3.8. Общие сведения о расчете дорожных одежд

Для загородных дорог расчет дорожных одежд ведут на статическое давление колес автомобиля с нагрузкой на ось 100 кН и автобусов - 115 кН (это автомобили и автобусы так называемой группы А) или на нагрузку от колес автомобиля величиной в 60 кН и 70 кН - от автобусов (соответственно группа Б).

Нагрузку от автомобилей и автобусов группы А используют при расчетах дорожных одежд на дорогах I-III технических категорий. Дорожные одежды более низких категорий рассчитывают на нагрузки от автомобилей и автобусов группы Б (если в задании на проектирование не оговаривается расчет на нагрузку группы А).

Расчет дорожных одежд городских дорог и улиц проводят на воздействие вертикальной временной нагрузки, учитываемой при расчете инженерных сооружений.

Расчет дорожных одежд усовершенствованного типа ведется на проверку допускаемых упругих прогибов, напряжений растяжения при изгибе, деформаций сдвига. Основной расчет - проверка допускаемых упругих прогибов (для одежд переходного типа проводится только этот расчет).

Последовательность расчета дорожных одежд по допускаемому упругому прогибу следующая:

1. Определяется требуемый модуль упругости - Етр, дорожной одежды по зависимости

Emp = а + в l g Np, (3.7)

где Np- интенсивность движения, приведенная с помощью установленных коэффициентов к нагрузке группы А или Б (например, для автомобиля ЗИЛ-130 коэффициент приведения к группе А равен 0,1, к группе Б - соответственно 1,0); а и в - постоянные эмпирические коэффициенты, характеризующие интенсивность накопления деформаций в одежде;

Етр - параметр, характеризующий упругие свойства материала слоев дорожной одежды и сопротивление их деформированию под действием нагрузок от движущихся транспортных средств: Eтp=(100/200) МПа; для упрощения определения Етр для различных типов покрытий разработаны специальные номограммы Етр = f(Np).

2. Назначается конструкция дорожной одежды с соблюдением отраслевых и районных рекомендаций.

3. Рассчитывается эквивалентный модуль упругости многослойной конструкции дорожной одежды - Еэкв = Еобщ. Расчет основан на достаточно сложной зависимости, позволяющей двухслойную систему с модулями упругости E1 и Е2 при известной толщине верхнего слоя (если вести расчет снизу от грунтового основания) заменить эквивалентным по деформируемости слоем условного однородного материала с Еэкв1-2. Последовательность расчета Еобщ приведена на рис. 3.18.

Для ускорения расчета Е_экв разработаны специальные номограммы.

Значения модулей упругости материалов и в особенности грунтов, составляющих дорожную одежду, зависят от климатической зоны, где расположена дорога и так называемых гидрологических групп земляного полотна.

Согласно СНиП 2.05.02-85 территория РФ делится на пять дорожно-климатических зон - I зона, II, III, IV, V. Зоны распределяются в направлении с севера на юг от I зоны к V.

Так, например, Тверская область находится во II дорожно-климатической зоне.

В зависимости от типа местности, характера поверхностного стока и степени увлажнения земляное полотно относится к одной из трех гидрологических групп: сухие места; сырые места с избыточным увлажнением в отдельные периоды; сырые места с постоянным избыточным увлажнением.

Для назначения модуля упругости того или иного грунта в зависимости от дорожно-климатических зон и гидрологических групп составлены специальные таблицы.

4. Сравниваются значения Етр и Еобщ. При их несоответствии дорожные одежды усиливаются или ослабляются. Усиление предпочтительно делать за счет основания, а уменьшение Еобщ за счет верхних более дорогих слоев, соблюдая их минимальную толщину.