Таблица М.2 — Расчетные характеристики материалов

Таблица М.2 — Расчетные характеристики материалов

Номер слоя

Е₅₀, МПа

φ

С, МПа

41°

0,38

41°

0,32

43°

—

—

—

—

—

—

—

Грунт
земляного полотна

54

—

—

Примечание — Для слоя 1 введены поправочные коэффициенты — 1,4 (для С) и 1,05 (для φ). Для слоев 2 и 3, учитывая применение битума БНД 60/90, введены поправочные коэффициенты — 1,2 (для С) и 1,05 (для φ).

Для нагрузки А₃ при интенсивности 350 авт./сут учитывают горизонтальную нагрузку.

Определяют эквивалентные модули упругости на контакте слоев по разделу 6. Диаметр отпечатка колеса принимают по таблице Е.1 (D = 0,28 м). Результаты расчета дорожной одежды приведены на рисунке М.1. Условие устойчивости дорожной одежды к пластическим деформациям изложено
в Е.2 (см. приложение Е).

Рисунок М.1 — Результаты расчета дорожной одежды

 

При коэффициенте надежности К_н = 0,98 коэффициент запаса прочности по условию сдвигоустойчивости, согласно таблице 6.1,  = 1,30.

Проверяют условие устойчивости верхнего слоя покрытия 1.

Находят отношение

.

По номограмме (см. рисунок Е.3) при толщине слоя h = 0,05 м и отношении модулей 2,1 определяют значение касательных напряжений

 = 0,20 МПа.

По номограмме (см. рисунок Е.4) определяют значение нормальных напряжений

 = 0,117 МПа.

Учитывая наличие горизонтальной составляющей нагрузки значение  увеличивают в 2 раза
по Е.6 (см. приложение Е), а значение  — в 1,7 раза.

 = 0,20 · 2 = 0,40 МПа;

 = 0,117 · 1,7 = 0,20 МПа.

По рисунку Е.6 находят коэффициент В_р, который при интенсивности движения 1300 авт./сут составит 1,22.

Проверяют условие (Е.1):

;

, т. е. условие не выполнено.

Увеличивают толщину слоя 1 до 0,08 м.

В этом случае:

 МПа;

МПа;

МПа;

МПа.

Проверяют условие (Е.1):

 МПа.

τ = 0,38 МПа > 0,33 МПа, т. е. условие не выполнено.

Таким образом, увеличивая толщину слоя, нельзя решить проблему его сдвигоустойчивости.

Определим из условия (Е.1) требуемое значение С:

 МПа.

Следовательно, в проектной документации необходимо учесть требования к параметру внутреннего сцепления С, т. е. С ≥ 0,45 МПа.

Данный показатель должен быть получен на стадии подбора состава асфальтобетона. Достигается требуемый показатель С путем применения более вязкого модифицированного битума, например БМА 50/70, ввода в смесь добавок и т. д.

Далее проверяют условие устойчивости слоя 2.

Вычисляют средний модуль упругости слоев по формуле (6.11). Поскольку значения модулей слоев 1 и 2 одинаковы, то Е_в = 460 МПа.

Находят отношение:

.

По номограмме (см. рисунок Е.3) при толщине слоя h = 0,11 м и отношении модулей 2,42 определяют τ = 0,165 МПа. По номограмме (см. рисунок Е.5) определяют МПа.

Вводят коэффициент , учитывающий горизонтальную нагрузку, равный 1,4 и 1,2 для нижних слоев по Е.6 (см. приложение Е)

τ = 0,165 · 1,4 = 0,23 МПа;

МПа.

Проверяют условие (Е.1):

 МПа;

МПа, т. е. условие не выполнено.

Проектируют в слое 2 асфальтобетон на модифицированном битуме. В этом случае значение С = 0,38 МПа.

Проверяют условие (Е.1):

 МПа;

 МПа, т. е. условие не выполнено.

Увеличивают толщину слоя 1 до 0,06 м, а слоя 2 — до 0,09 м.

Тогда для h = 0,15 м:

τ = 0,15  МПа;

МПа;

τ = 0,15 · 1,4 = 0,21 МПа;

МПа.

Проверяют условие (Е.1):

 МПа;

 МПа, т. е. условие выполнено.

Следовательно, для обеспечения сдвигоустойчивости слоя 2 необходимо применить для приготовления асфальтобетона модифицированный битум и увеличить толщину слоя 1 до 0,06 м, а слоя 2 — до 0,09 м.

Возможен вариант решения задачи аналогично рассмотренному ранее для слоя 1. Окончательное решение принимают на основании технико-экономического обоснования.

Проверяем условие устойчивости слоя 3:

 МПа;

.

По номограмме (см. рисунок Е.3 и рисунок Е.5) определяют:

МПа;

 МПа;

 МПа;

 МПа.

Проверяют условие (Е.1):

·0,93 = 0,151 + 0,022 = 0,173 МПа;

< 0,173 МПа, т. е. условие выполнено.

Таким образом, окончательно принимают следующую конструкцию дорожной одежды (рисунок М.2):

1 — асфальтобетон индивидуального подбора состава на модифицированном битуме,
обеспечивающим значение С = 0,45 МПа;
2 — асфальтобетон плотный на модифицированном битуме БНД 60/90;
3 — асфальтобетон пористый на битуме БНД 60/90; 4 — черный щебень на битуме БНД 60/90;
5 — щебень по методу заклинки; 6 — песок крупнозернистый