Расчет дорожной одежды

Назначение расчетных параметров

Для проведения расчета жесткой дорожной одежды назначаются следующие показатели:

• 1) Требуемый уровень надежности и соответствующий ему коэффициент прочности назначаются по табл. 3.1 [3]: для интенсивности расчетной нагрузки уровень надежности составляет 0,8, соответствующий ему коэффициент прочности .
• 2) Расчетные характеристики грунта:

Расчетный модуль упругости грунта земляного полотна (супеси легкой крупной) назначается в соответствии с табл. П 3.5 [3]: .

Расчетные характеристики сопротивления сдвигу определяются в зависимости от суммарного расчетного числа приложения приведенной расчетной нагрузки к расчетной точке на поверхности конструкции по табл. П. 3.6 [3]:

3) Расчетные характеристики основания:

Модуль упругости материала (ПГС) назначается в соответствии с табл. П 4.8 [3]: .

4) Расчетные характеристики покрытия:

Класс бетона, сопротивление растяжению при изгибе и начальный модуль упругости бетона назначаются по табл. П. 1.1, П. 1.2 [3]:

Расчет монолитного цементобетонного покрытия

Расчет проводят путем проверки прочности покрытия:

.

где — коэффициент прочности, определяемый в зависимости от категории дороги, ;

• — расчетная прочность бетона на растяжение при изгибе, определяемая по обязательному приложению 1 [3];
• — напряжения растяжения при изгибе, возникающие в бетонном покрытии от действия нагрузки, с учетом перепада температуры по толщине плиты.

Расчетное сопротивление бетона на растяжение при изгибе определяется по формуле:

.

где — класс бетона на растяжение при изгибе;

• — коэффициент набора прочности со временем; для бетона естественного твердения для районов с умеренным климатом ;
• — коэффициент усталости бетона при повторном нагружении:

.

где — суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной нагрузки за расчетный срок службы;

— коэффициент, учитывающий воздействие попеременного замораживания-оттаивания, равный 0,95.

Коэффициент усталости бетона при повторном нагружении, при :

.

тогда.

Напряжения растяжения при изгибе определяются, исходя из решений теории упругости, по следующей аппроксимирующей зависимости, отражающей наличие контакта плиты с основанием:

где — расчетная нагрузка, кН:

.

где — динамический коэффициент, принимаемый равным 1,3;

— номинальная статическая нагрузка на колесо, кН;

• — коэффициент, учитывающий влияние места расположения нагрузки, для неармированных покрытий ;
• — коэффициент, учитывающий условия работы, ;
• — коэффициент, учитывающий влияние штыревых соединений на условия контактирования плит с основанием; при наличии в поперечных швах штырей ;
• — толщина плиты, см;
• — коэффициент, учитывающий влияние температурного коробления плит, определяемый по табл.3.4 [3];
• — радиус отпечатка колеса, см:

.

где — давление в шинах, принимаемое равным 0,6 МПа;

— упругая характеристика плиты, см:

где и — модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона, определяемые по обязательному приложению 1 [3];

— коэффициент Пуассона основания;

— эквивалентный модуль упругости основания.

Для нескольких значений толщин цементобетонного покрытия строится график зависимости, т. е.

.

С помощью этого графика определяется толщина покрытия, соответствующая требуемому .

Определение толщины покрытия:

Для определения толщины покрытия необходимо для нескольких значений толщин цементобетонного покрытия построить график зависимости :

.

определив предварительно значения величин, входящих в данную формулу.

Эквивалентный модуль упругости основания, как многослойной конструкции, определяется путем последовательного приведения слоистой системы к двухслойной:

по номограмме рис. 3.1 [2]:, тогда.

Расчетная нагрузка определяется по формуле:

;

радиус отпечатка колеса:

Тогда при толщине плиты:

:

;

(по табл.3.4 [3]);

;

;

:

;

(по табл.3.4 [3]);

;

;

:

;

(по табл.3.4 [3]);

;

.

По полученным значениям строится график зависимости (Рис.10), с помощью которого находится значение толщины плиты, соответствующее требуемому значению .

Рис. 10 График зависимости

По графику с помощью уравнения линии тренда определяется толщина плиты соответствующая значению :

.

округлив полученное значение до целого числа в большую сторону, толщина плиты принимается равной 20 см.