Кафедра Аэродромов и дорог
УТВЕРЖДАЮ
И.О. начальника кафедры № 4
подполковник
С.Талызов
«___»_____________ 200__г.
ЛЕКЦИЯ №11
по дисциплине: «Реконструкция автомобильных дорог»
для специальности 291000: «Автомобильные дороги и аэродромы»
ТЕМА 9: «РАСЧЕТ СЛОЯ УСИЛЕНИЯ».
АВТОР: старший преподаватель п/п-к ХИМИЧ А.Н.
Время: 2 часа.
Обсуждено на заседании
ПМК №1
«__»____________200_г.
Протокол №___
г.Балашиха – 2008 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Учебные вопросы:
1. Определение требуемого модуля упругости дорожной одежды.
2. Расчет модуля упругости существующей дорожной одежды.
3. Расчет слоя усиления.
Заключение
ЛИТЕРАТУРА:
1. Н.В.Горелышев и др. «Технология и организация строительства автомобильных дорог», учебник, М, Транспорт, 1992 г.
2. В.В.Савицкий, А.Е.Юскевич «Конструирование и расчет дорожной одежды нежесткого типа». Учебно-методическое пособие. ВТУ, 2003г.
3. СНиП 2.05.02 - 85 «Автомобильные дороги», М., 1986г.
4. СНиП 3.06.02 - 85 «Автомобильные дороги», М., 1986г.
5. СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве», М., Стройиздат, 1980г.
6. ЕНиР, сборник 2 «Земляные работы», М., Стройиздат, 1989г.
7. ЕНиР, сборник 17 «Строительство автомобильных дорог», М, Стройиздат. 1989г.
8. ЕНиР, сборник 20 «Ремонтно-строительные работы», М., Прескурантиздат, 1987г.
9. ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд» М., 2001г.
10. (взамен ВСН 197-91) «Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд» М., 2004г.
Наглядные пособия и ТСО:
Лектор 2000, плакаты и слайды по теме лекции.
Задание на самоподготовку:
Изучить рекомендованную литературу и дополнить конспект.
Введение
Под прочностью дорожной одежды понимают способность сопротивляться процессу развития остаточных деформаций и разрушений под воздействием касательных и нормальных напряжений, возникающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от расчетной нагрузки (кратковременной, многократной или длительно действующей однократной), приложенной к поверхности покрытия.
Методика оценки прочности конструкции включает как оценку прочности конструкции в целом (с использованием эмпирической зависимости допускаемого упругого прогиба от числа приложений нагрузки), так и оценку прочности с учетом напряжении, возникающих в отдельных конструктивных слоях и устанавливаемых с использованием решений теории упругости.
Дорожную одежду следует проектировать с требуемым уровнем надежности, под которой понимают вероятность безотказной работы в течение межремонтного периода. Отказ конструкции по прочности физически может характеризоваться образованием продольной и поперечной неровности поверхности дорожной одежды, связанной с прочностью конструкции (поперечные неровности, колея, усталостные трещины), с последующим развитием других видов деформаций и разрушений (частые трещины, сетка трещин, выбоины, просадки, проломы и т.д.). Номенклатура дефектов и методика количественной оценки их определяется специальными нормами, используемыми при эксплуатации дорог.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
Конструкция дорожной одежды автомобильной дороги удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критерию упругого прогиба.
В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды как элемента инженерного сооружения линейного характера используют предельный коэффициент разрушения 
, представляющий собой отношение суммарной протяженности (или суммарной площади) участков дороги, требующих ремонта из-за недостаточной прочности дорожной одежды, к общей протяженности (или общей площади) дороги между корреспондирующими пунктами. Значения на последний год службы в зависимости от капитальности дорожной одежды и категории дороги следует принимать в соответствии с таблицей 11.1.
Прочность конструкции количественно оценивается величиной коэффициента прочности. При оценке прочности конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу коэффициент прочности в общем виде определяют по формуле:
(1)
При оценке прочности конструкции по слоям по допускаемым напряжениям коэффициент прочности определяют по формуле:
(2)
где: l доп - допустимый общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой;
l - расчетный общий прогиб конструкции под расчетной нагрузкой;
σ расч - расчетные действующие напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки;
σ доп - допустимые напряжения (нормальные или касательные) от расчетной нагрузки;
- требуемый общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке;
Еоб - расчетный общий модуль упругости конструкции, определяемый
при расчетной нагрузке.
Коэффициент прочности вновь проектируемой конструкции должен быть таким, чтобы в заданный межремонтный период не наступил отказ по прочности с вероятностью более заданной, т.е. чтобы была обеспечена заданная (требуемая) надежность.
(3)
где: К пр - коэффициент прочности дорожной одежды в зависимости от уровня надежности (табл. 11.1);
Е общ. - общий модуль упругости дорожной конструкции;
Е тр. - требуемый модуль упругости дорожной одежды с учетом капитальности дорожной одежды, типа покрытия и интенсивности движения.
В соответствии с вышеизложенным требуемый модуль упругости определяют в такой последовательности:
· определяют суточную интенсивность и состав движения на перспективный год;
· вычисляют расчетную приведенную суточную интенсивность движения, приходящуюся на одну полосу проезжей части;
· по расчетной приведенной суточной интенсивности движения вычисляют нормативный общий модуль упругости Е общ. (рис. 11.1).
Рис. 11.1. Номограмма для расчета требуемого модуля упругости дорожных одежд:
А - для нагрузки группы А; Б - для нагрузки группы Б.
В соответствии с установленным уровнем надежности К нустанавливают значение коэффициента прочности и вычисляют требуемый модуль упругости дорожной одежды.
Требуемый модуль упругости дорожных одежд рассчитывается на основании требуемой работоспособности дорожной одежды.
Требуемая работоспособность выражает суммарное за весь период эксплуатации количество автомобилей, приведенных к расчетной нагрузке, которое должна пропустить дорожная конструкция без снижения нормативной скорости движения.
Требуемая работоспособность определяется по зависимости:
(4)
где: N п.п. - требуемая работоспособность расчетных автомобилей;
N п.с. - приведенная к расчетной нагрузке суточная интенсивность движения, приходящаяся на одну полосу проезжей части, расчетных авт./сут.;
С - требуемый срок службы автомобильной дороги, сут.
Вычисленное значение требуемой работоспособности используется для расчета требуемого общего модуля упругости дорожной одежды Е эт.:
(5)
где: Е эт. - требуемый модуль упругости, МПа;
К з - коэффициент запаса прочности с учетом обеспечиваемой скорости автомобильного движения к концу срока эксплуатации. При обеспечиваемой скорости автомобильного движения 20 км/ч коэффициент запаса прочности равен 0,95; при 25 км/ч -1,0; при 30 км/ч - 1,05; при 35 км/ч - 1,1 и: при 40 км/ч - 1,15.
Для обеспечения заданной надежности (обеспеченности по прочности) коэффициент прочности проектируемой конструкции по каждому из расчетных критериев не должен быть ниже минимального требуемого значения, определяемого по табл. 11.1.
В задачу расчета входит определение толщин слоев одежды в вариантах, намеченных при конструировании, или выбор материалов с соответствующими деформационными и прочностными характеристиками при заданных толщинах слоев.
Таблица 11.1
