Приложение 2. Пример расчета дорожной одежды по упругому прогибу с учетом действия динамической транспортной нагрузки и снижения под ее влиянием деформативных свойств грунтов земляного полотна

Приложение 2

Пример расчета дорожной одежды по упругому прогибу с учетом действия динамической транспортной нагрузки и снижения под ее влиянием деформативных свойств грунтов земляного полотна

Требуется запроектировать дорожную одежду при следующих исходных данных:

- дорога располагается во II дорожно-климатической зоне, в Московской области;

- категория автомобильной дороги - I;

- заданный срок службы дорожной одежды - лет;

- заданная надежность ;

- приведенная к нагрузке типа А (Приложение 1 табл. П.1.1 ОДН 218.046-01) интенсивность движения на конец срока службы авт/сут; приращение интенсивности q = 1,04;

- грунт рабочего слоя земляного полотна - супесь пылеватая с расчетной влажностью ;

- грунт земляного полотна ниже рабочего слоя - суглинки легкие с расчетной влажностью .

- материал для основания - щебеночно-гравийно-песчаная смесь, обработанная цементом марки 20;

- высота насыпи составляет 3,5 м;

- толщина дорожной одежды - 0,60 м;

- схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна - III.

Расчет по допускаемому прогибу

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

17. Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы по формуле (3.6) ОДН 218.046-01:

где (Приложение 6 табл. П.6.3 ОДН 218.046-01).

дней (табл. П.6.1 ОДН 218.046-01);

(табл. 3.3 ОДН 218.046-01)

авт.

18. Предварительно назначаем конструкцию и расчетные значения параметров для расчета по допускаемому упругому прогибу (табл. П.3.1). Определяем в соответствии с ОДН 218.046-01 по Приложению 2 табл. П.2.5, Приложению 3 табл. П.3.2 и Приложению 3 табл. П.3.9.

ГАРАНТ:

Нумерация таблиц приводится в соответствии с источником

Таблица - П.3.1

N	Материал слоя	h слоя, см	Расчет по упругому прогибу, Е, МПа
1	Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90	4	3200
2	Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90	8	2000
3	Асфальтобетон высокопористый на БНД марки 60/90	22	2000
4	Укрепленная щебеночно-гравийно-песчаная смесь	26	420
5	Супесь пылеватая	90	46
6	Суглинок легкий	-	34

19. Определяют толщину слоя грунта ниже подошвы дорожной одежды, в пределах которой проявляется влияние динамической нагрузки на деформативные характеристики грунта по формуле (8.3):

где Н - зона влияния динамической нагрузки на механические свойства грунтов земляного полотна, м;

- суммарная толщина дорожной одежды, м.

H = 3,0 - 0,60 = 2,4 м

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

1. Рассматриваемую толщу мощностью, Н = 2,4 м, разбиваем на слои грунта в соответствии с рисунком:

2. Из предварительно принятой конструкции дорожной одежды определяем средневзвешенное значение модуля упругости грунтов земляного полотна, , (МПа) по формуле (5.1):

МПа

3. По данным таблицы 2 определяют расчетную результирующую амплитуду колебаний грунтов земляного полотна в пределах ширины дорожной одежды в уровне ее подошвы, мкм.

4. Определяем расчетную амплитуду колебаний в центре каждого выделенного слоя по формуле (5.2), принимая и .

5. Коэффициент затухания колебаний по глубине 1/м.

в слое 1: z = 0,20 м; мкм;

в слое 2: z = 0,65 м; мкм;

в слое 3: z = 1,15 м; мкм;

в слое 4: z = 1,65 м; мкм;

в слое 5: z = 2,15 м; мкм.

6. По формулам, приведенным в отчете по этапу I, вычисляют модули упругости грунта в каждом выделенном слое:

в слое 1:

МПа, (таблица 8); K' = 0,02 (таблица 6); мкм.

МПа;

в слое 2:

МПа, (таблица 8); K' = 0,02 (таблица 6); мкм.

МПа;

в слое 3:

МПа, (таблица 8); K' = 0,012 (таблица 6); мкм.

МПа;

в слое 4:

МПа, (таблица 8); K' = 0,012 (таблица 6); мкм.

МПа;

в слое 5:

МПа, (таблица 8); K' = 0,012 (таблица 6); мкм.

МПа;

7. По формуле (8.4) вычисляем средневзвешенный динамический модуль упругости грунта на поверхности подстилающего слоя:

МПа

8. Дальнейший расчет ведем в соответствии с рекомендациями и требованиями ОДН 218.046-01:

по Приложению 1 табл. П.1.1 (ОДН 218.046-01), D = 37 см.

Тогда: , следовательно: МПа

;

Тогда: , следовательно: МПа

;

Тогда: , следовательно: МПа

;

Тогда: , следовательно: МПа

Требуемый модуль упругости определяем по формуле (3.9) ОДН 218.046-01:

МПа;

Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу:

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу - 1,30 (табл. 3.1 ОДН 218.046-01).

Следовательно, выбранная конструкция не удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.

Аналогичным расчетом можно показать, что в статической постановке, т.е. принимая на поверхности модуль упругости грунта равным модулю упругости супеси или 46 МПа, МПа, а коэффициент прочности по упругому прогибу составляет 1,61.