Страница 6: Методические рекомендации по способам укрепления обочин и откосов автомобильных дорог нефтяных промыслов Западной Сибири (46149)

Примечания: 1. Так как нагрузка расположена по центру плиты, значения единичных моментов для второй половины будут аналогичны.

2. Таблица составлена для постоянного значения  = 0,4 , соответствующего длине плиты укрепления 2 м при расчетной ширине загруженной площадки 0,3 - 0,4 м.

3. Величина Z - безразмерная координата, доли от длины балки.

8. Коэффициент Ку определяют по формуле

                                                                 (9)

где N - суммарное число циклов нагружений за срок службы обочины;

                                                                    (10)

ni - расчетное число суток в году;

T - срок службы обочины, лет;

Np - расчетная суточная интенсивность движения различных марок грузовых автомобилей, приведенных к группе А (расчетная приведенная интенсивность), авт./сут;

Ai - коэффициент, учитывающий количество наездов на краевую полосу в зависимости от ширины проезжей части B1 и интенсивности движения (табл. 5 данного приложения).

Таблица 5

Если при толщине плиты, полученной по формуле (7), условие (1) не выполняется, то необходимо предусмотреть укрепление основания или увеличение толщины плиты.

Расчет толщины слоя укрепления нежесткого типа

9. Толщина слоя укрепления нежесткого типа определяется из условий сдвигоустойчивости грунта в основании укрепления. Для этого проверяется соблюдение условия (1) при заданной толщине слоя укрепления.

10. Так как обочина нефтепромысловых дорог не связана с проезжей частью и имеет малую ширину, для определения расчетного давления (qрас, МПа) используется формула, полученная на основе упрощенного метода определения напряжений:

                                                       (11)

где h¢ - толщина слоя укрепления обочин, м;

а - сторона квадрата, равновеликого по площади расчетному диаметру следа колеса, а = 0,886 ;

q - угол, ограничивающий область, в которой возникают напряжения; для грунтов, укрепленных цементом или нефтью, ?? = 60, для ПГС  =45??.

11. Допустимое давление (qдоп, Н/м2) определяется по формуле

                                           (12)

где в1 - сторона квадрата, через который передается давление на грунт, в1 = (2h¢ + a), м.

В этом случае nj = 0,75; nq = 2,5; nc = 1,3.

При несоблюдении условия (1) назначают большую толщину слоя укрепления и проводят перерасчет.

Приложение 3

Примеры конструирования и расчета укрепления обочин

Пример. 1. Требуется запроектировать конструкцию укрепления обочины на автомобильной дороге IV-п категории Самотлорского месторождения нефти в Тюменской обл. во II дорожно-климатической зоне.

Исходные данные. Грунт земляного полотна - песок мелкозернистый, тип местности по условиям увлажнения - 2-й. Материалы для укрепления обочин: мелкозернистый песок, сырая нефть, цемент марки 400, синтетический нетканый материал дорнит, золоцементогрунтовые плиты автоклавного твердения типа цементобетона.

Перспективная интенсивность грузового движения на полосу - 1000 авт./сут, из них автомобилей типа «Магирус» - 400, «Татра» - 200, «Урал-377Н» - 100 и автобусов ПАЗ-3201 - 100. Суммарный коэффициент для приведения автомобиля к расчетной нагрузке группы А: для «Татры» - 4,49, «Магируса» - 4,21, КрАЗа - 2,71, «Урала-377Н» - 0,29 и автобуса ПАЗ-3201 - 0,03.

Конструирование. Согласно табл. 1 настоящих «Методических рекомендаций» дорога имеет ширину проезжей части 6 м, ширину обочины 2,5 м, ширину краевой полосы 0,5 м. Предлагается выполнить укрепление обочин нежесткого или комбинированного типов.

Нежесткий тип укрепления

Исходные данные: Ро = 0,6 МПа, Ео = 100 МПа. За расчетный принимается наиболее тяжелый автомобиль «Татpa» - 148SI с эквивалентной нагрузкой  - 64 kH и эквивалентным диаметром  = 36 см.

Краевая и остановочная полосы устраиваются из нефтегрунта с добавкой цемента (см. рис. 1, схема IIг настоящих «Методических рекомендаций») переменной толщины - большей у плит проезжей части, меньшей у бровки земляного полотна (среднюю толщину слоя укрепления определяют расчетом).

Расчетная приведенная интенсивность Nр = 400 ?? 4,21 + 200  4,49 + 200  2,71 + 100  0,29 + 100  0,03 = 3156 авт./сут. Для определения прочностных характеристик jгр и Сгр вычисляем число циклов нагружения в расчетный период за срок службы обочины

Расчет нежесткой конструкции ведут из условия сдвигоустойчивости грунта основания. Задают толщину слоя укрепленного грунта на обочине равной 0,25 м.

Определяют расчетное напряжение:

а = 0,886  0,368 = 0,32 м;

q = 60 - для выбранного типа укрепления.

Тогда

Устанавливают допустимое давление:

Координаты в этом примере приняты для грунта с углом внутреннего трения jгр = 28, Сгр = 3800 Н/м2 при N = 100000 циклов нагружения, А = 0,98; В = 4,93, F = 7,4. Так как при расчете укрепления нежесткого типа n1 = 1, коэффициенты nj = 0,75; nq = 2,5 и nc = 1,3, то значение вi = 2h+а = 0,82 м;  = 18000 Н/м3;

qдоп = 1,18  (0,98  0,75  0,82  18000 + 4,93  2,5  0,25  18000 + 7,4  3800  1,3) = 121382 Н/м2 = 0,12 МПа.

Условие выполняется, поэтому среднюю толщину слоя укрепления принимаем равной 25 см.

Комбинированный тип укрепления

Исходные данные: Ро = 0,6 МПа, Eо = 100 МПа, Еп = 20000 МПа;  = 36 см; L = 2 м; в = 0,5; h =0,18 м.

Краевая полоса из плит типа цементобетон, остановочная полоса из песчано-гравийной смеси.

При расчете на сдвигоустойчивость принимают расчетную схему, приведенную на рис. 1 прил. 2 настоящих «Методических рекомендаций».

Показатель гибкости  при lн = 2 - 0,36 = 1,64 м, Кк = 0,8; К?? = 1,428 (табл. 1 прил. 2 данных «Методических рекомендаций»).

Определяют допустимое давление

В данном случае в = 0,5 м; ?? = 0,4;

Тогда nj = 0,91; nq = 1,54; nc = 1,11.

Первое условие выполняется, производят расчет по второму условию.

Толщину плиты из условия прочности на растяжение при изгибе определяют по формуле (7), расчетная схема дана на рис. 2 прил. 2 данных «Методических рекомендаций»).

Вычисляют значение , если  = 250 и b = 0,4 (по табл. 4 прил. 2 данных «Методических рекомендаций»).

 = 0,059, и по нему определяют Мср.

Средний изгибающий момент

К?? = 1; Кв = 1,3; Ко = 0,7.

 цикла нагружений за 7 лет работы обочины.

Коэффициент Аi принимают по табл. 5 прил. 2 данных «Методических рекомендаций»; Аi = 0,047. Подставляя суммарное число циклов нагружения в формулу (9) прил. 2, получают Ку = 0,5.

Таким образом, по второму критерию толщина плиты 16 см.

Окончательно следует принять толщину плиты 18 см. В случае снижения этой толщины до 16 см необходимо принять меры по повышению сдвигоустойчивости грунта в основании плиты (укрепление, использование более крупнозернистых материалов и др.).

Приложение 4

Данные для расчета приведенных затрат на производство строительно-монтажных работ при укреплении обочин

Таблица 1

Технологическая схема устройства 1 км двухсторонних обочин шириной 2 м и толщиной 10 см из песчаного грунта, укрепленного нефтью (6 %) с добавкой цемента (4 %), в карьере фрезой ДС-18А, укладываемого на слой дорнита с ковриком износа из песчаного асфальтобетона слоем 3 см

Таблица 2

Состав отряда и стоимость эксплуатации машин в смену