе службы дорог усовершенствованные мостовые часто шлифуются шинами и становятся скользкими, для восстановления шероховатости иногда периодически произволит насечку их поверхности.

Щебеночные покрытия обладают малым сопротивлением из­носу, так как касательные усилия от пневматических шин нару­шают заклинку, созданную при укатке во время строительства. Поэтому такие покрытия строят лишь на дорогах с интенсивностью движения не выше 250 — 300 авт./сут. В настоящее время их пре­имущественно используют как основания под покрытии, устраива­емые с применением органических вяжущих материалов. По внешнему виду щебеночные покрытия близки к гравийным, однако поверхность их более монолитна и шероховата.

Гравийные покрытия малосвязны и требуют частых ремонтов, преимущественно выравнивания поверхности. Они особенно под­вержены образованию волн — ритмически повторяющихся неровностей, расположенных через 90 — 120 см (см. п. 15.2). Покрытия получаются более прочными, когда путем перемеши­вания материала из нескольких карьеров или просеивания гравий подбирают по крупности таким образом, что получается наиболее плотная (оптимальная) смесь, в которой поры между крупными ча­стицами заполнены частицами более мелкими (мелким гравием, песком, пылью). Связность дорожной одежды обеспечивается также склеивающим действием мелких глинистых частиц. В этом случае допускается движение до 250 — 300 авт./сут. Прочность гравийных покрытий может быть повышена добавлением в карьерный мате­риал дробленого гравия. В сухое время года дороги с гравийными покрытиями всегда сильно пылят.

Дорожные покрытия и основания из грунтов, улучшенных до­бавками вяжущих,представляют собой простейший тип покрытия. Грунты существенно снижают свою прочность при насыщении влагой. Постоянное сопротивление их нагрузкам в течение всего года может быть обеспечено только введением в них вяжущих материалов, придающих грунтам устойчивость, сохраняющуюся при изменении влажности. Наибольшее распространение полу­чило укрепление грунтов неорганическими вяжущими — цементом и известью. Грунты, обработанные известью, используют только и основаниях дорожных одежд. Дорожные одежды из супесчаных грунтов, обработанных це­ментом, при достаточной толщине и устройстве на них защитного слоя поверхностной обработки выдерживают движение интенсив­ностью до 500 авт./сут. Срок службы покрытий и оснований из цементогрунта и их прочность во влажные периоды во многом определяются тщательностью размельчения комочков грунта, которую современные машины обеспечивают в недостаточной степени.

Грунтовые дороги практически не имеют покрытия. Движение происходит непосредственно по поверхностным слоям грунта, уплотненным проездом. Для улучшения отвода воды грунтовые дороги профилируют, т. е. придают им выпуклый поперечный профиль последователь­ными проходами автогрейдеров. При этом по краям дороги устра­ивают неглубокие треугольные канавы, грунт из которых исполь­зуют для придания выпуклости полотну дороги. Грунтовые до­роги могут обеспечить движение небольшой интенсивности и только в сухой период года. Основная причина, ограничивающая ин­тенсивность движения по грунтовым дорогам в сухое время, — образование пыли. После дождей на поверхности грунтовых до­рог образуются колеи и сопротивление движению возрастает. На скользкой поверхности грунта колеса буксуют, а автомобили сносит по наклону поперечного профиля в канавы. Эксплуатаци­онные качества таких автомобильных дорог зависят от грун­товых условий (см. п. 14.1).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Классификация дорожных одежд

Автор: Пользователь скрыл имя, 20 Октября 2011 в 13:33, реферат

Описание работы

Дорожная одежда – уложенная на поверхность земляного полотна конструкция, которая состоит, как правило, из нескольких слоёв различных материалов, обладающих необходимой прочностью, ровностью и шероховатостью и обеспечивающая безопасное движение автомобилей с расчётными скоростями.

Работа содержит 1 файл

реферат сурду.docx

Классификация дорожных одежд

Дорожная одежда – уложенная на поверхность земляного полотна конструкция, которая состоит, как правило, из нескольких слоёв различных материалов, обладающих необходимой прочностью, ровностью и шероховатостью и обеспечивающая безопасное движение автомобилей с расчётными скоростями.

Напряжения от колёс автомобилей в дорожной одежде затухают с глубиной, что позволяет проектировать её многослойной, применяя в отдельных её слоях материалы различной прочности.

Конструктивные слои дорожной одежды

1-поверхностная обработка (слой износа)

2-верхний слой покрытия

3-нижний слой покрытия

4-верхний слой основания

5-нижний слой основания

(рабочий слой земляного полотна)

Покрытие дорожной одежды – верхний, наиболее прочный конструктивный слой дорожной одежды, непосредственно воспринимающий воздействие транспортных средств и природно-климатических факторов.

Покрытие обеспечивает необходимые транспортно- эксплуатационные качества дороги (ровность, коэффициент сцепления).

В конструкции покрытия, помимо основного слоя, обеспечивающего необходимые качества, предусматривается запасная толщина (слой износа), не учитываемая при расчёте прочности и периодически восстанавливаемая по мере истирания.

Основание – несущая прочная часть одежды, устраиваемая из каменных материалов или грунта, обработанного вяжущими материалами. Распределяет нагрузку, воспринятую от покрытия в подстилающий грунт.

Дополнительные слои основания – из материалов, устойчивых при увлажнении, – устраиваются с целью обеспечения морозоустойчивости, дренажа, противодействия пучинообразованию.

Подстилающий грунт (рабочий слой земляного полотна) – тщательно уплотнённые слои земляного полотна, на которые укладывают дорожную одежду.

Классификация дорожных одежд по СНиП 2.05.02-85

Основные виды

Категории

Капитальные Цементобетонные монолитные

Облегчённые Асфальтобетонные

Из щебня, гравия и песка, обработанных вяжущими

3, 4 и на первой стадии двухстадийного строительства дорог 2 категории

4 и 5 категорий

Переходные Щебёночные и гравийные; из грунтов и местных малопрочных каменных материалов, Обработанных вяжущими 4, 5 и на первой стадии двухстадийного строительства дорог 3 категории
Низшие Из грунтов, укреплённых или улучшенных добавками 5 на первой стадии двухстадийного строительства дорог 4 категории

Дорожная одежда должна обеспечить высокую надёжность и требуемые транспортно- эксплуатационные показателями в течение срока службы (между капитальными ремонтами).

Для капитальных типов – 15 лет.

Для облегчённых типов – 10 лет.

Для переходных типов – 6-8 лет.

Различают жёсткие и нежёсткие дорожные одежды.

К жёстким дорожным одеждам следует относить одежды имеющие:

-цементобетонные монолитные покрытия;

-асфальтобетонные покрытия на основаниях из цементобетона;

-сборные покрытия из железобетонных и асфальтобетонных плит.

Асфальтобетонные покрытия – самый распространенный тип покрытия, представляющий собой два или три слоя асфальтобетонной смеси, уложенные на прочное основание и тщательно уплотнённые, в результате чего образуется асфальтобетон.

Асфальтобетон представляет собой искусственный строительный материал, состоящий из подобранного по крупности каменного скелета – щебня или гравия – и песка, связанных между собой смесью тонкого минерального порошка с битумом.

Различают мелкозернистый и крупнозернистый асфальтобетоны; горячий и холодный асфальтобетоны; типов А, Б, В и Г; марок I, II, III.

Смеси с менее тщательным подбором каменного скелета по крупности и из менее прочных каменных материалов называют битумоминеральными.

Цементобетонные покрытия обладают высокой монолитностью и высокой сопротивляемостью нагрузкам.

Изготавливаются из цементобетонных смесей – рационально подобранная плотная смесь из цемента, воды, песка и щебня, образующая после твердения прочный искусственный каменный материал.

Строят цементобетонные покрытия из цементобетонных плит, отделённых друг от друга швами, необходимыми для компенсации изменения их длины при колебаниях температуры.

Различают швы расширения, сокращающиеся при удлинении плит, и швы сжатия, расширяющиеся при укорочении плит ( рис.1 ) .

Для обеспечения совместной работы плит и сохранения их взаимного положения в швы вводят стальные стержни “штыри”, обеспечивающие возможность изменения длины плит, но передающие с одной плиты на другую вертикальные нагрузки и частично изгибающие моменты.

Износ цементобетонных покрытий незначителен, они долговечнее, чем другие виды покрытий.

Недостатком при производстве работ по устройству цементобетонных покрытий является необходимость длительного ухода за бетоном, пока он не приобретёт необходимую прочность.

Покрытия из щебня и гравия, обработанные органическими вяжущими материалами, хорошо сопротивляются разрушающему действию движения автомобилей благодаря прочному соединению каменных частиц вводимых вяжущим. Такие одежды водостойки.

Разные способы введения вяжущего в процессе строительства определяют различия в структуре получающихся покрытий.

Смешение в специальных установках ( стационарных или подвижных смесителях) обеспечивает хорошее обволакивание каменных частиц вяжущим материалом. При этом способе расход вяжущего меньше, чем, например, при способе пропитки или смешения на дороге.

Принудительное перемешивание даёт возможность использовать для покрытия материал, подобранный по крупности таким образом, чтобы получить плотную смесь, структура которой приближается к оптимальной. Битумоминеральные смеси образуют прочные покрытия, хорошо сопротивляющиеся нагрузкам.

Пропитка и полупропитка – введение разогретых вязких битумов или эмульсий в покрытие путём розлива по поверхности недоукатанного слоя щебня одинаковых размеров. После проникания разлитого битума в глубь россыпи, поверхность покрытия засыпают мелким щебнем и закатывают. Устойчивость покрытия по типу пропитки обеспечивается главным образом заклинкой щебня, создаваемой в процессе укатки. Недостатком этого типа покрытий является относительно большой расход вяжущих материалов. Битум, просачиваясь по пустотам россыпи каменных материалов, не проникает в точки контакта между щебёнками, где его действие было бы особенно эффективно, и образует сгустки в этих пустотах.

Поверхностная обработка – тонкий защитный слой, создаваемый на поверхности дорожной одежды путём розлива битума с последующей засыпкой очень мелким щебнем. В зависимости от количества розливов битума различают одиночную и двойную поверхностную обработку. Поверхностная обработка повышает сопротивление покрытия износу и делает его водонепроницаемым, в результате чего во влажные периоды года покрытие остаётся сухим и имеет повышенный модуль деформации.

При использовании щебня твёрдых пород увеличивается коэффициент сцепления и значительно повышается безопасность движения.

Щебёночные покрытия и основания устраивают из щебёнок одинаковых, определённых размеров. Прочность щебёночных покрытий обеспечивается заклинкой, создаваемой при укатке. Решающим фактором в устойчивости покрытия служит внутреннее трение между щебёнками, а также связывающее действие каменной пыли, появляющейся при истирании щебёнок во время укатки. Истирание кромок и дробление щебёнок, а также проникание с поверхности грязи в процессе эксплуатации щебёночных покрытий приводит к появлению в них песчаных, пылеватых и глинистых частиц и к потере покрытием связности, особенно во влажные периоды года.

Щебёночные покрытия обладают малым сопротивлением износу при проезде автомобилей, так как касательные усилия, возникающие в контакте пневматических шин и покрытия, нарушают эффект укатки. Поэтому, чаще всего щебёночные покрытия используют для устройства слоёв основания.

В покрытиях из естественного гравия или из искусственно подобранных по составу гравийных смесей прочность обеспечивается подбором скелета по принципу оптимальной смеси, в которой поры между крупными частицами заполнены частицами более мелкими и смесь обладает малой пористостью. Связность обеспечивается мелкими частицами пыли и глины, входящими в состав материала. В сырое время года прочность покрытий снижается.

Мостовые – покрытия и основания, устроенные из отдельных, установленных вплотную друг к другу естественных и искусственных камней. Усовершенствованные мостовые, устраиваемые из брусчатки или клинкера, отличаются ровной поверхностью.

Дорожные покрытия и основания из укреплённых грунтов. Грунты, обработанные органическими вяжущими (битумами или эмульсиями) или цементом, приобретают прочность и устойчивость против воздействия влажности, что позволяет использовать их как материал для конструктивных слоёв дорожных одежд. Для придания грунтам прочности их укрепляют введением скелетных добавок.

Покрытия переходного типа — как бы переходное звено от покрытий низшего типа к усовершенствованным, в которых они служат основанием. Покрытия из камня. Мостовые из булыжного или колотого камня представляют собой покрытие из отдельных камней, плотно уложенных на песчаном, дресвяном, шлаковом или другом основании. Для такой мостовой применяют естественный камень (булыжник) толщиной 15. 20 см или колотый таких же размеров. Для мощения городских дорог (улиц) используют также камень правильной геометрической формы (шашку), устраивая брусчатые или мозаичные мостовые. Если последние укладывают на прочном бетонном или каменном основании, то они относятся уже к усовершенствованным капитальным покрытиям

Покрытия переходного типа:

  • а — грунтовое, укрепленное вяжущими;
  • б — гравийное;
  • в — щебеночное;
  • 1 — гравийная смесь (толщина слоя 20. 25 см);
  • 2 — слой щебня не менее 20 см (подстилающий слой из местных материалов — песка, гравия, дресвы и т. п. — не менее 10 см).

Источник

Читайте также:  Как создать свою одежду для симс