Определение основных технических нормативов строящейся автомобильной дороги

В соответствии с генпланом строящейся автомобильной дороги устанавливаем категорию и определяем технические нормативы по СП 42.13330.2011 [1].

Данные заносим в таблицу 1.

Таблица 1 – Нормативы строящейся автомобильной дороги

№ п.п.	Наименование норматива	Предельные значения по [1]	Принятые значения норм
1	Категория дороги, улицы	Улица в жилой застройке
2	Расчетная скорость, км/ч	40	40
3	Тип дорожной одежды, вид покрытия	Капитальный, асфальтобетон
4	Число полос движения	2	2
5	Ширина полосы движения, м	3	3,5
6	Ширина проезжей части, м	6	7
7	Ширина пешеходной части тротуаров, м	1,5	2
8	Наименьший радиус кривых в плане, м	90	-
9	Наибольший продольный уклон, ‰	70	50

 

Расчет конструкции дорожной одежды

Исходные данные

Проектируем дорожную одежду по ОДН 218.46-01 [5] и принимаем аналог категории дороги согласно СП 34.13330.2012 [2] при следующих исходных данных:

- область проложения автомобильной дороги – город Новомосковск (III₁ дорожно-климатическая зона);

- категория дороги – III (N_p = 2100 авт/сут) [2];

-ежегодный рост интенсивности движения – 1,02 %;

-грунт рабочего слоя земляного полотна – супесь легкая;

- коэффициент уплотнения – 0,97-0,95;

- схема увлажнения – 1;

- модуль упругости щебеночного основания E_щеб = 250 МПа;

- песок мелкий E_п = 100 МПа; h_п = 20 см;

- глубина залегания грунтовых вод – более 4 м;

- процент автомобилей грузоподъемности:

    от 1 до 2 т – 46 %;

    от 2 до 6 т – 27 %;

    от 6 до 8 т – 16 %;

                > 8 т – 6%;

    автобусов – 3 %;

    тягачей – 2 %.

Проверяем принадлежность дороги к категории по приведенным автомобилям, выбирая коэффициенты приведения по [2]:

N_{р прив} = 2100 · (0,46 · 1,3 + 0,27 · 1,4 + 0,16 · 1,6 + 0,06· 1,8 + 0,03 · 1,4 + 0,02 ×× 2,67) = 3017ед/сут.

Категория дороги – III (приведенная интенсивность III категории от 2000 до 6000 приведенных единиц в сутки) [2].

Расчет на прочность

Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы∑N_р, авт., по формуле

∑N_р = 0,7 · N_р ·  · Т_рдг · k_n,

где N_р – приведенная интенсивность на последний год срока службы, ед/сут;

n – число марок автомобилей;

Т_рдг – расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции (определяемое в соответствии с приложением 6 [5]);

k_n – коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого (табл. 3.3 [5]);

K_c – коэффициент суммирования (приложение 6, табл. П.6.5 [5]):

К_с = 17,2 – (17,2 – 10,9) / (15 – 10) ∙ (15 – 12) = 17,2 – 3,78 = 13,42;

q – показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам;

Т_сл – расчетный срок службы (приложение 6, табл. П.6.4 [5]).

N_р = f_пол ∙ ,

где f_пол – коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним, определяемый по табл. 3.2 [5];

N_m – число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m-й марки;

S_m – суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства m-й марки к расчетной нагрузке Q_расч, определяемый в соответствии с приложением 1 [5].

N_р = 1,00 ∙ (2100 ∙ 0,46 ∙ 0,005 + 2100 ∙ 0,27∙ 0,2 + 2100 ∙ 0,16 ∙ 0,7 + 2100 ∙ 0,06 × × 1,25 + 2100 ∙ 0,03 ∙ 0,7 + 2100 ∙ 0,02 ∙ 1,5) = 1,00 · (5 + 113 + 235 + 158 + 44 + 63) = 1,00 × × 618 = 618 ед/сут.

∑N_р = 0,7 · 618 ·  · 125 · 1,38 = 805430 авт.

Предварительное назначение конструкции и значения расчетных параметров

Предварительно назначаем конструкцию и значения расчетных параметров для:

- расчета по допускаемому прогибу (приложение 2, табл. П.2.5; приложение 3, табл. П. 3.2; приложение 3, табл. П. 3.9 [5]);

- расчета по условию сдвигоустойчивости (приложение 3, табл. П.3.2; приложение 3, табл. П. 3.6 [5]);

- расчета на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению при изгибе (приложение 3, табл. П.3.1; приложение 3, табл. П. 3.6 [5]).

Результаты оформляем в виде таблицы 2.

Таблица 2 – Характеристики материалов для расчетов

№ п.п.	Материал слоя	h слоя, см	Расчет по допустимому упруг. прогибу, Е, МПа	Расчет по усл. сдвигоустойчивости, Е, МПа	Расчет на растяжение при изгибе
					Е, МПа	Ro, МПа	α	m
1	Асфальтобетон плотный на БНД марки 90/130	3	3200	1100	4500	9,8	5,4	5,5
2	Асфальтобетон пористый на БНД марки 90/130	5	2000	770	2800	8,0	6,3	4,3
3	Асфальтобетон высокопористый на БНД марки 90/130	8	2000	840	2100	6,20	7,6	4,0
4	Щебень	по расчету	250	250	250	-	-	-
5	Песок мелкий	20	100	100	100	-	-	-
6	Супесь легкая	-	60	60	60	-	-	-

 

Предварительно назначаем толщину слоев, содержащих органическое вяжущее: минимальная толщина (h_min)для капитального типа дорожной одежды составляет 15 см. Принимаем h₁ = 3 см; h₂ = 5 см; h₃ = 8 см.

Находимо по табл. П. 2.1 [5] среднее значение влажности W_таб от W_T = 0,55.

Находим по табл. П. 2.5 [5] значение модуля упругости для супеси легкой при относительной влажности грунта W/W_m = 0,55. Е_гр = 60 МПа.