Расчет конструкции дорожной одежды 2023 год

1.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ «РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНОЙ
ОДЕЖДЫ»
2023 г.

2. Требования к оформлению работы

Пояснительная записка (объем 25-30 с.) должна состоять из титульного листа,
задания на проектирование, содержания, текста пояснительной записки и
списка использованной литературы. Текст пояснительной записки с
необходимыми расчетами, обоснованиями, рисунками, таблицами и
титульный лист должны быть написаны на стандартных листах формата А4 и
оформлены в соответствии с ЕСКД (единая система конструкторской
документации).
Формулы приводятся с расшифровкой всех символов и с последующей
подстановкой числовых величин. Страницы пояснительной записки подлежат
сквозной нумерации, ссылки на литературу указываются в квадратных
скобках, список литературы составляется в порядке ее использования.

3. Исходные данные к курсовой работе

Исходными данными являются:
а) задание на выполнение курсовой работы;
б) учебная топографическая карта с планом трассы автомобильной дороги
(из курсового проекта № 1).

4. Задание на выполнение КП

Исходные данные для расчета:
категория автомобильной дороги
I
количество полос движения в обоих направлениях
4
тип дорожной одежды
коэффициент ежегодного прироста интенсивности движения
ДКЗ, подзона, область
Данные по интенсивности движения:
капитальный
1,03
II - 2, Башкортостан

5. Задание на выполнение КП

заданный срок службы дорожной одежды, лет
24
уровень надежности
0,98
грунт рабочего слоя земляного полотна
супесь легкая
глубина промерзания грунта, м
1,60
уровень грунтовых вод, от низа дорожной одежды, м
3,00

6. Задание на выполнение КП

Содержание КП: 1) определение нормативных и расчетных осевых нагрузок, расчет
приведенной интенсивности движения к воздействию расчетной нагрузки, расчет
суммарного числа приложений приведенной расчетной нагрузки за нормативный срок
службы дорожных одежд; 2) определение расчетных механических (деформационных и
прочностных) характеристик грунтов и малосвязных материалов для дополнительного слоя
основания; 3) определение расчетных механических характеристик материалов для слоев
оснований и покрытий дорожной одежды; 4) расчет дорожных одежд на прочность по
допускаемому упругому прогибу, расчет конструкции дорожной одежды по условию
сдвигоустойчивости грунта рабочего слоя земляного полотна и конструктивных слоев из
малосвязных материалов, расчет дорожной одежды на сопротивление слоев из
асфальтобетона усталостному разрушению от растяжения при изгибе, расчет монолитных
оснований на изгиб; 5) проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость; 6)
осушение дорожных одежд и грунта рабочего слоя.

7. Структура пояснительной записки

1. Краткое описание природно-климатических условий района проложения трассы. При описании природных условий
необходимо указать, в какой климатической зоне проектируется дорога, и дать краткую характеристику данной
климатической зоны. В пояснительной записке приводится краткое описание геофизических особенностей района
проектирования дороги.
1.1. Климат. Необходимо собрать и изучить следующие характеристики климата:
- среднемесячные, максимальные и минимальные температуры воздуха;
- летнее, зимнее и среднегодовое количество осадков;
- глубину промерзания;
господствующие ветры в летний и зимний период.
1.2. Рельеф местности и растительность. Используя топографическую карту, произвести анализ общей характеристики
района. При этом указать все особенности местности (овраги, возвышенности, ручьи, озера, леса, населенные пункты и
т.д.) в полосе проложения трассы.
1.3. Грунтово-геологические и гидрологические условия. Для заданного района проектирования после внимательного
анализа топографической карты в пояснительной записке необходимо привести краткое описание грунтово-геологических
и гидрологических условий.
1.4. Экономика района и дорожно-строительные материалы. Кратко охарактеризовать дорожную сеть района
проектирования, промышленность, местные материалы и отходы местного производства. Выявить возможность
использования местных материалов для строительства дороги, обосновать и перечислить виды привозных материалов.
2. Назначение технических нормативов на проектирование автомобильной дороги заданной категории
3. Конструирование дорожных одежд
3.1 Конструирование нежестких дорожных одежд
3.2 Конструирование жестких дорожных одежд

8. Структура пояснительной записки

4. Определение расчетных механических (деформационных и прочностных) характеристик материалов для дорожной
одежды
4.1. Определение расчетных механических (деформационных и прочностных) характеристик грунтов и малосвязных
материалов для дополнительного слоя основания
4.2. Определение расчетных механических характеристик материалов для слоев оснований и покрытий дорожной
одежды
5. Расчет нежестких дорожных одежд
5.1 Расчет дорожных одежд на прочность по допускаемому упругому прогибу
5.2 Расчет конструкции дорожной одежды по условию сдвигоустойчивости грунта рабочего слоя земляного полотна и
конструктивных слоев из малосвязных материалов,
5.3 Расчет дорожной одежды на сопротивление слоев из асфальтобетона усталостному разрушению от растяжения при
изгибе
5.4 Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость
5.5 Осушение дорожной одежды и грунта рабочего слоя

9. Структура пояснительной записки

6. Расчет жестких дорожных одежд
6.1 Расчет конструкции дорожной одежды на прочность по допускаемому упругому прогибу
6.2 Расчет конструкции дорожной одежды по условию сдвигоустойчивости грунта рабочего слоя земляного полотна и
конструктивных слоев из малосвязных материалов,
6.3 Расчет дорожной одежды на сопротивление слоев из асфальтобетона усталостному разрушению от растяжения при
изгибе
6.4 Расчет монолитного основания на изгиб
6.5 Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость
6.6 Осушение дорожной одежды и грунта рабочего слоя
Графическая часть

10. 2. Назначение технических нормативов на проектирование автомобильной дороги заданной категории

2.1 Нормативные и расчетные нагрузки на ДО
Расчет ДО выполняют на нормативную нагрузку АК согласно ГОСТ 32960.
Равномерно распределенную нагрузку q вдоль направления движения не
учитывают.
Значения осевой нормативной нагрузки на АД:
- с капитальным типом ДО - 115 кН;
- с облегченным и переходным типами ДО - 100 кН.
Давление колеса ТС на ДО является основной нагрузкой из которой исходят при
расчете ДО. Давление от нормативной нагрузки АК при расчете ДО следует считать
равномерно распределенным по площади отпечатка колеса, принимаемого в
форме круга:
- 0,8 МПа - для АД с капитальными ДО;
- 0,6 МПа - для АД с облегченными и переходного типа ДО.

11.

В качестве расчетной схемы нагружения конструкции колесом автомобиля
принимается гибкий круговой штамп диаметром D, передающий равномерно
распределенную нагрузку (давление) величиной p. Данные величины назначают
с учетом параметров расчетных типов автомобилей.
Таблица 1. Расчетные параметры нормативных нагрузок.
Группа
расчетной
нагрузки
Нормативная статическая нагрузка
Pст, кН
Расчетные параметры нагрузки
на ось
на колесо
Давление на покрытие
p, МПа
Диаметр Dд/Dст, см
А-10
100
50,0
0,6
37,1/32,6
А-11,5
115
57,5
0,8
34,5/30,3
Примечание - В числителе приведен диаметр Dд для движущегося колеса, в знаменателе Dст - для
неподвижного колеса.

12.

В случае, когда в составе движения проектируемой АД предусматривается
регулярное обращение ТС с осевой нагрузкой > нормативной нагрузки АК более
чем на 5%, тогда за расчетную осевую нагрузку следует принимать
максимальную нагрузку на наиболее нагруженную ось автомобиля.
В этом случае:
40Qст
Dст
;
p
Dд kдин Dст ,
где Qст - нагрузка на колесо наиболее
загруженной оси, кН;
p - давление на покрытие, МПа;
kдин - коэффициент динамичности,
равный 1,3.
При проектировании ДО основываются на среднесуточной интенсивности
движения в обоих направлениях, определяемой как сумма интенсивностей в
каждом направлении.

13.

2.2 Определение расчетной нагрузки на ДО
Состав движения на дорогах неоднороден, воздействие разных ТС на ДО
неодинаково. Поэтому все типы ТС необходимо привести к расчетному.
Приведенную интенсивность движения к воздействию расчетной нагрузки Nр на
полосу движения на конец межремонтного срока проведения работ по
капитальному ремонту Tсл определяют по формуле:
fпол – коэф. распределения интенсивности движения для самой нагруженной
полосы движения, зависящий от числа полос движения, принимаемый при
отсутствии данных натурных наблюдений по таблице 2;
n
N р f пол N i Si ,
i 1
Ni - число автомобилей i-й марки в одном или в обоих направлениях на конец
срока службы дорожных одежд, ед./сут;
Si - коэффициент приведения воздействия на дорожную одежду
транспортного средства i-й марки с нагрузкой на колесо Pi к расчетной
нагрузке в соответствии с ПНСТ 541-2021;
n - общее число различных марок ТС в составе транспортного потока;

14.

Таблица 2. Коэффициент распределения интенсивности движения в зависимости
от количества полос
Число полос движения в обоих Коэффициент распределения интенсивности движения для самой
направлениях
нагруженной полосы движения fпол
1
1,00
2
0,55
3
0,50
4
0,45
5
0,40
6 и более
0,35

15.

Коэффициент приведения Si, от проезда одиночной оси ТС со статической
осевой нагрузкой, характеризует ее разрушающее воздействие на дорожную
одежду по сравнению с действием Nр расчетной осевой нагрузки.
Коэффициенты приведения Si к расчетной нагрузке определяют:
- при отсутствии фактических данных о составе движения и осевых нагрузках с
пунктов АПВГК (автоматические пункты весового и габаритного контроля)
допускается использовать коэффициенты приведения для транспортного потока
в соответствии с разделом 7 ПНСТ 541-2021 и приложением Б ПНСТ 541-2021

16.

Суммарное число приложений приведенной расчетной нагрузки ∑Nр за
нормативный срок службы дорожных одежд, ед., при известной
приведенной интенсивности Nр движения к расчетной нагрузке на конец
межремонтного срока проведения работ по капитальному ремонту,
определяют по формуле:
N р 0,7 N р
Kс
q
( Tсл 1)
Tрдг kn ,
Kс - коэффициент суммирования, вычисляемый по формуле:
qTсл 1
Kс
,
q 1
здесь q - показатель изменения интенсивности движения (знаменатель
геометрической прогрессии), в случае, если q = 1 коэффициент Kс принимают
равным Tсл;
q = 1 + r/100,
где r - ежегодный прирост интенсивности движения, %,
для I кат. АД – 3%, II кат. АД – 2%, III кат. АД – 1,5%, IV – 1%.

17.

Tсл - нормативный межремонтный срок службы дорожных одежд между
капитальными ремонтами (в соответствии с ГОСТ Р 58861), годы;
Tрдг - расчетное число дней в году, зависящее от района проектирования,
соответствующее определенному состоянию деформируемости дорожной
конструкции, определяемое по таблице 3 и рисунку 1, ПНСТ 542, дни;
kn - коэффициент, учитывающий вероятность отклонения суммарного движения
от среднего ожидаемого (таблица 4);

18.

Таблица 3. Рекомендуемые значения Tрдг в зависимости от номера района по карте
Номер района
на карте
Географические границы районов
Рекомендуемое значение
Tрдг
1
Зона распространения вечномерзлых грунтов севернее семидесятой параллели
70
2
Севернее линии, соединяющей Онегу, Архангельск, Мезень, Нарьян-Мар, шестидесятый
меридиан, до побережья Европейской части
145
3
Севернее линии, соединяющей Смоленск, Калугу, Рязань, Саранск, сорок восьмой меридиан,
до линии, соединяющей Онегу, Архангельск, Мезень, Нарьян-Мар
125
4
Севернее линии, соединяющей Белгород, Воронеж, Саратов, Самару, Оренбург, шестидесятый
меридиан, до линии районов 2 и 3
135
5
Севернее линии, соединяющей Ростов-на-Дону, Элисту, Астрахань, Белгород, Воронеж,
Саратов, Самару
145
6
Южнее линии Ростов-на-Дону, Элиста, Астрахань для Европейской части, южнее сорок шестой
параллели - для остальных территорий, полуостров Крым
205
7
Восточная и Западная Сибирь, Дальний Восток (кроме Хабаровского и Приморского краев,
130 - 150 (меньшие значения
Камчатской области), ограниченные с севера семидесятой параллелью, с юга - государственной
для центральной части)
границей
8
Хабаровский и Приморский края, Камчатская область
Примечание - Значения Tрдг на границах районов следует принимать по наибольшему из значений.
140

19.

Рисунок 1 - Карта районирования по количеству расчетных дней в году Tрдг

20.

Таблица 4. Значения коэффициента kn
Тип дорожных
одежд
Значение коэффициента kn для категории дорог
I
II
III
IV
Капитальный
1,62
1,49
1,42
1,38
Облегченный
-
-
1,32
1,26
Переходный
-
-
-
1,14

21.

Приложение Б ПНСТ 541-2021 (часть таблицы)
Категория ТС
по ГОСТ
32965
Схема ТС
Тип ТС
Суммарный
Расстояние
коэффициент между осями
приведения к
группы
осевой
сближенных
нагрузке 11,5 т
осей
Номинальные (числитель) и эквивалентные (знаменатель) статические нагрузки на ось
ТС, кН <*>
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
B
Легковые автомобили,
небольшие грузовики
(фургоны) и другие
автомобили с
прицепом и без него
0,0015
-
13,00
------13,00
22,00
------22,00
-
-
-
-
-
C1
Двухосные грузовые
автомобили
1,51
-
70,00
------72,94
110,00 <**>
--------------123,76
-
-
-
-
-
C2
Трехосные грузовые
автомобили
2,33
1,39
70,00
------72,94
90,00 <**>
--------------106,60
90,00 <**>
-------------125,70
-
-
-
-
Продолжение таблицы в Приложении БПНСТ 541

22.

В зависимости от суммарного количества приложений расчетной нормативной
нагрузки АК-11,5 (115 кН на ось) за расчетный срок службы конструктивного слоя
ДО АБС могут быть запроектированы для различных условий движения.
Асфальтобетонные смеси АВ, АН и АО по ГОСТ Р 58406.2 могут быть
запроектированы для следующих условий движений:
- Л - смеси для дорог с легкими условиями движения (до 0,5 млн приложений
расчетной нормативной нагрузки АК-11,5);
- Н - смеси для дорог с нормальными условиями движения (от 0,5 до 1,8 млн
приложений расчетной нормативной нагрузки АК-11,5);
- Т - смеси для дорог с тяжелыми условиями движения (более 1,8 млн приложений
расчетной нормативной нагрузки АК-11

23.

Асфальтобетонные смеси SP по ГОСТ 58401.1 могут быть запроектированы для
следующих условий движений:
- Л - смеси для дорог с легкими условиями движения (до 0,5 млн приложений
расчетной нормативной нагрузки АК-11,5);
- Н - смеси для дорог с нормальными условиями движения (от 0,5 до 1,8 млн
приложений расчетной нормативной нагрузки АК-11,5);
- Т - смеси для дорог с тяжелыми условиями движения (от 1,8 до 5,6 млн
приложений расчетной нормативной нагрузки АК-11,5);
- Э - смеси для дорог с экстремально тяжелыми условиями движения (от 5,6 млн
приложений расчетной нормативной нагрузки АК-11,5).
Расчетный срок службы асфальтобетона для слоев покрытия принимают до
ремонта, для слоя основания - до капитального ремонта в соответствии с
ГОСТ Р 58861-2020 (пункт 5.1, таблица 2).

24.

Пример: Определение суммарного числа приложений расчетной нормативной нагрузки
N
p
(1)
Если расчет дорожной одежды выполняют на нагрузку АК-10 или на любую другую нагрузку, отличную от АК11,5, то коэффициент перехода к расчетной нагрузке АК-11,5 вычисляют по формуле
4
Q
K i ,
Q
расч
где Qi - расчетная нагрузка, на которую рассчитывается дорожная одежда,
отличная от 115 кН;
Qрасч - расчетная нормативная нагрузка 115 кН.
Приведенную интенсивность движения к расчетной нагрузке АК-11,5 вычисляют по формуле
где Ni - интенсивность движения, приведенная к расчетной нагрузке, отличной от 115 кН;
K - коэффициент перехода к расчетной нагрузке АК-11,5.
Np = NiK

25.

N
p

26.

Суммарное
число
приведенной
расчетной
нормативный
срок
приложений
где
нагрузки
движения
за
Nр
-
приведенная
к
интенсивность
воздействию
расчетной
дорожных
нагрузки Nр на полосу движения на конец
одежд, ед., при известной приведенной
межремонтного срока проведения работ
интенсивности
по капитальному ремонту Tсл, ед./сут.
службы
движения
к
расчетной
нагрузке на конец межремонтного срока
Показатель
проведения
движения q вычисляют по формуле:
работ
по
капитальному
ремонту, определяют по формуле:
изменения
интенсивности
(3)
(2)
где r – ежегодный прирост интенсивности
движения, %.

27.

Выбор асфальтобетонной смеси (по условиям движения) для дорожных одежд
капитального типа на автомобильной дороге категории Ⅱ для следующих
исходных данных:
Расчет суммарного числа приложений приведенной расчетной N p
нагрузки
для слоев покрытия с учетом круглогодичного пользования за 12
лет (до ремонта) по формуле (2)