- •И.А. Гладышева, т.В. Самодурова, о.В. Гладышева, о.А. Волокитина
- •1. Основные сведениея о жестких дорожных одеждах
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Конструктивные слои жесткой дорожной одежды
- •Минимальная рекомендуемая толщина покрытия
- •1.3. Продольные и поперечные швы
- •1.4. Штыревые соединения и армирование покрытий
- •1.5. Требования к жесткой дорожной одежде с цементобетонным
- •1.6. Основные принципы и задачи конструирования
- •1.7. Типовые конструкции дорожных одежд с цементобетонным
- •2. Расчетные нагрузки, характеристики материалов
- •2.1. Расчетные нагрузки и интенсивность движения
- •Параметры расчетной нагрузки
- •Перспективную интенсивность движения на последний год срока службы дорожной одежды определяют по формуле
- •Суммарный коэффициент приведения Sm.Сум
- •Значение коэффициента kп в зависимости от категории дороги
- •2.2. Нормативные и расчетные характеристики цементобетона
- •Рекомендуемые минимальные классы прочности цементобетона
- •Значения начального модуля упругости цементобетона
- •Расчетный модуль упругости бетонного покрытия в зоне швов покрытия
- •Марка бетона по морозостойкости
- •2.3. Расчетные характеристики дорожно-строительных материалов
- •Механические характеристики теплоизоляционных слоев
- •2.4. Определение расчетных характеристик грунта рабочего слоя
- •Среднее многолетнее значение относительной влажности грунта
- •Поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин
- •Коэффициент нормированного отклонения
- •3. Расчет жеской дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием
- •3.1. Напряжения, возникающие в плите под действием внешней
- •По классификации профессора м.И. Горбунова-Посадова в зависимости от величины показателя s плиты, лежащие на упругом основании, могут быть разделены по жесткости на три категории:
- •3.2. Температурные напряжения
- •3.3. Расчет основания
- •3.4. Расчет толщины плиты
- •3.5. Проверочный расчет продольной устойчивости покрытия
- •4. Проверка конструкции дорожной одежды
- •Классификация грунтов по степени пучинистости при замерзании
- •Группы грунтов по степени пучинистости
- •Допускаемая величина морозного пучения
- •Значения коэффициента Кпл для грунта рабочего слоя
- •Значение коэффициента Кгр
- •Значение коэффициента Квл
- •Значение коэффициента Кувл при 1-ой схеме увлажнения
- •Значение коэффициента Спуч
- •Значение коэффициента Ср
- •Значения показателя Спуч при расчете толщины теплоизолирующего слоя
- •5. Жесткая дорожная одежда с цементобетонным
- •5.1. Конструктивные особенности жесткой дорожной одежды
- •5.2. Требование к жесткой дорожной одежде с цементобетонным
- •5.3. Конструирование жесткой дорожной одежды с цементобетонным
- •Минимальные значения толщины слоя асфальтобетона и цементобетона
- •Расчетные значения модуля упругости асфальтобетона при расчете на длительную нагрузку
- •Конструктивные слои из черного щебня
- •5.4. Расчет толщины цементобетонного основания
- •5.5. Проверка толщины асфальтобетонного покрытия
- •6. Жесткая дорожная одежда со сборным покрытием
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Конструирование дорожной одежды со сборным покрытием
- •6.3. Требования к дорожной одежде со сборным покрытием
- •7. Непрерывно армированные цементобетонные покрытия и основания
- •7.1. Конструкции непрерывно армированных цементобетонных
- •7.2. Требования к материалам
- •7.3. Общие положения расчета непрерывно армированных покрытий
- •7.4. Расчет покрытий на воздействие объемных изменений материала
- •7.5. Расчет покрытий на воздействие автомобильных нагрузок
- •7.6. Конструктивные особенности непрерывно армированных оснований
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Пример расчета жесткой дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием
- •1. Задание для проектирования
- •2. Определение расчетной нагрузки и интенсивности движения
- •3. Конструирование дорожной одежды Предварительно принимаем следующую конструкцию дорожной одежды:
- •4. Определение расчетных характеристик материалов и грунта
- •5. Определение общего модуля упругости основания
- •6. Расчет основания по условию сдвигоустойчивости
- •7. Расчет толщины плиты
- •8. Определение расстояние между швами сжатия (длины плит)
- •9. Определение расстояния между швами расширения
- •Приложение 2 Пример расчета дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием и цементобетонным основанием
- •1. Задание для проектирования
- •2. Определение расчетной нагрузки и интенсивности движения.
- •3. Конструирование дорожной одежды
- •4. Определение расчетных характеристик материалов и грунта
- •5. Определение общего модуля упругости грунта и дополнительного слоя
- •6. Расчет основания по условию сдвигоустойчивости
- •7. Проверка расчетом толщины цементобетонного основания
- •8. Проверка толщины асфальтобетонного покрытия
- •Дорожно-климатическое районирование
- •Теплофизические характеристики дорожно-строительных материалов
- •Для студентов, обучающихся по специальности «Автомобильные дороги и аэродромы» направления подготовки 653600 «Транспортное строительство»
5. Определение общего модуля упругости основания
Расчет ведем снизу вверх в соответствии с расчетной схемой, представленной на рис. П.1.1.
Рис. П.1.1. Схема расчета общего модуля упругости основания
5.1. Определяем общий модуль упругости грунта и песчаного слоя Е′общ по формуле (3.10):
.
Значение hэ определяем по формуле (3.11):
.
5.2. Определяем общий модуль упругости основания Еобщ.осн по формулам (3.12, 3.13):
.
.
6. Расчет основания по условию сдвигоустойчивости
6.1. Проверку условия сдвигоустойчивости в грунте земляного полота проведем в соответствии с расчетной схемой, представленной на рис. П.1.2.
Рис. П.1.2. Расчетная схема проверки условия сдвигоустойчивости
в грунте земляного полотна
А. Определяем средний модуль упругости дорожной одежды по формуле (3.14):
.
Находим отношения Еср /Егр = 705,6 /43 = 16,4 и Σh/Dн = 54/33 = 1,64, по номограмме (см. рис. 3.6) для угла внутреннего трения грунта φ = 6,1 находим удельное активное напряжение сдвига в грунте земляного полотна =0,018.
Б. Полное активное напряжение сдвига вычисляем по формуле (3.15):
.
В. Допускаемое напряжение сдвига в грунте земляного полотна определяем по формуле (3.16):
,
где Кд =1,0; СN = 0,007 МПа; γср = 0,002 кг/см3; zоп = 54 см; φст =19º.
Г. Находим отношение Tnp / T = 1,01024 / 1,0108 = 0,999 ≈ 1,0; что больше Knp = 0,94, следовательно, условие сдвигоустойчивости в грунте земляного полотна выполнено.
6.2. Проверку условия сдвигоустойчивости в дополнительном слое основания (песчаном подстилающем слое) проведем в соответствии с расчетной схемой, представленной на рис. П.1.3.
Рис. П.1.3. Расчетная схема проверки условия сдвигоустойчивости
в дополнительном слое основания
А. Определяем средний модуль упругости дорожной одежды по формуле (3.17):
.
Находим отношения Еср /Е/общ = 1061,8 /57,63 = 18,4 и h/Dн =34/33= 1,03, по номограмме (см. рис.3.6) для 25находим удельное активное напряжение сдвига =0,021.
Б. Полное активное напряжение сдвига вычисляем по формуле (3.15):
.
В. Допускаемое напряжение сдвига определяем по формуле (3.16):
,
где Кд =3,0; СN = 0,002 МПа; γср = 0,002 кг/см3; zоп = 34 см; φст =31º.
Г. Находим отношение Tnp / T = 0,0168 / 0,0126 = 1,33; что больше Knp = 0,94, следовательно, условие сдвигоустойчивости в песчаном слое выполнено.
7. Расчет толщины плиты
7.1. Определяем максимально допустимое значение коэффициента усталости бетона при повторном нагружении по формуле (3.20):
.
7.2. Расчетное сопротивление бетона на растяжение при изгибе определяем по формуле (3.19):
.
7.3. По формуле (2.8) определяем расчетную нагрузку
кН
и радиус отпечатка колеса - по формуле (3.22):
.
7.4. Задаемся несколькими значениями толщины плиты h = 18, 20, 22, 24 см и для каждого значения h рассчитаем упругую характеристику плиты по формуле (3.23). Напряжение растяжения при изгибе σpt, возникающее в бетонном покрытии от действия нагрузки с учетом перепада температуры по толщине плиты, рассчитаем по формуле (3.21), коэффициент температурного коробления плит примем по таблице (см. табл. 3.1) и коэффициент усталости рассчитаем по формуле (3.24).
Результаты расчета приведены в табл. П.1.
Подробный расчет произведен для толщины плиты h = 18 см.
.
.
.
Таблица П.1
Результаты расчета для определения толщины покрытия
h, см |
lу, см |
Kt |
pt, МПа |
Kу |
18 |
67,84 |
0,90 |
2,37 |
0,488 |
20 |
75,20 |
0,84 |
2,17 |
0,447 |
22 |
82,72 |
0,79 |
1,996 |
0,411 |
24 |
90,24 |
0,72 |
1,916 |
0,395 |
7.5. По результатам расчета строим график зависимости Kу=f(h), приведенный на рис. П.1.4.
Рис. П.1.4. График зависимости требуемого коэффициента усталости
от толщины плиты покрытия
7.6. С помощью графика определяем толщину покрытия, соответствующую требуемому коэффициенту усталости, h = 20,5 см. Принимаем толщину плиты h = 21,0 см.