Расчет конструкции на сдвигоустойчивость.
Назначаем расчетные значения конструктивных слоев. Значение модулей упругости назначаем при +40º С.
Таблица №6.
| № | Материал слоя | h слоя, см | Расчет по усл. сдвигоуст., Е, Па |
| 1. | Асфальтобетон плотный на БНД марки 90/130 | ||
| 2. | Асфальтобетон пористый на БНД марки 90/130 | ||
| 3. | Щебень «черный» | ||
| 4. | Щебень фракционный | ||
| 5. | Песок крупный | ||
| 6. | Суглинок тяжёлый | - |
Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле:
,
где 
- удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм;
р – расчётное давление от колеса на покрытие.
Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.
В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (суглинок тяжёлый) со следующими характеристиками:
Ен = 72 МПа , j = 9° и с = 0,012 МПа .
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле:
По отношениям 
и 
и при j = 9° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: 
= 0,029 МПа.
Таким образом: Т = 0,029×0,6 = 0,0174 МПа.
Предельное активное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя определяем по формуле:
,
где сN - сцепление в грунте земляного полотна, МПа, принимаемое с учетом повторности нагрузки, принимаем 0,012;
kд - коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. При устройстве нижнего слоя из укрепленных материалов, а также при укладке на границе “основание - песчаный слой” разделяющей геотекстильной прослойки, следует принимать значения kд равным:
- 4,5 - при использовании в песчаном слое крупного песка;
- 4,0 - при использовании в песчаном слое песка средней крупности;
- 3,0 - при использовании в песчаном слое мелкого песка;
- 1,0 - во всех остальных случаях.
zоп - глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, принимаем 63 см;
gср - средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, по расчету 0,001892 кг/см3;
jст - расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, принимаем 24º.
кг/см3
.
Определяем коэффициент прочности:
Требуемый минимальный коэффициент прочности при заданной надежности 1,0. Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.
Расчетная схема.
Рассчитываем конструкцию по сдвигоустойчивости в песчаном слое.
Действующие в песчаном слое активные напряжения сдвига вычисляем по формуле:
,
где - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм;
р – расчётное давление от колеса на покрытие.
Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.
В качестве нижнего слоя модели принимаем песок крупный со следующими характеристиками:
Ен = 82 МПа , j = 28° и с = 0,003 МПа .
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле:
По отношениям 
и 
и при j = 28° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,032 МПа.
Таким образом: Т = 0,032×0,6 = 0,0192 МПа.
Предельное активное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя определяем по формуле:
,
где сN - сцепление в песчаном слое, МПа, принимаемое с учетом повторности нагрузки, принимаем 0,012;
kд - коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. При устройстве нижнего слоя из укрепленных материалов, а также при укладке на границе “основание - песчаный слой” разделяющей геотекстильной прослойки, следует принимать значения kд равным:
- 4,5 - при использовании в песчаном слое крупного песка;
- 4,0 - при использовании в песчаном слое песка средней крупности;
- 3,0 - при использовании в песчаном слое мелкого песка;
- 1,0 - во всех остальных случаях.
zоп - глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, принимаем 43 см;
gср - средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, по расчету 0,001865 кг/см3;
jст - расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, принимаем 24º.
кг/см3
.
Определяем коэффициент прочности:
Требуемый минимальный коэффициент прочности при заданной надежности 1,0. Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.
Расчетная схема.
