Определение модуля упругости грунта.

1) Дорожно-климатическая зона III₁

2) Тип местности по характеру увлажнения 1 – сухой.

3) Грунт – суглинок тяжёлый.

4) Средняя многолетняя влажность грунта (в долях от влажности на границы текучести), наблюдавшаяся в наиболее неблагоприятный (весенний) период года в рабочем слое земляного полотна = 0, 65 (зависит от п.1-3);

5) Расчетная влажность грунта (в долях от влажности на границе текучести):

W_p = ( + Δ ₁* - Δ ₂* )*(1 + 0, 1*t) - Δ ₃ = (0, 65 + 0, 03 - 0, 02)*(1 + 0, 1*1, 71) - 0, 0022 = 0, 77

Δ ₁* – поправка на особенности рельефа территории (для предгорной местности Δ ₁* = 0, 03);

Δ ₂* – поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин (при укреплении обочин щебнем для II ДКЗ Δ ₂* = 0, 02);

Δ ₃ – поправка на влияние суммарной толщины слоев дорожной одежды (Δ ₃ = 0, 0022 по графику для и приблизительной толщины дорожной одежды – 1, 0 м.);

t – коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности (для II категории дороги t = 1, 71).

6) Модуль упругости Е_гр. = 32 МПа;

7) Сцепление С_гр. = 0, 0049 МПа; угол внутреннего трения φ _гр = 4, 2°

(с учётом числа приложений и расчётной относительной влажности W_p = 0, 77).

Модуль упругости отдельных слоёв и их характеристики.

Е_сл – модуль упругости при t = +10°C для расчёта на упругий прогиб;

Е_сдв – модуль упругости при t = +20°C (III ДКЗ) для расчёта на сдвиг;

γ – удельный вес слоя;

m – показатель корня, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя;

α – коэффициент, учитывающий отличие реальной нагрузки от нормативной и вероятность совпадения расчетной температуры покрытия и расчетного состояния грунта по влажности;

R₀ – нормативное сопротивление растяжению при изгибе.

Расчёт на допустимый упругий прогиб.

Диаметр круга, эквивалентный площади отпечатка колеса: D = 40 см. для II категории (нагрузка на ось 115 кН). Е_н/Е_сл, Е_в/Е_сл, h_сл/D определяются с помощью номограммы.

Расчёт на сопротивление монолитных слоев (асфальтобетона) усталому разрушению от растяжения при изгибе.

1) Приводим конструкцию к двухслойной модели. К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.

Эквивалентный модуль упругости верхнего слоя (заменяющего слои асфальтобетона):

МПа.

2)

3)

4) С помощью номограммы, зная определим растягивающее напряжение от единичной нагрузки: =1, 90.

5) Расчетное растягивающее напряжение при изгибе:

где К_в – коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции (для спаренного баллона К_в = 0, 85);

Р – расчетное давление от колеса на покрытие (Р = 0, 6 МПа).

6) Предельное растягивающее напряжение при изгибе:

R_N = R₀*k₁*k₂*(1-V_R*t)

где R₀ – нормативное сопротивление растяжению при изгибе (R₀ = 7, 8 МПа для нижнего слоя асфальтобетонного пакета);

k₁ – коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки;

k₂ – коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов;

V_R – коэффициент вариации прочности на растяжение (V_R = 0, 1);

t – коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности (для II категории дороги t = 1, 71).

где m – показатель корня, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя (m = 4, 0 для последнего слоя асфальтобетонного пакета);

α – коэффициент, учитывающий отличие реальной нагрузки от нормативной и вероятность совпадения расчетной температуры покрытия и расчетного состояния грунта по влажности (α = 6, 3 для последнего слоя асфальтобетонного пакета);

∑ N_p – суммарное расчётное число приложений расчётной нагрузки за срок службы дорожной одежды (∑ N_p = 627214 приложений).

k₂ = ;

МПа;

7) > = 1, 0 (к-т. прочности для II категории дороги и надёжности k_н = 0, 95).

Условие прочности на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе выполнено (трещин не будет).