Приложение Е. Учет работы дорожной одежды в жаркий летний период

Приложение Е

Учет работы дорожной одежды в жаркий летний период

Практически для всей территории РФ характерно наличие летом особо жаркого периода, когда температура асфальтобетонного покрытия достигает +50°С и выше (это обусловлено не только высокой температурой наружного воздуха, но и дополнительным нагревом дорожного полотна в результате инсоляции). Региональные различия заключаются, главным образом, в том, как долго продолжается такой жаркий период. Например, в южных регионах этот период летней жары может продолжаться несколько недель, тогда как в северных регионах - несколько дней. Следствием продолжительности жаркого периода является глубина прогрева дорожной одежды. Чем дольше стоит жара, тем глубже, при прочих равных условиях, изотерма +50°С проникает в толщу дорожной одежды. В северных регионах эта глубина составляет около 5 см (т.е. прогрет только верхний слой дорожного покрытия), в южных - до 30 см и более (т.е. прогрет весь пакет асфальтобетонных слоев и верхний слой основания дорожной одежды). Справочная информация о продолжительности и глубине прогрева дорожной одежды для различных географических пунктов представлена в Приложении А.

Особенностью асфальтобетонов и других битумосодержащих материалов является ярко выраженная зависимость их прочностных и деформативных свойств от температуры. Так, расчетный модуль упругости асфальтобетона при температуре +50°С в 6-8 раз ниже, чем расчетный модуль упругости того же асфальтобетона при температуре +10°С, при которой производится стандартный расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба. Такое резкое снижение расчетного модуля упругости асфальтобетона при +50°С неизбежно приводит к снижению общего модуля упругости дорожной одежды в жаркий летний период до величины, которая может быть на 30...50% ниже расчетного общего модуля упругости дорожной одежды, полученного при стандартном расчете (коэффициент теплоустойчивости дорожной одежды 0,7...0,5). При этом, снижение общего модуля упругости дорожной одежды из-за разупрочнения пакета асфальтобетонных слоев не компенсируется, в полной мере, повышением расчетных характеристик подстилающих грунтов при их высыхании летом. В результате снижения общего модуля упругости дорожной одежды Еоб возрастает, по сравнению с расчетными условиями весеннего периода, уровень активных напряжений сдвига в подстилающем дорожную одежду грунте и в малосвязных (песчаных) конструктивных слоях. При этом, увеличение активных напряжений сдвига в связных грунтах, как правило, не представляет опасности т. к. прочностные характеристики таких грунтов летом выше, чем весной. Иначе обстоит дело с песчаными слоями. Их сдвиговые характеристики, практически, не зависят от влажности и сохраняются летом на том же уровне, что и весной. Поэтому, летнее повышение активных напряжений сдвига в песчаных слоях может вызывать недопустимое снижение их коэффициента прочности по данному критерию. Что, в свою очередь, может приводить к более интенсивному, нежели в другие периоды года, накоплению деформаций формоизменения и образованию дополнительных дефектов дорожной одежды (в том числе, нарушению ровности дорожного покрытия). Особенно значительно это может проявляться на дорожных одеждах с толстыми пакетами асфальтобетонных слоев, а также в более южных регионах.

Дополнительный проверочный расчет дорожной одежды на сдвиг в жаркий летний период выполняется по стандартным методикам ПНСТ 265-2018 с учетом положений настоящего ОДМ и на основании расчетных характеристик материалов и грунтов, соответствующих жаркому летнему периоду.

Наряду с повышением активных напряжений сдвига, в дорожной одежде с асфальтобетонным покрытием, в жаркий летний период могут увеличиваться также и деформации растяжения в нижних монолитных слоях. Для материалов, укрепленных неорганическими или комплексными вяжущими и сохраняющих высокий модуль упругости при высокой летней температуре, увеличение деформаций растяжения влечет за собой увеличение растягивающих напряжений, по сравнению с расчетным весенним периодом. Что, в свою очередь, может приводить в этих условиях к значительному снижению коэффициента прочности укрепленных промежуточных слоев основания по критерию прочности на изгиб. Поэтому, для нежестких дорожных одежд с основаниями из укрепленных материалов, необходимо проводить дополнительную проверку монолитных промежуточных слоев основания, укрепленных неорганическим или комплексным вяжущим, в соответствии с положениями п. 6.3. настоящего ОДМ и на основе расчетных характеристик материалов и грунтов, соответствующих жаркому летнему периоду.

Расчетные характеристики материалов для жаркого летнего периода:

А) В расчетной модели принято, что в течение летнего периода подстилающие грунты, после весеннего переувлажнения до относительной расчетной влажности , постепенно высыхают до минимального в годовом цикле значения влажности (что соответствует, приблизительно, максимальной молекулярной влагоемкости грунта), которого они достигают в начале осени, т. е. после того как жаркий летний период уже закончится. Поэтому расчетную влажность грунта в жаркий летний расчетный период предлагается определять ориентировочно по формуле:

(Е.1)

Где - относительная расчетная влажность грунта в жаркий летний период (в долях от влажности грунта на пределе текучести W _t);

- относительная расчетная влажность грунта, принимаемая по формуле А.1 ПНСТ 265-2018 (в долях от влажности грунта на пределе текучести ).

На основании расчетной влажности , по Приложению А ПНСТ 265-2018, определяются расчетные характеристики грунта в жаркий летний период.

Б) По Приложению А настоящего ОДМ принимается глубина прогрева дорожной одежды до температуры +50°С и выше. В этой зоне расчетная температура асфальтобетона принимается равной +50°С. Если в пределах этой зоны целиком располагается один или несколько слоев асфальтобетона (или любого битумосодержащего материала), то во всех этих слоях температура асфальтобетона или битумосодержащего материала принимается равной +50°С. Если слой попадает в эту разогретую зону частично, более чем на половину своей толщины - он целиком включается в эту зону. Если он попадает в разогретую зону менее, чем на половину своей толщины - он исключается из этой зоны. Если ниже разогретой до +50°С зоны имеются еще слои асфальтобетона или битумосодержащего материала, то их расчетная температура назначается следующим образом. В первом после разогретой зоны слое расчетная температура понижается от +50°С из расчета 1°С на 1 см толщины слоя (например: при толщине слоя 10 см его расчетная температура будет равна 50°С - 1°С/см 10 см = 40°С). В следующих слоях расчетная температура понижается от температуры вышележащего слоя из расчета 0,5°С на 1 см толщины слоя (например: при толщине следующего нижележащего слоя 10 см его расчетная температура будет равна 40°С - 0,5°С/см10 см = 35°С. Расчетная температура следующего за ним слоя толщиной 16 см составит 35°С - 0,5°С/см16 см = 27°С). Для упрощения расчета, рекомендуется округлять полученные значения расчетной температуры в слоях ниже разогретой зоны с точностью до 5°С. На основании полученных значений расчетной температуры в слоях, по справочной базе ПНСТ 265-2018 или по другим источникам информации, принимаются расчетные характеристики асфальтобетонов и битумосодержащих материалов.

В) Расчетные характеристики иных дорожно-строительных материалов для жаркого летнего периода принимаются по справочной базе ПНСТ 265-2018.

На основании полученных расчетных характеристик материалов, по стандартным методикам ПНСТ 265-2018 с учетом положений п.6.3 настоящего ОДМ, выполняется проверочный расчет дорожной одежды по критерию упругого прогиба, по критерию сдвигоустойчивости подстилающих грунтов и малосвязных (песчаных) конструктивных слоев, а также и по критерию прочности на изгиб монолитных промежуточных слоев основания в условиях жаркого летнего периода. В том случае, если сдвигоустойчивость или прочность на изгиб не обеспечены, необходимо предусмотреть дополнительные конструктивные решения, направленные на обеспечение сдвигоустойчивости грунтов и малосвязных слоев или на обеспечение прочности на изгиб монолитных промежуточных слоев основания в жаркий летний период.

Пример расчета: Выполнить проверку на прочность, включая дополнительную проверку в жаркий летний период, для дорожной одежды, представленной в таблице Е.1.

Таблица Е.1 - Конструкция дорожной одежды

Материал слоя	Толщина, см	Плотность,
Асфальтобетон плотный тип А, на вязком битуме 60/90	4	2400
Асфальтобетон пористый крупнозернистый, на вязком битуме 60/90	8	2300
Асфальтобетон пористый крупнозернистый, на вязком битуме 60/90	10	2300
Щебеночно-песчаная смесь оптимального состава, обработанная цементом (ЩЦПС) М60	43	2100
Песок средней крупности с содержанием пылевато-глинистой фракции 0%	45	1950
Грунт суглинок легкий	-	-

Общая толщина дорожной одежды 110 см.

Область проектирования - г. Хабаровск, Хабаровский край;

Категория проектируемой дороги - II;

Дорожно-климатическая зона - II; Подзона - 2; Тип местности по увлажнению - 3;

Грунт рабочего слоя земляного полотна - Грунт суглинок легкий;

Коэффициент уплотнения грунта земляного полотна .

Тип дорожной одежды - капитальный; Срок службы дорожной одежды, лет - 24;

Заданная надежность - ;

Расчетная нагрузка - АК 11,5 (ГОСТ 32960-2014);

Параметры расчетной нагрузки:

Нагрузка на колесо Q = 57,5 кН;

Давление в шине P = 0,8 МПа;

Диаметр штампа движущегося колеса см;

Диаметр штампа колеса от статической нагрузки см;

Расчет выполняется для спаренного баллона;

Заданное суммарное расчетное число приложений нагрузки - 3504480;

Минимальный требуемый модуль упругости конструкции МПа.

Расчет для условий весеннего расчетного периода.

Расчетная влажность связного грунта:

Расчетные характеристики (модуль упругости и сдвиговые характеристики) грунта и песка приведены в таблице Е.2:

Таблица Е.2 - Расчетные характеристики грунта и песка

Материал слоя	E, МПа	Угол внутреннего трения, градусы	Угол внутреннего трения (статика), градусы	Сцепление, МПа	Сцепление (статика), МПа
Песок средней крупности	120	22	32	0,002	0,004
Грунт суглинок легкий	29,8	2,23	12,20	0,0015	0,0094

Примечание - В данном примере не учитывалось влияние режима нагружения на расчетные характеристики грунта и песка.

Расчетные характеристики слоев дорожной одежды приведены в таблице Е.3:

Таблица Е.3 - Расчетные характеристики слоев дорожной одежды

Материал слоя	Модуль упругости по упругому прогибу, МПа	Модуль упругости по сдвигу, МПа	Модуль упругости на изгиб, МПа	Сопротивление растяжению при изгибе МПа	m
Асфальтобетон плотный тип А, на вязком битуме 60/90	3200	1800	4500	9,8	5,5	5,2
Асфальтобетон пористый крупнозернистый, на вязком битуме 60/90	2000	1200	2800	8	4,3	5,9
Асфальтобетон пористый крупнозернистый, на вязком битуме 60/90	2000	1200	2800	8	4,3	5,9
ЩЦПС М-60	800	800	800	0,47	-	-
Песок средней крупности	120	120	120	-	-	-

Расчет дорожной одежды по упругому прогибу.

Общий расчетный модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммы рис. 4 ПНСТ 265-2018 (далее по тексту - ПНСТ), построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды.

Схема расчета конструкции приведена ниже:

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

Минимальный требуемый модуль упругости конструкции МПа.

Общий расчетный модуль упругости конструкции МПа.

Коэффициент прочности конструкции по упругому прогибу:

Требуемый коэффициентом прочности равен 1,50. Прочность по упругому прогибу в весенний расчетный период обеспечена.

Расчет на сопротивление монолитных слоев дорожной одежды усталостному разрушению от растяжения при изгибе

Расчет выполняется исходя из условия:

,

где - требуемый коэффициент прочности с учетом заданной надежности (таблица 11 ПНСТ), равный 1.10;

RN - прочность материала слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений;

- наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, устанавливаемое расчетом.

Наибольшее растягивающее напряжение при изгибе в монолитном слое определяем с помощью номограммы, приводя реальную конструкцию к двухслойной модели. К верхнему слою модели относят все асфальтобетонные слои, включая рассчитываемый.

Толщину верхнего слоя модели принимаем равной сумме толщин, входящих в пакет асфальтобетонных слоев - 22.00, см.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Нижним слоем модели служит часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, включая грунт рабочего слоя земляного полотна.

Общий модуль упругости нижних слоев, определяют с помощью номограммы рисунок 4 ПНСТ:

МПа

МПа

МПа

Общий модуль упругости нижних слоев - 312.00 МПа.

При использовании номограммы расчетное растягивающее напряжение определяют по формуле 20, ПНСТ:

МПа

где - растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах площадки, передающей нагрузку, рисунок 10 ПНСТ, МПа;

- коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным баллоном;

р - расчетное давление от колеса на покрытие, МПа.

Прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе определяют по формуле 18, ПНСТ:

МПа

где - нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки (таблица Б.5, приложение Б ПНСТ), МПа;

- коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки, (формула 19, ПНСТ, с учетом ОДМ 218.05.0012009):

,

- учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (таблица 14 ПНСТ);

- коэффициент вариации прочности на растяжение, равный 0.1;

t - коэффициент нормативного отклонения (таблица А.4, ПНСТ).

Коэффициент прочности конструкции полученный по расчету, равен:

,

Требуемый коэффициент прочности .

Прочность обеспечена.

Расчет монолитных оснований на изгиб

Расчет выполняется исходя из условия:

,

где - требуемый коэффициент прочности с учетом заданной надежности (таблица 11 ПНСТ), равный 1.10;

- предельное напряжение на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений материалов, укрепленных неорганическими или комплексными вяжущими, определяемое по ПНСТ ф-ла 22;

- наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, устанавливаемое расчетом.

Наибольшее растягивающее напряжение при изгибе в монолитном слое определяем с помощью номограммы, приводя реальную конструкцию к трехслойной модели, где средним будет рассматриваемый слой.

Определяется средневзвешенный модуль упругости верхних слоев, по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев - 75.19 МПа.

При использовании номограммы рисунок 10, расчетное растягивающее напряжение определяют по формуле 20, ПНСТ:

МПа,

где - растягивающее напряжение при изгибе от единичной нагрузки, МПа, определяемое по номограмме рисунок 10 ПНСТ;

р - расчетное давление от колеса на покрытие, МПа;

Рассчитывается предельное напряжение на растяжение при изгибе, с учетом усталостных процессов, по формуле 22, ПНСТ:

МПа,

где - предельное напряжение на растяжение при изгибе (таблица Б.1 ПНСТ);

- коэффициент усталости, учитывающий снижение прочности материалов, укрепленных неорганическими и комплексными вяжущими, при многократном приложении нагрузки определяемый по формуле 23, ПНСТ:

Коэффициент прочности конструкции полученный по расчету, равен:

.

Требуемый коэффициент прочности

Прочность обеспечена.

Расчет по сдвигу для слоя "грунт суглинок легкий"

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды до рассматриваемого слоя;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев, определяют с помощью номограммы рисунок 4 ПНСТ:

МПа

Общий модуль упругости нижних слоев - 29.76 МПа.

Активное напряжение сдвига от единичной нагрузки р = 1 МПа определяют по номограммам рисунок 5 или рисунок 6 ПНСТ, при угле внутреннего трения оно составляет 0.00658.

Активное напряжение сдвига при р = 0.80 МПа, по формуле 14 ПНСТ:

МПа,

Предельное активное напряжение сдвига в слое:

Коэффициент прочности конструкции:

.

Требуемый коэффициент прочности,

Прочность обеспечена.

Расчет по сдвигу для слоя "песок средней крупности" с содержанием пылевато-глинистой фракции 0%

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды до рассматриваемого слоя;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев, определяют с помощью номограммы рисунок 4 ПНСТ:

МПа

МПа

Общий модуль упругости нижних слоев - 75.19 МПа.

Активное напряжение сдвига от единичной нагрузки р = 1 МПа определяют по номограммам рисунок 5 или рисунок 6 ПНСТ, при угле внутреннего трения оно составляет 0.01065.

Активное напряжение сдвига при р = 0.80 МПа, по формуле 14 ПНСТ:

МПа,

Предельное активное напряжение сдвига в слое:

МПа

Коэффициент прочности конструкции:

Требуемый коэффициент прочности,

Прочность обеспечена.

Расчет на статическую нагрузку

Расчет для слоя Легкий суглинок

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев, определяют с помощью номограммы рисунок 4, ПНСТ:

МПа

Общий модуль упругости нижних слоев - 29.76 МПа.

Активное напряжение сдвига от единичной нагрузки р = 1 МПа определяют по номограммам рисунок 5 или рисунок 6 ПНСТ, при угле внутреннего трения оно составляет 0.00468.

Активное напряжение сдвига при р = 0.80 МПа, по формуле 14 ПНСТ:

МПа,

Предельное активное напряжение сдвига в слое:

МПа

Коэффициент прочности конструкции:

.

Требуемый коэффициент прочности,

Прочность обеспечена.

Расчет для слоя Песок средней крупности с содержанием пылевато-глинистой фракции 0%

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев, определяют с помощью номограммы рисунок 4, ПНСТ:

МПа

МПа

Общий модуль упругости нижних слоев - 78.38 МПа.

Активное напряжение сдвига от единичной нагрузки р = 1 МПа определяют по номограммам рисунок 5 или рисунок 6 ПНСТ, при угле внутреннего трения оно составляет 0.00807.

Активное напряжение сдвига при р = 0.80 МПа, по формуле 14 ПНСТ:

МПа,

Предельное активное напряжение сдвига в слое:

МПа

Коэффициент прочности конструкции:

.

Требуемый коэффициент прочности,

Прочность обеспечена.

Таблица Е.4 - Сводная таблица результатов расчета для весеннего расчетного периода

N слоя	Материал слоя	Толщина слоя, см	Критерий расчета	Предельное значение	Фактическое значение
1	Асфальтобетон плотный тип А, на вязком битуме 60/90	4	Упругий прогиб	380.990	672.000	1.76	1.50
2	Асфальтобетон пористый крупнозернист ый, на вязком битуме 60/90	8
3	Асфальтобетон пористый крупнозернист ый, на вязком битуме 60/90	10	Растяжение при изгибе	0.781	0.612	1.27	1.10
4	Щебеночно-песчаный, обработанный цементом М60	43	Растяжение при изгибе в слоях основания	0.45026	0.0958	4.71	1.10
5	Песок средней крупности с содержанием пылевато-глинистой фракции 0%	45	Сдвиг	0.04049	0.00852	4.75	1.10
			Статика	0.04849	0.00645	7.51	1.10
6	Легкий суглинок	-	Сдвиг	0.00622	0.00526	1.18	1.10
			Статика	0.01416	0.00374	3.78	1.10

Дополнительная проверка дорожной одежды в условиях жаркого летнего периода

По формуле Е.1 относительная расчетная влажность легкого суглинка в жаркий летний расчетный период составляет:

.

По приложению А "Расчетные характеристики жаркого летнего периода" глубина проникновения изотермы +50°С в дорожную одежду составляет 0,25 м. Толщина битумосодержащих слоев рассматриваемой дорожной одежды равняется (0,04 + 0,08 + 0,10) = 0,22 м < 0,25 м. Следовательно, температура всех асфальтобетонных слоев принимается равной +50°С. Расчетные характеристики материалов слоев дорожной одежды при температуре +50°С и грунта при влажности приведены в таблицах Е.5 и Е.6.

Таблица Е.5 - Расчетные характеристики грунта и песка

Материал слоя	E, МПа	Угол внутреннего трения, градусы	Угол внутреннего трения (статика), градусы	Сцепление, МПа	Сцепление (статика), МПа
Песок средней крупности	120	22	32	0,002	0,004
Грунт суглинок легкий	44.12	6.02	19.04	0.0070	0.0207

Таблица Е.6 - Расчетные характеристики слоев дорожной одежды

Материал слоя	Модуль упругости по упругому прогибу, МПа	Модуль упругости по сдвигу, МПа	Модуль упругости на изгиб, МПа	Сопротивление растяжению при изгибе , МПа
Асфальтобетон плотный тип А, на вязком битуме 60/90	460	460	460	-
Асфальтобетон пористый крупнозернистый, на вязком битуме 60/90	360	360	360	-
Асфальтобетон пористый крупнозернистый, на вязком битуме 60/90	360	360	360	-
ЩЦПС М-60	800	800	800	0,47
Песок средней крупности	120	120	120	-

Общий расчетный модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммы рис. 3.1 ОДН 218.046-01, построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды.

Расчет по упругому прогибу

Критерий прочности имеет вид:

где - общий модуль упругости на поверхности дорожной конструкции;

- минимальный требуемый модуль упругости с учетом ГОСТ 32969, где давление на покрытие для дорожных одежд капитального типа отличается от 0.6 МПа:

, МПа.

Независимо от результата полученного по формуле должен быть не менее указанного в таблице 13 ПНСТ, равного 325.00 МПа.

Принимаем равным 380.99 МПа.

- требуемый коэффициент прочности конструкции для жаркого летнего периода, принимается равным 1.0 (п. 6.3.2.1 ОДМ).

Общий расчетный модуль упругости конструкции определяют с помощью номограммы рисунок 4 ПНСТ, построенной по решению теории упругости для модели многослойной среды.

Схема расчета конструкции приведена ниже:

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

Общий расчетный модуль упругости конструкции МПа.

Коэффициент прочности конструкции полученный по расчету, равен:

.

Требуемый коэффициентом прочности .

Прочность не обеспечена. Необходимо провести дополнительный расчет по другим критериям прочности.

Расчет конструкции на сопротивление монолитных слоев покрытия усталостному разрушению от растяжения при изгибе

Расчет для летнего периода не проводится.

Расчет монолитных оснований на изгиб

Расчет выполняется исходя из условия:

,

где - требуемый коэффициент прочности с учетом заданной надежности (таблица 11 ПНСТ), равный 1.10;

- предельное напряжение на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений материалов, укрепленных неорганическими или комплексными вяжущими, определяемое по ПНСТ ф-ла 22;

- наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, устанавливаемое расчетом.

Наибольшее растягивающее напряжение при изгибе в монолитном слое определяем с помощью номограммы, приводя реальную конструкцию к трехслойной модели, где средним будет рассматриваемый слой.

Определяется средневзвешенный модуль упругости верхних слоев, по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев - 87.28 МПа.

При использовании номограммы рисунок 10, расчетное растягивающее напряжение определяют по формуле 20, ПНСТ:

МПа,

где - растягивающее напряжение при изгибе от единичной нагрузки, МПа, определяемое по номограмме рисунок 10 ПНСТ;

р - расчетное давление от колеса на покрытие, МПа;

Рассчитывается предельное напряжение на растяжение при изгибе, с учетом усталостных процессов, по формуле 22, ПНСТ:

МПа,

где - предельное напряжение на растяжение при изгибе (таблица Б.1 ПНСТ);

- коэффициент усталости, учитывающий снижение прочности материалов, укрепленных неорганическими и комплексными вяжущими, при многократном приложении нагрузки определяемый по формуле 23, ПНСТ:

Коэффициент прочности конструкции полученный по расчету, равен:

.

Требуемый коэффициент прочности

Прочность обеспечена.

Расчет по сдвигу

Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если в грунте земляного полотна и в малосвязных (песчаных) слоях обеспечено условие:

,

где - требуемое минимальное значение коэффициента прочности (таблица 11, ПНСТ), равное 1.10;

- предельная величина активного напряжения сдвига, превышение которой вызывает нарушение прочности на сдвиг, МПа.

Т - расчетное активное напряжение сдвига от действующей временной нагрузки, МПа;

Предельное активное напряжение сдвига в слое определяют по формуле 13, ПНСТ:

где - сцепление в рассматриваемом слое;

- коэффициент, учитывающий особенности рабочей конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем основания;

- глубина расположения поверхности проверяемого на сдвигоустойчивость слоя, от верха конструкции, см;

- средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, ;

величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки.

Действующие активные напряжения сдвига в слое вычисляют по формуле 14, ПНСТ:

где - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки р = 1 МПа, определяемое с помощью номограмм рисунок 5 и рисунок 6 ПНСТ, в зависимости от угла внутреннего трения

р - расчетное давление от колеса на покрытие, равное 0.80 МПа.

При практических расчетах многослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной расчетной модели и рассчитывают для каждого требуемого слоя в отдельности.

Расчет для слоя Легкий суглинок

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды до рассматриваемого слоя;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев, определяют с помощью номограммы рисунок 4 ПНСТ:

МПа

Общий модуль упругости нижних слоев - 44.12 МПа.

Активное напряжение сдвига от единичной нагрузки р = 1 МПа определяют по номограммам рисунок 5 или рисунок 6 ПНСТ, при угле внутреннего трения оно составляет 0.00832.

Активное напряжение сдвига при р = 0.80 МПа, по формуле 14 ПНСТ:

МПа,

Предельное активное напряжение сдвига в слое:

МПа

Коэффициент прочности конструкции:

.

Требуемый коэффициент прочности,

Прочность обеспечена.

Расчет для слоя Песок средней крупности с содержанием пылевато-глинистой фракции 0%

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды до рассматриваемого слоя;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев, определяют с помощью номограммы рисунок 4 ПНСТ:

МПа

МПа

Общий модуль упругости нижних слоев - 87.28 МПа.

Активное напряжение сдвига от единичной нагрузки р = 1 МПа определяют по номограммам рисунок 5 или рисунок 6 ПНСТ, при угле внутреннего трения оно составляет 0.01295.

Активное напряжение сдвига при р = 0.80 МПа, по формуле 14 ПНСТ:

МПа,

Предельное активное напряжение сдвига в слое:

МПа

Коэффициент прочности конструкции:

.

Требуемый коэффициент прочности,

Прочность обеспечена.

Расчет на статическую нагрузку

Расчет для слоя Легкий суглинок

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев, определяют с помощью номограммы рисунок 4, ПНСТ:

МПа

Общий модуль упругости нижних слоев - 44.12 МПа.

Активное напряжение сдвига от единичной нагрузки р = 1 МПа определяют по номограммам рисунок 5 или рисунок 6 ПНСТ, при угле внутреннего трения оно составляет 0.00459.

Активное напряжение сдвига при р = 0.80 МПа, по формуле 14 ПНСТ:

МПа,

Предельное активное напряжение сдвига в слое:

МПа

Коэффициент прочности конструкции:

.

Требуемый коэффициент прочности,

Прочность обеспечена.

Расчет для слоя Песок средней крупности с содержанием пылевато-глинистой фракции 0%

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле 16, ПНСТ:

МПа,

где n - число слоев дорожной одежды;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

Общий модуль упругости нижних слоев, определяют с помощью номограммы рисунок 4, ПНСТ:

МПа

МПа

Общий модуль упругости нижних слоев - 89.86 МПа.

Активное напряжение сдвига от единичной нагрузки р = 1 МПа определяют по номограммам рисунок 5 или рисунок 6 ПНСТ, при угле внутреннего трения оно составляет 0.00806.

Активное напряжение сдвига при р = 0.80 МПа, по формуле 14 ПНСТ:

МПа,

Предельное активное напряжение сдвига в слое:

МПа

Коэффициент прочности конструкции:

.

Требуемый коэффициент прочности,

Прочность обеспечена.

Таблица Е.7 - Сводная таблица результатов дополнительного расчета для условий жаркого летнего периода

N слоя	Материал слоя	Толщина слоя, см	Критерий расчета	Предельное значение	Фактическое значение
1	Асфальтобетон плотный тип А, на вязком битуме 60/90	5	Упругий прогиб	380.990	353.484	0.93	1.00
2	Асфальтобетон пористый крупнозернистый, на вязком битуме 60/90	8
3	Асфальтобетон пористый крупнозернистый, на вязком битуме 60/90	10
4	Щебеночно-песчаный, обработанный цементом М60	43	Растяжение при изгибе в слоях основания	0.45026	0.1049	4.29	1.10
5	Песок средней крупности с содержанием пылевато-глинистой фракции 0%	45	Сдвиг	0.04099	0.01036	3.96	1.10
			Статика	0.04899	0.00645	7.60	1.10
6	Легкий суглинок	-	Сдвиг	0.01470	0.00666	2.21	1.10
			Статика	0.02840	0.00367	7.74	1.10