Выбор материалов для конструктивных слоев дорожной одежды.

Выбор материалов для конструктивных слоев дорожной одежды, кроме слоев покрытия и дренирующего слоя, производится по методу минимальной строительной стоимости равнопрочных слоев. Этим методом для каждого слоя дорожной одежды из всех имеющихся в районе строительных материалов (местных и привозных), которые могут быть применены в данном конструктивном слое, определяется материал, обеспечивающий минимальную стоимость единицы прочности данного слоя. При практически одинаковой или близкой стоимости вариантов следует учитывать при выборе и другие факторы: технологичность, максимальное использование местных материалов и др.

При выборе материалов для нижнего слоя основания из имеющихся местных материалов, пригодных для устройства этого слоя, составляются двухслойные системы с одинаковым общим модулем упругости Е_общ (не выше наименьшего модуля упругости рассматриваемых материалов) и одинаковым модулем упругости полупространства, равным модулю упругости грунта земполотна Е_гр, т.е. равнопрочные системы (рис.1.7..7).

Рис 1..7..7- Варианты равнопрочных систем

Для систем (а, б, в и т.д.) определяют толщины равнопрочных слоев h^I, h^II_I, h^III_I по номограмме (рис.1.7.8), принимая Е₂=Е_гр; Е^I₁ =E₁. Вычисляют соотношения:

Е_гр/Е_I=в; Е_общ/Е_I= d

По номограмме (рис.1.7..8) определяется соотношение С=h/Д (рис.1.7.1..9) и толщину соответствующего слоя:

h=C Д

Рис. 1.7.8- Номограмма № 1 для определения общего модуля упругости двухслойной системы

Рис.1. 7.9 - Схема пользования номограммой 1.7.8.

при определении толщины слоев

Учитывая дальность возки материалов и толщины равнопрочных слоев, определяют стоимость 1 м² равнопрочного слоя для каждого варианта. Стоимость слоев в курсовом проекте определяется путем составления упрощенных смет.

Из рассмотренных вариантов для дальнейшего проектирования подстилающего слоя принимается материал с минимальной стоимостью равнопрочного слоя. При практически одинаковых стоимостях учитываются и другие факторы.

Выбор материалов для верхних слоев основания производится аналогичным образом. При составлении вариантов равнопрочных двухслойных систем в качестве модуля упругости полупространства и общего модуля упругости системы следует принимать модули, близкие к общим модулям на нижней и верхней границах слоя основания в конструкциях дорожной одежды для подобных условий. При отсутствии таких данных можно пользоваться следующим отношением:

Е₀=(0, 1-0, 5)Е_мin

Е_э = 1.8-2.5Е_о

Здесь Е_min- минимальное значения модуля упругости рассматриваемых материалов.

Значения модулей упругости материалов (рис. 1.7.7) принимают реальными, по данным таблицы 1.7.2.

ПРИМЕР:

Произведем выбор материала для устройства верхнего слоя основания из ПГС, укрепленной битумом и ПГС, укрепленной цементом.

При выборе материалов для слоя основания из имеющихся местных материалов, пригодных для устройства этого слоя, составляются двухслойные системы с одинаковым эквивалентным общим модулем упругости Е_э (не выше наименьшего модуля упругости рассматриваемых материалов) и одинаковым модулем упругости полупространства, равным модулю упругости грунта земполотна Е_о, т.е. равнопрочные системы (рис.1.7.10).

а) б)

Рис. 1.7.10 – Варианты равнопрочных систем: а) ПГС+битум; б) ПГС+цемент.

Назначаем Е₀, принимая что Е₀=(0, 1-0, 5)Е_мin , Е_мin =350 МПа:

Принимаем Е₀==36МПа.

Принимаем значение Е_э в два раза больше Е₀:

Е_э=2Е₀=2*36=72 МПа.

Вычислим соотношения характеристик для слоя основания из ПГС, укрепленной битумом (рис.1.7.10.а):

Е₀/Е₁ = 36/350=0, 1; Е_Э/Е₁ = 72/350=0, 21.

Вычислим соотношения характеристик для слоя основания из ПГС, укрепленной цементом (рис.1.7.10б):

Е₀/Е₂ = 36/600=0, 06; Е_Э/Е₂ = 72/600=0, 12

Определим соотношения h/Д, используя номограмму(рис.1.7.8) и толщины слоев:

h₁/Д = 0, 48 => h₁ = 0, 48*39=18.7 см;

h₂/Д = 0, 4 => h₂ = 0, 4*39=15, 6 см;

Определим стоимость слоев основания из заданных материалов с учетом найденных толщин, обеспечивающих их одинаковую прочность:

С₁ = 7000*18.7=130900 руб/м³;

С₂ = 8000*15, 6=124800 руб/ м³ _.

Из рассмотренных вариантов для дальнейшего проектирования основания принимаем ПГС укрепленную цементом, имеющую минимальную стоимость.

Для устройства нижнего слоя, по заданию, можно принять только ПГС. Поэтому сравнение материалов не производим.