2.1.4. Расчет сопротивления сдвигу в песчаном слое основания

Расчет выполняется при температуре воздуха во 2 дорожно-климатической зоне t = 20C.

Расчетная схема конструкции

Е₁ = 1100 МПа

Е₂ = 770 МПа

Е₃ = 350 МПа

h₁ = 5 см

h₂ = 8 см

h₃ = 35 см

Е'''_общ =88,8 МПа

Е_ср = ∑Е_ih_i/_ih_i = 498,1МПа

Критерий прочности Т_пред / Т_а  К_пр

где К_пр = 1.0,

Т_а – расчетное активное напряжение сдвига,

Т = р,

где  – удельное активное напряжение сдвига отединичной

нагрузки;

р – расчетное давление от колеса на покрытие, р = 0.6 МПа;

Т_пред – предельная величина активного напряжения сдвига, определяемая по формуле

Т_пред = К_д(С_N + 0.1 z tg(_ст)),

где К_д – коэффициент, учитывающий особенности работы

конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем

несущего основания (I,п. 3.35), принимаемы равным К_д =;

С_N – сцепление в промежуточном песчаном слое;

 – плотность материала, равная  = 0.002 кг/см³;

z – толщина до рассматриваемого слоя;

_ст– угол внутреннего трения при единичном нагружении,

Т_пред = 3

Е_ср / Е'''_общ =5,61, h /D=1.29

 =450’

По номограмме (I, рис. 3.3) определяем  = 0.031

Т= 0,0186

К_пр =0,0142 /0,0186 = 0,963  К_пр = 0,94

Условие выполняется, т.е. устойчивость на сдвиг в песчаном слое обеспечена.

2.1.5. Расчет сопротивления сдвигу в подстилающем грунте

Е₁ = 1100 МПа

Е₂ = 770 МПа

Е₃ =350 МПа

Е₄ = 120МПа

h₁ = 5см

h₂ =8 см

h₃ =35 см

h₄ =80 см

Е_ср = 261,8 МПа

Т_пред / Т  К_пр , К_пр =0,94

Е_ср / Е_гр =261,8 / 34,4 =7,61 , h / D =128/37 =3,46

 = 2741’, К_д = 1.0

Т_пред = 0.0184 МПа

По номограмме (I, рис. 3.2) определяем  = 0.011

Т = 0.0066

К_пр =0.0184 / 0.0066= 2.7 > К_д = 0.94 Условие выполняется, т.е. устойчивость на сдвиг в грунте обеспечена.

2.1.6. Расчет на сопротивление при изгибе монолитных слоев с учетом усталостных явлений Расчетная схема

Е₁ = 4500 МПа

Е₂ = 2800 МПа

h₁ =5 см

h₂ = 8 см

Е′′_общ =192,5

Е_ср =3453,8 МПа

В монолитных слоях дорожной одежды, возникающие при изгибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданного срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения. Условие прочности имеет вид:

R_N /   К_пр ,

где К_пр – требуемый коэффициент прочности с учетом заданного

уровня надежности, равный К_пр = 0,94;

 – наибольшее растягивающее напряжение в данном слое,

 = _r р К_в ,

где р – расчетное давление, равное р = 0.6 МПа;

К_в – коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным баллоном, равный

К_в = 0.85

_r – растягивающее напряжение от единичной нагрузки,

определяемое по номограмме (I, рис. 3.4) в зависимости от величин:

Е_ср / Е′′_общ = 3453,8 /192,5 =17,94, h / D =13/37 = 0,35

По номограмме рис. 3.4 определяем _r = 2.25 МПа;

 = 2.25 ∙ 0.6 ∙ 0.85 = 1.148

Прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе определяют по формуле:

R_N = R К₁ К₂ (1 – 0.1t),

где R – нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при

однократном приложении нагрузки (I, табл. П.3.1), R = 8 МПА,

К₁ – коэффициент, учитывающий снижение прочности из-за

усталостных явлений при многократной нагрузке,

К₁ =  / (N_p)^1/m ,

где  – коэффициент, учитывающий различие в реальном и лаборатор- ном режимах растяжения повторной нагрузкой, определяемый по (I, табл. П.3.1),  = 7,1

m – показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя (I, табл. П.3.1), m = 4.3.

К₁ = 0,318

К₂ – коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов, определяемый по (I, табл. 3.6), К₂ = 0.8;

t – коэффициент нормативного отклонения, при К_н = 0.95 t = 1.71.

R_N =1,766 МПа

R_N /  =1,54  К_пр = 0,94

Условие прочности выполняется.