Задачи и принципы конструирования

2.1. Проектирование дорожной одежды представляет собой единый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции (системы дорожная одежда + рабочий слой земляного полотна) на прочность, морозоустойчивость и осушение с технико-экономическим обоснованием вариантов с целью выбора наиболее экономичного в данных условиях.

2.2. Процедура конструирования дорожной одежды включает:

- выбор вида покрытия;

- назначение числа конструктивных слоев с выбором материалов для устройства слоев, размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочных толщин;

- предварительную оценку необходимости назначения дополнительных морозозащитных мер с учетом дорожно-климатической зоны, типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя на различных участках;

- предварительную оценку необходимости назначения мер по осушению конструкции, а также по повышению трещиностойкости конструкции;

- оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна;

- предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы.

2.3. При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами:

а) 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 с учетом изменения интенсивности движения в течение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;

б) конструкция одежды может быть принята типовой или разработана индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги, характеризующихся сходными природными условиями (грунт рабочего слоя земляного полотна, условия его увлажнения, климат, обеспеченность местными дорожно-строительными материалами и др.) с одинаковыми расчетными нагрузками. При выборе конструкции одежды для данных условий предпочтение следует отдавать проверенной на практике в данных условиях типовой конструкции;

в) в районах, недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами, допускается применять местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемент, битум, известь, активные золы уноса и др.). Одновременно надо стремиться к созданию конструкции, по возможности наименее материалоемкой;

г) конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных процессов. Для достижения этой цели число слоев и видов материалов в конструкции должны быть минимальными;

д) при конструировании необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и др.).

3. РАСЧЕТ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НА ПРОЧНОСТЬ

Основные положения

3.1. Под прочностью дорожной одежды понимают способность сопротивляться процессу развития остаточных деформаций и разрушений под воздействием касательных и нормальных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от расчетной нагрузки (кратковременной, многократной или длительно действующей однократной), приложенной к поверхности покрытия.

3.2. Методика оценки прочности конструкции включает как оценку прочности конструкции в целом (с использованием эмпирической зависимости допускаемого упругого прогиба от числа приложений нагрузки), так и оценку прочности с учетом напряжений, возникающих в отдельных конструктивных слоях и устанавливаемых с использованием решений теории упругости.

3.3. Дорожную одежду следует проектировать с требуемым уровнем надежности, под которой понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. Отказ конструкции по прочности физически может характеризоваться образованием продольной и поперечной неровности поверхности дорожной одежды, связанной с прочностью конструкции (поперечные неровности, колея, усталостные трещины), с последующим развитием других видов деформаций и разрушений (частые трещины, сетка трещин, выбоины, просадки, проломы и т.д.). Номенклатура дефектов и методика количественной оценки их определяется специальными нормами, используемыми при эксплуатации дорог.

Общая процедура и критерии расчета на прочность

3.13. Последовательность расчета:

Расчет ведется по 3-м критериям: по допускному упругому прогибу, растяжению при изгибе, сдвигу.

В данном пункте курсового проекта рассматривается следующее покрытие (рис.1): первый слой из горячего асфальта-бетона толщиной 60мм с расчетным модулем упругости 15000 кг/см²; второй слой из холодного асфальтобетона толщиной 100мм с расчетным модулем упругости 10000кг/см²;третий слой из щебня, обработанного битумом толщиной 60мм с расчетным модулем упругости 9000 кг/см²;четвертый слой из грунта, обработанного цементом толщиной 200мм с расчетным модулем упругости 4500кг/см²;дополнительный слой основания из зернистого песка с расчетным модулем упругости 1500кг/см². Грунт земляного полотна – легкие супеси с расчетным модулем упругости 450кг/см². Интенсивность движения автомобилей 4200авт/су.

1

2

3

4

Рис.1. Конструкция дорожной одежды

Требуемый эквивалентный модуль всей конструкции определяется по номограмме (рис.2) в зависимости от движения автомобилей и типа покрытия. Он составляет 2720 кг/см². Расчет производится последовательно, рассматривая двухслойные схемы (рис.3) верхний слой на упругом основании с общим модулем упругости эквивалентен нижележащим слоям основания.

Рис.2. График требуемых прогибов и

моделей упругости дорожной одежды.

По первой расчетной схеме (рис. 3) определяем отношения первого слоя h ₁ к толщине суммарного слоя Д:

h ₁ 40

— = —— ≈ 0.143

Дата добавления: 2014-11-29