Учебное пособие 800553

Рис. 9.1. Вид окна базы данных Автомобили

Рис. 9.2. Вид окна базы данных Материалы

Информацию в базы данных можно добавлять, а имеющиеся записи можно корректировать и удалять.

2. Создать новый или открыть существующий проект.

При создании нового проекта определяется состав исходных данных в соответствии с методикой расчета нежестких дорожных одежд, которая регламентируется действующими нормативными документами. Программа позволяет также работать с ранее созданными проектами конструкций дорожных одежд.

3. Произвести ввод или редактирование данных по конструкциям дорожных одежд и параметрам расчета.

Исходные данные для расчета представлены командами меню и сгруппированы по смыслу:

121

−климатические характеристики,

−данные о дороге,

−состав движения,

−расчетные нагрузки,

−слои конструкции,

−режимы и условия расчета.

Данные вводятся через специальные оконные формы диалога проектировщика с программой. При вводе информации выбор данных предусмотрен с помощью графической информации в виде карт, электронных справочников.

При вводе данных об интенсивности и составе движения, а также при вводе слоев конструкции дорожной одежды используется информация соответствующих баз данных.

В окне диалога Режимы и условия расчета назначаются варьируемые слои, указываются их максимальные толщины и шаг варьирования. Здесь же указывается вид расчета (динамическая нагрузка или статическая) и вид расчета - новое строительство или усиление существующей конструкции.

4. Расчет конструкции Возможны три варианта завершения расчета:

−расчет произведен,

−расчет приостановлен (выдается предупреждение о промежуточных результатах, учитывая которые расчет можно продолжить),

−расчет не был произведен (это возможно при некорректном введении исходных данных или при неполной исходной информации).

5.Визуальный просмотр результатов расчета, вывод отчета на печать.

6.Сохранение данных проекта.

Результаты расчета по программе РАДОН можно получить в трех видах:

-упрощенной визуальной схемы,

-отчета, который можно предварительно просмотреть на экране и распечатать на принтере;

-файла отчета в формате RTF.

Вопросы для самопроверки

1.Какой основной критерий оптимальности используется при автоматизированном проектировании нежестких дорожных одежд?

2.Решение каких задач осуществляется в программе РАДОН?

3.Какие дополнительные возможности предоставляет проектировщику программа РАДОН?

4.Какова последовательность расчетов по программе РАДОН?

5.В каком виде могут быть представлены результаты проектирования?

122

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Учебное пособие ориентировано на освоение методов конструирования и расчета нежестких дорожных одежд – основного и самого дорогостоящего конструктивного элемента автомобильной дороги, от надежной работы которого зависят все ее транспортно-эксплуатационные показатели. Приведенные в пособии материалы позволяют студентам проводить вариантное проектирование нежестких дорожных одежд. Для более углубленного детального ознакомления с основами проектирования следует использовать действующие нормативные документы, приведенные в библиографическом списке. При конструировании дорожных одежд следует шире использовать местные материалы и типовые конструкции на их основе, ознакомиться с которыми можно в специальном «Каталоге конструкций дорожных одежд для ЦЧР», разработанном на кафедре проектирования автомобильных дорог и мостов ВГАСУ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основная литература

1.СНиП 2.05.02.85. Строительные нормы и правила. Автомобильные дороги.

–М.: Госстрой СССР, 2001. – 68с.

2.ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. –Утв. 20.12.00, распор. Росавтодора № ОС-35-р. –М.: Информавтодор, 2001. –145 с.

3.МОДН 2-2001. Проектирование нежестких дорожных одежд. –Утв. 15.12.2000, распор. МСД. –М.: Государственный дорожный научноисследовательский институт ФГУП «СоюздорНИИ»-, 2002. –111 с.

4.Бабков, В.Ф. Проектирование автомобильных дорог /В.Ф. Бабков, О.В.

Андреев. Ч.I. –М.: Транспорт, 1987. – С.295-343.

5.Проектирование автомобильных дорог. Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). Т.V / Г.А. Федотов, П.И. Поспелов, Э.К. Кузахметова, В.Д. Казарновский [и др.]; под ред. д-ра.техн.наук, проф. Г.А. Федотова, д-ра.техн.наук, проф. П.И. Поспелова. - М.: Информавтодор, 2007. – 668 с.

Дополнительная литература

6.Проектирование дорожных одежд / Н.Н. Иванов, А.Н. Защепин, М.Б. Корсунский [и др.]. – М.: Автотрансиздат, 1955. –250 с.

7.Бируля, А.К. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд автомобильных дорог / А.К. Бируля. –М.: Транспорт, 1964. –167 с.

8.Корсунский, М.Б. Повышение научно-технического уровня проектирования дорожных одежд /М.Б. Корсунский//Автомобильные дороги.–1982.–№8.–

С.16-18.

9.Бируля, А.К. Работоспособность дорожных одежд / А.К. Бируля, С.И. Михович. –М.: Транспорт, 1968. – 171 с.

10.Корсунский, М.Б. Технико-экономическое обоснование конструкций дорожных одежд / М.Б. Корсунский. –М.: Транспорт, 1964. – 95 с.

123

11.Бабков, В.Ф. Проектирование автомобильных дорог / В.Ф. Бабков, О.В. Андреев, М.С. Замахаев.–М.: Транспорт, 1970. –Ч.I. –400 с.

12.Дорожная наука: справочная энциклопедия дорожника (СЭД). Т.IV / А.П. Васильев, В.Д. Казарновский, В.П. Носов [и др.]; под ред. канд.техн.наук А.А. Надежко. - М.: Информавтодор, 2006. – 393 с.

13.Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд / под. ред. И.А. Золотаря, В.М. Сиденко, Н.А. Пузакова. –М.: Транспорт, 1971. –415 с.

14.Илиополов, С.К. Уточненный расчет напряженно-деформированного состояния системы «Дорожная одежда-грунт» / С.К. Илиополов, М.Г. Селезнев. – Ростов-на-Дону: Российский госуд. строит. ин-т, 1997. – 125 с.

15.Илиополов, С.К. Механико-математическое моделирование системы «Дорожная одежда-грунт» при анализе динамических процессов в ее элементах: автореф.дис...докт. техн. наук. – Ростов-на-Дону, 1998. –45с.

16.Смирнов,А.В. Механика устойчивости и разрушения дорожных конструкций/А.В.Смирнов, А.А.Малышев, Ю.А.Агалков.-Омск:СибАДИ,1997.-91с.

17.Смирнов, А.В. Основы метода расчета и конструирования дорожных одежд на действие подвижных нагрузок / А.В. Смирнов // СоюздорНИИ. Материалы VI Всесоюзного совещания по основным направлениям научнотехнического прогресса в дорожном строительстве.– М.: Изд-во СоюздорНИИ, 1976. –Вып.8. – С. 4-6.

18.ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия. –Введ. 01.01.91. –М.: Изд-во стандартов, 1998. –25 с.

19.ГОСТ 23558-79. Материалы щебеночные, гравийные и песчаные, обработанные неорганическими вяжущими. Технические условия. –М.: Изд-во стан-

дартов, 1984. –8 с.

20.ГОСТ 25607-83. Материалы нерудные для щебеночных и гравийных оснований и покрытий автомобильных дорог. Технические условия. –М.: Изд-во стандартов, 1983. –9 с.

21.Обоснование расчетных параметров для нежестких дорожных покрытий.

–М.: Дориздат, 1952. –160 с.

22.Иванов, Н.Н. О работоспособности асфальтобетона в дорожном покрытии / Н.Н. Иванов, Л.Г. Ефремов //Сб.научн.тр. –М.: МАДИ, 1973. –

Вып. 63. – С.52-59.

23.Иванов, Н.Н. Новый метод расчета дорожных одежд нежесткого типа /Н.Н. Иванов. –Киев: Будивельник, 1968. -80 с.

24.Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд автомобильных дорог / под ред. Н.Н. Иванова. -М.: Транспорт, 1964. – 120 с.

25.Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд/ под ред. Н.Н. Иванова. –М.: Транспорт, 1973. –328 с.

124

26.Научные исследования СоюздорНИИ за 50 лет.-М.:Транспорт,1977.-229с.

27. Радовский, Б.С. Расчетная схема дорожной одежды как сложной вяз- ко-упругой среды под действием нагрузки. / Б.С. Радовский // СоюздорНИИ. Материалы VI Всесоюзного совещания по основным направлениям научнотехнического прогресса в дорожном строительстве.– М., Изд-во СоюздорНИИ, 1976. –Вып.8. - С. 9-14.

28.Васильев, А.П. Методические указания по расчету нежестких дорожных одежд / А.П. Васильев, Ю.М. Яковлев, М.С. Коганзон, Иркутск, 1998. –55 с.

29.Коган, Б.И. О применении точного решения теории упругости для многослойного полупространства и расчету нежестких дорожных покрытий /Б.И. Коган // Тр.ХАДИ. - Харьков: Изд-во ХГУ, 1958. –Вып.21. - С.113-125.

30.Проектирование оптимальных нежестких дорожных одежд / под. ред. А.Я. Тулаева. –М.: Транспорт, 1977. –115 с.

31.Бабков, В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения / В.Ф. Бабков.

–М.: Транспорт, 1993. –271 с.

32.Васильев,А.П. Диагностика как основа управления состоянием автомобильных дорог / А.П. Васильев // Сб. докл. Международной конференции «Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсоснабжения в условиях рыночных отношений». - Белгород, 1997. – С. 309-315.

33.Коганзон, М.С. Основные направления обеспечения работоспособности дорожной одежды / М.С. Коганзон // Сборник научных трудов «Особенности проектирования строительства и эксплуатации автомобильных дорог в Вос- точно-Сибирском регионе». – Иркутск, 1998. – С. 56-60.

34.Сильянов, В.В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог /В.В. Сильянов. – М.: Транспорт, 1984. –287 с.

35. Слободчиков, Ю.В. Условия эксплуатации и надежность работы автомобильных дорог /Ю.В. Слободчиков. – М.: Транспорт, 1987. –128 с.

36.Дорожный асфальтобетон /Л.Б. Геденцвей, Н.В. Горелышев, A.M. Богуславский, И.В. Королев / под ред. Л.Б. Гезенцвея. - М.: Транспорт, 1985, – 350 с.

37.Самодуров, С.И. Асфальтовый бетон с применением шлаковых материалов /С.И. Самодуров. – Воронеж: изд-во ВГУ, 1984. –108 с.

38.Самодуров, С.И. Гранулированные доменные шлаки и шлакопемзовые пески в дорожном строительстве/С.И.Самодуров.–Воронеж: ВГУ, 1975. –184с.

39.Матвеев, Е.В. Исследование битумошлаковых смесей и условия их применения в покрытиях автомобильных дорог: дис… канд. техн. наук, Воро-

неж, 1974. – 233 с.

40.Расстегаева, Г.А. Исследование процессов структурообразования смесей из гранулированного шлака и вязкого битума при строительстве покрытий автомобильных дорог: автореферат дис… канд. техн. Наук./Г.А. Расстегаева.

–Л.: 1970. –20 с.

125

41.Еремин, В.Г. Холодный асфальтобетон на шлаковых материалах и его применение в покрытиях автомобильных дорог: дис... канд. техн. наук., Воро-

неж, 1987. –212 с.

42.Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ВСН

46-72. –М.: Транспорт, 1973. –110 с.

43.Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ВСН

46-83. –М.: Транспорт, 1985. –157 с.

44.СН 25-74. Инструкция по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов. –М.: Стройиздат, 1975. –143 с.

45.ОДН 218.1.052-2002. Оценка прочности нежестких дорожных одежд. – Утв. 19.11.2002, рас. Минтранса РФ . –М.: Информавтодор. 2003. –80с.

46.ГОСТ 52748-2007. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения

игабариты приближения на автомобильных дорогах общего пользования. –М.: ИПК Издательство стандартов, 2006. – 28 с.

47.Дорожная терминология: Справочник /под. ред. М.И. Вейцмана. –М.:

Транспорт, 1985. -310 с.

48.Классификация работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования: Утв. Распоряжением Минтранса РФ № ИС-5-р от

3.01.2002г. - М.: Росавтодор, 2002. - 28 с.

49.ОДН 218.0.006-2002. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог: Утв. Распоряжением Минтранса РФ № ИС-840-р от 3.10.2002г. - М.: Росавтодор, 2002. - 138 с.

50.РАДОН. Расчет дорожных одежд. Руководство пользователя. –Минск, СП Кредо-Диалог, 2006. –108 с.

51.Булдаков, С.И. Проектирование основных элементов автомобильной дороги. Учебное пособие /С.И. Булдаков. – Екатеринбург: Изд. Урал. гос. лесо-

техн. ун-та, 2009. – 310 с.

52.Корочкин, А.В. Проектирование нежестких дорожных одежд: учеб.пособие /А.В. Корочкин. – М.: Изд. МАДИ (ГТУ), 2005. – 130 с.

53.Гридчин, А.М. Основы проектирования автомобильных дорог: учеб. пособие / А.М. Гридчин, Н.Г Горшкова.– Белгород: Изд.БГТУ им. В.Г. Шухова, 2006. –Ч.2. – 198 с.

54.Корочкин, А.В. Проектирование усиления дорожных одежд: учеб. пособие /А.В. Корочкин. – М.: Изд. МАДИ (ГТУ), 2007. – 86 с.

55.Девятов, М.М. Основы проектирования автомобильных дорог: учеб. пособие / М.М. Девятов. – Волгоград: Изд. ВолгГАСУ, 2009. – 428 с.

126

Приложение 1

Пример расчета дорожной одежды

1. Задание для проектирования

Требуется запроектировать дорожную одежду на автомобильной дороге в Московской области - II дорожно-климатическая зона, 2-я подзона (см.рис.П.2).

Исходные данные для определения категории дороги: Грузонапряженность – 868 тыс.т.км/км. Пассажиронапряженность для:

легковых автомобилей – 1200 тыс.пасс.км/км; автобусов – 482 тыс.пасс.км/км.

Состав движения для грузовых автомобилей: 2 т – 20%; 4 т – 45%; 6 т –

8%; 8 т – 14%; 10 – 13%.

Коэффициент использования грузоподъемности, γ: для грузовых автомобилей - 0,91, для легковых - 0,90, для автобусов – 0,67.

Коэффициент использования пробега β: для грузовых автомобилей - 0,68, для легковых - 0,69, для автобусов – 0,89.

Рост интенсивности движения р% =4,2%. Исходные данные для расчета дорожной одежды:

Заданный уровень надежности Кн =0,95.

Срок службы дорожной одежды Тсл – 15 лет. Грунт земляного полотна – супесь пылеватая.

Схема увлажнения рабочего слоя земляного полотна – 2. Дополнительные условия - расчет выполнен для насыпи высотой 1,5 м

при глубине залегания грунтовых вод 1,0 м от дневной поверхности.

2. Определение технической категории дороги

2.1. В соответствии с данными о составе движения рассчитаем среднюю грузоподъемность грузовых автомобилей по формуле (5.4):

qcp = 2 0,2 + 4 0,45 + 6 0,08 + 8 0,14 + 10 0,13 = 5,1 т.

2.2. Определяем интенсивность движения на первый год эксплуатации дороги по формуле (5.3):

Nгр = 868000 1,2/(365 5,1 0,91 0,68) = 904 авт/сут;

Nл = 1200000 1,2/(365 4 0,90 0,69) = 1588 авт/сут;

Nавт = 482000 1,2/(365 35 0,67 0,89) = 76 авт/сут.

Тогда суммарная интенсивность движения на первый год эксплуатации, рассчитанная по формуле (5.2), составит:

N0 = Nгр + Nл + Nавт = 904 + 1588 + 76 = 2568 авт/сут.

127

m.сум

N15 авт

N15 гр

2.3. Перспективную интенсивность движения на 20-й год эксплуатации рассчитаем по формуле (5.1):

Nt = 2568(1 + 0,042)20 = 5847 авт/сут,

следовательно, согласно СНиП 2.05.02-85 (см. табл. 5.1) дорога относится ко II категории. Согласно принятой классификации, (см. табл. 2.1) запроектируем для данной дороги нежесткую дорожную одежду с капитальным усовершенствованным покрытием.

3. Установление расчетной нагрузки и интенсивности движения

3.1. Для автомобильной дороги II категории примем параметры расчетной нагрузки в соответствии с данными табл. 4.1 и рекомендациями ГОСТ Р527482007 [44]:

-нормативная статическая нагрузка на ось 115 кН,

-нормативная статическая нагрузка на поверхность покрытия от колеса

Qрасч = 57,5 кН,

-удельное давление колеса на покрытие р =0,6 МПа,

-расчетный диаметр следа движущегося колеса Dд = 40 см,

-расчетный диаметр следа неподвижного колеса Dн = 35 см.

3.2.Определим интенсивность движения грузовых автомобилей и автобусов по автомобильной дороге на 15-й год эксплуатации (в соответствии с заданным сроком службы) по формуле (5.1):

= 904(1+0,042)15=1676 авт/сут;

= 76(1+0,042)15=141 авт/сут.

3.3. Определим приведенную к расчетной интенсивность воздействия нагрузки Nр на последний год срока службы по формуле (4.2):

n

N p = fпол ∑Nm Sm.сум, m=1

где fпол – коэффициент, учитывающий число полос движения, в соответствии с табл. 4.2, примем fпол =0,55; n – общее число различных марок транспортных средств в составе потока; Nm – число проездов в сутки в обоих направлениях транспортных средств m-ой марки; S – суммарный коэффициент приведения транспортного средства m-ой марки к расчетной нагрузке (см.

табл.4.4).

Nр= 0,55[1676 (0,2 0,004+ 0,45 0,111+ 0,08 0,40+ 0,14 0,69 + 0,13 0,69) + +141 0,40)] = 0,55 507,3 = 279 авт/сут.

3.4. Суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки к точке на поверхности дорожной конструкции за срок службы рассчитаем по формуле

(4.8).

Для расчетов примем:

128

- число расчетных дней в году, соответствующих определенному состоянию деформируемости конструкции для Московской области Трдг =125 (см. рис.4.2,

табл 4.6);

- q – показатель изменения интенсивности движения по годам по формуле (4.9), q=1+0,042=1,042;

-расчетный срок службы дорожной одежды по заданию Тсл=15 лет;

-коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения

от среднего ожидаемого, в соответствии c табл.4.7 kп=1,49;

- Кс – коэффициент суммирования, вычислим по формуле (4.10):

Kc = qTсл −1			=	1,04215 −1		= 20,24.
Тогда по формуле (4.8)	q −1			1,042 −1
		20,24
∑N p = 0,7 279					125 1,49 = 413580 = 4,1 105.
		(15−1)
	1,042

4. Определение величины минимального требуемого модуля упругости

Величину минимального требуемого модуля упругости вычислим по формуле (5.5), приняв значение эмпирического параметра с= 3,20 для расчетной нагрузки на ось 115 кН:

E трmin = 98,65[lg(∑ N p )− c] = 98,65[lg(413580) - 3,20] =238 МПа.

Согласно табл. 5.2 для дорог II категории минимальное значение требуемого модуля упругости Еmin=220 МПа, что меньше полученного по расчету, следовательно, для расчета принимаем модуль упругости Етр=238 МПа.

5.Определение требуемого уровня надежности и коэффициента прочности

Для дороги II категории с капитальным типом дорожной одежды предельный коэффициент разрушения Крпр =0,05 (см. табл. 4.8).

Так как по заданию коэффициент надежности равен Кн =0,95, то в соответствии с табл. 4.8 требуемые минимальные коэффициенты прочности:

для расчета по упругому прогибу – 1,20, по сдвигу и на растяжение при изгибе – 1,00.

6. Конструирование дорожной одежды

С учетом данных табл. 3.1, 3.4, 3.5 и рис. 2.1 принимаем следующую конструкцию дорожной одежды:

Покрытие – асфальтобетон плотный I марки, типа А, на битуме БНД 60/90, укладываемый в горячем состоянии, h1 =4 см.

129

Основание:

Верхний слой – асфальтобетон пористый на битуме БНД 60/90, укладываемый в горячем состоянии, h2 =8 см.

Нижние слои:

– черный щебень, уложенный по способу заклинки, h3 =12 см,

– гравийно-песчаная смесь, укрепленная цементом М20 (толщину слоя h4 необходимо определить расчетом).

Дополнительный слой основания – песок среднезернистый, h5 =20 см. Грунт земляного полотна – супесь пылеватая.

7. Определение характеристик грунта земляного полотна

Расчетную влажность грунта Wр (в долях от влажности на границе текучести Wm) определим по формуле (4.19).

Для расчетов примем:

- среднее многолетнее значение относительной влажности грунта в долях от границы текучести с учетом дорожно-климатической зоны, схемы увлажне-

ния и типа грунта земляного полотна (см. табл.4.10) W таб = 0,70;

- поправка на особенности рельефа для равнинных районов 1W = 0 (см.

табл.4.11); - поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин, для

обочин, укрепленных щебнем, 2W = 0,02 (см. табл.4.12);

- поправка на влияние суммарной толщины стабильных слоев дорожной

одежды (см. рис.4.6)					3 = 0,001;
- коэффициент нормированного отклонения для заданного уровня надеж-
ности (Кн =0,95) t = 1,71 (см. табл. 4.9).
Wр = (		таб + 1		−	2		)(1+ 0,1 t)− 3 = (0,70+0 - 0,02) 1,171-0,001=0,795≈0,80.
	W		W			W

При расчетной влажности Wр = 0,80 модуль упругости грунта земляного полотна Е =32 МПа (см. табл. 4.14) , ϕ = 130, С = 0,003 МПа (см. табл. 4.13), φст = 340 (см. табл. 4.13, для Σ Np=1) .

8. Расчетные характеристики материалов конструктивных слоев

Для принятой конструкции дорожной одежды расчетные параметры, необходимые для проектирования, занесем в табл. П.1.1.

Расчетные значения прочностных характеристик конструктивных слоев приняты в соответствии с табличными данными (номера таблиц указаны в третьей колонке табл. П.1.1) и по правилам, изложенным в разделе 4.5.

130