Файл: Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд..pdf

и дорожно-строительных материалов применительно к условиям, близ­ ким к реальным для периода весеннего ослабления дорожных одежд.

У легких суглинков соотношения Ея/Е0 приближаются к указан­ ным соотношениям для супесей.

Обобщение результатов полевых и лабораторных испытаний поз­ воляет рекомендовать предварительные значения динамических моду­ лей упругости наиболее распространенных дорожно-строительных ма­ териалов и грунтов земляного полотна (табл. III.26 и III.27).

§ III.17. Допустимые растягивающие напряжения

при кратковременном действии нагрузки

Исследования показывают, что при наиболее распространенных скоростях движения грузовых автомобилей (40—60 км/ч) длительность действия растягивающих усилий в конструктивных слоях, способных работать на изгиб, составляет 0,05—0,10 сек.

Растягивающие напряжения действуют в пределах всей чаши проги­ бов, возникающей под действием автомобильного колеса (рис. I I I . 14). Но, как видно из этого рисунка, в процессе прохождения колеса напря­ жения меняют свой знак. Это подтверждается экспериментами, про­ веденными в МАДИ и Ленинградском филиале Союздорнии [31]. На­ пряжения данного знака длятся в указанных выше пределах. Для оп­

247

(10 кГ/сек), нагрузки. В качестве примера на рис. Ш.16 приве­ дены результаты таких параллельных испытаний образцов мелкозер­ нистого асфальтобетона при различных температурах.

Прочность образцов при кратковременной нагрузке во всем диапа­ зоне температур, при которых производили испытания, естественно, оказывается выше, чем прочность при медленно возрастающей, т. е. более длительно действующей нагрузке. Соотношения между этими прочностями, как видно из рис. I I 1.16, с понижением температуры уменьшаются. Объяснено это может быть тем, что с понижением тем­ пературы асфальботон имеет тенденцию приближаться к абсолютно упругому телу. ,

Для смесей без минерального порошка прочность на растяжение при изгибе в среднем в 1,8—2 раза ниже, чем для плотных смесей, но характер зависимости прочности от температуры и соотношения между прочностью при кратковременной и медленно возрастающей нагрузке для всех смесей с применением органического вяжущего примерно оди­ наковы. При температуре 0—2° С, которая является наиболее опасной с точки зрения работы на изгиб конструктивных слоев реальных одежд, содержащих органические вяжущие, соотношение между прочностью от кратковременной и медленно возрастающей нагрузок составляет около 1,7.

Прочность на изгиб смесей, укрепленных цементом, при различных положительных температурах меняется несущественно. Здесь соотно­ шение прочиостей от кратковременной и статической нагрузок состав­ ляет 1,4—1,5.

Проведенные исследования позволили установить средние значе­ ния предельных растягивающих напряжений для различных мате­ риалов при однократном действии кратковременной (0,1 сек) нагрузки. Работы, выполненные в МАДИ Т. Н. Калашниковой, дают возможность рекомендовать коэффициенты запаса, которые нужно вводить в чис­ ленные значения сопротивлений изгибу в зависимости от повторяю­ щейся нагрузки. С учетом этих коэффициентов запаса установлены ве-

Рис. III.16. Зависимость пре­ дела прочности на растяже­ ние при изгибе от темпера­ туры при испытаниях образ­ цов из мелкозернистого ас­

фальтобетона:

248

Т а б л и ц а III . 28

личины допустимых растягивающих напряжений в ряде материалов конструктивных слоев дорожных одежд в зависимости от интенсив­ ности движения по двум полосам дороги (табл. III.28). Эти напряже­ ния соответствуют температуре 0—2° С.

§ 111.18. Сопоставление результатов расчета при кратковременном и длительном действии нагрузки

Методика расчета дорожных одежд сдчетом кратковременного дей­

тем, что теоретические предпосылки, лежащие в основе современного расчета, справедливы с достаточной точностью и в том и в другом слу­ чаях. Указанное положение подтверждают соображения, изложенные в § III.14, и другие исследования [9, 19].

Производя расчет по требуемым динамическим модулям, так же как и при расчете по статическим модулям, необходимо обеспечивать верх­ ние слои от возникновения трещин вследствие растяжения при изгибе. Так как материалы указанных слоев обычно являются наиболее до­ рогими, целесообразно использовать достаточно полно их способность работать на изгиб. Это условие будет выполнено, если фактические растягивающие напряжения окажутся близки к допустимым при за­ данной повторности действия нагрузки (интенсивности движения).

Как известно, величины растягивающих напряжений в данном слое зависят от его толщины и соотношения модулей упругости этого слоя и всего нижележащего полупространства.

В табл. I I 1.29 приведены толщины верхних слоев дорожной одеж­ ды, построенных с применением органического вяжущего, при которых в этих слоях возникают напряжения, близкие к допустимым при данной интенсивности движения. Напряжения вычисляли с помощью номо­ грамм, построенных по данным проф. Б. И. Когана [9].

249

П р и м е ч а н и е . Нижний слой при асфальтобетонном покрытии может быть из битумоминеральной смеси или щебня, обработанного вязким битумом в установке.

Хотя для нижнего слоя асфальтобетона и смесей из каменных1латериалов, обработанных органическим вяжущим, допустимые растяги­ вающие напряжения приняты одинаковыми (см. табл. III.28), тем не менее покрытия из материалов, обработанных вяжущим, до опреде­ ленной интенсивности могут быть тоньше асфальтобетонного. Объяс­ няется это тем, что для указанных покрытий требуемые динамические модули упругости ниже, меньше модули материала покрытия, а следо­ вательно, меньше соотношения модуля верхнего слоя и общего модуля нижележащих слоев. Но при значительной интенсивности движения потребная толщина облегченного покрытия начинает быстро расти. Толщины слоев, приведенные в табл. I I 1.29, являются экономически целесообразными в случае применения в покрытии данного материала, так как позволяют использовать наиболее полно его механические свойства. В дальнейшем эти толщины могут быть уточнены.

Следует иметь в виду, что приведенное движение более 2000 расчет­ ных автомобилей в сутки для двухполосных дорог общего пользования встречается очень редко. Уже такое движение, учитывая значительное количество более легких автомобилей, включая легковые, соответствует 6000—8000 авт./сутки, что являетсярациональным пределом по про­ пускной способности для двух полос. Поэтому толщины верхних слоев одежды, содержащих органическое вяжущее, при наличии асфальто­

факторов, как повышенный износ и меньшая ровность, при движении более 400—500 расчетных автомобилей в сутки облегченные покрытия становятся экономически невыгодными.

250