Файл: Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд..pdf

лов рассчитывают также исходя из условия, чтобы в материале не до­ стигалось предельное равновесие по сдвигу. Сейчас, как указано выше, для этого используют при расчетах полуэмпирический метод, основан­

мы (см. рис. 11.41—11.44 в зависимости от материала рассчитываемого слоя) максимальное активное напряжение сдвига в нижнем слое от вре­ менной нагрузки т а - м , а по номограмме рис. 11.44 — активное напряже­ ние сдвига от собственного веса вышележащих слоев т а в . После этого

по формуле (11.76) получают т а т а х , а по формуле (11.77) — допускаемое активное напряжение сдвига [та 1 в материале рассчитываемого слоя.

Если фактическое напряжение сдвига превышает допускаемое, необходимо усилить слои одежды, лежащие выше рассчитываемого слоя, либо уложить в рассчитываемый слой более прочный материал. Когда материал рассчитываемого слоя в значительной степени недонапряжен, может оказаться целесообразным уменьшить толщину вышележащих слоев. Однако одновременно в конструкцию дорожной одежды должны быть внесены коррективы, чтобы не нарушалось рав­ новесие по сдвигу в подстилающем одежду грунте.

При расчете слоев из монолитных материалов должно быть удов­ летворено условие, гарантирующее работу монолитного слоя при многократном нагружении без нарушения структуры материала (см. гл. 6)*:

где о г — устанавливаемое расчетом наибольшее растягивающее на­ пряжение в монолитном слое; Rn3V — допустимое растягивающее напряжение при изгибе в материале слоя с учетом усталостных явлений.

Расчет монолитного слоя, когда он является верхним в конструк­ ции, например асфальтобетонного покрытия, ведут следующим обра­ зом (см. расчетную схему на рис. 11.47):

1. Находят с помощью номограммы на рис. 11.11 путем последо­

Е

ось) и отношении модулей упругости -=—-— (кривые на номограмме)

табл. 11.8 и 11.9 с учетом имеющихся природных и эксплуатационных условий либо находят путем испытания образцов.

5. Если а г > ^ ? и з г , одежда должна быть усилена путем утолще­ ния покрытия, повышения модуля упругости основания Е о б щ . 0 л и б о в покрытие следует уложить асфальтобетон, обладающий повышенным сопротивлением растяжению при расчетной температуре.

Расчет монолитного слоя, когда он является одним из промежу­

162

1. Конструкцию с числом слоев более трех приводят к эквйва-* лентнон по жесткости трехслойной системе (см. расчетную схему к но­ мограмме на рис. 11.48), в которой монолитный слой является проме­ жуточным. Для этого по формуле (11.75) определяют средневзвешен­ ный модуль упругости пакета слоев £ с р , лежащих выше монолитного.

Слои, подстилающие монолитный, приводят с помощью номограммы (см. рис. 11.11) к однородному полупространству с общим модулем £ 3 .

межуточном монолитном слое от единичной нагрузки на поверх­ ности одежды.

3. Расчетное растягивающее напряжение в монолитном слое полу­ чают по формуле

сгг = 1,15рог.

4. Если о"г > Rmr, одежда должна быть усилена путем утолще­ ния верхних или нижних слоев, а также самого рассчитываемого моно­ литного слоя либо последний следует устраивать из более прочного материала. -

Запроектированная дорожная одежда должна удовлетворять тре­ бованиям в отношении прочности всех конструктивных элементов и в то же время она должна быть наиболее экономичной в имеющихся условиях.

§ 11.23. Расчет дорожных одежд с усовершенствованными, покрытиями облегченного типа

Требование полностью исключать образование остаточных дефор­ маций оправдано лишь для одежд с капитальными покрытиями. На одеждах с облегченными усовершенствованными покрытиями, сроки между ремонтами которых значительно короче, может быть допущено с целью облегчить конструкцию образование небольших остаточных деформаций в неблагоприятные периоды года.

В связи с этим, как указано в гл. 4, одежды с облегченными усо­ вершенствованными покрытиями следует рассчитывать на работу в стадии малых пластических деформаций.

Впредь, до разработки строго теоретически обоснованного метода расчета на базе решений смешанной задачи теории упругости и теории пластичности, возможно рассчитывать такие одежды, используя из­ ложенный выше метод расчета одежд с капитальными покрытиями, но введя поправочные коэффициенты, полученные из опыта.

Формула (11.77) для величины допускаемого активного напряжения сдвига в грунте и слабосвязных материалах примет в этом случае вид:

На горизонтальной оси указано количество автомобилей, про­ шедших до восстановительного ремонта по дорожной одежде с данным коэффициентом прочности, отнесенное к количеству автомобилей, которое может пропустить конструкция с /С п р = 1 (когда необходи­ мость восстановительного ремонта определяется работоспособностью собственно покрытия).

То обстоятельство, что эта зависимость, как видно на рис. 11.64, подтвердилась в широком диапазоне толщин одежды, а также при весьма различных нагрузках на ось автомобиля, позволяет доста­ точно уверенно пользоваться ею, во всяком случае, до накопления более обширного опыта.

Установление величин Кпр представляет собой технико-экономи­ ческую задачу. С уменьшением /Сп р снижается толщина одежды и сокращается размер капиталовложений при строительстве, но зато возрастают затраты на более частые ремонты. Оптимальным будет такое значение /Сп р , при котором суммарные приведенные затраты на строительство одежды и на ее содержание будут наименьшими. По результатам специально выполненных исследований, а также на ос­ нове обобщения опыта службы дорог можно рекомендовать следую­ щие значения К11р: для одежд с капитальными покрытиями 1; для одежд с покрытиями из обработанных вязкими битумами щебеночных и гравийных материалов Клр — 0,85—0,95; для одежд с покрытиями из смесей с жидкими вяжущими Кар — 0,75—0,85.

Большие значения следует принимать при интенсивном движении, меньшие — при слабом.

При проектировании дорожных одежд, в состав которых входят сравнительно жесткие конструктивные слои из материалов, укреплен­ ных неорганическими вяжущими, не следует, как правило, допускать образование остаточных деформаций. Такие одежды во всех случаях нужно проектировать с Л п Р = 1.

164

§11.24. Пример расчета

Проектируется дорожная одежда с асфальтобетонным покрытием на участке

а также опыта службы дорог в районе проектирования намечена следующая кон­ струкция одежды (рис. 11.65): двухслойное асфальтобетонное покрытие на ос­ новании из укрепленного цементом гравийного материала; подстилающий слой — из среднезернистого песка. Расчетные характеристики материалов и грунта принимаем следующие (см. гл. 7):

165