В курсовом проекте достаточно рассмотреть оптимизацию только по одному критерию. Оптимизацию выполняют по следующей методике.

1. Выбранные для устройства конструктивных слоев материалы (см. раздел 1.7.4) размещаются в конструктивных слоях дорожной одежды (рис.1.10.1).

Рис. 1.10.1- Схема конструкции дорожной одежды

На рисунке 1.10.1 представлена в общем виде конструкция дорожной одежды, состоящая из двухслойного покрытия (h₁+h₂), верхнего основания h₃, нижнего слоя основания h₄ и дренирующего слоя h₅. Модули упругости материалов слоев дорожной одежды соответственно Е₁, Е₂, Е₃, Е₄ и Е₅, грунта рабочего слоя Е_гр. Требуемый общий модуль упругости Е_общ всей дорожной конструкции (дорожная одежда и рабочий слой) вычисляют по формуле (1.10.5).

2. Назначается общая толщина слоев покрытия. Обычно на первой стадии ее принимают минимальной.

3. Определяется требуемый общий модуль упругости на поверхности основания Еобщ¹¹ (рис. 1.10.1), пользуясь номограммой, представленной на рисунке 1.7.8. Для этого рассматривается двухслойная система: верхний слой покрытия толщиной h₁ с модулем упругости Е₁ расположен на полупространстве с модулем упругости Е¹_общ (рис.1.10.2, а). Вычисляются соотношения:

Е_общ/ Е₁=f; h₁/Д=n₁,

где Д- диметр отпечатка колеса расчетного автомобиля на

покрытии.

Рис. 1.10.2 Схема к определению общего модуля упругости Е¹¹_общ поверхности основания

Пользуясь номограммой (рис.1.7.8) по схеме, представленной на рисунке 1.10.2 в, определяют величину m₁=E¹_общ/Е₁ и вычисляют требуемый общий модуль упругости на поверхности слоя h₂ (рис.1.10.1) E¹_общ= m₁Е₁.

Далее рассматривается двухслойная система, представленная на рисунке 1.10.2б, и вычисляются соотношения:

E¹_общ/Е₂=f₂; h₂/Д=n₂

С помощью номограммы (рис.1.10.2) по схеме представленной на рис. 1.10.2 в, определяют величину m₂=E¹¹_общ/Е₂ и вычисляют требуемый модуль упругости на поверхности основания E¹¹_общ= m₂Е₂.

4. Аналогично определяем модуль на поверхности нижнего слоя основания

E¹¹¹_общ.. При этом толщину верхнего слоя (h₃) основания принимают минимальной.

5. Проводится оптимизация толщин нижнего слоя основания и дренирующего слоя. Толщина слоя h₅ (рис.1.10.1) принимается равной толщине дренирующего слоя, полученной ранее расчетом. Определяется общий модуль упругости на поверхности дренирующего слоя Е¹¹¹¹_общ, рассматривая двухслойную систему дренирующий слой h₄ на полупространстве, которым является рабочий слой земляного полотна (рис. 1.10.3 а) с модулем упругости Е_гр.

Рис. 1.10.3. Схема к определению Е¹¹¹_общ и h₄

Для этой системы вычисляют соотношения

Е_гр/Е₅=m₃, h₅/Д=n₃.

С помощью номограммы (рис.1.7.8)по схеме, представленной на рис.1.10.3в, определяют значение f₃= Е¹¹¹¹_общ/E₅. Общий модуль упругости на поверхности дренирующего слоя равен

Е¹¹¹¹_общ=f Е_5.

6. Вычисляется требуемая толщина нижнего слоя основания h₄. Для этого рассматривается двухслойная система, представленная на рис. 1.10.3б, и вычисляются соотношения:

Е¹¹¹¹_общ/Е₄=m₄, Е¹¹¹_общ/Е₄= f₄

С помощью номограммы (рис. 1.7.8) определяют по схеме, представленной на рисунке 1.10.3в, величину n₄=h₄/Д.

Толщина основания равна h₄= n₄Д.

Необходимо, чтобы толщина основания была не менее минимальной.

1. Вычисляется стоимость 100 погонных метров длины дренирующего слоя h₅ и нижнего слоя основания h₄ и общая их стоимость С₀₁.

С₅=S₅h₅B₅, C₄= S₄h₄b₄, С₀₁=С₅+С_4,

где S₄, S₃- стоимость 1м³ материала дренирующего слоя и основания

(руб/м³);

h₅, h₄- толщина дренирующего слоя и основания, м;

B₅, b₄- ширина дренирующего слоя и основания.

7. Если толщина основания h₃ и h₄ больше минимального значения, то увеличивают толщину дренирующего слоя h₅, вычисляют аналогично пункту 6 общий модуль упругости на поверхности дренирующего слоя и толщину основания согласно пункту 5. Далее определяют стоимость 100 пм дренирующего слоя и основания. Если общая стоимость увеличилась, то увеличение толщины слоя h₅ нецелесообразно по экономическим соображениям. Если общая стоимость основания и дренирующего слоя уменьшилась, то целесообразно увеличивать толщину дренирующего слоя.