В монолитных слоях дорожной одежды, возникающие при прогибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок не должны в течение заданного срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения. Для этого должно быть обеспечено условие:

где: - наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое;

R_N - прочность материала слоя на растяжение при изгибе;

-1,0 - требуемое минимальное значение коэффициента прочности.

Наибольшее растягивающее напряжение при изгибе в монолитном слое определяют с помощью номограммы (рисунок 3.5 [1]).

При использовании номограммы рисунок 3.5 [1] расчетное растягивающее напряжение определяем по формуле

где: - растягивающее напряжение от единичной нагрузки;

,

По номограмме определим (рисунок 3.5 [1]). = 1,5

К_в=0,85 - коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным баллоном.

Прочность материала монолитного слоя при многократном растяжении при изгибе определяем по формуле:

где: R_o = 6,5 нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки, принимаемое по табличным данным (таблица П.2.1 [2])

К₁ - коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки;

К₂ = 0,80 - коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов (таблица 3.11 [1])

- коэффициент вариации прочность на растяжение, принимаемый равным 0,1;

t = 1,71 - коэффициент нормированного отклонения (таблица 3.12 [1]).

Коэффициент К₁, отражающий влияние на прочность усталостных процессов, вычисляют по выражению:

где: m = 4,3 - показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя, принимается по таблице П.2.1 [2];

= 7,1 - коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой, а также вероятность совпадения во времени расчетной температуры покрытия и расчетного состояния грунта рабочего слоя по влажности, определяемый по таблице П.2.1 [1].

3.6 Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость

Конструкцию считают морозоустойчивой, если соблюдено условие:

где: l_пуч - расчетное пучение грунта земляного полотна;

l_доп - допускаемое для данной конструкции пучения грунта, принимаемое по таблице 4.2 [1]

Величину возможного морозного пучения можно определить по формуле:

где: l_{пуч ср} - величина морозного пучения при осредненных учловиях, определяемая по рисунку 4.3 [1] в зависимости от толщины дорожной одежды, группы грунта по степени пучинистости (таблица 4.1 [1]) и глубины промерзания (Z_пр=1,0 м);

К_УГВ= 0,6 - коэффициент, учитывающий влияние расчетной глубины залегания уровня грунтовых или длительно стоящих поверхностных вод (Н_у) (рисунок 4.1 [1])

К_ГР= 1,1 - коэффициент, учитывающий влияние гранулометрического состава грунта основания насыпи или выемки (таблица 4.4 [1]);

К_нагр= 1,0 - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от глубины промерзания (рис.4.2 [1])

К_пл=1 - коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта рабочего слоя (таблица 4.3 [1]);

К_вл= 1,1 - коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунта (таблица 4.5 [1])

По карте рисунок 4.4 [2] находим среднюю глубину промерзания для условий Саратовской области и определяем глубину промерзания дорожной конструкции по формуле

Воспользовавшись номограммами на рисунке 4.3 определим l_{пуч ср}

l_{пуч ср}=1,8 см

Условие выполнено, следовательно, конструкцию дорожной одежды менять не следует.

4. Проектирование облегченной дорожной одежды