2.3.2 Расчет базового варианта дорожной одежды

Расчёт дорожной одежды выполнен по ОДН 218.046-01 на перспективный период 15 лет. Требуемый модуль упругости конструкции – 200 МПа.

Проектом предусмотрено усиление существующей конструкции дорожной одежды с частичным фрезерованием покрытия и устройством выравнивающих слоёв дорожной одежды, уширение и устройство новой дорожной одежды.

Расчётная нагрузка для расчёта дорожной одежды и проверки устойчивости земляного полотна -115 кН.

Принимая во внимание существующую дорожную одежду и требования нормативно – технической документации, а также результаты расчётов были приняты конструкции, отвечающие требованиям надёжности, экономичности и обеспечивающие возможность максимальной механизации при строительстве.

В проекте рассмотрено семь вариантов конструкций дорожной одежды, в результате технико-экономического сравнения вариантов и письма ФГУ Упрдор “Кола” № И-458/7 от 16.04.07 о согласовании конструкции дорожной одежды принят вариант № 1:

Устройство новой дорожной одежды

- Eтр – 200 МПа

- ЩМА-20 на вязком битуме БНД и БН: 60/90 E=3200 МПа – 5см;

- Асфальтобетон горячий пористый мелкозернистый марки 1 на вязком битуме БНД и БН: 60/90 E=2000 МПа – 7см;

- Щебень фр. 40-80мм трудноуплотняемый (гранитный) с заклинкой фракционированным мелким щебнем E=350 МПа – 15 см;

- Щебеночные смеси с непрерывной гранулометрией при максимальном размере зерен 80 мм E=260 МПа – 22 см;

- песок средней крупности – 30 см

Обочины укрепляются:

- на ширину 2,0 м - щебнем толщиной слоя 10 см с расклинцовкой асфальтобетонной крошкой (материал от фрезерования покрытия) толщиной слоя 2 см;

- на ширину 0,5 м – засевом трав по слою плодородного грунта толщиной 10 см.

Таблица 2.3.2.1 – Расчетная схема дорожной одежды на уширение

№	Расчёт по упругому прогибу, МПа	Толщина слоя, см	Материал слоя
1	2	3	4
1	3200	5	ЩМА-20 на вязком битуме БНД и БН
2	2000	7	Асфальтобетон горячий пористый мелкозернистый марки 1 на вязком битуме БНД и БН
3	350	15	Щебень фр. 40-80мм трудноуплотняемый (гранитный) с заклинкой фракционированным мелким щебнем
4	260	22	Щебеночные смеси с непрерывной гранулометрией при максимальном размере зерен 80 мм
5	160	30	Песок средней крупности – ГОСТ 8736-93

Расчет по допускаемому упругому прогибу:

1)

По приложению 1 табл. П.1.1 ОДН 218.046-01: р = 0,6 МПа, D = 37 см

Мпа

2)

Мпа 3)

Мпа

4)

Мпа

Определяют коэффициент прочности по упругому прогибу:

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности

по допускаемому упругому прогибу.

Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустойчивости в грунте:

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле:

, (2.3.2.1)

где, - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое по номограммам;

- расчётное давление от колеса на покрытие, МПа;

Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

МПа

По отношениям и , и с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига:

= 0,018 МПа.

Таким образом:

Т = 0,0180,6 = 0,0108 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в песчаном слое определяем по формуле:

, (2.3.2.2)

где, - сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном слое), принимаемое с учётом повторности нагрузки, МПа;

- коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания, ;

- средневзвешенный удельный вес конструктивных слоёв, расположенных выше проверяемого слоя, кг/см³

- глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, см;

- расчётная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статистическом действии нагрузки, ;

Т_пр = 0,0044 + 0,10,00249tg= 0,022 МПа

>

Рассчитываем конструкцию на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе:

, (2.3.2.3)

где -прочность материала слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений;

σ-наибольшее растягивающее напряжение от действия подвижной нагрузки;

Ro-нормативное предельное сопротивление от растяжения, МПа;

К1-коэффициент учитывающий снижение прочности в следствии усталостных явлений от многократного нагружения.

(2.3.2.4)

где α - коэф. учитывающий различие лабораторных испытаний от реальных α = 5,2(ОДН 218.046-01);

m - показатель степени, зависит от свойств материала монолитного слоя m = 5,5(ОДН 218.046-01).

– коэффициент, учитывающий снижение прочности монолитных слоев от погодно-климатических условий, =0,9(ОДН 218.046-01, таблица 3.6);

νr –коэффициент вариации , νr = 0,1(ОДН 218.046-01, приложение 4);

t – коэффициент, учитывающий нормативное отклонение, t =1,71(ОДН 218.046-01, приложение 4).

МПа

МПа