Приложение 3. Примеры расчета дорожных конструкций с прослойками из синтетических материалов

Приложение 3

Примеры расчета дорожных конструкций с прослойками из синтетических материалов

А. Пример расчета дорожной одежды, усиленной прослойкой из СМ (к п.3.2 Указаний). Требуется выполнить расчет дорожной одежды на участке дороги с переходным типом покрытия во II дорожно-климатической зоне, усиленной прослойкой из СМ (п.1 приложения 5).

Исходные данные. Местность по условиям увлажнения - 2-й тип. Грунт земляного полотна - суглинок легкий.

Расчетная нагрузка - автомобиль группы А, приведенная интенсивность движения 110 авт/сут, общий модуль упругости МПа. Расчет дорожной одежды без прослойки из СМ выполнен в соответствии с ВСН 46-83, расчетные характеристики и толщины слоев:

расчетная относительная влажность грунта , МПа;

основание - песок мелкий, МПа, см;

покрытие - щебень 2-го класса по принципу заклинки, МПа, см.

Корректировка толщин дорожной одежды:

проверяют соблюдение условий п.3.2.2: Н/см и п.3.4.:

МПа,

где МПа (из номограммы рис.4 при ; ; ; ;

приводят конструкцию к двухслойной: СМ расположен непосредственно под покрытием, поэтому параметры верхнего слоя МПа, см, нижнего слоя МПа;

определяют МПа, где МПа, равно 0,930 по табл.3 приложения 2 при , МПа, ;

определяют значение условий толщины слоя (из номограммы рис.4, принимая ; ; ; см)

определяют новое значение толщины слоя щебня при устройстве в его основании прослойки из СМ [выражение (3.3)]:

см.

Проверка прочности прослойки CM [по условию (3.4)]:

определяют напряжение в СМ от действия колесной нагрузки:

МПа,

где , , - см. корректировку толщин, из табл.2 приложения 2 при :

см

(см. примечание к табл.2 приложения 2); МПа;

определяют расчетное значение прочности СМ:

МПа,

где , - см. п.1 таблицы приложения 5;

(n, m см. п.3.2.5, K = 0,29 из табл.1 приложения 2);

так как МПа < МПа, условие (3.4) проверки прочности на период эксплуатации соблюдено;

проверяют соблюдение условия (3.4) в период строительства, поскольку прослойку из СМ устраивают непосредственно под покрытием из щебня, значения в период строительства и эксплуатации равны, а условие (3.4) записывается в виде

МПа

где .

Прочность СМ достаточна для создания прослойки в данных условиях.

Б. Пример расчета дренирующего слоя с прослойкой из СМ (к п.5.2 Указаний). Требуется назначить толщину дренирующего слоя, работающего по методу осушения на участке дороги II категории во II дорожно-климатической зоне.

Исходные данные. Местность по условиям увлажнения относится к 1-му типу. Грунт земляного полотна - суглинок пылеватый. Согласно кривой зернового состава количество глинистых частиц ( мм) 20%, пылеватых (d = 0,05-0,005 мм) 40%, песчаных (d = 2-0,05 мм) 40%. Расчетная влажность грунта .

Ширина земляного полотна равна 15 м, поперечный уклон i = 0,04.

Состав грузового движения на полосу с учетом перспективы: автомобили с нагрузкой на ось 10 т - 800 авт/сут, 7 т - 1700 авт/сут, 4 т - 2200 авт/сут. Приведенная интенсивность движения авт/сут. Расчетный автомобиль - группа А.

Дренирующий слой создают из песка ( м/сут, высота капиллярного поднятия м) с устройством прослойки из СМ дорнит Ф-2 ().

Определение расчетного значения коэффициента фильтрации CM в плоскости полотна :

по номограмме (см. рис.15) определяют для отношений и h/D, полученных заранее при выполнении расчета на прочность. Отсюда значение вертикальных нормальных напряжений на уровне земляного полотна МПа (Р = 0,6 МПа - значение удельного давления на покрытие);

по табл.4 приложения 2 для i = 0,04 и МПа находят значение м/сут;

по табл.7 приложения 2 для грунтов группы В, 3-го типа местности, II дорожно-климатической зоны находят сут;

по формуле (5.3) вычисляют общее число приложений нагрузки: тыс. при требуемом периоде эксплуатации дороги до капитального ремонта T = 18 лет;

по табл.5 приложения 2 для СМ с , грунтов с и содержанием частиц размером менее 0,05 мм, % находят число нагружений на момент стабилизации заиления тыс.;

по формуле (5.4) находят

м/сут,

где коэффициент b = 0,00004 (см. рис.16).

Определение толщины дренирующего слоя под прослойкой из СМ:

по формуле (5.1) определяют значение притока воды:

для значения q = 5 сут, (табл.18, 19 ВСН 46-83);

по номограмме (см. рис.13) для м, м/сут, м/сут, i = 0,04 и находят расчетную глубину фильтрационного потока см:

по номограмме (см. рис.14, а) для i = 0,04 и отношения находят степень увлажнения С = 0,0027:

по номограмме (см. рис.14, б) для м, i = 0,04, м/сут, С = 0,0027 находят толщину слоя, полностью насыщенного водой, см;

по формуле (5.2) вычисляют толщину дренирующего слоя:

см,

где см (см. п.5.2.2).