1,10-1,15 1,18—1,28 1,30—1,35
Категория дороги
I
I I
I I I
Т а б л и ц а
Рис. IV.2. Расчетная схема двухслой ной системы
Значения а должны определять ся из данных по обследованию прочности дорог в расчетный пе риод.
Минимальные значения нормированного отклонения t' быть приняты в зависимости от категории дороги (табл. IV. 1).
о
Величина коэффициента надеж ности учитывает возможность от клонения прочности от среднего значения и определяется по фор муле
(IV.6)
могут
I V , 1
f
2,50
2,25
2,00
Эти значения f установлены на основе анализа результатов иссле дований свойств грунтов и дорожных одежд.
Если в процессе проектирования отсутствуют данные о величине среднеквадратичного отклонения а, то величину коэффициента надеж ности Кв можно принимать в зависимости от категории дороги (Кя = = 1,10—1,35). Значения Кн подлежат дальнейшему уточнению.
Напряженно-деформированное состояние слоистой системы рассчи тано Б. И. Коганом [10].
Для двухслойной системы (рис. IV.2), загруженной равномерно распределенной нагрузкой р по площади радиусом г, максимальное
вертикальное смещение |
равно |
|
|
|
/ м а к с = | - Г « ( 1 - ^ ) , |
( I V . 7 ) |
|
fci |
|
|
где а — коэффициент |
приведения |
двухслойной |
системы к однород |
ному полупространству. |
|
|
На рис. IV.3 приведен график для определения а в зависимости от |
значений |
|
|
|
|
Ei |
г |
|
|
т = — |
и — . |
|
|
Е0 |
Н |
|
Для расчета осадок многослойной системы принята экспоненциальвая зависимость уменьшения модулей упругости с глубиной (рис. IV.4, см. кривую Ez).
271
Рис. IV.3. График определения коэффициента а для приведения двухслойной си стемы к эквивалентному однородному полупространству
Упругий слой, внутри которого модуль упругости изменяется по экспоненциальному закону, расположен на упругом однородном полу пространстве с модулем упругости Е0 и коэффициентом Пуассона |х0. В верхней части упругого слоя модуль упругости Ев, в нижней—Е0 . Ко эффициент Пуассона слоя \iv Следует заметить, что величина коэффи циента Пуассона сравнительно мало влияет на осадки такой системы.
|
|
На |
поверхности |
слой |
загружен |
|
. |
равномерной |
нагрузкой |
р |
кГ/см2: |
2r |
\~Z |
распределенной по кругу радиуса г, |
|
|
|
Ez |
= E0e |
|
и |
, |
|
(IV.8) |
|
|
где Е0 — минимальный |
модуль в |
|
|
нижней части дорожной одежды, |
|
|
соответствующий модулю грунта |
|
|
земляного |
полотна, |
|
кГ/см2; |
|
|
р — коэффициент, |
характери |
|
|
зующий |
интенсивность измене |
|
|
ния |
модуля; |
|
|
Я — толщина |
|
|
одежды, |
|
см; |
z |
— координата |
Рис, IV.4. Расчетная схема для мно |
рассматриваемой |
|
точки, |
см; |
Ев — модуль |
упругости |
верх |
гослойной системы с переменным мо |
ней части слоя, |
кГ1см2, |
|
дулем |
упругости |
|
При 2 = |
0 Ez |
= Е0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При |
2 - - = — Я |
Ев — Ед |
|
е |
|
(IV.9) |
Зная Ев |
и Е0, |
можно определить. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P = |
l g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е0 |
|
|
|
|
|
Для многослойной |
системы максимальное вертикальное смещение |
|
|
2рг |
а |
— |
|
а, — f - |
а |
2рг- а . |
(IV.10) |
|
|
Ев |
|
2(1—p.) |
I Х Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
ах в за |
На рис. IV.5 приведен график для определения значений |
висимости от |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
т •• |
|
|
|
|
При расчете и конструировании дорожных одежд по методу ХАДИ максимально используется возможность повышения прочности грунта земляного полотна, что позволяет достичь экономии на более дорогих материалах дорожной одежды.
В связи с этим особо важное значение приобретает регулирование водно-теплового режима, для чего в первую очередь необходимо знать
значения максимальной сезонной влажности |
в |
полевых |
условиях |
№ м а к с температуры t, расчетной влажности Wv |
и |
модуля |
грунта Е0. |
1,4 |
1,5 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
0 |
Отношение-?
Рис. IV.5. График для определения коэффициента cti приведения многослойной си стемы к эквивалентному однородному полупространству
Эти значения можно рассчитать, используя работы В. М. Сиденко[16, 19].
Расчетная прочность грунта полотна Е0 определяется максимальной сезонной влажностью [191
|
г" |
|
|
W0 — mz |
4Га, + т Т. |
• ^ e r f c f |
1 _ .(IV.11) |
|
|
2 a J |
\2УТха1 |
где W0 — среднее значение осенней влажности грунта полотна в дан |
ном географическом |
пункте в долях |
единицы; m— |
коэффициент, |
характеризующий интенсивность осенне-зимнего влагонакопления, равный 1 • 10~5 — 2,5 • Ю - 5 1/ч; z — глубина от низа одежды, м; Тх —• продолжительность холодного периода (от даты с влажностью W0 до весеннего максимума), ч; ах — коэффициент влагопроводности двухфазной влаги, м2/ч; Зная № м а к с , можно определить расчетный модуль упругости Е0
грунта "[151:
F — В А
W p = ^ M a K c ( l + / « i Q .
где А — коэффициент, зависящий от рода грунта, равный 40—60 кГ/см2; В •— коэффициент, учитывающий упругие свойства грунта, равный 2—2,5; Wp — расчетная относительная влажность грунта; WMaKC — среднемноголетняя максимальная относительная влажность грунта
(см. формулу IV. 11); mx— |
коэффицициент, |
принимаемый в зависи |
мости от категории дороги: 1,25 — для первой |
категории, 1,20 — |
второй |
и 1,15 — третьей; |
Cv—коэффициент |
|
вариации, |
см. [15]. |
Путем |
различных |
мероприятий |
можно |
регулировать |
значение |
Wмакс |
и № р , следовательно, и значения |
Е0 |
|
|
полотна |
В некоторых случаях для повышения прочности грунта |
необходимо регулировать тепловой |
режим. |
|
|
|
|
Температурное поле полотна можно рассчитать по формуле [19]: |
|
t — |
-f- tn |
oo |
exp ( — xT) |
sin |
z V1. dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
X2 +C02 |
|
|
|
|
+ |
—exp |
|
— |
|
sin |
(£>T |
|
|
|
|
|
|
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mba.! |
T + — |
erfc |
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
2 ] / |
Та |
|
V |
па |
\ ~4aT |
|
|
|
2a |
|
|
|
mbax |
T + |
erfc ( |
|
|
|
V — e |
|
|
(IV.14) |
+a—a 1 L |
|
|
|
x i |
|
|
2a, |
\2Ута1 |
|
|
|
4ar T |
|
|
|
|
|
b = |
epn V |
лах |
|
|
|
|
|
|
|
G ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
