Файл: Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 298
Скачиваний: 1
Т а б л и ц а 1.1
Автомагистрали |
А ; с р |
С+Р |
Автомагистрали |
А ' с р |
С+Р |
||
1-го класса |
(четыре по |
|
|
2-го класса (две поло |
|
|
|
лосы по |
3,5 |
м) |
0,02 |
275 |
сы по 3—3,5 м) |
0,03 |
350 |
лов даются |
предельные |
значения |
величин Дг'с р , С + Р |
для |
разных |
||
дорог |
(табл. 1.1). |
|
|
|
|
|
|
Опыты |
AASHO показали, |
что для принятой.основной конструк |
|||||
ции (асфальтобетон, известняковый щебень, гравелистый песок) за висимость между толщиной дорожной одежды и количеством про
шедших автомобилей с разной нагрузкой |
на ось |
(от 0,9 |
до 13,6 Т) |
|||
описывается кривыми, |
показанными на |
рис. 1.3. |
При этом толщина |
|||
конструкции берется |
приведенной по формуле |
|
|
|||
|
Н = 0,44 hx |
+ 0,14А2 + 0,11 h3, |
|
(1.4) |
||
где hu h2, |
h3 — соответственно |
толщины |
асфальтобетона, |
известня |
||
кового |
щебня и гравелистого песка. |
|
|
|
||
Если щебень заменяется гравелистым песком, обработанным це ментом или битумом, то коэффициент при h2 вместо 0,14 следует брать 0,20 (для обработки цементом) и 0,30 (для обработки битумом).
AASHO получена эмпирическая зависимость между логарифмом суммарного числа проходов расчетных автомобилей с нагрузкой на ось Q, вызывающей необходимость в капитальном ремонте одежды (pSi = 2,5), и величиной деформации в период весеннего размягчения земляного полотна при движении автомобилей со скоростью 3,2— 4,8 км/ч (рис. 1.4):
lgSW = 1,40+ 1,32 lgQ-3,251g/, |
(1.5) |
|
где Q — нагрузка |
на ось расчетного автомобиля, |
Т; I — прогиб, см. |
Д л я < 2 = 1 0 7 ' |
lg Ш = 2,72 — 3,25 l g / . |
(1.6) |
Д л я < 2 = 1 3 , 6 Т |
lg 2 ^ = 3,30 — 3,251g/. |
(1.6a) |
Переводные коэффициенты для перехода от интенсивности движе
ния N с данной нагрузкой на ось к интенсивности |
расчетных |
автомо |
||||
билей Л^ р а с ч |
обычно |
имеют |
такой вид: |
|
|
|
|
|
^ р а с ч |
^ 1 0 |
( 0 - 1 8 ) а < |
' |
(17) |
где Q в килофунтах (0,454 Т); а = |
0,121. Расчетная |
нагрузка |
Q = 18 |
|||
килофунтов « 8 , 2 |
Т. |
|
|
|
|
|
Отдельные |
авторы в США предлагают разные коэффициенты для |
|||||
перехода от фактических нагрузок к расчетным. Для сравнения при водятся коэффициенты МАДИ и AASHO (табл. I.2fc
10000
Число nfioxadaS осей., тыс.
Рис. 1.3. Общая требуемая приведенная толщина дорожной одежды в зависимо сти от числа прошедших автомобилей с разной нагрузкой на ось (указана на кри
вых) для условий |
испытания |
AASHO |
(СВ/? = 3): |
а — состояние покрытия p S i = 2,5 |
(требуется |
капитальный ремонт); б — р в , = 1.5 |
|
(требуется реконструкция); |
|
||
/ — двухосные автомобили; 2 — трехосные |
автомобили |
||
-< |
|
|
— — |
Имеющаяся разница в численных значениях коэффициентов объ ясняется разным удельным давлением от шины и отчасти различными принятыми конструкциями дорожных одежд.
Результаты проведенных AASHO исследований вначале про извели большое впечатление и привели к пересмотру многих сущест
вовавших ранее за рубежом |
методов расчета дорожных одежд [23]. |
||||||||
В резолюции |
X I I Международного |
дорожного |
конгресса в |
1963 г. |
|||||
было указано, что дальнейшие исследования, |
результаты |
которых |
|||||||
будут представлены |
в докладах на |
X I I I |
конгрессе в 1967 г., должны |
||||||
сопоставляться с данными, полученными |
AASHO. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1.2 |
|
|
|
Интервалы перевод |
|
|
Коэффициенты |
|
|||
Нагрузка на одиноч |
ных коэффициентов, |
|
|
|
|
||||
|
предлагаемых раз |
|
|
|
|
||||
ную ось, Т |
|
|
ными авторами |
|
AASHO |
МАДИ |
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
« ? р а с ч = 8 ' 2 г > |
|
|
|
|
||
1,8 |
|
От |
0,002 |
до 0,02 |
|
0,003 |
|
|
|
4,5 |
|
» |
0,06 |
» |
0,11 |
|
0,09 |
0,09 |
|
8,2 |
|
|
1 |
|
|
|
1,00 |
1,00 |
|
9,0 |
|
От |
1,51 |
до |
2,38 |
|
1,51 |
1,50 |
|
11,8 |
|
» |
3,9 |
» |
16 |
|
4,09 |
6,00 |
|
13,6 |
|
» |
6,97 |
» |
28 |
|
6,97 |
8,00 |
|
Однако по мере проведения новых исследований и подробного анализа результатов экспериментов AASHO выяснилось, что эти данные имеют, несмотря на большой размах экспериментов, много недостатков, из-за которых возникает ряд сомнений в возможности распространять выводы AASHO на другие климатические условия,
Рис. 1.4. Прогибы конструкции в зависимости от числа прохо дов и нагрузки на ось (цифры на кривых)
^ |
в 0,501 1,01В 1,52* 2,031 1,54 |
3,566 h,om |
|
Деформация, НИ |
|
19
на отличные от примененных в опытах грунты, на иной режим движе
ния |
автомобилей, на другие конструкции дорожных |
одежд |
[20]. |
Эти сомнения довольно четко выявились в ряде докладов, сделан |
|||
ных |
на X I I I Международном дорожном конгрессе в Токио в |
1967 г. |
|
и на Второй международной конференции в Анн-Арбор |
[22]. В среде |
||
американских специалистов, а также исследователей в других странах стали раздаваться голоса, что испытания AASHO имеют ограниченный характер и не могут обобщаться. Подверглись сомнению: а) метод приведения различных автомобилей к расчетному; б) приведение мно гослойных конструкций к эквивалентной толщине; в) зависимость прогибов конструкций от общего числа проходов автомобилей; г) за кономерности влияния на результаты расчета замерзания и оттаива ния грунта земляного полотна, которое наблюдали только в течение двух лет; д) возможность обобщать результаты измерений прогибов для слоев основания разной жесткости: е) закономерность экстрапо ляции кривой зависимости прогибов и эквивалентных толщин от количества прошедших автомобилей.
Для советских исследователей выводы AASHO не явились неожи данностью, так как многие из них были нами получены на двадцать
лет |
раньше (переход к расчетным автомобилям, почти совпадающий |
с данными AASHO, эквивалентные толщины, зависимость прочности |
|
от |
повторных нагрузок). |
Применяемые в настоящее время в различных странах методы испытания дорожных одежд включают в себя измерения прогибов под
статическими и |
динамическими |
нагрузками, испытания вибрацион |
ной нагрузкой |
с измерением |
скорости распространения упругих |
волн, заложение датчиков для определения деформаций и напряжений, возникающих в дорожной одежде и земляном полотне, измерения ров ности поверхности покрытия.
Для измерения прогибов, кроме балки Бенкельмана, во Франции и некоторых других странах применяют прогибомер Лакруа, дающий возможность увеличить производительность испытаний. Этого дости гают тем, что измерительный прибор типа рычажного прогибомера (рис. 1.5) подвешивают непосредственно к автомобилю, движущемуся
Рис. |
1.5. Прогибомер Лакруа: |
|
/ — передние колеса автомобиля; |
2 — тяги для |
перемещения прогибомера вперед; —зад |
нее колесо |
автомобиля; |
4 — рычаг прогибомера |
20
со скоростью 1—1,5 км/ч. По мере подъезда колеса к измерительному стержню производится запись нарастающего прогиба до его макси мальной величины. Затем специальное устройство переносит измери
тельный |
прибор вперед и цикл испытаний повторяется. Измерения |
||
осуществляют сразу под двумя колесами через 3—4 |
М (одно движется |
||
по краю |
одежды, |
а другое — вблизи середины). |
Производитель |
ность —• 5—8 тыс. |
испытаний в день, что намного |
превышает произ |
|
водительность в случае применения балки Бенкельмана, однако боль шой разброс результатов испытаний сильно затрудняет их обработку. Проводят эксперименты с определением не только прогиба, но и ра диуса кривизны поверхности покрытия под нагрузкой от колеса. Произведение этих показателей (прогиба и радиуса кривизны) пред лагают как характеристику прочности дорожной одежды.
В Англии в результате испытаний статическим нагружением колеса автомобиля с измерением прогиба балкой Бенкельмана установлено, что при щебеночных основаниях и тяжелом движении (4000 грузовых автомобилей в сутки) допустимый прогиб / равен 0,5 мм. Для анало
гичных дорог с основанием из тощего бетона / = 0,2 мм. |
Для основа |
||||
ний |
из |
материалов, |
укрепленных |
органическим |
вяжущим, |
/ = |
0,38—0,5 мм. |
|
|
|
|
Испытания дорожных одежд путем статического вдавливания жест кого штампа применяют в настоящее время редко вследствие громозд кости оборудования и длительности процесса испытаний.
Динамическое воздействие на дорожную одежду осуществляют двумя способами:
1. Созданием кратковременного усилия путем сбрасывания груза с измерением возникающей при этом вертикальной деформации с по мощью сейсмодатчиков либо вибрографов. Длительность действия усилия близка к воздействию колеса движущегося автомобиля. Этот способ за рубежом применяют сравнительно редко. Большее распро странение он получил в СССР.
2. Вибрационным воздействием с помощью легких и тяжелых гене
раторов колебаний (вибраторов). Их применяют в первую |
очередь |
для оценки однородности структуры и определения наличия |
трещин |
в покрытии. Характеристикой качества служит скорость распростра нения-упругих волн. В табл. 1.3 приведены данные о скорости поверх ностных волн Релея от легкого вибратора Гудмана (Франция) на раз ных покрытиях.
Как указано выше, по скорости распространения упругих волн определяют также модули упругости и коэффициенты Пуассона мате риалов покрытия (легкие вибраторы), а также модули упругости основания (тяжелые вибраторы). Одновременно измеряют скорости распространения волн на лабораторных образцах.
В ФРГ для испытаний образцов из битумоминеральных смесей применяют вибратор с частотой колебаний от 5 до 50 герц. Определяют динамические модули упругости, которые зависят главным образом от температуры и в меньшей степени от продолжительности действия •нагрузки. Параллельно проводят испытания на изгиб, кручение, сжатие и сдвиг.
21