- •И.А. Гладышева, т.В. Самодурова, о.В. Гладышева, о.А. Волокитина
- •1. Основные сведениея о жестких дорожных одеждах
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Конструктивные слои жесткой дорожной одежды
- •Минимальная рекомендуемая толщина покрытия
- •1.3. Продольные и поперечные швы
- •1.4. Штыревые соединения и армирование покрытий
- •1.5. Требования к жесткой дорожной одежде с цементобетонным
- •1.6. Основные принципы и задачи конструирования
- •1.7. Типовые конструкции дорожных одежд с цементобетонным
- •2. Расчетные нагрузки, характеристики материалов
- •2.1. Расчетные нагрузки и интенсивность движения
- •Параметры расчетной нагрузки
- •Перспективную интенсивность движения на последний год срока службы дорожной одежды определяют по формуле
- •Суммарный коэффициент приведения Sm.Сум
- •Значение коэффициента kп в зависимости от категории дороги
- •2.2. Нормативные и расчетные характеристики цементобетона
- •Рекомендуемые минимальные классы прочности цементобетона
- •Значения начального модуля упругости цементобетона
- •Расчетный модуль упругости бетонного покрытия в зоне швов покрытия
- •Марка бетона по морозостойкости
- •2.3. Расчетные характеристики дорожно-строительных материалов
- •Механические характеристики теплоизоляционных слоев
- •2.4. Определение расчетных характеристик грунта рабочего слоя
- •Среднее многолетнее значение относительной влажности грунта
- •Поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин
- •Коэффициент нормированного отклонения
- •3. Расчет жеской дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием
- •3.1. Напряжения, возникающие в плите под действием внешней
- •По классификации профессора м.И. Горбунова-Посадова в зависимости от величины показателя s плиты, лежащие на упругом основании, могут быть разделены по жесткости на три категории:
- •3.2. Температурные напряжения
- •3.3. Расчет основания
- •3.4. Расчет толщины плиты
- •3.5. Проверочный расчет продольной устойчивости покрытия
- •4. Проверка конструкции дорожной одежды
- •Классификация грунтов по степени пучинистости при замерзании
- •Группы грунтов по степени пучинистости
- •Допускаемая величина морозного пучения
- •Значения коэффициента Кпл для грунта рабочего слоя
- •Значение коэффициента Кгр
- •Значение коэффициента Квл
- •Значение коэффициента Кувл при 1-ой схеме увлажнения
- •Значение коэффициента Спуч
- •Значение коэффициента Ср
- •Значения показателя Спуч при расчете толщины теплоизолирующего слоя
- •5. Жесткая дорожная одежда с цементобетонным
- •5.1. Конструктивные особенности жесткой дорожной одежды
- •5.2. Требование к жесткой дорожной одежде с цементобетонным
- •5.3. Конструирование жесткой дорожной одежды с цементобетонным
- •Минимальные значения толщины слоя асфальтобетона и цементобетона
- •Расчетные значения модуля упругости асфальтобетона при расчете на длительную нагрузку
- •Конструктивные слои из черного щебня
- •5.4. Расчет толщины цементобетонного основания
- •5.5. Проверка толщины асфальтобетонного покрытия
- •6. Жесткая дорожная одежда со сборным покрытием
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Конструирование дорожной одежды со сборным покрытием
- •6.3. Требования к дорожной одежде со сборным покрытием
- •7. Непрерывно армированные цементобетонные покрытия и основания
- •7.1. Конструкции непрерывно армированных цементобетонных
- •7.2. Требования к материалам
- •7.3. Общие положения расчета непрерывно армированных покрытий
- •7.4. Расчет покрытий на воздействие объемных изменений материала
- •7.5. Расчет покрытий на воздействие автомобильных нагрузок
- •7.6. Конструктивные особенности непрерывно армированных оснований
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Пример расчета жесткой дорожной одежды с монолитным цементобетонным покрытием
- •1. Задание для проектирования
- •2. Определение расчетной нагрузки и интенсивности движения
- •3. Конструирование дорожной одежды Предварительно принимаем следующую конструкцию дорожной одежды:
- •4. Определение расчетных характеристик материалов и грунта
- •5. Определение общего модуля упругости основания
- •6. Расчет основания по условию сдвигоустойчивости
- •7. Расчет толщины плиты
- •8. Определение расстояние между швами сжатия (длины плит)
- •9. Определение расстояния между швами расширения
- •Приложение 2 Пример расчета дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием и цементобетонным основанием
- •1. Задание для проектирования
- •2. Определение расчетной нагрузки и интенсивности движения.
- •3. Конструирование дорожной одежды
- •4. Определение расчетных характеристик материалов и грунта
- •5. Определение общего модуля упругости грунта и дополнительного слоя
- •6. Расчет основания по условию сдвигоустойчивости
- •7. Проверка расчетом толщины цементобетонного основания
- •8. Проверка толщины асфальтобетонного покрытия
- •Дорожно-климатическое районирование
- •Теплофизические характеристики дорожно-строительных материалов
- •Для студентов, обучающихся по специальности «Автомобильные дороги и аэродромы» направления подготовки 653600 «Транспортное строительство»
Расчетный модуль упругости бетонного покрытия в зоне швов покрытия
Класс бетона на растяжение при изгибе Btb |
Расчетный модуль упругости Eрасч, МПа |
|
Тяжелый бетон |
Мелкозернистый бетон |
|
4,4 |
1770 |
1400 |
4,0 |
1650 |
1300 |
3,6 |
1600 |
1250 |
3,2 |
1520 |
1150 |
2,8 |
1420 |
1100 |
2,4 |
1310 |
1000 |
2,0 |
1150 |
850 |
1,6 |
930 |
700 |
1,2 |
780 |
650 |
0,8 |
600 |
500 |
В тех случаях, когда расчетной характеристикой является прочность бетона на сжатие, значения модулей упругости принимаются в зависимости от прочности бетона на сжатие по [13, табл.18].
Морозостойкость бетона - способность сохранять физико-механические свойства при многократном переменном замораживании и оттаивании.
Морозостойкость бетона характеризуют соответствующей маркой по морозостойкости F - установленное нормами минимальное число циклов замораживания и оттаивания образцов бетона, при которых сохраняются первоначальные физико-механические свойства в нормируемых пределах. Марка бетона по морозостойкости для жестких дорожных одежд приведена в табл. 2.12.
Таблица 2.12
Марка бетона по морозостойкости
Конструктивный слой дорожной одежды |
Минимальные проектные марки бетона по морозостойкости (F) для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца, ˚С |
||
от 0 до -5 |
от -5 до -15 |
ниже -15 |
|
Однослойное покрытие или верхний слой двухслойного покрытия |
100 |
150 |
200 |
Нижний слой двухслойного покрытия |
50 |
50 |
100 |
Основание |
50 |
50 |
50 |
Примечания: 1. Марки по морозостойкости устанавливаются по ГОСТ 10060-0-95.
2. Среднемесячная температура наиболее холодного месяца района строительства определяется по СНиП 23-01-99. Строительная климатология.
Температурные деформации бетона - расширение при нагревании и сжатие при охлаждении.
Коэффициент линейной температурной деформации (расширения бетона) αtb для тяжелого и мелкозернистого бетонов при изменении температуры от минус 40 ˚С до плюс 50 ˚С принимается равным 1·10-5 ˚С-1.
Начальный коэффициент поперечной деформации бетона μ (коэффициент Пуассона) принимается равным 0,2 для тяжелого и мелкозернистого бетона.
2.3. Расчетные характеристики дорожно-строительных материалов
оснований жестких дорожных одежд
Деформативными характеристиками дорожно-строительных материалов являются модуль упругости E и коэффициент Пуассона μ. Величину коэффициента Пуассона принимают μ = 0,25 – среднее значение, часто встречающееся у распространенных дорожно-строительных материалов.
Прочностными характеристиками дорожно-строительных материалов являются:
а) для зернистых материалов (щебеночных, гравийных, песчаных и т.п.) – угол внутреннего трения φ и сцепление С, МПа, которые определяют сопротивление сдвигу;
б) для монолитных материалов (смесей с цементом и другими неорганическими вяжущими и с вязкими битумами) – сопротивление растяжению при изгибе Rn.
Деформативные характеристики материалов приведены в табл. 2.13-2.17.
Таблица 2.13
Конструктивные слои из щебеночно-гравийно-песчаных смесей и грунтов, обработанных неорганическими вяжущими материалами (ГОСТ 223558-94)
Материал слоя |
Расчетное значение модуля упругости Е, МПа |
Щебеночно-гравийно-песчаные смеси, крупнообломочные грунты (оптимальное / неоптимальное), обработанные цементом, соответствующие марке 20 40 60 75 100 |
500/400 600/550 800/700 870/830 1000/950 |
То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим, соответствующие марке 20 40 60 75 100 |
450/350 550/500 750/650 870/780 950/910 |
Окончание табл. 2.13
Материал слоя |
Расчетное значение модуля упругости Е, МПа |
Пески гравелистые, крупные, средние / пески мелкие и пылеватые, супесь легкая и тяжелая, суглинки легкие, обработанные цементом, соответствующие марке 20 40 60 75 100 То же, обработанные зольным или шлаковым вяжущим, соответствующие марке 20 40 60 75 100 |
400/250 550/400 700/550 870/750 950/870
300/200 450/300 600/450 730/600 870/750 |
Таблица 2.14
Конструктивные слои из активных материалов (шлаки, шламы, фосфогипс)
Материал слоя |
Расчетное значение модуля упругости Е, МПа |
Основание из подобранных оптимальных смесей из высокоактивных материалов с максимальной крупностью зерен до 40 мм, уплотненных при оптимальной влажности |
650-870 |
То же, из активных материалов |
480-700 |
Основание из рядовых неоптимальных смесей из высокоактивных материалов с максимальной крупностью 70 мм |
450-650 |
То же, из активных материалов |
370-480 |
Примечания: 1. К высокоактивным относятся материалы, имеющие прочность при
сжатии от 5 до 10 МПа в возрасте 90 сут.
2. К активным- материалы, имеющие прочность при сжатии от
2,5 до 5 МПа в том же возрасте.
Таблица 2.15
Щебеночные основания, устраиваемые методом заклинки (ГОСТ 25607-94)
Материал слоя |
Расчетное значение модуля упругости Е, МПа |
Щебень фракционированный 40-80 (80-120) мм с заклинкой:
- цементопесчаной смесью М75 при глубине пропитки 0,25-0,75 h слоя |
450 350 400 300 450 400 500 450 450-700 350-600 |
Примечание. В числителе – из легкоуплотняемого щебня; в знаменателе –
из трудноуплотняемого щебня.
Таблица 2.16
Конструктивные слои из смесей щебеночно-гравийно-песчаных
(ГОСТ 25607-94 и ГОСТ 3344-83)
Материал слоя |
Расчетное значение модуля упругости Е, МПа |
Щебеночные / гравийные смеси (С) для покрытий
при максимальном размере зерен С1 – 40 мм С2 – 20 мм Смеси для оснований
при максимальном размере зерен С3 – 120мм С4 – 80 мм С5 – 80 мм С6 – 40 мм С7 – 20 мм |
300/280 290/265
280/240 275/230 260/220 250/200 240/180 |
Шлаковая щебеночно-песчаная смесь из неактивных и слабоактивных шлаков (ГОСТ 3344-83) С1 – 70 мм С2 – 70 мм С4 – 40 мм С6 – 20 мм |
275 260 250 210 |
Таблица 2.17