15. Расчет дорожной одежды нежесткого типа на упругий прогиб.

Упругий прогиб дорожной одежды, являясь показателем жёсткости, характеризует также прочность одежды, которую можно оценить, сопоставляя фактический модуль упругости с требуемым модулем Етр (МПа).

Прочность дорожной одежды по критерию упругого прогиба обеспечена при условии Еобщ ≥ Кпр · Е тр,

где Еобщ – общий модуль упругости дорожной одежды, Па;

Кпр - коэффициент прочности.(0,63-1,0)

При расчете толщины дор. одежды теоретическое значения модуля упругости намечаемой конструкции дор. одежды определяют по монограммам составленным на основе решения по напряжениям и деформациях в двухслойной системе. Они связывают значение модулей верхнего и нижнего слоев, относительную толщину слоя h/D и общий модуль упругости на поверхности двухслойной системы, а затем находят Eоб.

Послойный расчёт конструкции производят снизу вверх, начиная с подстилающего одежду грунта.

1. h4/D; Eгр/Е4; Еоб″′/Е4; Еоб″′ 2. h3/D; Еоб″′/Е3; Еоб″/Е3; Еоб″

3. h2/D; Еоб″/Е2; Еоб′/Е2; Еоб′ 4. h1/D; Еоб′/Е1; Еоб/Е1; Еоб′

16. Расчет дорожной одежды нежесткого типа на сдвиг в слоях д.О.

Прочность дорожной одежды по сдвигу обеспечена при условии Т=<Тдоп/Кпр, где Т- активное напряжение сдвига, Па ; Тдоп – допустимое напряжение сдвига, обусловленное сцеплением в грунте или материале, Па ; Кпр – коэффициент прочности, равный 0,9.

Активное напряжение сдвига в грунте и слоях малосвязных материалов зависит от активных напряжений сдвига, от временной нагрузки τав. Оно рассчитывается по формуле

Т = τам + τав

В процессе расчета многослойную конструкцию лежащую выше слоя, в котором определяют напряжение сдвига, заменяют однослойной и вычисляют средний модуль упругости

Eср = ∑Ei ·hi / ∑ hi,

где Eср – средний модуль упругости, Па ;

hi – толщина i-го слоя

Первоначально проверяется на сдвиг подстилающий грунт. Для этого по формуле определяется общий средний модуль упругости в подстилающем слое : Eгр=∑Ei ·hi / ∑ hi

Далее определяются соотношения :

Еср/Егр; hоб/D ;

По номограмме находится удельное напряжение сдвига τ (МПа) и определяется активное напряжение от временной нагрузки τн = p·τ (МПа). Напряжение от веса одежды τв. Суммарное активное напряжение сдвига в грунте T = τн+ τв (МПа).

Допустимое напряжение сдвига в грунте определяется по формуле :

Tдоп = C·K1·K2·K3,

где C – сцепление в грунте активной зоны земляного полотна в расчетный период, Па; K1 – коэффициент, учитывающий снижение сопротивления в грунте сдвигу под воздействием подвижных нагрузок;

K2 – коэффициент запаса на неоднородность условий работы дорожной одежды;K3 – коэффициент, учитывающий особенности работы грунта, обусловленные увеличением фактического сцепления за счет зацепления частиц

Кпр =Тдоп /Т, Далее по аналогии.

17. Расчет д. О. Нежесткого типа на изгиб в монолитных слоях.

В монолитных слоях дорожной одежды из асфальтобетона, материалов и грунтов, укрепленных комплексными и неорганическими вяжущими и др., возникающие при прогибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок не должны вызывать нарушения структуры материала и приводить к образованно трещин, т.е. должно быть обеспечено условие

, (1)

где К_пр - требуемый коэффициент прочности с учетом заданного уровня надежности;

R_u - предельное допустимое растягивающее напряжение материала слоя с учетом усталости явлений .

_r - наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, устанавливаемое расчетом.

Определяется средний модуль упругости асфальтобетонного покрытия

Еср = E1·h1+E2·h2/(h1+h2) (МПа).

Находятся отношения:

Еср/Eоб; и hоб/D.

Проводя расчет, находят с помощью номограммы общий модуль упругости Е_{общ.осн} на поверхности слоя, подстилающего слоя, в котором определяют растягивающее напряжение.

Вычислив отношения Е₁ /Е_{общ.осн.} и h₁ /D ,

где Е₁ и h₁ - соответственно модуль упругости и толщина слоя, в котором определяют растягивающее напряжение, по номограмме находят удельное растягивающее напряжение от единичной нагрузки в верхнем слое к определяют полное растягивающее напряжение.

, (2)

где р — среднее давление колеса расчетного автомобиля на покрытие, Па;

К_б — коэффициент, учитывающий особенности сопряженного состояния покрытия под колесом автомобиля.

Затем проверяют обеспечение условия . Если это условие не обеспечено, необходимо корректировать толщину монолитного слоя.

При расчете на изгиб слоев асфальтобетона их принимают в качестве одного эквивалентного слоя. Модуль упругости такого слоя вычисляют по формуле, а значение предельно допустимого растягивающего напряжения принимают для нижнего слоя.

В случае расчета промежуточных монолитных слоев дорожную одежду приводят к трехслойной системе, в которой рассчитываемый монолитный слой является средним, для вышележащих слоев вычисляют средний модуль упругости Е_ср. Нижележащие слои приводят к однородному полупространству по номограмме , определив общий модуль упругости Е_общ.

Определяют отношения и,, гдеЕ₂ и h соответственно модуль упругости материала рассчитываемого слоя и его толщины.

По номограмме определяют растягивающее напряжение от единичной нагрузки в рассчитываемом слое ипо формуле (2) вычисляют полное растягивающее напряжение_r.

Затем проверяют выполнение условия и при необходимости корректируют толщины слоев или заменяют материал. Находятся полное растягивающее напряжение σr,

Расчетное допустимое сопротивление растяжению при изгибе:

Ru = Ŕ(1-t·υR)·Ky·Km

где Ŕ – среднее значение сопротивления изгибу;

t- коэффициент нормативного отклонения Ŕ;

υR- коэффициент вариации прочности на растяжение при изгибе, равный 0,1;

Km- коэффициент снижения прочности от воздействия природных факторов;

Ky- коэффициент усталости, учитывающий, снижение прочности асфальтобетона при воздействии транспортной нагрузки.