3.3.2 Расчет монолитного цементобетонного покрытия:
Расчет проводят путем проверки прочности покрытия:
,
где
- коэффициент прочности, определяемый
в зависимости от категории
дороги,
;
-
расчетная прочность бетона на растяжение
при изгибе, определяемая по
обязательному приложению 1 [3];
-
напряжения растяжения при изгибе,
возникающие в бетонном покрытии от
действия нагрузки, с учетом перепада температуры по толщине плиты.
Расчетное сопротивление бетона на растяжение при изгибе определяется по формуле:
,
где
- класс бетона на растяжение при изгибе;
-
коэффициент набора прочности со временем;
для бетона естественного
твердения
для районов с умеренным климатом
;
-
коэффициент усталости бетона при
повторном нагружении:
,
где
- суммарное расчетное число приложения
приведенной расчетной
нагрузки за расчетный срок службы;
-
коэффициент, учитывающий воздействие
попеременного замораживания-
оттаивания, равный 0,95.
Коэффициент
усталости бетона при повторном нагружении,
при
:
,
тогда
Напряжения растяжения при изгибе определяются, исходя из решений теории упругости, по следующей аппроксимирующей зависимости, отражающей наличие контакта плиты с основанием:
где
- расчетная нагрузка,кН:
,
где
- динамический коэффициент, принимаемый
равным 1,3;
-
номинальная статическая нагрузка на
колесо, кН;
-
коэффициент, учитывающий влияние места
расположения нагрузки, для
неармированных покрытий ;
-
коэффициент, учитывающий условия работы,
;
-
коэффициент, учитывающий влияние
штыревых соединений на условия
контактирования плит с основанием; при наличии в поперечных швах
штырей
;
-
толщина плиты, см;
-
коэффициент, учитывающий влияние
температурного коробления плит,
определяемый по табл.3.4 [3];
-
радиус отпечатка колеса, см:
,
где
- давление в шинах, принимаемое равным
0,6МПа;
-
упругая характеристика плиты, см:
где
и
- модуль упругости и коэффициент Пуассона
бетона,
определяемые по обязательному приложению 1 [3];
-
коэффициент Пуассона основания;
-
эквивалентный модуль упругости основания.
Для
нескольких значений толщин цементобетонного
покрытия строится график зависимости
,
т.е.
.
С
помощью этого графика определяется
толщина покрытия, соответствующая
требуемому
.
Определение толщины покрытия:
Для
определения толщины покрытия необходимо
для нескольких значений толщин
цементобетонного покрытия построить
график зависимости
:
,
определив предварительно значения величин, входящих в данную формулу.
Эквивалентный модуль упругости основания, как многослойной конструкции, определяется путем последовательного приведения слоистой системы к двухслойной:
по
номограмме рис.3.1 [2]:
,
тогда
Расчетная нагрузка определяется по формуле:
;
радиус отпечатка колеса:
.
Тогда при толщине плиты:
:
;
(по
табл.3.4 [3]);
;
;
:
;
(по
табл.3.4 [3]);
;
;
:
;
(по
табл.3.4 [3]);
;
.
По
полученным значениям
строится график зависимости
(Рис.10), с помощью которого находится
значение толщины плиты
,
соответствующее требуемому значению
.
Рис.10
График зависимости
По
графику с помощью уравнения линии тренда
определяется толщина плиты соответствующая
значению
:
,
округлив полученное значение до целого числа в большую сторону, толщина плиты принимается равной 20 см.