Вывод: условие прочности на упругий прогиб выполняется.

 

Общий фактический модуль упругости дорожной одежды уменьшается в процессе эксплуатации дороги за счет износа покрытия, старения и потери прочности материала, накопления напряжений, микроповреждений и деформаций на 1-3% в год.

В общем случае изменение фактической прочности дорожной одежды можно определить по формуле:

где, - общий модуль упругости дорожной одежды по истечению “Т” лет эксплуатации, Мпа;

- общий модуль упругости дорожной одежды в первый год эксплуатации, Мпа;

- знаменатель прогрессии уменьшения прочности дорожной одежды;

=0,99 – 0,98 – дорожная одежда капитального типа с асфальтобетонным типом покрытия;

=0,98 – 0,97 – дорожная одежда облегченного типа покрытия;

=0,97 – 0,96 – дорожная одежда переходного типа.

(Большие значения для 4-5 климатических зон и меньшие для 2-3 климатической зоны). Примем =0,98.

Для определения общего исходного модуля упругости вычерчивают конструкцию дорожной одежды и производят расчёт снизу-вверх.

Требуемый модуль упругости изменяется в зависимости от роста интенсивности движения. Кроме того закономерность изменения не прямолинейная поэтому его вычисляют на 1-ый, 5-ый, 10-ый, 15ый и так далее годы эксплуатации. Вычисления сводят в таблицу и строят график зависимости E=f(T), определяя тем самым срок службы дороги до капитального ремонта.

Участок 2.

Таблица 2.2.1

Год эксплуатации Т, лет
Интенсивность движения N, авт./сут
Требуемый модуль упругости Етр,Мпа
Общий модуль упругости Еобщ,Мпа
Коэффициент прочности Кпр	1,32	1,20	1,07	0,95

 

По данным таблицы строим графики зависимости E=f(T)

 

Согласно графика, период до капитального ремонта составляет 12 лет и 9 месяцев.

 

2.2.2.Проверка прочности дорожной одежды на сдвиг в грунте земляного полотна.

 

Дорожную одежду проектируют из расчета, чтобы под действием кратковременных или длительных нагрузок в подстилающем грунте или малосвязанных (песчаных) слоях за весь срок службы не накапливались недопустимые остаточные деформации формоизменения. Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если в грунте земляного полотна и в малосвязанных (песчаных) слоях обеспечено условие:

К_пр£Т_доп/Т_сдв

 

где, К_пр – коэффициент прочности, К_пр=1,0 (ОДН 218.046-01 стр.20 табл.3.1.).

Т_сдв – расчётное активное напряжение сдвига.

Т_доп – допустимая предельная величина активного напряжения сдвига.

 

Т_доп =σ*tqj+К_д*С

 

где C – сцепление в грунте земляного полотна, МПа, С=0,0044 МПа; (ОДН 218.046-01 стр.71 табл.П.2.4.);

j - угол внутреннего трения, j=3,7°

К_д – коэффициент учитывающий особенности работы

К_д=4,0 (ОДН 218.046-01 стр.34.);

 

σ = ρ₁*z₁*g+ρ₂*z₂*g+…+p_i*z_i*g

 

где ,z – ширина слоя

p – плотность материала, (ρ₁=2400 кг/м³, ρ₂=2300 кг/м³, ρ₃=1800 кг/м³, ρ₃=1600 кг/м,³ ρ₄=1950 кг/м³)(ОДН 218.046-01 стр.86 табл. П.5.1).

 

σ=(2400*0,04+2300*0,045+1800*0,22+1600*0,18+1950*0,65)*9,8=0,021 МПа

 

Действующее в грунте активное напряжение сдвига вычисляют по формуле:

Т_сдв =t_н*P,

где,t_н – удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм t_н=0.016(ОДН 218.046-01 рис.3.2)

Р – расчетное давление от колеса на покрытие, Р=0,6 МПа

Т_сдв=0.0160.6=0.0096

 

При расчете дорожной конструкции на прочность по сдвигоустойчивости грунта земляного полотна в качестве нижнего принимают грунт (с его характеристиками), а в качестве верхнего – всю дорожную одежду. Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле:

Е_ср=å(Е_i*h_i) h_i,

где, n – число слоев дорожной одежды;

Е_i – модуль упругости i – го слоя;

h_i – толщина i – го слоя.

Е_ср=(2400*0,040+2000*0,045+450*0,22+350*0,18+120*0,65)/(0,040+0,045+0,22+

+0,18+0,65)=375,3МПа

Е_ср/Е_гр=375,3/33=11,3

h/d=113,5/37=3,06

τ_доп=0.012*tq3,7°+4*0.0044=0,018

τ_сдв=0.0096<τ_доп=0.018