Расчет конструкции на сопротивление монолитных сдоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

В монолитных слоях дорожной одежды из асфальтобетона возникающие при прогибе одежды напряжения от действия нагрузок не должны в течение срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения при условии:

σ_R

-прочность материала слоя на растяжение при изгибе

σ_R – наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое

σ_R=уд(σ_R)

уд(σ_R) - растягивающее напряжение от единичной нагрузки по номограмме (рис.3.4.)[…]

- коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия под спаренным или однобаллонным колесом (п.3.4[…])

=0,85 для спаренного баллона =1.0 для одного баллона

Р =0,6МПа - расчетное давление (табл.П1.1.) […]

k₁ - коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки

k₁= m=4,3 α=7,1

k₁= = 0,251

k₂=0,8 - коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (табл. 3.6) […]

t = 1,71- коэффициент нормативного отклонения (приложение 4) […]

-коэффициент вариации прочности на растяжение (приложение 4) […]

Конструкция приведена для расчета к двухслойной модели. в верхнем слое которой находятся асфальтобетонные слои, в нижнем - все оставшиеся, включая грунт земляного полотна. Для обеспечения прочности по изгибу усилена конструкция посредством увеличения толщины слоев из щебня и расклиниванием верхнего из них асфальтобетоном.

Определен общий модуль упругости на поверхности нижнего слоя в верхнем слое модели: Е'''_общ = 171МПа

Mодуль упругости верхнего слоя модели установлен как средневзвешенное значение для пакета асфальтобетонных слоев

Е_в= 3367МПа

Е'_общ = 288 МПа

Е₁=3200МПа	4см	Е''_общ=230МПа
Е₂=2000МПа	8см	Е'''_общ=171МПа
Е₄= 450МПа	12см	Е^IV_общ=125МПа
Е₅= 230МПа	20см	Е^V_общ=80МПа
Е₅= 120МПа	30см	Е^гр_общ=49,7МПа

Е_гр= 49,7МПа

Двухслойная модель:

_____D_____

↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓P _______________________

Е₁₊₂=3367МПа h_в =12см Е'''_общ = 171МПа

Е₄= 450МПа	12см	Е^IV_общ=125МПа
Е₅= 230МПа	20см	Е^V_общ=80МПа
Е₅= 120МПа	30см	Е^гр_общ=49,7МПа

Е_гр= 49,7МПа

По номограмме: уд(σ_R)= 2,55 при = ;

Расчетное растягивающее напряжение: σ_R=2,55 1,30МПа

Предельное растягивающее напряжение

, тогда условие прочности σ_R или

=1,02, что больше 1,0

Требуемое условие прочности по сопротивлению монолитных слоев разрушению от растяжения при изгибе (от действия повторных кратковременных нагрузок) выполнено.

Проверка конструкции на морозоустойчивость

Условие обеспечения конструкции морозоустойчивости l _пуч l_доп

l _пуч -расчетное пучение грунта земляного полотна

l_доп - допускаемое для рассматриваемой конструкции пучение грунта.

Грунт земляного полотна «супесь легкая» классифицируется как пучинистый (относится к группе III по СНиП 2.05.02-85* табл.7, прил.2).

l _пуч= l _пуч.ср

= 0,43 (п.4.4[…])

= 1.0 (табл.4.4[…])

= 1,1 (табл.4.5[…])

= 0,9 (рис 4.2)

= 1,21 (рис 4.6)

l _пуч.ср= l _пуч.ср2

=1,0 =0,16 =1,55 =2,0

l _пуч.ср= 8 = 7,4см

l _пуч= 7,4

По таблице 4.3 […] l_доп=4см

Заключение

В результате расчета была подобрана конструкция дорожной одежды с требуемым уровнем надежности, которая отвечает критериям прочности

по допускаемым упругим прогибам и по сдвигоустойчивости песка и подстилающего грунта касательным напряжениям и монолитных слоев растягивающим напряжениям при изгибе под воздействием многократных кратковременных нагрузок.

___________

[…] -ссылка на ОДН, заполнить № из списка литературы

К расчету дорожной одежды. Заданные величины. Приложение к заданию.

1. Вспомогательная таблица для определения расчетных прочностных характеристик материалов слоев по критериям прочности

Наименование материала конструктивного слоя	Ориентировочная толщина слоя h, см	Расчетные характеристики материалов по критериям
Упругий прогиб	Сдвиг	Изгиб
Динамика	Статика
Плотный асфальтобетон		Е= П.3.2 +10°	Е= П.3.2 +20°-30°(ДКЗ)	Е= П.3.3 +20°-30°(ДКЗ)	Е,𝛼,m,R₀; П.3.1
Пористый асфальтобетон		Е= П.3.2 +10°	Е= П.3.2 +20°-30°(ДКЗ)	Е= П.3.3 +20°-30°(ДКЗ)	Е,𝛼,m,R₀; П.3.1
Высокопористый асфальтобетон		Е= П.3.2 +10°	Е= П.3.2 +20°-30°(ДКЗ)	Е= П.3.3 +20°-30°(ДКЗ)	Е,𝛼,m,R₀; П.3.1
Щебень фракциониро-ванный с заклинкой... легкоупл./трудноупл		Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10
Щебеночные смеси для оснований непрерывной гранулометрии		Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10
Щебеночно-гравийно-песчаные смеси, обработанные цементом марки...5% 8%		Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10
Черный щебень, уложенный по способу заклинки		Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10	Е= П.3.2-3.10
Песок дополнительного слоя основания с содержанием глинистых фракций: крупный 0% 5% средней крупности 0% 5% мелкий 0% 5% 8%		Е= П.2.5	Е= П.2.5 Сдин= φдин= П.2.6	Е= П.2.5 Сст= φст= П.2.6	Е= П.2.5
Грунт рабочего слоя земляного полотна -...с расчетной относитель-ной влажностью W_P=…W_m		Е= П.2.5	Е= П.2.5 Сдин= φдин= П.2.4; ΣN_P=1 уточнить	Е= П.2.5 Сдин= φдин= П.2.4;ΣN_P=1 уточнить	Е= П.2.5