Технология и организация строительства автомобильных дорог
Геологическая характеристика региона. Перспективная интенсивность и состав движения. Разработка конструкции дорожной одежды. Конструкционные расчеты слоев асфальтобетона по упругому прогибу, прочности и сдвигу. Проверка полотна на морозоустойчивость.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2015 |
| Размер файла | 113,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Технология и организация строительства автомобильных дорог
1.1 Характеристика района реконструкции
Район, пересекаемый существующей автомобильной дорогой, подлежащей ремонту, имеет умеренно- континентальный климат с умеренно жарким летом и мягкой малоснежной зимой с частыми оттепелями. По климатическим условиям район проложения трассы относится к IV дорожно-климатической зоне, а по характеру и степени увлажнения к 1-ому типу местности.
Климатическая характеристика района приводится по данным многолетних наблюдений метеостанции, расположенной в с. Донское.
Основные данные по климату приведены в таблицах 1.1-1.5.
Таблица 1.1 - Климатические параметры холодного периода года
|
Республика, край, область, пункт |
Температура воздуха наиболее холодных суток, °С, обеспеченностью |
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью |
Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,94 |
Абсолютная минимальная температура воздуха, °С |
Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца, °С |
Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха |
Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, % |
Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч наиболее холодного месяца, % |
Количество осадков за ноябрь - март, мм |
Преобладающее направление ветра за декабрь - февраль |
Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с |
Средняя скорость ветра, м/с, за период со средней суточной температурой воздуха ? 8°С |
||||||||
|
? 0 °С |
? 8 °С |
? 10 °С |
||||||||||||||||||
|
Продолжительность |
средняя температура |
Продолжительность |
средняя температура |
Продолжительность |
средняя температура |
|||||||||||||||
|
0,98 |
0,92 |
0,98 |
0,92 |
|||||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
с. Донское |
-19 |
-15 |
-16 |
-14 |
-15 |
-23 |
5.7 |
56 |
-4.3 |
22 |
-10.1 |
14 |
-18.2 |
83 |
76 |
172 |
З |
5.1 |
4.2 |
Таблица 1.2 - Климатические параметры теплого периода года
|
Республика, край, область, пункт |
Барометрическое давление, гПа |
Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,95 |
Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,98 |
Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца, °С |
Абсолютная максимальная температура воздуха, °С |
Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца, °С |
Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца, % |
Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч наиболее теплого месяца, % |
Количество осадков за апрель-октябрь, мм |
Суточный максимум осадков, мм |
Преобладающее направление ветра за июнь-август |
Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, м/с |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
|
с. Донское |
1000 |
24.1 |
28.6 |
25.9 |
38 |
11.5 |
66 |
50 |
367 |
100 |
C |
3.3 |
Таблица 1.3 - Средняя месячная и годовая температура воздуха, 0С
|
Республика, край, область, пункт |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
Год |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
|
с. Донское |
-9,8 |
-9,6 |
-3,7 |
6,6 |
14,6 |
17,9 |
19,9 |
18,6 |
13,0 |
5,9 |
-0,6 |
-6,2 |
5,6 |
Таблица 1.4 - Средняя месячная и годовая температуры воздуха
|
Месяцы |
Год |
||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||
|
-3.8 |
-3.2 |
2.8 |
9.6 |
16.4 |
20.4 |
23.4 |
22.5 |
16.8 |
11.0 |
3.7 |
-1.3 |
9.9 |
Как видно из приведенных таблиц, климатические условия описываемого района характеризуются как "мягкие", так как средняя месячная температура воздуха самого холодного месяца (января) составляет - 3.8°С. Средняя дата появления снежного покрова 23ноября, средняя дата схода снежного покрова 24 марта. Снежный покров неустойчив, так как в течение зимы довольно часто наблюдаются оттепели (50-55дней).
Максимальная летняя температура воздуха достигает +43°, а минимальная температура воздуха в январе-32о. Колебания температур значительны.
Высота снежного покрова 5 % обеспеченности составляет 41 см.
Продолжительность безморозного периода составляет в среднем 191 день.
Безморозный период начинается в середине апреля, а заканчивается в середине октября. Лето довольно жаркое.
Среднемесячное и годовое количество осадков в мм. приводится в таблице 1.5
Таблица 1.5 - Среднемесячное и годовое количество осадков, мм
|
Месяцы |
Хол.пер. |
Теп.пер. |
Год |
||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||||
|
22 |
22 |
30 |
36 |
50 |
69 |
58 |
40 |
42 |
33 |
36 |
34 |
144 |
328 |
472 |
Район находится в зоне недостаточного увлажнения. Наибольшее количество осадков выпадает в летнее время, большая часть в виде кратковременных ливней.
В холодный период осадки выпадают в виде снега или дождя и снега.
Небольшое количество осадков и оттепели в зимнее время, являются причиной небольшой высоты снежного покрова.
Число дней в году с сильным ветром менее 15 м/сек. составляет 25. Число дней в году с туманами - 27, с метелями - 24, с гололедом - 14, с изморозью-9 дней.
Господствующими ветрами в районе являются западные и восточные ветры. Средняя годовая скорость ветра достигает 3,6 м/с. Повторяемость штилей в течении в течении года колеблется от 8 до 18 %, в среднем в году- 13-14 %. дорожная конструкция прогиб морозоустойчивость
Ветры вызывают сильные метели, а в малоснежные зимы и продолжительные холодные весны - пыльные бури.
В геоморфологическом отношении участок изысканий расположен на северо-западной окраине Ставропольской возвышенности, представляющей собой безлесную степную равнину с долинно -балочными формами рельефа.
В генетическом отношении рельеф относится к водноэрозионным и аккумулятивным формам.
Отметка поверхности начала трассы (ПК 0-82,18), конца трассы (ПК 31+32-88,36). Превышение составляет 6,18м.
1.2 Геологические характеристики
Растительность района носит степной характер, однако степи почти полностью распаханы и заняты под посевы сельскохозяйственных культур. Ось трассы на всем протяжении совмещается с существующей дорогой, проложенной вдоль пастбищ.
Леса и лесопитомники в пределах реконструируемого участка дороги отсутствуют.
Основными типами почв, распространенными на описываемой территории, являются черноземы вторично- карбонатные.
Засоление почво-грунтов, на всем протяжении трассы не обнаружено.
В геологическом строении реконструируемого участка автодороги принимают участие: современные образования, представленные насыпным грунтом - tQIV, верхнечетвертичные делювиальные отложения, представленные суглинками тяжелыми пылеватыми - dQэээ.
На всем протяжении ось ремонтируемого участка автодороги совпадает с существующей дорогой имеющая асфальтобетонное покрытие.
Условия залегания литолого-генетических разновидностей представлены на продольном профиле, составленном по оси рекомендуемого хода трассы.
Подземные воды, выработками пройденными, до глубины 3.0м. не вскрыты.
Гидрогеологические условия участка изысканий характеризуются отсутствием постоянного горизонта подземных вод.
Ввиду того, что трасса реконструируемой автодороги проходит в районе с существующими подземными коммуникациями, при утечке из водонесущих коммуникаций возможно возникновение подземных вод типа " верховодка" на глубине 1,5-2 м. от поверхности земли.
Неблагоприятных физико-геологических явлений на участке изысканий не обнаружено.
В результате инженерно- геологического анализа пространственной изменчивости частных показателей свойств грунтов, определенных лабораторными методами с учетом данных о геологическом строении, литологических особенностях грунтов и требований ГОСТ 20522-96, 25100-95, в разрезе участка работ выявлены 2 инженерно- геологических элемента (ИГЭ):
ИГЭ- 1- насыпной грунт-tQIV. Мощность слоя 0.9-1.8 м.
Прочностные и деформационные характеристики грунтов приняты по табл. Ж.1 СП 11-105-97 (часть 3) и приведены в таблице 1.6.
ИГЭ-2. Суглинок тяжелый пылеватый - dQIII, тугопластичный. Нормативное значение природной влажности составляет 22.4 %, плотности - 1,86 г/см 3, числа пластичности - 13,1 %, показателя текучести - 0,38.
Нормативное значение модуля деформации по результатам компрессионных испытаний грунта в водонасыщенном состоянии в интервале давлений 0,1-0,2 МПа составляет 6,8МПа. Нормативные и расчетные значения прочностных характеристик грунтов, определенные методом неконсолидированного среза в водонасыщенном состоянии по ГОСТ 12248-96 принимаются равными: б=0,85 и б=0,95.
По результатам химического анализа водных вытяжек содержание воднорастворимых солей в грунтах ИГЭ-2 составляет 0,16-0,23 %, сульфатов - 1728 мг/кг, хлоридов - 345 мг/кг сухого грунта.
Степень агрессивного воздействия грунтов ИГЭ-2 на бетонные конструкции для сухой зоны влажности, согласно табл. 4 СНиП 2.03.11-85, оценивается как среднеагрессивная к бетонам марки по водонепроницаемости W4 на портландцементе ГОСТ-10178-85.
1.3 Характеристика района проложения трассы
Участок реконструкции автомобильной дороги проходит в Труновском районе Ставропольского края по нормам II технической категории. Общая протяжённость участка составляет 3,11 км.
Ширина земляного полотна существующей дороги составляет от 14 м до 19,5 м.
Ширина проезжей части существующей дороги составляет от 7,5 м до 9,9 м.
Параметры элементов дороги, частично, не отвечают требованиям безопасности дорожного движения.
Конструкция существующей дорожной одежды представлена капитального типа с асфальтобетонным покрытием толщиной 0,18 м, на основании из песчано-гравийной смеси толщиной 0,36 м в неудовлетворительном состоянии со следующими характерными особенностями дефектов покрытия:
- выбоины с резко выраженными краями общей площадью до 30 %;
- сетка трещин с расстояниями между сторонами менее 1 м;
- разрушенные кромки дорожного покрытия;
- обочины в неудовлетворительном состоянии;
- колейность с искажением поперечного профиля дорожного покрытия. Примыкания и пересечения находятся в неудовлетворительном состоянии:
- отсутствует организация отвода поверхностных вод;
- отсутствует или разрушено покрытие дорожной одежды съездов;
- занижены радиусы закруглений на съездах.
Искусственные сооружения на участке дороги представлены следующими:
- ж.б. труба диаметром 1,0 м находится в хорошем состоянии;
- ж.б. труба диаметром 3х 1,2 м находится в хорошем состоянии.
1.4 Перспективная интенсивность и состав движения. Основные технические нормативы и показатели дороги
Одним из основных методов определения интенсивности движения по автодорогам, распределение автомобильных потоков в местах примыкания и пересечения этих дорог, является анализ интенсивности движения за прошлые годы и проведение замеров движения в период проведения экономических изысканий.
При проведении контрольных замеров интенсивности движения был организован учётный пункт на реконструируемом участке дороги. Учёт движения осуществлялся по трём категориям транспортных средств:
- грузовые автомобили с разбивкой их по грузоподъёмности;
- легковые автомобили;
- автобусы с разбивкой по вместимости.
В дополнение к методу определения интенсивности движения путём анализа проведённых замеров, производилось определение размеров движения расчётным путём в соответствии с объёмами грузовых и пассажирских перевозок с учётом показателей работы автотранспортных предприятий и структуры перевозимых грузов. Показатели работы автопарка, в отчётном году и на перспективу приняты в величинах, представленные в следующей таблице 1.7:
Таблица 1.7 - Показатели работы автопарка, в отчётном году и на перспективу приняты в величинах
|
Наименование показателей |
Величина показателей |
||||||
|
для грузовых |
для легковых |
для автобусов |
|||||
|
2015 г. |
2035 г. |
2015 г. |
2035 г. |
2015 г |
2035 г. |
||
|
Средняя грузоподъёмность одного автомобиля, т |
8,0 |
10,0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Средняя вместимость одного автомобиля, чел. |
- |
- |
5 |
5 |
32 |
35 |
|
|
Коэффициент использования грузоподъёмности (или вместимости) |
0,9 |
0,95 |
0,5 |
0,45 |
0,9 |
0,95 |
|
|
Коэффициент использования пробега |
0,6 |
0,65 |
0,9 |
0,1 |
0,85 |
0,9 |
Существующая интенсивность движения, полученная в результате непосредственного учёта, и перспективная, полученная расчётным путём, приведены в таблице 1.8:
Таблица 1.8 - Интенсивность движения, полученная в результате непосредственного учёта, и перспективная, полученная расчётным путём
|
Наименование перегонов |
Расчётные годы |
Среднегодовая интенсивность движения автомобилей в сутки |
Приведённая к легковому автомобилю |
||||
|
грузовые |
легковые |
автобусы |
всего |
||||
|
Участок автодороги Ростов-на-Дону (от М-4 "Дон") - Ставрополь (в границах Ставропольского края), км 248+890 - км 252+000 |
2015 2025 2035 |
1200 1540 1970 |
2770 3900 5500 |
230 310 420 |
4200 5750 7890 |
- 8160 10980 |
Исходя из размеров движения автотранспорта на 20-летнюю перспективу и приведённой к легковому автомобилю, в соответствии с требованиями СП 34.13330.2012 "СНиП 2.05.02-85*", участок автомобильной дороги Ростов-на-Дону (от М-4 "Дон") - Ставрополь (в границах Ставропольского края), км 248+890 - км 252+000 отнесён к II технической категории.
В соответствии с заданием на разработку проектной документации на реконструкцию автомобильной дороги Ростов-на-Дону (от М-4 2Дон")-Ставрополь (в границах Ставропольского края), км 248+890-км 252+000 отнесена к II технической категории по СП 34.13330.2012 "СНиП 2.05.02-85* Автомобильные дороги" со следующими параметрами:
1. Расчётная скорость - 120 км/ч;
2. Ширина земляного полотна - 15,0 м;
3. Ширина проезжей части - 7,5+2 х 0,75 м;
4. Минимальный радиус кривой
5. В плане - 800 м;
6. Дорожная одежда - облегчённого типа с асфальтобетонным покрытием;
7. Искусственные сооружения - капитального типа под расчётные нагрузки А-14;
8. Протяжённость - 3131,58 м.
Начало трассы (ПК 0+00) принято на км 248+890 автомобильной дороги Ростов-на-Дону (от М-4 2Дон")-Ставрополь.
Конец трассы (ПК 31+31,58) принят на км 252+000 этой же дороги.
Основные технические показатели плана трассы по СНиП 2.05.02-85*:
- количество углов поворота - 3;
- наименьший радиус кривой в плане 1360 м;
- видимость в плане - обеспечена;
- протяжённость - 3,13158 км.
Закрепление трассы в плановом отношении произведено к местным предметам и временным знакам закрепления. В высотном положении закрепление произведено временными реперами.
Общий срок реконструкции определился из условий выполнения всех видов дорожно-строительных работ, календарной продолжительности строительства для данного региона, соблюдения температурного режима определенных видов работ в соответствии со СНиП 3.06.03-85 "Автомобильные дороги", оптимального совмещения видов работ.
Продолжительность ремонта определена по СНиП 1.04.03-85*, изменение №4, по норме для дорог II технической категории с облегчённым типом покрытия, протяжённостью - 3,13 км и составляет 5,6 месяца.
Начало работ принято в апреле 2015 года и окончание в сентябре 2015 года.
При разработке вопросов организации строительства уделено должное внимание требованиям нормативных документов по научной организации труда в строительстве.
Большое внимание отдано комплексной механизации работ и выполнению их специализированными отрядами.
Предусматривается механизация наиболее трудоёмких процессов работ и применение высокопроизводительных машин и механизмов, в особенности на погрузо-разгрузочных и отделочных работах.
2. Инженерно-строительная часть
2.1 Разработка конструкции дорожной одежды
Для реконструкции предусмотрены привозные дорожно-строительные материалы. Дорожно-строительные материалы для приготовления асфальтобетона и устройства нижних слоев основания будут доставляться из Кочубеевского мехкарьера.
Расчёт дорожной одежды произведён в соответствии с требованиями ОДН 218.046-01 "Проектирование нежёстких дорожных одежд" и ОДН 218.1.052-2002 "Оценка прочности нежёстких дорожных одежд".
Требуемый модуль упругости принят равным 305 МПа.
В соответствии с заданием реконструкции на рассматриваемом участке дороги приняты следующие дорожные одежды облегчённого типа:
ТИП 1 (усиление существующей дорожной одежды)
- существующая дорожная одежда:
- песчано-гравийная смесь толщиной 0,36 м;
- усиление существующей дорожной одежды:
- песчано-гравийно-щебёночная смесь с 30 % щебня С 5 фр. 0-40 мм по ГОСТ 25607-2009 толщиной 0,32 м;
- асфальтобетон пористый из горячей щебеночной крупнозернистой смеси марки II по ГОСТ 9128-2009 толщиной 0,07 м;
- асфальтобетон пористый из горячей щебеночной крупнозернистой смеси марки II по ГОСТ 9128-2009 толщиной 0,07 м;
- асфальтобетон щебёночно-мастичный ЩМА-15, ГОСТ 31015-2002 толщиной 0,05 м.
Таким образом, число слоев - 5.
ТИП 2 (новая дорожная одежда на уширениях).
- песчано-гравийная смесь С 4 фр. 0-80 мм по ГОСТ 25607-2009 толщиной 0,40 м;
- песчано-гравийно-щебёночная смесь с 30 % щебня С 5 фр. 0-40 мм по ГОСТ 25607-2009 толщиной 0,32 м;
- асфальтобетон пористый из горячей щебеночной крупнозернистой смеси марки II по ГОСТ 9128-2009 толщиной 0,07 м;
- асфальтобетон пористый из горячей щебеночной крупнозернистой смеси марки II по ГОСТ 9128-2009 толщиной 0,07 м;
- асфальтобетон щебёночно-мастичный ЩМА-15, ГОСТ 31015-2002 толщиной 0,05 м.
Проектом предусматривается разборка существующего дорожного покрытия толщиной 0,18 м.
На разбираемом участке дороги срезается конструктивный слой проезжей части из горячего асфальтобетона с помощью дорожной фрезы. Срезанный фрезой слой асфальтобетонного покрытия (в виде щебня) и строительные отходы от разборки перемещаются на базу ДРСУ.
Обочины на ширину 2,5 м укрепляются песчано-гравийной смесью С 5 фракции 0-40 мм по ГОСТ 25607-2009 толщиной 0,21 м.
Для дороги II технической категории определяем коэффициент надежности Kн = 0,95 и коэффициент прочности Кпр = 1,30.
2.2 Проверка вариантов конструкции дорожной одежды расчетом
Этапы конструирования включают в себя:
1. Определение типа дорожной одежды и покрытия, минимально допустимого уровня надежности и требуемого коэффициента прочности.
2. Назначение требуемого модуля упругости на поверхности конструкции.
3. Выбор материалов для слоев дорожной одежды, количество слоев и их предварительных толщин.
4. Определение расчетных характеристик материалов дорожной одежды.
Дорожные одежды капитального типа с усовершенствованным покрытием рассчитываются на срок эксплуатации t=20лет. Расчет должен производиться по ОДН 218.046-01 /44/.
Заданный уровень надежности Кн =0,95. Срок службы дорожной одежды Тсл - 20лет. Грунт земляного полотна - суглинок тяжелый пылеватый. Схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна - 1. Уровень грунтовых вод - 9,0м.
Интенсивность движения на начало эксплуатации дороги для автомобилей - легковых Nо лг =2770 авт./сут.; грузовых Nо гр =1200 авт/сут; автобусов - Nо авт=230 авт/сут.
Дорога, проходящая в Ставропольском крае, располагается в IV дорожно-климатической зоне.
Установление расчетной нагрузки. Суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности дорожной конструкции за срок службы определяют по формуле (1.1):
(1.1)
где - расчетное число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции, в Ставропольском крае = 205 дней; q - показатель изменения интенсивности движения данного типа автомобиля по годам (); - расчетный срок службы дорожной одежды, (); - коэффициент суммирования, который определяем по формуле (1.2); - коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения от среднего ожидаемого Кн = 0,95;
(1.2)
Тогда: .
Определение величины минимального требуемого модуля упругости
Определяем величину минимального требуемого модуля упругости по формуле (1.5):
(1.3)
где с - эмпирический параметр, принимаемый равным для расчетной нагрузки на ось 100 кН - 3,55.
.
К расчету дорожной одежды принимаем минимальный требуемый модуль упругости .
Определение требуемого уровня надежности и коэффициента прочности.
Дорожную одежду следует проектировать с учетом требуемого уровня проектной надежности.
В качестве количественного показателя отказа дорожной одежды используют предельный коэффициент разрушения Крпр.
Для дороги II технической категории с капитальным типом дорожной одежды Крпр =1,2. Так как по заданию коэффициент надежности Кн =0,95, то требуемые минимальные коэффициенты прочности:
для расчета по упругому прогибу - 1,30,
по сдвигу и на растяжение при изгибе - 1,10.
Конструирование дорожной одежды. ТИП 1 (усиление существующей дорожной одежды):
Покрытие - асфальтобетон щебёночно-мастичный ЩМА-15, ГОСТ 31015-2002, укладываемый в горячем состоянии, h1 =5см.
Основание: верхний слой - асфальтобетон пористый из горячей щебеночной крупнозернистой смеси марки II по ГОСТ 9128-2009 на битуме БНД 60/90 марки II, укладываемый в горячем состоянии, h2 =7см.
Основание: нижний слой - асфальтобетон пористый из горячей щебеночной крупнозернистой смеси марки II по ГОСТ 9128-2009 на битуме БНД 60/90 марки II, укладываемый в горячем состоянии, h3 =7см.
Нижние слои:
- песчано-гравийно-щебёночная смесь с 30 % щебня С 5 фр. 0-40 мм по ГОСТ 25607-2009, h4 =32см,
- песчано-гравийная смесь толщиной, h5 = 36 см.
Грунт земляного полотна - суглинок тяжелый пылеватый.
На основании приведенной к расчетному движению интенсивности, ДКЗ, типа местности по условиям увлажнения, грунта земляного полотна из альбома типовых конструкций дорожной одежды, а также ОДН 218.046-01 принимается следующая схема конструкции дорожной одежды в таблице 1.9 расчетные характеристики материалов конструктивных слоев и грунта.
Таблица 1.9 - Расчетные характеристики материалов конструктивных слоев и грунта
|
№ |
Материал слоя |
h слоя, см |
Расчет по допустимому упруг. прогибу, Е, МПа |
Расчет по усл. сдвиго-устойчивости, Е, Па |
Расчет на растяжение при изгибе |
||||
|
Е, МПа |
Ro, МПа |
m |
|||||||
|
1. |
Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90 |
5 |
3200 |
650 |
4500 |
||||
|
2. |
Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90 |
7 |
2000 |
552 |
2800 |
||||
|
3. |
Асфальтобетон высокопористый на БДН 60/90 |
7 |
2000 |
552 |
2800 |
||||
|
4. |
ЩПГ |
32 |
260 |
260 |
260 |
||||
|
5. |
Песок средней крупности |
36 |
220 |
220 |
220 |
||||
|
6. |
Суглинок Wp = 0,75Wт |
- |
56 |
56 |
56 |
- |
- |
- |
ТИП 2 (новая дорожная одежда на уширениях):
Покрытие - асфальтобетон щебёночно-мастичный ЩМА-15, ГОСТ 31015-2002, укладываемый в горячем состоянии, h1 =5см.
Основание: верхний слой - асфальтобетон пористый из горячей щебеночной крупнозернистой смеси марки II по ГОСТ 9128-2009 на битуме БНД 60/90 марки II, укладываемый в горячем состоянии, h2 =7см.
Основание: нижний слой - асфальтобетон пористый из горячей щебеночной крупнозернистой смеси марки II по ГОСТ 9128-2009 на битуме БНД 60/90 марки II, укладываемый в горячем состоянии, h3 =7см.
Нижние слои:
- песчано-гравийно-щебёночная смесь с 30 % щебня С 5 фр. 0-40 мм по ГОСТ 25607-2009, h4 =32см,
- песчано-гравийная смесь С 4 фр. 0-80 мм по ГОСТ 25607-2009, h5 = 40 см
Грунт земляного полотна - суглинок тяжелый пылеватый.
На основании приведенной к расчетному движению интенсивности, ДКЗ, типа местности по условиям увлажнения, грунта земляного полотна из альбома типовых конструкций дорожной одежды, а также ОДН 218.046-01 принимается следующая схема конструкции дорожной одежды в таблице 2 - расчетные характеристики материалов конструктивных слоев и грунта.
Таблица 2 - Расчетные характеристики материалов конструктивных слоев и грунта
|
№ |
Материал слоя |
h слоя, см |
Расчет по допустимомуупруг. прогибу, Е, МПа |
Расчет по усл. сдвиго-устойчивости, Е, Па |
Расчет на растяжение при изгибе |
||||
|
Е, МПа |
Ro, МПа |
m |
|||||||
|
1. |
Асфальтобетон плотный на БНД марки 60/90 |
5 |
3200 |
650 |
4500 |
||||
|
2. |
Асфальтобетон пористый на БНД марки 60/90 |
7 |
2000 |
552 |
2800 |
||||
|
3. |
Асфальтобетон высокопористый на БДН 60/90 |
7 |
2000 |
552 |
2800 |
||||
|
4. |
ЩПГ |
32 |
260 |
260 |
260 |
||||
|
5. |
Песок средней крупности |
40 |
220 |
220 |
220 |
||||
|
6. |
Суглинок Wp = 0,75Wт |
- |
56 |
56 |
56 |
- |
- |
- |
2.3 Расчет дорожной одежды
Расчет дорожной одежды по упругому прогибу. Конструкция дорожной одежды удовлетворяет требованиям надежности и прочности по критериям упругого прогиба, если:
где = 1,2- коэффициент прочности дорожной одежды.
=305 МПа- требуемый модуль упругости.
- общий модуль упругости конструкции.
Общий модуль упругости дорожной одежды с учетом того, что Кпр для расчета по упругому прогибу равен 1,30, определим по формуле (2.7)
(1.4)
.
Расчет по допускаемому упругому прогибу ведется послойно по формуле (1.5), начиная с подстилающего грунта:
Расчет I - Варианта:
1) (1.5).
р = 0,6 МПа, D = 37 см.
, (1.6).
, (2.3).
МПа.
2) ,
,
,
МПа.
3) ,
,
,
МПа.
4) ,
,
,
Еобщ = 0,15 x 2000 = 300 МПа.
5)
МПа.
Расчет II - Варианта:
1) (1.5).
р = 0,6 МПа, D = 37 см.
, (1.6).
, (2.3).
МПа.
2) ,
,
,
МПа.
3) ,
,
,
МПа.
4) ,
,
,
Еобщ = 0,15 x 2000 = 300 МПа.
5) .
.
.
МПа.
II) Определяем коэффициент прочности по упругому прогибу по формуле (3.5):
(3.5).
Требуемый минимальный коэффициент прочности для расчета по допускаемому упругому прогибу - 1,2.
Следовательно, выбранная конструкция удовлетворяет условию прочности по допускаемому упругому прогибу.
Расчет дорожных одежд по сдвигу в подстилающем грунте.
Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле (3.6):
(3.6).
Расчет I - Варианта:
Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.
В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (суглинок тяжелый пылеватый) со следующими характеристиками:
Wp = 0,75WТ
Np = авт.
Ен = 56 МПа, = 7,24° и с = 0,00936 МПа.
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.7):
, (3.7).
МПа.
По отношениям и и при = 7,24° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,0553 МПа.
Таким образом: Т = 0,05530,6 = 0,0332 МПа.
Предельное активное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.8), где СN = 0,00936 МПа, Кд = 1,0.
Zоп = 91 см.
ст = 21,36
ycp = 0,0046 кг/см 2
Тпр = с ? Кд + 0,1 ? СN ? Zоп ? tg 21,36°, (3.8).
Тпр = 0,00936 + 0,1 ? 0,0046 ? 91 ? 0,39= 0,026,
где 0,1 - коэффициент для перевода в МПа.
, что меньше
Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.
Расчет II - Варианта:
Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.
В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (суглинок тяжелый пылеватый) со следующими характеристиками:
Wp = 0,75WТ
Np = авт.
Ен = 56 МПа, = 7,24° и с = 0,00936 МПа.
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.7):
, (3.7).
МПа.
По отношениям и и при = 7,24° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,0534 МПа.
Таким образом: Т = 0,05340,6 = 0,032 МПа.
Предельное активное напряжение сдвига Тпр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.8), где СN = 0,00936 МПа, Кд = 1,0.
Zоп = 91 см.
ст = 21,36
ycp = 0,0046 кг/см 2
Тпр = с ? Кд + 0,1 ? СN ? Zоп ? tg 21,36°, (3.8).
Тпр = 0,00936 + 0,1 x 0,0046 x91x0,39= 0,026,
где 0,1 - коэффициент для перевода в МПа.
, что меньше
Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.
Расчет дорожной одежды на сдвиг в песчаном слое. Определяем толщину верхнего слоя:
?h= 5+7+7+32+40=91 см.
Рассчитываем конструкцию по условию сдвигоустойчивости в песчано-гравийном слое основания.
Расчет I - Варианта:
Рассчитываем действующее в песчано-гравийном слое основания активное напряжение сдвига:
Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.
Нижнему слою модели присваивают следующие характеристики:
МПа; = 46° и с = 0,030 МПа.
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.7):
МПа.
По отношениям и и при = 42° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига: = 0,0225 МПа.
Таким образом: Т = 0,02250,6 = 0,0135 МПа.
Предельное активное напряжение сдвига Тпр в песчаном слое определяем по формуле (3.8), где СN = 0,030 МПа, Ко = 4,0.
Zоп = 87 см.
ст = 42
ycp = 0,015 кг/см 2
Тпр = 0,030 x 1,0 + 0,1 x 0,015 x 87 x tg42° = 0,048.
Тпр = 0,030 х 1,0 + 0,1 x 0,015 x 87 x 0,9= 0,147.
.
, следовательно, условие по сдвигоустойчивости впесчано-гравийнос слое основания выполнено.
Расчет II - Варианта:
Рассчитываем действующее в песчано-гравийном слое основания активное напряжение сдвига:
.
Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.
Нижнему слою модели присваивают следующие характеристики:
МПа; = 46° и с = 0,030 МПа.
Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле (3.7):
МПа.
По отношениям и и при = 42° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига: = 0,0248 МПа.
Таким образом: Т = 0,02480,6 = 0,0148 МПа.
Предельное активное напряжение сдвига Тпр в песчаном слое определяем по формуле (3.8), где СN = 0,030 МПа, Ко = 4,0.
Zоп = 91 см.
ст = 42
ycp = 0,015 кг/см 2
Тпр = 0,030 x 1,0 + 0,1 x 0,015 x 87 x tg42° = 0,048.
Тпр = 0,030 х 1,0 + 0,1 x 0,015 x 87 x 0,9= 0,147.
.
, следовательно, условие по сдвигоустойчивости в песчано-гравийное слоев основания выполнено.
Расчет слоев асфальтобетона на растяжение при изгибе.
1. Вычисляем Еср асфальтобетонных слоев:
Eср = .
1. Находим значение общего модуля упругости слоев, лежащих ниже асфальтобетонных Eср/ = 3247/240 = 13,5 Мпа.
2. Определяем отношение и по отношению и Eср/ находим растягивающее напряжение уr = 1,28 от единичной нагрузки.
Находим полное растягивающее напряжение по формуле (2.11)
уr = уr ? ?? ? Kв =1,28? 0,6? 0,85= 0,652 МПа. (2.11)
где Kв - коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным баллоном. Принимают равным - 0,85.
4. Определяем предельное растягивающее напряжение по формуле (2.12).
(2.12)
при = 8,0; = 0,80 - коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов; = 0,1 - коэффициент вариации прочности на растяжение; t = 2,19 с.
Коэффициент k1, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки вычисляем по формуле (2.13) для m =4,3; =7,1.
k1 = (2.13)
Предельное растягивающее напряжение в слое асфальтобетона равно:
8,0 ? 0,186 ?0,80 ?(1-0,1 ? 2,19) = 0,929 МПа,
5. Вычисляем отношение, /уr = 0,929/0,652 = 1,4 что больше Кпр =1,1. Следовательно, условие на сопротивление слоев асфальтобетона усталостному разрушению от растяжения при изгибе выполнено.
2.4 Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость
Конструкцию считают морозоустойчивой если выполняется условие: где lпуч - расчетное (ожидаемое) пучение грунта земляного полотна; lдоп - допускаемое для данной конструкции пучение грунта, lдоп = 4 см. по таблице 4.3 ОДН 218.046-01.
При отсутствии натурных данных, глубину промерзания дорожной конструкции определяем по формуле (8.4),
zпр = zпр(ср)? 1,38= 0,6 ? 1,38= 0,828 м, где = 0,6 м. - средняя глубина промерзания для Ставропольского края.
Определяем величину морозного пучения грунта земляного полотна lпуч по формуле (2.14)
(2.14)
где lпуч. ср. - величина морозного пучения при осредненных условиях определяемая в зависимости от полной толщины дорожной одежды, группы грунта по степени пучинистости и глубины промерзания (zпр), lпуч. ср = 4 см; KУГВ - коэффициент, учитывающий влияние расчетной глубины залегания уровня грунтовых вод или длительно стоящих поверхностных вод, при УГВ = 9.0м KУГВ = 0,53; Kпл-коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта рабочего слоя, Kпл =1,0; Kгр - коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава грунта основания насыпи или выемки, Kгр =1,1; Kнагр - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на грунт, зависящий от глубины промерзания, Kнагр =1,32; Kвл-коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунта, при Wр=0,75, Kвл =1,1.
lпуч = 4? 0,53 ? 1? 1,1 ? 1,32? 1,1= 3,39 см,
Сравниваем lпуч с lдоп. lпуч = 3,39см. lдоп = 4,0 см., так как lпуч<lдоп, следовательно, морозоустойчивость дорожной одежды обеспечена.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение категории и капитальности дорожной одежды. Расчет дорожной одежды по допускаемому упругому прогибу асфальтобетонов. Расчет конструкции на сдвигоустойчивость, сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению, морозоустойчивость.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.08.2013Расчет требуемого и общего модуля упругости конструкции. Характеристики грунтов и материалов слоев дорожной одежды. Расчет по упругому прогибу дорожной конструкции, на сдвиг в грунте и песке, по критерию прочности монолитных слоев растяжения при изгибе.
контрольная работа [316,3 K], добавлен 26.01.2015- Перспективы развития дорожной сети и основные направления технического прогресса автомобильных дорог
Состояние дорожной сети и автомобильных дорог на сегодняшний день. Характеристика отраслевой программы "Дороги Беларуси". Совершенствование методов проектирования и строительства автомобильных дорог и мостов. Повышение безопасности дорожного движения.
реферат [34,3 K], добавлен 10.10.2010 Характеристика природных условий района строительства. Потребность в основных дорожно-строительных материалах. Определение оптимальных длин захваток при ведении работ по строительству слоев дорожной одежды. Досыпка обочин щебеночно-песчаной смесью.
курсовая работа [872,8 K], добавлен 24.04.2013Дорожно-климатические условия района строительства автомобильной дороги. Конструкция дорожной одежды. Технологическая последовательность строительства конструктивных слоев дорожной одежды. Определение сводной потребности в материальных ресурсах.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 24.05.2012Проектирование дорожной одежды и земляного полотна автомобильной трассы. Конструирование и расчет дорожной конструкции на прочность, морозоустойчивость, осушение. Определение приведенной интенсивности движения к расчетной нагрузке на одну полосу дороги.
курсовая работа [54,6 K], добавлен 31.03.2008Установление технической категории дороги и типа дорожной одежды. Определение величины минимального требуемого модуля упругости и проверка конструкции на морозоустойчивость. Расчёт отверстия моста, струенаправляющих дамб и водопропускных сооружений.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 23.09.2011Проектирование реконструируемого участка автомобильной дороги. Технология работ по строительству земляного полотна и слоев дорожной одежды. Требования по охране труда, сметные расчеты, экономическая эффективность реконструкции и методы организации работ.
дипломная работа [1016,0 K], добавлен 06.07.2011Анализ природно-климатических условий района строительства. Определение продолжительности работы специализированных отрядов. Проектирование организации работ по строительству дорожной одежды. Технологическая схема потока по устройству дорожной одежды.
курсовая работа [211,1 K], добавлен 31.03.2010Исследование подготовительных работ при строительстве автомобильных дорог. Определение объёмов работ по расчистке дорожной полосы. Расчёт потребности в машинах, механизмах, рабочей силе. Устройство земляного полотна. Уклада верхних слоёв дорожной одежды.
отчет по практике [223,4 K], добавлен 21.09.2015Организация строительства при проектно-изыскательных работах. Климатическая характеристика Тюменской области. Многослойная конструкция автомобильной дороги. Ремонт земляного полотна. Расчет геометрических размеров конструктивных слоев дорожной одежды.
курсовая работа [162,1 K], добавлен 24.04.2015Анализ условий эксплуатации автодороги. Технология и организация ремонта дорожной одежды. Технологические карты на производство работ по ямочному ремонту покрытия, содержанию земляного полотна. Расчеты производительности машин и ручного труда рабочих.
курсовая работа [312,0 K], добавлен 28.09.2012Анализ природно-климатических условий района строительства. Техническая характеристика дороги. Размещение производственных предприятий и обеспечение строительства материалами. Технологическая схема комплексной механизации устройства дорожной одежды.
дипломная работа [50,1 K], добавлен 12.02.2011Перспективная интенсивность движения и категории дорог в Автономной Республике Крым. Проектирование вариантов трассы и продольных профилей. Конструирование земляного полотна. Анализ условий и безопасности движения. Определение объемов земляных работ.
курсовая работа [886,1 K], добавлен 04.10.2014Развертывание строительства железных дорог. Техническая, производственная и хозяйственная подготовка строительства земляного полотна. Отвод земель, типовые поперечные профили временных дорог. Организация и производство отделочных и укрепительных работ.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.12.2013Виды работ для дорожного рабочего. Технология и организация подготовки земляного полотна. Работы по устройству подстилающих слоёв и дорожных оснований. Производственный контроль качества дорожной одежды. Устройство асфальтобетонных дорожных покрытий.
отчет по практике [173,8 K], добавлен 09.08.2015Особенности дорожного строительства. Определение объемов работ строительства участка № 19 автомобильной дороги, выбор метода их организации. Строительство водопропускных труб, земляного полотна и дорожной одежды. Транспортная схема поставок.
курсовая работа [217,4 K], добавлен 02.06.2012Нормы проектирования городских улиц и дорог. Проектирование земляного полотна. Расчет ширины проезжей части, тротуаров и пешеходных дорожек, технических полос. Остановочные пункты общественного транспорта. Назначение и расчет конструкции дорожной одежды.
отчет по практике [146,2 K], добавлен 27.10.2014Анализ и характеристика района проложения трассы. Технико-экономические показатели строительства моста. Конструкция земляного полотна. Расчет и конструирование дорожной одежды, выбор её оптимального варианта, расчет опоры. Технология строительства моста.
дипломная работа [358,1 K], добавлен 21.08.2011Изучение условий строительства. Определение количества рабочих смен. Расчет потребности в основных дорожно-строительных материалах и полуфабрикатах. Выбор расположения производственного предприятия. Технология и организация устройства дорожной одежды.
курсовая работа [276,6 K], добавлен 11.10.2013
