148223 (594471), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Распределение объемов работ по видам разработки и транспортировки приведено на графиках попикетного распределения земляных масс и в покилометровой ведомости объемов земляных работ.

2.5 Дорожная одежда

Согласно заданию на проектирование в проекте принят усовершенствованный капитальный тип покрытия, дорожная одежда рассчитана на перспективный период 16 лет.

Расчет прочности дорожной одежды произведен под осевую нагрузку автомобилей группы А, приведенная интенсивность движения – 222,7 ед/сутки.

Конструкция дорожной одежды рассчитана согласно «Проектированию нежестких дорожных одежд» ОДН 218.046-01.

Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы:

Для расчета по допускаемому упругому прогибу и условию сдвигоустойчивости:

ΣN_р=0,7N_р(К_с/q^(Тсл-1))Т_рдгК_n (2.1)

Где

К_с - коэффициент суммирования (табл. П.6.5)

N_р - приведенная интенсивность на последний год срока службы, авт/сутки

Т_рдг - расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции

К_n – коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого

ΣN_р=0,7^.222,7(15/1,04¹⁴)145^.1,38=27046 авт.

Исходя из наличия дорожно-строительных материалов в проекте разработана следующая конструкция дорожной одежды (тип I), которая устраивается на всем реконструируемом участке дороги.

Таблица 2.2 Расчетные параметры дорожной одежды

Расчет по допускаемому упругому прогибу.

242 МПа

Е_тр=87 МПа

213 МПа

5

Е₁=2400 МПа

6

173 МПа

Е₂=1400 МПа

30

112 МПа

Е₃=250 МПа

25

Е₄=130 МПа

Е₀=100 МПа

Рисунок 2.1 Схема конструкции дорожной одежды.

Расчет ведем послойно, начиная с подстилающего слоя по номограмме рис.3.1:

1) Е_н/Е_в=Е^гр/Е^пс=100/130=0,769

По приложению 1 табл.П.1.1 p=0,6 МПа, D=37 см

h_в/D=h_щеб1/D=25/37=0,68

Е^пс_общ/Е^пс=0,86

Е^пс_общ=0,86^.130=112 МПа

2) Е^пс_общ/Е^щеб=112/250=0,448

h_щеб/D=30/37=0,81

Е^щеб_общ/Е^щеб=0,69

Е^щеб_общ=0,69^.250=173 МПа

3) Е^щеб_общ/Е^аб1=173/1400=0,124

h_аб1/D=6/37=0,16

Е^аб1_общ/Е^аб1=0,152

Е^аб1_общ=0,152^.1400=213 МПа

4) Е^аб1_общ/Е^аб2=213/2400=0,09

h_аб2/D=5/37=0,14

Е_общ/Е^аб2=0,10

Е_общ=0,10^.2400=242 МПа

Определяем требуемый модуль упругости:

Е_тр=98,65[lg(ΣN_p)-3,55] (2.2)

Е_тр=98,65[(lg27046)-3,55]=87 МПа

Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу:

К_пр=Е_общ/Е_тр (2.3)

К_тр=242/87=2,78

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу – 1,20.

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

Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустойчивости в грунте.

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле:

Т=τ_нр (2.4)

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

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (песок мелкий) со следующими характеристиками: Е_н=100 МПа (табл.П.2.5), φ=14⁰ и с=0,004 МПа (табл.П.2.4).

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле:

Е_в=Σⁿ_i=1Е_ih_i/Σh_i (2.5)

Где

n – число слоев дорожной одежды;

Е_i – модуль упругости i-го слоя;

h_i – толщина i-го слоя.

Значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по табл.П.3.2 при расчетной температуре +20⁰С.

Е_в=[(1200^.5)+(800^.6)+(250^.30)+(130^.25)]/66=327 МПа

По отношениям Е_в/Е_н=327/100=3,27 и h_в/D=66/37=1,78 и при φ=26⁰ с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига:

τ_н=0,025 МПа

Таким образом:

Т=0,025^.0,6=0,015 МПа.

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

Т_пр=с_N*к_σ+0,1γ_срz_опtgφ_вт (2.6)

Где:

с_N – сцепление в грунте земляного полотна, МПа, принимаемое с учетом повторности нагрузки (табл.П.2.6 или П.2.8);

к_σ – коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания;

z_оп – глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, см;

γ_ср – средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, кг/см³;

φ_вт – расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки (табл.П.2.4);

0,1 – коэффициент для перевода в МПа.

Т_пр=0,006^.3+0,1^.0,002^.66^.tg14⁰=0,021 МПа

Определяем коэффициент прочности по сдвигоустойчивости:

К_пр=0,021/0,015=1,4 , что больше К^тр_пр=1,00

Рассчитываем конструкцию на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжении при изгибе.

Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели – часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, т.е. щебеночное основание и грунт рабочего слоя.

Е_н=173 МПа;

К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.

Модуль упругости верхнего слоя устанавливают по формуле:

Е_в=Σⁿ_i=1E_ih_i/ Σⁿ_i=1h_i (2.7)

Где:

Е_i – модуль i-го слоя;

h_i – толщина i-го слоя.

Е_в=3600^.5+2200^.6/11=2836 МПа

По отношениям h_в/D=11/37=0,30 и Е_в/Е_н=2836/173=16,4 по номограмме находим определяем σ_р`=2,3 МПа.

Расчетное растягивающее напряжение вычисляем по формуле:

σ_р= σ_р`рк_в (2.8)

σ_р=2,3^.0,6^.0,85=1,17 МПа

Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле:

R_N=R_ok₁k₂(1-V_Rt) (2.9)

Где:

R₀ – нормативное значение предельного сопротивления растяжению (прочность) при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки, принимаемое по табличным данным (табл.П.3.1);

k₁ – коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки;

k₂ – коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (табл.3.6);

V_R – коэффициент вариации прочности на растяжение (приложение 4);

t – коэффициент нормативного отклонения (приложение 4).

R ₀=7,80 МПа – для нижнего слоя асфальтобетонного пакета.

k₁=а/^mN_р (2.10)

Где

m – показатель степени, учитывающий свойства монолитного слоя (табл.П.3.1) – 4,0

а – коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой, а так же вероятность совпадения во времени расчетной температуры покрытия и расчетного состояния рабочего слоя по влажности (табл.П.3.1) – 6,3

k ₁=6,3/⁴27046=0,491

t =1,39; k₂=0,80

Отсюда

R_N=7,8^.0,491^.0,8(1-0,1^.1,39)=2,64 МПа

Находим коэффициент прочности

К_пр= R_N/_r=2,64/2,19=1,21, что больше чем К_пр^тр=1,00

Вывод: Выбранная конструкция удовлетворяет критериям прочности.

Проверка на морозоустойчивость.

1. По приложению 5 табл.5.1 назначаем для каждого слоя коэффициент теплопроводности.

Таблица 2.3 Коэффициенты теплопроводности дорожной одежды.

1. Определяем глубину промерзания по карте (рис.4.4), для Карелии – 1,4 м, и по формуле:

Z_пр=Z_пр^ср1,38 (2.11)

Z_пр=1,4^.1,38=1,932 м

Для глубины промерзания 2 м по номограмме (рис.4.3) находим величину пучения для кривой (песок мелкий – II группа, слабопучинистая) – l_п(ср)=1 см.

1. Далее находим поправочные коэффициенты

Уровень грунтовых вод от поверхности, - 0,8 м

К_угв=0,7 (рис.4.1)

К_нагр=0,81 (рис.4.2)

К_вл=1,0 (табл.4.6)

Характеристики

Список файлов ВКР