Проектирование автомобильной дороги

3.4 Дорожная  одежда 

Исходные данные для проектирования

1. Категория проектируемой дороги – III
2. Перспективная интенсивность движения на 20 год N²⁰=2650 ^авт/_сут
3. Состав движения: КамАЗ-5410 – 14%, ЗИЛ-130 – 20%, ЗИЛ-ММЗ-554 – 16%, МАЗ-500А – 10%, ГАЗ-53А – 20%, ЛАЗ-4202 – 5%, легковые – 15%
4. Ежегодный рост интенсивности движения – р=9%
5. Дорожно-климатическая зона – II
6. Дорожно-климатический район – северный
7. Тип местности по характеру увлажнения – II
8. Вид грунта земляного полотна – суглинок тяжелый
9. Тип дорожного покрытия, соответствующий условиям проектирования – облегченное
10. Расчетный автомобиль группы А: статическая нагрузка на одну ось Т=115кН, расчетный диаметр следа колеса D=40см
11. Требуемый уровень надежности и соответствующий ему коэффициент прочности: К_н=0,85, К_пр=0,80.

 

1. Интенсивность движения грузовых автомобилей и автобусов на перспективный 20-й год

N’₂₀=N₂₀-n·N₂₀, где

N20 - перспективная интенсивность движения на 20-й год,

n – количество легковых автомобилей

N’₂₀=2650-0,15×2650=2252 ^авт/_сут

Суммарная интенсивность движения в обоих направлениях на конец расчетного периода

N_{сум 8}=

, где

- интенсивность движения грузовых автомобилей и автобусов,

m₂₀ и m₈ – коэффициенты, показывающие увеличение интенсивности движения данного года относительно первого года эксплуатации

N_{сум 8}=2252/5,6×2,36=950 ^авт/_сут

Расчетная интенсивность  движения на одну полосу

N_пол=f_пол·N_сум, где

f_пол – коэффициент, учитывающий проход автомобиля по одной полосе

N_пол=0,55·950=523 ^авт/_сут

Расчетная, приведенная к расчетному автомобилю интенсивность движения

N_расч= N_пол·(S₁·p₁+…+ S_n·p_n), где

S₁…S_n – коэффициент приведения автомобилей различных марок к расчетному автомобилю,

p₁…p_n – относительная часть автомобилей разных марок в общем составе движения.

N_расч=522·(1,00·0,1+0,36·0,2+0,28·0,14+0,52·0,16+0,18·0,2+0,82·0,05)=195 ^авт/_сут

Требуемый модуль упругости E_тр=210МПа

Минимальный модуль упругости  E_мин=160МПа

Т.к. E_тр > E_мин, то для дальнейших расчетов принимаем E_тр =210МПа.

2. Назначаем конструкцию дорожной одежды

Конструкция дорожной одежды сведена в таблицу 3.4.1

Таблица 3.4.1 Конструкция  дорожной одежды

Наименование	Модуль упругого прогиба, МПа
1 ВСП – плотный а/б горячий типа А марки II на битуме БНД 90/130	2400
2 НСП – пористый  а/б горячий марки II на битуме БНД 90/130	1400
3 ВСО – гравий, обработанный цементом М 40	700
4 НСО – Песок мелкий укреплённый цементом, II класс прочности	300
5 ДСО – Песок мелкий	100
ЗП – суглинок тяжёлый	30

 

3. Рассчитываем  конструкцию дорожной одежды по упругому прогибу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Рисунок 3.4.1 Схема конструкции дорожной одежды

1. Общий модуль упругости на поверхности четвертого слоя

Е_гр/Е₅=30/130=0,3

H₅/D=40/40=1

По номограмме находим Е’_общ/Е₅=0,61

Е’_общ=0,61·100=61МПа

2. Общий модуль упругости на поверхности третьего слоя

Е’_общ /Е₄=61/300=0,20

H₄/D=20/40=0,5

По номограмме находим Е’’_общ/Е₄=0,35

Е’’_общ=0,35·300=105МПа

3. Общий модуль упругости на поверхности второго слоя

Е’’_общ /Е₃=105/700=0,15

H₃/D=15/40=0,37

По номограмме находим Е’’’_общ/Е₃=0,17

Е’’’_общ=0,17·700=119МПа

4. Общий модуль упругости на поверхности покрытия

Е’’’_общ /Е₂=119/1400=0,085

H₂/D=7/60=0,175

По номограмме находим Е_общ/Е₂=0,1

Е_общ=0,1·1400=140МПа

5. Общий модуль упругости на поверхности покрытия

Е’’’_общ /Е₁=140/2400=0,0583

H₁/D=5/60=0,125

По номограмме находим Е_общ/Е₁=0,09

Е_общ=0,09·2400=216МПа

6. К_пр=Е_общ/Е_тр=216/210=1,03>К_пр=0,9 условие выполняется

Для расчетов принята  толщина дорожной одежды h=77см

Расчет дорожной одежды сведен в таблицу 3.4.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.4.2 Расчет дорожной одежды

Материал	Модуль упругости, E, МПа	Толщина слоя, h, см	h/D	En+1/En	Общий модуль упругости, E, МПа
Плотный а/б горячий типа А Пористый а/б горячий Гравий, обработанный цементом Песок, укрепленный вяжущим Песок   Грунт ЗП - Суглинок	2400   1400   700   300   100   30	5   7   15   20   30	1   0,5   0,37   0,175   0,125	0,61   0,35   0,17   0,1   0,09	61   105   119   140   216

 

Конструкции дорожной одежды представлена на рисунке 3.4.2

 

 

 Рисунок 3.4.2 Схема конструкции дорожной одежды