Технология автоматизированного проектирования оптимальных дорожных одежд

При автоматизированном проектировании оптимальных дорожных одежд нежесткого типа алгоритм расчета предусматривает, как правило, расчетную схему, включающую в себя до 10 конструктивных слоев с учетом подстилающего грунта. В случае необходимости количество конструктивных слоев может быть увеличено. Слои конструкции располагаются по убыванию (сверху вниз) модулей упругости материалов. При этом алгоритмом программы предусмотрено автоматическое исключение некоторых слоев из конструкции, если вариант с исключенным слоем оказывается дешевле всех рассмотренных вариантов при наличии слоя и при условии сохранения качества (прочности) конструкции.

Технологией автоматизированного проектирования предусмотрена также возможность обязательного наличия тех или иных конструктивных слоев, что обеспечивается заданием специальных признаков в исходной информации. Толщина отдельных слоев может быть задана по конструктивным соображениям, и эти слои в процессе поиска оптимального решения остаются неизменными.

Особое внимание при проектировании оптимальных дорожных конструкции необходимо обращать на задание минимальной и максимальной возможных толщин каждого конструктивного слоя, а также шага перебора толщины каждого слоя. Минимальную толщину назначают не менее значений регламентированных ОДН 218.046-01. Шаг перебора назначают из условия производства и технологии выполнения работ по устройству каждого конструктивного слоя, точности устройства каждого слоя, имеющимся в наличии оборудованием, возможности обеспечения требуемого уплотнения каждого слоя и требуемой точности при приемке работ.

Задание слишком малого шага перебора приводит с одной стороны к значительному увеличению времени компьютерного проектирования и, следовательно, стоимости проектирования. С другой стороны, такая конструкция в ряде случаев не может быть реализована, так как толщины слоев не соответствуют технологическим возможностям строительной техники. Задание слишком больших значений конструктивных слоев также приводит к увеличению времени компьютерного проектирования и его стоимости. При отсутствии опыта проектирования в качестве первого' приближения целесообразно брать типовые проектные решения.

Если в процессе автоматизированного проектирования получено законченное решение и толщина какого-либо слоя соответствует заданной максимальной в исходной информации, то необходимо откорректировать исходную информацию, расширив диапазон варьирования для данного слоя. При заданных исходных данных решение только тогда можно считать оптимальным, когда толщина каждого конструктивного слоя получается внутри диапазона между минимальным и максимальным заданными его значениями. Исключением являются случаи, когда толщина того или иного слоя задана фиксированной.

Исходные данные для автоматизированного проектирования оптимальных нежестких дорожных одежд задают следующие:

Е_тр - требуемый модуль упругости дорожной одежды, МПа;

Е_гр - модуль упругости грунта земляного полотна, МПа;

z₁ - наименьшая толщина конструкции по условию морозоустойчивости, м;

D_н - расчетный диаметр следа колеса неподвижного автомобиля, см;

D_д - расчетный диаметр следа колеса движущегося автомобиля, см;

р - расчетное давление пневматика, МПа;

п - количество слоев дорожной одежды;

А_i - наименьшая допустимая толщина i-го конструктивного слоя, см;

В_i - наибольшая возможная толщина i-го конструктивного слоя, см;

Dh_i - шаг перебора толщины i-го конструктивного слоя, см;

E_i - модуль упругости материала i-го конструктивного слоя, МПа;

R_i - расчетное сопротивление при изгибе i-го конструктивного слоя, МПа;

t_доп.i - допустимое сдвигающее напряжение в материале i-го конструктивного слоя, МПа;

j_i - угол внутреннего трения материала i-го конструктивного слоя (при i = 0 - угол внутреннего трения земляного полотна);

с_i - сцепление материала i-го конструктивного слоя, МПа;

y_i - указатель вида грунта или материала конструктивного слоя (связный, слабосвязный);

К_i - стоимость единицы толщины i-го конструктивного слоя, руб/см;

№ - номер варианта конструкции дорожной одежды.

Исходную информацию для проектирования заносят предварительно в специальные бланки либо сразу в память компьютера (табл. 30.1).

Эту исходную информацию вводят каждый раз в память компьютера перед началом работы программы. Оперативная исходная информация состоит из четырех таблиц, каждая из которых имеет свое смысловое содержание.

Таблица 30.1.

Бланк исходной информации

Таблицы оперативной исходной информации имеют пояснения к каждой заполняемой величине (Методические рекомендации по автоматизированному проектированию дородных одежд нежесткого типа с применением САПР-АД. - М.: Гипродорнии, 1986) и не представляют трудностей при подготовке исходных данных.

Программа Гипродорнии может рассматривать одновременно неограниченное количество вариантов конструкции дорожной одежды из различных материалов конструктивных слоев. Поэтому обычно задают сразу несколько конструкций и получив, таким образом, несколько оптимальных решений сравнивают их между собой по чистой приведенной стоимости (30.2).