7.5.5 Расчёт конструкции на сопротивление монолитных слоев основания усталостному разрушению от растяжения при изгибе

Условно приводим конструкцию к трехслойной системе.

Модуль упругости верхнего слоя Е₁ (2 слоя асфальтобетонного покрытия) определяем по формуле (7):

МПа

Модуль упругости второго слоя – это модуль слоя из щебня по принципу заклинки Е₂=450 МПа.

Модуль упругости третьего слоя Е₃=112,5 МПа.

По отношению:

по монограмме определяем = 0,43 МПа.

По формуле (11) определяем полное значения растягивающего напряжения:

МПа

Допустимое растягивающее напряжение определяется по формуле (14)

МПа

По критерию растяжения при изгибе:

Следовательно, конструкция удовлетворяет критерию прочности на сопротивление монолитного слоя основания усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Таким образом, конструкция дорожной одежды удовлетворяет условию прочности.

7.5.6 Расчёт конструкции на морозоустойчивость

Допустимая величина морозного пучения для капитального усовершенствованного типа покрытия l_доп=4 см.

Конструкцию считают морозоустойчивой при условии (15):

, (15)

где: l_пуч – расчетное (ожидаемо) пучение грунта земляного полотна;

l_доп – допускаемое для данный конструкции пучение грунта.

Расчет приведен для суглинков легких пылеватых, которые относятся к чрезмерно пучинистым грунтам. Группа грунта по степени пучинистости – 6.

Z= 209 см. – расчетная глубина промерзания, см;

Z₁=71 см. – толщина стабильных слоев дорожной одежды, см;

Т₃=120 см. – средняя многолетняя продолжительность промерзания грунта земляного полотна;

H=300 см. – расчетная глубина залегания уровня грунтовых вод (УГВ),см;

B= 5 см²/сут – комплексная характеристика грунта по степени пучинистости;

α₀= 180 – климатический показатель, см²/сут

- ожидаемое пучение l_пуч определяется по номограмме, учитывая параметры Z_P и Z.

Z=209+63=272 см

где: 63 – поправка добавляемая к Z для определения глубины промерзания.

При толщине дорожной одежды Z_P= 67 см.

Для определения l_пуч формула (16):

, (16)

, см.

Критерий по морозоустойчивости (15):

Условие на морозоустойчивость выполняется.

7.6 Технико-экономическое обоснование выбора принятого варианта конструкции дорожной одежды

Наиболее экономически выгодной является конструкция дорожной одежды 1-вариант.

- горячая плотная мелкозернистая асфальтобетонная смесь, тип Б марки I на битуме БНД – 90/130, Е = 2400 МПа, толщиной 7 см.

- горячая пористая крупнозернистая асфальтобетонная смесь, тип Б, марки I на битуме БНД – 90/130, Е = 1400 МПа, толщиной 8 см.

- горячий черный щебень укладываемый методом заклинки Е = 600 МПа, толщиной 12 см.

- материал от разборки существующего покрытия c добавлением 33% щебня фракции 40-70мм, Е = 400 МПа; толщиной 16 см.

-гравийно-песчаная смесь, Е=180 МПа, φ = 45,0°, с = 0.03 МПа, толщиной 24 см.

Грунт земляного полотна:

- суглинок пылеватый, Е= 49,4 Мпа φ = 19,3°, с = 0,02 МПа.

Расходы материалов на 1000м² покрытия, основания и укрепления обочин даны в таблице 23.

Таблица 23 - Расход материалов на 1000м² покрытия, основания и укрепления обочин.

Верхний слой покрытия	Нижний слой покрытия	Верхний слой основания толщиной 120 мм без учета откосов	Нижний слой основания толщиной 160 мм без учета откосов		Подстилающий слой основания толщиной 240 мм		Укрепление обочин толщиной 150 мм
		с учета откосов	с учета откосов
Горячая плотная, мелкозернистая асфальтобетонная смесь, т	Горячий пористый, крупнозернистый асфальтобетонная смесь, т	Горячий черный щебень укладываемый методом заклинки	Материал от разборки существующего покрытия c добавлением 33% щебня фракции 40-70мм	Вода, м^3	ПГС, м^3	Вода, м^3	ПГС, м^3	Вода, м^3
169,2	185,3	256,0	217,6	32	122,0	7	186	10,5
		259,2	221,14

Расчёт дорожной одежды производился согласно методички СН РК 3.03-2003 с изменениями и дополнениями.

Основные исходные данные при проектировании дорожной одежды:

– Дорожно-климатическая зона – 4.

– Тип местности по характеру увлажнения – 1.

– Срок службы дорожной одежды (межремонтный срок) – 20 лет.

– Интенсивность движения в первый год эксплуатации – 1260 авт/сут.

– Тип дорожной одежды – капитальный.

– Физико-механические характеристики материалов слоев проектируемой дорожной одежды.

– Коэффициент полосности – 0,55.

В соответствии с требованиями СН РК 3.03-19-2003 при устройстве основания.