Определение технических условий и параметров верха земляного полотна по заданным параметрам

супесь пылеватая  Е=210 кгс/см² φ=11˚ с=0,07

 

 

I плоскость.

Проверка на сдвиг определяется по формуле:

Т_а ≤ Т_доп,

где Т_а – максимальное касательное напряжение, возникающее в плоскости контакта слоев. Определяется по формуле:

Т_а=τ_ам+τ_ав; кгс/см²,

где τ_ам – активное касательное напряжение, возникающее на плоскости контакта слоев от динамической нагрузки;

τ_ав – активное напряжение сдвига, возникающее на плоскости контакта слоев от веса конструкции;

Т_доп – допустимое активное напряжение сдвига для материала, лежащего ниже плоскости расчета. Определяется по формуле:

Т_доп=к^’∙с; кгс/см²,

где с – коэффициент  сцепления материала, лежащего в  основании плоскости расчета.

Коэффициент к^’ определяется по формуле:

где к₁ - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления материала при повторной нагрузке. =0.6;

к₂ – коэффициент запаса на неоднократные условия работы конструкции. Зависит от интенсивности движения автомобилей на одну полосу. При данной интенсивности движения к₂=0.65;

m – коэффициент перегрузки при движении автомобиля. При совместной работе слоев m=0.15;

n – коэффициент, учитывающий условия на контакте конструктивных слоев. n=1.15;

к_пр^** - коэффициент, зависящий от требований к эксплуатационным качествам дорожной одежды.  Для капитальной дорожной одежды к_пр^**=1.

Т_доп=0.29∙0.07=0.02 кгс/см².

τ_ам/p определяем по Номограмме 3 по Е_ср/Е_пл^в и ∑h_i/d.

где Е_i и h_i – соответственно модуль упругости материала и толщина слоя, лежащего выше плоскости контакта.

          По Номограмме 3 или 4 τ_ам/p=0.012, τ_ам= 0,072     

          По Номограмме 5 определяем  τ_ав=0.01.

Т_а=0.072+0.01=0.082 кгс/см².

Т_доп=0.02 кгс/см²; Т_а=0.082 кгс/см². Проверка не проходит.

Уплотняем рабочий слой грунта.

Е_гр=420, φ=21˚, с=0.26.

 

Т_доп=0.52∙0.26=0.135кгс/см².

          τ_ам/p=0.0151

τ_ам =0,09

τ_ав=-0,009

Т_а=0.09-0.009=0.081 кгс/см².

0.081<0.135.

Проверка проходит.

II плоскость

к₁=0.6;

к₂=0.65;

m=1.15, так как материалы не связаны;

n=1.15;

к_пр^**=1;

Т_доп=0.29∙0.6=0.174 кгс/см²

          τ_ам/p=0.006

τ_ам =0,036

τ_ав=-0.06

Т_а=0.036-0.06=-0.024 кгс/см².

-0.06<0.174.

Проверка проходит.

Проверка  на изгиб

 

При проверке на изгиб рассчитываются монолитные слои из асфальтобетона и материалов, пропитанных вяжущими. При проверке на изгиб должно соблюдаться следующее неравенство:

где - максимальное напряжение изгиба, которое может выдержать расчетный слой. Для асфальтобетона R_изг=20 кгс/см².

σ_r – максимальное напряжение изгиба, возникающее в расчетном слое.

Е₁^в=2140 кгс/см²

асфальтобетон Е=15000 кгс/см²   I плоскость

основание 1 – материал с вяжущим                   II плоскость

основание 2 – материал без вяжущих

  

песок средний  Е=1200 кгс/см² φ=42˚ с=0,6 

                                                  

супесь пылеватая Е=210 кгс/см² φ=11˚ с=0,07

I плоскость

σ_r определяется по формуле:

где - удельное максимальное напряжение изгиба в расчетном слое.

 определяем по Номограмме  6 по h/d и Е_ср/Е₂^в.

В данном случае Е_ср=Е_осн1.

Е_ср=15000 кгс/см².

 кгс/см²

=1.15∙6∙1,7=11,73 кгс/см².

11,73<20.

Проверка проходит.

II плоскость

Для черного  щебня из щебня I и II класса R_изг=10 кгс/см².

          По Номограмме 7 определяем .

          Увеличиваем толщину слоя =15

0,24

=1,15∙6∙0,24=1,65 кгс/см².

1,65<10.

Проверка проходит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Расчет  дорожной одежды магистрального хода (для III категории дороги)

         Расчет проводим аналогично.

Е₁^в=2300 кгс/см². К конструированию принимаем капитальную дорожную одежду.

      Схема капитальной  дорожной  одежды.

Е₁^в=2300 кгс/см²

асфальтобетон Е=15000 кгс/см²

основание 1 – материал с  вяжущим 

основание 2 –  материал без вяжущих

 

песок средний Е=1200 кгс/см² φ=42˚ с=0,6

супесь пылеватая Е=210 кгс/см² φ=11˚ с=0,07

 

Расчет дорожной одежды ведем в табличной форме

Таблица 5 –  Расчет на прочность дорожной одежды магистрального хода

Этап расчета	Материал слоя	Модуль упругости слоя Еi, кгс/см2	Толщина слоя hi, см	hi/d	Еiн/ Еi	Еiв/ Еi	Модуль упругости по низу слоя Еiн, кгс/см2	Модуль упругости по верху слоя Еiв, кгс/см2
I	Асфальтобетон	15000	7	0.19	0.11	0.15	1650	2300
	Черный щебень из щебня I и II класса	9000	10,5	0.29	0.12	0.183	1080	1650
	Щебеночные слои (из щебня I-III класса)	6000	15,7	0.43	0.09	0.18	540	1080
	Песок крупный	1200	35,6	0.99	0.175	0.45	210	540

                                            

Проверка  на сдвиг

Е₁^в=2300кгс/см²

асфальтобетон мелкий Е=15000 кгс/см²

основание 1 – материал с  вяжущим 

основание 2 –  материал без вяжущих

  II плоскость

песок средний  Е=1200 кгс/см² φ=42˚ с=0,6

   I плоскость

суглинки пылеватые  Е=210 кгс/см² φ=11˚ с=0,07

 

I плоскость.

к₁=0.6;

к₂=0.65;

m=1.15;

n=1.15;

к_пр^**=1, так как дорожная одежда капитальная.

Т_доп=0,29∙0,07=0,02 кгс/см².

         

          τ_ам/p=0.01.

          τ_ам =0,06

          τ_ав=0.012.

Т_а=0.012+0.06=0.072 кгс/см².

Т_доп=0.02 кгс/см²; Т_а=0.072 кгс/см². Проверка не проходит.

Уплотняем рабочий  слой грунта.

Е_гр=420;

φ=21˚;

с=0,26.

Т_доп=0.52∙0,26=0.135 кгс/см².

          τ_ам/p=0.012

τ_ам =0,072

τ_ав=-0.009

Т_а=0.072-0.009=0.063 кгс/см².

0.063<0.135.

Проверка проходит.

II плоскость

к₁=0.6;

к₂=0.65;

m=1.15,

n=1.15;

к_пр^**=1;

Т_доп=0.29∙0,6=0,176 кгс/см²

 

          τ_ам/p=0,007

          τ_ам =0,042

          τ_ав=-0,062

Т_а=0,042-0,062=-0,02 кгс/см².

-0,02<0,176

Проверка проходит.

 

 

 

 

Проверка  на изгиб

Е₁^в=2300кгс/см²

асфальтобетон мелкий Е=15000 кгс/см²                               I вариант

основание 1 – материал с  вяжущим  II вариант

основание 2 –  материал без вяжущих

  

песок средний  Е=1200 кгс/см² φ=42˚ с=0,6

 

супесь пылеватая Е=420кгс/см² φ=21˚ с=0,26

 

I вариант

Для асфальтобетона R_изг=20 кгс/см².

где - удельное максимальное напряжение изгиба в расчетном слое.

 определяем по Номограмме 6 по h/d и Е_ср/Е₂^в.

В данном случае Е_ср=Е_осн1.

Е_ср=15000 кгс/см².

 кгс/см²

=1.15∙6∙1,7=11,73 кгс/см².

11,73<20.

          Проверка проходит.

II плоскость

Для черного  щебня из щебня I и II класса R_изг=10 кгс/см².

          По Номограмме 7 определяем  .

          Увеличиваем толщину слоя  =15

0,24

=1,15∙6∙0,24=1,65 кгс/см².

1,65<10.

Проверка проходит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3 Расчет дорожной одежды для исходного полигона транспортных связей

         Расчет проводим аналогично.

         Е₁^в=2500 кгс/см². К конструированию принимаем облегченную дорожную одежду.

      Схема облегченной дорожной одежды.

Е₁^в=1550 кгс/см²

основание 1 – материал с  вяжущим 

основание 2 – материал без  вяжущих

основание 3 –  материал без вяжущих

 

песок средний  Е=1200 кгс/см² φ=42˚ с=0,6

супесь пылеватая  Е=210 кгс/см² φ=11˚ с=0,07

         

         Расчет дорожной одежды ведем в табличной форме

Таблица 6– Расчет на прочность дорожной одежды для исходного полигона транспортных связей.

Этап расчета	Материал слоя	Модуль упругости слоя Еi, кгс/см2	Толщина слоя hi, см	hi/d	Еiн/ Еi	Еiв/ Еi	Модуль упругости по низу слоя Еiн, кгс/см2	Модуль упругости по верху слоя Еiв, кгс/см2
I	Черный щебень (из щебня I и II класса)	8000	10	0.28	0.13	0.19	1040	1500
	Щебеночные слои (из щебня I-III класса)	3500	15	0.42	0.18	0.3	641	1040
	Гравийные материалы, подобранные  по составу	2000	22,5	0.62	0.29	0.43	435	641
	Песок	1200	22	0.61	0.175	0.36	210	435