— Все документы — Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы — Проектирование и строительство автомобильных дорог — МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТОВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТОВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТОВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

СОЮЗДОРНИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТОВ
ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА

Утверждены зам. директораСоюздорнии
канд. техн. наук В.М. Юмашевым

МОСКВА 1988

Изложены основные принципы расчета дорожных одежд на воздействие подвижных нагрузок. Составлен алгоритм для разработки программы применительно к любой ЭВМ. Алгоритм предназначен для расчета перегонных участков автомобильных дорог на прочность при кратковременном воздействии подвижных нагрузок. Приведены таблицы исходных расчетных характеристик грунтов и материалов, а также основные расчетные зависимости и таблицы для расчета дорожных одежд.

Предисловие

В настоящее время введена в действие «Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» ВСН 46-83 (М.: Транспорт, 1985), которая содержит ряд новых, по сравнению с ВСН 46-72, положений: учитываются заданный уровень надежности при назначении минимально допустимого значения коэффициентов прочности и при определении расчетного значения сопротивления растяжению при изгибе асфальтобетона и влажности грунта, длительность и динамичность воздействия нагрузки на покрытие; принимаются особые температурные условия для расчета покрытий на изгиб, осуществляемого с учетом сил трения на контакте покрытия с основанием, и т.п. В связи с этим требуется переработка рабочих программ для ЭВМ, по которым выполняются расчеты дорожных одежд в проектных организациях.

В данной работе кратко изложены основные принципы расчета дорожных одежд на воздействие подвижных нагрузок в соответствии с ВСН 46-83, составлен алгоритм для разработки программы применительно к любой ЭВМ, приведены таблицы исходных расчетных характеристик грунтов и материалов, а также основные расчетные зависимости и таблицы для расчета, намечены пути реализации рекомендаций.

Алгоритм предусматривает поиск наиболее экономичного по строительным затратам варианта дорожной одежды.

Настоящие Методические рекомендации составили канд. техн. наукП.И. Теляев, инж. В.А. Мазуров, канд. техн. наук А.Е. Мерзликин, инженеры Е.И. Масленкова, Г.А. Муромова, И.Н. Налобин,Т.Е. Полтаранова.

Замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха-6, Союздорнии или 191065, Ленинград, Д-65, ул. Герцена, 19, Ленинградский филиал Союздорнии.

1. Основные положения

1.1. Алгоритм разработан для расчета на прочность дорожных одежд перегонных участков при кратковременном многократном воздействии подвижных нагрузок.

Расчет дорожной одежды ведут с учетом надежности, под которой подразумевают вероятность безотказной работы конструкции в течение всего периода между капитальными ремонтами. Количественным показателем надежности является уровень надежности.

Конструкция дорожной одежды должна удовлетворять следующим трем критериям прочности.

1.2. В грунте и слабо-связных материалах не должны возникать остаточные деформации, вызванные пластическими смещениями.

Сдвиг в грунте земляного полотна не возникнет, если

                                                          (1)

где  - коэффициент прочности, определяемый с учетом заданного уровня надежности по табл. 2 прил. 1;

 - допустимое напряжение сдвига, обусловленное сцеплением в грунте;

T- активное напряжение сдвига в грунте или слабо-связном материале;;

 - активные напряжения сдвига соответственно от временной нагрузки и от собственного веса дорожной одежды.

Допустимое напряжение сдвига в грунте или слабо-связном материале определяется по формуле

                                                   (2)

где С - сцепление в материале слоя или в грунте активной зоны земляного полотна в расчетный период, МПа;

К1 - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления сдвигу под действием подвижных нагрузок; К1 = 0,6;

К2 - коэффициент запаса на неоднородность условий работы конструкций;

К3 - коэффициент, учитывающий особенности работы слоев в условиях защемления, дилатансии, сопряжения слоев на контактах (табл. 11прил.1).

1.3. Напряжения, возникающие в монолитных слоях под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны приводить к образованию трещин. Для этого должно быть обеспечено следующее условие:

/sч,                                                      (3)

 - предельное допустимое растягивающее напряжение материала слоя с учетом усталостных явлений;

sч - наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, найденное путем расчета.

1.4. Упругий прогиб поверхности покрытия от колеса расчетного автомобиля не должен превосходить некоторого нормированного значения. Это условие удовлетворяется, если

                                                       (4)

где  - общий модуль упругости конструкции, МПа;

 - требуемый модуль упругости конструкции с учетом капитальности одежды и интенсивности воздействия нагрузки, МПа.

1.5. Для определения напряжений и деформаций, входящих в выражения (2)-(4), используют решения теории упругости для слоистых сред с корректировкой их по условиям сопряжения слоев на контактах и по принятому методу приведения многослойной системы к двухслойной. В связи с этим решения теории упругости для многослойных сред со спаянными или скользкими контактами между слоями для непосредственных вычислений напряжений и деформаций не применимы. В этом случае следует пользоваться составленными по расчетным номограммам ВСН 46-83 вспомогательными таблицами, интерполируя приведенные в них данные для промежуточных значений входных параметров.

В качестве расчетной нагрузки принимают нагрузку от колеса наиболее тяжелых автомобилей, систематическое обращение которых возможно в расчетный для дорожной одежды период.

1.6. Одежды рассчитывают на состав и интенсивность перспективного движения, ожидаемого на последний год службы покрытия перед капитальным ремонтом.

Все автомобили приводят к расчетным путем умножения числа автомобилей с данной нагрузкой на ось на коэффициент приведения  (см. прил.3). При определении последнего учитывают взаимное влияние колес соседних осей автомобиля.

1.7. При расчете по трехкритерийному методу свойства материалов конструктивных слоев дорожной одежды и грунта характеризуются следующими показателями: деформационными (модуль упругости Е) и прочностными (сопротивление растяжению при изгибе  - для монолитных материалов, угол внутреннего трения У и сцепление С - для грунтов и слабо-связных материалов).

Расчетные значения сопротивления растяжению при изгибе асфальтобетона и влажности грунта определяют с учетом уровня надежности .

1.8. При расчете на прочность дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием учитывают особенности его поведения при эксплуатации в зависимости от температуры. В то время как покрытие наиболее напряженно работает при низких положительных температурах, грунт земляного полотна и слои одежды из слабо-связных материалов испытывают большие напряжения при повышенных температурах, когда модуль упругости асфальтобетона существенно снижается. Поэтому при расчете самого асфальтобетонного покрытия на растяжение при изгибе используют его характеристики, соответствующие низким весенним температурам (табл. 6 прил. 1). При расчете слоев из слабо-связных материалов и грунта на сопротивление сдвигу принимается модуль упругости асфальтобетона в покрытии, соответствующий весенним повышенным температурам (табл. 7 прил. 1).

2. Составление алгоритма

2.1. Расчетная схема

2.1.1. Общая расчетная схема дорожной одежды нежесткого типа применительно для ЭВМ (рис. 1) включает девять конструктивных слоев дорожной одежды и грунтовое полупространство. Конструктивными слоями являются:

1 - покрытие усовершенствованного типа, устраиваемое преимущественно из плотного асфальтобетона;

2 - верхний слой основания, устраиваемый чаще всего из пористого или высокопористого асфальтобетона;

3 - покрытие облегченного типа либо при наличии слоя 2 - слой основания; слой 3 устраивают из материалов, обработанных органическим вяжущим;

4 - 9 - слои основания, которые устраиваются из следующих материалов:

4 - из щебеночных материалов, шлакового щебня;

5 и 6 - из материалов и грунтов, укрепленных цементом или другим неорганическим вяжущим. Если в конструкции имеется всего один слой из материала, укрепленного цементом, то слою присваивают индекс 5;

7 - из местных неукрепленных мало-прочных каменных материалов (гравий, щебень, гравийные, щебеночные и гравийно (щебеночно)-песчаные смеси, в которых содержится или может образоваться в процессе строительства и эксплуатации основания избыточное по сравнению с действующими нормами количество мелких частиц с числом пластичности до 7; природные или искусственно составленные смеси с содержанием зерен гравия (щебня) крупнее 5 мм не менее 20 %;щебень из осадочных пород марок по дробимости 400, 300 и 200; щебень из изверженных и метаморфических пород марки по дробимости 600, дресва, опоки, грунто-щебень и др.);

8 - из песков крупных, гравелистых, средней крупности или мелких;

9 - из грунтов, укрепленных жидким органическим вяжущим.


Рис. 1. Расчетная схема дорожной одежды нежесткого типа для ЭВМ

2.1.2. Слои 2, 5 и 6 рассчитывают на растяжение при изгибе, слои 7, 8 и 9 из слабо-связных материалов и грунтовое полупространство 10 - исходя из условия недопущения сдвига. Проверять напряженное состояние слоев 1 и 3 обычно нет необходимости: надежность этих материалов, если они отвечают современным техническим требованиям, в достаточной мере доказана практикой. Не проверяют расчетом также возможность возникновения сдвига в слое 4.

2.1.3. Расчетной схемой предусматривается, что толщины слоев 1 и 3 назначаются по конструктивным соображениям и в процессе расчета не изменяются. Толщины остальных слоев варьируют в зависимости от расчетных характеристик материалов и грунта, а также от затрат на устройство слоев. В процессе варьирования толщина слоя не должна назначаться ниже минимальной конструктивной (табл. 15 прил. 1), регламентированной технологией укладки и условиями формирования слоя.

2.1.4. Полагая в общей расчетной схеме толщины отсутствующих слоев равными нулю, можно получать практически все обычно встречающиеся при проектировании варианты конструкций дорожных одежд. Например, дорожная одежда из двухслойного асфальтобетона, уложенного на слой обработанного битумом щебня, лежащего, в свою очередь, на двухслойном основании из укрепленного цементом материала и грунта земляного полотна, будет обозначаться так: 1, 2, 3, 5, 6, 10.

2.2. Исходная информация


Возврат к списку
(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости