Рисунок М.2 — Конструкция дорожной одежды после расчета

Рисунок М.2 — Конструкция дорожной одежды после расчета

9 Выполняют расчет устойчивости монолитных слоев на совместное действие транспортной нагрузки и природно-климатических факторов.

Расчетные характеристики материалов конструктивных слоев приняты по приложениям Б и Ж:

Слой 1 — щебеночно-мастичный асфальтобетон на модифицированном битуме:

— модуль упругости при температуре 0 °С — 5000 МПа;

— предельная структурная прочность — 10 МПа;

— прочность на растяжение при изгибе — 6 МПа.

Слой 2 — крупнозернистый плотный асфальтобетон на битуме БНД 60/90:

— модуль упругости при температуре 0 °С — 3200 МПа;

— предельная структурная прочность — 7,5 МПа;

— прочность на растяжение при изгибе — 5,5 МПа.

Слой 3 — пористый асфальтобетон на битуме БНД 60/90:

— модуль упругости при температуре 0 °С — 2000 МПа;

— предельная структурная прочность — 6,6 МПа;

— прочность на растяжение при изгибе — 4,3 МПа.

Слой 4 — черный щебень:

— модуль упругости при температуре 0 °С — 900 МПа.

Слой 5 — щебень по способу заклинки:

— модуль упругости — 300 МПа.

Слой 6 — песок среднезернистый:

— модуль упругости — 120 МПа.

Грунт земляного полотна — супесь пылеватая:

— модуль упругости — 52 МПа.

Конструкция дорожной одежды указана на рисунке М.3.

 

Рисунок М.3 — Конструкция дорожной одежды

 

Определяют растягивающие напряжения в монолитных слоях.

Слой 1:

Растягивающие напряжения в нижней части слоя (сцепление с нижележащим слоем обеспечено) для толщины слоя h = 0,05 м (см. номограмму — рисунок Ж.1) — 0 МПа.

Растягивающие напряжения в верхней части слоя для толщины слоя h = 0,05 м (см. номограмму — рисунок Ж.2) — 0,12 МПа.

Слой 2:

Растягивающие напряжения в нижней части слоя (сцепление с нижележащим слоем обеспечено) для общей толщины слоя (5 + 6) = 11 см (см. номограмму — рисунок Ж.1) — 0,12 МПа.

Слой 3:

Растягивающие напряжения в нижней части слоя (сцепление с нижележащим слоем обеспечено) для общей толщины слоя (5 + 6 + 8) = 19 см (см. номограмму — рисунок Ж.1) — 0,26 МПа. Принимая во внимание повышающий коэффициент 1,12 для нагрузки А₃ по Ж.9, максимальные растягивающие напряжения в монолитных слоях составляют:

— слой 1 — 0,134 МПа;

— слой 2 — 0,134 МПа;

— слой 3 — 0,291 МПа.

Расчет фактического уровня повреждаемости для слоя 1:

Интенсивность движения по сезонам года для всех слоев (см. формулу (Ж.2)):

 шт.;

 шт.;

 шт.;

 шт.

Предельное число циклов нагружения для каждого сезона (см. формулу (Ж.3)):

Уровень работоспособности по сезонам (см. формулу (Ж.4)):

Приведенный к весеннему периоду уровень работоспособности дорожной одежды (см. формулу (Ж.5)):

Таким образом, влияние транспортной нагрузки при данной толщине слоев несущественно,
и развитие усталостных деформаций в виде трещин или сетки трещин маловероятно.

Уровень работоспособности от перепадов температур (см. формулу (Ж.6)):

Уровень работоспособности от попеременного замораживания-оттаивания (см. формулу (Ж.8)):

Максимальное значение водонасыщения принято по СТБ 1033. Для щебеночно-мастичных асфальтобетонов — 3 %.

Уровень повреждаемости от температуры (см. формулу (Ж.10)):

Уровень повреждаемости от попеременного замораживания-оттаивания (см. формулу (Ж.11)):

Общий приведенный уровень работоспособности:

— от температурных факторов (см. формулу (Ж.12)):

— от попеременного замораживания-оттаивания (см. формулу (Ж.13)):

Общий приведенный уровень работоспособности (см. формулу (Ж.14)):

Общий уровень повреждаемости (см. формулу (Ж.15)):

Общий уровень повреждаемости выше предельно допустимого, равного 0,5, по Ж.1 (см. приложение Ж). Учитывая, что наибольшее влияние на его величину оказывает попеременное замораживание-оттаивание, следует ограничить максимальную величину водонасыщения.

Для обеспечения величины общего уровня повреждаемости, равного 0,5, произведя расчеты от обратного, максимальная величина показателя водонасыщения должна составлять не более 2,3 %.

Расчет показал, что основными видами возможных усталостных деформаций дорожной одежды будут температурные и коррозионные.

Расчет фактического уровня повреждаемости для слоя 2:

Интенсивность движения по сезонам года — как для слоя 1.

Предельное число циклов нагружения для каждого сезона (см. формулу (Ж.3)):

Уровень работоспособности по сезонам (см. формулу (Ж.4)):

Приведенный к весеннему периоду уровень работоспособности дорожной одежды (см. формулу (Ж.5)):

Уровень работоспособности от перепадов температур (см. формулу (Ж.6)):

Уровень работоспособности от попеременного замораживания-оттаивания (см. формулу (Ж.8)):

Максимальное значение водонасыщения принято по СТБ 1033. Для крупнозернистых плотных асфальтобетонов — 4 %.

Уровень повреждаемости от температуры (см. формулу (Ж.10)):

Уровень повреждаемости от попеременного замораживания-оттаивания (см. формулу (Ж.11)):

Общий приведенный уровень работоспособности:

— от температурных факторов (см. формулу (Ж.12)):

— от попеременного замораживания-оттаивания (см. формулу (Ж.13)):

Общий приведенный уровень работоспособности (см. формулу (Ж.14)):

Общий уровень повреждаемости (см. формулу (Ж.15)):

Общий уровень повреждаемости выше предельно допустимого, равного 0,5, по Ж.1 (см. приложение Ж). Учитывая, что наибольшее влияние на его величину оказывает попеременное замораживание-оттаивание, следует ограничить максимальную величину водонасыщения. Для обеспечения величины общего уровня повреждаемости, равного 0,5, произведя расчеты от обратного, максимальная величина показателя водонасыщения должна составлять не более 3,1 %.

Расчет фактического уровня повреждаемости для слоя 3:

Интенсивность движения по сезонам года — как для слоя 1.

Предельное число циклов нагружения для каждого сезона (см. формулу (Ж.3)):

Уровень работоспособности по сезонам (см. формулу (Ж.4)):

Приведенный к весеннему периоду уровень работоспособности дорожной одежды (см. формулу (Ж.5)):

Уровень работоспособности от перепадов температур (см. формулу (Ж.6)):

Уровень работоспособности от попеременного замораживания-оттаивания (см. формулу (Ж.8)):

Максимальное значение водонасыщения принято по СТБ 1033. Для пористых асфальтобетонов — 12 %.

Уровень повреждаемости от температуры (см. формулу (Ж.10)):

Уровень повреждаемости от попеременного замораживания-оттаивания (см. формулу (Ж.11)):

Общий приведенный уровень работоспособности:

— от температурных факторов (см. формулу (Ж.12)):

— от попеременного замораживания-оттаивания (см. формулу (Ж.13)):

Общий приведенный уровень работоспособности (см. формулу (Ж.14)):

Общий уровень повреждаемости (см. формулу (Ж.15)):

Общий уровень повреждаемости выше предельно допустимого, равного 0,5, по Ж.1 (см. приложение Ж). Учитывая, что наибольшее влияние на его величину оказывает попеременное замораживание-оттаивание, следует ограничить максимальную величину водонасыщения. Для обеспечения величины общего уровня повреждаемости, равного 0,5, произведя расчеты от обратного, максимальная величина показателя водонасыщения должна составлять не более 5,3 %. Возможно рассмотреть вопрос по увеличению толщины второго асфальтобетонного слоя, однако в этом случае следует производить технико-экономическую оценку.

При прочих равных условиях, наиболее предпочтительным является ограничение максимального водонасыщения.