Файл: Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд..pdf

по более точным решениям Б. И. Когана, Бурмистера и других за счет

му для двухслойного полупространства, в которой распределение дав­ лений осуществляется по закону Буссинеска. Соотношения общих модулей упругости -С^щ при распределении давлений по Буссинеску

заметнее, чем больше толщина слоя и соотношение модулей упругости

и песок — щебень) при некоторых средних значениях и обычных кон­ струкциях приводит при расчете по старому методу Союздорнии к уве­ личению требуемого модуля деформации в 1,5 раза (я/2) за счет полу­ ченного эмпирическим путем коэффициента а — 1 вместо 2,5.

При пользовании как приближенными, так и точными формулами интегрирование деформаций выполняют в пределах всего полупро­ странства, тогда как, согласно опытам, деформирование ниже так на­ зываемой активной зоны (4,5—5) D фактически не происходит в ре­ зультате влияния собственного веса нижележащего грунта и дефор­ мации отстают в некоторой степени от напряжения (на 10—15%). Это должно ввести определенные коррективы в выражение для прогиба

202

и общего модуля упругости. Поэтому величины соотношений общих модулей упругости E0(jm по Буссинеску и Б. И. Когану, взятые в рам­ ку (см. табл. III.4), мы предлагаем не учитывать, принимая их рав­ ными единице.

§ Ш.4. Сопоставление решений для двухслойной и трехслойной систем

До сих пор все расчеты и рассуждения ограничивались в основном двухслойной конструкцией. На самом же деле дорожная одежда пред­ ставляет собой совокупность четырех и более слоев. В настоящее время вопрос о многослойных системах принципиально решен, но тре­ бует сложных вычислений, доступных только счетным машинам. Рас­ четы для трехслойной системы сделаны в СССР. М. Б. Корсунским и А. Г. Булавко, в Англии — Джонсом и Питти, в США — Бурмистером и его последователями.

Нужно установить, насколько необходимы подобные сложные вы­ числения и нельзя ли ту же задачу решить более простыми путями. Как было указано выше, строгое решение с применением фактических модулей упругости отдельных слоев имеет смысл только в том случае, если все слои одежды обладают способностью сопротивляться изгибу или если соотношения модулей любого верхнего слоя и всего нижнего полупространства не превосходит 3,5. В противном случае нужно вво­ дить коррективы, понижающие общий модуль упругости конструк­ ции, что было показано в табл. I I I . 4. С этой точки зрения очень заман­ чиво применение определения общего модуля упругости по двум слоям аналогично тому, как это сделано в методе Союздорнии. Однако воз­ никает предположение, что такой способ расчета вносит большую ошиб­ ку, так как по мере перехода от слоя к слою теоретически неправильно оставлять один и тот же диаметр передающей давление площадки. В действительности ее размеры все время возрастают по мере рас­ пространения напряжений по глубине. В то же время это возрастание неопределенно, так как на поверхности нагрузка распределяется до­ статочно равномерно, а с глубиной эпюра распределения напряжений меняется.

Чтобы раскрыть влияние на результаты расчета изменения пло­ щади распределения давлений по глубине, были проведены соответ­ ствующие вычисления и сопоставления. С этой целью сопоставлены

ствующих слоев сверху вниз) разница между расчетами по трехслой­ ной системе и по дважды повторенным двухслойным системам не пре­ вышает 9—10 %, а в среднем колеблется от 5 до 6%. При этом разница может быть положительная и отрицательная. В случае последователь­ ных расчетов по двухслойной системе общий модуль упругости в боль-

»шинстве случаев получается ниже, чем при расчете по трехслойной

203

системе (табл.'III.5). Такие же результаты получаются при сопостав­ лении многослойной системы, построенной по принципу изменения мо­ дуля упругости по экспоненциальному закону (гл. 17), для которого имеется точное решение Когана, с последовательным расчетом по сло­ ям. При расчетах для получения данных для-табл. III.5 величина D принята 34 см.

жет являться первоочередной задачей исследований, так как численные значения модулей упругости грунтов и конструктивных слоев дорож­ ных одежд приняты в ряде случаев с большей неточностью, чем воз­ можная ошибка от применения приближенного метода расчета [21]. Как известно, на величины модулей упругости грунтов и материалов существенное влияние оказывают влажность, плотность, вес выше­ лежащих слоев, а для материалов, содержащих органическое вяжущее, большую роль играют температура и длительность действия нагрузки. Все эти факторы не всегда удается учесть с достаточной точностью.

Применение послойного расчета удобно также и тем, что облегчает введение поправочных коэффициентов, согласно табл. III . 4, необхо­ димых в случаях, когда верхний слой в данной паре слоев с учетом повторного действия нагрузки не обладает сопротивлением изгибу (щебень, гравий, песок и т. п.). При расчете по многослойной системе отдельные авторы рекомендуют понижать модуль верхнего слоя до (3,5—4,5) Ен, что в случае толстых слоев дает для общего модуля зна­ чения более низкие, чем при распределении давлений по Буссинеску. Объясняется это тем, что, понижая модуль по условиям изгиба, не учитывают влияние сжатия слоев,

204