Расчет дорожных одежд по допускаемому упругому прогибу

3.30. Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критерию упругого прогиба, если

Кпр £ Еобщ/Етр, (3.6)

где Кпр - коэффициент прочности дорожной одежды, найденный по графику (см. рис. 3.1) или табл. 3.1, в зависимости от допустимого уровня надежности;

Еобщ - общий модуль упругости конструкции;

Етр - требуемый модуль упругости конструкции с учетом капитальности одежды, типа покрытия и интенсивности воздействия нагрузки.

3.31. При расчете одежд требуемый модуль упругости следует определять по графику (рис. 3.2), построенному по результатам статистической обработки экспериментальных данных.

Если за расчетные приняты автобусы с нагрузкой на ось 110 кН (группа А) или 70 кН (группа Б, то требуемые модули упругости, определенные по графику (см. рис. 3.2), следует увеличить на 10 %. Для дорог V климатической зоны требуемые модули упругости, найденные по этому графику, следует уменьшить на 15 %.

Рис. 3.2. Требуемые модули упругости Етр для нагрузок групп А и Б

Таблица 3.3

Категория дороги Расчетная приведенная интенсивность воздействия нагрузки на полосу, ед./сут. Требуемый модуль упругости одежды, МПа Категория дороги Расчетная приведенная интенсивность воздействия нагрузки на полосу, ед./сут. Требуемый модуль упругости одежды, МПа
капитальной облегченной переходной капитальной облегченной переходной
I - - IV (70) -
II - V (50) -
III -          

Примечание. Интенсивность воздействия нагрузки в скобках приведена для группы Б, без скобок - для группы А.

3.32. Независимо от данных, полученных по графику (см. рис. 3.2), требуемый модуль упругости для дорог общей сети не должен быть меньше указанного в табл. 3.3. Минимальные требуемый модули упругости городских дорог также могут быть определены по табл. 3.3 с учетом данных табл. 2.2.

3.33. Располагая значением требуемого модуля упругости, нужно послойно рассчитать одежду с помощью номограммы (см. вкладку, рис. 3.3). Эта номограмма связывает отношение Е2/Е1 модулей упругости нижнего и верхнего слоев, относительную толщину h/D верхнего слоя и отношение Eобщ/Е1 общего модуля упругости на поверхности двухслойной системы к модулю упругости верхнего слоя. Для определения Eобщ на номограмме проводится вертикаль из точки на горизонтальной оси, соответствующей значению h/D, и горизонтальная прямая из точки на вертикальной оси соответствующей отношению Е2/Е1. Точка пересечения этих прямых диет искомое значение Eобщ/Е1. Зная величину Е1, нетрудно вычислить Eобщ.

Послойный расчет многослойной конструкции можно вести снизу вверх, начиная с подстилающего одежду грунта, когда надо модуль упругости конструкции, или сверху вниз, когда модуль и коэффициент Кпр прочности дорожной одежды.

При толщине i-го слоя многослойной дорожной одежды (счет слоев сверху вниз), превышающей 2D, общий модуль упругости на поверхности i-го слоя

, (3.7)

, (3.8)

где i - номер рассматриваемого слоя дорожной одежды, считая сверху вниз (i=1, 2, 3...);

hi - толщина i-го слоя, см;

D - диаметр нагруженной площади, см;

- общий модуль упругости полупространства, подстилающего i-й слой, МПа;

Ei - модуль упругости материала i-го слоя, МПа.

Расчетные значения модуля упругости грунтов и материалов следует назначать в соответствии с указаниями приложений 2 и 3.

Значения модуля упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, необходимо принимать во всех климатических зонах при температуре +10° С по табл. 13 приложения 3.

3.34. Общая толщина верхних слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее, ориентировочно назначается в зависимости от требуемого модуля упругости:

Модуль упругости, МПа до 125 125-180 180-220 220-250 250-300

Толщина слоя, см 4-6 6-8 8-10 10-13 13-16

3.35. Дорожную одежду по допустимому упругому прогибу (требуемому модулю упругости) нужно рассчитывать в следующем порядке:

а) в соответствии с указаниями п. 3.10 настоящей Инструкции определить минимальное значение коэффициента прочности Кпр;

б) по расчетной приведенной интенсивности воздействия нагрузки на одну полосу с учетом капитальности одежды по номограмме (см. рис. 3.2) назначить требуемый модуль упругости Eтp конструкции;

в) вычислить произведение КпрЕтр=Еобщ

г) по данным п. 3.34 предварительно назначить толщину верхних слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее;

д) модуль упругости грунта активной зоны земляного полотна назначить по приложению 2, а модули упругости материалов слоев - по приложению 3 (для материалов содержащих органическое вяжущее, при температуре +10° С);

е) по номограмме (см. рис. 3.3), выполняя расчет сверху вниз, найти модуль упругости и на поверхности основания;

ж) если основание однослойное, то по модулям упругости на поверхности основания, материала основания и грунта земляного полотна определить толщину основания по той же номограмме (см. рис. 3.3);

з) если по конструктивным или технологическим соображениям, а также по условиям осушения или обеспечения необходимой морозоустойчивости и т.п. предусмотрено основание из нескольких слоев, то предварительно нужно назначить толщины дополнительных слоев, а затем послойно снизу вверх найти по номограмме (см. рис. 3.3) модуль упругости на поверхности дополнительного слоя (морозозащитного, теплоизоляционного, дренирующего или другого дополнительного слоя), после чего аналогично изложенному определить толщину остальной части основания;

и) можно расчет вести снизу вверх с последовательным определением модулей упругости на поверхности конструктивных слоев.