5.2. Расчет дорожной одежды нежесткого типа на прочность

5.2.1. Общие положения

Проектирование дорожных одежд

Задача расчета - определение толщины слоев дорожной одежды в вариантах, намеченных при конструировании, или выбор материалов с соответствующими деформационными характеристиками и характеристиками прочности при заданной толщине слоя.

Расчет дорожных одежд основан на трех критериях предельного состояния - упругого прогиба дорожной одежды под нагрузкой, сопротивление изгибу монолитных слоев и сопротивление сдвигу грунтов и слоев с несвязными материалами.

Сопротивление изгибу монолитных слоев и сопротивление сдвигу грунтов и слоев с несвязными материалами являються прочностными характеристиками дорожной одежды.

Предельный упругий прогиб дорожной одежды является комплексной характеристикой деформационной способности дорожной одежды.

Дорожные одежды на участкх дорог необходимо рассчитывать на кратковременное многоразовое действие подвижных нагрузок. Продолжительность действия нагрузок при современных скоростях движения грузовых автомобилей необходимо принимать равной 0,1 с.

Одежда на остановках автобусов и троллейбусов, перекрестках дорог, на подходах к пересечениям с железнодорожными и трамвайными путями и т.д. необходимо рассчитывать на многоразовое кратковременное действие нагрузки, а также на продолжительную одноразовую нагрузку. При расчете одежды на продолжительное действие нагрузки используются значение модуля упругости материалов и грунтов и их прочностные характеристики, определенные при продолжительности нагрузки не меньше 600 секунд.

Одежда на стоянках автомобилей и на обочинах дорог следует рассчитывать на продолжительную нагрузку (600 секунд).

При расчете на прочность дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием необходимо учитывать его особенности во время эксплуатации в зависимости от температуры. При расчете асфальтобетонного покрытия на растяжение при изгибе характеристики его должны отвечать низким весенним температурам. При расчете слоев из несвязних материалов, а также грунта на сопротивление сдвигу модуль упругости асфальтового бетона покрытия должен отвечать весенним повышенным температурам.

Дорожная одежда должн рассчитываться с учетом надежности, под которой имеют в виду вероятность безотказной работы конструкции на протяжении всего периода между капитальными ремонтами.

Для основных случаев проектирования необходимый коэффициент надежности К_н, определяющий минимальный коэффициента прочности К_пр, к концу срока службы между капитальными ремонтами, зависит от категории дороги, капитальности одежды и типа покрытия (табл. 5.2). Допустимый коэффициент надежности городских дорог и улиц следует принимать также по табл. 5.2

Табл.5.2

Категория дороги	Тип дорожной одежды	Коэффициент надежности, Кн	Характеристика надежности, ß	Коэффициент прочности, Кмц, по критериям предельного состояния
				изгиб монолитных слоев	упругий прогиб	сдвиг в несвязных слоях
Іа	Капитальный	0,97	1,875	1,39	1,50	1,51
Іб - ІІ	Капитальный	0,95	1,645	1,35	1,43	1,48
ІІІ	Капитальный	0,90	1,280	1,29	1,33	1,40
ІV	Облегченный	0,85	1,035	1,27	1,29	1,38
V	Переходной	0,75	0,68	1,19	1,23	1,25

Соответственно принципам расчета по трем предельным состояниям, приняты следующие критерии прочности дорожных одежд :

а) сопротивление упругому прогибу всей конструкции;

б) сопротивление сдвигу в грунтах и слоях из несвязных материалов (по допустимым напряжениям сдвигу);

в) сопротивление монолитных слоев растяжению при изгибе (по допустимым напряжениям растяжения при изгибе).

Расчет дорожных одежд капитального типа, предназначенных для движения тяжелых транспортных средств с нагрузкой на ось, равной или больше 115 кН, производят по двум критериям прочности: сопротивление сдвигу в грунтах и слоях из несвязных материалов и сопротивление монолитных слоев растяжению при изгибе .

По допустимому упругому прогибу производится предварительное конструирование дорожной одежды, которая потом рассчитывается по критериям прочности.

Дорожные одежды капитального типа нужно конструировать и рассчитывать по критериям предельного состояния на межремонтные сроки эксплуатации при высоком уровне надежности (таблица 5.2 и 5.3).

Облегченные одежды следует рассчитывать на влияние подвижной нагрузки так же по трем критериям, но с уменьшенными коэффициентами надежности, в сравнении с капитальными (см. табл. 5.2).

Одежды с покрытиями переходного типа - из щебеночных, гравийных и других прочных материалов, а также из грунтов и малопрочных каменных материалов, обработанных вяжущими, мостовых из булыжного и колотого камня следует рассчитывать на влияние подвижной нагрузки только по двум критериям - сдвигу в грунте и упругому прогибу при соответствующих допустимых коэффициентх надежности (табл. 5.2).

Табл. 5.3

Нормы сроков службы дорожных одежд между капитльными ремонтми

Категория автомобильной дороги	Интенсивность движе ния, тран.ед/сут	Тип дорожной одежды	Материал покрытия	Срок эксплуатации дорожной одежды, в годах
1	2	3	4	5
І	свыше 10000	капитальный	асфальтобетон	11
II	3000 – 10000	капитальный	асфальтобетон	12
III	1500 – 3000	облегченный	чернощебеночное (пропитка)	10
III – IV	1000 – 3000	облегченный	асфальтобетон	13
IV	500 – 1500	облегченный	чернощебеночное (пропитка)	10
IV	500 – 1500	облегченный	чернощебеночное (смешение на дороге)	9
IV	500 – 1500	облегченный	чернощебеночное (смешение на дороге)	10
IV	150 – 500	переходной	щебеночное	5
IV	150 – 500	переходной	мостовая	15
IV – V	До 150	переходной	цементогрунтовое: малопрочные каменные материалы, укрепленные вяжущими материалами	6
V	Меньше 150	переходной	малопрочные каменные материалы, укрепленные вяжущими материалами; фракционные каменные материалы,	5