Проверка нежесткой дорожной одежды по критериям прочности

 Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле (3.13):

 

 где - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм (рис.3.2 и 3.3);

   - расчетное давление от колеса  на покрытие.

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

 В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (супесь пылеватая) со следующими характеристиками: (при  и =732 932.) = 54 МПа (табл.П.2.5); = 12° и = 0,004 МПа (табл.П.2.4).

 Модуль  упругости верхнего слоя модели вычисляем  по формуле (3.12), где значения модулей  упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по табл.П.3.2 при расчетной температуре +20 °С (табл.3.5). 

   МПа

 По отношениям   и и при = 12° с помощью номограммы (рис.3.3) находим удельное активное напряжение: = 0,025 МПа. 

 Таким образом: = 0,025·0,6 = 0,015 МПа.

 Предельное  активное напряжение сдвига в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.14),

,

 где - сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном песчаном слое), МПа, принимаемое с учетом повторности нагрузки (Приложение 2, табл.П.2.6 или П.2.8);

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

 При устройстве нижнего слоя из укрепленных материалов, а также при укладке на границе  «основание - песчаный слой» разделяющей  геотекстильной прослойки, следует  принимать значения равными:

 - 4,5 - при  использовании в песчаном слое крупного песка;

 - 4,0 - при  использовании в песчаном слое  песка средней крупности;

 - 3,0 - при  использовании в песчаном слое  мелкого песка;

 - 1,0 - во  всех остальных случаях.

 0,1 - коэффициент  для перевода в МПа;

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

  - средневзвешенный удельный  вес конструктивных слоев, расположенных  выше проверяемого слоя, кг/см ;

  - величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки.

 По исходным данным = 0,004 МПа, 1,0.   5+10+20+20 = 55 см   36° (табл.2.4)

  = 0,002 кг/см

  = 0,004+0,1·0,002·55·tg36° = 0,012,

  , что меньше 1,00 (табл.3.1).

   Прочность не обеспечена

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

 Расчет  выполняем в следующем порядке: 

 а) Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели - часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, т.e. щебеночное основание и грунт рабочего слоя. Модуль упругости нижнего слоя определяем по номограмме рис.3.1. Определено ранее о формуле

  195 МПа

 К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.

 Модуль  упругости верхнего слоя устанавливаем  по формуле (3.12)

   МПа 

 Модули  упругости асфальтобетонных слоев  назначаем по табл.П.3.1.

 б) По отношениям 0,59 и   по номограмме рис.3.4 определяем = 1,7 МПа. 

 Расчетное растягивающее напряжение вычисляем  по формуле (3.16):

,                                                                             (3.16) 

 где - растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах площадки, передающей нагрузку, определяемое по номограмме рис.3.4;

  - коэффициент, учитывающий особенности  напряженного состояния покрытия  конструкции под спаренным баллоном. Принимают равным 0,85 (при расчете на однобаллонное колесо = 1,00); 

   - расчетное давление, принимаемое  по табл.П.1.1 Приложения 1.

  = 1,7·0,6·0,85 = 0,87 МПа.

 в) Вычисляем  предельное растягивающее напряжение по формуле (3.17):

,                                                              (3.17)

 где - нормативное значение предельного сопротивления растяжению (прочность) при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки, принимаемое по табличным данным (Приложение 3, табл.П.3.1);

  - коэффициент, учитывающий снижение  прочности вследствие усталостных  явлений при многократном приложении  нагрузки;

  - коэффициент, учитывающий снижение  прочности во времени от воздействия  погодно-климатических факторов (табл.3.6);

  - коэффициент вариации прочности на растяжение (Приложение 4);

  - коэффициент нормативного отклонения (Приложение 4).

Таблица 3.6

 
 

 3.42. Коэффициент  , отражающий влияние на прочность усталостных процессов, вычисляют по выражению:

,                                                                              (3.18)

 где - расчетное суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы монолитного покрытия, определяемое по формуле (3.6) или (3.7) с учетом числа расчетных суток за срок службы (см. Приложение 6);

  - показатель степени, зависящий  от свойств материала рассчитываемого  монолитного слоя (Приложение 3, табл.П.3.1);

 при = 5,5 МПа для нижнего слоя асфальтобетонного пакета (табл.П.3.1)

  = 0,10 (табл.П.4.1)  = 1,71 (табл.П.4.2)    = 4,3; = 7,1 (табл.П.3.1)

  =732 932.;

  = 0,80 (табл.3.6) 

 

   5,5·0,226·0,80 (1 - 0,1·1,71) = 0,82

 г) , что меньше, чем 1,0 (табл.3.1).

 Следовательно, выбранная конструкция не удовлетворяет этому критерию прочности.