Материал: 2493
(или общей площади) дороги между корреспондирующими пунктами. Значения mp в зависимости от капитальности дорожной одежды и категории дороги следует принимать в соответствии с табл. 1.3 [1, табл. 3.1].
Отказ дорожной одежды из-за недостаточной ее прочности может возникнуть в результате:
−накопления под воздействием касательных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от транспортной нагрузки, недопустимых остаточных деформаций с потерей ровности поверхности покрытия и соответствующим снижением скорости движения до истечения заданного срока службы конструкции;
−усталостных разрушений монолитных слоев конструкции под воз-
действием растягивающих напряжений от многократного приложения транспортной нагрузки с интенсивнойИпотерей транспортноэксплуатационных свойств.
В соответствии с этим расчет наДпрочность выполняют по допускаемым напряжениям на сдвиг в слоях с пониженной сопротивляемостьюА
табл.1.3 [1, табл. 3.1]. |
б |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
Таблица 1.3. Требуемые м н мальные коэффициенты прочности |
|
||||||||
при заданных уровнях надежности для расчета по критериям прочности |
|
||||||||
|
|
С |
|
Предельный ко- |
|
|
Требуемый коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тип дорожной |
|
Категория |
|
|
Заданная |
прочности по критерию |
|
||
|
|
эффициент |
|
надежность |
|
|
|
||
|
|
и |
|
|
упругого |
тр |
и |
||
|
|
|
|
сдвига Кпс |
|||||
одежды |
|
дороги |
разрушения mp |
|
Кн |
прогиба |
растяжения при |
||
|
|
|
|
|
|
|
Ктр |
изгибе Кпртр |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
6 |
|
Капитальный |
|
I |
0,05 |
|
0,98 |
1,50 |
1,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,95 |
1,30 |
1,00 |
|
|
|
II |
0,05 |
|
0,98 |
1,38 |
1,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,95 |
1,20 |
1,00 |
|
|
|
III |
0,10 |
|
0,98 |
1,29 |
1,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,95 |
1,17 |
1,00 |
|
|
|
|
|
|
|
0,90 |
1,10 |
0,94 |
|
|
|
IV |
0,10 |
|
0,95 |
1,17 |
1,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,90 |
1,10 |
0,94 |
|
|
|
|
|
|
|
0,85 |
1,06 |
0,90 |
|
|
|
|
|
|
|
0,80 |
1,02 |
0,87 |
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 1.3 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Облегченный |
III |
0,15 |
0,98 |
1,29 |
|
|
1,10 |
|
|
|
|
0,95 |
1,17 |
|
|
1,00 |
|
|
|
|
0,90 |
1,10 |
|
|
0,94 |
|
|
IV |
0,15 |
0,95 |
1,17 |
|
|
1,00 |
|
|
|
|
0,90 |
1,10 |
|
|
0,94 |
|
|
|
|
0,85 |
1,06 |
|
|
0,90 |
|
|
|
|
0,80 |
1,02 |
|
|
0,87 |
|
|
V |
0,15 |
0,95 |
1,13 |
|
|
1,00 |
|
|
|
|
0,90 |
1,06 |
|
|
0,94 |
|
|
|
|
0,80 |
0,98 |
|
|
0,87 |
|
|
|
|
0,70 |
0,90 |
|
|
0,80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Переходный |
IV |
0,40 |
0,95 |
1,17 |
|
|
1,00 |
|
|
|
|
0,90 |
1,10 |
|
|
0,94 |
|
|
|
|
0,85 |
1,06 |
|
|
0,90 |
|
|
|
|
0,80 |
1,02 |
|
|
0,87 |
|
|
V |
0,40 |
0,95 |
1,13 |
|
|
1,00 |
|
|
|
|
0,90 |
1,06 |
|
|
0,94 |
|
|
|
|
0,80 |
0,98 |
|
|
0,87 |
|
|
|
|
И |
0,90 |
|
|
0,80 |
|
|
|
|
0,70 |
|
|
|
||
|
|
расчетные нагрузкиД. Расчет дорожной |
|
одежды на |
|
|||
Нормативные и |
|
|
||||||
прочность осуществляют с учетом нормативной осевой нагрузки, расчет-
ной осевой нагрузки для конкретного потока и расчетной удельной на- |
||
|
|
А |
грузки [1, 2]. Нормат вная осевая нагрузка принимается в зависимости от |
||
капитальности дорожной одежды: |
||
1) |
б |
|
при капитальной дорожной одежде………………..………...115 кН; |
||
2) |
при облегченном и переходном типах дорожной одежды….100 кН; |
|
3) |
и |
|
для дорог, предназначенных для следования тяжеловесных транс- |
||
портных средствС, осуществляющих международные перевозки, ......130 кН. Назначают расчетную осевую нагрузку не меньше нормативной осе-
вой нагрузки [2].
Принимают расчетную удельную нагрузку при расчете дорожной одежды, равной давлению воздуха в пневматической шине р, при диаметре круга, равновеликого отпечатку колеса, который определяется по формуле:
= |
, |
, |
(1.1) |
где D – диаметр, см; Q – расчетная осевая нагрузка, кН; р – давление в шине, кг/см2; γf = 0,95 – коэффициент надежности по нагрузке [2].
12
При проектировании дорожных одежд за расчетные принимают нагрузки, представленные в табл. 1.4, соответствующие предельным нагрузкам на ось расчетного двухосного автомобиля [1]. Если в задании на проектирование расчетная нагрузка не оговорена специально, то за расчетную принимают нагрузку, соответствующую расчетному автомобилю группы
Ав соответствии с табл. 1.4 [1, табл. 1 П.1]).
Сучетом СП и ОДН [1, 2] в курсовом проектировании принимаем нагрузку 115 кН при капитальных типах покрытия.
Таблица 1.4. Назначение нормативной нагрузки
|
|
|
|
Расчетные |
|
Группа |
Нормативная статическая нагрузка, кН |
параметры |
|||
расчетной |
|
|
|
нагрузки |
|
нагрузки |
|
|
И |
|
|
|
на ось |
расчетного автомобиля Qрасч |
P, МПа |
D, см |
|
А1 |
100 |
Д |
0,60 |
37/33 |
|
|
50 |
||||
А2 |
110 |
|
55 |
0,60 |
39/34 |
А3 |
130 |
|
65 |
0,60 |
42/37 |
|
|
А |
|
|
|
Назначение сроков службы конструкций. Рекомендуемый расчетный срок службы конструкции определяется в соответствии с табл. 1.5 в зависимости от ДКЗ, категории дороги, типа дорожной одежды в соответствии
|
|
и |
|
|
|
|
с ОДН [1, табл. 2 П.6]. |
|
|
|
|
||
Таблица 1.5. Назначен е срока службы дорожных одежд |
|
|||||
|
С |
Срок Тсл, годы службы в дорожно-климатических зонах |
||||
|
Т п |
|
||||
Категория |
дорожной |
б |
|
|
||
дороги |
одежды |
|
I, II |
III |
IV, V |
|
I |
Капитальный |
|
14-15-18 |
15-19 |
16-20 |
|
II |
Капитальный |
|
11-15 |
12-16 |
13-16 |
|
III |
Капитальный |
|
11-15 |
12-16 |
13-16 |
|
|
Облегченный |
|
10-13 |
11-14 |
12-15 |
|
IV |
Капитальный |
|
11-15 |
12-16 |
13-16 |
|
|
Облегченный |
|
8-10 |
9-11 |
10-12 |
|
|
Переходный |
|
3-8 |
3-9 |
3-9 |
|
V |
Облегченный |
|
8-10 |
9-11 |
10-12 |
|
|
Переходный |
|
3-8 |
3-9 |
3-9 |
|
В соответствии с приказом Минтранса РФ от 1 ноября 2007 г. № 157 «О реализации постановления Правительства Российской Федерации от 23 августа 2007 г. № 539 "О нормативах денежных затрат на содержание и ремонта автомобильных дорог федерального значения и правилах их рас-
13
чета"» (с изменениями и дополнениями) согласно приложению 3 о "Межремонтных сроках проведения капитального ремонта и ремонта автомобильных дорог общего пользования федерального значения" от 25 февраля 2015 г. назначаются сроки службы на дорогах федерального значения в соответствии с табл. 1.6 [3, табл. П.3].
Таблица 1.6. Межремонтные сроки проведения работ по капитальному
ремонту автомобильных дорог общего пользования федерального значения с нежесткими дорожными одеждами
|
|
|
|
|
|
Дорожно-климатическая зона |
|
|||||
Катего- |
Тип |
|
|
I - II |
|
|
|
III |
|
IV-V |
||
|
|
|
Коэффи- |
|
|
|
Коэффи- |
|
Коэффи- |
|||
рия |
дорожной |
Межремонт- |
циент на- |
Межремонт- |
циент на- |
Межремонт- |
циент на- |
|||||
дорог |
одежды |
ный срок, |
дежности |
ный срок, |
дежности |
ный срок, |
дежности |
|||||
|
|
|
лет |
|
дорожной |
лет |
|
дорожной |
лет |
дорожной |
||
|
|
|
|
|
одежды |
|
|
|
одежды |
|
одежды |
|
IА, IБ, |
Капиталь- |
12 |
|
|
0,98 |
|
14 |
|
0,95 |
18 |
0,88 |
|
IB |
ный |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
II |
Капиталь- |
12 |
|
|
0,95 |
|
12 |
|
0,92 |
15 |
0,88 |
|
ный |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
Капиталь- |
12 |
|
|
0,92 |
|
12 |
|
0,90 |
15 |
0,85 |
|
|
ный |
|
|
|
|
|
||||||
III |
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|||
Облегчен- |
12 |
|
|
0,86 |
|
0,85 |
12 |
0,84 |
||||
|
ный |
|
|
|
|
12 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Капиталь- |
12 |
|
|
0,85 |
|
12 |
|
0,84 |
12 |
0,83 |
|
|
ный |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
||
IV |
Облегчен- |
10 |
|
|
0,85 |
|
10 |
|
0,84 |
12 |
0,82 |
|
|
ный |
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
Переход- |
5 |
|
|
0,82 |
|
5 |
|
0,80 |
5 |
0,77 |
|
|
ный |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Облегчен- |
10 |
|
|
0,82 |
|
10 |
|
0,80 |
12 |
0,79 |
|
|
ный |
|
|
|
|
|
||||||
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Переход- |
5 |
|
|
0,65 |
|
5 |
|
0,60 |
5 |
0,58 |
||
|
ный |
|
|
|
|
|
||||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Низший |
3 |
|
|
0,65 |
|
3 |
|
0,60 |
3 |
0,58 |
|
В соответствии с технической категорией дороги нужно назначить два варианта конструкции дорожной одежды [1, 2]: для II технической категории – два капитальных типа дорожных одежд, для III и IV – капитальный и облегченный. Необходимо определить сроки службы для обоих вариантов и на основе перспективной интенсивности движения на 20-й год (N20 по заданию) рассчитать интенсивность движения на срок службы.
14
NT = N0 (1 + q)T-1, |
(1.2) |
где N0 – начальная (исходная) интенсивность движения; q – ежегодный темп прироста движения; Т – год.
Определяем интенсивность движения на заданный срок службы:
|
|
|
|
(1.3) |
|
Определяем |
Тсл = ( ) сл. |
||||
срок службы. |
|||||
|
интенсивность на определенныйТ |
||||
Пример. Срок службы Тсл=15 лет, N20=1850 авт./сут, ежегодный темп прироста движения q = 0,03 (по заданию в = 3%, → q = 3/100 = 0,03).
Определяем значение N15: |
1850 |
|
сут. |
|||
|
|
|
|
|
авт |
|
= |
(1+0,03) |
= |
1,03 |
= 1186 |
|
. |
дорожную одежду по критерию упругого Ипрогиба на основе зависимости требуемого общего модуля упругости конструкции от суммарного числа
ных слоев и их модули упругостиАтакимДобразом, чтобы общий модуль упругости дорожной одежды ыл не ниже требуемого с учетом соответствующего коэффициента прочности (см. табл.1.3).
Общая процедура и критерии расчета на прочность. Рассчитывают
приложений нагрузки. По результатам назначаются толщина конструктив-
Конструкц ю дорожной дорожной одежды, отвечающей критерию
упругого прогиба, рассч тывают с учетом механизма нарушения прочно- |
|
|
б |
сти в ее отдельных конструкт вных слоях по двум независимым критери- |
|
ям соответствия: |
и |
|
|
1) сдвигоустойчивости материалов конструктивных слоев и грунта |
|
возникающимСв них касательным напряжениям. Данный критерий отражает условие ограничения накопления сдвиговых остаточных деформаций (формоизменения) под воздействием многократных кратковременных нагрузок;
2) сопротивления материалов монолитных конструктивных слоев возникающим в них растягивающим напряжениям от подвижной многократной нагрузки. Расчет по данному критерию отражает сопротивление усталостным процессам, обусловливающим развитие микротрещин в монолитных слоях, потерю их сплошности и снижение распределяющей способности [1].
15