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