Проверка № 1 Расчёт на морозоустойчивость

Расчётные параметры материалов для определения морозоустойчивости приводятся в таблице

Наименование слоя	Толщина слоя  , м
Плотный асфальтобетон	0,04
Пористый асфальтобетон	0,06
Щеб. изв., обр. битумом	0,24
Песок крупнозернистый	0,53
Грунт земляного полотна	Итого: 87 см

 В соответствии со СНиП 2.05.02-85 Московская область относится ко II дорожно-климатической зоне (II ДКЗ).,подзонаII₁, тип увлажнения 1 по табл.П 2.1 W

Znp_(cp) =1,4 для Московской области и по формуле определяем глубину промерзания дорожной конструкции Znp

Znp=Zпp_(cp) х l,38=l,40х1,38 = 1,93 =2 м

Для глубины промерзания 2 м по номограмме рис. 4.3 по кривой определяем величину морозного пучения для усредненных условий

lпр_(ср)=4,0 см.

По таблицам и графикам находим коэффициенты К_угв=0,56; К_пл=0,8 для Купл=1; К_гр=1,3; К_нагр=0,9; К_вл=1,1.

По формуле находим величину пучения для данной конструкции

l_пуч = l_пуч срК_УГВ К_пл К_грК_нагрК_вл,

4,0х0,56х0,8х1,3х0,9х1,1=2,3 < lдоп=4см

Поскольку для данного типа дорожной одежды допустимая величина морознoгo пучения согласно табл. 4.3 составляет 4 см, то следует назначить морозозащитный слой и произвести расчёт его толщины.

Предварительно ориентировочно определяем необходимую толщину морозозащитного слоя при допустимой величине морозного пучения l_доп = 4 см.

Для этого определяем величину морозного пучения для усредненных условий, при которой пучение для данной конструкции не превышает 4 см

l_пуч.ср = l_(доп)/( К_УГВ К_пл К_грК_нагрК_вл )

l_пуч.ср = 4/(0,56х0,8х1,3х0,9х1,1) = 6,9 см

По номограмме рис. 4.3 определяем требуемую толщину дорожной одежды h_од = 20 см.

Т.к. толщина запроектированной дорожной одежды- 87 см превышает расчетное значение, проверка по условию мороустойчивости выполнено.

Проверка № 2.

Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в грунте

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле 

,

где  - удельное активное сопротивление сдвига от единичной нагрузки, колеса на покрытие.

р - расчетное давление от колеса на покрытие.

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

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (суглинок легкий) со следующими характеристиками: С=0,007 Мпа; φ=6,5⁰; Егр = 41МПа

р - расчетное давление от колеса на покрытие.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле,

E_ср.^сл=(∑Eihi)/ ∑hi

1 слой. Асфальтобетон мелкозернистый плотный типа А I марки на БНД 60/90, МПа, h=4 см; Е=1800МПа

2 слой. Асфальтобетон пористый из крупнозернистой щебеночной смеси типа А на БНД 60/90, МПа h=6 см; Е=1200МПа

3 слой. Подобранные смеси из щебенистых материалов обработанные в установке вязкими битумами h=24 см, МПа Е=620Мпа

4 слой. Песок крупный, h= 53 см (по расчету дренирующего слоя); Е=430 Мпа

E_ср^сл=(1800х4+1200х6+620х24+430х53) / (4+6+24+53)= 599Мпа

По отношениям  E_ср^сл = 599/41 = 14,6 и h_сл / D = 87/40 =2,2 и при φ=6,5° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки   = 0,0125 МПа.

Таким образом: Т = 0,0125 · 0,6 = 0,0075 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пред в грунте рабочего слоя определяем по формуле: 

T_np = C_N х К_д + 0,1 х γ_ср х Z_оп х tg φ_ст ,

С_n = 0,007 МПа;

Z_on=87 см.

φ_ст=6,5°

γ_ср=0,002 кг/см³

Т_пр = 0,007×1 + 0,1×0,002×87×tg 6,5° = 0,009Мпа

Условие прочности по сдвигу:

Кпр = Тпр/Т>1

Кпр = 0,009/0,0075=1,2>1 – условие выполнено

Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу в грунте.