144074 (Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд), страница 3

Требуется запроектировать конструкцию дорожной одежды с покрытием переходного типа. Земляное полотно отсыпано из супесчаных пылеватых грунтов (Е =54 Мпа). Материал для основания под дорожным покрытием песок мелкий (Е =100 Мпа, С_гр =0,026, φ = 38⁰).

Вывозка леса по дороге будет осуществляться автопоездом КАМАЗ 5410+ТМЗ802 (группа транспортного средства – «А»). Годовой грузооборот 400 тыс. м³. Продолжительность _есеннее-летнего периода 120 дней.

2.1 Методика расчета дорожной одежды на прочность

Чтобы выполнить условие на прочность должно соблюдаться условие

Е_общ ≥ К_пр Е_тр

или

К_пр ≤ Е_общ ∕ Е_тр , где

К_пр – коэффициент прочности, для дорог с переходным типом покрытия К_пр = 0,65;

Е_общ - общий модуль упругости;

Е_тр - требуемый модуль упругости.

1. Найдем фактическое число автопоездов, проезжающих за сутки по формуле

,ед./сут., где

Q_сез - сезонный объем вывозки древесины, м³ = 192тыс.м³ (400тыс.м³/249раб.дн.*120дн.);

К_н - коэффициент неравномерности вывозки древесины в сезонный период = 1,03;

А_сез - число рабочих дней за весенне-летний период = 120дн.;

Q_пол - полезный объем груза автопоезда, м³ = 19,06м³ (25,4т. груж.авт – 9,2т. порож.авт. *1000кг. / 850кг./м³ плот.сосны).

, ед./сут.

2. Находим расчетную интенсивность движения

ед./сут., где

α - коэффициент, учитывающий число полос движения = 0,55 (для 2х полос);

n - общее число марок автомобиля;

S_{сумм i} - суммарный коэф-т приведения воздействия всех колес автопоезда i-й марки = 0,48 (по методичке таблица №1 приложение 1)

, ед./сут.

3. Определяем требуемый модуль упругости

Е _тр = a + b lg * N_p , МПа , где

а = 65 \ коэффициенты для транспортных

b = 65 / средств группы «А»

Е _тр = 65 + 65 lg * 22 = 105.86 , Мпа

4. Высчитываем диаметр круга, равновеликого следу колеса эллиптической формы

, м., где

Р - статистическая нагрузка на колесо = 50,8 кН (принимаем по методичке таблица №1 приложение 1);

k_дин - динамический коэффициент, для движущегося автопоезда = 1,3;

р - среднее давление колеса на дорогу = 0,6 Мпа , авт.гр.«А»(из инструкции ВСН 46-83).

, м

5. Принимаем высоту слоя h = 20 см.(0,2 м.) и находим отношения : Рис. 1

= 0,54 МПа ;

Устанавливаем по номограмме отношение (рис. 1)

= 0,70 МПа Е_общ=Е₁* 0,70 = 100*0,70=70 МПа

Е_общ ≥ К_пр Е_тр

70 ≥ 0,65 * 105,86

70 ≥ 68,8 или

К_пр ≤ Е_общ ∕ Е_тр

0,65 ≤ 70 / 105,86

0,65 ≤ 0,66

Вывод: При толщине слоя в 20 см. условие на прочность нежестких дорожных одежд по допустимому упругому прогибу выполняется.

2.2 Методика расчета нежесткой дорожной одежды по сдвигу

Сдвиг в грунте земляного полотна не возникает, если

К_пр ≤

Где К_пр - минимальный коэффициент прочности = 0,65;

Т_доп - допускаемое напряжение сдвига, обусловленное сцеплением в грунте;

Т - активное напряжение сдвига в грунте от действия кратковременной или длительной нагрузки.

1. Допустимое напряжение сдвига в грунте определяем по формуле

Т_доп = С_гр k₁ k₂ k₃ , где

Значения множителей из методички, из таблицы2 приложения2

С_гр - сцепление в грунте земляного полотна в расчетный период = 0,026;

k₁ - коэф-т, учитывающий снижение сопротивления грунта сдвигу под агрессивным действием подвижных нагрузок при длительном действии нагрузок с малой повторностью = 0,6;

k₂ - коэф-т запаса на неоднородность условий работы конструкции = 1,1 (ср.);

k₃ - коэф-т, учитывающий особенности работы грунта в конструкции = 1,5 (с учетом хар-ра грунта)

Т_доп = 0,026 * 0,6 * 1,1 * 1,5 = 0,0257 МПа

2. Далее найдем средний модуль упругости одежды по формуле

Е_ср= , Мпа

Для моего примера Е_ср= Е₁= 100 МПа, т.к. дорожная одежда однослойная.

= 1,85 ; 0.54

С полученными отношениями и ранее известными находим значения τ_в и τ_н по номограммам для их определения (рис. 2 и рис.3).

τ_в = - 0,0012 МПа ; τ_н = 0,076 МПа

3. Определяем активное напряжение сдвига в грунте определяем по формуле

Рис.2

Т = τ_н р + τ_в МПа , где

τ_н - активное напряжение сдвига от временной единичной нагрузки;

τ_в - активное напряжение сдвига от собственного веса дорожной одежды;

р - давление от колес = 0,45 МПа (см. приложение 1)

Т = 0,076 * 0,45 + (- 0,0012) = 0,033 ,МПа

Рис.3

Проверяем условие прочности по сдвигу в грунте

К_пр ≤

0,77 ; 0,65 ≤ 0,77

Вывод: Условие на прочность по сдвигу выполняется.