Рассчитываем конструкцию на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустойчивости в грунте.

 

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле (3.13):

где  - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм (рис.3.2 и 3.3);

 - расчетное давление от колеса на покрытие.

Для определения  предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (супесь пылеватая) со следующими характеристиками: (при и =732 932.) = 54 МПа (табл.П.2.5); = 12° и = 0,004 МПа (табл.П.2.4).

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.12), где значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по табл.П.3.2 при расчетной температуре +20 °С (табл.3.5).

 

 МПа

По отношениям   и  и при = 12° с помощью номограммы (рис.3.3) находим удельное активное напряжение: = 0,025 МПа.

 

Таким образом: = 0,025·0,6 = 0,015 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига  в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.14),

,

где  - сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном песчаном слое), МПа, принимаемое с учетом повторности нагрузки (Приложение 2, табл.П.2.6 или П.2.8);

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

При устройстве нижнего слоя из укрепленных материалов, а также при укладке на границе «основание - песчаный слой» разделяющей геотекстильной прослойки, следует принимать значения  равными:

- 4,5 - при использовании в песчаном слое крупного песка;

- 4,0 - при использовании в песчаном слое песка средней крупности;

- 3,0 - при использовании в песчаном слое мелкого песка;

- 1,0 - во всех остальных случаях.

0,1 - коэффициент для перевода в МПа;

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

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

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

По исходным данным = 0,004 МПа,  1,0.  5+10+20+20 = 55 см  36° (табл.2.4)

= 0,002 кг/см

= 0,004+0,1·0,002·55·tg36° = 0,012,

 , что меньше  1,00 (табл.3.1).

Прочность не обеспечена

Рассчитываем конструкцию на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

 

Расчет выполняем в следующем порядке:

 

а) Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели - часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, т.e. щебеночное основание и грунт рабочего слоя. Модуль упругости нижнего слоя определяем по номограмме рис.3.1. Определено ранее о формуле

 195 МПа

К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.

Модуль упругости верхнего слоя устанавливаем по формуле (3.12)

 МПа

 

Модули упругости асфальтобетонных слоев назначаем по табл.П.3.1.

б) По отношениям  0,59 и по номограмме рис.3.4 определяем = 1,7 МПа.

 

Расчетное растягивающее напряжение вычисляем по формуле (3.16):

,                                                                        (3.16)

 

где  - растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах площадки, передающей нагрузку, определяемое по номограмме рис.3.4;

 - коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным баллоном. Принимают равным 0,85 (при расчете на однобаллонное колесо = 1,00);

 

 - расчетное давление, принимаемое по табл.П.1.1 Приложения 1.

= 1,7·0,6·0,85 = 0,87 МПа.

в) Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле (3.17):

,                                                         (3.17)

где  - нормативное значение предельного сопротивления растяжению (прочность) при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки, принимаемое по табличным данным (Приложение 3, табл.П.3.1);

 - коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки;

 - коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (табл.3.6);

 - коэффициент вариации прочности на растяжение (Приложение 4);

 - коэффициент нормативного отклонения (Приложение 4).

Таблица 3.6

	Материал расчетного слоя
	Асфальтобетон
1	Высокоплотный	1,0
3	Пористый и высокопористый	0,80

 

 

3.42. Коэффициент , отражающий влияние на прочность усталостных процессов, вычисляют по выражению:

 ,                                                                         (3.18)

где  - расчетное суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы монолитного покрытия, определяемое по формуле (3.6) или (3.7) с учетом числа расчетных суток за срок службы (см. Приложение 6);

 - показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя (Приложение 3, табл.П.3.1);

при = 5,5 МПа для нижнего слоя асфальтобетонного пакета (табл.П.3.1)

= 0,10 (табл.П.4.1) = 1,71 (табл.П.4.2) = 4,3; = 7,1 (табл.П.3.1)

=732 932.;

= 0,80 (табл.3.6)

 

 5,5·0,226·0,80 (1 - 0,1·1,71) = 0,82

г) , что меньше, чем  1,0 (табл.3.1).

Следовательно, выбранная конструкция не удовлетворяет этому критерию прочности.