Расчет нежестких ДО по критерию сдвигоустойчивости

Дорожную одежду проектируют из расчета, чтобы при воздействии кратковременных или длительных нагружений в подстилающем слое земляного полотна и в малосвязанных слоях за срок службы не возникали недопустимые деформации сдвига. Деформаций сдвига в конструкции не будет, если обеспечивается условие:

,

где К_пр – необходимое минимальное значение коэффициента прочности, который определяется по таблицам

Т_а – расчетное активное напряжение сдвига (часть сдвигающего напряжения, не погашенное внутренним трением) в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции от действующего временного нагружения, определяемое по формуле;

Т_пр – предельная величина активного напряжения сдвига в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции, превышение которой вызывает нарушение прочности на сдвиг

Т_пр=с·k_NC·k_g

где - активное напряжение сдвига от действия единичного нагружения, определяемое по номограммам на рисунках.

р– расчетное давление от колеса на покрытие;

t_в – напряжение от веса дорожной одежды, определяемое по номограмме на рисунке

Используются номограммы для для определения активного напряжения сдвига от временного нагружения в нижнем слое двухслойной системы и номограмма для для определения активного напряжения сдвига t_в от собственного веса дорожной одежды

Предельное активное напряжение сдвигу Т_пр в грунте рабочего слоя (или в песчаном материале промежуточного слоя) определяют по формуле

Т_пр=с·k_NC·k_g

где с – сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном песчаном слое), МПа;

k_g - коэффициент динамичности, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. При использовании в нижнем слое из укрепленных материалов, а также укладке на границе «основание – песчаный слой» геосетки, необходимо принимать значение k_g равным:

- 7,0 – при использовании в песчаном слое крупного песка;

- 6,0 – при использовании в песчаном слое песка средней крупности;

- 5,0 – при использовании в песчаном слое мелкого песка;

- 3,0 – при использовании пылеватых песков;

Во всех остальных случаях k_g принимают равным 1,5.

k_NC

- коэффициент, учитывающий повторность приложения нагрузки за время эксплуатации (N_ф), определяемый по графику,

При расчете на длительное действие нагружения k_NC=1,23, а величина N_сп определяется по формуле

N_сут=åN_ф / (Т_рдг*T_cл)

Nсут

Рисунок - Зависимость коэффициента k_NC от количества расчетных нагружений за сутки (N_сут)

где åN_o – количество накопленных расчетных осей,

Т_рдг - количество расчетных дней в году принимают по приложению

T_cл – расчетный срок службы до капитального ремонта, лет.

При расчетах многослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной расчетной модели.

При расчете дорожной конструкции на прочность по сдвигоустойчивости грунта земляного полотна за нижний слой принимают грунт земляного полотна (с его характеристиками с учетом влажности), а за верхний – всю дорожную одежду. Толщину верхнего слоя h_в принимают равной сумме толщин слоев дорожной одежды ().

Модуль упругости дорожной одежды принимают как средневзвешенный модуль пакета слоев, рассчитанный по формуле

,

где n – количество слоев дорожной одежды,

E_i - модуль упругости i-го слоя, МПа;

h_i - толщина і-го слоя, м.