Расчет толщины насыпного слоя

12.6.2.1 Проектируемая насыпь на основании из болотного грунта должна иметь достаточную толщину, чтобы обеспечить заданную прочность дорожной одежды. Соблюдение этого требования возможно, если фактический модуль упругости системы насыпь — болотный грунт равен требуемому модулю упругости (Е^н_{общ треб} ), полученному по результатам расчета дорожной одежды.

12.6.2.2 Фактический модуль упругости на поверхности насыпи (модуль упругости системы насыпь – болотный грунт) определяют по формуле

Е^н_общ = , (12.4)

где Е_н – модуль упругости грунта насыпи, принимаемый по данным таблицы 17 или на основе результатов испытаний, МПа;

Е_т – модуль упругости болотного грунта, уплотненного массой насыпи, который определяют по данным компрессионных или штамповых испытаний, МПа.
Для торфяных грунтов Е_т допускается определять по экспериментальной зависимости Е_т = ¦(r_d; l_сж), приведенной на рисунке 12.4 (r_d – плотность сухого торфа в природном залегании, г/см³; l_сж – относительная деформация сжатия торфа, уплотненного массой насыпи);

m – коэффициент, учитывающий относительную толщину насыпного слоя (таблица 18).

Таблица 17 — Модуль упругости песчаных грунтов

Вид грунта	Модуль упругости, МПа (кгс/см2)
Пески крупные и гравелистые	130 (1300)
Вид грунта	Модуль упругости, МПа (кгс/см2)
Пески средней крупности	120 (1200)
Пески мелкие	100 (1000)

Таблица 18 — Коэффициент m

	0,2	0,6	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
m	0,198	0,496	0,658	0,761	0,817	0,854	0,876	0,892
m	0,907	0,925	0,938	0,953	0,963	0,968	0,977	0,988

Здесь – толщина насыпного слоя, исчисляемая от низа дорожной одежды до подошвы насыпи (см. рисунок 12.3)

=h + S_общ - Н_од (12.5)

гдеD – диаметр круга, равновеликого по площади отпечатку колеса расчетного автомобиля;

h – высота насыпи;

S_общ – осадка слабого основания;

Н_од – толщина дорожной одежды;

К – комплексный коэффициент, учитывающий конечные размеры слоя торфа и распределяющую способность насыпи. Коэффициент К определяют по графику (рисунок 12.5а) в зависимости от отношений и (h_т = H - S_общ, где H – глубина болота);

h – коэффициент изменения контактного напряжения в слоях различных жесткостей, зависящий главным образом от отношения жесткостей, выражаемых модулями упругости. Численные значения коэффициента h как функции отношения Е_н/Е_т для определяют по графику (рисунок 12.5 б);

n – коэффициент, значения которого принимают по таблице 19.

Рисунок 12.4 ¾ Номограмма для определения модуля упругости торфяного основания

Таблица 19 — Коэффициент n

	£ 2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	³5,0
n					1,5	1,3

12.6.2.3 Учитывая, что толщина и модуль упругости торфа под насыпью зависят от толщины насыпного слоя, которая подлежит определению, расчет производят методом последовательного приближения. Высоту насыпи h принимают по условиям проектирования продольного профиля, соблюдения требований водно-теплового режима, снегонезаносимости и обеспечения минимальной толщины насыпи по условиям динамического расчета земляного полотна. В первом приближении высоту насыпи по условиям динамического расчета принимают при капитальных, облегченных, переходных и низших типах покрытия соответственно равной, м:

– для болот глубиной до 4 м — 1,5; 1,2; 1,0;

– для болот глубиной более 4 м — 1,0; 0,8; 0,6.

Рисунок 12.5 ¾ Графики для определения коэффициентов К и h

Далее производят расчет осадки основания насыпи S_сж и l _сж (по 12.9) и определяют модуль упругости Е_т торфяного основания (см. рисунок 12.4), уплотненного массой насыпи расчетной толщины h_н = h +S_общ. Затем сравнивают значение Е^н_общ , рассчитанное по формуле (12.4), с Е^н_{общ треб}, требуемым по условиям прочности и жесткости дорожной одежды. Если Е^н_общ меньше Е^н_{общ треб}, необходимо увеличить толщину насыпного слоя и повторить расчет.

Расчет толщины насыпи считается законченным, если выполнено условие Е^н_общ ³ Е^н_{общ треб} с точностью до 5 %.