Порядок расчета общего модуля упругости конструкции

Дорожной одежды и модулей упругости конструктивных слоев при динамическом методе измерения упругих прогибов

Методика предусматривает в расчетах использование результатов измерений упругих прогибов дорожной одежды, зафиксированных девятью равноудаленными друг от друга датчиками (геофоны) динамической установки с жестким штампом.

Б.1 Приведение измеренных прогибов к расчетной нагрузке с учетом сезонности проводимых измерений выполняют по формуле

                  ,                         (Б.1)

где _{P 1-9}  - значения прогибов, измеренные на геофонах c номе рами 1-9 и приведенные к расчетной нагрузке и сезону, см.

_ИЗМ1-9 - измеренные значения прогибов в чаше прогиба на             геофонах с номерами 1-9, см;

Q _P  - расчетные осевые нагрузки транспортных средств          А₁–  50 кН,    А₂ – 57,5 кН,    А₃- 65 кН,  принимаются    по             ТКП 3-03.3-19 как нагрузка на одно колесо;

Q _ИЗМ - фактические     значения   нагрузок,  при которых измерены

    прогибы, кН;

К _СЕЗ - коэффициент сезонности, принимается по таблице Б.1, в  зависимости от месяца выполнения измерений.

 

Таблица Б.1 - Значения коэффициентов сезонности К_СЕЗ

Месяц	март	Апрель	Май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь
КСЕЗ	1,00	1,04	1,12	1,13	1,14	1,15	1,13	1,12	1,07

 

Б.2 Приведение прогибов к расчетной температуре 10°С для геофона номер 1 (l _10°(1) ) выполняют по формуле

 

,                           (Б.2)

где ₁₀^o₍₁₎ - значение прогиба на геофоне номер 1, приведенное к расчетной температуре 10°С, см;

_P(1) - значения прогиба на геофоне номер 1, приведенное к расчетной нагрузке, рассчитывается по формуле (Б.1), см;

T  - фактическая температура покрытия при проведении    измерений на глубине 3-4 см, °С;

Б.3 Приведение динамических прогибов к статической нагрузке выполняется:

- для вновь устроенных дорожных одежд, для прогиба на геофоне   номер 1 (l_СТ(1)) по формуле

,                              (Б.3)

- для эксплуатируемых дорожных одежд для прогиба на геофоне номер 1 по формуле

,                              (Б.4)

- для геофонов с номерами 2 - 9 по формуле

,                        (Б.5)

где _СТ(2-9) - приведенные к статической нагрузке прогибы для геофонов с номерами 2-9, см;

_P(2-9)  -  значения   прогибов    для     геофонов   с номерами 2-9,  приведенных к расчетной нагрузке по формуле (Б.1), см;     

К_(2-9)      - коэффициенты,  учитывающие   удаленность   геофонов   от      центра     приложения  нагрузки,  принимают    по    таблице Б.2.

 

Таблица Б.2 – Коэффициенты, учитывающие удаленность геофонов от

     центра приложения нагрузки

Номер геофона	2	3	4	5	6	7	8	9
Расстояние от центра приложения нагрузки до геофона (r), cм	30	60	90	120	150	180	210	240
Значение коэффициентов   (К2-9)	1,20	1,34	1,52	1,72	1,76	1,80	1,83	1,85

 

Б.4 Расчет общего модуля упругости дорожной одежды, Е_общ, МПа, выполняют по формуле

,                                  (Б.6)

где p - удельное давление колеса автомобиля на дорожное покрытие, принимается 0,6 МПа;

D - эквивалентный диаметр отпечатку колеса расчетной нагрузки, принимается для нагрузок групп : A₁ – 37 см, А₂ – 39 см,           А₃ – 41 см;

µ - коэффициент поперечного расширения полупространства  (коэффициент Пуассона), принимается 0,3.

Б.5 Расчет модуля упругости земляного полотна, Е_З.П., МПа, выполняется по формуле

,                             (Б.7)

где Е_СР - модуль упругости, рассчитанный как среднее значение модулей упругости земляного полотна Е_З.П.(4-9), МПа, по   данным геофонов с номерами 4-9 по формуле

,                           (Б.8)

где r – расстояние от центра приложения нагрузки до геофонов c номерами 4-9, принимается по таблице В.2, см;

_СТ(4-9)  – прогибы на геофонах с номерами 4-9, рассчитываются по формуле Б.5, см;

t  – коэффициент нормированного отклонения, принимается по таблице Б.3.

 

Таблица Б.3 - Значения коэффициентов нормированного отклонения

Категория дороги	I	II	III	IV-VI
t	2,19	1,71	1,32	1,06

 

Б.6 Расчет модуля упругости на поверхности основания, Е_осн, МПа, выполняется по формуле

,                                      (Б.9)

где К – коэффициент, учитывающий толщину асфальтобетонных слоев и соотношение прогибов под геофонами с номерами 2 – 4 характеризующих прочность основания, с геофоном 1, принимается по таблице Б.4;

Таблица Б.4 – Значения коэффициентов, учитывающих толщину

Асфальтобетона

Толщина пакета асфальтобетонных слоев (h), см	5	10	15	20	25	30	35
Значение коэффициента К	0,83	0,58	0,49	0,45	0,42	0,39	0,38
Примечание - Промежуточные значения коэффициентов рассчитываются методом интерполяции

 

Б.7 Расчет модуля упругости пакета асфальтобетонных слоев дорожной одежды Е_А.бет, МПа,  выполняется по формуле

 

 ,               (Б.10)

где h  – толщина пакета асфальтобетонных слоев, см.

     D – по Б.4, см;

     Е_общ – по формуле (Б.6), МПа;

Е_осн – по формуле (Б.9), МПа.

Б.8 Пример расчета модулей упругости конструктивных слоев дорожной одежды

Исходные данные:

Измерения упругих прогибов выполнены на автомобильной дороге II категории, в мае, на вновь устроенной дорожной одежде. Толщина асфальтобетонных слоев составляет 18 см. Фактическая нагрузка при измерении Q_изм = 52,5 кН, температура покрытия при проведении измерении T = 21,3 °С. Результаты измерений приведены в таблице В.5. Требуется рассчитать фактические модули конструктивных слоев дорожной одежды для нагрузки 115 кН.

Таблица Б.5- Результаты измерения упругих прогибов

Измеренные значения прогибов (l ИЗМ1-9) на геофонах № 1-9, см
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0,0380	0,0233	0,0159	0,0112	0,0075	0,0053	0,0038	0,0034	0,0028

 

Б.8.1 По формуле Б.1, для каждого прогиба (геофоны № 1-9), выполняется приведение измеренных прогибов к расчетной нагрузке Q_р=57,5 кН (на одно колесо) с учетом коэффициента сезонности (таблица Б.1), для месяца мая принимаем К_сез =1,12.

Для геофона номер 1

см

Результаты расчета для всех геофонов приведены в таблице Б.6

Таблица Б.6 – Значения прогибов, приведенных к расчетной нагрузке с   учетом коэффициента сезонности

Расчетные значения прогибов (lP1-9) на геофонах № 1-9, см
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0,0466	0,0287	0,0196	0,0138	0,0093	0,0065	0,0047	0,0042	0,0035

Б.8.2 По формуле Б.2 выполняют приведение прогиба под геофоном номер 1 к расчетной температуре 10°С, а по формуле Б.3 приведение прогиба к статической нагрузке:

 см

см

Б.8.3 По формуле Б.5 выполняют приведение динамических прогибов под геофонами с номерами 2-9 к статическим прогибам. Для геофона номер 2:

см

Результаты расчета для всех геофонов приведены в таблице Б.7.

Таблица Б.7 - Приведение динамических прогибов к статическим

Расчетные значения прогибов (lСТ1-9) на геофонах № 1-9, см
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0,0564	0,0417	0,0316	0,0252	0,0191	0,0138	0,0101	0,0092	0,0077

 

Б.8.4 По формуле Б.6 выполняют расчет общего модуля упругости конструкции дорожной одежды.

 

МПа

 

Б.8.5 По формулам Б.7 и Б.8 выполняют расчет модуля упругости грунта земляного полотна. Для геофона номер 4:

МПа

Результаты расчета для всех геофонов приведены в таблице Б.8.

Таблица Б.8 – Значение модулей упругости грунта земляного полотна

Расчетные значения модуля упругости земляного полотна (ЕЗ.П.4-9) на геофонах № 1-9, МПа
4	5	6	7	8	9
91	91	100	114	107	111

Среднее значение

 

МПа

По формуле Б.7 рассчитывается модуль упругости грунта земляного полотна

 

МПа

 

Б.8.6 По формуле Б.9 рассчитывается модуль упругости основания.

МПа

Б.8.7 По формуле Б.10 рассчитывается модуль упругости пакета асфальтобетонных слоев.

МПа

Приложение В

(обязательное)

 

Расчет общего модуля упругости по результатам статического метода определения упругого прогиба

В.1 Расчетный модуль упругости дорожной одежды рассчитывают по формуле

                                        ,                          (В.1)

где Е_Ф − фактический    модуль     упругости  дорожной  одежды,

рассчитанный по формуле (В.2), МПа;

К₁ – климатический коэффициент, приводящий значение фактического модуля дорожной одежды к расчетной температуре покрытия 10° С и расчетному значению влажности грунтов земляного полотна, принимается по таблицам В.1, В.2;

,                (В.2)

где р – удельное давление, принимается  0,6 МПа;

D  – эквивалентный диаметр отпечатка колеса расчетной нагрузки, принимается для нагрузок групп: A₁ – 37 см,             А₂ – 39 см, А₃ – 41 см;

      m     ­– коэффициент Пуассона, принимается 0,3;

        – приведенный к расчетной нагрузке статический упругий прогиб дорожной одежды, по формуле, см

                            ,                              (В.3)

где   Q_р – расчетная нагрузка на одно колесо (А₁ = 50 кН,              А₂ = 57,5   кН, А₃ = 65 кН);

Q_Ф – фактическая нагрузка при измерении упругого прогиба дорожной одежды статическим методом, кН.

– статический упругий прогиб дорожной одежды, кН.

Таблица В.1 – Значение климатического коэффициента K₁

Температура покрытия, оС

Суммарная толщина пакета асфальто-бетонных слоев и слоев из органо-минеральной смеси,, см

Значение климатического коэффициента K1 при расчетной влажности грунта Wр ⇐ Предыдущая123456789 Поделиться:

Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 667; Нарушение авторского права страницы