К выполнению расчетно-графической работы

СД.09.02 АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению расчетно-графической работы

УФА – 2015

УДК 325.7

ББК 39.31

А 22

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета землеустройства и лесного хозяйства (протокол № 2 от 26.02.2015 г.)

Составитель: ст. преподаватель Сакаев Р.А.

Рецензент: доцент Ишбулатов М.Г.

Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой природообустройства, строительства и гидравлики, к. с-х. н. Мустафин Р.Ф.

КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЁТ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

1 Критерии прочности дорожного покрытия.

Дорожные одежды на прочность рассчитывают по трём критериям: сопротивлению сдвигу в грунтах и слоях из слабосвязных материалов; сопротивлению растяжению при изгибе монолитных слоёв; сопротивлению упругому прогибу всей конструкции.

Конструкцию дорожной одежды считают прочной, если коэффициент прочности по каждому из критериев больше или равен КПР, найденному с учётом требуемого уровня надёжности проектируемой одежды.

К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru

Рисунок 1 - Зависимость коэффициента прочности КПР от уровня надёжности КН

Согласно нормативным документам независимо от результатов расчёта на прочность минимальная толщина покрытия и других конструктивных слоёв одежды в уплотнённом состоянии должна быть для дорог IV категории не менее:

- асфальтобетон крупнозернистый– 6 см;

- асфальтобетон мелкозернистый – 3 см;

- асфальтобетон песчаный - 3 см;

- асфальтобетон мелкозернистый – 3 см;

- щебёночные материалы, обработанные органическими вяжущими – 8 см;

- щебень, обработанный методом пропитки – 8 см;

- щебёночные материалы, не обработанные вяжущими, на песчаном основании – 15см;

- щебёночные материалы, не обработанные вяжущими, на прочном основании – 8 см;

- грунты и малопрочные каменные материалы, обработанные органическими, комплексными или неорганическими вяжущими – 10 см;

- грунт повышенной прочности – 50 см.

2 Расчётные нагрузки.

При расчётах одежд автомобильных дорог в качестве параметров, характеризующих нагрузки, действующие на них, и повторяемость нагрузок, учитываем:

- воздействие неподвижного транспортного средства, при этом пользуемся средним расчётным давлением «Р, МПа», колеса и расчётным диаметром «DН, см», круга, равновеликого следу колеса неподвижного транспортного средства;

- воздействие движущегося транспортного средства, пользуясь давлением «Р, МПа», расчётным диаметром «DН, см» следа колеса движущегося транспортного средства, а также приведённой расчётной интенсивностью воздействия нагрузки NР, авт/сутки.

В проекте вид дорожного покрытия для дороги назначаем, исходя из категории проектируемой дороги, при перспективной интенсивности движения на i-й год Ni (авт/сут) и средним составом транспортного потока по типам автомобилей, согласно, данных задания.

Расчёт дорожного покрытия выполняем по упругому прогибу.

Грунт земляного полотна – берём из задания.

Тип местности по характеру увлажнения – определяется данными задания на проектирование.

Местный материал – щебень из прочных осадочных пород.

За расчётную нагрузку принимаем автомобиль группы «Б», максимальная нагрузка на ось – 60 кН; Р = 0,5 МПа; Д = 32 см.

Требуемый уровень надёжности для заданной категории дороги определяется типом дорожной одежды.

3 Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды.

1. Определяем интенсивность движения по маркам автомобилей – NМ (без учёта легковых), число автомобилей в сутки:

NМi=Ni·Рi авт/сут;

где Ni – интенсивность движения, авт/сут;

Рi – относительная часть автомобилей разных марок в общем составе движения, в долях.

Вычисляем расчётную (приведённую к группе «Б» интенсивность движения на одну полосу):

NРАСЧ. ПР. = ∑NМi·Si,

где Si – коэффициент приведения автомобилей разных марок к расчётному автомобилю.

Таблица 1 Коэффициенты приведения автомобилей разных марок

к расчётному автомобилю

Типы транспортных средств   Коэффициент приведения, Si
Легковые автомобили
Мотоциклы с коляской 0,75
Мотоциклы и мопеды 0,5
Грузовые автомобили грузоподъемностью, т:  
1,5
2,5
св. 14 3,5
Автопоезда грузоподъемностью, т:  
3,5
св. 30

Устанавливаем расчётные характеристики грунта земляного полотна и материалов конструктивных слоёв дорожной одежды:

Расчётная влажность грунта WР при заданном коэффициенте надёжности КН определится как:

WР = К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru ·(1 + t·νW).

где К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru = 0,7· WТ - средняя влажность грунта, доли WТ;

t - коэффициент нормативного отклонения, принимаемый в зависимости от заданного уровня проектной надёжности конструкции одежды (КН);

νW = 0,1 – коэффициент вариации влажности.

Характеристики грунта при расчётной влажности 0,72·WТ будут:

ЕГР, МПа; φГР ; сГР , МПа.

По номограмме (рисунок 8) для определения требуемого модуля упругости при нагрузке автомобилей групп «А» и «Б» находим ЕТР,МПа. Если он превышает минимальное значение требуемого модуля упругости для дороги IV категории с принятым типом одежды Еmin, МПа, то в расчёте используем его.

При учёте требуемого уровня надёжности коэффициент прочности КПР общий модуль упругости определится как:

ЕОБЩ = ЕТР·КП, МПа.

Назначаем предварительную конструкцию одежды.

В соответствии с исходными данными, расчётной приведённой интенсивностью движения и требуемым модулем упругости принимаем конструкцию дорожной одежды.

К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru

Рисунок 2 – Требуемые модули упругости для нагрузок групп «А» и «Б»

В работе при расчёте прочности дорожной одежды по упругому прогибу установим необходимую толщину третьего слоя из фракционированного щебня из прочных осадочных пород, уложенного по способу заклинки.

Расчёт выполняем с использованием номограммы, составленной на основании решения задачи теории упругости для двухслойного полупространства. Каждый слой дорожной одежды последовательно рассматриваем как верхний слой со своим значением модуля упругости (ЕВ), а вся нижележащая конструкция, соответственно, для каждого слоя – как нижний слой с модулем упругости (ЕН).

Грунт земляного полотна также рассматривается как конструктивный слой.

Определяем модуль упругости на поверхности второго слоя из зависимостей:

К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru ; К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru ; по номограмме (рисунок 9) находим К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru ; и К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru

Определяем общий модуль упругости на поверхности третьего слоя из зависимостей:

К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru ; К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru ; по номограмме находим К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru ; и К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru

К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru Рисунок 3 Номограмма для определения общего модуля упругости ЕОБЩ двухслойной системы

Определяем необходимую толщину третьего слоя из зависимостей:

К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru ; К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru ; по номограмме находим К выполнению расчетно-графической работы - student2.ru , откуда определяем и h3 и общую толщину дорожной одежды как сумму слоёв.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ

Наши рекомендации