Файл: Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд..pdf

Оценку прочности дорожной одежды производят на участках через каждые 200—250 м. На каждом участке прогиб измеряют на полосе наката в двух-трех точках через 5—10 м вдоль дороги. Полоса наката

полосу наката прогиб следует измерять на расстоянии 1,5—2 м от кром­ ки покрытия, но не менее чем на расстоянии 1 м.

Для испытания дорожной одежды применяют груженый автомобиль

Для испытания дорожной одежды нагрузкой Н-Р можно применить автомобили МАЗ-200, МАЗ-205, МАЗ-500 или МАЗ-503. При загрузке их балластом необходимо обеспечить нагрузку на заднюю ось 10 т (на одно колесо 5 т)и давление в камерах 5,5 кГ/см2 (давление на по­ крытие в этом случае будет равно 5,5 • 1,1 = 6 кГ/см2 (1,1 — коэффи­ циент, учитывающий жесткость шин)..

Оценку прочности дорожной одежды призводят в наиболее небла­ гоприятный период года (обычно весной, а в крайних южных районах — зимой). Наступление этого периода на эксплуатируемых дорогах сле­ дует определять ежегодно. Для этого выбирают несколько участков дороги, находящихся в условиях, различных по характеру и степени увлажнения. На выбранных участках дороги фиксируют опорные точки несмываемой краской или каким-либо другим способом. С начала оттаивания земляного полотна периодически производят измерение прогиба покрытия на зафиксированных участках. Наиболее неблаго­ приятным периодом для дорожной одежды будет период, когда прогибы поверхности покрытия окажутся наибольшими.

Периодические измерения прогибов на выбранных участках в те­ чение ряда лет позволят установить коэффициент увеличения прогибов в наиболее неблагоприятный период по отношению к прогибу в другие периоды года. Зная величину этого коэффициента, можно проводить ориентировочную оценку прочности по величине прогиба в осенний период.

По величине среднего упругого прогиба и параметрам нагруз­ ки вычисляют модуль упругости дорожной одежды на участке по фор­ муле

которого указана на рис. III.3, то участок дороги может быть отнесен к прочным. Если измеренный модуль будет меньше требуемого, участок дороги имеет недостаточную прочность. В этом случае следует запре-

256

тить движение автомобилей с нагрузкой на колесо, вызывающей про­ гибы больше предельных, или принять меры по усилению дорожной одежды.

Все результаты обследования автомобильных дорог с целью оцен­ ки их прочности по величине прогиба следует систематизировать путем заполнения журнала. Для большей наглядности результаты оценки прочности могут быть представлены в виде графика.

При измерении прогибов необходимо строго выполнять правила техники безопасности.

В начале и конце участка, где производят измерение, должны быть установлены переносные ограждения с укрепленными на них дорож­ ными знаками «Дорожные работы».

Водитель грузового автомобиля, под колесом которого производят измерение прогибов, должен быть проинструктирован старшим по ра­ боте с рычажным прогибомером. В процессе работы водитель обязан выполнять только сигналы старшего. Прежде чем тронуть автомобиль с места, водитель должен убедиться, что это безопасно для лиц, работа­ ющих с прогибомером. Устанавливать рычажный прогибомер под коле­ сом автомобиля можно только тогда, когда автомобиль поставлен на тормоза и двигатель выключен.

§ II 1.21. Испытания установкой динамического нагружения

Установка динамического нагружения предназначена для испыта­ ния дорожных одежд кратковременной нагрузкой, достаточно близкой по величине и длительности приложения к воздействию движущегося автомобиля.

Основные особенности применения этой установки по сравнению с нагружением колесом автомобиля: а) возможность произвести кратко­ временное нагружение; б) возможность производить испытания на всех конструктивных слоях дорожной одежды, включая грунт земляного полотна; в) отсутствие необходимости в тяжелом грузовом автомобиле; саму установку можно перемещать на прицепе у любого автомобиляу включая легковой; г) на применяемой в настоящее время модели уста­ новки испытания производят жестким штампом, что вносит некоторую условность, так как в действительности на дорогу действуетколесо автомобиля. Однако, как показали исследования, при испытании на поверхности одежды к существенной ошибке это не приводит. Указан­ ный факт объясняется тем, что около 90% общей деформации под на­ грузкой приходится на грунт земляного полотна и нижние слои одеж­ ды. Нагрузка на них передается вышележащими слоями, эластичность которых сглаживает разницу между колесом автомобиля и жестким круглым штампом, равновеликим по площади отпечатку колеса. При испытаниях нижних слоев одежды и грунта земляного полотна жест­ кость штампа приходится учитывать.

МАДИ совместно с ЦНИЛ Гушосдора РСФСР (ныне Гипродорнии) был разработан ряд 'моделей установок динамического нагружения,

кой крепят с помощью скобы 20 и подвески 19 на штативе 18. Уста­ новку обслуживают два человека, из которых один может быть води­ телем автомобиля. Общий вес данной модели установки — 250 кг.

Величина динамического усилия Q и длительность его приложения Т могут быть приближенно определены по следующим формулам:

где Р — вес падающего груза, кг; Н — высота падения груза до верха пружины, см; б — величина, характеризующая жесткость пружи­

ники, но при условии, что поверхность, на которую опирается штамп, является абсолютно жесткой. В действительности под воздействием динамического усилия в дорожной одежде возникают определенные деформации, которые обычно являются упругими или практически уп­ ругими. Эти деформации как бы складываются со сжатием пружины, снижая величину динамического усилия и увеличивая длительность его действия. Кроме того, формулы (III . 45) и (III . 46) не учитывают оп­ ределенное накопление энергии падающим грузом на пути сжатия пру­ жины. Этот фактор несколько увеличивает динамическое усилие. На длительность нагружения он практически не влияет.

Такие факторы, как вертикальная деформация испытуемого слоя и накопление энергии на пути сжатия пружины, оказывают противо­ положное влияние на величину динамического усилия, хотя воздей­ ствие первого фактора обычно преобладает. Влияние указанных фак­

где / — величина вертикальной деформации, измеренная вибрографом. Формулы (III.45), (III.46), (III.49) и (III.50) не учитывают потерь энергии на преодоление сил инерции, сопротивления воздуха, трения

и т. д. Исправленное с учетом потерь энергии динамическое усилие QH можно определить по формуле, полученной автором и уточненной А. М. Шаком,

Формулы (III.45) и(П1.46) дают обычно достаточно точный резуль­ тат при испытаниях на поверхности дорожных одежд. При испытании нижних слоев иногда приходится пользоваться (III.49) и (III.50).

К основным параметрам установки динамического нагружения относят те технические показатели, которые позволяют приблизить испытания к реальным условиям работы дорожной одежды и получить надежные результаты. Такими параметрами являются: длительность действия нагрузки, диаметр штампа, величина нагрузки.

Как указано выше, продолжительность динамического нагружения должна быть достаточно близка к длительности действия движущегося автомобиля. Эта длительность в каждой точке поверхности дорожной одежды, согласно § III.14, составляет 0,02—0,03 сек, а в пределах ча­ ши прогиба достигает 0,1—0,3 сек. Длительность нагружения на грунте земляного полотна также обычно лежит в пределах 0,1—0,3 сек. Сле­ дует иметь в виду, что характер изменения нагрузки в каждой данной точке под действием движущегося автомобиля и при испытаниях уста­ новкой динамического нагружения достаточно близок между собой. Нагрузка возрастает от нуля до максимума и снова падает до нуля. Под длительностью действия нагрузки подразумевается время от ее возникновения до исчезновения в данной точке.

При проведении массовых испытаний удобнее как можно реже ме­ нять длительность действия нагрузки, так как это связано со сменой пружины и требует дополнительной затраты времени на испытания.

Кроме того, чем больше длительность действия нагрузки, тем ниже при прочих равных условиях величина динамиче­ ского усилия. Это хорошо иллюстрирует зависимость (111:52), которая легко мо-

.жет быть получена из формул (III.45) и (II 1.46):

260