Расчет конструкции дорожной одежды по допускаемому упругому прогибу методом «сверху вниз»

Упругий прогиб самым непосредственным образом связан с предельным состоянием дорожных одежд. Чем больше прогиб, тем большие напряжения возникают во всех конструктивных слоях. При этом возрастает вероятность того, что растягивающие и сдвигающие напряжения могут превысить допустимые значения.

Допустимым прогибом принято считать такую его величину, выше которой появляются деформации (трещины), свидетельствующие о недостаточной прочности дорожной одежды, т.е. упругий прогиб - это показатель жесткости, характеризующий прочность.

Установлено, что нецелесообразно вычислять прогиб слоистого полупространства, а рациональнее заменить его однородным полупространством с таким модулем упругости, при котором вертикальная деформация на поверхности однородного полупространства будет равна вертикальной деформации на поверхности слоистого полупространства.

Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям прочности и надежности по критерию упругого прогиба при условии:

, (5.1)

где - общий расчетный модуль упругости конструкции, МПа;

- минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции с учетом капитальности дорожной одежды, МПа, определяемый по эмпирической формуле:

;(5.2)

- суммарное расчетное число приложений нагрузки за срок службы дорожной одежды, определяемое по формуле (1.5);

с - эмпирический параметр, принимаемый по [1, п. 3.25] в зависимости от расчетной нагрузки на ось (таблица 5.1);

- требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию упругого прогиба, принимаемый по [1, табл. 3.1] в зависимости от требуемого уровня надежности КН(см. таблицу 2.1).

Таблица 5.1 – Параметры зависимости от расчетной нагрузки на ось

Расчет по допускаемому упругому прогибу (по требуемому модулю деформации) ведем в следующей последовательности:

1. Определяем требуемый минимальный общий модуль упругости конструкции по формуле (5.2).

По [1, п. 3.25] или табл. 5.1 для расчетной нагрузки на ось кН эмпирический коэффициент с = 3,05. В результате расчета имеем: для капитального типа ()

дорожная одежда асфальтобетонное покрытие

(МПа);

2. Сравниваем полученное значение с требуемым модулем упругости , указанным в [1, табл. 3.4].

При этом должно выполняться условие

.

Придля капитального типа дорожной одежды

МПа:

МПа.

За расчетный требуемый модуль упругости принимаем наибольший:

МПа.

В целях проектирования дорожных одежд наименьшей материалоемкости и обеспечения минимального запаса прочности расчет по допускаемому упругому прогибу выполняем методом «сверху вниз».

Расчет по допускаемому упругому прогибу первого капитального типа дорожной одежды

Определяем общий расчетный модуль упругости конструкции, исходя из условия (5.1) и расчетной схемы (см. рис.5.1.1):

(МПа).

см