Σhi |
|
Есрвзв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Егр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.1. Расчетная схема по условию сдвигоустойчивости |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
подстилающего грунта |
|
|
|||||
|
|
|
|
Действующие в грунте или в песчаном слое активные напряжения |
||||||||||||||
сдвига Т вычисляют по формуле |
|
|
И |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
(2.13) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
|
н − активное удельное |
напряжение сдвига от единичной нагрузки, |
|||||||||||||||
|
|
= н ∙ |
|
, |
|
|
|
|
|
|||||||||
определяемое по номограмме (см. рисД. 1.10, 1.11). |
|
|
||||||||||||||||
оси х. |
|
|
взв |
|
|
|
|
∑ |
= = 0,97 |
|
||||||||
|
|
|
|
Для этого находим отношение |
|
|
|
|
− откладываем по |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее провод м перпендикуляр от этого значения на оси х до ли- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ср |
= |
|
= 3,47 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ляр к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
|
|||||
нии |
|
|
|
срвзв: |
гр |
|
, |
б. Затем снова восстанавливаем перпендику- |
||||||||||
|
|
|
|
|
значению угла трен я динамического φ = 22º. Определяем значе- |
|||||||||||||
ние н = 0,060 МПа, р = 0,6 МПа − расчетное давление колеса на покрытие.
СТ = 0,6 ∙ 0,06 = 0,036 МПа.
Активное предельное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя (или в песчаном материале промежуточного слоя) определяют по формуле
Тпр = Кд (cw + 0,1 ∙ γср ∙ zоп ∙ tg φст, |
(2.14) |
где Кд − коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания.
При устройстве нижнего слоя несущего основания из укрепленных материалов или при укладке на границе «несущее основание − песчаный слой (или песчаный грунт)» разделяющей геотекстильной прослойки kд в данном случае следует принимать равным 4,0 для песка средней крупности; сw − сцепление в грунте земляного полотна (или в
61
промежуточном песчаном слое), принимаемое с учетом повторности нагрузки (см. табл. 2.3), МПа; zon − глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, 69 см (сумма всех слоёв); γcp − средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, принимаем γcp = 0,002 кг/см3; φст − расчетный угол внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, град (см. табл. 2.3).
Тпр = 2 (0,003 + 0,1 ∙ 0,002 ∙ 38 ∙ 0,60) =0,015 МПа.
Проверяем условие
|
|
|
|
|
|
|
|
1 ≥ |
|
, |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, неверно, |
. |
|
слоя до 40 см. |
|||||
Условие не выполнено, |
|
увеличиваем толщинуh |
|
|||||||||||||
1 ≥ 0,42 |
|
|
|
|
5 |
|
||||||||||
Производим перерасчет конструкции с учетом увеличения допол- |
||||||||||||||||
нительного слоя основания до 40 см (рис. 2.2). |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
∙ |
∙ |
|
|
|
∙ |
|
∙ |
∙ |
|
|
. |
|||
срвзв = |
|
|
|
|
|
∑ |
|
= |
|
|
= 1,77И. = 347,25МПа |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
срвзв |
|
|
347,25Д |
|
|
|
|
||||||
По номограмме |
|
гр |
|
= |
|
100 |
|
= 3,47. |
|
|
||||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
определяем значение активного удельного напря- |
||||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
н = 0,030 МПа. Затем определяем |
|||||||||
жения сдвига от единичной нагрузки |
||||||||||||||||
значение активного напряжения сдвига Т = 0,6 ∙ 0,030 = 0,018 МПа. |
||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.2. Расчетная схема по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта при изменении толщины дополнительного слоя
62
Активное предельное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего
слоя:
Тпр = 2 (0,003 + 0,1 ∙ 0,002 ∙ 0,60) = 0,023 МПа.
|
|
Тпр |
|
Кпотрсдвгу ≤, |
Т |
.. |
|
, |
условие выполнено. |
||
1 ≤ , |
|
|
|
1 ≤ 1,28 |
|
|
|
Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе. В монолитных слоях дорожной одежды (из асфальтобетона, дегтебетона, материалов и грунтов, укрепленных комплексными и неорганическими вяжущими, и др.) напряжения, возникающие при прогибе под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданного срока службы вызывать образование трещин от усталостного разрушения. Это возможно при условии
|
|
|
|
|
|
|
изг |
|
|
(2.15) |
|
где σ |
|
|
|
|
|
|
тр |
|
|
||
|
− наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом |
||||||||||
r |
|
|
≥ |
|
|
|
, |
И |
|
||
слое, устанавливаемое расчетом; |
|
тризг − требуемый коэффициент проч- |
|||||||||
ности с учетом заданного уровня надежности (см. табл. 1.3). |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||
Расчетное растягивающее напряжение определяют по формуле |
|||||||||||
|
|
|
|
|
̄ |
|
|
в |
|
(2.16) |
|
где К |
|
А |
|
|
|
|
|||||
в |
− коэфф ц ент, уч тывающий особенности напряженного со- |
||||||||||
|
= |
|
|
∙ |
|
∙ |
|
, |
|
||
стояния покрыт я конструкцби под спаренным баллоном, Кв = 0,85 (при
расчете подСоднобаллонноеиколесо Кв = 1,00); р − расчетное давление (см. табл. 1.4); ̄− растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах площадки, передающей нагрузку, значение находим по номограмме (см. рис. 1.12).
Для этого в соответствии с рис. 2.3 записываем отношение
|
взв |
∑ |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|||||
|
ср |
|
= = 0,46 . |
|||||
|
|
= |
|
|
|
|
= 16,05 |
|
По номограмме рис. 1.12 |
, |
|||||||
|
общ |
|
|
|||||
определим значение растягивающего на-
пряжения при изгибе.
63
|
|
|
|
∙ |
||
|
ср |
|
|
|||
|
взв |
|
|
общ |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.3. Расчетная схема конструкции на сопротивлениеИ монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
Значение средневзвешенного значения модуля упругости монолитного покрытия, состоящего из трех слоев покрытия, рассчитывается
по формуле |
|
|
∙ |
Д∙ |
∙ |
|
|
|
|
|
|
. |
|
||||
|
|
ЕгрвзвА= |
|
|
|
|
||
|
взв |
∙ |
∙ |
∙ |
|
|
|
. |
Определяем по номограмме растягивающее напряжение от еди- |
||||||||
|
Егр |
= б |
|
|
= 3466,67МПа |
|
||
ничной нагрузки . Для этого необходимо рассчитать следующие от- |
||||||||
ношения: |
ӣ |
|
|
|
|
|
|
|
1) откладываем по оси х значения (Σh1+2+3)D; |
|
|||||||
2) от этого значения восстанавливаем перпендикуляр до пересече- |
||||||||
ния с линиейСвзв ∙ |
|
|
|
|
|
|
||
Затем |
определяем значение наибольшего растягивающего напря- |
|||||||
Егр / |
общ. |
|
|
|
|
|
|
|
жения:
= 1,59∙0,6∙1 = 0,95МПа.
Далее определяем прочность материала монолитного слоя на многократное растяжение при изгибе
= ∙ ∙ 1− ∙ , (2.17)
где Rо − нормативное значение предельного сопротивления растяжению (прочность) при изгибе для расчетной низкой весенней температуры при однократном приложении нагрузки, принимаем по табл. 1.22; k1 − коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталост-
64
ных явлений при многократном приложении нагрузки; k2 − то же, под воздействием погодно-климатических факторов; − коэффициент вариации прочности на растяжение (табл. 1.31); t − коэффициент нормативного отклонения (см. табл. 1.16).
=
= (2.16)
∑
где ΣNp − расчетное суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы монолитного покрытия, определяемое по формуле (1.5) с учетом числа расчетных суток за срок службы (см. табл. 1.10); m − показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя (см. табл. 1.22); α − коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной на-
грузкой, а также вероятность совпадения во времени расчетной (низкой) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
температуры покрытия и расчетного состояния грунта рабочего слоя по |
|||||||||||
влажности (см. табл. 1.22). |
|
|
|
|
|
|
Д |
||||
|
k1 |
|
7,6 |
|
36,87 |
||||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
1848064,7 |
||||||||||
|
|
А |
|
|
|||||||
RN = 7,8 ∙ 0,21 −0,8 (1,0-0,1 ∙ 1,32) = 1,14 МПа. |
|||||||||||
Проверяем условие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Кн |
|
Кизгтр . |
|||
|
|
|
|
|
|
r |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
0,90 |
0,94. |
|||||||
С |
б0,95 |
||||||||||
|
|
|
|||||||||
и0,95 ≥ 0,94 => условие выполнено. |
|||||||||||
Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость. Конст-
рукцию считают морозоустойчивой при условиях (1.17) и (1.18). Производим проверку назначенной конструкции дорожной одежды капитального типа. Общая толщина слоев конструкции 69 см.
lпуч = 6,2 ∙ 0,43 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,1 = 3,13 см. 3,13 ≤ 4,0 => условие выполнено.
65