Проектирование дороги II технической категории, проходящей в Московской области

Дипломная работа - Строительство

Другие дипломы по предмету Строительство

?ериал слояh, смh/ДЕ1, МПаЕобщ/Е1Е2/Е1Общий модуль упругости на поверхности слоя, МПаА/б верхнего слоя50,1532000,080,065255А/б нижнего слоя60,1820000,1040,075208Щебень гранитный150,453500,440,32150ГПС250,761800,610,37109,8Грунт 67

Проверка на устойчивость против сдвига

 

Е2 = Егр = 67 МПа,

h = 5 + 6 + 15 + 25 = 51

tа.м + tа.в tа.доп

Еср/Е2 = 508,8/67 = 7,6 h/Д = 51/33 = 1,5j = 36

tа.м/р = 0,013р = 0,6 МПа

tа.в = - 0,0030 МПа

tа.м + tа.в = 0,0048 МПа

 

Так как фактическое активное напряжение сдвига меньше допустимого 0,0048 < 0,0073, условие прочности на сдвиг в грунтовом основании удовлетворяется.

Гравийно-песчаный подстилающий слой

 

Еэкв = 109,8 МПа

h/Д = 26/33 = 0,79; Е1/Е2 = Еср/Еобщ = 825/109,8 = 7,5j = 45

tа.м/р = 0,009р = 0,6 МПа

tа.м = 0,009 0,6 = 0,0054 МПа

tа.в = - 0,0020 МПа

tа.м + tа.в = 0,0034 МПа

,0034 < 0,0168

 

Условие прочности на сдвиг в песчаном основании удовлетворяется.

Проверка на растягивающие напряжения в связных слоях

Для нижнего слоя асфальтобетонного покрытия

 

Еобщ = 150 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

 

Расчет дорожной одежды жесткого типа

Расчет толщины дренирующего слоя

 

 

Принимаем толщину песчаного слоя 30 см.

Расчет морозоустойчивости дорожной одежды

Допустимое морозное пучение для бетонного покрытия lдоп = 2 см.

Толщину слоев из стабильных материалов определяем по формуле:

 

Нмор = Z - 100 lдоп/Кпуч

 

Z - расчетная глубина промерзания;

Кпуч - коэффициент пучения грунта, %

 

 

 

Конструирование дорожной одежды

 

1.Цементобетонное покрытие;

2.Выравнивающий слой из песка, обработанного битумом;

.Основание из щебня, обработанного 6% цемента;

.Подстилающий слой из среднезернистого песка.

 

Введение между подошвой покрытия и поверхностью щебня, укрепленного портландцементом, выравнивающего слоя из черного песка ослабляет силы трения - сцепления, а также значительно уменьшает передачу упругой энергии в грунт вследствие затухания и отражения вверх упругих колебаний, которые возникают при проезде автомобилей, что повышает устойчивость слоев основания.

Основание из щебня, укрепленного цементом, обеспечивает (благодаря работе такого основания как плиты) ровность и повышает несущую способность покрытия. Поэтому предусматриваем укрепление щебня основания 6% портландцемента.

Поскольку в составе транспортного потока наибольшую нагрузку на ось имеют автомобили МАЗ-502 (100 кН), эту нагрузку принимаем в качестве расчетной. Среднее расчетное давление от этой нагрузки на покрытие 0,6 МПа, расчетный диаметр следа колеса D = 33 см.

Расчет модуля упругости основания

Расчетная влажность (в долях от границы текучести Wт) для песка пылеватого Wт = 0,62. Этой расчетной влажности соответствуют характеристики грунта:

Егр = 67 МПа;

j = 36;

С = 0,013 МПа;

 

Досн = Д0 + h;

 

Д0 - диаметр круга, равновеликого по площади отпечатку колеса расчетного автомобиля, см;

h - толщина плиты, первоначально назначаемая ориентировочно, а затем уточняемая расчетом, см.

Модуль упругости материалов: песка среднезернистого Е1 = 120 МПа; щебня, укрепленного 6%портландцемента Е2 = 600 МПа.

Для дальнейших расчетов задаемся несколькими толщинами бетонного покрытия:

h1 = 22 смh2 = 24 смh3 = 26 см

Для каждой из них определяем модуль упругости основания.

. Для h = 22 см

 

Досн = Д0 + h1 = 33 + 22 = 55 см

h'1 /Досн = 30/55 = 0,55

Е0/Е1 = 67/120 = 0,56

Е'1/Е1 = 0,70Е'1 = Е1 0,7 = 120 0,7 = 84 МПа

h'2 = 18 см

h'2 /Досн = 18/55 = 0,33Е'1/Е2 = 84/600 = 0,14Е'2/Е2 = 0,21

Е2 = Еосн = Е2 0,21 = 600 0,21 = 126 МПа.

 

. Для h = 24 см

 

Досн = Д0 + h1 = 33 + 24 = 57 см

h'1 /Досн = 30/57 = 0,53

Е0/Е1 = 67/120 = 0,56

Е'1/Е1 = 0,69Е'1 = 120 0,69 = 82,8 МПа

h'2 = 18 см

h'2 /Досн = 18/57 = 0,32Е'1/Е2 = 82,8/600 = 0,13Е''2/Е2 = 0,20

Е'2 = Еосн = Е2 0,20 = 600 0,20 = 120 МПа.

 

. Для h = 26 см

 

Досн = Д0 + h1 = 33 + 26 = 59 см

h'1 /Досн = 30/59 = 0,51

Е0/Е1 = 67/120 = 0,56

Е'1/Е1 = 0,68Е'1 = 120 0,68 = 81,6 МПа

h'2 = 18 см

h'2 /Досн = 18/59 = 0,31Е'1/Е2 = 81,6/600 = 0,13Е''2/Е2 = 0,19

Е'2 = Еосн = Е2 0,19 = 600 0,19 = 114 МПа.

 

Расчет напряжений в плите бетонного покрытия от автомобильной нагрузки

Плиты, лежащие на упругом основании, могут быть разделены по жесткости на три категории в зависимости от размера показателя:

 

, где

 

Еосн - эквивалентный модуль упругости основания, МПа;

mосн - коэффициент Пуассона системы грунт + подстилающий слой + основание;

b - половина ширины плиты;

Еб - модуль упругости цементобетона в зависимости от проектной марки бетона на растяжение при изгибе.

Для принятой марки бетона при Rри = 5 МПа, Еб = 35000 МПа.

mб - коэффициент Пуассона цементобетона (mб = 0,15).

 

1.

.

.

 

изгибающий момент от равномерно распределенной по кругу радиуса R нагрузки зависит от жесткости плиты, характеризуемой параметром жесткости:

 

 

 

 

Толщина плиты, смПараметры плитыИзгибающие моменты в плите, Нм/мНапряжения в плите от автомобильной нагрузки, МПаааRС22 24 260,0133 0,0121 0,01100,219 0,199 0,1820,239 0,229 0,21810000 10540 109701,24 1,10 0,97

Изгибающие моменты, действующие на полосу покрытий шириной, равной единице при расположении нагрузки в центре плиты

 

, где

 

Р - расчетная нагрузка сдвоенного колеса на покрытие;

R = Д/2 - радиус кол?/p>