Расчёт монолитных цементобетонных покрытий.

Расчёт проводим путём проверки прочности по формуле:

,

где,

– коэффициент прочности, определяемый в зависимости от категории дороги (Табл.3.1), =0,8 при =0,87;

– расчётная прочность бетона на растяжение при изгибе, определяемая по обязательному приложению П.1:

,

где,

– класс бетона на растяжение при изгибе, =4,0;

– коэффициент набора прочности со временем, для бетона естественного твердения для районов с умеренным климатом =1,2(П.1 ).

– коэффициент усталости бетона при повторном нагружении,

,

где,

– суммарное расчётное число приложения приведённой расчётной нагрузки за расчётный срок службы, = авт.;

– коэффициент, учитывающий воздействие попеременного замораживания-оттаивания, равный 0,95 (П.1.2 ).

=1,08 ^-0,063 = 0,55

МПа.

Напряжения растяжения при изгибе определяют по одной из двух расчётных схем, учитывающих условия контакта плиты с основанием и место расположения нагрузки.

Применяем первую расчетную схему для определения толщины покрытия

Расчётное место приложения нагрузки в дорожном покрытии – продольный внешний край в центре по длине плиты.

По первой расчётной схеме напряжения (МПа) определяем, исходя из решений теории упругости, по следующей аппроксимирующей зависимости, отражающей наличие контакта плиты с основанием:

,

где,

– расчётная нагрузка, 65 кН ;

– коэффициент, учитывающий влияние места расположения нагрузки, для неармированных покрытий =1,5 (П.3.9);

– коэффициент, учитывающий условия работы, =0,66 (П.3.9);

– коэффициент, учитывающий влияние штыревых соединений на условия контактирования плит с основанием, при наличии в поперечных швах штырей =1 (П.3.9);

h – толщина плиты, h=18 см;

– коэффициент, учитывающий влияние температурного коробления плит (Таб. 3.4 ), =0,9;

– радиус отпечатка колеса,

см,

где,

– давление в шинах, принимаемое равным 0,6 МПа;

– упругая характеристика плиты, см:

,

где,

Е и – модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона (Прил. 1 ), Е=26500 МПа, =0,2;

– коэффициент Пуассона основания, =0,3;

– эквивалентный модуль упругости основания;

– диаметр отпечатка колеса или площадки силового контакта верхнего слоя с нижележащим, принимается =50 см;

Эквивалентный модуль упругости основания , определяется путем последовательного приведения слоистой системы к двухслойной (Рис.3.1 )

1) ,

2) ;

Для значения выбранной толщины определяем

где,

- коэффициент набора прочности со временем; для бетона естественного твердения в условиях сухого и жаркого климата ;

- коэффициент прочности, определяемый в зависимости от категории дороги (Табл. 3.1), ; =0,87

- коэффициент учитывающий воздействие попеременного замораживания – оттаивания, ;

- классом бетона по прочности на растяжение при изгибе, =4,0;

- напряжения растяжения при изгибе, возникающие в бетонном покрытии от действия нагрузки, с учетом перепада температуры по толщине плиты;

Проводим вычисления:

= 48 см;

; 1,39>0,8 – условие прочности выполняется при толщине цементобетонной плиты h=18 см.