Курсовая работа по предмету "Транспорт"

Узнать цену курсовой по вашей теме


Методы оценки эксплуатационного состояния автомобильных дорог


Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Автоматизация технологических процессов в машиностроении»

Курсовой проект

по дисциплине:

«Пути сообщений, технологические сооружения»

на тему:

«Методы оценки эксплуатационного состояния автомобильных дорог»

Вариант 6

Выполнил Мусин Р.К. студент IV-МиАТ-16

(Ф.И.О.) (группа)

Проверил старший преподаватель Зимина Л.Н.

(Ф.И.О.)

_________________

(Оценка защиты) (Подпись преподавателя)

Самара 2008

техническое задание

Определить следующие эксплуатационные характеристики дороги: показатель обеспеченности расчетной скорости, уровень загрузки дороги движением, показатели аварийности, ровности, сцепных качеств покрытия, а также показатели прочности нежестких дорожных одежд на основе данных испытаний характеристики состояния покрытия в зависимости от вида и количества дефектов по данным визуального обследования. По результатам расчёта необходимо назначить состав работ по содержанию и ремонту асфальтобетонного покрытия дорожной одежды.

Таблица 1. Исходные данные для оценки показателей технико-эксплуатационного состояния дороги.

Вариант задания

Фактические показатели ТЭС дороги

V ф max, км/ч

Nф, авт/сут

Пропускная способность, авт/сут

Каф

цф

6

100

6700

10000

25

0,26

Примечания:

1. Значения коэффициента сцепления определялись ПКРС 2 с протектором без рисунка.

2. Для дорог с фактической интенсивностью движения менее 4000 авт/сут пропускную способность не проверяют.

Таблица 2. Исходные данные для визуальной оценки состояния дорожной одежды.

№ пп.

Состояние покрытия и характер повреждения

Длина участка, м

1.

Отдельные трещины на расстоянии 20-40 м между трещинами

-

Тоже на расстоянии 10-20м

-

2.

Редкие трещины на расстоянии между соседними

трещинами 8-10 м

-

То же 6-8 м

-

То же 4-6 м

-

3.

Частые трещины на расстоянии между соседними

трещинами 3-4 м

300

То же 2-3 м

200

То же 1-2 м

250

4.

Сетка трещин при относительной площади, занимаемой

сеткой, менее 30 %

380

То же 30-60%

340

То же 60-90%

120

5.

Колейность при средней глубине колей 5 мм

300

То же 5-10 мм

320

То же 10 мм

250

6.

Просадки при относительной площади просадок 20%

-

То же 20-50%

-

7.

Проломы дорожной одежды при относительной площади,

25

занимаемой проломами, 10%

Таблица 3. Исходные данные для оценки прочности дорожных одежд.

Параметры

Значения

Категория дороги

II

Приведённая интенсивность движения Nnp, ед./сут

390

Дорожно-климатическая зона

III

Грунт земляного полотна

Супесь пылеватый

Тип местности по увлажнению

2

Относительная влажность грунта

0,77

Тип покрытия

Капитальный

Общая толщина дорожной одежды, м

0,73

Толщина песчаного слоя, м

0,35

Толщина асфальтобетона, м

0,14

Марка асфальтобетона, м

II

Температура асфальтобетона, С0

10

Вид испытаний

Статические

Вид нагружений или установки

Жесткий штамп

Диаметр штампа, м

0,357

Для испытательной установки УДН-НК диаметр отпечатка колеса определяется по формуле:

, Q=50 кН; PШ=0,6 МПа

Таблица 4. Прогибы дорожных одежд.

Номер

точек

Прогиб нежёсткой дорожной одежды, мм, по вариантам задания

6

1

1,10

2

1,12

3

1,03

4

1,25

5

1,23

6

1,18

7

1,02

8

1,34

9

1,31

10

1,20

Таблица 5. Исходные данные для оценки ровности покрытий.

Варианты задания

Показания измерительных приборов, см/км

Количество просветов под рейкой

>6мм, %

Толчкомер

ПКРС-2

6

7

Таблица 6. Исходные данные: влияние параметров автомобильной дороги на скорость движения автомобиля.

Вариант задания

Расчётные схемы

6

Движение на трехполосной проезжей части при отсутствии разметки

введение

Эксплуатационное состояние дороги - степень соответствия нормативным требованиям переменных параметров и характеристик дороги, изменяющихся в процессе эксплуатации под воздействием нагрузок транспортных средств, метеорологических условий и уровня содержания. Основные технико-эксплуатационные характеристики, по которым оценивается состояние дороги: обеспеченная скорость движения автомобилей пропускная способность и уровень загрузки дороги движением, безопасность движения, прочность дорожной одежды, ровность и сцепные качества покрытия. В зависимости от значений показателей этих параметров и характеристик назначаются работы по содержанию и ремонту дорог.

Содержание дорог в весенний, летний и осенний периоды включает работы по систематическому уходу за дорогой для поддержания ее в надлежащем состоянии в течение всего года. К содержанию относятся также следующие работы: устранение выбоин, раковин, трещин, отдельных волн, бугров, наплывов и т. п. в асфальтобетонных покрытиях; работы по профилактической защите цементобетонных покрытий от поверхностных разрушений (пропитка); работы по ликвидации выбоин, раковин, по ликвидации кромок и углов плит, а также по заливке трещин и швов в цементобетонных покрытиях. Кроме того, к содержанию относятся работы по устранению местных просадок и вспучиваний для всех типов покрытий.

Ремонт дорожных одежд заключается в работах по восстановлению слоя износа, улучшению ровности, повышению шероховатости и сцепных качеств покрытия, по усилению дорожных одежд и уширению проезжей части.

1. ОЦЕНКА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСЧЕТНОЙ СКОРОСТИ

Автомобильные дороги по эксплуатационному состоянию должны обеспечивать возможность безопасного движения автомобилей с максимальной скоростью, близкой к расчетной для данной категории дороги. Скорость движения автомобилей оценивается по эксплуатационному коэффициенту обеспеченности расчетной скорости Крсэ определяемому по формуле:

(1)

где Vф mах - фактическая максимальная скорость движения на каждом участке эксплуатируемой дороги; Vp - расчетная скорость для данной категории дороги в соответствии со СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги.

Фактические скорости движения приведены в табл. 1.

Назначение ремонтных работ в зависимости от величины Крсэ осуществляется в соответствии с табл. 7.

Таблица 7.

Значение коэффициента Крсэ

Требуемый вид работ

0,75-1,0

Содержание

0,75

Ремонтные работы

0,5 - 0,75

В неблагоприятные периоды года требуется усиленное содержание и последующее улучшение

<0,5

Первоочередная перестройка

Следовательно, на данной автомобильной дороге требуется только содержание.

Влияние ширины укреплённой поверхности дороги на обеспеченность расчётной скорости оценивают исходя из понятия «ширины психологического коридора».

«Психологический коридор» - это ширина поверхности дороги, которая оказывает психологическое воздействие на водителя при выборе траектории и режима движения.

Общая ширина психологического коридора:

;

Сокращение ширины укреплённой поверхности приводит к уменьшению ширины психологического коридора. Вместе с этим снижается и скорость движения. Величина снижения скорости при уменьшении ширины укрепленной поверхности существенно зависит от интенсивности движения. С учетом факторов расчетные формулы для определения максимальной скорости и коэффициента обеспеченности расчётной скорости, которые имеют вид:

Vфmax=K1п), км/ч;

Крс2п),

где К1 и К2 - коэффициенты, учитывающие интенсивность и расчётную схему движения; Вп - минимальная ширина психологического коридора для различных расчётных схем, м. Расчётные формулы, значения К1 К2 и Вп, а также пределы применимости расчётных формул по интенсивности движения приведены в таблице 8.

Таблица 8.

Расчетная схема

Расчётные формулы

Границы применения по интенсивности движения, физич. авт/сут

летом

в

переходные периоды

зимой

1. Свободное движение

одиночного автомобиля

Vфmax=K1-3,1), Крс=К2-3,1), где К1=40; К2=0,33

<700

<600

<500

2. Движение в частично связанном потоке на двухполосной проезжей части при интенсивности, авт./сут а) 500-1500

Vфmax=K1-4), Крс=К2-4), где при В до 7 м К1=42,8; К2=0,36

при В от 7 м К1=40; К2=0,33

700-1500

600-1200

500-1000

б) 1500-4200

Vфmax=K1-4), Крс=К2-4), где К1=36,4; К2=0,30

1500-4200

1200-3600

1000-3000

3. Движение при интенсивном встречном потоке на двухполосной проезжей части

Vфmax=K1-4), Крс=К2-4), где К1=30,7; К2=0,25

>4200

>3600

>3000

4. Движение на трёхполосной проезжей части:

а) при полной разметке

Vфmax=K1-7,3), Крс=К2-7,3), где К1=25,7; К2=0,21

>7000

>6000

>5000

6) при отсутствии разметки

Vфmax=K1-8,5), Крс=К2-8,5), где при В до 11 м К1=38; К2=0,32 при В от 11,1 до 12,5 м К1=26,4; К2=0,22

при В1ф >12,5 м К1=23,2; К2=0,19

>7000

>6000

>5000

5. Движение на проезжей части одного направления четырёхполосной автомагистрали с разде-

лительной полосой, м:

а) более 5

Vфmax=K1-4,1), Крс=К2-4,1), где при В до 8 м К1=36; К2=0,30 при В от 8,1 до 9,75 м К1=30,9; К2=0,26

<

15000

<12000

<12000

6) до 5

Vфmax=K1-4,1), Крс=К2-4,1), где К1=30,9; К2=0,26

<

12000

<10000

<10000

Для определения обеспеченной скорости необходимо иметь данные о фактически используемой для движения ширине укреплённой поверхности дороги В, т.е. ширине чистой проезжей части и краевых укреплённых полос. При отсутствии данных непосредственных измерений она может быть вычислена по формуле:

В=В+2b-2b3, м,

где В - ширина проезжей части, м; b - ширина краевой укреплённой полосы, м; b3 - ширина полосы загрязнения у кромки проезжей части или краевой укреплённой полосы, м.

Ширина полос загрязнения в зимний и осенне-весенний периоды зависит от параметров дороги, типа укрепления обочин и уровня содержания дороги. Ширину полос загрязнения определяют путём непосредственных измерений на каждом характерном участке, непосредственные измерения принимаются в зависимости от типа укрепления обочин (табл. 9).

Влияние ширины и типа укрепления обочин на скорость движения до определенной степени соизмеримо с влиянием ширины укрепленной поверхности дороги. Однако расчетных формул оценки этого влияния не разработано. Установлено, что наибольшее влияние оказывает вид и состояние полосы обочины шириной от кромки проезжей части до 1,5 м. зависимость скорости от ширины обочин представлена графически (рис. 2).

Таблица 9.

Вид укрепления обочины

В зимний период

В осенне-весенние периоды

На прямых участках и на кривых в плане радиусом более 600 м при высоте насыпи больше высоты снежного покрова

На кривых в плане радиусом 200-600 м при высоте насыпи больше высоты снежного покрова

На снегозаносимых участках, на участках с ограждениями, направляющими столбиками, тумбами, парапетами

На прямых участках и на кривых в плане радиусом более 200 м

На кривых в плане радиусом менее 200 м и на участках с ограждениями, направляющими столбиками, тумбами, парапетами

Слой щебня или гравия

0,2-0,4

0,3-0,5

0,3-0,5

0,1-0,3

0,1-0,3

0,4-0,5

0,5-1,0

0,6-1,2

0,2-0,4

0,3-0,5

Засев травой

0,2-0,75

0,3-0,5

0,3-0,5

0,1-0,3

0,1-0,3

0,4-1,0

0,6-1,2

1,2-1,8

0,4-0,6

0,5-1,0

Обочины не укреплены

0,2-0,75

0,4-0,6

0,4-0,6

0,1-0,5

0,1-0,5

0,4-1,0

1,2-1,8

1,2-2,0

0,6-0,8

1,0-1,5

Примечания: 1. В числителе для дорог I-П категорий, в знаменателе для дорог III-IV категорий.

Ширина полосы загрязнения зависит от оснащения дорожных организаций машинами для содержания дорог. При оснащении, равном 100% нормативной потребности, ширину полосы загрязнения принимают минимальной, при 60-70 % оснащённости принимают средние значения, а при оснащении менее 50 % - максимальные.

При устройстве на обочинах покрытия шириной более 1,5 м из асфальтобетона, цементобетона или из материалов, обработанных вяжущими, сокращения ширины укреплённой поверхности не происходит.

При расчетной схеме «Движение на трехполосной проезжей части при отсутствии разметки»:

Vфmax=K1-8,5)=38(12,75-8,5)=162 км/ч

Крс2-8,5)=0,32(12,75-8,5)=1,36

при В до 11 м (12,75 м) К1=38; К2=0,32

Ширина психологического коридора составляет 4,5 м.

2. ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОГИ

Безопасность дороги оценивается по нескольким показателям: коэффициенту происшествий (или относительной аварийности), коэффициенту безопасности Кб и коэффициенту аварийности Ка (для участков дороги в равнинной и холмистой местности). Для дорог, проходящих в горной местности, безопасность оценивается по разнице коэффициентов аварийности на соседних участках с уклонами более 50‰, и радиусами менее 300 м.

Итоговым коэффициентом аварийности Ка называется произведение частных коэффициентов аварийности, учитывающих влияние постоянных параметров дороги (элементов плана, профиля), переменных (сезонных), а также временных (кратковременных) параметров: сцепных качеств и ровности покрытия фактически используемой ширины проезжей части и обочин и т. д., изменяющихся в течение года под воздействием транспортных средств, сезонных и временных колебаний метеорологических условий. Исходные данные для определения итогового коэффициента аварийности приведены в табл. 1. допустимые значения итоговых коэффициентов аварийности приведены в табл. 10.

Таблица 10.

Параметры

Степень опасности участков дороги

Не опасный

Малоопасный

Опасный

Очень опасный

Ка для участков дорог в равнинной и холмистой местности

0-10

10-20

20-40

40

Разница в коэффициентах Ка соседних участков (для горной местности), %

20

20-40

40-100

100

На участках дороги в равнинной и холмистой местности с Ка>20 необходимо выполнение работ по повышению безопасности движения. При ремонте и реконструкции такие участки подлежат перестройке в первую очередь. При Каф=25 требуется выполнение работ по повышению безопасности движения.

3. ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРУЗКИ ДОРОГИ ДВИЖЕНИЕМ

Фактический уровень загрузки дороги движением Z определяется как отношение фактической интенсивности N, авт/сут, приведенной к легковому автомобилю, к пропускной способности Р, авт/сут, т. е.:

Z=N/P (2)

Исходные данные для определения фактического уровня загрузки дороги приведены в табл. 1. Допустимые уровни загрузки дорог приведены в табл. 11.

Z=6700/10000=0,67

Таблица 11. Уровни загрузки дорог.

Характеристика участков дороги

Допустимый уровень загрузки дороги

Подъезды к аэропортам, железнодорожным станциям, морским и речным причалам и пристаням (IА, IБ, II)

0,5

Внегородские магистрали

(дороги категории IA)

0,6

Въезды в города, обходы и кольцевые дороги вокруг больших городов

(дороги категорий IБ, II, III)

0,65

Автомобильные дороги II и III

0,7

ОЦЕНКА РОВНОСТИ ПОКРЫТИЯ ДОРОГ

Состояние покрытий проезжей части дорог по ровности оценивается коэффициентом ровности Кр.

Кр=Sдоп/Sфакт (3)

где Sдоп - предельно допустимое значение состояния покрытий по ровности, определяемое по табл. 12; Sфакт - фактическое значение показателя ровности покрытия; в данной курсовой работе фактическое значение ровности покрытия определяется по табл. 5.

Таблица 12. Допустимые показатели ровности покрытий.

Группа дорог в соответствии с [2]

Интенсивность движения, авт/сут

Предельно допустимое состояние покрытия Sдоп по

ровности

Показатель ровности, см/км

Число просветов под 3-метровой рейкой, превышающих указанные в СНиП 3.06.03-85,%

По прибору ПКРС-2

По точкомеру

А

Б

В

3000

1000-3000

1000

7000

660

860

1200

540

120

170

265

100

7

9

14

6

Примечание: Для дорог с интенсивностью движения более 7000 авт/сут нормативы даны в соответствии с [1]. В соответствии с [1] при коэффициенте ровности Кр > 1 назначаются работы по содержанию дороги, при Кр<1 - ремонтные работы.

Предельно допустимое значение состояния покрытий по ровности Sдоп =6 , фактическое значение показателя ровности покрытия Sфакт = 7

Кр=Sдоп/Sфакт=6/7=0,86

следовательно, требуются ремонтные работы.

5. ОЦЕНКА СЦЕПНЫХ КАЧЕСТВ ПОКРЫТИЯ ДОРОГ

Сцепные качества покрытий оцениваются коэффициентом Кс, определяемым по формуле:

Ксфдоп (4),

где цф - фактический коэффициент продольного сцепления; в курсовой работе определяется по табл. 1 в зависимости от варианта задания;

цдоп - допустимое значение коэффициента сцепления по условию безопасности движения; в соответствии с [2] допустимый коэффициент сцепления цдоп равен 0,3 при измерении его прибором ПКРС-2У с шиной без рисунка протектора и 0,4 при измерении прибором ПКРС-2У с шиной, имеющей рисунок протектора.

Фактический коэффициент продольного сцепления цф=0,26; цдоп=0,3

Кс=0,26/0,3=0,87

Для автомобильных дорог II категории допустимый коэффициент продольного сцепления составляет Кс=0,85-0,95. Следовательно, требуются работы только по содержанию.

6. ВИЗУАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

Визуальная оценка состояния дорожной одежды позволяет получить предварительную информацию о прочности дорожной одежды и выявить участки для проведения детальной инструментальной оценки в соответствии с методикой [3] учитываются дефекты дорожных покрытий, связанные, с недостаточной прочностью (несущей способностью) нежестких дорожных одежд: трещины (отдельные, редкие и частые), сетка трещин, колейность, просадки, проломы.

Состояние дорожной одежды в зависимости от вида и количества дефектов оценивается в баллах в соответствии с табл. 13. В случае наличия на участке дороги нескольких видов дефектов балл назначается по дефекту, дающему наиболее низкое его значение. На дороге, или на участке дороги вычисляют средний балл по формуле:

(5)

где Бj - балл на частном участке j; Lj - протяженность частого участка.

По величине среднего балла определяется целесообразность инструментальной оценки прочности на дороге или участке дороги:

для дорог I категории при Бср?3,5;

для дорог II категории при Бср?3,0;

для дорог III-IV категорий при Бср?2,5. Исходные данные для визуальной оценки дорожной одежды приведены в табл. 2.

=2,1

Для дорог II категории при Бср?3,0 назначается инструментальная оценка прочности на дороге или участке дороги.

Таблица 13.

пп.

Состояние покрытия и характер повреждения

Оценка в баллах

1.

Без дефектов и отдельные трещины на расстоянии более 40м

5

Отдельные трещины на расстоянии 20-40 м между трещинами

4,8-5

То же на расстоянии 10-20м

4,5-4,8

2.

Редкие трещины на расстоянии между соседними трещинами 8-10м

4-4,5

То же 6-8м

3,8-4

То же 4-6 м

3,5-3,8

3.

Частые трещины на расстоянии между соседними рещинами 3-4м

3-3,5

То же 2-3 м

2,8-3

То же 1-2 м

2,5-2,8

4.

Сетка трещин при относительной площади, занимаемой

сеткой, менее 30 %

2-2,5

То же 30-60%

1,8-2

То же 60-90%

1,5-1,8

5.

Колейность при средней глубине колей 5 мм

1,8-2

То же 5-10 мм

1,5-1,8

То же >10 мм

1-1,5

6.

Просадки при относительной площади просадок 20%

1-1,5

То же 20-50%

0,8-1

То же >50%

0,5-0,8

7.

Проломы дорожной одежды при относительной площади,

занимаемой проломами, 10%

1-1,5

То же 10-30%

0,8-1

То же >30%

0,5-0,8

7. ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Прочность (несущая способность) эксплуатируемых, дорожных одежд оценивается коэффициентом прочности Кпр. Нежесткие дорожные одежды оцениваются по трем критериям прочности:

· упругому прогибу под нагрузкой всей конструкции дорожной одежды, включая грунтовое основание:

(6)

где где Еф - фактический общий модуль упругости всей конструкции; Етр.т - требуемый расчетный модуль упругости всей конструкции;

· по прочности на сдвиг в грунте земляного полотна и в малосвязных слоях основания:

(7)

где Тдоп - допускаемое напряжение сдвига в грунте или в малосвязных слоях основания, обусловленное сцеплением; Т - активное напряжение сдвига в грунте или малосвязных слоях основания от автомобильной нагрузки и собственного веса дорожной одежды;

· по прочности на растяжение при изгибе в слоях из монолитных

материалов:

KПР=Rpur (8)

где Rpu - предельно допустимое растягивающее напряжение материала слоя с учетом усталостных явлений, уr - растягивающее напряжение от автомобильной нагрузки в рассматриваемом слое.

Инструментальная оценка по второму и третьему критериям представляет собой сложную задачу, поэтому эксплуатационная оценка прочности нежестких дорожных одежд производится по первому критерию прочности (упругому прогибу) с введением поправочных коэффициентов, учитывающих условия прочности по двум другим критериям. Инструментальная оценка прочности нежестких дорожных одежд по упругому прогибу заключается в измерении упругого прогиба всей конструкции под нагрузкой и определении фактического общего модуля упругости на основе данных измерений.

Рис. 3. Расчетная схема испытаний нежесткой дорожной одежды.

Расчетная схема испытаний приведена на рис. 3. Прочностные испытания дорожных одежд производятся двумя методами:

измерением упругого прогиба при статическом нагружении дорожной одежды;

измерением упругого прогиба при динамическом нагружении дорожной одежды.

Испытания дорожных одежд при статическом нагружении производятся либо с использованием жесткого штампа, через который на дорожную одежду передается нагрузка (рис. 4), либо нагружением дорожной одежды колесом грузового автомобиля, с измерением деформаций под нагрузкой (при наезде колеса автомобиля на испытываемую точку) и без нагрузки (после съезда автомобиля с этой точки) (рис. 5). Статические испытания с использованием жесткого штампа дают возможность создать довольно большую нагрузку, а также передавать нагрузку на дорожную одежду ступенями, что позволяет определить разрушающую нагрузку для данной конструкции. Однако эти испытания трудоемки, поэтому чаще используется менее трудоемкий метод нагружения дорожной одежды колесом грузового автомобиля, близкого к автомобилю группы А;

Нормированная статическая нагрузка, передаваемая колесом автомобиля на дорожную одежду, - 50 кН.

Расчетный диаметр следа автомобиля D=0,33 м. Однако при этом методе прогиб нельзя измерить непосредственно под колесом, а также нельзя передавать нагрузку ступенями. Кроме того, этот способ не дает возможности испытывать конструкции дорожных одежд магистральных, карьерных, нефтепромысловых и других дорог, имеющих большую интенсивность движения и предназначенных для эксплуатации тяжелых нагрузок.

При испытаниях дорожных одежд методом динамического нагружения используются установки с падающим грузом (установки динамического нагружения); генераторы колебаний (различные вибраторы); также, применяется нагружение дорожной одежды колесом движущегося автомобиля.

В практике Российской Федерации, в основном, применяются установки динамического нагружения с жёстким штампом (типа ДИНА) и с гибким штампом (например, УДН-НК). Принципиальная схема установок динамического нагружения приведена на рис. 6. Установки динамического нагружения используются только на нежестких дорожных одеждах, т. к. не дают возможности измерять чашу прогиба, что необходимо на жестких дорожных одеждах.

Испытания дорожных одежд колесом движущегося автомобиля проводятся редко, т. к. измерения прогиба при этом способе очень сложны и автомобиль должен, двигаться со скоростью 2-5 км/час, что не соответствует распространенным скоростям

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; м - коэффициент Пуассона; м принимается 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 Ефобщ - 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 Крi 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 у:

(12)

Определяется коэффициент вариации н:

(13)

Определяется расчетное значение фактического общего модуля упругости дорожной одежды на обследуемом участке по формуле:

ЕРфр=(1-tн) (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) Eтp определяется по формуле:

Етр.р=(ЕТр•К?пр•Кс+Д)?Кк•КМ (15)

где ЕТр - требуемый модуль упругости, определенный по табл 14 для данного вида нагружения; Кпр - 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; Д - поправка, учитывающая обеспечение прочности по сдвигу в грунте земляного полотна; Д 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 ЕРфр 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, Eтp.oc

Статические, Eтp. 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

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

Таблица 16. Тип климатических и гидрологических условий.

Тип условий

ДКЗ

Тип местности по увлажнению

Грунты

Тяжёлые

II

3

Пылеватые супеси и суглинки

Сложные

II

3

Непылеватые суглинки и глины

III

2

Пылеватые супеси и суглинки

Средней сложности

III

2-3

Пылеватые супеси и суглинки

II

2

Непылеватые суглинки и глины

II

1

Все виды грунтов

Таблица 17. Численные значения поправки Д.

Тип покрытия

Общая толщина дорожной одежды, м, для климатических и грунтово-

гидрологических условии

Д, МПа, при требуемых модулях упругости

тяжёлых

сложных

Средней

сложности

Етр.д

Eтp.oc

Eтp. c

Усовершенствованный

Более 0,95

Более 0,75

Более 0,45

0

0

0

для капитальных одежд:

0,90-0,95

0,70-0,75

0,40-0,45

15

14

12

0,85-0,89

0,65-0,69

0,35-0,39

30

28

25

0,80-0,84

0,60-0,64

0,30-0,34

45

42

37

Усовершенствованный

менее 0,80

менее 0,60

менее 0,30

58

52

48

для облегчённых одежд:

На вязком битуме

более 0,80

более 0,70

более 0,40

0

0

0

0,75-0,80

0,60-0,70

0,3-0,4

17

16

14

менее 0,75

менее 0,60

менее 0,30

29

25

20

На жидком битуме

более 0,75

более 0,65

более 0,40

0

0

0

0,7-0,75

0,55-0,65

0,30-0,40

16

14

11

менее 0,70

менее 0,55

менее 0,30

29

25

20

Таблица 18. Величина коэффициента Кк.

Тип покрытия

Интенсивность движения, приведённая к нагрузке 50 кН на колесо, авт/сут

Толщина песчаного слоя, м

Более 0,50

0,45

0,4

Общая толщина одежды над песчаным слоем, м

0,35

0,30

0,25

0,20

0,30

0,25

0,20

0,25

0,20

Усовершенствованные капитальные

50

1

1,10

1,45

1,63

1

1,20

1,40

1

1

100

1

1

1,40

1,48

1

1,1

1,30

1

1

300

1

1

1,23

1,30

1

1

1,10

1

1

500

1

1

1,18

1,22

1

1

1,10

1

1

1000

1

1

1,10

1,14

1

1

1

1

1

3000

1

1

1

1

1

1

1

1

1

5000

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Усовершенствованные облегчённые на вязком битуме

30

1

1,20

1,68

2,10

1

1,48

1,72

1

1,18

50

1

1,10

1,55

1,80

1

1,28

1,45

1

1,03

100

1

1

1,45

1,60

1

1,18

1,32

1

1

300

1

1

1,27

1,38

1

1

1,14

1

1

500

1

1

1,07

1,22

1

1

1,02

1

1

То же на жидком битуме

30

1

1,27

1,90

2,15

1

1,47

1,60

1

1,27

50

1

1,17

1,78

1,95

1

1,35

1,67

1

1,17

100

1

1,09

1,64

1,75

1

1,23

1,36

1

1,09

300

1

1

1,37

1,50

1

1,03

1,14

1

1

Примечания:

1. При толщине песчаного слоя 0,30 м и менее Кк=1 во всех случаях.

2. При расчетной интенсивности движения более указанной в таблице следует принимать те значения Кк, что указаны в табл. 15 для наибольшей интенсивности.

Таблица 19. Величина коэффициента КМ для двухслойного асфальтобетонного покрытия с нижним слоем из крупнозернистой смеси.

Интенсивность движения, приведённая к нагрузке 50 кН на колесо, авт/сут

Относительная толщина двухслойного покрытия

0,2

0,3

0,4

Марка асфальтобетона

I, II

III

1, II

III

1, II

III

100

1

1

1

1

1

1

200

1.04

1

1

1

1

1

300

1.06

1.06

1

1

1

1

500

1.11

1.12

1

1

1

1

700

1.16

(*)

1.07

(*)

1

(*)

1000

1.2

(*)

1.15

(*)

1

(*)

2000

(*)

(*)

1.23

(*)

1

(*)

3000

(*)

(*)

1.29

(*)

1.06

(*)

5000

(*)

(*)

(*)

(*)

1.15

(*)

Знак (*) обозначает, что при данной интенсивности движения соответствующая толщина слоя асфальтобетона не обеспечивает его необходимой прочности. При определении Етр.р по формуле (13) в расчет вводят одну из поправок: Кк или КМ, при которой величина Етр.р приобретает большее значение.

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 у 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 н

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

н=13/139=0,09

Определяем расчетное значение фактического модуля упругости по формуле (14): ЕРфр=(1-tн)

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 Д, Кк и КМ, (см. формулу 15 - Етр.р=(ЕТр•К?пр•Кс+Д)?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 Д 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





Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данную курсовую работу Вы можете использовать для написания своего курсового проекта.

Доработать Узнать цену работы по вашей теме
Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем курсовую работу самостоятельно:
! Как писать курсовую работу Практические советы по написанию семестровых и курсовых работ.
! Схема написания курсовой Из каких частей состоит курсовик. С чего начать и как правильно закончить работу.
! Формулировка проблемы Описываем цель курсовой, что анализируем, разрабатываем, какого результата хотим добиться.
! План курсовой работы Нумерованным списком описывается порядок и структура будующей работы.
! Введение курсовой работы Что пишется в введении, какой объем вводной части?
! Задачи курсовой работы Правильно начинать любую работу с постановки задач, описания того что необходимо сделать.
! Источники информации Какими источниками следует пользоваться. Почему не стоит доверять бесплатно скачанным работа.
! Заключение курсовой работы Подведение итогов проведенных мероприятий, достигнута ли цель, решена ли проблема.
! Оригинальность текстов Каким образом можно повысить оригинальность текстов чтобы пройти проверку антиплагиатом.
! Оформление курсовика Требования и методические рекомендации по оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Разновидности курсовых Какие курсовые бывают в чем их особенности и принципиальные отличия.
Отличие курсового проекта от работы Чем принципиально отличается по структуре и подходу разработка курсового проекта.
Типичные недостатки На что чаще всего обращают внимание преподаватели и какие ошибки допускают студенты.
Защита курсовой работы Как подготовиться к защите курсовой работы и как ее провести.
Доклад на защиту Как подготовить доклад чтобы он был не скучным, интересным и информативным для преподавателя.
Оценка курсовой работы Каким образом преподаватели оценивают качества подготовленного курсовика.

Другие популярные курсовые работы:

Сейчас смотрят :

Курсовая работа Проектирование одноступенчатого цилиндрического редуктора
Курсовая работа Аттестация муниципальных служащих
Курсовая работа Реформирование системы пенсионного страхования РФ
Курсовая работа Экспортный контроль
Курсовая работа Отбор сельскохозяйственных животных
Курсовая работа Проблемы рынка труда и занятости населения (на примере Курской области)
Курсовая работа Развитие творческих способностей младших школьников на уроках окружающего мира по проекту Н.Ф. Виноградовой
Курсовая работа Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором
Курсовая работа Негосударственные пенсионные фонды
Курсовая работа Государство и политические партии
Курсовая работа Атлас Козельского района Калужской области
Курсовая работа Расходы на содержание государственных учреждений, обеспечивающих получение дошкольного образования и их планирование
Курсовая работа Репродуктивное здоровье населения
Курсовая работа Дознание как форма предварительного расследования
Курсовая работа Эффективность менеджмента и пути ее повышения