444 × 41 пикс.   Открыть в новом окне |
4. По формуле 3.7 [1] определяется расчетное сопротивление бетона на растяжение при изгибе
471 × 44 пикс.   Открыть в новом окне |
где Кнп =1,0 -коэффициент набора прочности бетона;
KF= 0,95 - коэффициент учитывающий воздействие попеременного замораживания и оттаивания.
5. Для проектного коэффициента прочности (Кпр=1,0) рассчитывается допустимая величина напряжения при изгибе в плите покрытия:
226 × 34 пикс.   Открыть в новом окне |
6. По формуле П.2.3 [1] рассчитывается номинальная динамическая нагрузка
246 × 35 пикс.   Открыть в новом окне |
где Qп = 50 kH -расчетная нагрузка;
Кдин =1,3 - динамический коэффициент
7. Рассчитывается радиус отпечатка колеса по формуле 3.10 [1]
422 × 59 пикс.   Открыть в новом окне |
8. По формуле 3.9 [1] рассчитывается spt для различных значений h и Ly при радиусе отпечатка 18,6 см и проектном значении коэффициента, учитывающего влияние температурного коробления плиты покрытия (Kt). Результаты расчётов приведены в приложении В настоящих рекомендаций.
9. Назначается материал для основания дорожной одежды и по табл. 4 настоящих рекомендаций определяется его модуль упругости (Е0) и коэффициент самоупрочнения (a).
Выбирается материал для основания дорожной одежды - щебёночно песчаная смесь марки 20 с Ео=560 МПа и a=2,5.
10. Для выбранного материала рассчитывается модуль упругости после самоупрочнения материала:
263 × 34 пикс.   Открыть в новом окне |
11. По приложению В настоящих рекомендаций для принятой толщины покрытия (h) равной 17 см и допустимого напряжения на растяжение при изгибе в ней равного 1,63 МПа определяется упругая характеристика плиты покрытия, Ly = 64,6 см.
12. Используя формулу 3.11 [1], рассчитывается эквивалентный модуль упругости на поверхности основания:
482 × 58 пикс.   Открыть в новом окне |
13. Принимая рассчитанное значение = 103 МПа за проектное и используя формулу 3.12 [1], путём перебора определяется минимальная толщине слоя основания(ho2) для Eot = 1400 МПа и проектного модуля упругости грунта рабочего слоя земляного полотна Етр=46 МПа. Расчётом установлено, что минимальная толщина слоя основания (ho2) равна 18 см.
14. Учитывая, чтопринятая, в расчёте конструкции прогнозируемая величина модуля упругости слоя основания (Eot) будет достигнута только через несколько лет после начала эксплуатации конструкции, принятая толщина несущего слоя (ho2) проверяется на способность конструкции с такой толщиной слоя основания пропускать проектное число расчётных автомобилей (SNP=2593822 авт.) за проектный срок службы (Тсл=25 лет). Проверка начинается с определения эквивалентного модуля упругости основания , которое осуществляется по формуле 3.12 [1] для проектных значений Ео=560 МПа, Етр=46 МПа и ho2=18 см. В результате расчёта установлено, что .
15. По формуле 3.11 [1] рассчитывается упругая характеристика плиты покрытия:
480 × 58 пикс.   Открыть в новом окне |
16. По приложению В определяется величина допустимого напряжения на растяжение при изгибе в плите покрытия (spt), для Lу = 69 см и проектной толщины покрытия h= 17см spt =1,69 МПа.
17.17. Принимая
, используя формулу 3.7 [1], рассчитывается коэффициент усталости бетона плиты покрытия:
254 × 35 пикс.   Открыть в новом окне |
372 × 37 пикс.   Открыть в новом окне |
18. Используя формулу 3.8 [1], рассчитывается суммарное число приложения приведенной расчётной нагрузки, которое может выдержать дорожная одежда с толщиной основания равной 18 см
358 × 58 пикс.   Открыть в новом окне |
19. Используя формулу 3.4 [1], рассчитывается прогнозируемый коэффициент суммирования
333 × 54 пикс.   Открыть в новом окне |
20. Используя формулу 3.5 [1], рассчитывается прогнозируемый срок службы конструкции
404 × 52 пикс.   Открыть в новом окне |
21. Исходя из полученной величины срока службы, рассчитывается коэффициент самоупрочнения модуля упругости слоя основания после 14 лет эксплуатации:
467 × 35 пикс.   Открыть в новом окне |
22. Рассчитывается модуль упругости слоя основания после его самоупрочнения в течение 14 лет
268 × 35 пикс.   Открыть в новом окне |
23. По формуле 3.12 [1] рассчитывается эквивалентный модуль упругости основания при hot = 18 см, модуле упругости рабочего слоя земляного полотна Етр = 46 МПа и E0t = 1002 МПа. В результате выполненных расчётов установлено: .
Поскольку полученная величина общего модуля упругости конструкции меньше проектного значения по формуле 3.12 [1] для , Етр = 46 МПа и E0t = 560 МПа 1,79 = 1002 МПа рассчитывается требуемая толщина слоя основания hоt = 20 см.
Таким образом, дорожная конструкция, рассчитанная по второй схеме будет иметь: покрытие из цементного бетона класса на растяжение при изгибе Btb= 4,0, с начальным модулем упругости плиты Eб = 33000 МПа и толщиной 17 см; основание из ЩПС оптимального состава, обработанной шламом, марки 20 и с начальным модулем упругости 560 МПа, толщиной 20 см; рабочий слой земляного полотна из пылеватой супеси с модулем упругости 46 МПа.
Срок службы данной конструкции составит 25 лет.
Приложение В Таблица значений растяжений при изгибе в зависимости от толщины и упругой характеристики плиты для II дорожно-климатической зоны с расчетной нагрузкой A1
Таблица 1- Значения растяжений при изгибе (sрt) в зависимости от толщины (h) и упругой характеристики (Ly) плиты для II дорожно-климатической зоны с расчетной нагрузкой A1
Упругая характеристика плиты Ly, см | Толщина плиты h, см | ||||||||||
16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | |
Напряжения в плите | |||||||||||
45 | 1,46 | 1,32 | 1,22 | 1,13 | 1,04 | 0,97 | 0,92 | 0,87 | 0,84 | 0,81 | 0,78 |
50 | 1,56 | 1,41 | 1,30 | 1,21 | 1,12 | 1,04 | 0,98 | 0,93 | 0,90 | 0,87 | 0,84 |
55 | 1,65 | 1,50 | 1,38 | 1,28 | 1,18 | 1,10 | 1,04 | 0,99 | 0,96 | 0,92 | 0,89 |
60 | 1,74 | 1,57 | 1,45 | 1,35 | 1,24 | 1,15 | 1,09 | 1,04 | 1,00 | 0,97 | 0,93 |
65 | 1,81 | 1,64 | 1,51 | 1,40 | 1,30 | 1,21 | 1,14 | 1,08 | 1,05 | 1,01 | 0,97 |
70 | 1,88 | 1,71 | 1,57 | 1,46 | 1,35 | 1,25 | 1,18 | 1,13 | 1,09 | 1,05 | 1,01 |
75 | 1,95 | 1,77 | 1,63 | 1,51 | 1,40 | 1,30 | 1,23 | 1,16 | 1,13 | 1,08 | 1,05 |
80 | 2,01 | 1,82 | 1,68 | 1,56 | 1,44 | 1,34 | 1,26 | 1,20 | 1,16 | 1,12 | 1,08 |
85 | 2,07 | 1,87 | 1,73 | 1,60 | 1,48 | 1,38 | 1,30 | 1,24 | 1,20 | 1,15 | 1,11 |
90 | 2,13 | 1,92 | 1,77 | 1,65 | 1,52 | 1,41 | 1,34 | 1,27 | 1,23 | 1,18 | 1,14 |
95 | 2,18 | 1,97 | 1,82 | 1,69 | 1,56 | 1,45 | 1,37 | 1,30 | 1,26 | 1,21 | 1,17 |
100 | 2,23 | 2,02 | 1,86 | 1,72 | 1,59 | 1,48 | 1,40 | 1,33 | 1,29 | 1,24 | 1,20 |
105 | 2,27 | 2,06 | 1,90 | 1,76 | 1,63 | 1,51 | 1,43 | 1,36 | 1,32 | 1,26 | 1,22 |
110 | 2,32 | 2,10 | 1,93 | 1,80 | 1,66 | 1,54 | 1,46 | 1,38 | 1,34 | 1,29 | 1,25 |
115 | 2,36 | 2,14 | 1,97 | 1,83 | 1,69 | 1,57 | 1,48 | 1,41 | 1,37 | 1,31 | 1,27 |
120 | 2,40 | 2,17 | 2,00 | 1,86 | 1,72 | 1,60 | 1,51 | 1,43 | 1,39 | 1,34 | 1,29 |
125 | 2,44 | 2,21 | 2,04 | 1,89 | 1,75 | 1,62 | 1,53 | 1,46 | 1,41 | 1,36 | 1,31 |
130 | 2,48 | 2,24 | 2,07 | 1,92 | 1,77 | 1,65 | 1,56 | 1,48 | 1,43 | 1,38 | 1,33 |
135 | 2,51 | 2,28 | 2,09 | 1,95 | 1,80 | 1,67 | 1,58 | 1,50 | 1,45 | 1,40 | 1,35 |
140 | 2,55 | 2,31 | 2,13 | 1,97 | 1,82 | 1,69 | 1,60 | 1,52 | 1,48 | 1,42 | 1,37 |
145 | 2,58 | 2,34 | 2,16 | 2,00 | 1,85 | 1,72 | 1,62 | 1,54 | 1,49 | 1,44 | 1,39 |
Библиография
[1] «Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд» Введен в действие распоряжением Минтранса России № ОС-1066-р от 03.12. 2003г.
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО
( Р О С А В Т О Д О Р )