7.1.1 Расчёт дорожной одежды по упругому прогибу

Результаты и ход расчёта сведен в таблицу 14.

Таблица 14 – Ход расчета по упругому прогибу

Модуль упругости Ес, МПа	h слоя, см	Отношение			Модуль упругости верхнего слоя, МПа	Материал слоя
		h/D	Eм/Eс	Eобщ/Eс
2400	7	0,166	0,11	0,131	315,3	Плотный асфальтобетон
1400	8	0,190	0,14	0,188	264	Пористый асфальтобетон
600	12	0,286	0,243	0,327	196	Черный щебень
400	16	0,380	0,252	0,365	146	Материал от разборки существующего покрытия с добавлением щебня (55-60%)
180	24	0,571	0,273	0,56	101	ПГС
49,4						Суглинок пылеватый

Вычисляем интенсивность движения в первый год службы, приведенную к расчетной нагрузке группы А₃ с учетом двух полос движения по формуле (3).

Расчетное суммарное количество приложений расчетной нагрузки к дорожной конструкции за срок службы определяют по формуле (4):

N_p= n_pN_p , (4)

где: n_p – количество дней в году с расчётным движением транспорта, 365 дней;

Т – расчётный срок службы;

q – коэффициент изменения интенсивности движения, приведенной к расчётной нагрузке.

Исходя из условия прочности, дорожную одежду конструируют таким образом, чтобы на ее поверхности был обеспечен общий модуль упругости равный расчётному.

Требуемый модуль упругости определяется в зависимости (5) от расчётного суммарного количества приложений расчётной нагрузки за срок службы конструкции дорожной одежды:

Е_тр=А+В(-С), (5)

где: А, В и С – параметры уравнения, равные: А= 120 МПа, В= 74 МПа, С= 4;

N_p – расчётное суммарное количество приложений расчетной нагрузки, авт/сут

МПа

МПа

Требуемый минимальный модуль упругости для расчёта по допустимому прогибу равен 230 МПа.

Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критерию упругого прогиба (6),если:

К_пр , (6)

где: Е_р – расчётный модуль упругости конструкции дорожной одежды, МПа;

Е_тр– требуемый модуль упругости с учётом интенсивности воздействия расчётной нагрузки, МПа;

Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.

7.1.2 Расчёт конструкции по сопротивлению сдвигу в грунте

Для выполнения расчета, многослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной расчетной модели, в которой нижним слоем является грунт земляного полотна, а верхним – вся вышележащая конструкция дорожной одежды, толщина верхнего слоя равна сумме толщин входящих в него слоев одежды.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле (7):

Е_в=, (7)

где: n – число слоев дорожной одежды;

E_i– модуль упругости i-го слоя, МПа;

h_i– толщина i-го слоя, см.

, МПа

По отношению

При φ =19,2^о по монограмме определяем активное удельное напряжение сдвига в грунте земляного полотна.

τ _н = 0,017 МПа

Исходя из условия прочности, дорожную одежду конструируют таким образом, чтобы под действием кратковременных или длительных нагрузок в подстилающем грунте или малосвязных слоях не возникли остаточные деформации, вызванные пластическими смещениями.

Расчетное активное напряжение сдвига в грунте или в песчаном слое определяется по формуле (8):

, (8)

где: τ _н– активное удельное напряжение сдвига от единичной нагрузки;

Р– расчётное давление колеса на покрытие, МПа;

МПа

Допускаемое напряжение сдвига грунта определяем по формуле (9):

, (9)

где: С _гр – сцепление в грунте активной зоны земляного полотна в расчётный период МПа;

к₁ – коэффициент, учитывающий снижение сопротивления грунта сдвигу под агрессивным действием подвижных нагрузок, колебаний и т.д.;

к₂ – коэффициент запаса на неоднородность условий работы конструкции, связанный с недоучетом неблагоприятных природных особенностей, технологических и других причин;

к₃ – коэффициент, учитывающий особенности работы грунта конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания.

МПа

Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критерию сдвига (10), если:

, (10)

где: Т _доп – допускаемое напряжение сдвига в грунте, МПа;

Т_р – расчетное активное напряжение сдвига в грунте от действующей нагрузки, МПа.

Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу в грунте земляного полотна.