Проектирование дороги II технической категории, проходящей в Московской области
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
тумом40,124000,3750,350150Щебень гранитный130,393500,4000,280140Песок 300,911200,810,60097,2Грунт 67
Проверка на устойчивость против сдвига
Рассчитанную по упругому прогибу многослойную одежду приводим к двухслойной системе, подстилающее полупространство которой имеет модуль упругости, равный модулю упругости грунта Е2 = Егр = 67 МПа, угол внутреннего трения j = 36 и сцепление С = 0,013 МПа. Толщину верхнего слоя системы принимаем равной суммарной толщине дорожной одежды h = 5 + 6 + 4 + 13 + 30 = 58 см, а его модуль упругости определяем как средневзвешенное значение модулей упругости всех слоев
условие, при котором в конструктивном слое не образуются деформации сдвига, выражается неравенством:
tа.м + tа.в tа.доп, где
tа.м - максимальное активное напряжение сдвига от расчетной временной нагрузки;
tа.в - активное напряжение сдвига от собственного веса слоев дорожной одежды;
tа.доп - допустимое активное напряжение сдвига.
Еср/Е2 = 447,4/67 = 6,68
tа.м/р = 0,015/р = 0,6 МПа
tа.в = - 0,003 МПа
tа.м + tа.в = 0,0060 МПа
1 - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления сдвигу под действием повторяющихся нагрузок;
R2 - коэффициент запаса;
с - нормированное сцепление в грунте;
Rпр - коэффициент, учитывающий эксплуатационные требования к дорожной одежде;
n - коэффициент перегрузки при движении автомобиля;
m - коэффициент, учитывающий условия взаимодействия слоев на контакте;
Так как фактическое активное напряжение сдвига меньше допустимого 0,0060 < 0,0073, условие прочности на сдвиг в грунтовом основании удовлетворяется.
Песчаный подстилающий слой
Средний модуль упругости слоев дорожной одежды, расположенных выше песчаного
Эквивалентный модуль упругости на поверхности песчаного слоя Еэкв = 97,2 МПа
h/Д = 28/33 = 0,85; Е1/Е2 = Еср/Еобщ = 798,2/97,2 = 8,2
j = 40 - угол внутреннего трения песка;
tа.м/р = 0,0075
tа.м = 0,0075 0,6 = 0,0045 МПа
tа.в = - 0,002 МПа
tа.м + tа.в = 0,0045 - 0,0020 = 0,0025 МПа
С = 0,006 МПа
,0025 < 0,0034
Условие прочности на сдвиг в песчаном основании удовлетворяется.
Проверка на растягивающие напряжения в связных слоях
В монолитных слоях (из асфальтобетона и щебня, обработанного битумом) возникающие при прогибе дорожной одежды растягивающие напряжения sт не должны превышать предельно допустимого растягивающего напряжения для материала слоя. Проверку на растягивающие напряжения выполняем для нижнего слоя асфальтобетонного покрытия и монолитного слоя основания из щебня, обработанного битумом.
Для асфальтобетонного покрытия находим средний модуль упругости двух его слоев
Модуль упругости на поверхности верхнего слоя основания
Еобщ = 150 МПа
Пользуясь монограммой определяем максимальное удельное растягивающее напряжение .
Полное растягивающее напряжение , где
Р - расчетное давление на покрытие (Р = 0,6 МПа).
sг = 0,85 0,6 2,60 = 1,30 МПа
Полученное sг = 1,30 меньше допустимого растягивающего напряжения для асфальтобетона нижнего слоя.
,30 < 1,31
Для щебня, обработанного битумом
sг = 0,85 0,6 0,71 = 0,36 МПа
0,36 < Rи = 1,0 МПа - условие выполнено.
Расчет и конструирование второго варианта дорожной одежды
1.Мелкозернистый асфальтобетон I марки на битуме БНД 60/90;
2.Пористый асфальтобетон на битуме БНД 60/90;
.Щебень II класса прочности, пропитанным вязким битумом;
.Щебень известняковый;
.Песок крупный.
Характеристики материалов конструкции
Материал слоя и грунтаИсточники исходных данныхРасчет поУпругому прогибусопротивлению сдвигусопротивлению растяжению при изгибеМ/з а/б I марки, горячий на битуме БНД 60/90табл. 13+10С табл. 13+20С табл. 12Е1 = 3200 МПаЕ1 = 1800 МПаЕ1 = 4500 МПаПористый а/б, горячий на битуме БНД 60/90табл. 13+10С табл. 13+20С табл. 12Е2 = 2000 МПаЕ2 = 1200 МПаЕ2 = 2800 МПа R = 1,6 МПа Rдоп = 1,6 (1 - - 1,710,1)0,991 = 1,31 МПаЩебень II класса прочности, пропитанный вязким битумомтабл. 17Е3 = 400 МПаЕ3 = 400 МПаЕ3 = 400 МПаЩебень известняковыйтабл. 17Е4 = 350 МПаЕ4 = 350 МПаЕ4 = 350 МПаПесок крупныйтабл. 17Е5 = 130 МПаЕ5 = 130 МПа j5 = 42 С5 = 0,007 МПаЕ5 = 130 МПаГрунт - песок пылеватыйтабл. 6 фор (4)Е6 = 67 МПа = 0,62Wт
Wисх = 0,62 (1 + + 1,710,1)
Wисх = 0,73
Егр = 67 МПа
j5 = 36
С6 = 0,013 МПаЕгр = 67 МПа
Далее расчет по выше приведенным формулам.
Осушение дорожной одежды
Толщина дренирующего слоя, необходимая для временного размещения воды, накапливающаяся в основании:
Принимаем толщину песчаного слоя 25 см.
Расчет конструкции на морозоустойчивость
Требуемая общая толщина дорожной одежды:
Zм = Z1 0,55 1,1 1 1 1 = 34 см
Z1 = 55 см
Конструкция удовлетворяет требованию морозоустойчивости.
Расчет толщины дорожной одежды по допустимому упругому прогибу
Материал слояh, смh/ДЕ1, МПаЕобщ/Е1Е2/Е1Общий модуль упругости на поверхности слоя, МПаА/б верхнего слоя50,1532000,080,065255А/б нижнего слоя60,1820000,1040,075208Щебень, пропитанный вязким битумом80,244000,3750,310150Щебень известняковый100,293500,3500,27124Песок крупный250,761300,7350,5295,6Грунт 67
Проверка на устойчивость против сдвига
Е2 = Егр = 67 МПа,
h = 5 + 6 + 8 + 10 + 25 = 54 см
tа.м + tа.в tа.доп
Еср/Е2 = 484,3/67 = 7,23h/Д = 54/33 = 1,64j = 36
tа.м/р = 0,008р = 0,6 МПа
tа.м = 0,008 0,6 = 0,0048
tа.в = - 0,0032 МПа
tа.м + tа.в = 0,0016 МПа
Так как фактическое активное напряжение сдвиг