Модули упругости и деформации

Д 280

Д 280

находим отношения эквивалентного модуля упругости к модулю упругости первого слоя дорожной одежды:

E₀¹ 2755

—— = ——— ≈ 0.184

E₁¹ 15000

Рис.3. Схема к расчету дорожной одежды.

По номограмме расчета нежестких дорожных одежд (рис.4) находим значение отношения модуля упругости второго слоя к первому слою дорожной одежды:

E₀²

—— = 0, 0.158

E₁¹

Таким образом определяем эквивалентный модуль упругости второго слоя

E₀² = 0,158 х 15 000 = 2370 кг/см²

Рис.4. Номограмма для расчета нежестких дорожных одежд.

Аналогичным способом рассчитываем эквивалентные модули упругости во всех остальных слоях дорожной одежды.

По второму слою получаем такое решение:

h ₂ 60

— = —— =0.214;

E₀² 2370

—— = ——— = 0.237

E₁² 10000

По номограмме (рис.4) определяем отношение

E₀³

—— = 0.19

E₁²

Тогда эквивалентный модуль упругости третьего слоя будет равен:

E₀³ = 0,19 х 10000 = 1900кг/см²

По 3-й расчетной схеме имеем решение:

h ₃ 120 E₀³ 1900

— = —— =0.429; —— = ——— = 0.21

Д 280 E₁³ 9000

По номограмме (рис.4) определяем следующие отношения:

E₀⁴

—— = 0.11

E₁³

Тогда эквивалентный модуль упругости четвертого слоя будет равен:

E₀⁴ = 0,11 х 9000 = 990 кг/см²

По 4-й расчетной схеме получаем такое решение:

h ₄ 200 E₀⁴ 990

— = —— ≈ 0.714; —— = ——— = 0.22

Д 280 E₁⁴ 4500

По номограмме (рис.4) определим отношение:

E₀⁵

—— = 0.07

E₁⁴

Тогда эквивалентный модуль упругости пятого слоя будет равен:

E₀⁵ = 0.07 х 4500 = 315 кг/см²

Составим 5-ю расчетную схему:

E₀⁵ 315 E_гр 450

— = —— = 0.21; —— = ——— = 0,3

E₁⁵ 1500 E₁⁵ 1500

По номограмме на рис. 4 находим

h/Д = 0,33

Толщина пятого слоя дорожной одежды

h ₅ = 0,33 х 450 = 148,5 мм

Получив все необходимые данные, определяем суммарную толщину дорожной одежды проектируемой дороги:

Σ_h = h ₁ + h ₂ + h ₃ + h ₄ + h ₅ =40+60+120+200+148,5 = 568,5 мм.

Т.о. общая толщина дорожной одежды с покрытием усовершенствованного типа составит 568,5 мм.

Вторым этапом проектирования дорожной одежды является проверка на растягивающие напряжение в связных слоях одежды.

Напряжения растягивания в нижних слоях асфальтобетона принимаются по технологии укладки, чтобы связь верхнего и нижнего слоёв была обеспечена так, чтобы сдвиг верхнего слоя относительно нижнего был невозможен. Так как асфальтобетон состоит из двух слоев с различными модулями упругости, то напряжение на нижней поверхности будет такое же, как у эквивалентного слоя толщиной:

Е₁ 25000

h_э = h ₁ + h ₂ — = 4 + 6 ——— = 14 см;

Е₂ 15000

где Е₁ и Е₂ - модули упругости слоев при изгибе

Получим, что:

h_э 140 E₁² 10000

—— = —— = 0,5; —— = ——— = 5,26

Д 280 E₀³ 1900

Исходя из полученных данных по специальным сведенным таблицам определяем, что напряжение растяжения составляет Ϭ = 5,26 кг/см².

При этом, зная, что допустимые напряжения составляют [Ϭ] =7,6 кг/см², можно сделать вывод, что надежность конструкции обеспечена.

По номограмме (рис.4) определяем отношение толщины 5-го слоя к общей толщине одежды:

h ₅

— = 0.33

Д

Определяем:

E₁⁵ Е _r 1 500

—— = ——— = ——— = 0,12

Е_в Е _ср 126000

По номограмме (рис.4.) требуемое отношение h/Д = 0,71

Откуда h _т = 0,71 х 450 =198,8 мм При этом значение h _т < Σ _h = 450, следовательно, устойчивость обеспечена с запасом превышения слоя ∆ h =251,2 мм. Последним этапом расчета дорожных одежд является проверка на сдвиг в песчаном слое. Общий средний модуль упругости слоев дорожной одежды, расположенный над песчаным слоем, определяется по номограмме (рис.1.5.).

Рис.1.5. Номограмма для определения модуля упругости

вышележащих слоев.

Табл. 1.6.

Материал конструктивного слоя	Модуль упругости, кг/см^2
При расчете по прогибам	При расчете на изгиб
Асфальтобетон	10000-15000	15000-25000
Горячий асфальтобетон	8000-10000	12000-15000
Гор. а/бетон без минерального порошка	7000-8000	10000-12000
Щебень, обработанный битумом	7000-9000	10000-14000
Гравий обработанный битумом	35000-8000	9000-12000
Щебень		------
Гравийный материал	1500-2900	------
Щебень и гравий обработан. цементом	5000-7000	5000-7000-
Грунты, обработанные цементом	2000-4500	3500-4500
Грунты, обработанные битумом	1700-2800	2000-4500
Пески	800-1500	------
Супеси легкие и оптимальные смеси	400-450	80-200
Пески пылеватые, супеси тяжелые	280-400	------
Легкие и тяжелые суглинки и глины	200-350	------
Супеси пылеватые и тяжелые, суглинки	150-300	------

Имея отношения вида:

Σ_h 40 + 60 + 120 + 200 E₀⁵ 315

—— = ———————— = 1,5; —— = ——— = 0,114

Д 280 E₀² 2755

По номограмме на рис.1.7 находим:

Е_н 315

— = 0,025 и Е_в = —— = 12600 кг/см²

Е_в 0,025

По номограмме (рис.1.6 ) устанавливаем наименьшую толщину конструкции, при которой обеспечивается устойчивость против сдвига.

Рис.1.6. Номограмма для проверки устойчивости против сдвига

Дата добавления: 2014-11-29