Проектирование дорожной одежды нежесткого и жесткого типов
Расчет дорожной одежды нежесткого и жесткого типа. Подбор конструкций дорожных одежд в соответствии с требованиями к толщине слоев, модулям упругости смежных слоев, прочности основания дорожной конструкции. Технико-экономическое сравнение видов дороги.
Рубрика Транспорт Вид курсовая работа Язык русский Дата добавления 14.12.2014 Размер файла 314,5 K Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную нижеСтуденты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автомобильная дорога - капитальное линейное сооружение, включающее в себя земляное полотно, дорожную одежду, инженерные и искусственные сооружения, элементы обстановки дороги. При этом стоимость строительства дорожной одежды может составлять до 60 % от стоимости всей дороги. Поэтому в процессе проектирования необходимо таким образом подбирать конструкцию дорожной одежды, чтобы она при обеспечении всех прочностных показателей была наиболее экономичной. Для этого подбираются к использованию местные строительные материалы и отходы промышленности; наиболее дорогостоящие материалы используют с минимальной толщиной, более дешевые - большей толщиной.
В курсовой работе будет рассчитано два варианта дорожной одежды нежесткого и два варианта жесткого типа. Для расчета производится подбор конструкций дорожных одежд в соответствии с требованиями к толщине слоев, модулям упругости смежных слоев, прочности основания дорожной конструкции.
По итогам проектирования будет произведено технико-экономическое сравнение и выбран наиболее экономичный вариант, подразумевающий наименьшие затраты на ремонт и содержание конструкции. Экономическое сравнение производится по укрупненным показателям.
1. Конструирование нежесткой дорожной одежды
Проектирование дорожной одежды представляет собой единый процесс конструирования и расчёта дорожной конструкции (системы дорожной одежды + рабочий слой земляного полотна) на прочность, морозоустойчивость и осушение с технико-экономическим обоснованием вариантов с целью выбора наиболее экономичного в данных условиях.
Методика конструирования дорожной одежды включает:
выбор вида покрытия;
назначение числа конструктивных слоев с выбором материалов для устройства слоев, размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочных толщин;
предварительная оценка необходимости назначение мер по осушению конструкции, а также по повышению трещиностойкости конструкций;
оценка целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна;
предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учётом местных природных и проектных условий работы.
Тип дорожной одежды и вид покрытия, конструкция одежды в целом должны удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к дороге соответствующей категории и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения «течение заданных межремонтных сроков.
При выборе материалов для устройства слоев дорожной одежды необходимо учитывать следующие положения.
Покрытие и верхние слои основания должны соответствовать проектным воздействующим нагрузкам и быть водо- морозе- и термоустойчивыми. Асфальтобетонное покрытие должно быть, как правило, однослойным.
Минимальную конструктивную толщину покрытия назначают по нормам действующего СНиП, а толщину слоя асфальтобетонного основания определяют расчетами на прочность. Верхний слой покрытия проектируют из плотного и высокоплотного асфальтобетона.
В районах, недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами, целесообразно широко применять местные материалы (в том числе малопрочные и некондиционные и грунты, укрепленные неорганическим вяжущим (цемент, известь, активные золы и др.).
Основание из зернистых материалов должно быть, как правило, двухслойным: несущий слой из жестких и сдвигоустойчивых материалов (щебень, гравий, щебеночно- или гравийно-песчаные смеси, материалы и грунты, укрепленные неорганическим вяжущим) и дополнительные слои, выполняющие дренирующий и теплоизолирующие функции.
Толщину слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее и укладываемых на верхний слой основания нз материалов, укрепленных цементом, для ограничения появления «отраженных» трещин на покрытии, нужно принимать, как правило, не менее толщины слоев, укрепленных цементом, при этом минимальная толщина слоев с органическими вяжущими для капитальных типов дорожных одежд 18 см, для облегченных - 12 см.
Необходимо предусматривать в конструкции одежды меньшее число слоев из разных материалов (2-4 без учета дополнительных слоев).
Дорожные одежды облегченного типа с усовершенствованными покрытиями (асфальтобетонные, дегтебетонные, из черного щебня, из щебня, обработанного вяжущими по способу пропитки, из крупнообломочных материалов, из песчаных или супесчаных фунтов, обработанных в установке битумной эмульсией совместно с цементом) целесообразно применять на дорогах III, IV категорий.
Предварительно толщину покрытия из асфальтобетона облегченных дорожных одежд следует назначать 4-6 см, а при использовании других материалов в покрытии, кроме вышеперечисленных - 6-8 см. [4].
Морозозащитные слои устраивают из стабильных зернистых материалов, таких как песок, песчано-гравийная смесь, гравий, щебень, шлаки и др., а также из грунтов, укрепленных вяжущими, или гидрофобизированных грунтов, или из других непучинистых материалов.
В случае устройства морозозащитного слоя из зернистых материалов с коэффициентом фильтрации не менее 1-2 м/сут он может также выполнять функцию дренирующего слоя. В этом случае морозозащитный слой нужно устраивать на всю ширину земляного полотна с выходом на откосы насыпи или с укладкой трубчатых дрен пли других водоотводящих устройств.
Дренирующие слои устраивают на участках с земляным полотном из не дренирующих грунтов во всех случаях при 3-ей схеме увлажнения рабочего слоя земляного полотна; при 1-ой и 2-ой схемах увлажнения в районах с большим количеством осадков (II - III ДКЗ), а также на участках, в основании проезжей части которых возможно скопление воды, проникающей с поверхности (участки с затяжными продольными уклонами, при сравнительно легко водопроницаемых грунтах обочин.).
Требуемый коэффициент фильтрации материала дренирующего слоя должен быть не менее 1 м/сут. и 2 м/сут. соответственно на участках дорог, проходящих в насыпи или низкой насыпи [4].
Строительство дорожной одежды производится в Калужской области. Область расположена в II дорожно-климатической зоне. Глубина промерзания грунтов в среднем составляет 120 см. Грунты земляного полотна - песок пылеватый. Расчетная интенсивность движения на перспективу 20 лет составляет 1150 авт/сут. Рост интенсивности движения составляет 4 %.
дорога слой упругость прочность
2. Расчет дорожных одежд
2.1 Основные положения
Под прочностью дорожной одежды понимают способность сопротивляться процессу развития остаточных деформаций и разрушений под воздействием касательных и нормальных напряжений, поднимающих в конструктивных слоях и подстилающем грунте от расчётной нагрузки (кратковременной, многократной или длительно действующей однократной), приложенной к поверхности покрытия.
Прочность конструкции определяется по формуле:
где - требуемый общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчётной нагрузке;
- расчётный общий модуль упругости конструкции, определяемый при расчетной нагрузке.
При оценке прочности конструкции по слоям по допускаемым напряжениям коэффициент прочности определяют по формуле:
где - расчётные действующие напряжения (нормальные или касательные) от расчётной нагрузки;
- допустимые напряжения (нормальные или касательные) от расчётной нагрузки.
В задачу расчёта входит определение толщин слоев одежды, намеченных при конструировании, или выбор материалов с соответствующими деформационными и прочностными характеристиками при заданных толщинах слоев.
Отказ дорожной одежды, связанный с недостаточной её прочностью, может возникнуть в результате:
накопления до истечения заданного срока службы конструкции недопустимых остаточных деформаций;
усталостных разрушений монолитных слоев конструкции под воздействием растягивающих напряжений от многократного приложения транспортной нагрузки.
В соответствии с этим расчёт конструкции в целом ведут по допустимом упругому прогибу (или требуемому общему модулю упругости), а расчёт на прочность в слоях выполняют по допускаемым напряжениям на сдвиг в слоях с пониженной сопротивляемостью сдвигу (слабосвязанные материалы - грунт, песок и др.) и на растяжение при изгибе в монолитных слоях (материалы, укрепленные вяжущими).
При проектировании дорожной одежды задают интенсивность движения па перспективу 20 лет, долю движения легковых и грузовых автомобилей и процентах, состав движения грузовых автомобилей и автобусов, среднегодовой рост интенсивности движения.
2.2 Определение категории автомобильной дороги
Интенсивность движения на перспективу 20 лет составляет 1150 авт/сут.
Интенсивность грузового движения:
Определим приведенную интенсивность движения:
где - интенсивность движения автомобилей данной грузоподъемности;
- коэффициент приведения к легковому автомобилю.
Таблица 2.1 - Расчет приведенной к легковому автомобилю интенсивности движения