Расчет монолитного цементобетонного покрытия:

Расчет проводят путем проверки прочности покрытия:

,

где - коэффициент прочности, определяемый в зависимости от категории

дороги, ;

- расчетная прочность бетона на растяжение при изгибе, определяемая по

обязательному приложению 1 [3];

- напряжения растяжения при изгибе, возникающие в бетонном покрытии от

действия нагрузки, с учетом перепада температуры по толщине плиты.

Расчетное сопротивление бетона на растяжение при изгибе определяется по формуле:

,

где - класс бетона на растяжение при изгибе;

- коэффициент набора прочности со временем; для бетона естественного

твердения для районов с умеренным климатом ;

- коэффициент усталости бетона при повторном нагружении:

,

где - суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной

нагрузки за расчетный срок службы;

- коэффициент, учитывающий воздействие попеременного замораживания-

оттаивания, равный 0,95.

Коэффициент усталости бетона при повторном нагружении, при :

,

тогда

Напряжения растяжения при изгибе определяются, исходя из решений теории упругости, по следующей аппроксимирующей зависимости, отражающей наличие контакта плиты с основанием:

где - расчетная нагрузка, кН:

,

где - динамический коэффициент, принимаемый равным 1,3;

- номинальная статическая нагрузка на колесо, кН;

- коэффициент, учитывающий влияние места расположения нагрузки, для

неармированных покрытий ;

- коэффициент, учитывающий условия работы, ;

- коэффициент, учитывающий влияние штыревых соединений на условия

контактирования плит с основанием; при наличии в поперечных швах

штырей ;

- толщина плиты, см;

- коэффициент, учитывающий влияние температурного коробления плит,

определяемый по табл.3.4 [3];

- радиус отпечатка колеса, см:

,

где - давление в шинах, принимаемое равным 0,6 МПа;

- упругая характеристика плиты, см:

где и - модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона,

определяемые по обязательному приложению 1 [3];

- коэффициент Пуассона основания;

- эквивалентный модуль упругости основания.

Для нескольких значений толщин цементобетонного покрытия строится график зависимости , т.е.

.

С помощью этого графика определяется толщина покрытия, соответствующая требуемому .

Определение толщины покрытия:

Для определения толщины покрытия необходимо для нескольких значений толщин цементобетонного покрытия построить график зависимости :

,

определив предварительно значения величин, входящих в данную формулу.

Эквивалентный модуль упругости основания, как многослойной конструкции, определяется путем последовательного приведения слоистой системы к двухслойной:

по номограмме рис.3.1 [2]: ,

тогда

Расчетная нагрузка определяется по формуле:

;

радиус отпечатка колеса:

. Тогда при толщине плиты:

:

;

(по табл.3.4 [3]);

;

;

:

;

(по табл.3.4 [3]);

;

;

:

;

(по табл.3.4 [3]);

;

.

По полученным значениям строится график зависимости (Рис.10), с помощью которого находится значение толщины плиты , соответствующее требуемому значению .

Рис.10 График зависимости

По графику с помощью уравнения линии тренда определяется толщина плиты соответствующая значению :

,

округлив полученное значение до целого числа в большую сторону, толщина плиты принимается равной 20 см.