Проектирование дорожной одежды нежесткого и жесткого типов. Курсовая работа (т). Транспорт, грузоперевозки.
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Проектирование дорожной одежды нежесткого и жесткого типов
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Автомобильная дорога - капитальное линейное
сооружение, включающее в себя земляное полотно, дорожную одежду, инженерные и
искусственные сооружения, элементы обстановки дороги. При этом стоимость
строительства дорожной одежды может составлять до 60 % от стоимости всей
дороги. Поэтому в процессе проектирования необходимо таким образом подбирать
конструкцию дорожной одежды, чтобы она при обеспечении всех прочностных
показателей была наиболее экономичной. Для этого подбираются к использованию
местные строительные материалы и отходы промышленности; наиболее дорогостоящие
материалы используют с минимальной толщиной, более дешевые - большей толщиной.
В курсовой работе будет рассчитано два варианта
дорожной одежды нежесткого и два варианта жесткого типа. Для расчета
производится подбор конструкций дорожных одежд в соответствии с требованиями к
толщине слоев, модулям упругости смежных слоев, прочности основания дорожной
конструкции.
По итогам проектирования будет произведено
технико-экономическое сравнение и выбран наиболее экономичный вариант,
подразумевающий наименьшие затраты на ремонт и содержание конструкции.
Экономическое сравнение производится по укрупненным показателям.
1.
Конструирование нежесткой дорожной одежды
Проектирование
дорожной одежды представляет собой единый процесс конструирования и расчёта
дорожной конструкции (системы дорожной одежды + рабочий слой земляного полотна)
на прочность, морозоустойчивость и осушение с технико-экономическим
обоснованием вариантов с целью выбора наиболее экономичного в данных условиях.
Методика
конструирования дорожной одежды включает:
·назначение
числа конструктивных слоев с выбором материалов для устройства слоев,
размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочных толщин;
·предварительная
оценка необходимости назначение мер по осушению конструкции, а также по
повышению трещиностойкости конструкций;
·оценка
целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного
полотна;
·предварительный
отбор конкурентоспособных вариантов с учётом местных природных и проектных
условий работы.
Тип дорожной одежды
и вид покрытия, конструкция одежды в целом должны удовлетворять
транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к дороге
соответствующей категории и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности
движения «течение заданных межремонтных сроков.
При выборе
материалов для устройства слоев дорожной одежды необходимо учитывать следующие
положения.
Покрытие и верхние
слои основания должны соответствовать проектным воздействующим нагрузкам и быть
водо- морозе- и термоустойчивыми. Асфальтобетонное покрытие должно быть, как
правило, однослойным.
Минимальную
конструктивную толщину покрытия назначают по нормам действующего СНиП, а
толщину слоя асфальтобетонного основания определяют расчетами на прочность.
Верхний слой покрытия проектируют из плотного и высокоплотного асфальтобетона.
В районах,
недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами, целесообразно широко
применять местные материалы (в том числе малопрочные и некондиционные и грунты,
укрепленные неорганическим вяжущим (цемент, известь, активные золы и др.).
Основание из
зернистых материалов должно быть, как правило, двухслойным: несущий слой из
жестких и сдвигоустойчивых материалов ( щебень, гравий, щебеночно-
или гравийно - песчаные смеси, материалы и грунты, укрепленные
неорганическим вяжущим) и дополнительные слои, выполняющие дренирующий и
теплоизолирующие функции.
Толщину слоев из
материалов, содержащих органическое вяжущее и укладываемых на верхний слой
основания нз материалов, укрепленных цементом, для ограничения появления
«отраженных» трещин на покрытии, нужно принимать, как правило, не менее толщины
слоев, укрепленных цементом, при этом минимальная толщина слоев с органическими
вяжущими для капитальных типов дорожных одежд 18 см, для облегченных - 12 см.
Необходимо
предусматривать в конструкции одежды меньшее число слоев из разных материалов
(2-4 без учета дополнительных слоев).
Дорожные одежды
облегченного типа с усовершенствованными покрытиями (асфальтобетонные,
дегтебетонные, из черного щебня, из щебня, обработанного вяжущими по способу
пропитки, из крупнообломочных материалов, из песчаных или супесчаных фунтов,
обработанных в установке битумной эмульсией совместно с цементом) целесообразно
применять на дорогах III, IV категорий.
Предварительно
толщину покрытия из асфальтобетона облегченных дорожных одежд следует назначать
4-6 см, а при использовании других материалов в покрытии, кроме
вышеперечисленных - 6-8 см. [4].
Морозозащитные слои
устраивают из стабильных зернистых материалов, таких как песок,
песчано-гравийная смесь, гравий, щебень, шлаки и др., а также из грунтов,
укрепленных вяжущими, или гидрофобизированных грунтов, или из других
непучинистых материалов.
В случае устройства
морозозащитного слоя из зернистых материалов с коэффициентом фильтрации не
менее 1-2 м/сут он может также выполнять функцию дренирующего слоя. В этом
случае морозозащитный слой нужно устраивать на всю ширину земляного полотна с
выходом на откосы насыпи или с укладкой трубчатых дрен пли других водоотводящих
устройств.
Дренирующие слои
устраивают на участках с земляным полотном из не дренирующих грунтов во
всех случаях при 3-ей схеме увлажнения рабочего слоя земляного полотна; при
1-ой и 2-ой схемах увлажнения в районах с большим количеством осадков (II - III ДКЗ), а также на
участках, в основании проезжей части которых возможно скопление воды,
проникающей с поверхности (участки с затяжными продольными уклонами, при
сравнительно легко водопроницаемых грунтах обочин.).
Требуемый
коэффициент фильтрации материала дренирующего слоя должен быть не менее 1
м/сут. и 2 м/сут. соответственно на участках дорог, проходящих в насыпи или
низкой насыпи [4].
Строительство дорожной одежды производится в
Калужской области. Область расположена в II
дорожно-климатической зоне. Глубина промерзания грунтов в среднем составляет
120 см. Грунты земляного полотна - песок пылеватый. Расчетная интенсивность
движения на перспективу 20 лет составляет 1150 авт/сут. Рост интенсивности
движения составляет 4 %.
Под прочностью
дорожной одежды понимают способность сопротивляться процессу развития
остаточных деформаций и разрушений под воздействием касательных и нормальных
напряжений, поднимающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от
расчётной нагрузки ( кратковременной, многократной или длительно
действующей однократной ), приложенной к поверхности покрытия.
Прочность
конструкции определяется по формуле:
где -
требуемый общий модуль упругости конструкции, определяемый при
расчётной нагрузке;
- расчётный общий
модуль упругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке.
При оценке прочности
конструкции по слоям по допускаемым напряжениям коэффициент прочности
определяют по формуле:
где -
расчётные действующие напряжения (нормальные или касательные) от расчётной
нагрузки;
- допустимые напряжения
(нормальные или касательные) от расчётной нагрузки.
В задачу расчёта входит
определение толщин слоев одежды, намеченных при конструировании, или выбор
материалов с соответствующими деформационными и прочностными характеристиками
при заданных толщинах слоев.
Отказ дорожной одежды,
связанный с недостаточной её прочностью, может возникнуть в результате:
1накопления до истечения заданного срока службы конструкции
недопустимых остаточных деформаций;
2усталостных разрушений монолитных слоев конструкции под
воздействием растягивающих напряжений от многократного приложения транспортной
нагрузки.
В соответствии с
этим расчёт конструкции в целом ведут по допустимом упругому прогибу (или
требуемому общему модулю упругости), а расчёт на прочность в слоях выполняют по
допускаемым напряжениям на сдвиг в слоях с пониженной сопротивляемостью сдвигу
(слабосвязанные материалы - грунт, песок и др.) и на растяжение при изгибе в монолитных слоях (материалы,
укрепленные вяжущими).
При проектировании
дорожной одежды задают интенсивность движения па перспективу 20 лет, долю
движения легковых и грузовых автомобилей и процентах, состав движения
грузовых автомобилей и автобусов, среднегодовой рост интенсивности движения.
2.2 Определение
категории автомобильной дороги
Интенсивность
движения на перспективу 20 лет составляет 1150 авт/сут.
Определим приведенную
интенсивность движения:
где -
интенсивность движения автомобилей данной грузоподъемности;
- коэффициент
приведения к легковому автомобилю.
Таблица 2.1 - Расчет
приведенной к легковому автомобилю интенсивности движения
Коэффициент приведения, Приведенная
интенсивность к легковому автомобилю, , авт/сут
По приведенной
интенсивности движения делаем вывод, что дорога относится к IY технической категории
(200- 2000 авт/сут).
.3 Определение
расчетной интенсивности и общего модуля упругости дорожной одежды
За расчетную
принимается нагрузка группы А. Расчетная интенсивность - это приведенное к
расчетной нагрузке среднесуточное число приложений всех колес грузовых автомобилей,
расположенных по одному борту расчетного автомобиля, в пределах одной полосы
проезжей части на конец срока службы.
Величину приведенной
интенсивности движения на последний срок службы дорожной одежды определяют по формуле:
где -
коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним;
n
- общее число расчетных марок автомобилей;
- интенсивность
движения в сутки в обоих направлениях автомобилей данной грузоподъемности;
- суммарный коэффициент
приведения воздействия на дорожную одежду транспортных средств каждой
грузоподъемности.
Расчетный срок службы
для дороги IY категории, II
ДКЗ и облегченном типе покрытия - 10 лет.
Интенсивность движения
расчетных автомобилей в исходном году:
где -
расчетная перспективная интенсивность движения на 20 лет;
- интенсивность
движения расчетных автомобилей в исходном году;
Р - ежегодный рост
интенсивности в %.
Определяем расчетную
интенсивность движения на одну полосу:
Таблица 3.2 -
Определение приведенной интенсивности движения на расчетный срок службы
(расчетное число автомобилей 618 авт/сут)
Состав движения по грузоподъемности
Коэффициент приведения к расчетной нагрузке
Количество приведенных автомобилей
За срок службы дорожной одежды
суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки на поверхность
конструкции определяется по формуле:
где -
число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию
деформируемости конструкции (125 дней);
- коэффициент,
учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого
(1,26), определяемы по таблице 3.7 методических указаний;
- показатель изменения
интенсивности движения автомобилей по годам;
- коэффициент
суммирования (
= 12 - по таблице П.6.3 [4]).
Величину минимального
требуемого модуля упругости конструкции вычисляем по формуле:
где -
суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды;
С - эмпирический
коэффициент для нагрузки 100 кН равный 3,55.
Общий модуль упругости
находим по формуле:
где -
требуемый коэффициент прочности дорожной одежды (приложение 1 методических
указаний)
- минимальный требуемый
модуль упругости конструкции (150 МПа)
2.4 Определение расчетных характеристик грунта рабочего слоя
земляного полотна
Для грунта земляного полотна (песок
пылеватый) и Калужской области, при 2 схеме увлажнения определяем следующие
характеристики:
Дорожно - климатическая зона и
подзона 2 2 ;
Среднее значение влажности грунта (таблица
П.2.1. ОДН) - 0,62;
Модуль упругости грунта при данных
характеристиках Е = 80 МПа;
Для дренирующего слоя выбираем песок средней
крупности с характеристиками:
Модуль упругости грунта при данных
характеристиках Е = 120МПа.
2.5
Расчет толщины дренирующего слоя
В зависимости от
конкретных условий, дренажная конструкция может быть рассчитана на один из трех
вариантов работы:
·работа
на осушение, когда дренирующий слой устраивается из крупнозернистого песка с
коэффициентом фильтрации более 10м/сут.;
·работа
на осушение с периодом запаздывания отвода воды (происходит оттаивание обочин и
отвод воды).
Полную толщину
дренирующего слоя определяют по формуле:
где -
толщина слоя, полностью насыщенного водой, м;
- дополнительная толщина
слоя, зависящая от капиллярных свойств материала и равная для песков крупных
0,10-0,12 м, средней крупности 0,14-0,15м и мелких 0,18-0,20м. Во всех случаях
полную толщину дренирующего слоя следует принимать не менее 0,20 м [4].
Для дренирующего слоя,
работающего по принципу осушения с периодом запаздывания отвода воды,
достаточного для временного размещения в его порах поступающей в конструкцию в
начальный период её оттаивания, определяют по формуле:
где Т ЗАП -
средняя продолжительность запаздывания начала работы водоотводящих устройств,
принимаемая для II Д КЗ равной 4-6 суток.
- коэффициент заполнения
пор влагой в материале дренирующего слои к началу оттаивания;
q р
- расчётное -значение воды, поступающей за сутки, определяемое по
формуле:
где - осредненное значение притока воды
в дренирующий слой за сутки;
К П - коэффициент пик,
учитывающий неустановившийся режим поступления воды из-за неравномерного
оттаивания и выпадения осадков;
К Г - коэффициент
гидрологического запаса, учитывающий снижение фильтрационной способности
дренирующего слоя в процессе эксплуатации дороги;
К ВОГ - коэффициент,
учитывающий накопление воды в местах изменения продольного уклона [4].
В расчетах примем
толщину дренирующего слоя не менее 32 см.
3.
Конструирование дорожной одежды. Выбор материалов и расчет
Исходные данные к проектированию
первого варианта нежестких одежд представим в виде таблицы 3.1.
Таблица 3.1 - Характеристики
материалов (вариант1)
Расчет по допустимому упругому прогибу, Е. МПа
Расчет по сдвигоустойчивости, Е. МПа
Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90
Щебень черный фракционированный, уложенный по способу заклинки
Песок средней крупности, с = 0,003 Мпа, φ = 30 0
Грунт - песок пылеватый с = 0,002 МПа φ = 21 0
3.1
Расчет по допустимому упругому прогибу
Расчет по допускаемому упругому прогибу ведем
послойно, начиная сверху вниз по номограмме рисунка 3.1 ОДН [4].
По приложению
1 <> таблица П.1.1 <> [2] р = 0,6 МПа, D = 37 см
Далее производим расчет снизу вверх:
Общая толщина конструкции 5+12+20+37
= 74 см
Выбранная конструкция удовлетворяет
условию прочности по допускаемому упругому прогибу:
3.2 Расчет по условию
сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоев
Дорожную одежду проектируют из расчета, чтобы
под действием кратковременных или длительных нагрузок в подстилающем грунте или
малосвязных (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
малосвязных (песчаных) слоях обеспечено условие:
где К р - требуемое минимальное
значение коэффициента прочности, определяемое с учетом заданного уровня
надежности;
Т -расчетное
активное напряжение сдвига (часть сдвигающего напряжения, непогашенная
внутренним трением) в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции от
действующей временной нагрузки;
Т пр
-предельная величина активного напряжения сдвига (в той же точке), превышение
которой вызывает нарушение прочности на сдвиг.
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют
как средневзвешенный по формуле:
где п - число слоев дорожной одежды;
При расчете дорожных одежд по условию
сдвигоустойчивости значения модулей упругости материалов, содержащих
органическое вяжущее, принимают соответствующими температурам, указанным в
таблице 3.2.
Таблица 3.2 - Расчетные температуры воздуха
Действующие в грунте или в песчаном слое
активные напряжения сдвига ( Т ) вычисляют по формуле:
где - удельное активное напряжение
сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм;
р - расчетное давление от
колеса на покрытие.
Предельное активное напряжение
сдвига Т пр в грунте рабочего слоя (или в песчаном материале
промежуточного слоя) определяют по формуле [4]:
T np
= с N k д
+ 0,1 g ср z оп tg j СТ ,
(3.4)
где с N
- сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном песчаном слое),
МПа, принимаемое с учетом повторяемости;
k д
- коэффициент, учитывающий особенности работы 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 k д
равным:
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;
z оп
- глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от
верха конструкции, см;
g ср
- средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше
проверяемого слоя, кг/см 3 ;
j СТ
- расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при
статическом действии нагрузки.
Во всех случаях в качестве расчетных значений
угла внутреннего трения грунта и малосвязных слоев используют его значения,
отвечающие расчетному суммарному числу воздействия нагрузки за межремонтный
срок S N p .
Расчет дорожной одежды по сопротивлению сдвигу в
грунте земляного полотна, а также в песчаных материалах промежуточных слоев
дорожных одежд ведут в следующей последовательности:
а) назначают расчетные модули упругости для
слоев из асфальтобетона, соответствующие максимально возможным температурам в
ранний весенний (расчетный) период (в соответствии с указаниями); назначают (с
учетом расчетной влажности и общего числа воздействия нагрузки) расчетные
прочностные характеристики j и с грунта земляного
полотна и песка промежуточного слоя одежды (если таковой имеется). Остальные
расчетные характеристики грунта и материалов остаются теми же, что и в расчете
по упругому прогибу;
б) определяют активные напряжения
сдвига от
единичной временной нагрузки. Для этого приводят многослойную конструкцию к
двухслойным моделям
в) вычисляют расчетное напряжение
сдвига в грунте земляного полотна или в песчаном слое одежды;
г) вычисляют предельное напряжение
сдвига;
д) проверяют
выполнение условия прочности (с учетом требуемой надежности);
е) при необходимости, изменяя
толщины конструктивных слоев, подбирают конструкцию, удовлетворяющую условию
прочности.
Рассчитываем конструкцию по условию
сдвигоустройчивости в грунте.
В качестве нижнего слоя модели
принимаем грунт со следующими характеристиками: (при W p = 0,62 W Т Е н
= 80 МПа , j = 14° и с =
0,004 МПа.
Модуль упругости верхнего слоя
модели вычисляем по формуле:
Значения модулей упругости
материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по таблице П.3.2 п <>ри расчетной температуре +20
°С.
По отношениям и и при j = 14° с помощью номограммы
находим удельное активное напряжение сдвига: = 0,016 МПа.
Предельное активное напряжение
сдвига Т пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.4), где С N = 0,004
МПа, К д = 1,0.
,1 - коэффициент для перевода в МПа
Т пр = 1,0*(0,004 + 0,1×0,002×74×tg 34°) =
0,0108 МПа
Следовательно, конструкция
удовлетворяет условию прочности по сдвигу в грунте.
Рассчитываем конструкцию по условию
сдвигоустойчивости в песчаном слое основания.
Для определения предварительно
назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.
Нижнему слою модели присваивают
следующие характеристики: ; j = 30° и с = 0,003 МПа.
Модуль упругости верхнего слоя
модели:
По отношениям и и при j = 30° с помощью номограммы
находим удельное активное напряжение сдвига: = 0,032 МПа.
Предельное активное напряжение
сдвига Т пр в песчаном слое определяем по формуле
(где С N = 0,003 МПа, К о = 4,0).
Т пр = 4(0,003 + 0,1×0,002×37×tg 30°) =
0,0308 МПа
, следовательно, условие по
сдвигоустойчивости в песчаном слое основания выполнено.
3.3 Расчет конструкции на
сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
В монолитных слоях дорожной одежды (из
асфальтобетона, дегтебетона, материалов и грунтов, укрепленных комплексными и
неорганическими вяжущими и др.), возникающие при прогибе одежды напряжения под
действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданного
срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения.
Для этого должно быть обеспечено условие:
где - требуемый коэффициент прочности с
учетом заданного уровня надежности
R N
- прочность материала слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных
явлений;
s r
- наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое,
устанавливаемое расчетом.
При использовании номограммы рисунок 3.4 <> [4] расчетное растягивающее напряжение
определяют по формуле:
где s r
- растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах
площадки, передающей нагрузку, определяемое по номограмме.
к в
- коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия
конструкции под спаренным баллоном. Принимают равным 0,85 (при расчете на
однобаллонное колесо к в = 1,00);
Прочность материала монолитного слоя при
многократном растяжении при изгибе определяют по формуле:
где R o
- нормативное значение предельного сопротивления растяжению (прочность) при
изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении
нагрузки, принимаемое по табличным данным ( k 1
-коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при
многократном приложении нагрузки;
k 2
-коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия
погодно-климатических факторов
v R -коэффициент вариации прочности на растяжение (приложение 4 <>) [4];
t
-коэффициент нормативного отклонения (приложение 4
<>) [4].
Коэффициент k 1 , отражающий
влияние на прочность усталостных процессов, вычисляют по выражению:
где S N p
- расчетное суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы
монолитного покрытия;
m
- показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого
монолитного слоя;
a - коэффициент, учитывающий различие
в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой, а также
вероятность совпадения во времени расчетной (низкой) температуры покрытия и
расчетного состояния грунта рабочего слоя по влажности.
Расчет выполняем в следующем порядке:
а) Приводим конструкцию к двухслойной модели,
где нижний слой модели - часть конструкции, расположенная ниже пакета
асфальтобетонных слоев, т.е. щебеночное основание и грунт рабочего слоя.
Модуль упругости нижнего слоя модели определяем
по номограмме как общий модуль для двухслойной системы.
Модуль упругости верхнего слоя
устанавливаем по формуле:
б) По отношениям и по
номограмме определяем = 3,2МПа
Расчетное растягивающее напряжение
вычисляем
в) Вычисляем предельное растягивающее
напряжение при R o = 9,8 МПа
R N = 9,8×0,31×0,95(1 - 0,1×1,71) = 2,39
МПа.
Следовательно, выбранная конструкция
удовлетворяет всем критериям прочности.
3.4 Расчет
конструкции дорожной одежды на морозоустойчивость
В районах сезонного промерзания грунтов
земляного полотна при неблагоприятных грунтовых и гидрологических условиях,
наряду с требуемой прочностью и устойчивостью должна быть обеспечена
достаточная морозоустойчивость дорожных одежд.
С этой целью применяют различные специальные
мероприятия:
использование непучинистых или слабопучинистых
грунтов для сооружения верхней части земляного полотна, находящегося в зоне
промерзания;
осушение рабочего слоя земляного полотна, в том
числе устройство дренажа для увеличения расстояния от низа дорожной одежды до
уровня подземных вод; устройство гидроизолирующих или капилляропрерывающих
прослоек для перехода от 2-ой или 3-й схемы увлажнения рабочего слоя земляного
полотна к 1-й схеме;
устройство морозозащитного слоя из непучинистых
минеральных материалов, в т.ч. укрепленных малыми дозами минеральных или
органических вяжущих;
устройство теплоизолирующих слоев, снижающих
глубину или полностью исключающих промерзание грунта под дорожной одеждой;
устройство основания дорожной одежды из монолитных
материалов (типа тощего бетона или других зернистых материалов, обработанных
минеральным или органическим вяжущим).
Конструкцию считают морозоустойчивой, если
соблюдено условие:
l пуч
£
l доп ,
(3.10)
где l пуч
- расчетное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна;
l доп
- допускаемое для данной конструкции пучение грунта.
Расчет на морозоустойчивость необходимо
выполнять для характерных участков или групп характерных участков дороги,
сходных по грунтово - гидрологическим условиям, имеющим одну и ту же
конструкцию дорожной одежды и схему увлажнения рабочего слоя земляного полотна.
При предварительной проверке на
морозоустойчивость величину возможного морозного пучения следует определять по
формуле:
l пуч
= l пуч ср К УГВ
К пл К гр К нагр К вл ,
(3.11)
где l пуч ср - величина
морозного пучения при осредненных условиях, определяемая по рисунку 4.4 <../../Program Files/Temp/7623.htm> [4] в
зависимости от толщины дорожной одежды (включая дополнительные слои основания),
группы грунта по степени пучинистости (таблица 4.1
<../../Program Files/Temp/7623.htm> [4]) и глубины промерзания (z п p );
К УГВ - коэффициент, учитывающий
влияние расчетной глубины залегания уровня грунтовых или длительно стоящих
поверхностных вод (Н у ) при отсутствии влияния грунтовых или
длительно стоящих поверхностных вод следует принимать:
для супеси тяжелой и пылеватой и суглинка К УГВ
= 0,53; для песка и супеси легкой и крупной К УГВ = 0,43;
К пл -коэффициент, зависящий от
степени уплотнения грунта рабочего слоя;
К гр -коэффициент, учитывающий влияние
гранулометрического состава грунта основания насыпи или выемки;
К нагр -коэффициент,
учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на
грунт в промерзающем слое и зависящий от глубины промерзания (рисунок 4.2 <../../Program Files/Temp/7623.htm>
[4]);
К вл -коэффициент,
зависящий от расчетной влажности грунта (таблица 4.6
<../../Program Files/Temp/7623.htm> [4]).
Если данные натурных наблюдений отсутствуют,
глубину промерзания дорожной конструкции допускается определять по формуле:
z п p
= z п p ( cp )
×
1,38, (3.12)
где z п p ( cp ) - средняя
глубина промерзания для данного района, устанавливаемая при помощи карт
изолиний (рисунок 4.4 <../../Program
Files/Temp/7623.htm> [4]).
По карте определяем среднюю глубину
промерзания z п p ( cp ) для условий
г. Калуги и умножаем ее на поправочный коэффициент и находим таким образом
глубину промерзания дорожной конструкции z п p :
Для глубины промерзания 2,0 м по
номограмме по кривой для сильнопучинистых грунтов (группа V) при
толщине дорожной одежды 0,74 м определяем величину морозного пучения для
осредненных условий l пуч.ср = 8 см.
По таблицам и графикам находим
коэффициенты:
К угв = 0,5 К пл
= 1,0 К гр = 1,0 К нагр = 0,9 К вл = 1,1
Определяем величину морозного
пучения для данной конструкции:
l пуч = l пуч.ср ×К угв ×К пл ×К гр ×К нагр ×К вл
= 8×0,5×0,9×1,1×1,0×1,0 = 3,96
(см).
Поскольку для данного типа дорожных
одежд допустимая величина пучения составляет 4 см дополнительного
морозозащитного слоя устраивать не требуется.
3.5
Расчет второго варианта конструкции
Таблица 3.3 - Характеристики
материалов (вариант2)
Расчет по допустимому упругому прогибу, Е, МПа
Расчет по сдвигоустойчивости, Е, МПа
Песок средней крупности, с = 0,003 МПа φ = 30 0
Грунт - Песок пылеватый с = 0,004 МПа φ = 14 0
Условие прочности на упругий прогиб
выполнено.
Общая толщина дорожной одежды - 83
см.
Рассчитываем конструкцию по условию
сдвигоустойчивости в грунте.
Для определения предварительно
назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.
В качестве нижнего слоя модели
принимаем грунт со следующими характеристиками: (при W p = 0,62 W Т Е н
= 80 МПа , j = 14° и с =
0,004 МПа
Модуль упругости верхнего слоя
модели вычисляем по формуле:
По отношениям и и при j = 14° с помощью номограммы (рисунок 3.3 <> [4]) находим удельное активное
напряжение сдвига:
Предельное активное напряжение
сдвига Т пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (4.4), где С N = 0,009
МПа, К д = 1,0.
Z оп = 83 см, j ст = 34° y cp = 0,002
кг/см 2
,1 - коэффициент для перевода в МПа.
Т пр = 1,0(0,006 + 0,1×0,002×83×tg 34°) =
Похожие работы на - Проектирование дорожной одежды нежесткого и жесткого типов Курсовая работа (т). Транспорт, грузоперевозки.
Курсовая Работа На Тему Современное Состояние Рынка Конкуренции В России
Реферат: Способы получения радионуклидов для ядерной медицины
Курсовая работа по теме Особенности развития функции внимания у младших школьников
Семья Функции Семьи Реферат
Диссертация По Медицине На Заказ
Контрольная работа по теме Розрахунок електричних кіл при гармонійній дії символічним методом
Дипломная Работа На Тему Homonyms In English And Their Specific Features
Курсовая работа: Поетика новел М. Коцюбинського
Курсовая Работа На Тему Неоклассицизм
Контрольная работа: Русский язык и культура речи 6
Реферат: Энциклопедия для детей. Всемирная история 1996г. 11
Отчет по практике: Экономика организации
Реферат: Производство по делам об административных правонарушениях
Реферат: Родной край - Украина
Полное Собрание Сочинений Нилус
Реферат: 2 Сеть образовательных учреждений муниципального образования поселок Заволжский 4
Отчёт по ознакомительной практике
Сочинение по теме Роман Евгения Замятина Мы
Дипломная работа по теме Переход судна типа "Днепр" по маршруту "Пирей – Барселона"
Реферат На Тему Понятие Жилого Помещения. Норма Жилой Площади, Ее Правовое Значение И Порядок Применения
Контрольная работа: Этнический состав населения России
Реферат: Современная естественнонаучная картина мира
Озон