8. Расчет дорожной одежды

8.1 Расчет дорожной одежды по измерению упругого изгиба

Дорожная одежда – укрепление проезжей части, которое выполняется в виде одного или нескольких конструктивных слоев.

Расчет дорожной одежды по упругому прогибу конструкции дорожной одежды в целом будет удовлетворять требованиям прочности и упругости по продольному прогибу.

Требуемый модуль упругости:

Етр=15,625* ln(N)-16.63; (8.1)

Етр=16* ln(N)-18.44.(8.2)

Определяем число приложений нагрузки от осей с условной нагрузкой 10 тонн в период избыточного увлажнения:

, (8.3)

где Q_год- Объём вывозки за год;

n–количество осей;n=6;

в году 2 месяца с неблагоприятными условиями,m=2/12=1/6;

- объём древесины в автомобиле.

приложений нагрузки от осей.

Так как Nбольше 100, то рассчитываем требуемый модуль упругости по формуле (8.2).

Етр=16* ln(1000)-18.44= 92,08 Мпа.

8.2 Расчет потребного объема материалов дорожной одежды

Определение потребного объема материала покрытия дорожной одежды (м³) осуществляется на основе нижеприведенной зависимости

(8.4)

где В - ширина проезжей части, согласно таблицы 8.1, м;

с - ширина обочины, согласно таблицы 8.1 (рисунок 8.1), м;

h_Пср– средняя толщина покрытия дорожной одежды (ПДО) – оптимизируемый параметр, м;

m– коэффициент крутизны откоса насыпи (при грунте насыпи крупнообломочном и песчаном, за исключением мелких и пылеватых песков,m1,5; при грунте насыпи глинистом, песчаном из мелких песковm1,5, песчаном пылеватом и мелком одноразмерномm1,5)

i_П– уклон проезжей части, согласно таблицы 8.1, доли ед,.;

i_ВО– уклон верха основания дорожной одежды, согласно таблицы 8.1, доли ед.;

К_УП – коэффициент относительного уплотнения для материала покрытия;

К_П – коэффициент транспортных потерь материала, К_П= 1,03 – 1,05;

L– длина участка, м.

Т

Рисунок 8.1 – Расчетный поперечный профиль лесовозной дороги

Определение потребного объема материала основания дорожной одежды производится по формуле

(8.5)

где h_Оср- средняя толщина основания дорожной одежды (ОДО) – оптимизируемый параметр, м;

i_ЗП- уклон земляного полотна, доли ед., согласно таблице 3.1.

8.2.1 Определение фактического модуля упругости двухслойной дорожной одежды

Эквивалентная толщина слоя (ЗП + ОДО) [15]

(8.6)

где Е_О- модуль упругости материала ОДО, МПа ;

Е_ГР- модуль упругости грунта земляного полотна, МПа.

Принимаем расчетную группу автомобилей А₁(100 кН), давление на поверхность проезжей частиp= 0,6 МПа, диаметр эквивалентного круга в статикеD= 0,33 м.

Эквивалентный модуль упругости слоя (ЗП + ОДО)

(8.7)

Эквивалентная толщина слоя ((ЗП + ОДО) + ПДО)

(8.8)

Фактический модуль упругости дорожной одежды

(8.9)

Полученное значение меньше допустимого, это означает что нам придется использовать укрепление земляного полотна.

8.2.2 Расчет дорожной одежды, армированной георешетками

Определяем коэффициент усиления

(8.10)

= 1,88

где (8.11)

(8.12)

(8.13)

₀ = 0,14;

₁ = 0,39;

₂ = 0,33;

₃ = 0,84;

₁₁ = -0,07;

₁₂ = -0,24;

₁₃ = -0,34;

₂₂ = -2,16;

₂₃ = -0,23;

₃₃ = -0,26.

Модуль упругости армированной дорожной одежды определится из выражения

(8.14)

8.2.3 Расчет дорожной одежды, армированной геотекстилем

Рассчитываем сжимающее напряжение (МПа)

(8.15)

где Е_В - общий модуль упругости слоев, лежащих выше линии раздела, МПа

(8.16)

Эквивалентная толщина системы (ОДО + ПДО)

(8.17)

Далее определяем коэффициент упрочнения грунта земляного полотна , исходя из уравнений (рисунок 8.2).

у – коэффициент упрочнения, х – толщина слоя дорожной одежды, м.

Рисунок 8.2 – Номограмма к определению упрочнения грунта земляного полотна

(материал типа дорнит)

Определяем модуль упругости упрочненного грунта земляного полотна

(8.18)

Расчет повторяют согласно вышеописанной схеме по формулам (8.5) – (8.8).

Эквивалентная толщина слоя (ЗП + ОДО)

(8.19)

где Е_О- модуль упругости материала ОДО, МПа (таблица8.2);

Эквивалентный модуль упругости слоя (ЗП + ОДО)

(8.20)

Эквивалентная толщина слоя ((ЗП + ОДО) + ПДО)

(8.21)

Фактический модуль упругости дорожной одежды

(8.22)

Вычерчиваем график экономической эффективности проектных решений рисунок 8.3.

Рисунок 8.3 - График экономической эффективности (георешетка)

Вывод: Был произведен расчет экономической эффективности в ходе которого было установлено, что использование георешетки увеличит затраты на возведение дорожной одежды.

8.2.4 Ограничения

В соответствии с [9], конструкция дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии:

(8.23)

где Е_Ф - фактический модуль упругости конструкции, МПа;

Е_ТР - минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, МПа;

К^ТР_ПР- требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаемый [9]при уровне надежности 0,7 равным 0,9, при 0,9 – 1,06.

Отсюда следует:

• объем материала покрытия дорожной одежды (м³):

• объем материала основания дорожной одежды (м³):

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсовой работы, я ознакомилась с основными принципами размещения автодороги, ее направлением, запроектировала дорогу в трех измерениях: в плане, продольном профиле и поперечном профиле. Выбранная двухслойная дорожная одежда удовлетворяет всем условиям по ее строительству (упругий прогиб, сдвигоустойчивость, морозоустойчивость).

Ознакомилась с новыми инженерными задачами, такими как устройство переходной кривой и виража, для обеспечения плавности хода и лишения центробежной силы возможности возрастать на участках поворота трассы.

Произвела расчет водопропускных сооружений – трубы, канавы и моста.