3.5.7У всіх випадках в якості розрахункового значення кута внутрішнього тертя ґрунту і малозв'язних шарів використовують його значення, що відповідає сумарній кількості впливу навантаження за міжремонтний строк ∑ Np. Цю величину встановлюють за формулою (3.5).
Величину розрахункових днів за рік, що відповідає розрахунковому стану міцності й деформативності конструкції Трдр, що входить в формулу 3.5, визначають за даними 3.3.7.
3.5.8Розрахунок дорожнього одягу за критерієм опору зсуву в ґрунті земляного полотна, а також в піщаних матеріалах проміжних шарів дорожнього одягу проводять у такій послідовності:
а)за додатком Е таблиця Е.2 призначають розрахункові модулі пружності для шарів із асфальтобетону, що відповідають максимально можливим температурам у ранній весняний (розрахунковий) період (у відповідності з вказівками 3.5.4 таблиця 3.8, таблиці 3.9 та Д.7, Д.8 – з урахуванням розрахункової вологості і загального числа впливу навантаження), розрахункові міцністні характеристики φ і С ґрунту земляного полотна і піску проміжного шару одягу (якщо такі є) – з врахуванням вимог 3.5.7. Інші розрахункові характеристики ґрунту і матеріалів залишаються тими самими, що й у розрахунку за пружним прогином;
б)за рисунками 3.4 або 3.5 визначають активні напруження зсуву від одиничного тимчасового навантаження. Для цього приводять багатошарову конструкцію до двохшарових моделей (3.5.2 та 3.5.3).
в)за формулою (5.12) визначають розрахункове напруження зсуву в ґрунті земляного полотна чи в піщаному шарі одягу;
г)за формулою (5.13) розраховують граничні напруження зсуву;
д)за формулою (5.10) перевіряють виконання умов міцності (з урахуванням необхідної надійності);
е)при необхідності, змінюючи товщини конструктивних шарів, підбирають конструкцію, що відповідає умові 3.5.1
3.6Розрахунок монолітних шарів на розтяг при згині
3.6.1У монолітних шарах дорожнього одягу – з асфальтобетону, полімер-асфальтобетону, матеріалів і ґрунтів, укріплених комплексними і неорганічними в'яжучими, та ін. – напруження, що виникають при прогині одягу під дією повторних короткочасних навантажень не повинні викликати порушення структури матеріалу й призводити до утворення тріщин, тобто повинна бути забезпечена умова:
Кмц Rзг / σr(3.14)
де Кмц – необхідний коефіцієнт міцності з урахуванням заданого рівня надійності (таблиця 3.1);
Rзг – гранично допустиме напруження розтягу матеріалу, шару з урахуванням втоми;
σr — найбільше напруження розтягу, у розглянутому шарі, що встановлюється розрахунком.
3.6.2Найбільше напруження розтягу σr при згині в монолітному шарі обчислюють за допомогою номограм, побудованих на основі вирішення задачі теорії пружності про шаруватий напівпростір (рисунки 3.6, 3.7).
У проектуванні дорожніх одягів зустрічаються два характерних випадки:
1) монолітний шар або кілька суміжних шарів з однотипних монолітних матеріалів знаходяться у верхній частині дорожнього одягу – це асфальтобетонні і подібні їм покриття, асфальтобетонні основи, розташовані безпосередньо під асфальтобетонним покриттям; 2) монолітний шар, розташований у товщі дорожнього одягу – різного роду монолітні основи.
3.6.6 Для визначення розтягуючих напружень у монолітних шарах, крім номограм (рисунки 3.6, 3.7), можуть бути використані атестовані у відповідному порядку рішення та комп'ютерні програми. Такі програми та рішення повинні давати можливість виконувати розрахунки з необхідною точністю та узгоджуватися з результатами розрахунків за номограмами (рисунки 3.6, 3.7).
3.6.7Допустимі розтягуючі напруження при згині асфальтобетону:
Rдon = Rp ,(3.15)
де Rp – розрахунковий опір розтягу при згині з урахуванням повторної дії навантажень (3.16).
|
Рисунок 3.6 – Номограма для визначення розтягуючого напруження при згині від одиничного навантаження у верхньому монолітному шарі дорожнього одягу |
|
Рисунок 3.7 – Номограма для визначення розтягуючого напруження у проміжному монолітному шарі дорожнього одягу |
3.6.8Покриття (3.6.3) чи еквівалентний монолітний шар розраховують на згин (3.6.4) у такій послідовності:
а)обчислюють h1 / D при одношаровому покритті або Σ hi,a / D (асфальтобетонне покриття на основі з асфальтобетонних шарів), а потім за формулою (3.11) знаходять середній модуль пружності пакета шарів з асфальтового бетону;
б)загальний модуль пружності Езаг.осн на поверхні основи, що підстилає асфальтобетон, визначають за допомогою номограми шляхом послідовного приведення шарів;
в)за відношенням E1 /Езаг.осн та h1 / D або за допомогою номограми (рисунок 3.6) визначають розтягуючі напруження , у шарі, що розраховується, від разового навантаження. Повне розтягуюче напруження:
σr = рКб(3.16)
де р – розрахунковий тиск на покриття, МПа (додаток Ж);
Кб – коефіцієнт, що враховує особливості напруженого стану покриття під колесом автомобіля зі спареними балонами.
Як правило, Kб = 0,85, але при розрахунку покриття на особливі навантаження (колесо з одним балоном) Kб = 1,0.
г)обчислюють допустимі розтягуючі напруження за формулою (3.15). У пакеті асфальтобетонних шарів за розрахункове допустиме розтягуюче напруження, Rдоп приймають значення, характерне для матеріалу нижнього шару. Потім обчислюють відношення Rdon /σr; якщо Rдon / σr =Кмц, де Кмц – мінімальний необхідний коефіцієнт міцності (рисунок 3.1), то конструкцію вважають такою, що відповідає вимогам міцності на розтяг при згині. В іншому випадку потрібно коригувати товщини шарів.
3.6.9Проміжні монолітні шари доцільно розраховувати в такій послідовності. Спочатку за формулою (3.11) обчислити середній модуль пружності конструктивних шарів, що розташовані вище розрахункового монолітного шару (шар h2 на рисунку 3.7). Розрахункові модулі пружності шарів з матеріалів, що містять органічне в'яжуче, слід приймати при температурі 0 °С. Шари, що підстилають монолітний шар, треба привести до еквівалентного за жорсткістю однорідного півпростору з модулем пружності Е3, який можна одержати шляхом послідовного обчислення загальних модулів кожної пари суміжних шарів за номограмою (рисунок 3.3). Потім за номограмою (рисунок 3.7) треба знайти розтягуючі напруження у розрахунковому шарі від разового навантаження, що діє на поверхні покриття. Для цього з точки на верхній горизонтальній осі, що відповідає відношенню Σ hi / D, слід провести вертикаль до кривої з відомим відношенням Е1 / Е2, а з точки перетину провести горизонтальну пряму до променя, що відповідає відношенню Е2 /Ез, звідки опустити вертикаль на нижню горизонтальну вісь, де знайти значення Розрахункове значення σr належить знайти за формулою (3.16) при Кб = 1,0. Далі послідовність розрахунку цілком збігається з послідовністю пункту 3.6.8.
Міцність матеріалу монолітного при багаторазовому розтягу при згині визначають за формулою:
Rр = RлабkmkкnkT(3.17)
де Rлаб – лабораторне значення границі міцності на розтяг при згині за одноразового прикладання навантаження (приймається за таблицею Е. 1);
km – коефіцієнт, що враховує зниження міцності в часі від дії погодно-кліматичних умов (таблиця 3.10);
kT – коефіцієнт, що враховує зниження міцності матеріалу в конструкції в результаті температуро-усадкових впливів (таблиця 3.11);
kkn – коефіцієнт, що враховує короткочасність та повторність навантажень на дорозі:
,
де knp – коефіцієнт, що враховує вплив повторних навантажень у нерозрахунковий період (приймається за таблицею Е.1);
т – показник втоми (приймається за таблицею Е.1);
– сумарна інтенсивність руху.
Таблиця 3.10
Ч.ч. |
Матеріал шару, що розраховується |
km |
1 |
Полімерасфальтобетон |
1,00 |
2 |
Асфальтобетон щільний |
|
|
І марки |
0,95 |
|
II марки |
0,90 |
3 |
Асфальтобетон пористий |
0,75 |
4 |
Асфальтобетон високопористий |
0,70 |
Таблиця 3.11
Ч.ч. |
Матеріал шару, що розраховується |
kT |
1 |
Полімерасфальтобетон |
0,90 |
2 |
Асфальтобетон щільний |
|
|
І марки |
0,85 |
|
II марки |
0,80 |
3 |
Асфальтобетон пористий |
0,80 |
4 |
Асфальтобетон високопористий |
0,75 |
3.6.10Методи експериментального визначення деформаційних і міцнісних характеристик матеріалів і ґрунтів приведені в додатку М.
3.7Особливості розрахунку підсилення дорожнього одягу
|
Рисунок 3.8 – Номограма для визначення товщини шару підсилення дорожнього одягу |
3.8Особливості розрахунку асфальтобетонних шарів армованих синтетичними матеріалами
,(3.18)
де Kмц,Rзг і σr – величини, наведені в формулі (3.14);
– коефіцієнт ефективності армування, що визначається за методикою, наведеною в додатку К.
3.8.3Розрахунок армування виконують у такій послідовності: