Определение интенсивности воздействия расчетной нагрузки

Введение

Конструкция дорожной одежды запроектирована с учетом категории дороги, интенсивности движения, состава автотранспортных средств, климатических и грунтово-гидрологических условий района строительства, обеспечения строительными материалами.

Конструирование и расчет дорожной одежды произведен в соответствии с требованиями ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд». В соответствии с заданием дорожная одежда принята капитального типа с асфальтобетонным покрытием.

Произведен расчет конструкции дорожной одежды по трем критериям прочности:

- сопротивление упругому прогибу всей конструкции

- сопротивление сдвигу в грунтах и слоях из слабосвязных материалов;

- сопротивление растяжению при изгибе;

Наряду с расчетом на прочность, выполнена проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость.

Заданный коэффициент надежности равен 0,95. Срок службы, соответствующий заданному уровню надежности составляет Т_сл=15 лет. Перспективная интенсивность грузового движения на 2027 год составила 4320авт/сут. Требуемый минимальный модуль упругости равен 235 МПа, Е расч=288МПа.

Принята конструкция:

Однослойное покрытие: из плотного асфальтобетона, приготовленного из горячей мелкозернистой щебеночной смеси типа Б марки I, на БНД60/90 толщиной 4см.

Двухслойное основание: верхний слой - из пористого асфальтобетона, приготовленного из горячей крупнозернистой щебеночной смеси марки I, на БНД 60/90 толщиной 8 см; нижний слой - из фракционированного щебня марки 1000 (из прочных горных пород), уложенный в два технологических слоя: фракций 40-80см по способу заклинки асфальтобетоном толщиной 12см и фракций 40-80см (щебеночные смеси непрерывной гранулометрии для оснований С₄=80) без заклинки толщиной 20см; Дополнительный слой основания: из песка средней крупности толщиной 30см.

На прямых участках ширина покрытия 7,5 м. Укрепленные полосы обочины по типу основного покрытия по 0,75 м с обеих сторон.

Поперечный профиль конструкции дорожной одежды приведен на чертеже, лист … графической части.

Исходные данные для расчета

Категория дороги – II;

Дорожно-климатическая зона – III_1; Район – Спасский;

Схема увлажнения верха земляного полотна – 2;

Грунт земляного полотна – супесь легкая крупная;

Глубина промерзания – 155см;

Интенсивность движения на первый год службы дорожной одежды,

N₀ = 3212 авт/сут;

Прирост интенсивности движения, р - 2,3%;

Состав движения:

легковые – 50%;

грузовые – 47%,

в т.ч.: до 2т – 12%,

до 5т – 12%,

до 8т – 19%,

> 8т - 4%;

автобусы - 3%.

Заданный коэффициент надежности – 0,95;

Тип дорожной одежды - капитальный;

Срок службы одежды до первого капитального ремонта -15лет;

Коэффициент уплотнения грунтов рабочего слоя – 0,98;

Геометрические параметры верха земляного полотна:

ширина полосы движения, В_пд – 3,75м,

ширина проезжей части В_пч – 7,5м,

ширина обочины, В_об – 3,75м,

крутизна откоса, 1: m = 1: 4.

Укрепление обочины:

по типу проезжей части – 0,75м, уклон 20‰;

каменными материалами – 2,25м, уклон 30‰;

засевом трав – 0,75м, уклон 50‰.

2. Определение требуемого коэффициента прочности дорожной одежды К ^р _пр

Требуемый коэффициент прочности принимается по табл.3.1 ОДН в зависимости от видов расчета, категории дороги, типа дорожной одежды и заданного уровня надежности. Дорожная одежда – капитального типа с асфальтобетонным покрытием.

К ^р _пр =1,20- по критерию упругого прогиба

К ^р _пр =1,00- по критерию сдвига и растяжения при изгибе.

Определение параметров расчетной нагрузки

Назначение типа нагрузки

При наличии в составе потока тяжелых автомобилей с нагрузкой на ось 110кН или 130кН более 10% от грузового движения указанная нагрузка принимается в качестве расчетной.

Проверка:

0,04: 0,47=0,085 ~ 8,5% очень тяжелых автомобилей с нагрузкой на ось 110кН в составе грузового потока менее 10%.

За расчетную принята нагрузка 100кН.

Таблица 1. Основные данные расчетной нагрузки

Группа расчетной нагрузки	Нормативная статическая, кН	Расчетные параметры
На ось	На покрытие от колеса расчетного автомобиля	Удельное давление колеса на покрытие, р, МПа	Диаметр отпечатка расчетного колеса, D, см Динамика/статика
А1			0,60	37 / 33

Определение интенсивности воздействия расчетной нагрузки

Перспективная интенсивность на конец срока службы:

N₁₅=N₀(1+q Т_сл), авт/сут

N₁₅=3212(1+0,023×15)= 4320 авт/сут

Таблица 2.Интенсивность воздействия расчетной нагрузки

Состав движения на первый год и на 15 лет	Sm сумм	Nm×Sm сумм
легковые	50%	1606 авт/сут	2160 авт/сут
грузовые	47%	1510 авт/сут	2030 авт/сут
в т.ч.: до 2т	12%	385 авт/сут	518 авт/сут	0,005
до 5т	12%	385 авт/сут	518 авт/сут	0,2
до 8т	19%	610 авт/сут	821 авт/сут	0,7
> 8т	4%	130 авт/сут	173 авт/сут	0,7
автобусы	3%	96 авт/сут	130 авт/сут
Итого	100%	3212 авт/сут	4320авт/сут		1-Σ597	15-Σ803

 

Приведенная к расчетной нагрузке на одну полосу среднесуточная интенсивность: N_р=f_пол× Σ (N_m×S_{m сумм}), ед/сут f_пол

N_р=0,55×803=442 ед/сут – на последний год (15лет)срока службы

N_im-суточная интенсивность в первый год службы

S_{m сумм}-cуммарное расчетное число приложения расчетной нагрузки к расчетной точке на поверхности конструкции за срок службы

Σ N_р=f_пол× T_рдг×0,7×k_n, ед/сут

T_рдг=125дней

K_n =1,49 – коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого

K_c -

K_c= =

q - показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобилей по годам

Σ N_р=0,55× (597×17.24)125×0,7×1,49= 738021 =7×10⁵

или

Σ N_р= 0,7×N_p - на последний год

Σ N_р= 0,7×442 =7×10⁵

Среднее значение приложения нагрузки за 15 лет

Σ N_р =