Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






ПРИЛОЖЕНИЕ 8




(справочное)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 1

Требуется запроектировать дорожную одежду при следующих исходных данных:

- дорога располагается во II дорожно-климатической зоне, в Московской области;

- категория автомобильной дороги - I;

- заданный срок службы дорожной одежды – Тсл = 20 лет;

- заданная надежность Кн = 0.95;

- приведенная к нагрузке типа А (приложение 1 табл.П.1.1) интенсивность движения на конец срока службы Np =3200 авт./сут.; приращение интенсивности q = 1.04;

- грунт рабочего слоя земляного полотна - супесь пылеватая с расчетной влажностью 0.7Wт, относится к сильнопучинистым грунтам;

- материал для основания - щебеночно-гравийно-песчаная смесь, обработанная цементом марки 20;

- высота насыпи составляет 1.5 м, толщина дорожной одежды – 0.60 м;

- схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна - III;

- глубина залегания грунтовых вод – 1.1 м.

Расчет на прочность

1. Вычисляем суммарное расчетное количество приложений расчетной нагрузки за срок службы по формуле (3.7):

, где Кс = 29.8 (приложение 6 табл. П.6.3), Трдг = 125 дней (табл. П.6.1), кn = 1.49 (табл. 3.3)

авт.

2. Предварительно назначаем конструкцию и расчетные значения расчетных параметров:

- для расчета по допускаемому упругому прогибу (приложение 2 табл. П.2.5, приложение 3 табл. П.3.2 и приложение 3 табл. П.3.6);

- для расчета по условию сдвигоустройчивости (приложение 2 табл. П.2.4, приложение 3 табл. П.3.2 и приложение 3 табл. П.3.6);

- для расчета на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе (приложение 3 табл. П.3.1 и приложение 3 табл. П.3.6).

Материал слоя h слоя, см Расчет на допускаемый упругий прогиб, Е, МПа Расчет по условию сдвигоустой-чивости, Е, МПа Расчет на растяжение при изгибе
Е, МПа R, МПа a m
1. Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90 9.80 5.2 5.5
2. Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90 8.0 5.9 4.3
3. Асфальтобетон высокопористый на БНД марки 60/90 5.65 6.3 4.0
4. Укрепленная щебеночно-гравийно- песчаная смесь - - -
5. Супесь пылеватая Wp = 0.7Wт - - - -

3. Расчет по допускаемому упругому прогибу ведем послойно, начиная с подстилающего грунта по номограмме рис. 3.1:

(по приложению 1 табл. П.1.1 р = 0.6 МПа, D = 37 см)

1) ; Þ МПа

2) ; Þ МПа

3) ; Þ МПа

4) ; Þ МПа

5) Требуемый модуль упругости определяем по формуле (3.9):



= 98,65×[lg7179494-3.55] = 326 МПа

6) Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу: Еобщтр = 512:326=1.57

Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу – 1.30 (табл. 3.1).

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.

4. Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустройчивости в грунте.

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле (3.13):

Для определения tн предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (супесь пылеватая) со следующими характеристиками:

(при Wp = 0.7Wт и åNp =7179494 авт.) Ен = 46 МПа (табл. П.2.5), j = 12° и с = 0.004 МПа (табл. П.2.4).

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.12), где значения модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по табл. П.3.2 при расчетной температуре +20 °С (табл. 3.5): Ев = (1800××4+1200×30+420×26):60 = 902 МПа.

По отношениям Евн = 902:46 = 19.6 и hв/D = 60:37 = 1.62 и при j = 12° с помощью номограммы (рис. 3.3) находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: tн = 0.0148 МПа.

Таким образом: Т = 0.0148·0,6 = 0.0089 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.14), где СN = 0.004 МПа, Кд = 1.0.

Zоп = 4+8+22+26 = 60 см; jст = 35° (приложение 2 табл. П.2.4); gср = 0.002 кг/см2

Тпр = 1×(0.004+0.1·0.002·60·tg35°) = 0.0124 МПа,



где: 0.1 - коэффициент для перевода в МПа.

Кпр=0.0124: 0.0089 = 1.39, что больше Кпртр = 1.0 (табл. 3.1).

Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.

5. Рассчитываем конструкцию на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе.

Расчет выполняем в следующем порядке:

а) Приводим конструкцию к двухслойной модели, где нижний слой модели - часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, т. e. щебеночное основание и грунт рабочего слоя. Модуль упругости нижнего слоя определяем по номограмме рис. 3.1.

Ен = Еобщщеб = 122 МПа

К верхнему слою относят все асфальтобетонные слои.

Модуль упругости верхнего слоя (hв = 34 см) устанавливаем по формуле (3.12): Ев = (4500×4+2800×8+2100×22):34 = 2547 МПа.

б) По отношениям hв/D =34:37 = 0.92 и Евн = 2547:122 = 20.9 по номограмме (рис. 3.4) определяем sr = 0.75.

Расчетное растягивающее напряжение вычисляем по формуле (3.16): sr = 0.75·0.6·0.85 = 0.38 МПа.

в) Вычисляем предельное растягивающее напряжение по формуле (3.17):

при R0 = 5.65 МПа для нижнего слоя асфальтобетонного пакета (табл. П.3.1), nR = 0.10 (табл. П.4.1), t = 1.71 (табл. П.4.2)

(формула (3.18)); m = 4; a = 6.3 (табл. П.3.1); åNp = 7179494 aвт. Þ

k2 = 0.85 (табл. 3.6)

RN = 5.65·0.122·0.85 (1 – 0.1·1.71) = 0,49 MПа

г) RN/sr = 0.49:0.38 =1.29, что больше, чем Кпртр = 1.0 (табл. 3.1).

Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет всем критериям прочности.

Проверка конструкции на морозоустойчивость

Материал Толщина слоя hод(i), м Коэффициент теплопроводности, lод(i), Вт/(мК) (табл. П.5.1)
Плотный асфальтобетон 0.04 1.40
Пористый асфальтобетон 0.08 1.25
Высокопористый асфальтобетон 0.22 1.05
Укрепленная щебеночно-гравийно-песчаная смесь 0.26 2.02

1. По карте рис. 4.4. находим среднюю глубину промерзания zпр(ср) для условий г. Москвы и по формуле (4.3) определяем глубину промерзания дорожной конструкции zпр : zпр = 1.38 zпр(ср) = 1.4·1.38 = 1.93 м » 2 м.

2. Для глубины промерзания 2 м по номограмме рис. 4.3 по кривой для сильнопучинистых грунтов определяем величину морозного пучения для осредненных условий: lпр(ср) = 8.2 см.

По таблицам и графикам находим коэффициенты КУГВ = 0.615 (рис. 4.1); Кпл = 1.2 (табл. 4.4); Кгр = 1.1 (рис. 4.5); Кнагр = 0.92 (рис. 4.2);

Квл = 1.1 (рис. 4.6).

По формуле (4.2) находим величину пучения для данной конструкции:

lпуч = lпуч(ср)×КУГВ×Кпл×Кгр×Кнагр×Квл = 8.2·0.615·1.2·1.1·0.92·1.1 = 6.7 см.

Поскольку для данного типа дорожной одежды допустимая величина морозного пучения согласно табл. 4.3 составляет 4 см, следует назначить морозозащитный слой и выполнить расчет его толщины.

3. Предварительно ориентировочно определяем необходимую толщину морозозащитного слоя при допустимой величине морозного пучения lдоп = 4 см.

Для этого определяем величину морозного пучения для осредненных условий, при которой пучение для данной конструкции не превышает 4 см: lпуч(ср)×= l(доп)/(КУГВ×Кпл×Кгр×Кнагр×Квл) =4:(0.615·1.2·1.1·0.92·1.1) = 4.87 см.

По номограмме рис. 4.3 определяем требуемую толщину дорожной одежды hод = 1.04 м, отсюда толщина морозозащитного слоя

hмрз = 1.04 – 0.60 = 0.44 м.

Для уточнения требуемой толщины морозозащитного слоя выполняем расчеты с учетом теплофизических характеристик отдельных слоев (табл. П.5.1). Задаемся hмрз = 0.40 м.

4. Для использования в морозозащитном слое назначаем мелкозернистый песок с коэффициентами теплопроводности lт = 1.91 Вт/(мК) и lм = 2.32 Вт/(мК) соответственно в талом и мерзлом состояниях и определяем lср: lср = (1.91 +2.32):2 = 2.12 Вт/(мК).

5. По формуле (4.7) определяем термическое сопротивление дорожной одежды без морозозащитного слоя:

= 0.04:1.40 + 0.08:1.25 + 0.22:1.05 + 0.26:2.02 = 0.43 м2K/Вт.

6. По карте изолиний рис. 4.5 определяем номер изолинии - V.

7. По табл. 4.9 находим Спуч = 1.35.

8. По табл.4.10 при общей толщине дорожной одежды hод = 1.0 м для сильнопучинистого грунта определяем Ср = 0.60.

9. Вычисляем отношение lдоп/(Спуч×Ср) = 4:(1.35·0.60) = 4.94 см.

10. По номограмме рис.4.6 определяем методом интерполяции приведенное термическое сопротивление Rпр = 0.65 м2К/Вт.

11. По табл. 4.7 Код = 1.0; Кувл = 1.0 (п. 4.11); d = 0.95.

12. По формуле (4.8) Rод(тр) = Rпр×Код×Кувл×d = 0.62 м2К/Вт.

13. По формуле (4.6) hмз = (Rод(тр)-Rод(о))×lмрз = (0.62 – 0.43)·2.12 = 0.40 м.

14. Поскольку разница между полученным и заданным значениями hмз не превышает 5 см, принимаем hмз = 0.40 м.

Пример 2

Требуется запроектировать дорожную одежду при следующих исходных данных:

- дорога располагается во II дорожно-климатической зоне, в Московской области;

- категория автомобильной дороги - I;

- заданный срок службы дорожной одежды – Тсл = 20 лет;

- заданная надежность Кн = 0.95;

- приведенная к нагрузке типа А (приложение 1 табл. П.1.1) интенсивность движения на конец срока службы Np = 3200 авт./cyт.; приращение интенсивности q = 1.04;

- грунт рабочего слоя земляного полотна - супесь пылеватая с расчетной влажностью 0.7Wn, относится к сильнопучинистым грунтам;

- материал для основания - щебеночно-гравийная песчаная смесь, обработанная цементом марки 20 и песок средней крупности;

- высота насыпи составляет 1.5 м;

- схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна - III;

- глубина залегания грунтовых вод – 0.9 м.


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.014 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал