Расчет требуемого и фактических модулей упругости дорожной одежды и земляного полотна

Требуемую прочность дорожных одежд назначают применительно к следующим задачам, решаемым в практической деятельности дорожных организаций:

Повышение прочности (усиление) дорожной одежды.

В общем случае требуемый модуль упругости дорожных одежд и земляного полотна определяют по формуле (ф.4.1 п. 4.2 ОДН 218.1.052–2002):

, МПа ()

где — коэффициент относительной прочности дорожной одежды, принимаемый по табл.2 прил.6 ОДН 218.1.052–2002.

— региональный коэффициент; =1 — для дорог в I – IV дорожно–климатических зонах; =0.85 — для V.

— коэффициент, учитывающий сопротивление конструктивных слоев дорожных одежд сдвигу и изгибу (табл. 3 прил. 6 ОДН 218.1.052–2002).

— расчётный коэффициент, зависящий от фактической интенсивности дорожного движения (табл. 4 прил. 6 ОДН 218.1.052–2002);

X_i — параметр, зависящий от допускаемой вероятности повреждения покрытий (табл. 1 прил. 6 ОДН 218.1.052–2002);

Для случая роста интенсивности движения во времени в соответствии с законом геометрической прогрессии величину минимального по условиям движения модуля упругости находят по формуле:

, МПа ()

где А и В – эмпирические коэффициенты для расчетного автомобиля группы А. При статическом нагружении А = 125 МПа; B = 68 МПа;

g – параметр, учитывающий суммарное число приложений расчётной нагрузки и принимаемый для усовершенствованных капитальных, облегченных и переходных одежд соответственно: g = 0,12; g = 0,148; g = 0,171;

– коэффициент, учитывающий продолжительность расчётного периода и агрессивность воздействия расчетных автомобилей в разных погодно–климатических условиях (принимают по таблицам 5.1 и 5.2 прил. 6 ОДН 218.1.052–2002);

– расчетный период эксплуатации дорожной одежды, годы ().

N₁ – среднесуточная интенсивность движения на полосу в 1–й год эксплуатации (в расчетный период), приведенная к расчетным автомобилям группы А, авт/cут (к расчетной осевой нагрузке 100 кН).

, авт/сут

где q– показатель роста интенсивности движения во времени q≥1 (по заданию);

– коэффициент, учитывающий количество полос движения на обследуемой дороге (определяют по табл. 3.1 ОДН 218.1.052–2002).

– суммарная (фактическая) интенсивность движения транспортного потока на дороге, авт./сут

w – количество типов автомобилей в транспортном потоке;

– коэффициент приведения рассматриваемого типа автомобиля к расчетной нагрузке (см. прил. 1 ОДН 218.1.052–2002);

– доля j–го типа автомобиля в составе транспортного потока (по данным учета движения на дороге).

Пример 5–10км. Данный участок относится к IV технической категории. Фактическая интенсивность движения составляет 340 авт/сут. Тип дорожной одежды – облегченный. Показатель роста интенсивности движения во времени q =1.05 (по заданию). Коэффициент , учитывающий количество полос движения на обследуемой дороге для двухполосного движения равен 0.55 (определяют по табл. 3.1 ОДН 218.1.052–2002)

При приведении транспортного потока к расчетной расчетным автомобилям группы А, авт/cут (к расчетной осевой нагрузке 100 кН) движение легковых автомобилей не учитывают.

– доля легких грузовиков типа ГАЗ–53 равна 0.15, их грузоподъемность по «Краткий автомобильный справочник Том 2»[9] составляет 1.5т, а коэффициент приведения 0.005;

– доля средних грузовиков типа ЗИЛ–433100 – 0.08, их грузоподъемность – 4т, а коэффициент приведения 0.2;

– доля тяжелых грузовиков типа МАЗ–53371 – 0.07, их грузоподъемность – 9т, а коэффициент приведения 1.25;

– доля сверхтяжелых грузовиков типа МАЗ–54323 с полуприцепом МАЗ–9380 – 0.05, их грузоподъемность – 18т, а коэффициент приведения 1.5;

– доля автобусов типа ЛАЗ–4207 – 0.08, их грузоподъемность – 4т, а коэффициент приведения 0.2;

Подставив все данные в формулу (), определим среднесуточная интенсивность движения на полосу в 1–й год эксплуатации (в расчетный период), приведенная к расчетным автомобилям группы А, авт/cут (к расчетной осевой нагрузке 100 кН):

авт./сут.

После определения мы находим величину минимального по условиям движения модуля упругости по формуле ().

Параметр g, учитывающий суммарное число приложений расчётной нагрузки для облегченных одежд равен 0,148.

Находим коэффициент , учитывающий продолжительность расчётного периода и агрессивность воздействия расчетных автомобилей в разных погодно–климатических условиях, который для Курской области (IV д.к.з.) и облегченного типа дорожной одежды составит 1 (его принимают по таблице и 5.2 прил. 6 ОДН 218.1.052–2002);

Расчетный период эксплуатации дорожной одежды () для IV технической категории дороги с облегченным типом дорожной одежды равен 10–ти годам (его мы нашли в п 2.1.6.)

N₁ – среднесуточная интенсивность движения на полосу в 1–й год эксплуатации (в расчетный период), приведенная к расчетным автомобилям группы А, авт/cут (к расчетной осевой нагрузке 100 кН), найдена ранее.

МПа

Для определения требуемого модуля упругости дорожной одежды необходимы следующие данные:

коэффициент относительной прочности дорожной одежды, принимаем для IV категории дороги с облегченным типом дорожной одежды (по табл.2 прил.6 ОДН 218.1.052–2002);

региональный коэффициент равен =1 для дорог в III дорожно–климатических зонах;

коэффициент, учитывающий сопротивление конструктивных слоев дорожных одежд сдвигу и изгибу при толщине асфальтобетонного покрытия 12см на щебеночном основании и рабочем слое земляного полотна устроенном из легкой супеси для среднесуточной интенсивности движения 340 автомобилей во III дорожно–климатической зоне (табл. 3 прил. 6 ОДН 218.1.052–2002) равен ;

расчётный коэффициент, зависящий от фактической интенсивности дорожного движения при интенсивности движения 340авт./сут. (табл. 4 прил. 6 ОДН 218.1.052–2002) равен ;

находят параметр (табл. 1 прил. 6 ОДН 218.1.052–2002), зависящий от допускаемой вероятности повреждения покрытий – , (которую вычисляют по формуле 1.1 ОДН 218.1.052–2002):

где – коэффициента надежности дорожной одежды (найден в пункте 2.1.6.) и равен 0.85.

тогда равен 1.2 при (табл. 1 прил. 6 ОДН 218.1.052–2002);

МПа ()

По аналогии находим требуемый модуль упругости для участка дороги с 1–го по 5–й километр:

авт./сут.

МПа

МПа

Используя полученное значение , находят :

, МПа

где —коэффициент прочности дорожной одежды (задание, приложение 1.1).

Например для участка 5, при :

МПа

Результаты расчетов по всем участкам сводим в таблицу 2.12.

Таблица 2.12

Адрес участка, км	Коэффициент прочности дорожной одежды	Фактический модуль упругости дорожной одежды , МПа
	0.85	220.45
	1.15	298.26
	1.1	285.29
	0.95	246.39
		246.39
	1.15	241.41
	0.85	178.44
	1.05	220.42
	0.95	199.43
	1.15	241.41

2.3. Расчёт фактического комплексного транспортно–эксплуатационного показателя и обобщённого показателя качества дороги (до проведения работ по ремонту).

Дата добавления: 2015-08-10