По критерию допустимого упругого прогиба

Оценка прочности дорожной одежды

Исходными данными для оценки работоспособности дорожной одежды являются интенсивность и состав движущегося по ней ТП, а также конструкция дорожной одежды (очередность и толщина отдельных слоев, характеристика их прочности) и вид грунта земляного полотна (рисунок 9.27).

2) определяется требуемый модуль упругости дорожной одежды , при котором обеспечивается пропуск заданной интенсивности ТП без ее повреждения. Проверяется полученное значение на соответствие минимальным требованиям с учетом типа дорожной одежды (таблица 9.6, последний столбец). Если , то в качестве принимается , определенное по таблице 9.6;

Рисунок 9.27 – Конструктивная схема

дорожной одежды

Оценка прочности дорожной одежды выполняется в следующей последовательности:

1) определяется эквивалентный модуль упругости существующей конструкции дорожной одежды путем расчета в соответствии с методикой, представленной ниже;

Таблица 9.6 – Нормативные показатели надежности дорожных одежд [82]

Тип дорожной одежды	Категория дорог	Коэффициент прочности	Требуемый (минимально допустимый) модуль упругости дорожной одежды , МПа
Капитальный	I-а, I-б, I-в	0,95
	II	0,95
	III	0,85
Облегченный	II	0,80
	III	0,80
	IV	0,80
	V	0,80
Переходный	IV	0,60
	V	0,60

3) рассчитывается отношение . Полученное значение сравнивается с нормативным значением коэффициента прочности (см. таблицу 9.6).

Определение эквивалентного модуля упругости .

Расчет выполняют в два этапа (т.к. рассматривается двухслойная дорожная одежда), на каждом из которых определяют модуль упругости двухслойной системы, состоящей из разнородных материалов. Последовательность выполнения этапов – от нижних слоев дорожной одежды к верхним слоям.

На первом этапе определяют модуль упругости двухслойной системы, состоящей из грунта земляного полотна и основания дорожной одежды. Определяют значения следующих отношений:

; (9.34)

, (9.35)

где – модуль упругости грунта земляного полотна, МПа;

– модуль упругости основания дорожной одежды, МПа;

– толщина слоя основания, см.;

– диаметр круга, равновеликого по площади отпечатку колеса на дорогу, см.

Величина зависит от расчетной (эквивалентной) нагрузки на ось, к которой приводятся все типы транспортных средств, движущихся по дороге, а также от вида нагрузки, прикладываемой к дорожной одежде (движущейся или неподвижной). Вид нагрузки зависит от места устройства дорожной одежды. Для полос движения принимается движущаяся нагрузка, для стоянок, участков перед железнодорожными переездами, остановочных площадок МПТ – неподвижная. Расчетная нагрузка выбирается в зависимости от категории дороги по данным таблицы 9.7, величина – по таблице 9.8.

Таблица 9.7 – Нормативные значения расчетных нагрузок

на ось транспортных средств [15]

После определения значений отношений (9.34) и (9.35) полученные значения откладывают на осях номограммы (см. рисунок 9.28). В искомой точке пересечения линий по наклонным линиям номограммы определяют значение отношения:

Таблица 9.8 – Характеристики нагрузок при расчете нежестких

дорожных одежд [15, 82]

, (9.36)

где – общий модуль упругости двухслойной системы «грунт земляного полотна – основание дорожной одежды».

Затем по известному модулю упругости основания дорожной одежды определяют значение .

На втором этапе расчета определяют модуль упругости двухслойной системы, характеристикой нижнего слоя которой является полученное на предыдущем этапе значение , а верхним слоем является покрытие дорожной одежды с характеристиками и . Последовательность расчетов аналогична первому этапу:

– определяются значения отношений:

; (9.37)

; (9.38)

– по номограмме (см. рисунок 9.28) определяется отношение:

, (9.39)

где – эквивалентный (итоговый) модуль упругости двухслойной системы « – покрытие дорожной одежды»;

– по известному модулю упругости покрытия дорожной одежды определяют .

Определение требуемого модуля упругости

Заданную интенсивность движения на участке автомобильной дороги приводят к расчетной нагрузке, используя следующую формулу:

, (9.40)

где – приведенная интенсивность движения по наиболее загруженной полосе проезжей части, прив. ед./сут.;

– коэффициент многополосности, учитывающий распределение ТП обоих направлений по полосам проезжей части (для дорог c двумя полосами для движения в обоих направлениях = 0,55, для трехполосных дорог – 0,5, для четырехполосных – 0,35, для шестиполосных – 0,3);

– суточная фактическая интенсивность движения в обоих направлениях i -го вида транспортных средств, авт./сут.;

– коэффициент приведения i -го вида транспортных средств, применяемый при расчете дорожной одежды (см. таблица 9.9);

– количество градаций состава ТП (видов транспортных средств, на которые распределен ТП).

Рисунок 9.28 – Номограмма для определения общего модуля упругости двухслойной системы Еобщ [39, 45]

Таблица 9.9 – Коэффициент приведения транспортных средств [82]

Определяют требуемый модуль упругости на участке дороги, используя номограмму (см. рисунок 9.29). На оси абсцисс откладывают найденное значение и проводят из этой точки вертикальную линию до пересечения с линией, соответствующей необходимой расчетной нагрузке. Затем из точки пересечения проводят горизонтальную линию до оси ординат и получают значение (в МПа). Проверяют полученное значение на соответствие минимальному нормативному значению согласно таблице 9.6. Если , то в качестве принимается значение .

Рисунок 9.29 – Номограмма для определения требуемого

эквивалентного модуля упругости при расчетах по упругим деформациям [82]

Определение коэффициента прочности

Для исследуемого участка дороги определяется отношение . Полученное значение сравнивается с нормативным значением коэффициента прочности (см. таблицу 9.6). Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критерию упругого прогиба, если:

. (9.41)

При не выполнении условия (9.41) разрабатывается комплекс условий по повышению надежности и прочности дорожной одежды.