Приложение 1. Пример расчета конструкции укрепления обочин

Приложение 1

Пример расчета конструкции укрепления обочин

Необходимо укрепить обочины на участках эксплуатируемой автомобильной дороги III категории, имеющей асфальтобетонное покрытие, между населенными пунктами в Ульяновской области. Капитальный ремонт проезжей части дороги намечен через 5 лет с момента выполнения работ по укреплению обочин. Участок дороги, на котором предполагается выполнить работы по укреплению обочин, находится в 4-м районе III дорожно-климатической зоны (см. табл.2.3). Ширина проезжей части - 7 м, обочин - 2,5 м. Интенсивность движения на момент ввода участков укрепленных обочин в эксплуатацию составляет 1800 авт./сут. Земляное полотно представлено легкой непылеватой супесью. Местность по условиям увлажнения относится ко 2-му типу.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца имеется в виду табл.2.2

В распоряжении дорожной службы имеется: местный несортированный щебень (по данным испытаний модуль упругости этого материала составляет 2800 ); битум; асфальтобетон с модулем упругости 10 000 .

Согласно положениям пп.1.12 - 1.14 Указаний, для укрепления обочин могут быть, например, использованы следующие варианты укрепления:

1-й вариант - остановочная полоса укрепляется несортированным щебнем, краевая укрепительная полоса укрепляется (снизу вверх) слоем несортированного щебня и слоем асфальтобетона;

2-й вариант - краевая укрепительная и остановочная полосы устраиваются из битумогрунта.

На краевой укрепительной и остановочной полосах может быть введен промежуточный слой из несортированного щебня, если это потребуется по условиям расчета. Для укрепления используется супесчаный грунт, смешанный в установке с 6% жидкого битума. По данным испытаний модуль упругости битумогрунта .

Ширина краевой укрепительной полосы согласно п.1.12 Указаний принимается равной 0,5 м, ширина остановочной полосы согласно п.1.13 составит

м.

I вариант.

1. Расчет требуемого модуля упругости. Требуемый модуль упругости остановочной полосы, согласно п.2.1.4 Указаний и конструкции укрепления, принимается равным 625 , т.е.

.

Требуемый модуль упругости краевой укрепительной полосы определяется по номограмме (см. рис.2.1) исходя из результатов предварительных расчетов . Условия расчета :

Срок службы краевой укрепительной полосы согласно условию примера равен 5 годам (через 5 лет будет выполняться капитальный ремонт дороги и одновременно с ремонтом проезжей части, согласно п.4.9, будет выполняться и перекрытие краевой укрепительной полосы). Таким образом, согласно п.2.2.2, имеем . Величина . Расчетная перспективная интенсивность движения , согласно п.2.2.2, определяется из выражения

авт./сут.

По табл.2.2 для авт./сут., ширины проезжей части - 7 м и при внешнем сходстве верхнего слоя укрепления краевой укрепительной полосы и проезжей части дороги находим величину А, которая равна 0,01 (по интерполяции между значениями 0,006 и 0,012).

Отсюда авт./сут.

Значение находим на вертикальной шкале номограммы по точке пересечения с линией, отвечающей принятому типу укрепления, т.е.

.

Согласно условию п.2.1.7 Указаний, необходимо отдельно выполнять расчет укрепления остановочной и краевой укрепительной полос.

2. Определение модуля упругости грунта земляного полотна. Модуль упругости грунта земляного полотна устанавливается по табл.2.6 при известных значениях относительной влажности и виде грунтов земляного полотна. Значение устанавливается в такой последовательности:

согласно условиям примера работы ведутся на участке дороги в III дорожно-климатической зоне, 4-м районе, во 2-м типе местности по условиям увлажнения. Земляное полотно представлено легкой непылеватой супесью (см. табл.2.3, 2.2, 2.5);

по табл.2.4 для указанных условий находим расчетное значение влажности: для укрепления несортированный щебнем при плотности 1,9 значение , для укрепления асфальтобетоном . Принимаем для расчета остановочной и краевой укрепительной полос наиболее неблагоприятные условия, т.е. ;

по табл.2.6 определяем модуль упругости грунта .

3. Расчет параметров укрепления остановочной полосы. Согласно п.2.1.2 Указаний, принимаем, что , и получаем ; определяем . По номограмме (см. рис.2.2) при известных значениях и определяем h/D и соответственно значение h. Имеем h/D = 0,34, откуда h = D 0,34 = 33 х 0,34 = 11,2 см.

Принимаем для укрепления остановочной полосы слой несортированного щебня толщиной 11 см.

4. Расчет параметров укрепления краевой укрепительной полосы. Согласно п.2.9.3 - 2.9.6, имеем

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца имеются в виду пп.2.1.3 - 2.1.6

,

где - модуль упругости промежуточного слоя из несортированного щебня.

Задаемся толщиной промежуточного слоя 20 см и определяем отношение

.

По номограмме (см. рис.2.2) определяем модуль упругости на поверхности системы "земляное полотно - промежуточный слой", устанавливается из выражения по точке пересечения значений h/D и . При h/D = 0,61 и имеем откуда .

Составляем отношение , где принимаем, что , а - модуль упругости асфальтобетона верхнего слоя укрепления краевой укрепительной полосы, отсюда

,

.

По номограмме (см. рис.2.2) при известных значениях и определяем

; см.

Таким образом, в результате проведенного расчета краевая укрепительная полоса выполняется (снизу вверх) из слоя несортированного щебня толщиной 20 см и слоя асфальтобетона толщиной 5 см.

II вариант.

1. Расчет требуемого модуля упругости. Требуемый модуль упругости остановочной полосы согласно п.2.1.4 Указаний и принятой конструкции укрепления принимается равным 850 . Требуемый модуль упругости краевой укрепительной полосы определяется по номограмме (см. рис.2.1), исходя из результатов предварительных расчетов (см. п.2.7.2). При этом остаются неизменными: ; ; авт./сут; A = 0,01; авт./сут.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца имеется в виду п.2.2.2

Значение находится на вертикальной шкале номограммы в точке пересечения с линией, отвечающей принятому типу укрепления, т.е. .

Согласно условию п.2.1.7 Указаний, отличие в и составляет 29%. В этой связи расчет параметров укрепления остановочной и краевой укрепительной полос производится отдельно.

2. Определение модуля упругости грунта земляного полотна. Модуль упругости грунта земляного полотна устанавливается по табл.2.6 при известном значении относительной влажности и виде грунта земляного полотна следующим образом:

согласно условиям примера работы ведутся на участке дороги в 4-м районе III дорожно-климатической зоны, во 2-м типе местности по условиям увлажнения, земляное полотно представлено легкой непылеватой супесью (см. табл.2.3, 2.2 и 2.5);

по табл.2.4. для указанных условий с учетом укрепления обочин битумо-грунтом находим ;

по табл.2.6 устанавливаем модуль упругости .

3. Расчет параметров укрепления остановочной полосы. Согласно п.2.1.2 Указаний принимаем, что , и составляем отношение

;

определяем

.

По номограмме (см. рис.2.2) при известных значениях и определяем h/D и соответственно значение h:

; см.

Принимаем для укрепления остановочной полосы слой битумогрунта толщиной 20 см.

4. Расчет параметров укрепления краевой укрепительной полосы. Для удобства выполнения работ принимаем, что верхний слой укрепления краевой укрепительной полосы выполняется также толщиной 20 см. В связи с тем, что модуль упругости битумогрунта и имеющегося по условиям примера несортированного щебня приблизительно равны, промежуточный слой, необходимый для краевой укрепительной полосы, для удовлетворения условий можно выполнять из любого материала. Принимаем для устройства промежуточного слоя несортированный щебень. В принятых условиях расчета# сводится к определению толщины этого слоя.

Определяем , где - модуль упругости материала промежуточного слоя.

Задаемся толщиной промежуточного слоя 13 см и определяем

.

По номограмме (см. рис.2.2) определяем модуль упругости на поверхности системы "земляное полотно - промежуточный слой". устанавливается из выражения по точке пересечения значений h/D и . При h/D = 0,4 и ; .

Составляем отношение , где , а - модуль упругости битумогрунта:

;

Отношение .

По номограмме (см. рис.2.2) проверяем соответствие принятой толщины верхнего слоя укрепления, равной 20 см, получаемым расчетным данным. При известных значениях и находим h/D и соответственно h слоя битумогрунта:

; см,

т.е. конструкция, а именно, толщина промежуточного слоя выбраны правильно.

Таким образом, в результате расчета краевая укрепительная полоса выполняется (снизу вверх) из слоя несортированного щебня толщиной 13 см и слоя битумогрунта толщиной 20 см.