Курсовая работа-Расчет дорожных одежд - файл n1.docx

Курсовая работа-Расчет дорожных одежд
скачать (181.4 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.docx117kb.07.04.2011 07:46скачать
n2.dwg

n1.docx



Министерство науки и образования РФ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Автомобильные дороги

КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:

КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Выполнил: Меркушев И.В. гр.218т.

Проверил: Бадина М.В.

Томск 2011


РЕФЕРАТ
Объём расчетно-пояснительной записки 33 с., 4 табл., 10 рис., 6 библ. 1 прил.

Жесткая дорожная одежда, нежесткая дорожная одежда, отраслевые дорожные нормы, допустимый упругий прогиб, конструкция дорожной одежды, дорожно-климатическое районирование, глубина промерзания, усталостное сопротивление, многократное приложение нагрузки.

Цель работы – расчет конструкций дорожных одежд не жесткого и жесткого типов.

Выполнено: описание природно-климатических условий района проектирования, расчет параметров подвижной нагрузки, конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу, по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоев, конструкции на прочность монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе, проведена проверка конструкции на морозоустойчивость, расчет монолитных цементобетонного покрытия на прочность.



















Конструирование и расчет дорожных одежд



















Изм Изм



Лист




Подпись

Дата

Рзраб.

Дресвянников М.Е.







РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ

ЗАПИСКА

Стадия

Лист

Листов

Консульт.



















Руководит

Бурлуцкий А.А







ТГАСУ ДСФ

Каф. АД

гр. 218т

Н. Конт










Зав.каф.










СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4

1 Природно-климатические условия района проектирования 5

1.1 Климат 5

1.2 Рельеф 7

1.3 Почвы 7

2. Расчеты дорожной одежды нежесткого типа 10

2.1 Расчетные параметры подвижной нагрузки 10

2.2 Назначение конструкции 11

2.3 Расчет конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу 12

2.4 Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего

грунта и малосвязных конструктивных слоев 14

2.5 Расчет конструкции на прочность монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе 16

2.6 Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость 19

3. Расчет жестких дорожных одежд 21

3.1 Расчет монолитных цементобетонных покрытий 21

4 Расчет стоимости конструкции дорожной одежды 26

4.1 Расчет стоимости дорожной одежды не жестокого типа 26

4.2 Расчет стоимости дорожной одежды при цементобетонном покрытии 27

Заключение 28

Список литературы 29

Приложение А 30

ВВЕДЕНИЕ
В расчетно-пояснительной записке представлен расчет двух типов дорожных одежд, конструкции которых назначены по материалам предложенным в задании на проектирование.

Проектирование и расчет нежесткой дорожной одежды произведен по ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд», а жесткой дорожной одежды по методическим рекомендациям по проектированию жестких дорожных одежд

Капитальную дорожную одежду проектируют с таким расчетом, чтобы за межремонтный срок не возникло разрушений и недопустимых с точки зрения предусмотренных действующими нормативными документами требований к ровности покрытия остаточных деформаций, а также, чтобы воздействие природных факторов не приводило к недопустимым изменениям в ее элементах.

1 ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1.1 Климат

 Располагаясь в умеренном поясе северного полушария, территория Кемеровской области получает за год сравнительно большое количество солнечного. Высота солнца над горизонтом в нашем крае изменяется от 12°50' в середине декабря до 59°42' в двадцатых числах июня. От этого зависят степень нагревания земной поверхности, продолжительность дня и ночи и величина испарения.

Важным климатообразующим фактором является атмосферная циркуляция, которая зависит от рельефа местности, удаленности ее от морей и океанов. Движение воздушных масс сопровождается изменением погоды в этом районе: давления атмосферы, температуры, влажности воздуха и характера облачности. Воздушные массы постоянно предопределяют тип климата. Кемеровская область располагается на стыке крупных климатических областей (Западносибирской, Восточносибирской, Среднеазиатской и Центральноазиатской), обусловливающих циркуляцию этих воздушных масс. Перемещение воздуха с запада на восток определяет циклоническую погоду — влажную и прохладную летом и влажную слабоморозную зимой. Движение арктических и континентальных воздушных масс со свойственной им сухостью в меридиональном направлении (с севера на юг) формируют ясную антициклональную погоду с сухим жарким летом и суровой малоснежной зимой.

 Большое влияние на климат Кемеровской области оказывает контрастность строения рельефа. Это не только явления высотной климатической зональности горных областей, но и образование микроклиматических зон на территории нашей области. Благодаря инверсионным процессам в пределах горных систем повышаются температуры воздуха зимой и удлиняется безморозный период в предгорьях, а лето прохладнее, чем в прилегающих равнинах. Это подтверждается наличием многолетних снежников, более ранним установлением снежного покрова и более поздним его таянием в Кузнецком Алатау.

Общей характерной чертой климата Кемеровской области является его континентальность, то есть резкие колебания температуры воздуха по временам года, в течение месяца и даже суток. Наиболее характерны такие колебания для лесостепи и тайги, несколько меньше они в горах. Так, среднегодовая температура воздуха в целом по области колеблется от — 1,4° до +1,0°.

 Наиболее высокие температуры воздуха в области достигают летом -+35-38°, а самые низкие зимой доходят на юге до —54°, на севере до — 57°. Годовая амплитуда колебаний температур превышает 90° (табл. 1.1).
Таблица 1.1 – Среднемесячная температура воздуха

Месяцы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VII

IX

X

XI

XII

Температура, єС

-19.2

-17.3

-10.2

0.5

9.4

15.4

18.0

15.1

9.0

1.3

-9.6

-16.8


В Кемеровской области наблюдается неравномерность в количестве выпадения осадков. По главному хребту и западным склонам Кузнецкого Алатау атмосферных осадков выпадает за год больше 1000 мм, а на высоких участках гор — даже до 1800 мм. Это один из самых увлажненных районов Сибири. В южной лесостепи осадков выпадает около 350 мм, а на восточных склонах Кузнецкого Алатау и того меньше. Среднегодовое количество осадков на Кузнецкой котловине составляет 400—500 мм. Общее количество дней с осадками достаточно велико, за последние 50 лет в г. Тайге в среднем за один год их было 185, в г. Мариинске -171 и в г. Новокузнецке - 162 дня.

В лесостепной зоне почти ежегодно держатся длительные периоды без дождей, как правило, в конце мая - июне, но иногда этот период продолжается до середины июля. В отдельные годы дожди не выпадают в течение 20, а порою и 40 дней. Такое длительное отсутствие атмосферных осадков, сопровождаясь высокими температурами воздуха, сильными сухими ветрами, отсутствием рос, приобретает характер засухи.

Таблица 1.2 – Среднемесячное количество осадков

Месяцы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VII

IX

X

XI

XII

Количество осадков, мм

16

12

15

31

61

69

91

69

47

45

39

26

Первый снег выпадает во второй половине сентября, но он сохраняется недолго. Величина снежного покрова на территории области весьма неодинакова, как по высоте и структуре, так и по времени его образования. Устойчивей снежный покров в Кузнецком Алатау и Горной Шории ложится в двадцатых числах октября, а в наиболее высоких их местах несколько раньше — в середине октября. В Кузнецкой котловине постоянный снежный покров образуется в начале ноября (табл.1.3).

Высота снежного покрова зависит от количества осадков, рельефа и растительности. Так, в защищенных местах северной лесостепи мощность снежного покрова в середине марта (перед началом таяния) достигает 50 сантиметров, в южной лесостепи — около 40 см, в равнинной тайге—80—120 см, а в горной тайге - 200 - 250 см. В горных и речных долинах, в оврагах и балках высота снежного покрова достигает 300 см.
Таблица 1.3 – Среднемесячная высота снежного покрова

Месяцы

Октябрь

Ноябрь

Декабрь

Январь

Февраль

Март

Апрель

Высота покрова, см

3

14

25

31

37

43

5

В Кемеровской области преобладают ветры юго-западного и западного направлений. В отдельные периоды подолгу держатся северо-восточные ветры, приносящие массы холодного сухого воздуха с Таймыра и Колымы. В это время на территории нашего края наблюдаются самые низкие температуры воздуха, особенно в январе (январский антициклон), и длительная холодная безветренная погода в марте. Эти же ветры приносят похолодания, а в летний период — в июне и августе — даже заморозки. Похолодания и снегопады в марте и апреле обычно связаны с вторжением северо-западных ветров, дующих с Карского моря и западных частей Арктики.

Таблица 1.3 – Повторяемость направлений ветра

Направление

С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

Январь

3

3

4

4

15

52

13

6

Июль

11

9

6

5

15

27

16

11

2.2.Рельеф

Кемеровская область расположена на юго-востоке Западной Сибири, занимая отроги Алтая - Саянской горной страны. Протяженность области с севера на юг почти 500 км, с запада на восток - 300 км. Большая разность высот поверхности определяет разнообразие природных условий. Наивысшая точка - голец Верхний Зуб на границе с Республикой Хакасия поднимается на 2178 м, наименьшая - 78 метров над уровнем моря лежит в долине реки Томи на границе с Томской областью. По рельефу территория области делится на равнинную (северная часть), предгорные и горные районы (Кузнецкий Алатау, Салаирский кряж, Горная Шория), межгорную Кузнецкую котловину.

1.3 Почвы.

Кемеровская область расположена в подтаежной и лесостепной зонах. Почвы преимущественно черноземные и серые лесные. Черноземы занимают большие площади в западной части Кузнецкой котловины. На пойменных террасах - торфянистые почвы.

Грунты представлены в основном пылеватыми суглинками твердой и полутвердой консистенции.

Глубина промерзания колеблется от 90 см в лесных массива до 200 см на открытых участках.

а)

б)

Рисунок 1.1. Роза ветров: а) январь

б) июль
2 РАСЧЕТ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ НЕЖЕСТКОГО ТИПА.

Нежесткими дорожными одеждами называют одежды со слоями, построенными из различных видов асфальтобетонов (дегтебетонов), из материалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными и другими вяжущими, а также из слабосвязанных зернистых материалов (щебня, шлака, гравийных смесей, песка и др.).

2.1 Расчетные параметры подвижной нагрузки

Приведенную интенсивность движения на последний год срока службы , определим по формуле:
где коэффициент, учитывающий число полос движения и распределение движения по ним, определяем по табл. 3.2 [1], для двухполосного движения ;

суточная интенсивность движения автомобилей m-й марки на конец срока службы дорожной одежды , определим по формуле:
где показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам, 1,05;

– расчетный срок службы, принимаем по табл. П.6.2 [1] 13 лет;

суточная интенсивность движения автомобилей на исходный год, определим по формуле:
где перспективная интенсивность движения автомобилей, при 20 лет 1730 авт./сут;

суммарный коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду транспортного средства m-й марки к расчетной нагрузке, определяем по табл. П.1.3 [1];

число марок автомобилей.

Суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки в точке на поверхности конструкции за срок службы определим по формуле:
расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции, принимаем по табл. П.6.1[1] для Западной Сибири 130 дней;

– коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого, принимаем по табл. 3.3 [1] для капитального типа д.о. 1,38;

– коэффициент суммирования, определим по формуле:

2.2 Назначение конструкции

Предварительно назначаем конструкцию и материалы конструкции дорожной одежды, руководствуясь имеющимся ассортиментом материалов и требованиями СНиП 2.05.02-85, рис 2.2.
Рисунок 2.2. Схема дорожной одежды.
Назначаем расчетные значения расчетных параметров (табл. 2.1):

Таблица 2.1.

Таблица расчетных значений параметров



Материал слоя

h

слоя, см

Расчет по допусти-мому упруг. прогибу. Е, МПа

Расчет по усл. сдвигоустой-чивости. Е при t = 40єC, МПа

Расчет на растяжение при изгибе

Е, МПа

R0, МПа

?

m

1

Асфальтобетон плотный на БНД марки 90/130

ГОСТ 9128-2009

5

2400

605

3600

9,50

6,3

5,0

2

Асфальтобетон пористый на БНД марки 90/130

ГОСТ 9128-2009

7

1400

456

2200

7,80

7,6

4,0

3

Шлак

ГОСТ 25607-2009

15

450

450

450







4

ГПС

ГОСТ 3344-83

32

200

200

200







5

Супесь легкая 0,75



37

37

37









2.3 Расчет конструкции в целом по допускаемому упругому прогибу

Конструкция нежесткой дорожной одежды в целом удовлетворяет требованиям прочности и надежности по величине упругого прогиба при условии:
где требуемый общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа;

минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции, определим по эмпирической формуле:
где эмперический параметр, принимаем для расчетной нагрузки на ось 100 кН 3,55;

требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаем по табл. 3.1 [1] в зависимости от требуемого уровня надежности 0,95, 1,17.


Так как получился меньше 200 МПа, то принимаем по табл. 3.4 [1],

Общий расчетный модуль упругости определяем по номограмме (рис. 3.1[1]). Послойно приводим многослойную конструкцию к эквивалентной однослойной, начиная с верхнего слоя, определим минимальную необходимую толщину нижнего слоя.




Рисунок 2.3. Схема определения толщины нижнего слоя.
На номограмме:

диаметр окружности эквивалентный отпечатку колеса на поверхности, 37 см;

толщина слоя, см;

модули упругости соответственно нижнего и верхнего слоев в двухслойной модели.


Принимаем толщину нижнего слоя 20 см.


2.4 Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоев

Дорожную одежду проектируют из расчета, чтобы под действием кратковременных или длительных нагрузок в подстилающем грунте или малосвязных (песчаных) слоях за весь срок службы не накапливались недопустимые остаточные деформации формоизменения. Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если в грунте земляного полотна и в малосвязных (песчаных) слоях обеспечено условие:
где – требуемое минимальное значение коэффициента прочности, определяемое с учетом заданного уровня надежности, принимаем по табл. 3.1 [1] ;

Т – расчетное активное напряжение сдвига (часть сдвигающего напряжения, непогашенная внутренним трением) в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции от действующей временной нагрузки, определим по формуле:
где удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограммы (рис.3.2 [1]);

расчетное давление от колеса на покрытие (табл. П.1.1 [1]), 0,6 МПа.

– предельная величина активного напряжения сдвига (в той же точке), превышение которой вызывает нарушение прочности на сдвиг, определим по формуле:
где сцепление в грунте земляного полотна, принимаемое с учетом повторности нагрузки, (табл. П.2.4 [1]), при 0,75 0,004;

коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания, 1,0;

глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, см;

средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, определим по формуле:
где удельный вес -го слоя, кг/см3;

толщина -го слоя, см.

расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки (табл. П.2.4 [1]), 35є.

При расчете многослойную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели. В качестве нижнего слоя принимаем грунт, а в качестве верхнего – всю дорожную одежду (рис. 4.1). Толщину верхнего слоя принимаем равной сумме толщин слоев одежды:

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле:
где модуль упругости i-го слоя, принимаем по табл. 3.5 и П.3.2 [1].

Рисунок 2.4. Схема определения толщины суммарного слоя.


Условие не выполняется, увеличиваем толщину нижнего слоя и снова рассчитываем.

Условие сдвигоустойчивости выполнено.


2.5 Расчет конструкции на прочность монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

В монолитных слоях дорожной одежды (из асфальтобетона, дегтебетона, материалов и грунтов, укрепленных комплексными и неорганическими вяжущими и др.), возникающие при прогибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданного срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения. Для этого должно быть обеспечено условие:
где требуемый коэффициент прочности с учетом заданного уровня надежности, принимаем по табл. 3.1 [1] ;

прочность материала слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений;

наибольшее растягивающее напряжение при изгибе в рассматриваемом монолитном слое, определим с помощью номограммы (рис.3.4 [1]), приводя реальную конструкцию к двухслойной модели.

К верхнему слою модели относим все асфальтобетонные слои, включая рассчитываемый. Толщину верхнего слоя модели hв принимаем равной сумме толщин, входящих в пакет асфальтобетонных слоев (hi).

Значение модуля упругости верхнего слоя модели устанавливаем как средневзвешенное для всего пакета асфальтобетонных слоев (формула ), для отдельных слоев назначаем по табл. П.3.1 [1].

Нижним (полубесконечным) слоем модели служит часть конструкции, расположенная ниже пакета асфальтобетонных слоев, включая грунт рабочего слоя земляного полотна.

Модуль упругости нижнего слоя модели определяем по номограмме (рис. 3.1[1]);

Расчетное растягивающее напряжение , определим по формуле:
растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах площадки, передающей нагрузку, определяемое по номограмме (рис.3.4 [1]);

коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным баллоном, 0,85;

р - расчетное давление (табл. П.1.1 [1]), 0,6 МПа.






Рисунок 2.4. Схема двухслойной модели
Прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе определяем по формуле:
где нормативное значение предельного сопротивления растяжению (прочность) при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки (табл. П.3.1[1]), для нижнего слоя асфальтобетона 7,80 МПа;

коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки, определим по формуле:
где показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя (табл. П.3.1[1]), 4,0;

– коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой, а также вероятность совпадения во времени расчетной (низкой) температуры покрытия и расчетного состояния грунта рабочего слоя по влажности (табл. П.3.1[1]), 7,6.

коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов, принимаем по табл. 3.6[1] для пористого а/б ;

коэффициент вариации прочности на растяжение (табл. П.4.1[1]), ;

коэффициент нормативного отклонения (табл. П.4.2[1]), 1,71.


Выбранная конструкция удовлетворяет всем критериям прочности.

2.6 Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость

В районах сезонного промерзания грунтов земляного полотна при неблагоприятных грунтовых и гидрологических условиях наряду с требуемой прочностью должна быть обеспечена достаточная морозоустойчивость дорожных одежд, предотвращающая недопустимое ее зимнее пучение.

Конструкцию считают морозоустойчивой, если соблюдено условие
где допускаемое для данной конструкции пучение грунта (табл.4.3 [1]) (прил.2 табл. 6), для супеси пылеватой 4;

расчетное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна, определяем по формуле:
где величина морозного пучения при осредненных условиях, определяемая по рис. 4.4 [1] в зависимости от толщины дорожной одежды (включая дополнительные слои основания), группы грунта по степени пучинистости (прил.2 табл. 6 [2]) и глубины промерзания , определяемой по формуле:
где средняя глубина промерзания для данного района, определяем по рис. 4.4 [1] м.
Так как 2 м, то определяем по формуле:
где величина морозного пучения при 2,0 м и 0,59 м, 6,3 см; при 2,76 м: 1,08; ; 2,5.

коэффициент, учитывающий влияние расчетной глубины залегания уровня грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод Нg (рис. 4.1 [1]), при УГВ = 3,2 м 0,44;

коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта рабочего слоя (табл.4.4 [1]), при (1,01 – 0,98) 1,0;

коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава грунта основания насыпи или выемки (табл. 4.5 [1]), 1,1;

коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от глубины промерзания (рис. 4.2 [1]), ;

коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунта (табл. 4.6 [1]), 1,15.

Морозоустойчивость конструкции обеспечена.

3 РАСЧЕТ ЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Жесткими считают дорожные одежды с усовершенствованными покрытиями - цементобетонными или асфальтобетонными на основаниях из цементобетона.
1 Расчет монолитных цементобетонных покрытий

Расчетная прочность (трещиностойкость) и надежность покрытия обеспечивается при следующем условии:
где коэффициент прочности, определяемой в зависимости от категории дороги; 1,0;

pt - напряжения растяжения при изгибе, возникающие в бетонном покрытии от действия нагрузки, с учетом перепада температуры по толщине плиты.

расчетная прочность бетона на растяжение при изгибе, определим по формуле:
где принятый класс бетона по прочности Вtb4,0 по таблице 13.7 [4],

коэффициент набора прочности со временем; для бетона естественного твердения для районов с умеренным климатом, 1,2;

коэффициент усталости бетона при повторном нагружении;
суммарное расчетное число приложения приведенной расчетной нагрузки за расчетный срок службы 13 лет, ;

коэффициент, учитывающий воздействие попеременного замораживания-оттаивания, равный 0,95.

По первой расчетной схеме напряжения pt (МПа) определяются, исходя из решений теории упругости, по следующей аппроксимирующей зависимости, отражающей наличие контакта плиты с основанием:
где расчетная динамическая нагрузка с учетом коэффициента динамичности , определим по формуле:
где статическая нагрузка на поверхность покрытия от колеса расчетного автомобиля (табл. П.1.1[1]), 50 кН.
коэффициент, учитывающий влияние места расположения нагрузки, для неармированных покрытий = 1,5;

коэффициент, учитывающий условия работы; = 0,66;

коэффициент, учитывающий влияние штыревых соединений на условия контактирования плит с основанием, при отсутствии штырей = 1,05;

h - толщина плиты, см;

коэффициент, учитывающий влияние температурного коробления плит;

R - радиус отпечатка колеса, определяется по формуле;
где давление в шинах, 0,6 МПа;

упругая характеристика плиты, определим по формуле:
где модуль упругости бетона, 32000 МПа;

коэффициент Пуассона бетона, ;

коэффициент Пуассона основания, ;

эквивалентный модуль упругости основания.

Назначаем конструкцию дорожной одежды рис. 3.1.






Рисунок 3.1. Схема конструкции дорожной одежды
Определим на поверхности слоя шлака путем последовательного приведения многослойной конструкции к двухслойной, по формуле:


где номер рассматриваемого слоя дорожной одежды, считая сверху вниз;

толщина i-го слоя, см;

общий модуль полупространства, подстилающего i-ый слой, МПа;

Ei - модуль упругости материала i-го слоя, МПа;

D - диаметр отпечатка колеса или площадки силового контактирования верхнего слоя с нижележащим; принимаем D =50 см;

эквивалентная приведенная толщина слоя.
Определим эквивалентный модуль упругости , для слоя ГПС:
Определим эквивалентный модуль упругости , для слоя шлака:

Для нескольких толщин определяем , , по формуле:
Для удобства расчеты сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1

, см

, см




МПа




18

65,5

0,89

2,48

0,54

20

72,8

0,84

2,24

0,49

22

80,0

0,78

2,09

0,46


Строим график зависимости Ky = f (h)



Рисунок 3.2
По графику определяем толщину плиты 19 см которая соответствует требуемому .

Окончательно принимаем (согласно таблицы 1 [4]) для основания из шлака 22 см.
Условие прочности выполнено.
4 РАСЧЕТ СТОИМОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
4.1 Расчет стоимости дорожной одежды не жестокого типа

Для каждого слоя определяем объем материала на 1 км дороги по формуле:
где ширина слоя на высоте , определяем по прил.1, м;

толщина слоя (прил.1), м;

длина трассы, расчет ведем для 1000 м;

коэффициент уплотнения;

коэффициент потерь при транспортировке, 1,05.

Стоимость строительства 1 км дорожной одежды определим по формуле:
где количество конструктивных слоев дорожной одежды;

коэффициент разрыхления материала (прил. 1 [3]);

коэффициент, учитывающий стоимость производства работ (прил. 2 [3]);

отпускная цена 1 м3 материала в ценах 2001 г. (прил. 3 [3]);

тарифная стоимость автомобильных перевозок, руб./т (прил. 4 [3]);

стоимость погрузочно-разгрузочных работ, руб./м3 (прил. 5 [3]).

Для удобства все расчеты сведем в таблицу 4.1

Таблица 4.1 Определение стоимости дорожной одежды

Номер слоя

, м3







, руб./м3

, руб./т

, руб./м3

, т/м3

, руб.

1

400




1,00

1,27

397,0

29,08

3,66

2,5

545770




2

560

1,00

1,28

397,0

29,08

3,66

2,3

708487

3

1797

1,53

1,36

197,0

29,08

3,60

1,8

858855

4

5359

1,22

1,32

138,0

29,08

1,73

1,6

1456725


4.2 Расчет стоимости дорожной одежды при цементобетонном покрытии

Стоимость дорожной одежды при цементобетонном покрытии определяем аналогично, как и при асфальтобетонном покрытии (рис. 4.1).


Рисунок 3.1. Схема конструкции дорожной одежды
Для удобства все расчеты сведем в таблицу 4.2
Таблица 4.2 Определение стоимости дорожной одежды

Номер слоя

, м3







, руб./м3

, руб./т

, руб./м3

, т/м3

, руб.

1

1760

1,00

1,34

445

29,08

-

2,45

1118070

2

1797

1,53

1,36

197,0

29,08

3,60

1,8

858855

3

5479

1,22

1,32

138,0

29,08

1,73

1,6

1489608



Заключение

Расчет и проектирование по данной методике нежёсткой дорожной одежды позволяют существенно повысить надёжность и долговечность её конструкции, учесть всё многообразие воздействия природно-климатических факторов и нагрузок, оптимизировать водно-тепловой и температурный режимы работы земляного полотна. Использование этих методик позволяет значительно улучшить транспортно-эксплуатационные качества автомобильной дороги, обеспечить долговечность работы дорожной одежды, свести к минимуму возможные отказы в работе этой конструкции.

Список литературы

1. Проектирование нежестких дорожных одежд. ОДН 218.046-01 – М.: Минтранс РФ.2001. – 143 с.

2. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. – М: Союздорнии Минстрой РФ, 1997. – 52 с.

3. Обоснование эффективности инвестиций в строительство, реконструкцию или капитальный ремонт дорожной одежды автомобильных и городских дорог: методические указания к курсовому проектированию /Сост. Н.Н. Сидоренко, А.А. Бурлуцкий, Е.Н. Щукова. – Томск: ТГАСУ, 2008. – 38 с.

4. Инструкция по проектированию дорожных одежд жесткого типа: ВСН 197 – 83/ Минтрансстрой СССР. – М.: Транспорт, 1985. – 158 с.

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации