4.3.3 Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в слое песка

Действующие в слое активные напряжения сдвига вычисляются по формуле:

Для определения предварительно назначенная дорожная конструкция приводится к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем нижний слой (песок) со следующими характеристиками:

при влажности песка - и суммарном расчетном количестве приложений расчетной нагрузки за срок службы :

- модуль упругости , определяется по таблице П.2.5/[3];

- угол внутреннего трения , определяется по таблице П.2.6/[3];

- сцепление в грунте земляного полотна , определяется по таблице П.2.6 /[3].

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле:

По отношениям и при по номограмме рисунок 3.3/[3] находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки:

;

Таким образом по формуле (5.4) определяются действующие в грунте активное напряжение сдвига:

Предельное активное напряжение сдвига в слое песка вычисляется по формуле по формуле:

где – сцепление в слое песка;

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

– глубина расположения слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции;

- расчетная величина угла внутреннего трения материала, проверяемого слоя при статическом действии нагрузки;

– средневзвешенный вес конструктивных слоев, располагающихся выше данного слоя, определяемый по формуле:

;

0,1 - коэффициент для перевода в МПа;

Коэффициент прочности по условию сдвигоустойчивости определяется по формуле:

.

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по условию сдвигоустойчивости для II категории дороги: , принимается по таблице 3.1/[3];

выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигоустойчивости.

4.3.4 Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

Расчет выполняется в следующем порядке:

а) Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели - часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, т.е. щебеночное основание, слой песка и грунт рабочего слоя. Модуль упругости нижнего слоя определяем по номограмме рисунок 3.1/[3]:

К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.

Модуль упругости верхнего слоя ( ) определяется по формуле:

б) По отношениям и по номограмме рисунок 3.4 /[3] находим растягивающие напряжение от единичной при расчетных диаметрах площадки, передающих нагрузку:

Расчетное растягивающее напряжение вычисляем по формуле:

где - коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции, под спаренным баллоном;

- расчетное давление колеса на покрытие;

- растягивающие напряжение от единичной при расчетных диаметрах площадки, передающих нагрузку;

.

в) Прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе определяется по формуле:

где - нормативное значение сопротивления растяжению при изгибе, для нижнего слоя асфальтобетонного пакета, определяется по таблице П.3.1 /[3];

- коэффициент вариации прочности на растяжение, определяется по таблице П.4.1 /[3];

- коэффициент нормативного отклонения, определяется по таблице П.4.2 /;

- коэффициент, учитывающий снижение прочности, вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки, определяется по формуле:

(5.11)

где - коэффициент, учитывающий различия в реальных и лабораторных режимах растяжения повторной нагрузкой, определяется по таблице П.3.1 /[3];

- коэффициент, зависящий от свойств материала, определяется по таблице П.3.1 /[3];

- коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия природно-климатических факторов, определяется по таблице 3.6 /[3];

- суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы, которое вычисляется по формуле;

;

;

;

;

;

;

;

;

г) Коэффициент прочности по сопротивлению монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе определяется по формуле:

(5.12)

где - прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе;

;

- расчетное растягивающее напряжение;

.

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по сопротивлению монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе для II категории дороги: , принимаемый по таблице 3.1 /[3];

выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по сопротивлению монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет всем критериям прочности.