Дорожную одежду проектируют из расчета, чтобы под действием нагрузок в подстилающем грунте или малосвязных (песчаных) слоях за весь срок службы не накапливались недопустимые остаточные деформации формоизменения. Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если обеспечено условие:
.
где — предельная величина активного напряжения сдвига, превышение которой вызывает нарушение прочности на сдвиг, МПа;
— расчетное активное напряжение сдвига в расчетной (наиболее опасной) точке конструкции от действующей временной нагрузки, МПа.
Многослойную дорожную конструкцию приводят к двухслойной расчетной модели:
Расчетная схема:
Рис. 4 Схема дорожной одежды к расчету конструкции по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта.
В качестве нижнего слоя принимается грунт (с его характеристиками), а в качестве верхнего — вся дорожная одежда.
Толщина верхнего слоя принимается равной сумме толщин слоев одежды:
.
Модуль упругости верхнего слоя вычисляется как средневзвешенный по формуле:
.
Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляются по формуле:
.
где — удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограммы рис. 3.2 [2];
— расчетное давление от колеса на покрытие, МПа.
по номограмме:, тогда .
Предельное активное напряжение сдвига определяется по формуле:
.
где — сцепление в грунте земляного полотна, МПа;
— коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания, ;
— средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, ;
— глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, см;
— расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, град.
.
— условие выполняется.
Выбранная конструкция удовлетворяет условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта.
