Курсовая работа: Методы оценки эксплуатационного состояния автомобильных дорог
7.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ НЕЖЁСТКОЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ИСПЫТАНИЙ
Фактический общий модуль упругости нежесткой дорожной одежды определяется по формуле:
(9)
где Р – среднее удельное давление, передаваемое нагрузкой испытательной установки, МПа:
Р=0,00127Q/D2 ,
Q– испытательная нагрузка, КН; D– диаметр штампа или круга, равновеликого отпечатку колеса, м; l– измеряемый при испытаниях прогиб дорожной одежды, м; μ – коэффициент Пуассона; μпринимается равным 0,3.
Результаты прочностных испытаний дорожных одежд, проведенных в различные периоды года, за исключением зимнего, должны быть приведены к расчетному периоду, т. е. к периоду, когда несущая способность грунтов земляного полотна наименьшая. Расчетный фактический общий модуль упругости дорожной одежды в каждой точке и определяется по формуле:
(10)
где Еф общ – фактический общий модуль упругости дорожной одежды в i–й точке, определенный по формуле (9) на основе, данных испытаний в нерасчётный период года; Kpi – коэффициент приведения к расчетному модулю упругости, учитывающий сезонные изменения несущей способности грунтов; коэффициент Кр i определяется по табл 1–4 прил. 1 в зависимости от типа влажности грунта, толщины и температуры асфальтобетона.
7.2. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Определяется среднее значение модуля упругости дорожной одежды на обследуемом участке по результатам испытаний :
(11)
где – значение общего модуля упругости в i–й точке, вычисленное по формуле (9), МПа; n– число измерений (точек), в которых производились испытания.
Определяется среднеквадратическое отклонение σ:
(12)
Определяется коэффициент вариации ν:
(13)
Определяется расчетное значение фактического общего модуля упругости дорожной одежды на обследуемом участке по формуле:
ЕР фр =(1–tν) (14)
где t– коэффициент нормированного отклонения для заданного уровня надёжности, определяемый, в зависимости от числа измерений по табл.5 прил. 1. Уровень надежности К определяется по табл. 6 прил. 1 в зависимости от категории дороги.
7.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ РАСЧЕТНЫХ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
Требуемые модули упругости Етр принимаются в зависимости от приведенной к нагрузке группы А интенсивности движения и от способа нагружения дорожной одежды при испытаниях по табл. 14. При динамическом нагружении принимается динамический требуемый модуль упругости Етр .д ; при статическом статический требуемый модуль упругости Етрс ; при испытаниях колесом движущегося автомобиля – требуемый модуль упругости при малой скорости нагружения Eтр.ос .
Требуемый расчетный модуль упругости дорожной одежды (т. е. с учётом всех критериев прочности, а также с учетом ровности покрытия) Eт p .р определяется по формуле:
Етр.р =(ЕТр ∙К′пр ∙Кс +Δ)∙Кк ∙КМ (15)
где ЕТр – требуемый модуль упругости, определенный по табл 14 для данного вида нагружения; К'пр – нормативный коэффициент прочности дорожной одежды; принимается по табл. 6 прил. 1 в зависимости от категории дороги; типа дорожной одежды и покрытия; Ks – коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности; Ks определяется по табл. 15 в зависимости от приведенной интенсивности движения и требуемой ровности покрытия по толчкомеру; требуемая ровность покрытия по толчкомеру определяется по табл. 12 в зависимости от группы (категории) дороги; Δ – поправка, учитывающая обеспечение прочности по сдвигу в грунте земляного полотна; Δ определяется по табл. 17 в зависимости от общей толщины дорожной одежды (включая дренирующий слой) и климатических и грунтово–геологических условий (тяжелых, сложных, средней сложности); тип климатических и грунтово–геологических условий принимается по табл. 16; Кк – коэффициент, учитывающий обеспечение прочности по сдвигу песчаного слоя; Кк определяется по табл. 18 в зависимости от приведенной интенсивности движения, толщины песчаного слоя и общей толщины слоев дорожной одежды над песчаным слоем; КМ – коэффициент, учитывающий обеспечение прочности верхних асфальтобетонных слоев на растяжение при изгибе; Км определяется по табл. 19 в зависимости от приведенной интенсивности движения, относительной толщины асфальтобетонного покрытия hа/б /D и марки асфальтобетона.
Перспективная интенсивность движения, приведённая к нагрузке 50 кН на колесо, на полосу, авт/сут | Требуемая ровность дорожных одежд Sтр, см/км | ||||||
90 | 110 | 130 | 150 | 165 | 180 | >200 | |
10 | – | – | – | – | – | – | 0,62 |
20 | – | – | – | – | – | 0,71 | 0,67 |
30 | – | – | – | – | 0,75 | 0,74 | 0,71 |
50 | – | – | – | – | 0,76 | 0,75 | 0,72 |
100 | 1,10 | 1,03 | 0,91 | 0,86 | 0,82 | 0,80 | 0,76 |
200 | 1,15 | 1,09 | 1,01 | 0,94 | 0,91 | 0,88 | – |
300 | 1,18 | 1,15 | 1,03 | 1,01 | 0,97 | 0,94 | – |
500 | 1,23 | 1,20 | 1,17 | 1,15 | 1,08 | 1,04 | – |
>1000 | 1,38 | 1,34 | 1,30 | 1,26 | 1,18 | 1,11 |
После определения ЕР фр и Етр.р определяется фактический коэффициент прочности. При коэффициенте прочности Кпр < 1 назначаются ремонтные работы; при Кпр >1 – работы по содержанию дороги.
Исходные данные для оценки прочности нежёсткой дорожной одежды по данным испытаний приведены в табл. 3, 4.
Таблица 14. Значения требуемых модулей упругости.
Перспективная интенсивность движения, приведёная к нагрузке 50 кН на колесо, на полосу | Требуемые модули упругости, МПа | ||
Динамические, Етр.д | При малой скорости нагружения, Eт p . oc | Статические, Eт p . c | |
10 | 145 | 127 | 120 |
20 | 168 | 148 | 137 |
30 | 184 | 163 | 146 |
50 | 199 | 177 | 156 |
100 | 222 | 195 | 173 |
200 | 245 | 216 | 183 |
300 | 260 | 230 | 199 |
500 | 276 | 243 | 210 |
1000 | 299 | 263 | 227 |
2000 | 322 | 283 | 243 |
3000 | 336 | 296 | 254 |
5000 | 354 | 311 | 265 |
10000 | 376 | 330 | 280 |
Таблица 15. Коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности Ks .
Перспективная интенсивность движения, приведённая к нагрузке 50 кН на колесо, на полосу, авт/сут | Требуемая ровность дорожных одежд Sтр, см/км | ||||||
90 | 110 | 130 | 150 | 165 | 180 | >200 | |
10 | – | – | – | – | – | – | 0,62 |
20 | – | – | – | – | – | 0,71 | 0,67 |
30 | – | – | – | – | 0,75 | 0,74 | 0,71 |
50 | – | – | – | – | 0,76 | 0,75 | 0,72 |
100 | 1,10 | 1,03 | 0,91 | 0,86 | 0,82 | 0,80 | 0,76 |
200 | 1,15 | 1,09 | 1,01 | 0,94 | 0,91 | 0,88 | – |
300 | 1,18 | 1,15 |