Методика расчета устойчивости материала монолитных слоев на совместное действие транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов для загородных дорог и городских улиц

Условие устойчивости материала покрытия на совместное действие транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов имеет вид:

, (2.7.1)

где Y - фактический уровень повреждаемости материала покрытия от совместного действия транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов;

[Y] - предельно-допустимый уровень повреждаемости.

Значения [Y] - принимают 0.5.

Для определения фактического уровня повреждаемости материала покрытия необходимо подготовить следующие исходные данные:

1. Суммарная интенсивность движения за весь срок службы, определяемая по формуле 1.6.12, принимая Т _рдг равным 365 сут, S , осей/сут;

2. Растягивающие напряжения в слое покрытия s _р, МПа;

3. Прочность материала на изгиб R_u, МПа;

4. Предельная структурная прочность материала R _c, МПа;

5. Расчетный срок службы Т, лет.

Расчетная осевая нагрузка принимается равной нагрузке, на основании которой производился расчет на упругий прогиб. Расчетный срок службы принимают по разделу 1.5 (пкрвый раздел) в зависимости от категории.

Для вычисления растягивающих напряжений в монолитных слоях дорожной одежды пользуются номограммами, представленными на рисунках 2.7.1-2.7.3. Расчетная температура составляет 0^оС.

Номограммой, представленной на рисунке 2.7.1, пользуются для определения растягивающих напряжений в нижней части слоя при обеспечении его сцепления со слоем, лежащим ниже.

Номограммой, представленной на рисунке 2.7..3 пользуются для определения растягивающих напряжений в верхней части (для верхнего слоя покрытия) при обеспечении сцепления расчетного слоя с нижележащим.

Номограммой, представленной на рисунке 2.7.2, пользуются для определения растягивающих напряжений в нижней части слоя при необеспеченном сцеплении между слоями.

В целом номограммой представленной на рисунке 2.7.2, пользуются для определения растягивающих напряжений для нижнего монолитного слоя уложенного на неукрепленное основание. Для остальных слоев используют две номограммы (2.7.1, 2.7.3). Для расчета принимают большее значение.

Рисунок 2.7.1 - Номограмма для определения растягивающих напряжений в монолитных слоях дорожной одежды при наличии их сцепления с нижележащими слоями.

Рисунок 2.7.2- Номограмма для определения растягивающих напряжений в монолитных слоях дорожной одежды при отсутствии их сцепления с нижележащими слоями

Рисунок 2.7.3 – Номограмма для определения растягивающих напряжений в верхних монолитных слоях дорожной одежды

Для расчетов принимаются модули: для верхнего слоя (если более одного слоя – средневзвешенный); для нижнего слоя (эквивалентный) - по номограмме 1.7.8. Расчетные модули материала слоев принимаются при температуре 0^оС.

Для дальнейших расчетов принимается большее значение растягивающих напряжений.

Напряжения, определенные по представленным выше номограммам, изменяются в зависимости от вида расчетной нагрузки на величину: 100 кН на 0, 93; 115 кН на 1, 00; 130 кН на 1, 12.

При неизвестном составе и интенсивности транспортного потока суммарную интенсивность за весь расчетный срок службы до капитального ремонта определяют обратным расчетом исходя из требуемого минимального модуля дорожной конструкции (Е_тр) по формулам (1.10.5), (1.6.12) принимая Т_рдг = 365 дней.

Значения R_u и R _c определяют по табл. 1. Приложение 6.

Расчет фактического уровня повреждаемости производят в следующей последовательности:

1.Определяют интенсивности движения по сезонам года.

(2.7.2)

Коэффициент a принимают в зависимости от поры года в соответствие с таблицей 2.7.1.

2.Определяют предельное число циклов нагружения для каждого сезона.

(2.7.3)

Коэффициенты b и т принимают в зависимости от поры года по таблице 2.7.1.

3.Определяют уровень работоспособности по сезонам:

(2.7.4)

4.Вычисляют приведенный к весеннему периоду уровень работоспособности.

, (2.7.5)

5.Определяют уровень работоспособности от перепадов температур.

(2.7.6)

, (2.7.7)

p _vl принимается равным: 0, 80 – для верхнего слоя; 0, 75 – для средних слоев; 0, 70 – для нижнего монолитного слоя.

Таблица 2.7.1

6.Определяют уровень работоспособности от попеременного замораживания оттаивания.

(2.7.8)

, (2.7.9)

где W – водонасыщение, материала монолитного слоя, %.

Значение водонасыщения принимается по данным подбора состава либо по СТБ 1033.

Значение p _vl1 принимается по таблице 2.7.2.

Таблица 2.7.2

Расчетная осевая нагрузка, кН	p vl1 в зависимости от S
Менее 100 000 осей	от 100 000 до 2 500 000 осей	свыше 2 500 000 осей
	0, 013	0, 012	0, 014
	0, 014	0, 013	0, 016
	0, 016	0, 015	0, 020
Значения таблицы справедливы для расчетов верхнего слоя покрытия (непосредственно воспринимающего воздействие транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов). Для средних монолитных слоев значения таблицы необходимо уменьшать в 4 раза, для нижних монолитных слоев и верхних с защитным – в 2, 5 раза.

7.Определяют уровень повреждаемости от температуры.

(2.7.10)

8.Определяют уровень повреждаемости от попеременного замораживания оттаивания.

(2.7.11)

9.Определяют общий приведенный уровень работоспособности.

9.1.От температурных факторов:

(2.7.12)

9.2.От попеременного замораживания оттаивания:

(2.7.13)

10.Определяют общий приведенный уровень работоспособности.

(2.7.14)

11.Определяют общий уровень повреждаемости.

(2.7.15)

Проверяют условие 2.7.1. Если данное условие не выполняется, увеличивают толщину покрытия (или основания) до его выполнения. Также проектная организация может ограничить максимальный уровень водонасыщения и указать его в задании на подбор состава материала.