Курсовая работа: Методы оценки эксплуатационного состояния автомобильных дорог
7.4. ОЦЕНКа пРОЧНОСТИ НЕЖЁСТКОЙ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ПО ДАННЫМ ИСПЫТАНИЙ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Категория дороги II. Тип покрытия – капитальный.
Интенсивность движения, определённая в соответствии с Инструкцией по проектированию дорожных одежд нежёсткого типа ВСН 46–83 390 ед/сут.
Дорожно–климатическая зона – III. Тип местности по увлажнению – 2. Грунт земляного полотна – Супесь пылеватая. Расчётная относительная влажность грунта, определяемая в результате испытаний – 0,77.
Общая толщина дорожной одежды Н=0,73 м. Толщина песчаного слоя – 0,35 м. Общая толщина асфальтобетонных слоев ha/6=14 см. Марка асфальтобетона – I.
Температура асфальтобетона, измеренная в процессе испытаний, t°a/6=10°C. Испытания проводились испытательной установкой жесткий штамп. Испытания проводились в 10 точках. Измеренные в процессе испытаний прогибы в точках:
l1=1,10 мм=0,00110 м;
l2=1,12 мм=0,00112 м
l3=1,03 мм=0,00103 м
l4=1,25 мм=0,00125 м
l5=1,23 мм=0,00123 м
l6=1,18 мм=0,00118 м
l7=1,02 мм=0,00102 м
l8=1,34 мм=0,00134 м
l9=1,31 мм=0,00131 м
l10=1,20 мм=0,00120 м
РАСЧЕТ
Определяем фактический общий модуль упругости дорожной одежды в каждой точке Еф по формуле (9):
Определяем коэффициент, учитывающий сезонные изменения несущей способности грунта, для глины Kрi по табл. 21. Для толщины асфальтобетонных слоев, равной 14 см, при температуре асфальтобетона, равной 10° С, и при относительной влажности грунта 0,77 коэффициент Kрi грунта равен 1. Вычисляем расчетные фактические общие модули упругости в каждой точке Ефобщ по формуле (10):
Ефр1общ=147∙1=147 МПа;
Ефр2общ=145∙1=145 МПа;
Ефр3общ=157∙1=157 МПа;
Ефр4общ=130∙1=130 МПа;
Ефр5общ=132∙1=132 МПа;
Ефр6общ=137∙1=137 МПа;
Ефр7общ=159∙1=159 МПа;
Ефр8общ=121∙1=121 МПа;
Ефр9общ=124∙1=124 МПа;
Ефр10общ=135∙1=135 МПа.
Производим обработку результатов измерений: определяем среднее значение фактического общего модуля упругости дорожной одежды на обследуемом участке Еф ср
=(147+145+157+130+132+137+159+121+124+135)/10=139 МПа
Определяем среднеквадратическое отклонение σ по формуле (12) и коэффициент вариации по формуле (13). Результаты вычислений сводим в табл. 20.
Таблица 20. Результаты измерений.
|
Номер точек |
Отклонение от среднего |
|
|
Коэффициент вариации ν |
| 1 | 139–147=-8 | 64 | 13 | 0,09 |
| 2 | 139–145=-6 | 36 | ||
| 3 | 139–157=-18 | 324 | ||
| 4 | 139–130=9 | 81 | ||
| 5 | 139–132=7 | 49 | ||
| 6 | 139–137=2 | 4 | ||
| 7 | 139–159=-20 | 400 | ||
| 8 | 139-121=18 | 324 | ||
| 9 | 139–124=15 | 225 | ||
| 10 | 139–135=4 | 16 |
=1523
=13МПа
ν=13/139=0,09
Определяем расчетное
значение фактического модуля упругости по формуле (14): ЕРфр=
(1–tν)
Коэффициент нормированного отклонения t для заданного уровня надежности 0,95 по табл. 22; для n–1=9 коэффициент t = 2,26 (уровень надёжности для дорог II категории с капитальным типом покрытия равен 1 в соответствии с табл. 23).
Следовательно, ЕРфр=139∙(1–2,26∙0,09)=111 МПа.
Па табл. 14 определяем требуемый модуль упругости дорожной одежды для статического нагружения. При приведенной интенсивности движения Nпр=390 ед/сут Етр д=203 МПа (значения приняты по интерполяции).
Требуемая ровность по толчкомеру для II категории дорог в соответствии с табл. 12 равна 100 см/км. В зависимости от требуемой равности определяем коэффициент Кs по табл. 15. Для приведённой интенсивности Nпр=390 ед/сут Кs равен 1,18.
Требуемый коэффициент прочности для II категории дорог равен 1 (табл. 23).
Определяем поправочные коэффициенты Δ, Кк и КМ, (см. формулу 15 – Етр.р=(ЕТр∙К′пр∙Кс+Δ)∙Кк∙КМ). В соответствии с табл. 16 для III ДКЗ и 2–го типа местности по увлажнению гидрогеологические условия данной дороги относятся к сложным условиям. Для сложных условий капитального типа покрытия при общей толщине дорожной одежды Н=0,73 м для статического нагружения поправка Δ к модулю упругости равна 14. (табл. 17).
В соответствии с табл. 18 при толщине песчаного слоя 0,35 м поправочный коэффициент Кк равен 1,0.
По табл. 19 при относительной толщине двухслойного покрытия, равной hа/б/D=0,14/0,357 для приведенной интенсивности Nпр=390 ед/сут коэффициент КМ=1,0. Таким образом,
Етр р=(203∙1∙1,18+14)∙1∙1=253 МПа.
Определяем коэффициент прочности дорожной одежды по формуле (6):
=111/253=0,45
Следовательно, требуется усиление покрытия.
Таблица 21. Коэффициент приведения к расчётному модулю упругости Kрi, грунт земляного полотна – Супеси пылеватого.
| Температура асфальтобетона, °С | Толщина слоя асфальтобетона, м | Относительная влажность грунта | ||||
| 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | ||
| 0 | 0,08 | 0,69 | 0,75 | 0,86 | 0,94 | 0,98 |
| 0,12 | 0,68 | 0,74 | 0,84 | 0,91 | 0,95 | |
| 0,16 | 0,68 | 0,73 | 0,83 | 0,89 | 0,92 | |
| 0,20 | 0,68 | 0,73 | 0,82 | 0,82 | 0,91 | |
| 10 | От 0,08 До 0,20 | 0,77 | 0,84 | 0,95 | 1,03 | 1,07 |
| 20 | 0,08 | 0,84 | 0,93 | 1,07 | 1,17 | 1,22 |
| 0,12 | 0,90 | 0,98 | 1,11 | 1,20 | 1,25 | |
| 0,16 | 0,94 | 1,02 | 1,14 | 1,23 | 1,28 | |
| 0,20 | 0,97 | 1,05 | 1,17 | 1,25 | 1,30 | |
| 30 | 0,08 | 0,94 | 1,04 | 1,20 | 1,31 | 1,38 |
| 0,12 | 1,04 | 1,15 | 1,30 | 1,41 | 1,48 | |
| 0,16 | 0,13 | 1,23 | 1,38 | 1,49 | 1,55 | |
| 0,20 | 0,21 | 1,30 | 1,45 | 1,55 | 1,61 | |
| 40 | 0,08 | 1,00 | 1,11 | 1,29 | 1,41 | 1,49 |
| 0,12 | 1,16 | 1,28 | 1,46 | 1,59 | 1,66 | |
| 0,16 | 1,30 | 1,42 | 1,59 | 1,72 | 1,79 | |
| 0,20 | 1,43 | 1,54 | 1,71 | 1,83 | 1,90 | |
| 50 | 0,08 | 1,04 | 1,16 | 1,35 | 1,47 | 1,55 |
| 0,12 | 1,24 | 1,37 | 1,56 | 1,69 | 1,77 | |
| 0,16 | 1,42 | 1,55 | 1,74 | 1,87 | 1,96 | |
| 0,20 | 1,58 | 1,70 | 1,90 | 2,03 | 2,11 | |
Таблица 22. Коэффициент нормированного отклонения t.
| п–1 |
Коэффициент нормированного отклонения t при Кн |
||||||
| 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,95 | 0,98 | |
| 1 | 1,000 | 1,376 | 1,963 | 3,08 | 6,31 | 12,71 | 31,8 |
| 2 | 0,816 | 1,061 | 1,336 | 1,886 | 2,92 | 4,30 | 6,96 |
| 3 | 765 | 0,978 | 1,250 | 1,638 | 2,35 | 3,18 | 4,54 |
| 4 | 741 | 941 | 1,190 | 1,533 | 2,13 | 2,77 | 3,75 |
| 5 | 727 | 920 | 1,156 | 1,476 | 2,02 | 2,57 | 3,36 |
| 6 | 718 | 906 | 1,134 | 1,440 | 1,943 | 2,45 | 3,14 |
| 7 | 711 | 896 | 1,119 | 1,415 | 1,895 | 2,36 | 3,00 |
| 8 | 706 | 889 | 1,108 | 1,397 | 1,860 | 2,31 | 2,90 |
| 9 | 703 | 883 | 1,100 | 1,383 | 1,833 | 2,26 | 2,82 |
| 10 | 700 | 879 | 1,093 | 1,372 | 1,812 | 2,23 | 2,76 |
| 11 | 697 | 876 | 1,088 | 1,363 | 1,796 | 2,20 | 2,72 |
| 12 | 695 | 873 | 1,083 | 1,356 | 1,782 | 2,18 | 2,68 |
| 13 | 694 | 870 | 1,079 | 1,350 | 1,771 | 2,16 | 2,65 |
| 14 | 692 | 868 | 1,076 | 1,345 | 1,761 | 2,14 | 2,62 |
| 15 | 691 | 866 | 1,074 | 1,341 | 1,753 | 2,13 | 2,60 |
| 16 | 690 | 865 | 1,071 | 1,37 | 1,746 | 2,12 | 2,58 |
| 17 | 689 | 863 | 1,069 | 1,333 | 1,740 | 2,11 | 2,57 |
| 18 | 688 | 862 | 1,067 | 1,330 | 1,734 | 2,10 | 2,55 |
| 19 | 688 | 861 | 1,066 | 1,328 | 1,729 | 2,09 | 2,54 |
| 20 | 687 | 860 | 1,064 | 1,325 | 1,725 | 2,09 | 2,53 |
| 21 | 686 | 859 | 1,063 | 1,323 | 1,721 | 2,08 | 2,52 |
| 22 | 686 | 858 | 1,061 | 1,321 | 1,717 | 2,07 | 2,51 |
| 23 | 685 | 858 | 1,060 | 1,319 | 1,714 | 2,07 | 2,50 |
| 24 | 685 | 857 | 1,059 | 1,318 | 1,711 | 2,06 | 2,49 |
| 25 | 684 | 8/56 | 1,058 | 1,316 | 1,708 | 2,06 | 2,48 |
| 26 | 684 | 856 | 1,058 | 1,315 | 1,706 | 2,06 | 2,48 |
| 27 | 684 | 855 | 1,057 | 1,314 | 1,703 | 2,05 | 2,47 |
| 28 | 683 | 855 | 1,056 | 1,313 | 1,701 | 2,05 | 2,47 |
| 29 | 683 | 854 | 1,055 | 1,311 | 1,699 | 2,04 | 2,46 |
| 30 | 683 | 854 | 1,055 | 1,310 | 1,697 | 2,04 | 2,46 |
| 40 | 681 | 851 | 1,050 | 1,303 | 1,684 | 2,02 | 2,42 |
| 60 | 679 | 878 | 1,046 | 1,296 | 1,671 | 2,00 | 2,39 |
| 120 | 677 | 845 | 1,041 | 1,89 | 1,658 | 1,980 | 2,36 |
| ∞ | 0,674 | 0,842 | 1,036 | 1,282 | 1,645 | 1,960 | 2,33 |
Таблица 23.Нормативные коэффициенты прочности и уровень надёжности.
