Проектирование автомобильных дорог

 

     Проанализировав данные о наличии местных материалов, отходов промышленности, карьеров каменных материалов, их дальности возки относительно проектируемого участка дороги:

     1. Назначаем конструкцию дорожной  одежды на участке автомобильной  дороги, проектируемой в IV дорожно-климатической зоне (ДКЗ). За расчетную принимаем нагрузку А₃, диаметр следа колеса D=45 см.

     2. Минимальную толщину слоев назначаем,  исходя из рекомендаций СН РК

     1) Асфальтобетон мелкозернистый, h=4 см;

     2) Асфальтобетон крупнозернистый, h=6 см;

     3) Асфальтобетон крупнозернистый  пористый, h=6 см;

     4) Щебеночная смесь h=15 см;

     5) Песок, h=15 см; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 2.0 Минимальная толщина слоев 

      3. Перспективная интенсивность движения  N=2860 авт/сут;

     4. Состав транспортного потока: 

 

     5. Уровень проектной надежности  К_н=0,90 (таблица 2.1);

     6. Тип местности по условиям  увлажнения – 2 (определяется по результатам инженерно-геологических изысканий)

     7. Коэффициент ежегодного прироста  интенсивности движения, определяемый  по данным экономических изысканий  составляет q=1,03 

     2.2 Расчет дорожной одежды по допускаемому упругому прогибу. 

     Дорожные одежды на прочность рассчитывается по трем критериям:

• по допускаемому упругому прогибу;
• по сдвигу в грунте земляного полотна и малосвязных слоях основания;
• на растяжение при изгибе в монолитных слоях и промежуточных слоях, обработанных неорганическими или комплексными вяжущими.

        Верхние слои земляного полотна рассматривают как составной конструктивный элемент дорожной одежды, к прочности, однородности и сопротивлению, внешним нагрузкам которых предъявляют достаточно высокие требования. 

     2.2.1 Определение модуля упругости грунта 

     Модуль  упругости грунта Е_гр зависит от расчетной влажности W_р  

           W_p = W_ср·(1+t·ν_w)  (2.1)

     где W_ср – средняя влажность грунта в долях от W_т, которую определяют по таблице 2.3  

Таблица 2.3 - Среднее значение влажности 

 

     Для глины в IV ДКЗ для 2 типа местности по условиям увлажнения W_ср=0,63

     t – коэффициент нормированного  отклонения влажности, зависящий от уровня проектной надежности (t=1,32, согласно таблицы 2.4)

     ν_w – коэффициент вариации влажности (ν_w =0,1 принимается во всех случаях) 

Таблица 2.4 - Коэффициенты нормированного отклонения

 

     Расчетные данные для грунта земляного полотна. Глина: E_гр = 41 МПа; φ_гр=18; С _гр =0,019.

W_p=0,63·(1+1,32·0,1)=0,713

     2.2.2 Определение интенсивности движения, приведенной к расчетным нагрузкам N_p и требуемого модуля упругости Е_тр 

     При расчете на прочность дорожной одежды следует учитывать перспективную  интенсивность движения автомобилей  различных марок в обоих направлениях, которые приводятся к эквивалентной  интенсивности воздействия расчетной нагрузки на одну полосу проезжей части в сутки. Расчетная интенсивность определяется по формуле: 

           N_p = f_пол·∑(N_i·S_i), авт/сут  (2.2) 

     где: f_пол – коэффициент приведения к одной полосе движения (f_пол  =0,55, таблица 2.5);

     N_i    - интенсивность движения i- той марки автомобиля;

     S_i  - суммарный коэффициент приведения автомобиля  i – той марки к расчетным нагрузкам , определяемый по таблице 1.2 Приложение 1 СН РК 3.03.19-2006 «Проектирование дорожных одежд нежесткого типа» 
 
 
 
 
 
 

     Таблица 2.5 - Коэффициент полосности 

 

     Расчет  интенсивности движения каждой марки  автомобиля в общем транспортном потоке сводим в таблицу 2.6 

     Таблица 2.6 - Расчет приведенной интенсивности движения 

 

     N_p = 1522,96 ·0,55=837,63 авт/сут

     Расчетное суммарное количество приложений расчетной  нагрузки к дорожной конструкции  за срок службы определяют по формуле: 

              (2.3) 

     где q – коэффициент ежегодного прироста интенсивности движения;

     Т – срок службы покрытия, определяемый по таблице 2.7 

     Таблица 2.7 – Расчетные сроки службы конструкций дорожных одежд 

 

     Расчетное суммарное количество приложений расчетной  нагрузки к дорожной конструкции  за срок службы  

     

 

     Требуемый модуль упругости определяется в  зависимости от расчетного суммарного количества приложений расчетной нагрузки за срок службы конструкции дорожной одежды по формуле: 
 

      (2.4) 

     где А, В и С  - параметры уравнения, равные А=120 МПа; В=74 МПа; для нагрузок А₁,А₂,А₃, соответственно С=4,5; С=4,3; С=4,0. 

     

 МПа 

     2.2.3 Расчет конструкции дорожной одежды по допускаемому упругому прогибу 

     Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям  надежности и прочности по критерию упругого прогиба, если выполняется  следующее требование: 

           К_пр ≤Е_общ/Е_тр  (2.5) 

     где: Е_общ – общий модуль упругости конструкции дорожной одежды, МПа