Расчет дорожной одежды на прочность

Под прочностью дорожной одежды понимают способность сопротивляться процессу развития остаточных деформаций и разрушений под воздействием касательных и нормальных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от расчетной нагрузки (кратковременной, многократной или длительно действующей однократной), приложенной к поверхности покрытия.

Дорожную одежду следует проектировать с требуемым уровнем надежности, под которой понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. Отказ конструкции по прочности физически может характеризоваться образованием продольной и поперечной неровности поверхности дорожной одежды, связанной прочностью конструкции с последующим развитием других видов деформаций и разрушений. Номенклатура дефектов и методика количественной оценки их определяется специальными нормами, используемыми при эксплуатации дорог.

К^пр_р – предельный коэффициент разрушения есть отношение суммарной протяженности участков дороги, требующих ремонта из-за недостаточной прочности дорожной одежды, к общей протяженности;

К^пг_р – в зависимости от капитальной дорожной одежды и категории дороги следует принимать для дорог II технической категории.

Прочность конструкции оценивается коэффициентом прочности.

, (4.1)

К_пр – коэффициент прочности по допустимому упругому изгибу;

– коэффициент прочности конструкции по слоям, (4.2)

где – допустимый общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой;

– расчетный общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой;

– расчетные действующие напряжения (нормальные и касательные) от расчетной нагрузки;

– допустимые напряжения от расчетной нагрузки;

Е_тр – требуемый общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке;

Е_доп – расчетный общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке.

В данном случае коэффициент по допустимому упругому прогибу К_пр = 1,2; по допустимым напряжениям К_н = 1,0.

Определение расчетных нагрузок.

1. Определяем интенсивность на 15 лет: в=3 %.

Состав движения распределяется в следующем соответствии:

N₀ = 3587 авт./сут.

N₁₅ = 5201 авт./сут.

Легковые = авт./сут. (4.3)

Грузовые: до 2^х т = авт./сут;

от 2^х до 5 т = авт./сут;

от 5 до 8 т = авт./сут;

более 8 т = авт./сут;

Автобусы = авт./сут;

Легковые автомобили в расчет дорожной одежды не принимаются.

2. Определяем расчетную интенсивность движения:

N_р = , авт./сут, (4.4)

где f_пол – коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение

движения по ним;

N_m – интенсивность в сутки без учета легковых автомобилей;

n – общее число различных марок транспортных средств в составе транспортного потока;

S_m.сум – суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства к расчетной нагрузке;

К – количество легковых автомобилей в потоке.

3. Определяем суммарное число приложений нагрузки:

, (4.5)

где n – число марок автомобилей;

N_p – приведенная интенсивность на последний год срока службы, авт./сут;

T_рдг = 140 расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции;

K_n = 1,49 – коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого;

K_c – коэффициент суммирования определяют по формуле:

, (4.6)

q – показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам.

S N_P = 1168031ед.. за 15 лет.

4. Конструирование дорожной одежды:

Конструирование дорожной одежды заключается в назначении типа покрытия, в выборе для нее наиболее подходящих материалов исходя из наличия местных ресурсов. Так как невозможно сразу наметить оптимальную для данных условий конструкцию, то обычно разрабатывают несколько вариантов дорожной одежды из которых выбирают наилучший.

5. Определение расчетных характеристик грунта:

W_Р = (W_таб + ∆₁W - ∆₂W) (1+0,1t) - ∆₃ , (4.7)

где W_Р – расчетная влажность в долях от границы текучести;

W_таб – среднее многолетнее значение относительной влажности грунта;

∆₁W = 0 – поправка на особенности рельефа территории;

∆₂W = 0,05 – поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин;

∆₃ = 0,005 – поправка на влияние суммарной толщины стабильных слоев дорожной одежды;

t = 1,71 – коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от требуемого уравнения надежности.

Расчетная влажность в долях от границы текучести составила W_Р = 0,7,

тогда Е_гр = 32 МПа (суглинок тяжелый).