Расчетные характеристики для различных марок автомобилей

МЕТОДИКА РАСЧЕТА СЛОЯ УСИЛЕНИЯ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

Исходными данными для расчета слоя усиления дорожных одежд являются: категория дороги; перспективная интенсивность исостав движения; ежегодный рост интенсивности в процентах; местные природные условия района реконструкции дороги - дорожно-климатическая зона; тип местности по характеру поверхностного стока и степени увлажнения; вид грунта земляного полотна, на котором будет располагаться дорожная одежда; наличие местных дорожно-строительных материалов; тип дорожного покрытия; группа расчетного автомобиля, соответствующая категории дороги.

Вид грунта и наличие местных дорожно-строительных материалов устанавливают по заданию, а при реальном проектировании - по данным инженерно-геологического обследования трассы.

Интенсивность иежегодный рост, а также состав движения устанавливается в задании на проектирование дороги по материалам экономических изысканий.

Тип дорожного покрытия принимают в соответствии с категорией дороги, интенсивностью и составом движения по СНиП:

Капитальный - на автомобильных дорогах I-IV;

Облегченный - на дорогах III, IV и на первой стадии двухстадийного строительства дорог II категории;

Переходный - на дорогах IV, V и на первой стадии двухстадийного строительства дорог Ш категории:

Низший - V и на первой стадии двухстадийного строительства дорог IV категории.

Для автомобильных дорог I-IV категорий за расчетный автомобиль с нагрузкой на одиночную наиболее нагруженную ось двухосного авто­мобиля, для расчета прочности дорожной одежды, а также проверки ус­тойчивости земляного полотна согласно СНиП принимается:

Т = 100 кН (10 тс) Р = 0,6 МПа D = 37 МПа

- статическая нагрузка на одиночную ось; - давление на покрытие; - расчетный диаметр следа колеса движущегося автомобиля

Для V и в исключительных случаях для дорог IV категории за расчетный принимают автомобиль с параметрами Т =60 кН (6 тс); Р = 0,5 МПа; D = 32 см.

Определение расчетной интенсивности движения и требуемого модуля упругости

Расчет дорожной одежды производится на расчетный период эксплуатации, который принимают равным:

§ для усовершенствованных покрытий капитального типа 15 лет;

§ для усовершенствованных покрытий облегченного типа 10 лет;

§ для переходных покрытий 8 лет.

Таблица 1

Коэффициент увеличения интенсивности движения (m)

Год эксплуата-ции дороги	Величина m при ежегодном росте интенсивности движения, %
	1,08	1,17	1,27	1,37	1,48	1,59	1,72	1,85	1,98	2,14	2,30	2,48
	1,11	1,22	1,34	1,48	1,63	1,79	1,97	2,16	2,36	2,59	2,84	3,11
	1,16	1,35	1,56	1,80	2,08	2,40	2,76	3,17	3,64	4,18	4,79	5,47
	1,22	1,49	1,81	2,19	2,65	3,21	3,87	4,66	5,60	6,73	8,06	9,65

Таблица 2

Марка транспортного средства	Грузо-подъем-ность, т	Нагрузка на покрытие от колеса, кН	Расстоя-ние меж-ду осями задней тележки трехос-ных автомо-билей L, м	Сред-нее давле-ние от заднего колеса на по-крытие Р, МПа	Диаметр следа заднего колеса для расчета дорожной одежды на действие автомобиля, см	Суммарный коэффициент для приведения автомобиля к расчетным нормированным нагрузкам для групп
переднего	заднего
непод-вижно-го Q^ПН	движу-щегося Q^ПД	непод-вижно-го QН	движу-щегося QД	непод-вижно-го DН	движу-щегося DД	А Sсум. А	Б Sсум. Б
Грузовые автомобили
УАЗ-451	1,0			15,0	19,5	-	0,27			0,00	0,06
ГАЗ-53А	4,0			28,0	36,3	-	0,53			0,08	0,74
ЗИЛ-133ГI	8,0	20,9	27,1	27,5	35,8	1,40	0,35			0,30	2,43
ЗИЛ-130	5,0	12,9	16,7	34,8	45,2	-	0,60			0,20	1,94
Урал-4320	5,0	21,8	28,3	2,27	29,5	1,40	0,32			0,14	1,14
КрАЗ-257БI	12,0	23,0	29,9	45,0	58,5	1,40	0,50			2,71	-
МАЗ-516Б	14,5	28,5	37,0	45,0	58,5	1,46	0,55			2,46	-
МАЗ500А	8,0	2,41	31,4	50,0	65,0	-	0,65			1,04	-
ЗИЛ-130-76	6,0	13,1	17,1	39,5	51,4	-	0,60			0,36	-
КамАЗ-5320	8,0	21,9	28,5	27,3	35,5	1,32	0,45			0,27	2,25
КрАЗ-255 Б	7,5	27,2	35,4	35,6	46,2	1,40	0,35			1,10	-
Седельные тягачи
КамАЗ-5410	8,1	20,8	27,1	27,4	35,6	1,32	0,45			0,27	2,21
Урал-377СН	7,5	18,2	23,7	27,3	35,5	1,40	0,36			0,28	2,22
МАЗ-504А	7,75	21,9	28,4	50,0	65,0	-	0,65			1,03	-
КАЗ-608Б	4,5	14,0	18,2	29,6	38,5	-	0,60			0,10	0,98
Урал-375С-КI	5,5	20,2	26,3	22,7	29,5	1,40	0,32			0,13	1,07
ЗИЛ-157КВ	4,35	14,7	19,1	18,2	23,6	1,12	0,35			0,05	0,41
КрАЗ-255В	8,0	27,4	35,6	33,4	43,4	1,40	0,35			0,83	-
ЗИЛ-131В	5,0	17,8	23,1	20,3	26,4	1,25	0,30			0,09	0,72
КрАЗ-258БI	12,0	22,1	28,7	43,7	56,8	1,40	0,50			2,34	-
Автомобили-самосвалы
ГАЗ-САЗ-53Б	3,50	9,0	11,7	28,0	36,4	-	0,53			0,08	0,74
ЗИЛ-ММЗ-554	4,00	13,0	18,1	32,5	42,2	-	0,60			0,15	1,46
КамАЗ-5511	10,00	22,4	29,1	36,1	47,0	1,32	0,45			1,05	-
МАЗ-503А	8,00	26,2	34,1	50,0	65,0	-	0,65			1,06	-
КрАЗ-256БI	12,00	33,6	29,4	47,1	61,3	1,40	0,50			3,48	-
Прицепы общего назначения
ГКБ-817	5,50	20,1	26,1	20,1	26,1	-	0,60			0,04	0,34
МАЗ-8926	8,00	30,0	39,0	30,0	39,0	-	0,55			0,21	2,00
ГКБ-8350	8,00	14,4	18,7	14,4	18,7	-	0,38			0,01	0,08
Полуприцепы общего назначения
ОдАЗ-9370	14,20	-	-	27,5	35,8	1,32	0,36			0,30	2,38
КАЗ-717	11,50	-	-	27,5	35,8	1,37	0,30			0,32	2,53
МАЗ-5245	13,50	-	-	50,0	65,0	-	0,48			1,00	-
Автобусы
ПАЗ-3201	-	13,2	17,2	22,6	29,4	-	0,30			0,03	0,31
ЛАЗ-695Н	-	19,9	25,9	37,2	48,4	-	0,50			0,29	-
ЛАЗ-699Н	-	23,4	30,4	39,8	51,7	-	0,50			0,40	-
ЛАЗ-4202	-	20,5	26,7	46,5	60,5	-	0,75			0,75	-
ЛиАЗ-677	-	28,7	37,3	41,6	54,1	-	0,675			0,53	-
Икарус-250	-	28,0	36,4	47,9	62,3	-	0,650			0,91	-
Примечания:1. Для сидельных тягачей в гр.2 вместо грузоподъемности указана максимальная допустимая нагрузка на седельно-специальное устройство.
2. Прочерк в гр. 11 или 12 означает, что данное транспортное средство не следует приводить к расчетной интенсивности воздействия нагрузок транспортных средств групп А или Б, поскольку наибольшая нагрузка на колесо данного транспортного средства превышает нормированную более чем на 20%.

Суммарная интенсивность движения в обоих направлениях на конец расчетного периода

где: N ₂₀ – перспективная интенсивность движения на 20-й год;

m ₂₀, m _n – коэффициент, показывающий увеличение интенсивности движения данного года (20-го или n -го) относительно интенсивности первого года эксплуатации дороги (табл.1).

За расчетную принимают интенсивность движения в сутки по одной наиболее загруженной полосе проезжей части. Расчетная интенсивность движения зависит от числа полос движения и принимается:

§ N_рас = N_{сум. п} – для дорог с однополосной проезжей частью;

§ N_рас = 0,55 N_{сум. п} – для двух- и трехполосной проезжей части;

§ N_рас = 0,35 N_{сум. п} – для четырехполосной проезжей части.

Расчетная, приведенная к расчетному автомобилю, интенсивность движения

N_рас.пр = N_рас P ₁ S ₁ + N_рас P ₂ S ₂ +...,

где: P₁ P₂ – относительная часть автомобилей разных марок в общем составе движения, доли процента;

S₁ S₂ – коэффициенты приведения автомобилей разных марок к расчетному автомобилю (табл.2).

Нагрузка от массы автомобиля передается на дорожную одежду через площадь контакта колес. Для облегчения расчета принимают площадь контакта равной кругу, площадь которого эквивалентна (равна) площади давления колес.

Диаметр эквивалентного круга

где: Q – нагрузка на колесо, кН;

р – давление от автомобиля, МПа.

Под воздействием автомобиля дорожная одежда деформируется (прогибается). Деформация дорожной одежды состоит из упругой деформации, исчезающей после проезда автомобиля, и остаточной.

Относительная деформация выражает отношение измеренного прогиба l к диаметру эквивалентного круга:

Таблица 3

Минимально допустимые значения Е_{т р}

Категория дороги	Количество расчетных автомобилей в сутки на одну полосу	Покрытие
Группа А	Группа Б	капитальное	усовершенст-вованное облегченное	переходное
I		-		-	-
II		-			-
III		-			-
IV	-		-
V	-		-

Рис.1. Схема приведения многослойной конструкции к двухслойной

Рис.2. Требуемые модули упругости:

1 – для нагрузки группы А; 2 – для нагрузки группы Б

Отношение удельного давления от автомобиля к вызываемой им упругой деформации называется модулем упругости

Каждый слой дорожной одежды имеет свой модуль упругости (рис.1), соответствующий материалу, из которого он устроен, и характеризующий жесткость слоя, его прочность. Прочность многослойной дорожной одежды характеризует общий модуль упругости Е_общ, который должен быть равным требуемому модулю упругости Е_тр.

Требуемый модуль упругости может быть определен по номограмме (рис.2) по значению N_рас.пр.

Требуемые модули упругости, полученные по номограмме, сравнивают с минимально допустимыми значениями модулей упругости (табл.3) и за расчетный принимают большее значение.

Расчет прочности дорожной одежды по упругому прогибу

Расчет выполняют с использованием номограммы (рис.3), составленной на основании решения задачи теории упругости для двухслойного полупространства. Каждый слой дорожной одежды последовательно рассматривается как верхний слой со своим значением модуля упругости Е_в, а вся нижележащая конструкция соответственно для каждого слоя – как нижний слой с модулем упругости Е _н (рис.4).

Номограмма связывает величины модулей упругости верхнего Е _в и нижнего Е _н слоев, относительную величину верхнего слоя h _в / D и Е _н / Е _в, по номограмме можно найти отношение Е^' _общ / Е _в = n (рис.5, а), откуда Е _общ = nЕ _в.

Если известны отношения h _в / D и Е _общ / Е _в, можно найти по номограмме отношение Е ^'_общ / Е _в = n' (рис.5, б), откуда Е ^'_общ = n' Е _в.

Если известны отношения Е _н / Е _в и Е _общ / Е _в, можно найти по номограмме отношение h _б / D = n '' (рис.5, в), откуда h _в = n'' D.

В зависимости от поставленной задачи расчет конструкций дорожных одежд можно вести с верхних слоев к нижним с определением толщины нижнего слоя или в обратном направлении с определением общего модуля упругости конструкции дорожной одежды, а также определить толщину промежуточного слоя, ведя расчет сверху до рассчитываемого слоя, а затем снизу.

Рис.3. Номограмма для определения общего модуля упругости Е_общ двухслойной системы (цифры на кривых обозначают отношение модуля упругости двухслойной системы к модулю верхнего слоя)

Рис.4. Схема к расчету дорожной одежды по номограмме на рис. 3

n ^′′

n ^′

Рис.5. Схема для получения определяемых значений по номограмме на рис.3

Таблица 4

Дата добавления: 2015-04-24