Розрахунок дорожніх одягів за допустимим пружним прогином

Конструкція дорожнього одягу відповідає вимогам надійності і міцності за критерієм пружного прогину, якщо:

К_мц Е_заг / Е_потр, (5)

де К_мц – коефіцієнт міцності дорожнього одягу, знайдений за графіком (див. рис. 3) чи табл. 3 залежно від допустимого рівня надійності, або за методикою додатка И [4];

Е_заг – загальний модуль пружності конструкції;

Е_потр – потрібний модуль пружності конструкції з урахуванням капітальності одягу, типу покриття й інтенсивності дії навантаження.

При розрахунку одягів потрібний модуль пружності слід визначати за графіком (рис. 4), побудованим за результатами статистичної обробки експериментальних даних.

Конструкцію дорожнього одягу на автомобільних дорогах слід розраховувати під розрахункове навантаження І – II категорій доріг: гр. А₁ – 115 кН; IIІ – IV категорій: гр. А₂ – 100 кН; V категорії: гр. Б – 60 кН (табл. 4).

Незалежно від даних, отриманих за графіком (рис. 4), потрібні модулі пружності для доріг загальної мережі не повинні бути менше зазначеного в табл. 10.

Рис. 4. Потрібні мінімальні модулі пружності Е_потр для навантажень груп А₁, А₂та Б

Таблиця 10

Категорія дороги	Сумарна мінімальна розрахункова кількість прикладання розрахункового навантаження на найбільш завантажену смугу	Мінімальний потрібний модуль пружності одягу, МПа
капітальний тип (рекомендовано)	полегшений	перехідний
Іа			–	–
1б			–	–
II				–
III				–
IV		–
V		–

Маючи значення потрібного модуля пружності, можна пошарово розрахувати одяг за допомогою номограми (див. додаток 2). Ця номограма зв’язує відношення Е₂ / Е₁ модулів пружності нижнього і верхнього шарів, відносну товщину h / D верхнього шару і відношення Е_заг/ Е₁ загального модуля пружності на поверхні двошарової системи до модуля пружності верхнього шару. Для визначення Е_заг на номограмі проводиться вертикаль із точки на горизонтальній осі, що відповідає значенню h / D, і горизонтальна пряма з точки на вертикальній осі, що відповідає відношенню Е₂ / Е₁. Точка перетину цих прямих дає шукане значення Е_заг/ Е₁. Знаючи величину Е, обчислюють Е_заг..

Пошаровий розрахунок багатошарової конструкції можна вести знизу нагору, починаючи з ґрунту, що підстилає одяг, коли треба визначити загальний модуль пружності конструкції, чи зверху вниз, коли задані потрібний модуль і коефіцієнт К_мц міцності дорожнього одягу.

Загальна товщина верхніх шарів з матеріалів, що містять органічне в’яжуче, орієнтовно призначається залежно від потрібного модуля пружності (табл. 11 ).

Таблиця 11

Модуль пружності, МПа	до 125	125 – 180	180 – 220	220 – 250	250 – 300
Товщина шару, см	4 – 6	7 – 12	12 – 18	18 – 22	22 – 24

Дорожній одяг за допустимим пружним прогином (потрібним модулем пружності) розраховують у такому порядку:

а) визначають мінімальне значення коефіцієнта міцності К_мц ;

б) по сумарній інтенсивності навантаження на одну смугу з урахуванням капітальності одягу за номограмою (рис. 4) визначають потрібний модуль пружності Е_потр конструкції;

в) визначають добуток К_мц Е_потр = Е_заг;

г) за табл. 11 попередньо призначають товщину верхніх шарів з матеріалів, що містять органічне в’яжуче;

д) модуль пружності ґрунту активної зони земляного полотна призначають за додатком 3, а модулі пружності матеріалів шарів – за додатком 4 (для матеріалів, що містять органічне в’яжуче, при температурі 10 °С).

е) за номограмою (див. рис.Д2, дод. 2), виконуючи розрахунок «зверху вниз», знаходять модуль пружності на поверхні основи;

ж) якщо основа одношарова, то за модулями пружності на поверхні основи, матеріалу основи і ґрунту земляного полотна визначають товщину основи за тією ж номограмою (див. рис. Д2, дод. 2).

з) якщо з конструктивних чи технологічних міркувань, а також умов осушення чи забезпечення необхідної морозостійкості передбачена основа з декількох шарів, то попередньо призначають товщини додаткових шарів, а потім пошарово «знизу нагору» знаходять за номограмою (див. рис. Д2, дод. 2) модуль пружності на поверхні додаткового шару (морозозахисного, теплоізоляційного, дренувального чи іншого додаткового шару), після чого аналогічно викладеному визначають товщину іншої частини основи;

и) можна вести розрахунок «знизу нагору» з послідовним визначенням модулів пружності на поверхні конструктивних шарів.