Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Вход
Купить систему ГАРАНТ
Получить демо-доступ
Узнать стоимость
Информационный банк
Подобрать комплект
Семинары
- Главная
- Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.3.1.005-2021 "Проектирование нежестких дорожных одежд. Методические рекомендации по расчету параметров напряженно-деформированного состояния многослойных конструкций при воздействии колесных нагрузок" (рекомендован распоряжением Федерального дорожного агентства от 17 февраля 2021 г. N 567-р)
- Приложение Д (справочное). Примеры расчета компонентов напряженно-деформированного состояния многослойной дорожной одежды с помощью решения для двухслойного и многослойного полупространства и по методике ПНСТ 265
Приложение Д (справочное). Примеры расчета компонентов напряженно-деформированного состояния многослойной дорожной одежды с помощью решения для двухслойного и многослойного полупространства и по методике ПНСТ 265
Приложение Д
(справочное)
Примеры расчета компонентов напряженно-деформированного состояния многослойной дорожной одежды с помощью решения для двухслойного и многослойного полупространства и по методике ПНСТ 265 [1]
Д.1 Пример N 1
Д.1.1 Исходные данные для расчета дорожной одежды
Исходные данные:
- Категория проектируемой дороги - III,
- Количество полос движения - 2,
- Дорожно-климатическая зона - II,
Подзона - 1,
- Тип местности по увлажнению - 1,
Заданная надежность - (принимается по согласованию с заказчиком),
- Тип дорожной одежды - капитальный,
- Слой износа - верхний слой покрытия толщиной 2,00 см,
- Грунт рабочего слоя земляного полотна - Пылеватый тяжелый суглинок,
- Уровень грунтовых вод, считая от низа дорожной одежды - 3,00 м,
- Коэффициент уплотнения грунта земляного полотна ,
- Расчетная нагрузка - А-11.5 (P = 0,8 МПа),
- Срок работ по капитальному ремонту, лет - 24,
- Срок работ по ремонту, лет - 12,
- Нагрузка на колесо Q = 57,50 кН,
- Давление в шине P = 0,80 МПа,
- Диаметр штампа колеса м (округлено до 3 знака),
- Диаметр штампа колеса от статической нагрузки м.
Расчетные механические (деформационные и прочностные) характеристики грунта и песка приведены в таблице Д.1.1.
Таблица Д.1.1 - Расчетные механические (деформационные и прочностные) характеристики грунта
|
Грунт |
Модуль упругости E, МПа |
Коэфф-т Пуассона |
Угол внутреннего трения |
Угол внутреннего трения (статика) |
|
Суглинок тяжелый пылеватый |
73,17 |
0,35 |
9,00 |
24,00 |
Расчетные характеристики материалов слоев дорожной одежды представлены в таблице Д.1.2.
Таблица Д.1.2 - Расчетные характеристики материалов слоев дорожной одежды
|
Материал слоя |
Толщина, см |
Модуль упругости/коэфф-т Пуассона (упругий прогиб) |
Модуль упругости/коэфф-т Пуассона (сдвиг, динамика) |
Модуль упругости/коэфф-т Пуассона (изгиб) |
Модуль упругости/коэфф-т Пуассона (сдвиг, статика) |
|
Асфальтобетон SP-12 на PG 64-28 |
5(3) |
3800/0,30 |
2500/0,35 |
5300/0,25 |
400/0,35 |
|
Асфальтобетон SP-19 на PG 58-28 |
5 |
3400/0,30 |
2100/0,35 |
4900/0,25 |
480/0,35 |
|
Щебеночно-гравийно-песчаная смесь или крупнообломочный грунт, обработанный оптимальными жидкими органическими вяжущими с минеральными вяжущими |
16 |
950/0,25 |
950/0,25 |
950/0,25 |
950/0,25 |
|
Гравелистый песок, обработанный зольным вяжущим (ГОСТ 23558) М20 |
65 |
300/0,25 |
300/0,25 |
300/0,25 |
300/0,25 |
Д.1.2 Расчет по упругому прогибу
Расчетный упругий прогиб конструкции приравнивается величине вертикального упругого смещения точки, находящейся на поверхности покрытия на оси симметрии кругового штампа:
.
Общий модуль упругости конструкции , МПа, определяется по формуле (Д1):
, (Д.1)
где - средний коэффициент Пуассона дорожной конструкции при толщине рабочего слоя, равной 1,5 м,
,
- расчетный упругий прогиб конструкции, вычисленный по решению для многослойного полупространства, м.
Результат расчета упругого прогиба по решению для многослойного полупространства и общего модуля упругости конструкции представлен в таблице Д.1.3.
Таблица Д.1.3 - Результат расчета упругого прогиба по решению для многослойного полупространства и общего модуля упругости конструкции
|
Параметр |
Обозначение |
Ед. изм. |
Значение |
|
Упругий прогиб конструкции |
|
мм |
0,58012 |
|
Общий модуль упругости конструкции |
|
МПа |
434,92 |
Результат расчета общего модуля упругости по упрощенной методике ОДМ с использованием решения для двухслойного полупространства при ,
представлен в таблице Д.1.4.
Таблица Д.1.4 - Результат расчета общего модуля упругости по упрощенной методике ОДМ с использованием решения для двухслойного полупространства при ,
|
N |
Материал слоя дорожной одежды |
Модуль упругости |
Толщина слоя |
|
|
|
Общий модуль упругости на поверхности слоев |
|
1 |
Асфальтобетон SP-12 на битумном вяжущем PG 64-28 |
3800 |
0,03 |
0,086957 |
0,113124 |
0,124582 |
473,41 |
|
2 |
Асфальтобетон SP-19 на битумном вяжущем PG 58-28 |
3400 |
0,05 |
0,144928 |
0,104100 |
0,126432 |
429,87 |
|
3 |
Щебеночно-гравийно-песчаная смесь или крупнообломочный грунт, обработанный оптимальными жидкими орг. вяжущими с минеральными вяжущими |
950 |
0,16 |
0,463768 |
0,220215 |
0,372568 |
353,94 |
|
4 |
Суглинок тяжелый пылеватый, укрепленный комплексным вяжущим (ГОСТ 23558) М20 |
300 |
0,65 |
1,88406 |
0,2439 |
0,697347 |
209,20 |
|
|
Суглинок тяжелый пылеватый |
73,17 |
- |
|
|
|
|
Результат расчета общего модуля упругости по методике ПНСТ 265 [1] представлен в таблице Д.1.5.
Таблица Д.1.5 - Результат расчета общего модуля упругости по методике ПНСТ 265 [1]
|
N |
Материал слоя дорожной одежды |
Модуль упругости |
Толщина слоя |
|
|
|
Общий модуль упругости на поверхности слоев |
|
1 |
Асфальтобетон SP-12 на битумном вяжущем PG 64-28 |
3800 |
0,03 |
0,086957 |
0,114457 |
0,127568 |
484,76 |
|
2 |
Асфальтобетон SP-19 на битумном вяжущем PG 58-28 |
3400 |
0,05 |
0,144928 |
0,103963 |
0,127923 |
434,94 |
|
3 |
Щебеночно-гравийно-песчаная смесь или крупнообломочный грунт, обработанный оптимальными жидкими орг. вяжущими с минеральными вяжущими |
950 |
0,16 |
0,463768 |
0,218948 |
0,372079 |
353,47 |
|
4 |
Суглинок тяжелый пылеватый, укрепленный комплексным вяжущим (ГОСТ 23558) М20 |
300 |
0,65 |
1,88406 |
0,2439 |
0,693335 |
208,00 |
|
|
Суглинок тяжелый пылеватый |
73,17 |
- |
|
|
|
|
Д.1.3 Расчет активного напряжения сдвига при динамическом действии нагрузки
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,89 м) по решению для многослойного полупространства представлены в таблице Д.1.6.
Таблица Д.1.6 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки по решению для многослойного полупространства
|
Параметр |
Обозначение |
Значение |
Ед. изм. |
|
Координата расчетной точки по горизонтали |
r |
0,0 |
м |
|
Координата расчетной точки по вертикали |
z |
0,89 |
м |
|
Угол внутреннего трения материала |
|
9,0 |
град |
|
Нормальное вертикальное напряжение |
|
0,0180003 |
МПа |
|
Нормальное радиальное напряжение |
|
-0,00169144 |
МПа |
|
Нормальное тангенциальное напряжение |
|
-0,0016914 |
МПа |
|
Касательное напряжение |
|
|
МПа |
|
Максимальное главное напряжение |
|
0,0180003 |
МПа |
|
Минимальное главное напряжение |
|
-0,0016914 |
МПа |
|
Активное напряжение сдвига |
|
0,00868 |
МПа |
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,89 м) по упрощенной методике ОДМ представлен в таблице Д.1.6.
Таблица Д.1.6 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки по упрощенной методике ОДМ
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
8,093 |
2,5797 |
9,0 |
0,01007 |
0,00806 |
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,89 м) по методике ПНСТ 265 [1] представлен в таблице Д.1.7.
Таблица Д.1.7 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки по методике ПНСТ 265 [1]
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
8,093 |
2,5797 |
9,0 |
0,01251 |
0,01000 |
Д.1.4 Расчет растягивающего напряжения в монолитном слое покрытия при воздействии односкатного колеса
Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое при воздействии односкатного колеса: асфальтобетоне SP-19 на PG 58-28 (в точке с координатами: r = 0,0 м, z = 0,08 м) по решению для многослойного полупространства при гладком контакте на границе слоев представлен в таблице Д.1.8.
Таблица Д.1.8 - Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое: асфальтобетоне SP-19 на PG 58-28 по решению для многослойного полупространства при гладком контакте на границе слоев
|
Параметр |
Обозначение |
Значение |
Ед. изм. |
|
Координата расчетной точки по горизонтали |
r |
0,0 |
м |
|
Координата расчетной точки по вертикали |
z |
0,08 |
м |
|
Нормальное радиальное напряжение |
|
-1,861 |
МПа |
|
Нормальное тангенциальное напряжение |
|
-1,861 |
МПа |
Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое при воздействии односкатного колеса: асфальтобетоне SP-19 на битумном вяжущем PG 58-28 (в точке с координатами: r = 0,0 м, z = 0,08 м) по упрощенной методике ОДМ при гладком контакте на границе слоев и
,
представлен в таблице Д.1.9.
Таблица Д.1.9 - Результат расчета растягивающего напряжения [0.0, 0.08] в монолитном слое: асфальтобетоне SP-19 на битумном вяжущем PG 58-28 по упрощенной методике ОДМ при гладком контакте на границе слоев и
,
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Единичное значение растягивающего напряжения |
Растягивающее напряжение |
|
|
|
|
|
|
14,268 |
0,23188 |
-3,042 |
-2,434 |
Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое при воздействии односкатного колеса: асфальтобетоне SP-19 на битумном вяжущем PG 58-28 по методике ПНСТ 265 [1] представлен в таблице Д.1.10.
Таблица Д.1.10 - Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое: асфальтобетоне SP-19 на битумном вяжущем PG 58-28 по методике ПНСТ 265 [1]
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Единичное значение растягивающего напряжения |
Растягивающее напряжение |
|
|
|
|
|
|
14,2867 |
0,23188 |
-2,166 |
-1,733 |
Д.1.5 Расчет растягивающего напряжения в монолитном слое основания
Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое из щебеночно-гравийно-песчаной смеси или крупнообломочного грунта, обработанного оптимальными жидкими орг. вяжущими с минеральными вяжущими (в точке с координатами: r = 0,0 м, z = 0,24 м) по решению для многослойного полупространства при спаянном контакте на границе слоев представлен в таблице Д.1.11.
Таблица Д.1.11 - Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое из щебеночно-гравийно-песчаной смеси или крупнообломочного грунта, обработанного оптимальными жидкими орг. вяжущими с минеральными вяжущими (в точке с координатами: r = 0,0 м, z = 0,24 м) по решению для многослойного полупространства при спаянном контакте на границе слоев
|
Параметр |
Обозначение |
Значение |
Ед. изм. |
|
Координата расчетной точки по горизонтали |
r |
0,0 |
м |
|
Координата расчетной точки по вертикали |
z |
0,24 |
м |
|
Нормальное радиальное напряжение |
|
-0,232 |
МПа |
|
Нормальное тангенциальное напряжение |
|
-0,232 |
МПа |
Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое из щебеночно-гравийно-песчаной смеси или крупнообломочного грунта, обработанного оптимальными жидкими орг. вяжущими с минеральными вяжущими (в точке с координатами: r = 0,0 м, z = 0,24 м) по методике ПНСТ 265 [1] представлен в таблице Д.1.12.
Таблица Д.1.12 - Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое из щебеночно-гравийно-песчаной смеси или крупнообломочного грунта, обработанного оптимальными жидкими орг. вяжущими с минеральными вяжущими (в точке с координатами: r = 0,0 м z = 0,24 м,) по методике ПНСТ 265 [1]
|
Относительная толщина верхнего слоя |
Отношение модулей упругости слоев |
Отношение модулей упругости слоев |
Единичное значение растягивающего напряжения |
Растягивающее напряжение |
|
|
|
|
|
|
|
0,6957 |
2,368 |
4,541 |
-0,440 |
-0,352 |
Д.1.6 Расчет активного напряжения сдвига при статическом действии нагрузки
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,89 м) по решению для многослойного полупространства представлены в таблице Д.1.13.
Таблица Д.1.13 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки по решению для многослойного полупространства
|
Параметр |
Обозначение |
Значение |
Ед. изм. |
|
Координата расчетной точки по горизонтали |
r |
0,0 |
м |
|
Координата расчетной точки по вертикали |
z |
0,89 |
м |
|
Угол внутреннего трения материала |
|
24,0 |
град |
|
Нормальное вертикальное напряжение |
|
0,0166733 |
МПа |
|
Нормальное радиальное напряжение |
|
-0,00126272 |
МПа |
|
Нормальное тангенциальное напряжение |
|
-0,00126272 |
МПа |
|
Касательное напряжение |
|
|
МПа |
|
Максимальное главное напряжение |
|
0,0166733 |
МПа |
|
Минимальное главное напряжение |
|
-0,00126272 |
МПа |
|
Активное напряжение сдвига |
|
0,0064 |
МПа |
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,89 м) по упрощенной методике ОДМ представлен в таблице Д.1.14.
Таблица Д.1.14 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки по упрощенной методике ОДМ
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
5,881 |
2,937 |
24,0 |
0,0075 |
0,0060 |
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки по методике ПНСТ 265 [1] представлен в таблице Д.1.15.
Таблица Д.1.15 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте при статическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,89 м) по методике ПНСТ 265 [1]
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
5,881 |
2,937 |
24,0 |
0,00764 |
0,0061 |
Д.1.7 Сводные результаты расчета параметров НДС конструкции нежесткой дорожной одежды
Сводные результаты расчета НДС конструкции представлены в таблице Д.1.16.
Таблица Д.1.16 - Сводные результаты расчета параметров НДС конструкции
|
Параметр |
Обозначение |
Ед. изм. |
Значение |
||
|
По ОДМ (решение для многосл. полупростр.) |
По ОДМ (решение для двухсл. полупростр) |
По ПНСТ 265 [1] |
|||
|
Общий модуль упругости конструкции |
|
МПа |
434,92 |
473,41 |
484,76 |
|
Активное напряжение сдвига в грунте при динамическом действии нагрузки |
|
МПа |
0,00868 |
0,00806 |
0,0100 |
|
Активное напряжение сдвига в грунте при статическом действии нагрузки |
|
МПа |
0,0064 |
0,0060 |
0,0061 |
|
Растягивающее напряжение в монолитном слое покрытия (гладкий контакт) |
|
МПа |
-1,861 |
- |
- |
|
Растягивающее напряжение в монолитном слое покрытия (гладкий контакт) |
|
МПа |
- |
-2,434 |
- |
|
Растягивающее напряжение в монолитном слое покрытия (спаянный контакт) |
|
МПа |
- |
- |
-1,733 |
|
Растягивающее напряжение в монолитном слое основания |
|
МПа |
-0,232 |
- |
-0,352 |
В ходе сопоставительного расчета установлено, что:
- расчетный общий модуль упругости конструкции, рассчитанный по решению для многослойного полупространства, ниже рассчитанного по упрощенной методике ПНСТ 265 [1] на 10,28%, и ниже рассчитанного по упрощенной методике ОДМ на 8,13%,
- активные напряжения сдвига в грунте, рассчитанные по решению для многослойного полупространства, ниже рассчитанных по упрощенной методике ПНСТ 265 [1] при динамическом действии нагрузки на 13,2%, при статическом действии нагрузки выше на 4,9%,
- растягивающие напряжения в монолитном слое основания, рассчитанные по решению для многослойного полупространства, ниже рассчитанных по упрощенной методике ПНСТ 265 [1] на 34,09%,
- условия на контактах слоев асфальтобетона и ЩГПС оказывают весьма значительное влияние на напряженное состояние монолитного слоя из асфальтобетона. При расчете по номограммам для гладкого контакта растягивающее напряжение в слое асфальтобетона выше на 40,45% по сравнению со спаянным контактом,
- растягивающие напряжения в монолитном слое (асфальтобетоне), рассчитанные по решению для многослойного полупространства ниже рассчитанных по упрощенной методике ОДМ (для гладкого контакта на границе слоев) на 23,54%.
Д.2 Пример N 2
Д.2.1 Исходные данные для расчета дорожной одежды
Исходные данные:
- Категория проектируемой дороги - II,
- Количество полос движения - 2,
- Дорожно-климатическая зона - II,
- Подзона - 1,
- Тип местности по увлажнению - 1,
- Заданная надежность - ,
- Тип дорожной одежды - капитальный,
- Слой износа - верхний слой покрытия толщиной 2,00 см,
- Грунт рабочего слоя земляного полотна - Легкий суглинок,
- Уровень грунтовых вод, считая от низа дорожной одежды - 0,96 м,
- Коэффициент уплотнения грунта земляного полотна ,
- Расчетная нагрузка - А-11.5 (P = 0,8 МПа),
- Срок работ по капитальному ремонту, лет - 24,
- Срок работ по ремонту, лет - 12,
- Нагрузка на колесо Q = 57,50 кН,
- Давление в шине Р = 0,80 МПа,
- Диаметр штампа колеса м,
- Диаметр штампа колеса от статической нагрузки м.
Расчетные механические (деформационные и прочностные) характеристики грунта и песка приведены в таблице Д.2.1.
Таблица Д.2.1 - Расчетные механические (деформационные и прочностные) характеристики грунта и песка
|
Материал слоя |
Модуль упругости E, МПа |
Коэффициент Пуассона |
Угол внутреннего трения, градусы |
Угол внутреннего трения (статика), градусы |
|
Песок средний |
120,00 |
0,30 |
26,00 |
33,00 |
|
Суглинок легкий |
40,64 |
0,35 |
5,422 |
17,844 |
Расчетные характеристики материалов слоев дорожной одежды представлены в таблице Д.2.2.
Таблица Д.2.2 - Расчетные характеристики материалов слоев дорожной одежды
|
Материал слоя |
Толщина, см |
Модуль упругости/коэфф-т Пуассона (упругий прогиб) |
Модуль упругости/коэфф-т Пуассона (сдвиг, динамика) |
Модуль упругости/коэфф-т Пуассона (изгиб) |
Модуль упругости/коэфф-т Пуассона (сдвиг, статика) |
|
SMA 12 на битумном вяжущем PG 70-Y |
4(2) |
5000/0,30 |
3300/0,35 |
6900/0,25 |
390/0,35 |
|
SP-16 на битумном вяжущем PG 64-Y |
7 |
3800/0,30 |
2500/0,35 |
5300/0,25 |
480/0,35 |
|
Асфальтобетон плотный тип Б на БНД 60/90 |
8 |
3200/0,30 |
1800/0,35 |
4500/0,25 |
400/0,35 |
|
Щебень фракции 31.5-63 мм, с заклинкой фракционным мелким щебнем |
40 |
350/0,27 |
350/0,27 |
350/0,27 |
350/0,27 |
|
Песок средний с содержанием пылевато-глинистой фракции 5% |
55 |
120/0,30 |
120/0,30 |
120/0,30 |
120/0,30 |
Д.2.2 Расчет по упругому прогибу
Расчетный упругий прогиб конструкции приравнивается величине вертикального упругого смещения точки, находящейся на поверхности покрытия на оси симметрии кругового штампа:
.
Общий модуль упругости конструкции , МПа определяется по формуле (Д.2):
, (Д.2)
где - средний коэффициент Пуассона дорожной конструкции при толщине рабочего слоя, равной 1,5 м,
,
- расчетный упругий прогиб конструкции, вычисленный по решению для многослойного полупространства, м.
Результат расчета упругого прогиба по решению для многослойного полупространства и общего модуля упругости конструкции представлен в таблице Д.2.3.
Таблица Д.2.3 - Результат расчета упругого прогиба по решению для многослойного полупространства и общего модуля упругости конструкции
|
Параметр |
Обозначение |
Ед. изм. |
Значение |
|
Упругий прогиб конструкции |
|
мм |
0,711 |
|
Общий модуль упругости конструкции |
|
МПа |
352,15 |
Результат расчета общего модуля упругости по упрощенной методике ОДМ с использованием решения для двухслойного полупространства при ,
представлен в таблице Д.2.4.
Таблица Д.2.4 - Результат расчета общего модуля упругости по упрощенной методике ОДМ с использованием решения для двухслойного полупространства при ,
|
N |
Материал слоя дорожной одежды |
Модуль упругости |
Толщина слоя |
|
|
|
Общий модуль упругости на поверхности слоев |
|
1 |
SMA 16 на PG 70-Y |
5000,00 |
0,02 |
0,0580 |
0,0911 |
0,09665 |
483,25 |
|
2 |
SP 16 на PG 64-Y |
3800,00 |
0,07 |
0,2029 |
0,0863 |
0,119803 |
455,25 |
|
3 |
Асфальтобетон плотный тип Б на БНД 60/90 |
3200,00 |
0,08 |
0,2319 |
0,0663 |
0,102449 |
327,84 |
|
4 |
Щебень фракции 31.5-63 мм, с заклинкой фракционным мелким щебнем |
350,00 |
0,40 |
1,1594 |
0,2549 |
0,605811 |
212,03 |
|
|
Песок средней крупности с содерж. пылев-глин. фракции 5% |
120,00 |
0,55 |
1,5942 |
0,3386 |
0,743481 |
89,218 |
|
|
Суглинок легкий |
40,64 |
- |
|
|
|
|
Результат расчета общего модуля упругости по методике ПНСТ 265 [1] представлен в таблице Д.2.5.
Таблица Д.2.5 - Результат расчета общего модуля упругости по методике ПНСТ 265 [1]
|
N |
Материал слоя дорожной одежды |
Модуль упругости |
Толщина слоя |
|
|
|
Общий модуль упругости на поверхности слоев |
|
1 |
SMA 16 на PG 70-Y |
5000,00 |
0,02 |
0,0580 |
0,0924 |
0,099908 |
495,31 |
|
2 |
SP 16 на PG 64-Y |
3800,00 |
0,07 |
0,2029 |
0,0867 |
0,121534 |
461,83 |
|
3 |
Асфальтобетон плотный тип Б на БНД 60/90 |
3200,00 |
0,08 |
0,2319 |
0,0658 |
0,102922 |
329,35 |
|
4 |
Щебень фракции 31.5-63 мм, с заклинкой фракционным мелким щебнем |
350,00 |
0,40 |
1,1594 |
0,2531 |
0,601814 |
210,63 |
|
|
Песок средней крупности с содержанием пылевидно-глинистых фракции 5% |
120,00 |
0,55 |
1,5942 |
0,3386 |
0,738307 |
88,60 |
|
|
Суглинок легкий |
40,64 |
- |
|
|
|
|
Д.2.3 Расчет активного напряжения сдвига при динамическом действии нагрузки
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 1,12 м) по решению для многослойного полупространства представлены в таблице Д.2.6.
Таблица Д.2.6 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки по решению для многослойного полупространства
|
Параметр |
Обозначение |
Значение |
Ед. изм. |
|
Координата расчетной точки по горизонтали |
r |
0,0 |
м |
|
Координата расчетной точки по вертикали |
z |
1,12 |
м |
|
Угол внутреннего трения материала |
|
5,422 |
град |
|
Нормальное вертикальное напряжение |
|
0,01005 |
МПа |
|
Нормальное радиальное напряжение |
|
-0,00129 |
МПа |
|
Нормальное тангенциальное напряжение |
|
-0,00129 |
МПа |
|
Касательное напряжение |
|
|
МПа |
|
Максимальное главное напряжение |
|
0,01005 |
МПа |
|
Минимальное главное напряжение |
|
-0,00129 |
МПа |
|
Активное напряжение сдвига |
|
0,00528 |
МПа |
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 1,12 м) по упрощенной методике ОДМ представлен в таблице Д.2.7.
Таблица Д.2.7 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки по упрощенной методике ОДМ
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
12,985 |
3,246 |
5,422 |
0,00508 |
0,00406 |
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 1,12 м) по методике ПНСТ 265 [1] представлен в таблице Д.2.8.
Таблица Д.2.8 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при динамическом действии нагрузки по методике ПНСТ 265 [1]
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
12,985 |
3,246 |
5,422 |
0,00803 |
0,00642 |
Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка среднего при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,57 м) по решению для многослойного полупространства представлены в таблице Д.2.9.
Таблица Д.2.9 - Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка среднего при динамическом действии нагрузки по решению для многослойного полупространства
|
Параметр |
Обозначение |
Значение |
Ед. изм. |
|
Координата расчетной точки по горизонтали |
r |
0,0 |
м |
|
Координата расчетной точки по вертикали |
z |
0,57 |
м |
|
Угол внутреннего трения материала |
|
26,0 |
град |
|
Нормальное вертикальное напряжение |
|
0,04111 |
МПа |
|
Нормальное радиальное напряжение |
|
-0,01038 |
МПа |
|
Нормальное тангенциальное напряжение |
|
-0,01038 |
МПа |
|
Касательное напряжение |
|
|
МПа |
|
Максимальное главное напряжение |
|
0,04111 |
МПа |
|
Минимальное главное напряжение |
|
-0,01038 |
МПа |
|
Активное напряжение сдвига |
|
0,02115 |
МПа |
Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка средней крупности при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,57 м) по упрощенной методике ОДМ представлены в таблице Д.2.10.
Таблица Д.2.10 - Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка средней крупности при динамическом действии нагрузки по упрощенной методике ОДМ
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
10,324 |
1,652 |
26 |
0,01508 |
0,01206 |
Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка среднего при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,57 м) по методике ПНСТ 265 представлены в таблице Д.2.11.
Таблица Д.2.11 - Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка средней крупности при динамическом действии нагрузки по методике ПНСТ 265
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
10,324 |
1,652 |
26 |
0,01323 |
0,01058 |
Д.2.5 Расчет растягивающего напряжения в монолитном слое
Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое а при воздействии односкатного колеса: асфальтобетоне плотном (в точке с координатами: r = 0,0 м, z = 0,17 м) по решению для многослойного полупространства при гладком контакте на границе слоев представлен в таблице Д.2.12.
Таблица Д.2.12 - Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое асфальтобетона по решению для многослойного полупространства при гладком контакте на границе слоев
|
Параметр |
Обозначение |
Значение |
Ед. изм. |
|
Координата расчетной точки по горизонтали |
r |
0,0 |
м |
|
Координата расчетной точки по вертикали |
z |
0,17 |
м |
|
Нормальное радиальное напряжение |
|
-1,5860 |
МПа |
|
Нормальное тангенциальное напряжение |
|
-1,5860 |
МПа |
Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое при воздействии односкатного колеса: асфальтобетоне плотном (в точке с координатами: r = 0,0 м, z = 0,17 м) по методике ОДМ при
,
при гладком контакте на границе слоев представлен в таблице Д.2.13.
Таблица Д.2.13 - Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое асфальтобетона по методике ОДМ при
,
при гладком контакте на границе слоев
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Единичное значение растягивающего напряжения |
Растягивающее напряжение |
|
|
|
|
|
|
24,108 |
0,4927 |
-2,1080 |
-1,6860 |
Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое при воздействии односкатного колеса: асфальтобетоне плотном по методике ПНСТ 265 [1] представлен в таблице Д.2.14.
Таблица Д.2.14 - Результат расчета растягивающего напряжения в монолитном слое асфальтобетона по методике ПНСТ 265 [1]
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Единичное значение растягивающего напряжения |
Растягивающее напряжение |
|
|
|
|
|
|
|
|
24,108 |
0,4927 |
-1,7797 |
-1,4238 |
|
Д.2.6 Расчет активного напряжения сдвига при статическом действии нагрузки
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 1,12 м) по решению для многослойного полупространства представлены в таблице Д.2.15.
Таблица Д.2.15 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки по решению для многослойного полупространства
|
Параметр |
Обозначение |
Значение |
Ед. изм. |
|
Координата расчетной точки по горизонтали |
r |
0,0 |
м |
|
Координата расчетной точки по вертикали |
z |
1,12 |
м |
|
Угол внутреннего трения материала |
|
17,844 |
град |
|
Нормальное вертикальное напряжение |
|
0,01007 |
МПа |
|
Нормальное радиальное напряжение |
|
-0,0009375 |
МПа |
|
Нормальное тангенциальное напряжение |
|
-0,0009375 |
МПа |
|
Касательное напряжение |
|
|
МПа |
|
Максимальное главное напряжение |
|
0,01007 |
МПа |
|
Минимальное главное напряжение |
|
-0,0009375 |
МПа |
|
Активное напряжение сдвига |
|
0,004312 |
МПа |
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 1,12 м) по упрощенной методике ОДМ представлен в таблице Д.2.16.
Таблица Д.2.16 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки по упрощенной методике ОДМ
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
6,139 |
3,696 |
17,844 |
0,00514 |
0,00411 |
Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 1,12 м) по методике ПНСТ 265 [1] представлен в таблице Д.2.17.
Таблица Д.2.17 - Результат расчета активного напряжения сдвига в грунте земляного полотна при статическом действии нагрузки по методике ПНСТ 265 [1]
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
6,139 |
3,696 |
17,844 |
0,00633 |
0,00506 |
Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка среднего при статическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,57 м) по решению для многослойного полупространства представлены в таблице Д.2.18.
Таблица Д.2.18 - Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка среднего при статическом действии нагрузки по решению для многослойного полупространства
|
Параметр |
Обозначение |
Значение |
Ед. изм. |
|
Координата расчетной точки по горизонтали |
r |
0,0 |
м |
|
Координата расчетной точки по вертикали |
z |
0,57 |
м |
|
Угол внутреннего трения материала |
|
33,0 |
град |
|
Нормальное вертикальное напряжение |
|
0,046536 |
МПа |
|
Нормальное радиальное напряжение |
|
-0,008421 |
МПа |
|
Нормальное тангенциальное напряжение |
|
-0,008421 |
МПа |
|
Касательное напряжение |
|
|
МПа |
|
Максимальное главное напряжение |
|
0,046536 |
МПа |
|
Минимальное главное напряжение |
|
-0,008421 |
МПа |
|
Активное напряжение сдвига |
|
0,020388 |
МПа |
Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка среднего при статическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,57 м) по упрощенной методике ОДМ представлены в таблице Д.2.19.
Таблица Д.2.19 - Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка среднего при статическом действии нагрузки по упрощенной методике ОДМ
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
4,075 |
1,881 |
33 |
0,01813 |
0,01450 |
Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка среднего при динамическом действии нагрузки (в точке с координатами r = 0,0 м, z = 0,57 м) по методике ПНСТ 265 [1] представлены в таблице Д.2.20.
Таблица Д.2.20 - Результат расчета активного напряжения сдвига в слое песка средней крупности при динамическом действии нагрузки по методике ПНСТ 265 [1]
|
Отношение модулей упругости слоев |
Относительная толщина верхнего слоя |
Угол внутреннего трения нижнего слоя |
Единичное значение активного напряжения сдвига |
Активное напряжение сдвига |
|
|
|
|
|
|
|
4,075 |
1,881 |
33 |
0,01352 |
0,01082 |
Д.2.7 Сводные результаты расчета параметров НДС конструкции нежесткой дорожной одежды
Сводные результаты расчета параметров НДС конструкции представлены в таблице Д.2.21.
Таблица Д.2.21 - Сводные результаты расчета НДС конструкции
|
Параметр |
Обозначе ние |
Ед. изм. |
Значение |
||
|
По ОДМ (решение для многосл. полупростр.) |
По ОДМ (решение для двухсл. полупростр) |
По ПНСТ 265 |
|||
|
Общий модуль упругости конструкции |
|
МПа |
352,15 |
483,25 |
495,31 |
|
Активное напряжение сдвига в грунте при динамическом действии нагрузки |
|
МПа |
0,00528 |
0,00406 |
0,00642 |
|
Активное напряжение сдвига в песке при динамическом действии нагрузки |
|
МПа |
0,02115 |
0,01206 |
0,01058 |
|
Активное напряжение сдвига в грунте при статическом действии нагрузки |
|
МПа |
0,004312 |
0,00411 |
0,00506 |
|
Активное напряжение сдвига в песке при статическом действии нагрузки |
|
МПа |
0,020388 |
0,01450 |
0,01082 |
|
Растягивающее напряжение в монолитном слое покрытия (гладкий контакт) |
|
МПа |
-1,5860 |
- |
- |
|
Растягивающее напряжение в монолитном слое покрытия (гладкий контакт) |
|
МПа |
- |
-1,6860 |
- |
|
Растягивающее напряжение в монолитном слое покрытия (спаянный контакт) |
|
МПа |
- |
- |
-1,4238 |
В ходе сопоставительного расчета установлено, что:
- расчетный общий модуль упругости конструкции, рассчитанный по решению для многослойного полупространства, ниже рассчитанного по упрощенной методике ПНСТ 265 [1] на 28,90%, и ниже рассчитанного по упрощенной методике ОДМ на 27,12%,
- активные напряжения сдвига в грунте, рассчитанные по решению для многослойного полупространства, ниже рассчитанных по упрощенной методике ПНСТ 265 [1] при динамическом действии нагрузки на 17,76%, при статическом действии нагрузки на 14,78%,
- активные напряжения сдвига в песке, рассчитанные по решению для многослойного полупространства, выше рассчитанных по упрощенной методике ПНСТ 265 [1] при динамическом действии нагрузки на 99,91%, при статическом действии нагрузки на 88,43%,
- условия на контактах слоев асфальтобетона и щебня оказывают весьма значительное влияние на напряженное состояние монолитного слоя из асфальтобетона. При расчете по номограммам при гладком контакте растягивающее напряжение в слое асфальтобетона выше на 18,42% по сравнению со случаем спаянного контакта,
- растягивающие напряжения в монолитном слое (асфальтобетоне), рассчитанные по решению для многослойного полупространства, ниже рассчитанных по упрощенной методике ОДМ (для гладкого контакта на границе слоев) на 5,93%.