Реферати українською » Строительство » Проектування дорожнього одягу нежорсткого типу


Реферат Проектування дорожнього одягу нежорсткого типу

Міністерство загального характеру і професійної освіти Російської Федерації

Кафедра АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРІГ

>КУРСОВАЯ РОБОТА

По дисципліни «>Изискание і проектування автошляхів»

«Проектування дорожніх одягунежесткого типу»


>Виполнил                                              

Перевірив                                               

 


Запровадження

 

Курсова робота виконано виходячи з завдання, виданого кафедрою «Автомобільні дороги».

Вихідними для проектування є :

1) Завдання розробку курсової роботи.

2) Категорія проектування дороги – 2.

3) Характеристики руху.

4)Дорожно-климатическая зона – 3.

5) Тип місцевості в умовах зволоження – 3

6) Ґрунтові умови – за результатами буріння свердловин глибиною до5м виявлено наявність шару піску дрібного завтовшки3,8м.

7) Інтенсивність руху – N0=2811авт/сут.

Проектування дорожнього одягу і земляного полотна являє собою єдиний процес конструювання і розрахунку дорожньої конструкції на міцність,морозоустойчивость, осушення і створення техніко-економічного обгрунтування варіантів.

У цьому роботі передбачені такі розділи:

- призначення типу покриття,

- вибір матеріалів для устрою верств дорожнього одягу,

- призначення числа верств населення та їх орієнтованихтолщин.

Завданням розрахунку є уточнення товщини верств одягу визначеному варіанті конструкції чи вибір матеріалів з відповіднимидеформационними іпрочностними характеристиками при заданихтолщинах верств.

Розрахунок на міцність слід за трьома критеріями:

- подопускаемому пружномупрогибу всіх конструкцій,

- по зрушенню вподстилающем грунті, шарах зслабосвязанних матеріалів й у шарах асфальтобетону,

- на розтягнення на вигині верств з монолітних матеріалів.

Курсова робота представлена пояснювальній запискою зі сторінок і кресленням листку.


1.         Конструювання дорожнього одягу.

Етапи конструювання містять у собі:

>1.Определение типу дорожнього одягу і покриття, мінімально за припустимий рівень надійності та потрібного коефіцієнта міцності.

2. Призначення необхідного модуля пружності лежить на поверхні конструкції.

>3.Вибор матеріалів для верств дорожнього одягу, кількість верств населення та їх попередніхтолщин.

3. Визначення розрахункових характеристик матеріалів дорожнього одягу.

1.1.   Призначення необхідного модуля пружності.

 

1.1.1.         Визначення перспективної інтенсивності на період до капітального ремонту.

Перспективну інтенсивність руху визначають згідно із законом складних відсотків:

,авт/сут ( 1 )

де:

N0 – інтенсивність руху на розрахунковий рік (рік введення дороги в експлуатацію),авт/сут,

>q – щорічний приріст інтенсивності руху,

>t=18 років – термін їхньої служби дорожнього одягу до капітального ремонту (1,табл.2.4).

N>t=2811*(1+0,033)18=5043авт/сут


1.1.2.         Визначення наведеної інтенсивності руху до розрахункової навантаженні однією смугу.

>Приведенную до розрахункової навантаженні однією смугу інтенсивність руху визначають за такою формулою:

, сум,ед/сут ( 2 )

де:

>fсмуг = 0,55 – коефіцієнт, враховує число смуг руху, і розподілу руху із них (1,табл.2.6),

N>m – число проїздів на добу в обох напрямках транспортних засобівm-ой марки,

P.S>m, сум – сумарний коефіцієнт приведення на дорожню одяг транспортний засіб

>m-ой марки до розрахункової навантаженніQ>расч (P.S>m=0,08 – дляГАЗ-53А,S>m=>0,2–дляЗИЛ-130, P.S>m=1,05 – дляКАМАЗ-551) (3, табл. 2,прил.1).

 

N>p=0,55*((562,2*0,08)+(1124,4*0,2)+(252,99*1,05))=535,5ед/сут

Значення E>тр= 220МПа приймаємо за графіком 2.1. ( 1 )

 

1.1.3. Вибір конструкції дорожнього одягу.

Конструкцію дорожнього одягу приймаємо типову.

>Покрития дорожніх одягу капітального типу приймаєоднослойними,т.к. N>p < 1500ед/сут.

Шар покриття влаштовуємо з щільною асфальтобетонної суміші марок I-II. Верхній шар підстави влаштовуємо з пористого (чивисокопористого) асфальтобетону марок I-II, "чорного" щебеню і щільних сумішей, опрацьованих із застосуванням органічного в'язальника встановленні, щебеню, обробленого органічнимивяжущими методом просочення, "убогого" пінобетону.

Для нижнього шару підстави застосовуємо кам'яні матеріали I-III класу міцності, укріплені неорганічнимивяжущими чи ні зміцнення.

Отже, число верств – 3. Підстава проектуємо на 0,6-1,0 м ширше покриття з метою забезпечення нормальні умови роботиприкромочной частини дорожнього одягу.

З наведеної до розрахунковому руху інтенсивності,ДКЗ, типу місцевості в умовах зволоження, грунту земляного речі з альбому типових конструкцій дорожнього одягу серії 3503-71 приймається наступна схема конструкції дорожнього одягу.

1) покриття – щільний асфальтобетон з палкоїмелкозернистой щебеневої суміші типу А (I марки) на бітумі БНД 60/90;

2) верхній шар підстави – пористий асфальтобетон з палкої грубозернистої щебеневої змести II марки на бітумі БНД 60/90;

3) нижній шар підстави – готова піщано-гравійна суміш, зміцнена 8 % цементу маркиМ5/1;

4) додатковий шар підстави – пісок по ГОСТ 8736-85.

1.2. Визначення розрахункових характеристик грунту земляного полотна і матеріалів верств дорожнього одягу.

Основні фізико-механічні властивості грунту земляного полотна (модуль пружності Eгрн, кут внутрішнього тертягрн, удільне зчеплення Згрн) залежить від його розрахункової вологостіWр.

ЗначенняWр обчислюють з урахуванням неоднорідності грунту по вологості:

 

де W – середня багаторічна вологість грунту на частках краю плинностіWт ; W = 0,61

>Сw – коефіцієнт варіантності, рівний 0,1;

>t – коефіцієнт нормованого відхилення, який приймає залежно від рівня проектної надійності;t = 1,71

 =0,61*(1+1,71*0,1) = 0,71 Wт

По одержаному значенням Wт визначаємо розрахункові характеристики грунту земляного полотна – піску дрібного [табл. 10]: Єгрн = 100МПа;грн = 38 0 ; Згрн = 0,005МПа.

Для дороги II технічної категорії по табл. 2.2. визначаємо коефіцієнт надійностіKн = 0,95 і коефіцієнт міцностіКпр = 1,0.

Розрахункові характеристики інших матеріалів визначено по табл. 12,13,14,16 [1] і зведені в табл. 1.

Значення розрахункових характеристик матеріалів

Таблиця 1.

Матеріал конструктивного шару Розрахунок по пружномупрогибу Розрахунок по опору зрушенню Розрахунок на розтягнення на вигині
1. Суворий асфальтобетон >E=1800МПа 900МПа Є= 4500МПа /Rн=2,8МПа
2.Пористий асфальтобетон >E=1200МПа 700МПа Є= 2800МПа /Rн=1,6МПа
3.Готовая піщано-гравійна суміш >E=1000МПа 400 Є= 1000МПа /Rн=0,7МПа
4. Пісок >E=100МПа

>грн = 38 0

Згрн = 0.005

2. Розрахунок дорожніх одягу на міцність.

2.1. Розрахунок дорожніх одягу подопускаемому пружномупрогибу.

Конструкція дорожнього одягу відповідає вимогам надійності та міцності за критеріями пружного прогину, якщо:

де - коефіцієнт міцності дорожнього одягу.

 - необхідний модуль пружності.

 - загальний модуль пружності конструкції.

Значення розраховуємо з допомогоюномограмми рис 3,3, послідовно наводячи багатошарову конструкцію з двошарової.

Розрахунок по пружномупрогибу може бути у двох варіантах:

>1.Определяя загальний модуль пружності конструкції при відомихтолщинах верств одягу.

>2.Определяя товщину проміжного шару при відомому модулі конструкції .

Розрахунок 1-го варіанта:

>D=0.37 м

>Егр=100МПа

>Едоп.осн=1000МПаhдоп.осн = 0,17 м

>Еосн=1200МПаhосн = 0,08 м

>Епокр=1800МПаhпокр = 0,04 м

>Егр/Едоп.осн=100/1000=0,1

>hдоп.осн/D = 0,17/0,37=0,46Е’общ= 0.23*Едоп.осн=230

>Е’общ/Еосн=230/1200=0.19

>hосн/D = 0,08/0,37=0,21Е’’общ=0.25*1200=400МПа.

>Е’’общ />Епокр=400/1800=0.22

>hдоп.осн/D = 0,17/0,37=0,46Еобщ=0,37*1800=660МПа.

>Еобщ/Етр=660/220=3>0.95

Висновок: умова надійності та міцності по пружномупрогибу виконується.


3.2. Розрахунок дорожніх одягу по зрушенню вподстилающем грунті імалосвязних матеріалах конструктивних верств.

Міцність дорожнього одягу по зрушенню забезпечена за умови:

де -допускаемое напруга зсуву, обумовлене зчепленням у ґрунті чи матеріалі;

                   Т – активне напруга зсуву від діючої короткочасною (тривалої) навантаження.

У процесі розрахунку багатошарову конструкцію призводять до двошарової моделі.Рассчитиваемий шар умовно служитьполупространством зслабосвязного матеріалу з властивою йому розрахунковими характеристиками. Товщину верхнього шару моделі приймають рівної сумітолщин всіх прошарків, розташованих надрассчитиваемим , а середній модуль пружності визначають за такою формулою:

406.4

Визначаємо напруги від одиничної навантаження по по рис 3.6 [2]. І тому обчислюють відносини

=406/120=3,39 , =0,69/0,37=1,86

де D – діаметр навантаженої площі з урахуванням характеру дії навантаження (рухлива чи статична);

Єсл – модуль пружності грунту чи матеріалумалосвязного шару.

Виходить зв = 0,0135

Визначаємо напруги від власної ваги дорожнього одягу по рис. 3.2:

= - 0,0062

Чинне в шарі активне напруга зсуву обчислюють за такою формулою:

деP =0,6МПа – середнє розрахункове тиск на покриття.

=0,0019МПа.

>Допускаемое активне напруга зсуву обчислюють за такою формулою:

Т>доп = згрн*до1*до2*до3,МПа.

де згрн – зчеплення у ґрунті активної зони земляного полотна в розрахунковий період або у вихідному матеріалімалосвязного шару; згрн – 0,005;

до1 – коефіцієнт, враховує зниження опору грунту чималосвязного матеріалу зрушенню під агресивним впливом рухливих навантажень; до1 = 0,6;

до2 – коефіцієнт запасу на неоднорідність умов праці дорожнього одягу, приймається по рис 3.3; до2=0,89

до3 - коефіцієнт, враховує особливості роботи грунту тамалосвязних верств; до3=5

Т>доп = 0,005*0,6*0,89*5=0,0134МПа

Перевіряємо умова

0,91<0.0134/0.0019=7

Умова виконується.

3.3 Розрахунок асфальтобетонних верств по зрушенню

Розрахуноксдвигоустойчивости асфальтобетону ведуть на тривале дію навантаження при розрахункової температурі всімДКЗ +50 0З.Допустимое активне напруга зсуву визначають за такою формулою:

 >МПа

де До – комплексний коефіцієнт, враховує зачеплення зерен асфальтобетону і його роботи (див. табл 3,2);

з – зчеплення в шарі асфальтобетону (див. табл 3.2).

 >МПа.

При розрахунку асфальтобетону на зрушення визначають середній модуль пружності його верствЕср.асф (див формулу), коректують загальний модуль пружності лежить на поверхнінижележащих верствЕобщ.осн і обчислюють відносини з формулам:

767МПа

=767/400=1,92 

= 0,12/0,37=0,32.

Виходить зв = 0,035           = - 0,002

Активне напруга зсуву:

=0,019МПа.

Перевіряємо умова

0,91<0,22/0.019=11,6

3.4. Розрахунок конструктивних верств з монолітних матеріалів на розтягують напруги на вигині

Критерій міцності:

де - гранично дозволенерастягивающее напруга матеріалу шару з урахуваннямусталостних явищ

 - найбільшерастягивающее зусилля в аналізованому шарі;

Для розрахунку наводимо конструкцію до двошарової системі із загальним модулем пружності підстави, розрахованим пономограмме.

Визначаємо середній модуль пружності пакета з асфальтобетонних верств:

3367МПа

=3367/230=14,64 

= 0,12/0,37=0,32.

Виходить р = 2,5МПа.

Повнерастягивающее напруга:

=2,5*0,6*0,85=1,28МПа.

де - коефіцієнт, враховує особливості напруженого стану покриття під колесом автомобіля зі спареними балонами (=0,85)

Визначаємодопускаемое напруга:

де = 1,6МПа – розрахункова міцність на розтягнення на вигині пористого асфальтобетону;

>t = 1,32 – нормативне відхилення від середнього значення;

 = 0,1 – коефіцієнт варіації;

 = 1,1 – коефіцієнт втоми, враховує багаторазове вплив навантаження, визначається по рис 3.4 [1];

=1,0 – коефіцієнт, враховує зниження міцності матеріалу під впливом природно – кліматичних чинників.

=1,53

Перевіряємо умова

0,91<1,53/1,28=1,2

3.5 Розрахунок морозотривкість дорожнього одягу при 3-му типі місцевості.

Спеціальних заходів, які забезпечуютьморозоустойчивость дорожнього одягу, непотрібен у таких випадках:

1) околицях з малої глибиною промерзання (IV і VДКЗ);

2) на земляному полотні, складеному протягом усього глибину промерзаннянеморозоопасними грунтами (піски,супеси легкі, великі);

3) при товщині одягу, необхідної в умовах міці й перевищує 2/3 глибини промерзання;

4) На місцевості, віднесеної по ум. зволоження до I типу.

5) І т.ін.

Оскільки земляне полотно на глибину 3,8 м складений із дрібних пісків (за завданням), то спеціальні заходи, які забезпечуютьморозоустойчивость дорожнього одягу, непотрібен.

Розрахунокдренирующего шару теж потрібно за тими самими умовам.


Схожі реферати:

Навігація