Расчет цементобетонного покрытия на морозоустойчивость, осушение и прочность

Расчет дорожной одежды с цементобетонным покрытием на морозоустойчивость проводят по методике ОДН [5] (см. п.2.2.5), исходя из допустимой величины пучения 3 см.

Расчет дренирующего слоя, проводят также согласно ОДН [5] (см. п.2.2.7).

Толщину бетонного покрытия определяют, проверяя условие

 

К _пр £, ,

 

где К _пр – коэффициент прочности, определяемой в зависимости от категории дороги и расчетной интенсивности движения на одну полосу движения на год службы дорожной одежды N_p (табл. 26);

– расчетная прочность бетона на растяжение при изгибе,

σ _pt – напряжения растяжения при изгибе, возникающие в бетонном покрытии от действия нагрузки, с учетом перепада температуры по толщине плиты.

Расчетная прочность бетона на растяжение при изгибе определяется по формуле

 

 

где – класс бетона на растяжение при изгибе (табл. 24);

– коэффициент набора прочности со временем; для бетона естественного твердения для районов с умеренным климатом = 1,2; для условий сухого и жаркого климата – = 1,0; для пропаренного бетона ­ = 1;

– коэффициент усталости бетона при повторном нагружении

 

,

 

где – суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной нагрузки на одну полосу за расчетный срок службы ;

– коэффициент, учитывающий воздействие попеременного замораживания-оттаивания, равный 0,95.

 

 

Таблица 26

 

Расчетная интенсивность движения на одну полосу на год службы дорожной одежды Np, авт/сут	Уровень надежности К н	Коэффициент прочности К пр
Более 1000	0,95	1,00
500-1000	0,90	0,94
Менее 500	0,80	0,87

 

Напряжения растяжения при изгибе σ_pt, определяются по формуле

 

σ_pt = Р _к К _м60 К _усл К _шт [ 0,0592 – 0,2137 lg(R/L)/(h ² K_t),

 

где Р _к – расчетная нагрузка на колесо, Р _к = Р ₀ К _д;

Р ₀ – нормативная (статическая) нагрузка на колесо задней оси автомобиля кН, принимаемая по табл. 7;

К _д– коэффициент динамичности, равный 1,3;

К _м = 1,5 – коэффициент, учитывающий приведение нагрузки к краю плиты;

К _усл = 0,66 – коэффициент, учитывающий условия работы;

К _шт – коэффициент, учитывающий влияние штыревых соединений на условия контактирования плит с основанием; при наличии в поперечных швах штырей К_шт = 1, при отсутствии штырей К _шт =1,05;

K_t – коэффициент, учитывающий влияние температурного коробления плиты (табл. 27);

R = D _д/2 – расчетный радиус круга, равный радиусу отпечатка движущегося колеса расчетного автомобиля (табл. 7);

L – упругая характеристика плиты, определяемая по формуле

 

L = h _б [ (Е _б ( 1 –m²_осн ))/( 6 Е _экв ( 1– m² _б ))] ^1/3,

 

где h _б– толщина бетонной плиты, cм;

Е _б, Е _экв – модуль упругости бетона (табл. 24) и эквивалентный модуль слоев основания, МПа;

m_б, m_осн– коэффициент Пуассона бетона и конструктивных слоев основания, m_б = 0,2, m_осн = 0,3.

 

 

Таблица 27

 

Дорожно-климатическая зона	Значения Kt при толщине плиты h б, см
II	0,95	0,93	0,90	0,87	0,85	0,83	0,80	0,77	0,73	0,70	0,67
III	0,95	0,93	0,90	0,87	0,84	0,92	0,79	0,76	0,72	0,69	0,66
IV	0,94	0,92	0,89	0,86	0,84	0,82	0,78	0,75	0,71	0,68	0,65
V	0,94	0,92	0,89	0,85	0,83	0,81	0,77	0,74	0,70	0,66	0,63

 

Эквивалентный модуль Е _экв на поверхности слоев основания определяется по номограмме рис. 14.

Расчет по номограмме рис. 14 выполняется при отношении h/_|D _осн, , где D _осн, –диаметр отпечатка колеса на уровне контакта верхнего слоя покрытия с нижележащим слоем основания, принимаемый для всех видов расчетной нагрузки равным D = 50 см (п.3.12 Методических Рекомендаций [8]).

Толщину бетонной плиты определяют методом подбора, задаваясь различными толщинами бетона, проверяя условие прочности

≥ К _пр.

Выполненные расчеты сводят в табл. 28.

Таблица 28

 

Толщина плиты h б, см	Упругая характеристика L, см	Коэффициент Кt	Напряжение σ pt	Предель- ные напряжения	Коэффициент прочности К пр .=	Требуемое значение коэффициента прчности (табл. 24)