Расчет конструкции дорожной одежды
7.1 Расчет конструкции первого капитального типа покрытия на сопротивление асфальтобетонных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
Данные для расчета сводим в табл.1.19
Таблица 7.1.1 - Расчетные данные для капитального типа покрытия
№ п/п |
Материал слоя и грунт |
Толщина слоя h, см |
Модуль упругостиЕ, МПа |
|
1 |
Асфальтобетон плотный |
4 |
4500 |
|
2 |
Асфальтобетон высокопористый |
14 |
2100 |
|
3 |
Песок средней крупности, обработанный цементом М60 |
15 |
700 |
|
4 |
Щебеночно-песчаная смесь С7 |
24 |
240 |
|
5 |
Песок средней крупности |
58 |
120 |
|
6 |
Суглинок тяжелый пылеватый |
- |
29 |
Расчетная схема приведена на рис.7.1.1.
см
МПа см
МПа смМПа
МПа см
МПа см
МПа см
МПа
Рисунок 7.1.1 - Расчетная схема
Приводим конструкцию к двухслойной модели, где:
· верхний слой - пакет асфальтобетонных слоев (монолитный слой);
· нижний слой -песок средней крупности, обработанный цементом М60 (верхний слой основания), щебеночно - песчаная смесь С7 (нижний слой основания), песок средней крупности (дополнительный слой основания) и грунт рабочего слоя (суглинок тяжелый пылеватый).
Так как толщина конструктивных слоёв была увеличена, то пересчитываем общий модуль упругости на поверхности песка средней крупности, обработанном цементом М60.
Определяем чему равен
а) ;
б) ;
в) По номограмме ;
г) ; (МПа).
Определяем чему равен
а) ;
б) ;
в) По номограмме ;
г) ; (МПа).
1.Определяем средневзвешенный модуль упругости верхнего слоя модели по формуле (6.7):
МПа.
2. Определяем растягивающее напряжение от единичной нагрузки по номограмме [1, рис.3.4] (см. рис.7.1.2):
см
МПа
смМПа
Рисунок 7.1.2 - Расчетная модель
а) ;
б)
(МПа - общий модуль упругости на поверхности песка средней крупности, обработанном цементом М60);
г) По номограмме.
3. Определяем расчетное растягивающее напряжение при изгибе в верхнем монолитном слое модели (в пакете асфальтобетонных слоев) по формуле (7.4) при МПа; :
МПа.
4. Определяем предельное растягивающее напряжение в нижнем слое асфальтобетонного пакета по формуле (7.2):
а) МПа; ; [1, прил.3, табл.1];
б) По формуле (7.3) при:
;
в) [1, табл.3.6];
г) [1, прил.4, табл.1];
д) при [1, прил.4, табл.2];
е) МПа.
5. Проверяем выполнение условия прочности на растяжение при изгибе:
;
.
Следовательно, конструкция не удовлетворяет условию прочности на растяжение при изгибе. Для выполнения условия прочности на растяжение при изгибе увеличиваем толщину слоев основания и принимаем .
Так как толщина конструктивных слоёв была увеличена, то пересчитываем общий модуль упругости на поверхности песка средней крупности, обработанном цементом М60.
Определяем чему равен
а) ;
б) ;
в) По номограмме ;
г) ; (МПа).
Определяем чему равен
а) ;
б) ;
в) По номограмме ;
г) ; (МПа).
1.Определяем средневзвешенный модуль упругости верхнего слоя модели по формуле (6.7):
МПа.
2. Определяем растягивающее напряжение от единичной нагрузки по номограмме [1, рис.3.4] (см. рис.7.1.2):
см
МПа
смМПа
Рисунок 7.1.2 - Расчетная модель
а) ;
б)
(МПа - общий модуль упругости на поверхности песка средней крупности, обработанном цементом М60);
г) По номограмме.
3. Определяем расчетное растягивающее напряжение при изгибе в верхнем монолитном слое модели (в пакете асфальтобетонных слоев) по формуле (7.4) при МПа; :
МПа.
4. Определяем предельное растягивающее напряжение в нижнем слое асфальтобетонного пакета по формуле (7.2):
а) МПа; ; [1, прил.3, табл. 1];
б) По формуле (7.3) при:
;
в) [1, табл.3.6];
г) [1, прил.4, табл. 1];
д) при [1, прил.4, табл. 2];
е) МПа.
5. Проверяем выполнение условия прочности на растяжение при изгибе:
;
.
Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности на растяжение при изгибе.
Условие соблюдается, поэтому принимаем .
Таким образом, выбранная конструкция капитального типа покрытия удовлетворяет всем критериям прочности (упругий прогиб, сдвиг, растяжение при изгибе).