3.3.3 Расчет параметров конструкций деформационных швов:

Необходимость устройства швов расширения определяется исходя из допустимых температурных напряжений сжатия, которые для оценочных расчетов можно принять равными:

где

- толщина плиты, см.

Из условия сохранения прочности бетона в зоне швов: .

- условие выполняется.

Из условия прочности швы расширения устраивают, если:

,

где ,

где - коэффициент линейной температурной деформации бетона,

;

- максимальная и исходная температура бетона в середине по

толщине плиты, ⁰С (принимается по табл.П.4.12 [3] ).

- условие выполняется.

3.3.4 Расчет по сдвигу в грунте земляного полотна:

Дорожную одежду проектируют из расчета, чтобы под действием нагрузок в подстилающем грунте или малосвязных (песчаных) слоях за весь срок службы не накапливались недопустимые остаточные деформации формоизменения. Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если обеспечено условие:

,

где - предельная величина активного напряжения сдвига, превышение которой

вызывает нарушение прочности на сдвиг, МПа;

- расчетное активное напряжение сдвига в расчетной (наиболее опасной) точке

конструкции от действующей временной нагрузки, МПа.

Многослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной расчетной модели:

Расчетная схема:

Рис.10 Схема дорожной одежды к расчету конструкции по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта.

В качестве нижнего слоя принимается грунт (с его характеристиками), а в качестве верхнего – вся дорожная одежда.

Толщина верхнего слоя принимается равной сумме толщин слоев одежды:

.

Модуль упругости верхнего слоя вычисляется как средневзвешенный по формуле:

,

где - расчетный модуль упругости бетонного покрытия,

принимаемый в зависимости от класса бетона по табл. 3.7 [3].

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляются по формуле:

,

где - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое

с помощью номограммы рис.3.2 [2];

- расчетное давление от колеса на покрытие, МПа.

по номограмме: , тогда.

Предельное активное напряжение сдвига определяется по формуле:

,

где - сцепление в грунте земляного полотна,МПа;

- коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе

песчаного слоя с нижним слоем несущего основания, ;

- средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, ;

- глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на

сдвигоустойчивость, от верха конструкции, см;

- расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя

при статическом действии нагрузки, град.

.

- условие выполняется.

Выбранная конструкция удовлетворяет условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта.

3.4 Проверка конструкции дорожной одежды на морозоустойчивость.

В районах сезонного промерзания грунтов земляного полотна при неблагоприятных грунтовых и гидрологических условиях, наряду с требуемой прочностью и устойчивостью должна быть обеспечена достаточная морозоустойчивость дорожных одежд.

Конструкция считается морозоустойчивой, если выполняется условие:

,

где - расчетное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна,см;

- допускаемое для данной конструкции пучение грунта, см.

Величина возможного морозного пучения определяется по формуле:

,

где - величина морозного пучения при осредненных условиях, определяемая

в зависимости от толщины дорожной одежды, группы грунта по

степени пучинистости и глубины промерзания :

,

где - средняя глубина промерзания для данного района,см,

устанавливаемая при помощи карт изолиний (рис.4.3 [2]);

При до 2,0м, устанавливается по графикам рис.4.3 [2],

при от 2,0 до 3,0м, определяется по формуле:

,

где - величина морозного пучения при;

при ,

при .

- коэффициент, учитывающий влияние расчетной глубины залегания уровня

грунтовых или длительностоящих поверхностных вод; при отсутствии их

влияния для супеси легкой крупной;

- коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта рабочего слоя

земляного полотна (табл.4.4 [2]);

- коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава грунта

основания насыпи или выемки (принимается по табл.4.5 [2]);

- коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса

вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от

глубины промерзания (рис.4.2 [2]);

- коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунта (табл.4.6 [2]).

, тогда ;

.

Допустимая величина морозного пучения в соответствии с п.3.36 [3] для цементобетонных монолитных покрытий:

.

- условие морозоустойчивости выполняется.