- •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»
7.3. Общие положения расчета непрерывно армированных покрытий
Расчет непрерывно армированных покрытий производят по методу предельных состояний :
1) на воздействие автомобильного транспорта;
2) на объемные изменения материала.
По первому предельному состоянию производится расчет покрытий по выносливости и прочности на воздействие автомобильной нагрузки.
При расчетах учитывают две стадии работы непрерывно армированных покрытий:
– до раскрытия трещин, когда арматура не включается в работу;
– после образования трещин и включения арматуры в работу на автомобильные нагрузки.
По второму предельному состоянию производят расчет покрытий на воздействие объемных изменений материала, обеспечивающих допустимое раскрытие трещин.
Расчетные напряжения, возникающие в элементах покрытия от воздействия автомобильных нагрузок и объемных изменений материала, при толщине покрытия более 18 см можно не суммировать.
7.4. Расчет покрытий на воздействие объемных изменений материала
Расчеты производятся в следующей последовательности.
Предварительно назначается конструкция дорожной одежды.
Коэффициент армирования покрытия в продольном направлении определяют из условия восприятия арматурой объемных изменений бетона по формуле
(7.5)
где μ – коэффициент армирования; Kс – коэффициент, учитывающий наличие сцепления между покрытием и основанием (Kс =0,85 при укладке покрытия на основание из бетона или цементопесчаной смеси; Kс =1,0 при отсутствии надежного сцепления между покрытием и основанием); Rpн – нормативное сопротивление бетона осевому растяжению, МПа; Rаp – расчетное сопротивление арматуры; n/ – коэффициент приведения.
Процент армирования (p) рассчитывается по формуле
(7.6)
Раскрытие трещин (Δl) от воздействия температурных и усадочных деформаций определяется по формулам
(7.7)
(7.8)
где П – суммарный периметр арматурных стержней; Fа – площадь поперечного сечения арматуры; τ – сила сцепления между бетоном и арматурой; Rpн – нормативное сопротивление материала; μ – коэффициент армирования покрытия (или процент); Eа – модуль упругости арматуры; Kс – коэффициент, учитывающий наличие сцепления между покрытием и основанием.
При расчете по формулам (7.7) и (7.8) при вычислении q вместо П и Fа может приниматься периметр сечения одного стержня.
При диаметрах арматуры 12, 10, 8 и 6 мм раскрытие трещин уменьшается соответственно до 0,31; 0,25; 0,21 и 0,15 мм.
Диаметр арматуры выбирается из условия минимального раскрытия трещин.
7.5. Расчет покрытий на воздействие автомобильных нагрузок
Непрерывно армированное покрытие на воздействие автомобильной нагрузки рассчитывается как жесткая плита бесконечной длины, лежащая на упругом полупространстве.
Если арматура расположена от поверхности плиты на расстоянии менее 1/2h, то покрытие рассчитывается как бетонное – без учета арматуры (работающее в первой стадии до раскрытия трещин).
Если арматура расположена от поверхности плиты на расстоянии равном или более 1/2h, то покрытие рассчитывается на автомобильные нагрузки как железобетонное – с включением арматуры в работу после раскрытия трещин.
Для работы покрытия в первой стадии расчеты ведутся в следующей последовательности:
1. Определяют эквивалентный (общий) модуль упругости основания.
2. Определяют радиус жесткости непрерывно армированного покрытия (упругую характеристику) по формуле
(7.9)
где h – толщина цементобетонной плиты, см; Е0 – эквивалентный модуль упругости основания, МПа; Еб – модуль упругости бетонной плиты, МПа.
3. Определяют изгибающий момент в покрытии в центре площадки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой по площади круга, который рассчитывается по формуле
(7.10)
где Q – нагрузка на колесо автомобиля, МПа; R – радиус отпечатка колеса, принимается равным 18,5 см.
4. Рассчитывают изгибающий момент в центре площадки от нагрузки, расположенной в других точках покрытия:
(7.11)
где - безразмерная величина изгибающего момента, принимаемая
в зависимости от приведенных координат точки (η и ξ), в которой приложена
нагрузка
(7.12)
где x и y – действительные координаты точки.
За начало координат принимается точка приложения нагрузки.
5. Рассчитывается суммарный момент в заданной точке:
(7.13)
6. Проверяют выполнение условия
, (7.14)
где Wб – момент сопротивления бетонного сечения, вычисляемый
по формуле
Wб = bh2 / 6 , (7.15)
b - ширина сечения, принимаемая равной 100 см.