Даная толщина не является рациональной. Поскольку слой толщиной 12 см трудно уплотнить.

Примем толщину выравнивающего слоя 2 см, а верхнего слоя покрытия 6 см. Повторяем вышележащий расчет.

Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности песчаного слоя расчетом снизу вверх.

h1/D=2/41=0, 04;

E0п/E1=158/3200=0, 049;

По номограмме

Eэ’/E1=0, 055;

Eэ’=0, 055*3200= 176 МПа;

Определяем эквивалентный модуль упругости на поверхности нижнего слоя покрытия.

H3/D=6/41=0.15;

Eтр/E3=308/4000=0.077;

По номограмме

Eэ’’/E3=0.067;

Eэ’’=0, 067*4000=268 МПа;

Eэ’’/E2 = 268/3200=0.083

Eэ’/E2 = 176/3200= 0.055

По номограмме найдем Н2/Д=0.255

Н2=0.255*41=10 см

Таким образом, окончательно принимаем следующую конструкцию усиления:

Выравнивающий слой 2 см.

Нижний несущий слой 10 см.

Верхний слой покрытия 6 см.

2.6. Расчет слоев покрытия на сдвигоустойчивость.

Основы теории и методика оценки сдвигоустойчивости.

Основы теории и пути решения проблем сдвигоустойчивости были изложены в разделе 1.11.1. Здесь рассмотрим практическое решение данного вопроса при проектировании дорожных одежд загородных дорог и городских улиц.

Целью расчета является проверка соответствия свойств материалов условию сдвигоустойчивости в дорожной одежде. При неудовлетворении требований прочности по сдвигу в материале, необходима его замена более сдвигоустойчивым или изменение конструкции.

Материал слоев дорожной одежды рассчитывают на сопротивление сдвигу при длительном действии горизонтальной и вертикальной нагрузки (в зависимости от расчетной осевой нагрузки, определенной в разделе 1.6 по приближенному методу. Величина горизонтальной нагрузки составляет 75% от вертикальной.

Учет горизонтальной составляющей нагрузки производят при суммарной суточной интенсивности автомобилей группы нагрузки А₂ более 500 авт/сут в начале срока службы, соответственно для нагрузки А3 более 300 авт/сутки, либо если участок автомобильной дороги имеет продольный уклон более 35 ‰, а также на участках разгона и торможения, перед пунктами взимания дорожных сборов и весо-габаритного контроля. За расчетную принимается температура +50^оС.

Величина эквивалентного диаметра отпечатка колеса расчетной оси транспортного средства при приведении к ней фактических транспортных средств принимается по таблице 2.6.1.

Для расчета используется схема, представленная на рисунке 2.6.1.

Таблица 2.6.1 - Величина эквивалентного диаметра отпечатка колеса расчетной оси

Рисунок 2.6.1 - Расчетная схема для определения касательных

напряжений

При неизвестной расчетной интенсивности для расчетов применяют следующие усредненные значения:

I категория – расчетная интенсивность 600 осей в сутки, группа нагрузки А₂;

II категория - расчетная интенсивность 400 осей в сутки, группа нагрузки А₂.

По номограммам, представленным на рисунках 2.6.2-2.6.5, определяют действующие касательные (t) и нормальные напряжения (s), отдельно для верхнего и нижних слоев, в зависимости от расчетного модуля упругости. При этом нормальные напряжения определяют в плоскости действия максимальных касательных. Если конструкция состоит более чем из двух слоев, то средний модуль упругости нижнего слоя () определяется по номограмме на рисунке 1.7.8 (разд. 1), а модуль упругости верхнего определяется как средневзвешенный по формуле

, (2.6.1)

Рисунок 2.6.2 - Номограмма к определению касательных напряжений в верхнем слое дорожной одежды

Рисунок 2.6.3 - Номограмма к определению касательных напряжений в нижних слоях дорожной одежды

Рисунок 2.6.4 - График для определения нормальных напряжений в верхнем слое дорожной одежды

Рисунок 2.6.5 - Номограмма к определению нормальных напряжений в нижних слоях дорожной одежды

Для учета горизонтальной составляющей нагрузки касательные напряжения определенные по номограммам, представленным на рисунках 2.6.2 и 2.6.3 увеличивают в 2 раза для верхнего слоя и в 1, 4 раза для нижнего, а нормальные напряжения, определенные по номограммам 2.6.4 и 2.6.5 в 1, 7 раза для верхнего слоя и в 1, 2 раза для нижнего.

При отсутствии сцепления между верхним и нижним слоем касательные напряжения, определенные по номограмме 2.6.3 уменьшают в 2 раза.

В результате должно выполняться следующее условие

, (2.6.2)

где t иs- значения касательных и нормальных напряжений, определенные по номограммам 5.2.6-5.2.9;

k – коэффициент, равный 0, 8;

C – внутреннее сцепление, МПа;

В _р – коэффициент, принимаемый по рисунку 2.6.6 в зависимости от интенсивности воздействия транспортной нагрузки и ее вида;

tgj – тангенс угла внутреннего трения материала слоя дорожной одежды.

Рисунок 2.6.6 - График определения коэффициента В _р

При суммарной толщине верхних слоев более 30 см, напряжения, определенные по номограмме 6.2.3 уменьшаются на 0, 001 МПа на каждый сантиметр свыше 30, а нормальные, определенные по номограмме 6.2.5, увеличиваются на 0, 003 МПа.

Если условие прочности не выполняется, то увеличивают толщину верхнего слоя, либо выбирают материал с другими расчетными характеристиками и повторяют расчет.

На многополосных дорогах допускается проектировать дорожную одежду переменной толщины (либо с различными свойствами материалов конструктивных слоев) по ширине проезжей части, рассчитав дорожную одежду в пределах различных полос в соответствии со значениями N _р и P _i(с).

Плотный асфальтобетон верхнего слоя покрытия должен иметь минимальное значение общего уровня надежности (см. раздел 1.5).