Файл: Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 268

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

исходным материалом для назначения конструкции реконструируемой дороги.

Если требуемый модуль отличается не более чем на 10—12% от фактического, можно ограничиться одним слоем асфальтобетона или битумоминеральной смеси; если разница порядка до 25%, то обычно не­ обходима укладка двухслойного асфальтобетона.

При большой разнице возникает вопрос о необходимости утолще­ ния основания или реконструкции всей одежды на участке с неблаго­ приятными грунтово-гидрологическими условиями. В последнем случае необходимо предусмотреть дренажные устройства.

При утолщении основания следует применять преимущественно слои, укрепленные вяжущим, во избежание скопления воды в них.

Во всех случаях рекомендуется вычерчивать графики по опреде­ ленным типичным участкам, на которых показывается схема сущест­ вующей дорожной одежды, зпюра прочности дорожной одежды по мо­ дулям упругости, фактическое состояние покрытия, тип местности по увлажнению, тип грунта и его модуль упругости.

6. Количество слоев, составляющих дорожную одежду и их толщи­ ну, следует подчинять технологическим соображениям и принципу эко­ номичности в производстве работ (уменьшение числа операций).

Минимальные толщины отдельных слоев одежды не должны во вся­ ком случае быть меньше величин, указанных в табл. III.14.

7. Необходимо предусматривать отвод воды из нижних слоев дорож­ ной одежды. При отсутствии бортовых камней целесообразно устрой­ ство краевых полос. Следует стремиться, чтобы более водопроницаемые материалы последовательно располагались в низших слоях. Исклю-

Т а б л и ц а I I I . 1

 

 

 

 

Материал дорожной одежды

 

Толщина

 

 

 

 

 

слоя, см

 

 

 

 

 

 

 

 

Асфальтобетонные смеси, укладываемые в горячем или теплом со­

 

стоянии:

 

 

 

 

 

 

 

однослойное

покрытие

 

 

 

4

двухслойное

»

 

 

 

 

7

Холодные асфальтобетонные

и дегтебетонные смеси

 

2

Щебеночные и гравийные материалы, а также грунты, обрабо­

4

танные

органическими

вяжущими в установках

 

 

Щебеночные

материалы, обработанные органическими

вяжущими

4—7

по способу пропитки (в зависимости от размера щебня)

 

 

Гравийные и щебеночные материалы, обработанные органическими

5

вяжущими

смешением

на

дороге

 

 

Грунты,

обработанные

органическими вяжущими по способу сме­

6

шения

на

дороге

 

 

 

 

10

Грунты, обработанные цементом или известью

 

Щебеночные

и гравийные

материалы, не обработанные

вяжущим

 

на основании:

 

 

 

 

 

 

из

песка

 

 

 

 

 

15

» прочного (каменного или укрепленного вяжущим) материала:

 

для

щебня

 

 

 

 

 

8

»

гравия

 

 

 

 

 

10

224


чение может быть допущено в условиях парообразного перемещения влаги, что имеет место в IV и Удорожно-климатических зонах.

8. В случае укладки крупных щебеночных материалов непосред­ ственно на глинистый, суглинистый либо пылеватый грунты для пре­ дотвращения проникания грунта в слой щебня при увлажнении сле­ дует предусматривать устройство противозаиливающих прослоек тол­ щиной не менее 5 см из шлака, высевок, укрепленного вяжущими грун­

та и других материалов, не переходящих в

пластичное

состояние

при

увлажении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ III.12. Примеры расчета по нормативному

 

 

 

 

 

упругому прогибу

(модулю упругости)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е р 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание.

Требуется

запроектировать

конструкцию

нежесткой дорожной

одежды под нагрузку Н-Р (Q = 10 Т,

р =

6 кГ/см2, D =

32,6 см). Перспектив­

ный

состав движения указан

в табл.

III . 15 . Дл я приведения

фактического дви­

жения к расчетной

нагрузке

используем данные табл.

I I I . 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

I I I . 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перспективная

интенсивность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

движения

на две полосы,

 

Тип транспортных

средств

Нагрузка

 

 

 

авт./сутки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на ось, m

 

 

 

 

приведенная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фактическая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к нагрузке Н-Р

Легковые

 

 

 

 

 

 

 

 

3400

 

 

 

 

Автобусы

 

 

 

 

 

 

8

 

 

200

 

 

 

74

Грузовые

автомобили

 

 

 

4

 

1300

 

 

 

26 .

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

500

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

300

 

 

111

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

200 .

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

70

 

 

 

70

 

 

И т о г о

 

 

 

 

5970

 

 

431

 

Грунт — суглинистый, при относительной

влажности

0,75

имеет

модуль

упругости £

г р

=

280 кГ/см2

(см. табл. II . 7),

минимальная

толщина

морозо-

устойчивого слоя — 65 см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е тр

 

Решение.

 

Согласно

графику (см. рис. I I I . 3 , я),

требуется

модуль

= 2100 кГ/см2.

При данном

движении предпочтительно

покрытие из двухили

трехслойного асфальтобетона толщиной не менее 13 см (например, два нижних

слоя по 4,5

см либо один

9 см

и верхний

4

см).

Это вытекает из табл.

III . 13 .

 

Воспользуемся

графиком (номограммой)

для

расчета (см. рис. I I . I I ) . Мо­

дули упругости материалов в соответствии

с табл.

II . 8 , II . 9 , 11.10. Д л я

слоев

покрытия принимаем средний

модуль 10 000

кГ/см2:

 

 

13

= 0,4;

 

-тр

2100

= 0,21;

по графику (см. рис.

I I . 11)

D

32,6

в

Ei

10 000

 

 

 

Е„

 

£ „ = . - £ ' = 1200

кГ/см2

 

 

 

 

~=0.12;

 

£„

8 Зак. 149

225


 

При

расчете

на изгиб -==^ = 15 ООО

12,5 по табл.

III . 11

или графику

 

 

 

1200

 

 

кГ/см2

 

кГ/см2

на

рис. I I I . 5 растягивающее напряжение

составляет 9,3

< 9,5

(см.

табл.

I I I . 12), т. е. требование по прочности на изгиб удовлетворено. При бо­

лее жестком асфальтобетоне толщину его придется увеличивать до 15 см.

 

 

Учитывая, что общая толщина дорожной одежды из условий

морозоустой­

чивости не должна

быть менее 65 см, распределим остающуюся

толщину конст­

рукции 65 — 13 =

52 см на два слоя (нижний

слой основания,

принятый

пред­

варительно 37 см, и верхний слой — 15 см).

12 см, в качестве

 

 

 

Поскольку покрытие имеет толщину более

верхнего

слоя

основания примем подобранную смесь из известнякового щебня 3-го класса,

обработанного битумом 2 = 5000 кГ/см2).

В качестве нижнего берем мелкий

песок 3 = 1000

кГ/см2)

 

 

 

£обп

 

1200

^D

= з Й г ° ' 4 6 ;

''е~,

= 0,24.

5000

ЕЕ"

По графику (см. рис. I I . 11) -?• =

— =

0,125;

Е"

=

5000-0,125 = 625

 

кГ/см2.

Д л я нижнего

слоя

основания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£общ

Е"

625

0,63;

Ея

Етп

=

280

0.23.

 

 

 

 

Ев

Е3

 

=

— =

 

 

=

 

 

 

 

1000

 

 

Ет.

Ео

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По

графику (см. рис. I I . 11)

~=1,20;

А3 = 32,6-120 = 39 см.

 

 

Общая

толщина одежды

Н =

13 +

15 + 39 == 67

см.

 

 

 

 

 

 

 

Толщина по условию

морозоустойчивости достаточна.

 

 

 

 

 

Результаты расчета

сведены в табл.

I I 1.16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

I I I . 16

№ слоя

 

 

Материал

 

 

 

Толщина

Модуль упру­

Общий

(эквива­

 

 

 

 

 

слоя, см

гости.

кГ/смг

лентный)

модуль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

упругости,

кГ/см2

1

Асфальтобетон

 

 

 

 

 

Л1 =

13

£ 1

=

10 000

 

Еобт — Е-гр —

2

Щебень,

обработанный

битумом

 

 

£ 2

= 5000

 

=

2100

Л 2 = 1 5

 

Е' = 1200

3

Песок

 

 

 

 

 

 

А3 =

39

Е3=

1000

 

£ " =

625

4

Грунт суглинистый

 

 

 

 

£ г

р

= 330

 

 

Если взять большую толщину Л2 и среднезернистый

 

песок для нижнего слоя

основания,

то общая толщина будет меньше 65 см. Например,

при Ла ~

20 см

 

 

 

А,

=

_20

 

 

 

Е/_

1200

0,24;

 

 

 

 

 

 

 

 

- г - = 0,61;

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

32,6

 

 

 

£2

5000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0,09;

Е":

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е2

 

 

 

4500;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е"

4500

 

 

Е гр

 

280

 

 

 

 

 

 

 

17 см.

 

 

 

£з"

1000

=0,45;

Е3

 

1000 = 0,28;

 

= 0,53;

А3

=

 

 

D

Общая толщица дорожной одежды будет 45см, и придется добавлять 14 см песка. Конструкция будет дороже. В обоих случаях надо еще проверить щебень, обработанный битумом, на прочность при изгибе, согласно табл. I I I . 11 и I I I . 12.

226


 

В первом

варианте эквивалентная

толщина

слоев равна:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

/

15 ООО

 

 

 

 

 

 

 

Л э

3

2

 

 

 

 

 

 

 

Л э =

= 1

5

+ 1 3 | /

7 Ж =

1 5 +

 

1 7 ^ 3 2 с ж ;

^ =

i276= 0 '9 8 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е9

7000

=

11,2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е"

 

625

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение

при изгибе по табл.

 

I I I . 1 1

или графику

(см. -рис. I I I . 5 )

равно

4,6

кГ/см2,

 

что не противоречит требованиям

табл.

III . 12

(9,5

кГ/см2).

 

 

=

Если

взять

рядовой

щебень,

не обработанный

битумом: Л, = 20 см, Е2

=

3000

кГ/см2,

 

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h2

=

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—— = 0,61;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

32,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е'

1200

0,4; по графику

(см. рис. П .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е2

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ё1

=

0,22;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

Я

660

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ " = 3000-0,22 = 660 кГ'см2;

 

 

= 0,66;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е3

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я г р

280

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е3

1000 =

0,28; по графику

(см. рис. 11.11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^D

=

1,7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из = 5 5 си .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Надо также проверить, не следует ли понизить модуль упругости на поверх­

ности дискретных

материалов

(песок,

 

необработанный

щебень)

вследствие не­

возможности

возникновения

в них

 

изгибающих напряжений.

Песок

3

=>

=

1000

 

кГ/см2)

и грунт

( £ Г р =

280

кГ/см2),

 

согласно

табл.

I I I . 4 , не требуют

понижения

модулей на поверхности,

так как E3IEFV

=

3,5.

 

 

 

 

=

Модуль

упругости

щебня

составляет

Е2

=

3000 кГ/см2,

а

песка — Е"

=

560

кГ/см2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е2

 

3000

 

 

 

h

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

= ~ 5 ^ =

= М

;

 

 

D= i276 =

0 ' 6 L

 

 

 

 

 

 

Коэффициент понижения модуля на поверхности

щебня

по табл.

I I I . 4

составляет 0,85, т. е. надо повысить Е'.

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

„,

1200

 

-

 

 

 

Е'

 

 

1400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ ' =

—-- =1400 кГ/см2;

 

=

= 0,47;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,85

 

 

 

 

 

Е2

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е"

=

560

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0,19.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е2

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По

графику

(см. рис. 11.11)

- ^ - = 0,95;

h2

= Sl

см.

 

 

Общая толщина Н = 13 + 31 + 55 = 99 > 65.

Все возможные варианту должны быть подвергнуты технико-экономическо­ му сравнению.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е р 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание.

 

Требуется

запроектировать

конструкцию дорожной

одежды

для

магистральной улицы

общегородского

значения

под

нагрузку

 

Н-30

(Q

=

=

12

Т,

р =

6 кГ/см2,

R = 35,6 см). Перспективный

 

состав

движения по од­

ной

полосе

задан

в табл.

I I I . 17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

I I I . 17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перспективная

интенсивность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

движения на одну

полосу,

 

 

 

Тип транспортных

средств

 

 

Нагрузка

 

 

 

 

авт./сутки

 

 

 

 

 

 

 

на ось,,

Т

 

 

 

 

 

 

приведенная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фактическая | к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н а г р

у з к е

Н -30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Легковые

автомобили

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4000

 

 

 

 

 

 

 

Автобусы

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

1000

 

 

 

140

 

 

Троллейбусы

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

800

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

»

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

100

 

 

 

100

 

 

 

Грузовые

автомобили

 

 

 

 

 

4

 

 

 

1000

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

1000

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

1000

 

 

 

140

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

Ю

 

 

 

520

 

 

 

260

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|

 

 

 

 

 

 

9420

 

 

 

900

 

 

 

 

Грунт —• суглинистый,

расчетный

модуль

 

упругости

£ г р

=

375

кГ/см2.

 

 

Минимальная

толщина

морозоустойчивого

слоя — 55

см.

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

Согласно

графику

на рис. I I I . 3 ,

б,

требуемый

модуль

упругости

при

асфальтобетонном покрытии

£ т р =

2600

 

кГ/см2.

 

необходимо

покрытие из

 

 

Д л я

данного

движения,

согласно

табл.

I I I . 13,

 

двухслойного

асфальтобетона

толщиной не менее

15 см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примем

 

толщину

верхнего

слоя

равной

 

5 см,

с

модулем

упругости

10 000

кГ/см2

 

и двух либо одного нижнего

слоя — 10 см

с модулем

упругости

8000

 

кГ/см2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запроектированные толщины конструктивных слоев, расчетные модули

упругости материалов для этих слоев и результаты

расчетов • последовательно

записываем

в табл.

I I I . 18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

I I I . 18

 

№ кон­

 

Материал конструктивного

Толщина

Модуль упругости

Общий (эквива­

структив­

 

 

 

слоя

 

 

 

слоя, см

материала,

 

кГ/см2

лентный)

МОДУЛ1

ного

слоя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

упругости,

 

кГ/см

 

 

1

 

 

Асфальтобетон

 

верхнего

А1 =

5

 

£ 1 =

=

10 000

 

£ г

р = 2600

 

 

 

 

слоя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ 2

 

=-- 8000

 

 

 

 

 

-

2

 

 

Асфальтобетон

 

нижнего

h 2

=

10

 

 

 

£ ' = 2 3 0 0

 

 

 

 

слоя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

-

 

Щебень

известняковый,

Л3

= 34

 

£ 3

= 6000

 

 

£ " = 1 7 6 0

 

 

 

 

 

обработанный

цементом 5%

 

 

 

 

£ 4 = 1 2 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

Песок

суглинистый

 

ft4

=

34

 

 

 

£"' = 720

 

 

 

 

 

Грунт

 

 

 

 

 

£рр —- 375

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности второго слоя

покрытия:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ т р

=

2600

= 0,26;

hx

=

 

5

 

0,14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ х

 

10 000

 

 

35,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

228