В.3. Расчет армированной дорожной конструкции в соответствии с подразделом 6.2 настоящих Рекомендаций

В.3. Расчет армированной дорожной конструкции в соответствии с подразделом 6.2 настоящих Рекомендаций

В.3.1. Исходные данные те же (по п. В.1). Требуется запроектировать дорожную одежду с учетом того, что слой щебня армируется георешеткой Славрос СД-20.

Предварительно назначается следующая конструкция дорожной одежды: покрытие - 2 слоя асфальтобетона; верхний слой искусственного основания - фракционированный гранитный щебень фракции 20-40 мм, георешетка Славрос СД-20, нижний слой искусственного основания - песок средней крупности. При этом снижаем толщину слоя щебня с 28 см до 18 см.

Материал слоя	h, см	Модуль упругости E, МПа, при расчете		Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе
		по допустимому упругому прогибу	по сдвигоустойчивости	E, МПа	, МПа		m
Асфальтобетон плотный на битуме марки БНД 60/90	7	3200	1800	4500	9,8	5,2	5,5
Асфальтобетон пористый на битуме марки БНД 60/90	12	2000	1200	2800	8,0	5,9	4,3
Щебень изверженных пород фр. 20-40 мм Георешетка Славрос СД-20	28	350	350	350	-	-	-
Песок средней крупности	55	120	120	120	-	-	-

В.3.2. Расчет по допускаемому упругому прогибу

Расчет ведется послойно, начиная с подстилающего грунта.

Общий модуль упругости неармированной конструкции составит МПа.

Армирование слоя щебня георешеткой Славрос СД-20 увеличивает общий модуль упругости дорожной конструкции (п. 6.2.3):

,

где - коэффициент увеличения общего модуля упругости дорожной конструкции, принимаемый в соответствии с выражением (6.3):

,

где ;

;

; МПа;

; МПа;

;

МПа;

МПа - для георешетки Славрос СД-20 (таблица Д.7);

, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , - коэффициенты уравнения, принимаемые по таблице Д.1.

Таким образом, общий модуль упругости армированной дорожной конструкции равен:

МПа.

Проверка выполнения критерия прочности по упругому прогибу:

.

Условие прочности выполнено.

В.3.3. Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости грунта

Расчет аналогичен расчету п. В.2.5 (повторяется для пониженной толщины слоя щебня).

Средневзвешенный модуль упругости верхнего слоя МПа.

По отношениям и и при с помощью номограммы рисунка 3.2 [2.15] находится единичное активное напряжение сдвига: , тогда T = 0,01255 x 0,6 = 0,00753 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига в грунте рабочего слоя:

МПа.

Проверка выполнения условия прочности по сдвигоустойчивости грунта:

.

Условие прочности выполнено.

В.3.4. Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в слое песка

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляются по формуле (3.13) [2.15]. Для определения предварительно назначенная дорожная конструкция приводится к двухслойной расчетной модели.

Нижнему слою модели присваиваются следующие характеристики:

МПа, , c = 0,002 МПа.

Средневзвешенный модуль упругости верхнего слоя МПа.

По отношениям , и при с помощью номограммы рисунка 3.2 [2.15] находится единичное активное напряжение сдвига: , тогда T = 0,03098 x 0,6 ~= 0,01859 МПа.

При армировании щебня георешеткой Славрос СД-20 при динамическом воздействии нагрузки величина активных напряжений сдвига в слое песка уменьшится в раз, т.е.:

,

где ;

;

; МПа;

;

;

МПа;

МПа - для георешетки Славрос СД-20;

, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , - коэффициенты уравнения при , принимаемые по таблице Д.3.

Предельное активное напряжение сдвига в слое песка:

МПа.

Проверка выполнения условия прочности по сдвигоустойчивости слоя песка:

.

Условие прочности выполнено.

В.3.5. Расчет армированной конструкции на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

Расчет выполняется в следующем порядке:

а) Конструкция приводится к двухслойной модели, в которой нижний слой - часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, т.е. слои основания и грунт рабочего слоя. Модуль нижнего слоя определяется как общий модуль слоев основания и грунта рабочего слоя.

Общий модуль упругости нижнего слоя ,

где - модуль упругости нижнего слоя без учета эффекта армирования несущего слоя основания георешеткой.

МПа.

,

где ;

;

;

МПа;

; МПа;

;

МПа;

МПа - для георешетки Славрос СД-20 (табл. Д.7);

, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , - коэффициенты уравнения, принимаемые по таблице Д.2.

Таким образом, общий модуль упругости основания армированной дорожной конструкции равен:

МПа.

К верхнему слою относятся все асфальтобетонные слои.

Модуль упругости верхнего слоя МПа.

б) По отношениям и определяется .

Расчетное растягивающее напряжение вычисляется по формуле:

МПа.

в) Рассчитывается предельное растягивающее напряжение по формуле (3.17) [2.15]:

при МПа; ; t = 1,71; = 5,9; m = 4,3;

;

(таблица 3.6 [2.15]);

(таблица 3.6 [2.15]);

МПа.

Проверка выполнения условия прочности по сопротивлению монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе:

.

Условие прочности выполнено.

В.3.6. Таким образом, армирование слоя щебня георешеткой в данном случае позволило снизить толщину щебня с 28 см до 18 см, т.е. примерно на 36%. Конструкция дорожной одежды должна отвечать требованиям по морозоустойчивости.