4.4 Расчёт конструкции на сопротивление монолитных слоёв усталостному разрушению от растяжения при изгибе
В монолитных слоях дорожной одежды возникающие при прогибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течении заданного срока службы преводить к образованию трещин от усталостного разрушения. Это обеспечивается при выполнении условия:
где
-
предельное допускаемое растягивающее
напряжение материала монолитного слоя
с учётом усталостных явлений, МПа;
-
расчётное растягивающее напряжение
в монолитном слое, МПа;
-
требуемый коэффициент прочности дорожной
одежды по критерию растяжения при
изгибе, принимаемый в зависимости от
требуемого уровня надёжности (при
),
При практических расчётах многослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной рабочей модели.
К
верхнему слою модели относят все
асфальтобетонные слои, включая
рассчитываемый. Толщину верхнего слоя
модели
,
см, принимают равной сумме толщин,
входящих в пакет асфальтобетонных слоёв
.
Значение модуля упругости верхнего
слоя определяется по формуле:
Предельное
допускаемое растягивающее напряжение
материала монолитного слоя
,
МПа, определяют по формуле:
где
-
нормативное значение предельного
сопротивления растяжению при изгибе
при расчётной низкой весенней температуре
при однократном приложении нагрузки,
МПа; ( по таблице Д.1 принимаем
),
-
коэффициент, учитывающий снижение
прочности вследствие усталостных
явлений при многократном приложении
нагрузки; определяют по формуле:
-
коэффициент, учитывающий различие в
реальном и лабораторных режимах
растяжения повторной нагрузкой, а так
же вероятность совпадения по времени
расчётной (низкой) температуры покрытия
и расчётного состояния грунта рабочего
слоя по влажности ( по таблице Д.1
);
-
показатель степени, зависящий от свойств
материала рассчитываемого монолитного
слоя ( принимаем по таблице Д.1
);
-
коэффициент, учитывающий снижение
прочности материала расчётного слоя
во времени от воздействия погодно-климатических
факторов; (принимается для асфальтобетона
пористого – 0,80);
-
коэффициент вариации прочности на
растяжении при изгибе (согласно таблице
4.7 принимаем – 0,1);
-
коэффициент нормированного отклонения,
принимаемый в зависимости от требуемого
уровня надёжности ( по таблице Г.2 –
1,71),
Нижним
слоем модели служит часть конструкции,
расположенная ниже пакета асфальтобетонных
слоёв, включая рабочий слой земляного
полотна. По таблице, составленной ранее,
принимаем
;
;
Расчётное
растягивающее напряжение в монолитном
слое
,
МПа, определяют по формуле:
где
-
удельное растягивающее напряжение от
единичной нагрузки при расчётных
диаметрах площадки, передающей нагрузку
(по номограмме определяем
)
-
коэффициент, учитывающий особенности
напряжённого состояния покрытия
конструкции, подколесом автомобиля (
при спаренных баллонах принимаем равным
1);
Условие прочности монолитных слоёв усталостному разрушению от растяжении при изгибе выполнено.
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы нами были определены толщины слоев дорожной одежды в зависимости от выбранных материалов для строительства автомобильной дороги. Назначен тип дорожной одежды – асфальтобетонное покрытие на основании из щебня, обработанного в установке органическими вяжущими, и грунта, укреплённого битумом или цементом, сделан выбор материалов для устройства слоев дорожной одежды, а также установлено число слоев одежды и их ориентировочные толщины. Суммарная толщина слоев дорожной одежды составила 90 см.
Напряжения, возникающие в дорожной одежде при проезде автомобилей, затухают с глубиной. Это позволяет проектировать дорожную одежду многослойно, используя в отдельных её слоях материалы различной прочности. Материалы в конструкции дорожной одежды располагают по убывающей прочности в соответствии с затуханием по глубине напряжений.
Таким образом, провели полный расчёт дорожной одежды. Рассчитанная дорожная одежда и её конструкция соответствует всем нормам и удовлетворяет всем условиям.