Расчет ДО по морозоустойчивости

В районах сезонного промерзания грунтов з.п. при неблагоприятных грунтовых и гидрологических условиях, наряду с требуемой прочностью и устойчивостью должна быть обеспечена достаточная морозоустойчивость д.о

С этой целью применяют различные спец. мероприятия:

- использование непучинистых и слабопучинистых грунтов для сооружения верхней части з.п, находящихся в зоне промерзания

- устройство дренажа

- устройство гидроизолирующих и капилляропрерывающих прослоек

- устройство морозозащитного слоя из непучинистых минеральных материалов(укрепление малыми дозами органических и минеральных вяжущих)

-устройство теплоизолирующих слоев, снижающих глубину или полностью исключающие промерзание грунта под д.о.

-устройство основания д.о. из монолитных материалов(тощий бетон и др. зернистые материалы обработанные вяжущим)

Конструкция считается морозоустойчивой если соблюдено условие

Iпуч< Iдоп

где Iпуч- расчетное (ожидаемое) пучение земляного полотна

Iдоп- допускаемое для данной конструкции пучение земляного полотна

Расчёт толщины морозозащитного слоя выполняют по термическому сопротивлению конструкции, для этого необходимо иметь следующие исходные данные

-географическое местоположение участка дороги

-конструкцию д.о.

- схему увлажнения рабочего слоя з.п. и расч. глубину залегания подземных вод

- наименование грунтов з.п.

-расчетный срок службы д.о.

Толщину морозозащитного слоя hмз определяют по формуле

Hмз=(Rод(тр)-Rод(о))

Rод(о)- термическое сопротивление рассматриваемой конструкции д.о.

Rод(тр)- требуемое в данных условиях термическое сопротивление д.о.

- коэффициент теплопроводности морозозащитного слоя. Равный среднеарифметическому значению коэффициентов теплопроводности материала слоя в талом и мерзлых состояниях

После завершения расчёта толщины морозазащитного слоя по формуле сравнивают полученное значение hмз с предварительно назначенной величиной hмз, разница не должна быть более 5 см, в противном случае расчет необходимо повторить

Критерий морозостойкости доржной одежды:

H_факт ≥ H_доп,

где H_факт – фактическая толщина дорожной одежды:

H_факт = ∑ h_i,

где h_i – толщины конструктивных слоев дорожной одежды;

H_доп – требуемая (допустимая) толщина дорожной одежды,

18.Проектирование дорожных водопропускных труб

Назначение отверстий труб. Применяют круглые и прямоугольные трубы. Круглые типовые 1,2,3-очковые. В наст. время применяют длинномерные (L=5м) трубы отверстием 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,6 м. При больших расходах применяют прямоугольные трубы отверстием 2,0 и 4,0 м. Если Q_сн >Q_л, то отверстие назначают по таблицам пропускной способности составленных для свободного истечения воды из трубы, т.е. h_б ≤1,3h_кр. При не выполнении условия (т.е. h_б >1,3h_кр) отверстие подбирают по табл. пропускной способности мелиоративных труб, укладываемых в канаве. Если Q_сн <Q_л, то учитывают аккумуляцию ливневых вод, т.е. ведут расчет: 1.задаются глубинами воды; 2. для каждой глубины опред. объем пруда: 3. опред. сбросной расход: далее строят график, на котором находят точку пересечения кривой пропускной способности с трубой отверстием d₁:

H Q_c=f(H)

d₂ d₁

d₃ d₂<d₁

H_р

Q_р Q_с

Получаем расчетный расход Q_р от ливня с учетом аккумуляции: Q_р <Q_л/3 и Q_сн <Q_л. Но если Q_р <Q_сн, то отверстие трубы надо рассчитывать на расход от таяния снега.

Назначение типа фундамента. Фундамент назначают в зависимости от соотношения давления трубы от веса насыпи и несущей способности грунта. При обычных грунтах(пески, супеси, суглинки) и высоте насыпи 6-8м, как правило назначаются без фундаментные трубы(подушка из ПГС). При наличии грунтовых вод в слабых грунтах высокой насыпи назначают фундамент сборный или монолитный.

Определение длины трубы. Длина трубы зависит от: 1.ширины ЗП (Взп); 2.заложения откосов (m); 3.высоты насыпи (hн); 4.наличия оголовков. Прямоугольные трубы устраивают с раструбными оголовками, круглые – с раструбными оголовками и безоголовочные.

Раструбный оголовок состоит: 1-откосное крыло; 2- портальная стенка; 3-звено трубы

1 3

2

Высота насыпи hн определяется продольным профилем.

Для труб с раструбными оголовками теоретическая длина: L_т= В_зп+2mh_н-2mh+2p,

где р- ширина площадки над оголовками трубы, включая и ширину портальной стенки (р=0,8);

m- заложение откосов ЗП у трубы; h- высота порт. стенки.

Теоретическая длина трубы без оголовков: L_т= В_зп+2mh_н.

Фактическая длина подбирается, принимая такое количество звеньев n длиною S, чтобы выполнялось условие: 0<=L_ф- L_т<= S,

Фактическая длина трубы поверху для длинномерных труб с оголовками:

L_ф= S *n+ 0,015*(n-1)+0,2+2*0,35+0,02,

где n- число звеньев; 0,35-толщина портальной стенки.

Фактическая длина трубы поверху для длинномерных труб без оголовков:

L_ф= S *n+ 0,015*(n-1)+0,2.

Если условие 0<=Lф-Lт<=S выполнено и Lф-Lт>=0,5S,то целое звено S=5м разрезают на 2 части и включают ползвена в тело трубы, уменьшая фактическую длину ее на 2,5м.

Если после этого окажется Lф- Lт>0, то корректируют заложение откосов ЗП.

В случае труб с оголовками:m₁=1,5+0,5(L_ф- L_т)/(h_н-h).

В случае длинномерных труб без оголовков: m₁=1,5(L_ф- L_т)/h_н- исправленное заложение откосов ЗП.

Назначение отметки дна трубы. Вследствие продольного уклона трубы i (I_кр≤i≤20) относительно оси дороги вход и выход располагается на разных расстояниях

L_ф1=0,5L_ф(1+m*i);

L_ф2=0,5L_ф(1-m*i);

Отметки латка трубы на входе H1 и на выходе H2 определяются по формулам:

H₁= H₀-f+i*L_ф1;

H₂= H₀-f-i*L_ф2

В процессе эксплуатации тело трубы получает осадку от действия веса насыпи, поэтому при строительстве ее укладывают со строительным подъемом f, который принимается по дуге круга f=1/80*hн; для глинистых грунтов f=1/40*hн.