3 Расчет дорожных одежд на прочность

1. Расчет дорожных одежд по допускаемому упругому прогибу

Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критериям упругого прогиба, если:

где - коэффициент прочности дорожной одежды.

- требуемый модуль упругости.

- общий модуль упругости конструкции.

I ) Расчет по допускаемому упругому прогибу ведется послойно по формуле (3.1), начиная с подстилающего грунта :

Расчет I - Варианта:

1) (3.1).

р = 0,6 МПа, D = 37 см

, (3.2).

, (2.3).

МПа

2) ,

,

_,

МПа

3) ,

,

,

МПа

4) ,

,

_,

Е_общ = 0,11 x 3200 = 352 МПа

Расчет II - Варианта:

1. ,

р = 0,6 МПа, D = 37 см

,

,

МПа

2) ,

,

_,

МПа

3) ,

,

,

МПа

4) ,

,

_,

МПа

5) ,

,

_,

Е_общ = 0,11 x 3200 = 352 МПа.

II ) Требуемый модуль упругости определяем по формуле (3.4):

Е_тр = 98,65 x [lg(N_p) - 3,55] = 98,65 x [lg 2151969 - 3,55] = 274,5 МПа (3.4).

III ) Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу по формуле (3.5):

(3.5).

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу - 1,17.

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.

3.2 Расчет дорожных одежд по сдвигу в подстилающем грунте

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле (3.6):

(3.6).

Расчет I - Варианта:

Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (супесь пылеватая) со следующими характеристиками: (при W_p = 0,7 W_Т и N_p = 2 151 969 авт.)

Е_н = 46 МПа,  = 12° и с = 0,012 МПа.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.7):

_, (3.7).

МПа.

По отношениям и и при  = 12° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,0183 МПа.

Таким образом: Т = 0,01830,6 = 0,0109 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.8), где С_N = 0,002 МПа, К_д = 1,0.

Z_оп = 5 + 10 + 25 + 30 = 70 см.

_ст = 35

y_cp = 0,002 кг/см²

Т_пр = с x К_д + 0,1 x С_N x Z_оп x tg 35° , (3.8).

Т_пр = 0,012 + 0,1 x 0,002 x 70 x 0,7 = 0,022 ,

где 0,1 - коэффициент для перевода в МПа.

, что больше

Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.

Расчет II - Варианта:

Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (супесь пылеватая) со следующими характеристиками: (при W_p = 0,7 W_Т и N_p = 2 151 969 авт.)

Е_н = 46 МПа,  = 12° и с = 0,012 МПа.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.7): _,

МПа.

По отношениям и и при  = 12° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,0171 МПа.

Таким образом: Т = 0,01710,6 = 0,0107 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.8), где С_N = 0,002 МПа, К_д = 1,0.

Z_оп = 3,5 + 5 + 10 + 20 + 30 = 68,5 см.

_ст = 35

y_cp = 0,002 кг/см²

Т_пр = с x К_д + 0,1 x С_N x Z_оп x tg 35° ,

Т_пр = 0,012 + 0,1 x 0,002 x 68,5 x 0,7 = 0,0216 ,

где 0,1 - коэффициент для перевода в МПа.

, что больше

Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.