Проектирование участка дороги, расположенного в Нижегородской области (категория дороги – IV, расчетная скорость – 80 км/ч)

Величина коэффициента m при ежегодном росте интенсивности движения
1%	2%	3%	4%	5%	6%	7%	8%	9%	10%	11%	12%
8 10 15 20	1.08 1.11 1.16 1.22	1.17 1.22 1.35 1.49	1.27 1.34 1.56 1.49	1.37 1.48 1.80 2.19	1.48 1.63 2.08 2.65	1.59 1.79 2.40 3.21	1.72 1.97 2.76 3.87	1.85 2.16 3.17 4.66	1.98 2.36 3.17 4.66	1.98 2.36 3.64 5.60	2.14 2.59 4.18 6.73	2.48 3.11 5.47 9.65

Согласно технической категории и принятого типа покрытия расчет ведется на движение, которое ожидается к концу срока до очередного капитального ремонта. Этот срок принимается для дорог с покрытием усовершенствованно-облегченным – 10 лет .

Для рассматриваемого примера принимаем m₂₀ = 3,87

m₁₀ = 1,97

Согласно формулы (2) для рассматриваемого примера:                                                            N_сум.n. = 837/3,87*1,97 = 426,07 авт./сут.

Согласно инструкции [3] полученную суммарную интенсивность движения пересчитываем на одну полосу движения в зависимости от числа полос движения проезжей части:

- для однополосной       (3)

- для двухполосной и трехполосной         (4)

- для четырехполосной       (5)

Автодорога IV технической категории имеет две полосы движения и поэтому

N_расч. = 0,7*426,07 = 298,25 авт./сут

5)  Определяют расчетную, приведенную к расчетному автомобилю, интенсивность движение по формуле:

   (6), где

P₁, P₂, …, P_n – относительная часть автомобилей разных марок в общем составе движения, принимается в долях процента (согласно задания)

МАЗ 5165 – 0,05; УРАЛ 4320 – 0,15; ЗИЛ 133Г1 – 0,2 ;КАМАЗ 5511 – 0,2;         МАЗ 503А – 0,2 ;Автобусы ЛАЗ 4202 – 0,1; легковые не учитываются

S₁, S₂, …, S_n – коэффициент  приведения автомобилей разных марок к расчетному автомобилю (прил. 3 таблица 7.2)

Для рассматриваемого примера:

Nрасч,прив=298,25*(0,05*1+0,15*1,14+0,2*1,94+0,2*1+0,2*1+0,1*1)=330,33 а/с

6) Минимальный модуль упругости   принимают  по табл.4 в зависимости от категории дороги , количества автомобилей па одну полосу движения и типа покрытия.                                                                                                            

Таблица 4

Минимально допустимое значение модуля упругости

Категория дороги	Количество   расчетных автомобилей  на одну полосу		Покрытие (тип)
	групп А	группа Б	капитальное	облегченное	переходное
I II III IV V	500 150 70 -- --	-- -- -- 70 50	230 200 180 -- --	-- 180 160 125 100	-- -- -- 65 50

Например:

125 МПа – для облегченного типа покрытия

7)  Определяют требуемый модуль  упругости  в зависимости  от группы расчетного автомобиля и расчетной  приведенной интенсивности движения .    Для рассматриваемого примера: 210 МПа так как >, то  принимаем =210 МПа для проектируемой дорожной одежды.

2.3  Назначение вариантов конструкции дорожной

одежды  и расчет по упругому  прогибу

Варианты конструкции дорожной одежды следует принимать по типовому альбому  [4] в соответствии с намеченным типом покрытия, требуемым модулем упругости, дорожно-климатической зоной, типом местности по характеру  увлажнения, видом грунта земляного полотна, наличием  дорожно-строительных материалов. Каждый слой дорожной одежды имеет свой модуль упругости, соответствующий  материалу, из которого он устроен и характеризующий жесткость слоя, его прочность.

Расчеты конструкции дорожной одежды сводим в табл. 5.6. Прочность  многослойной дорожной одежды характеризует общий модуль упругости Е_общ.,  который  равен требуемому модулю упругости Е_мр.

1) Расчет конструкции дорожной одежды по упругому прогибу I-го варианта.

Таблица 5

Конструкция дорожной одежды	Слои	Материал слоя	Модуль упругости слоя Е, МПа	Толщина слоя h, см	Общий модуль упругости Еобщ, МПа
1	2	3	4	5	6
	1	Холодный среднезернистый асфальтобетон	1000	4	Етр=Еобщ=210
					EIобщ=180
	2	Щебень методом пропитки	700	5	Еiiiобщ=154
	3	Песчано-щебёночная смесь	300	15	ЕIII общ=65
	4	Песок среднезернистый	120	37	Е IVобщ= Егр =39
	5	Грунт земляного полотна – суглинок тяжелый	39

2) Расчет конструкции дорожной одежды по упругому прогибу II-го варианта.

Таблица 6

Конструкция дорожной одежды	Слои	Материал слоя	Модуль упругости слоя Е, МПа	Толщина слоя h, см	Общий модуль упругости Еобщ, МПа
1	2	3	5	6	7
	1	Горячий мелкозернистый асфальтобетон	900	4	Етр=Еобщ=210
					EIобщ=189
	2	Щебень с пропиткой	700	8	ЕIIобщ=133
	3	Щебень	400	15	Е IIIобщ=76
	4	Песок среднезернистый	120	36	ЕIVобщ=Егр=39
	5	Грунт земляного полотна – суглинок тяжелый	Eгр=39

Последовательность расчёта

 

После подбора конструкций дорожной одежды (2-ух вариантов) приступают к поверочному расчету по упругому прогибу с установлением необходимой толщины песчаного подстилающего слоя, пользуясь номограммой .

Пример расчета варианта I:

а) отношение  ;  ;

по номограмме:    Е’_общ = 0,18*1000 = 180 МПа – общий модуль упругости на поверхности второго слоя.

б) отношение;   ; по номограмме  находят  

Е’’_общ = 700*0,22 = 154 МПа общий модуль упругости на поверхности 3-го слоя.

в) отношение    ;  ; по номограмме находят  

Е’’_общ = 300*0,26 = 78 МПа общий модуль упругости на поверхности четвертого слоя.

г) толщина песчаного слоя неизвестна h₄ - ?

отношение  ; , по номограмме находят      ;  h₄ = 1,13*32 = 36,16 см ≈ 37 см.

д) Определяют общую толщину дорожной одежды по формуле:

  (7), где:

 - толщина слоев дорожной одежды.

h_д/0 = 4 +5 + 15 + 37 = 61см

Пример расчёта варианта II:

а)

отношение                    

по номограмме находят     

E’_общ  = 0,21*900 = 189 МПа - общий модуль упругости на поверхности второго слоя.

б) отношение                                                       

по номограмме

E’_общ  = 0,19*700=133 -общий модуль упругости на поверхности 3-го слоя.

в)отношение  ;       

по номограмме прилож.3 рис.1   

E_общ=  0,19*400 = 76 МПа – общий модуль упругости на поверхности третьего слоя.

г) Толщина песчаного слоя неизвестна, отношение  - ? Общий модуль упругости на поверхности земляного полотна равен модулю упругости грунта – Е_гр.

Отношение  ;

по номограмме:   h₄ =1,3*32 = 41,61≈ 42 см толщина песчаного слоя.

д) определяют общую толщину дорожной одежды варианта II

h_д/0 = 4 + 8 + 15 + 42 = 69 см.

2.4. Сравнение вариантов дорожной одежды

сравнение вариантов выполняют по суммарным затратам, приведенным к исходному году. Суммарные приведенные затраты включают в себя следующие основные затраты:

1)  капитальное вложение в строительство дорожной одежды – К₀ – определяют по формуле

   (8), где

С₁, С₂,…, С_n – стоимость слоев дорожной одежды по укрупненным