Файл: Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 275

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Образцы из асфальтобетона в виде балочек изготавливают при тем­ пературе 140—160° С под давлением до 300 кГ/см2 и выдерживают при комнатной температуре не менее 16 ч. Перед испытанием их поме­ щают на 2 ч в ванну, наполненную водой, имеющей температуру, близкую к расчетной. Образец укладывают на опоры специальной "* подставки. Нагрузку на образец прикладывают в середине на всю ширину балочки. Для определения вертикального перемещения (про­ гиба) к подставке под образцом крепят индикатор часового типа. Асфальтобетонные образцы нагружают с максимально возможной для имеющегося пресса скоростью.

Поскольку на выпускаемых серийно прессах может быть задана и контролируема лишь скорость деформирования, скорость нагружения определяют по диаграмме деформирования (см. гл. 6). На интересую­ щем нас в данном случае прямолинейном участке, где не происходит

нарушения структуры

материала, скорость нагружения

vH =

—-,

где Ra3V — напряжение в конце прямолинейного

участка

диаграммы

деформирования, кГ/см2;

tn — время, за которое

напряжение

R до­

стигнуто, сек.

 

 

 

 

Вычисления расчетного модуля упругости асфальтобетона про­ изводят по формулам (11.66) и (11.67), но с введением в них коэф­ фициента, учитывающего соотношение скоростей нагружения в реаль­ ных условиях и при испытании в лаборатории.

Опыты показали, что этот коэффициент

подчиняется

приближенно

закономерности

 

 

 

 

 

 

(11.69)

где vH — скорость нагружения образца

при испытании

в лаборато­

рии, кГ/см2 в 1 сек; vp — скорость

нагружения материала в кон­

струкции в соответствии с расчетной схемой, кГ/см2

в 1 сек.

Когда расчет ведется по принятой

в настоящее время 'схеме с ис­

пользованием

значений статических модулей упругости, можно пола­

гать ир = 0,5

кГ/см2 в 1 сек. Если вести расчет по схеме с динамически­

ми значениями модулей, следует принимать vp

= 100 кГ/см2

в 1 сек.

Расчетное значение

сопротивления

асфальтобетона

растяжению

при изгибе определяют по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.70)

где К7 '• коэффициент

запаса на повторные

воздействия

нагрузок,

учитывающий

развитие

усталостных

явлений в асфальтобетоне

(см. формулу. II.2);/Су =

0,2—0,3 (меньшее

значение

при более

интенсивном

движении).

 

 

 

 

Ориентировочные значения сопротивления растяжению при изгибе можно получить, используя показатель прочности на растяжение при расколе <Rp a c K . К цилиндрическому образцу размером 10 X 10 см прикладывают нагрузку по образующим на противоположных концах

151


диаметра. Испытание ведут до разрушения с теми же скоростями де­ формирования, что и при испытании на изгиб. Прочность при рас­ коле находят по формуле

^ р а с к —

Q

(11.71)

ltd

 

 

 

где Q — нагрузка при расколе, кГ; d и h — соответственно диаметр и высота образца, см; К — коэффициент, который равен 2—4 для

 

 

4

 

 

 

смесей с органическими вяжущими и -

для материалов,

укреплен­

ных

неорганическими вяжущими.

 

 

 

Для получения расчетных

значений RvacK

к найденным

величинам

 

 

 

( Vr,

\°'30

 

должны

быть введены коэффициенты Д у и { — )

, а также поправка

на возраст цементогрунтовых

образцов.

 

 

 

Для

определения модулей

упругости

монолитных слоев одежды

на эксплуатируемых дорогах производят в расчетный период послой­ ные испытания конструкций местным нагружением. На основании результатов этих испытаний с помощью номограммы рис. 11.59 вычис­ ляют величину модуля упругости того или иного слоя.

В табл. II.8 и П.9 приведены расчетные характеристики монолит­ ных материалов, полученные в результате обобщения данных лабора­ торных и натурных испытаний в распространенных условиях.

Характеристики асфальтобетона, укладываемого в горячем состоянии

Модуль упругости

( £ у п р ) ,

кГ/см2:

 

верхний

слой

 

 

 

нижний

» (без минерального

порошка)

Предельное

сопротивление

растяжению при из­

гибе (Rmr),

кГ/см2:

 

 

 

верхний

слой

 

 

 

нижний

»

(без минерального

порошка)

 

Т а б л и ц а

II . 8

Расчетная температура, °С

+ 10

+20

+ 30

15 000

10 000

7 000

10 000

8 000

5 000

20

18

15

12

11

10

П р и м е ч а н и е . Расчетные значения предельного сопротивления растя­ жению при изгибе необходимо умножать на коэффициент: при перспективной ин­ тенсивности движения на полосу до 100 расчетных автомобилей в сутки 1,3; от 100 до 500 авт./сутки 1,15; от 500 до 1000 авт./сутки 1; от 1000 до 5000 авт./сутки 0,9; свыше 5000 авт./сутки 0,8.

Зернистые и слабосвязные немонолитные материалы. Зернистые материалы характеризуются сравнительно невысокой связностью, поэтому в отличие от монолитных материалов из них не могут быть приготовлены образцы для испытания в лаборатории, как, например, из асфальтового бетона, цементогрунта и т. п.

Второй отличительной особенностью зернистых материалов яв­ ляется способность их увеличиваться в объеме в процессе деформиро-

152


а 0,1 0,2 ОЪ OA 0,5 Ofi 0,7 0,8, 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1J 1,6 1,7 1,6 1,9 2,0T

Рис. 11.59. Номограмма для определения модуля упругости верхнего слоя Ев двухслойной системы (цифры на кривых означают отношение модуля упругости нижнего слоя Еи к общему модулю всей системы ^общ)

вания. В результате, как показано в гл. 6, существенно изменяются распределяющая способность и прочностные свойства зернистых ма­ териалов, находящихся в промежуточных слоях усовершенствованных дорожных одежд.

Поэтому впредь до создания обоснованной методики учета свойств дилатансии при расчете таких одежд следует величины расчетных значений модулей упругости зернистых материалов устанавливать на основании результатов их испытания непосредственно в конструкции.

Значения расчетных характеристик зернистых и других немоно­ литных материалов из смесей с органическими вяжущими, рекомендуе­ мые в настоящее время, приводятся в табл. 11.10. Дальнейшие испы­ тания в натурных условиях и в лаборатории позволят уточнить при­ водимые величины.

153

Т а б л и ц а I I . 9

Материал

конструктивного

Е,

кГ/см2

 

 

 

 

Влияние

отдельных

п/п

 

 

слоя

 

 

 

кГ./сн2

 

 

 

факторов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Подобранные

 

по типу

4000-9000

8—12

Меньшие

значения для

плотных

смесей щебеноч­

 

 

 

 

гравийных

материалов

ные и гравийные материа­

 

 

 

 

в южных

районах

 

лы,

обработанные

в ус­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тановке

вязкими

битума­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ми или дегтями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Подобранные

щебеноч­

4000— 7000

2 - 4

Меньшие

значения для

ные и гравийные

материа­

 

 

 

 

гравийных

материалов

лы,

укрепленные

порт­

 

 

 

 

при

малом

количестве

ландцементом

(4 — 7 %

 

 

 

 

цемента

 

 

 

 

цемента)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Подобранные

 

гравий­

2000—3000

0,8—1,5

 

 

 

 

 

 

ные

материалы,

укреп­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ленные добавкой

грану­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лированного

шлака

в ко­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

личестве

15—30 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Слабые местные

мате­

3000-4000

2—3

В зависимости от коли­

риалы (известняки,

пес­

 

 

 

 

чества скелетных

фрак­

чаники,

шлаки

и

др.)

 

 

 

 

ций,

прочности

каменно­

в

смеси

с

супесью или

 

 

 

 

го

материала и количест­

песком,

укрепленные до­

 

 

 

 

ва цемента в смеси

 

бавками

цемента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Пески и легкие

супеси,

2000—4000

1—3

Большие

значения при

укрепленные

 

добавками

 

 

 

 

приготовлении

смесей

цемента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

установке

 

 

6

Суглинки

и

пылеаатые

1500—2500

1,5-2

То

же

 

 

 

 

супеси,-

укрепленные до­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бавками

цемента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и я .

1. Значения

расчетных

характеристик

в пп. 2—4

при­

водятся для материалов,

приготовленных в установках; при смешении на дороге

расчетные

характеристики снижаются до 30%.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Количество вяжущего в смесях назначается исходя из необходимости

обеспечить

водо-и

морозостойкость

материалов

в

заданных условиях.

 

3. При введении в смесь активирующих

добавок

расчетные

характеристики

обработанных

неорганическими

вяжущими

материалов могут

быть

повышены

до 50%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материалы, обработанные органическими вяжущими, необходимо испытывать в период, когда их температура близка к расчетной для данных условий. В отношении естественных зернистых материалов не предъявляют жестких требований в части сроков проведения испы­ тания.

Испытания осуществляют местным нагружением через штампы, близкие по площади к площади следа колеса расчетного автомобиля. Штампы последовательно устанавливают на поверхности испытывае­ мого и на поверхности нижележащего слоев. При испытании проме­ жуточных слоев одежды установку штампа производят сквозь вырубку в верхнем слое. При этом размеры вырубки должны быть близки к раз­ меру штампа. Нагрузки создают передвижным прессом или домкра­ том, упираемым в раму грузового автомобиля. Нагружение осущест-

154


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

11.10

 

Материал

конструктивного слоя

В,

кГ/см2

Влияние

отдельных

факторов

 

Слой

из

фракционированно­

5000—8000

Большие

значения

для

фрак­

го щебня (1—3-го классов), об­

 

 

 

ционированного

щебня

в

уме­

работанного

вязким

битумом в

 

 

 

ренном климате, меньшие—для

установке

(открытые

смеси)

 

 

 

рядового в южных районах

Слои

из

щебня

(1-го и 2-го

4000—6000

Большие

значения

умерен­

класса), обработанного

вязким

 

 

 

ном

климате,

меньшие — в юж­

битумом или дегтем по способу

 

 

 

ных

районах

 

 

 

 

 

пропитки

 

 

 

 

 

 

2500—3500

Большие

значения

при обра­

 

Подобранный

гравийный ма­

териал,

обработанный

жидким

 

 

 

ботке в установке

в

районах

битумом или

дегтем

 

 

2000—3000

с умеренным

климатом

 

 

 

Малопрочные

местные

камен­

В зависимости от способа об­

ные материалы

и

отходы про­

 

 

 

работки,

гранулометрического

мышленности

в смеси с

супес--

 

 

 

состава и прочности

материала

чаным

грунтом,

 

обработанные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жидким

битумом или

деггем

2000—4500

Большие

значения для слоев,

 

Основания

из щебня

1 — 4-го

класса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

построенных

по

принципу за­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2000—4500

клинки из прочных

материалов

 

Основания из шлаков

1 —4-го

Большие

значения для актив­

класса,

однородных

по

качест­

 

 

 

ных

шлаков

устойчивой

струк­

ву

с

подобранным

грануло­

 

 

 

туры

 

 

 

 

 

 

метрическим

составом

 

 

 

 

В зависимости от грануломет­

 

Гравийные

материалы

 

1500—2500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рического

состава материала и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

окатанности зерен. Угол внут­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реннего трения

для

гравийного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

материала

ф = 35 — 45°; сцепле­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние 0,2—0,5

кГ/см*

 

 

 

П р и м е ч а н и я .

1. Все материалы

должны

отвечать

требованиям

СНиП 1-Д.2-70 для соответствующих условий по

морозоустойчивости.

 

 

2.

Расчетные

характеристики материалов

в п. п. 3 и 4 могут быть

сущест­

венно повышены при введении в смесь извести и поверхностно-активных

веществ.

3. Модули упругости некоторых местных материалов, рекомендуемые

Х А Д И ,

приведены ниже (см. ч. IV , табл. IV.6).

 

вляют возрастающими ступенями с разгрузкой после каждой ступени. Время нагружения и разгрузки должно быть достаточным для прак­ тически полной стабилизации деформаций. Осадки штампа замеряют двумя индикаторами, установленными вдоль диаметра штампа на равном расстоянии от его центра. Индикаторы закрепляют на реперной балке, опоры которой должны быть удалены от штампа и от колес испытательного автомобиля не менее чем на 1,5—2 '..

Общие модули упругости £ о б щ на поверхности и по подошве испы­ тываемого слоя вычисляют по формуле (11.65). Когда испытание про­ изводится на поверхности конструктивного слоя из достаточно проч­ ного материала (сформированный щебень, материал, обработанный

вязким битумом, ит. п.), коэффициент ~ , учитывающий влияние жест-

155