Расчет дорожной одежды

 

-  = 844 ед/сутки ;

 

- =1464356 ед.;

 

- Требуемый  уровень надежности -

 

- Требуемый  коэффициент прочности :

 

По упругому прогибу  -

По сдвигу и растяжению -

 

●Конструкция дорожной одежды включает (согласно атласу конструкций и прилагаемых рекомендаций):

 

1-й слой  – асфальтобетон плотный на  битуме БНД 90/130 -   

2-й слой  – асфальтобетон высокопористый  на битуме БНД 90/130 -   

3-йслой  – щебень, прочных пород, уложенный  заклинкой  -

4-й слой  – песок средней крупности -  

 

 

Определение модуля упругости грунта

 

●Среднее значение влажности супеси непылеватого W=0,53

 

●Модуль упругости грунта определяется по типу грунта .

 

 

 

2.2 Расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба

 

 

●Определяется требуемый для нашей конструкции модуль упругости :

 

 

 

Где: с – эмпирический параметр, принимаемый равным в зависимости от расчетной нагрузки на ось: с = 3,25 для А = 110 кН (11т).

(из таблицы П.15 с интерполяцией  по 

Общий требуемый модуль упругости:

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

●Составляется таблица модулей упругости материалов:

 

Таблица 3

№	Материал	Е,  МПа		Толщина Слоя, см	Общий модуль упругости МПа
		Значение	источник
1	А/бетон плотный		Табл.П.16	4
2	А/бетон высокопористый		Табл.П.16	15
3	Щебень уложенный по способу заклинки		Табл.П.17	25
4	Песок средней крупности		Табл.П.17	40
5	Супесь непылеватый		Табл.П.12,13

 

Расчет общего модуля упругости дорожной одежды ведется послойно снизу-вверх:

Схема 1:      

         

По номограмме определяется:

   

Схема 2:

 

По номограмме определяется:

  и 

Схема 3: 

 

По номограмме определяется:

 

Схема 4:

 

 

По номограмме определяется:

 

Все полученные результаты вписываются в таблицу 3.

Проверяем условие :

              1,2<1,58

Таким образом, по критерию упругого прогиба условие выполняется.

 

 

 

2.3 Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта

 

Определяется допускаемое напряжение сдвига :

 

 

 

Где:

- сцепление в грунте  активной зоны земляного полотна, МПа 

 – коэффициент, учитывающий  снижение сопротивления грунта  сдвигу под действием подвижных  нагрузок ; - при кратковременной нагрузке;

  - коэффициент запаса на неоднородность условий работы конструкции, связанный с недоучетом неблагоприятных природных особенностей (табл. П.19), 

- коэффициент, учитывающий  увеличение фактического сцепления  частиц в системе дорожной  одежды,

 

Составляется таблица модулей упругости для расчета сдвигоустойчивости грунта, в котором модули упругости асфальтобетона выбираются из таблицы П.16 по графе +40˚ (IV ДКЗ).

 

 

Таблица 4

№	Материал	Е,  МПа		Толщина Слоя, см	Угол внутреннего Трения (град)	Сцепление, МПа
		Значение	источник
1	А/бетон плотный		Табл.П.16	4
2	А/бетон высокопористый		Табл.П.16	15
3	Щебень, уложенный по способу заклинки		Табл.П.17	25
4	Песок средней крупности		Табл.П.17	40		С=0,003
5	Супесь непылеватый		Табл.П.12,13			С=0,005

 

Определяется средний модуль упругости всей дорожной одежды :

 

 

Определяется отношение :

 

По номограмме используя вычисления отношения и угол внутреннего трения грунта в динамическом аспекте , находим отношение:

   МПа

По номограмме  с использованием значения общей толщины дорожной одежды и значения угла внутреннего трения в статическом аспекте находим:

 МПа 

Активное напряжение сдвига равно:

Т==0,012-0,0052=0,0068 МПа

 

 

Определяется выполнение условия:

        
    1   1<1,029 Условие выполняется.

 

 

 

2.4 Расчет по условию сдвигоустойчивости в песчаном слое основания

 

Определяется допускаемое напряжение сдвига:

 

 

 

Где:

 

- при кратковременной  нагрузке;

 

= 6,0 (из таблицы П.20)

 

Определяется средний модуль упругости дорожной одежды без песчаного слоя:

 

 Определяется  отношение:

 

По номограмме определяется для :

   МПа

По номограмме для и h=44см определяется: МПа

Активное напряжение сдвига равно:

Т==0,0102-0,0022=0,008 МПа

Определяется выполнение условия:

        
    1   1<1,08 Условие выполняется.

 

2.5  Расчет конструкций на растяжение при изгибе 

 

  

 

Где модули упругости берутся из таблицы П.21 по соответствующей марке битума.

 

Определяется отношение среднего модуля упругости к общему модулю упругости на верхнем слое основания (из таблицы 3 расчета ):

 

По этим значениям из номограммы определяется максимальное удельное растягивающее напряжение от единичной нагрузки:

 

Данное растягивающее напряжение равно:

 

 

Где : – коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия под колесом автомобиля, =0,85 – для спаренных колес.

Для вычисления допустимого растягивающего напряжения предварительно находится коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки:

α/

 

Где: α – коэффициент, учитывающий вероятность совпадения по времени расчетной температуры покрытия и расчетного состояния грунта рабочего слоя по влажности (таблица П.21).Значение берется для нижнего слоя асфальтобетона, соответствующей марки битума и ДКЗ, α=4,5.

Нормативное значение сопротивления асфальтобетона равно:

 

Таким образом, допустимое растягивающее напряжение равно:

 

 

 

 Где:

t – коэффициент нормированного отклонения в зависимости от уровня проектной надежности конструкции дорожной одежды (табл.П22), t=1,71.

 – коэффициент вариации прочности на растяжение при изгибе асфальтобетона,

 – коэффициент, учитывающий  снижение прочности во времени  от воздействия погодно-климатических  факторов (табл.П.23). Значение берется  по виду асфальтобетона нижнего  слоя, .

 

Проверяется выполнение условия :

  1<1,596/0,663=2,4  ;  1<2,4  Условие прочности на растяжение нижнего

 

 

2.6   Проверка величины дренирующего слоя

 

Предварительно определяется расчетное значение воды, поступающей за сутки ,где :

q- осредненное значение притока воды в дренирующий слой при традиционной конструкции дорожной одежды (таблица П.25) q=1,3.

 – коэффициент “пик”, учитывающий неустановившийся режим поступления воды из – за неравномерного оттаивания и выпадения атмосферных осадков (табл. П.26) .

 – коэффициент гидравлического запаса, учитывающий снижение фильтрационной способности дренирующего слоя в процессе эксплуатации дороги (табл.П.26), .

 – коэффициент, учитывающий  накопление воды в местах изменения  продольного уклона, определяемый  при одинаковом направлении участков  профиля у перелома по номограмме (табл.П.27-29), .

 – коэффициент, учитывающий  снижение притока воды при  принятии специальных мер по  регулированию водно-теплового режима (табл. П.30), .

 

 

 

Определяется полная допускаемая толщина дренирующего слоя :

 

 

где: – коэффициент заполнения влагой пор в дренирующем слое к началу оттаивания (табл.П.24),

n =0,32 – пористость уплотненного материала, песок средней крупности .

- средняя продолжительность  запаздывания начала работы водоотводящих  устройств, для IV ДКЗ.

- дополнительная толщина  слоя, зависящая от капиллярных  слоев материала,

 

Проверяется условие:  Условие выполняется.

 

 

2.7  Проверка дорожной одежды на морозное пучение

 

Предварительно определяется процентное значение коэффициента пучения:

 

 

Где:- коэффициент, учитывающий тип поперечного профиля земляного полотна, зависит от высоты насыпи, =1,2.

 – коэффициент пучения; определяется по таблице П.31., =4.

 – коэффициент, учитывающий  условия увлажнения:

- климатический коэффициент, определяемый  по карте изоляций, =85.

 

Определяется средневзвешенное значение коэффициента теплопроводности материалов дорожной одежды и земляного полотна:

 

 

 

 

Определяется минимальная допустимая толщина дорожной одежды, соответствующая морозному пучению:

 

 

 

Где:Z – глубина промерзания , определяется по карте изоляций промерзания грунта,Z=142 см.

- допускаемое зимнее  пучение покрытия.

Проверяется условие :

 

Таким образом, толщина проектируемой дорожной одежды превышает допустимую толщину морозного пучения.

 

 

Вывод:

Конструкция дорожной одежды включает (согласно атласу конструкций и прилагаемых рекомендаций):

1-й слой  – асфальтобетон плотный на  битуме БНД 40/60 -   

2-й слой  – асфальтобетон высокопористый  на битуме БНД 40/60 -   

3-йслой  – щебень, прочных пород, уложенный  заклинкой  -

4-й слой  – песок средней крупности -

Общая толщина дорожной одежды 84 см.

 

 

 

 

 

 

 

3.  План трассы 

 

Положение геометрической оси автомобильной дороги на местности называется трассой. Поскольку трасса при обходе препятствий, на подъемах на холмы и спусках в понижения местности меняет свое направление в плане и продольном профиле, она является пространственной линией.

Графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполненное в уменьшенном масштабе, называется планом трассы.

 

3.1   Технические нормативы 

 

Определение расстояния видимости поверхности дороги :

 

 

где:

- расстояние видимости  поверхности дороги, м;

- расчетная скорость, V=120 км/час;

 – коэффициент, учитывающий  эффективность действия тормозов,

  - коэффициент продольного сцепления,

- зазор безопасности,

 

Видимость встречного автомобиля принимается по следующей зависимости:

 

 

 

Наименьшие радиусы в плане (  и продольном профиле (:

 

 

 

где:

- радиус горизонтальной  кривой, м;