Файл: Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд..pdf

ций дорожных одежд, позволили убедиться, что в интервале дли­ тельности нагружения от 0,02 до 0,3 сек продолжительность действия нагрузки несуществен­ но влияет на величину верти­ кальной деформации при прочих равных условиях. Объясняется это тем, что указанный интервал невелик по абсолютной величине и свойство материалов менять свою деформацию во времени за столь малый его промежуток не успевает существенно проявить­ ся. При длительности нагруже­ ния ниже 0,015—0,020 сек про­ исходит значительное уменьше­ ние величины деформации.

Некоторые результаты, подтверждающие указанные факты, при­ ведены на рис. III . 21 . Проводя эти опыты, длительность действия на­ грузки в каждой серии испытаний меняли, используя пружины раз­ личной жесткости. Постоянства нагрузки при этом достигали соот­ ветствующим изменением веса падающего груза и высоты его сбрасы­ вания.

Отмеченное выше явление позволило рекомендовать для испытаний в полевых условиях на всех конструктивных слоях дорожной одежды, включая грунт земляного полотна, длительность действия динамиче­ ского усилия 0,02—0,03 сек.

Такая длительность нагружения позволяет создавать достаточно компактные установки, собственный вес которых составляет лишь 4—6% от развиваемого ими динамического усилия.

Диаметр штампа D для испытаний на поверхности дорожной одеж­ ды должен быть близок к диаметру круга, равновеликого отпечатку колеса тяжелого (расчетного) автомобиля. Для наиболее тяжелых нагрузок (МАЗ-500, МАЗ-200, ЗИЛ-127, троллейбус ЗИУ-5 и др.) ве­ личина D лежит в пределах 30—35 см. Что касается нижележащих слоев и грунтов земляного полотна, то здесь вследствие распределя­ ющей способности верхних слоев площадь, на которую передается нагрузка, существенно возрастает. Как показывают исследования [15], на грунте земляного полотна D возрастает в 2—4 раза по срав­ нению с его величиной на поверхности.

Испытания грунтов кратковременной нагрузкой при различных

30—35 см на результаты при сохранении одного и того же удельного давления почти не влияет. Объясняется это тем, что в грунтах земля­ ного полотна верхние слои обычно имеют несколько большую плот­ ность как по условиям их уплотнения при постройке, так и вследствие

новку следует везти в кузове автомобиля или по железной дороге. Этим обеспечивается продление срока службы ходового оборудования.

В транспортном положении вертикальную направляющую штангу вместе с грузом и штампом поднимают лебедкой и устанавливают на специальном поддоне, скрепляя штамп с поддоном болтом

Перед началом испытаний, пользуясь формулой (III.45), опреде­ ляют высоту Н сбрасывания груза, необходимую для достижения за­ данного усилия Q. На поверхности одежды следует принимать Q = = 5500—6000 кГ. Приближенность формулы (III.45) не имеет значе­ ния, так как после испытаний величина Q будет уточнена. Отклонение численного значения динамического усилия от расчетного в пределах 10—15% не сказывается на величине модуля упругости, ибо величина вертикальной деформации в достаточно широком интервале нагрузки находится в линейной зависимости от удельного давления р, а модуль упругости пропорционален отношению р к I.

Испытания проводят два человека, из которых один включает вибро­ граф, а другой по команде первого производит сбрасывание груза.

Для получения более полной картины о несущей способности дорож­ ной одежды испытания следует производить по поперечникам. На каж­ дом поперечнике двухполосной проезжей части целесообразно испы­ тывать от трех до пяти точек, из которых две должны быть расположе­ ны по крайним полосам наката (1—1,5 м от кромки проезжей части), одна по оси, а остальные точки между ними. Необходимость располо­ жения точек испытания по внешним полосам наката объясняется тем, что это наиболее нагруженные места на поперечнике, если учесть также некоторую перегрузку наружного колеса от поперечного уклона. В условиях сложного водно-теплового режима ( I I и север I I I дорожноклиматических зон) нередко наиболее ослабленной является часть дороги, близкая к оси. Поэтому здесь также необходимо проводить испытания.

На основании статистической обработки результатов испытаний установлено, что для получения данных, точность которых не ниже точности измерений, на асфальтобетонных покрытиях с ровной поверх­ ностью нужно производить два нагружения в каждой данной точке. При наличии сильно шероховатой поверхности, например при поверх­ ностной обработке, на гравийных и щебеночных покрытиях и основа­ ниях, наблюдается повышенный разброс результатов и для получения надежных данных следует делать в каждой точке три нагружения.

Иногда для более глубокого изучения причин недостаточной несу­ щей способности дорожной одежды целесообразно произвести испыта­ ния нижележащих слоев. Эти испытания необходимы также для опре­ деления динамических модулей упругости материалов тех или иных конструктивных слоев. Так как на нижележащие слои вследствие рас­ пределяющего влияния верхних слоев действуют меньшие напряжения, при испытаниях на эти слои следует воздействовать меньшими удель­ ными давлениями. Соотношения давлений на поверхности различных конструктивных слоев р и на верхнем слое рв, которые следует приме­ нять в процессе испытаний, приведены в табл. I II . 3 1 .

При расшифровке результатов испытаний к ленте с записью вибро­ графа прикладывают линейку, имеющую миллиметровую шкалу (см. рис. 111.20). Для большей точности расшифровки желательно поль­ зоваться лупой с 3—4-кратным увеличением. Запись деформаций виб­ рографом обычно производится с увеличением в 6 раз, но возможен масштаб 1 : 2 и 1 : 1, для чего применяют специальную насадку. Сле­ дует иметь в виду, что на рис. I I 1.20 показана запись вибрографа, зафиксировавшего как упругие, так и остаточные деформации. Замет­ ные остаточные деформации иногда возникают на грунтах и песчаном слое при удельных нагрузках, существенно превышающих указанные в табл. III . 31 . Если же удельные давления близки к тем, которые воз­ никают в реальных условиях, то остаточные деформации практически отсутствуют. Иногда они все же появляются после первого удара на грунтах, песчаных слоях и при подсыпке песчаного выравнивающего слоя вследствие местных сдвигов по кромке штампа от концентрации напряжений. При повторных нагружениях остаточных деформаций обычно не бывает. Величина же упругой деформации от первого и по­ следующих нагружении остается почти одинаковой с некоторыми ко­ лебаниями в ту и другую сторону. Ошибка от этих колебаний устра­ няется путем вычисления средней величины вертикальной деформации по трем повторным нагружениям. Если вертикальная деформация при первом нагружении существенно отличается от деформаций при последующих нагружениях, что иногда бывает вследствие плохого прилегания штампа при первом ударе, то результаты этого измерения отбрасывают.

Для определения динамического модуля упругости при испытаниях на поверхности дорожной одежды и верхнем слое основания следует пользоваться формулой

264

где р — среднее удельное давление под штампом .от динамической нагрузки, кГ/см2; I — средняя вертикальная деформация по ре­ зультатам двух-трех параллельных нагружении, см;

На грунте земляного полотна и песчаном слое основания, где за­ метна разница между прогибами, полученными под жестким штампом и под гибкой поверхностью, которой являются вышележащие слои, для вычисления модуля упругости нужно применять формулу

кого и гибкого штампов.

По результатам послойных испытаний вычисляют динамические модули упругости конструктивных слоев дорожной одежды. Для этого применяют номограмму, приведенную на рис. 11.59, которая построе­ на в Ленинградском филиале Союздорнии. Чтобы произвести вычисле­

дают возможность произвести расчет усиления существующей дорож­ ной одежды, если ее фактический модуль упругости в период наиболь­ шего ослабления ниже требуемого, определенного по табл. III.23. Ме­ тодика расчета на данном этапе исследований аналогична применяемой для расчета по статическим модулям упругости, но расчетные показа­ тели должны соответствовать условиям кратковременного действия нагрузки.

крытий и оснований. Сб. «Цементобетон в дорожном строительстве». М., Автотрансиздат, 1960, с. 51—59.

3. Б а б к о в В. Ф. Напряжения в грунтовом основании дорожных одежд. Труды Дорнии. Вып. 3. Исследования по механике дорожной одежды. М., Дориздат, 1941, с. 99—196.

ровании и расчете нежестких дорожных одежд. «Материалы к научно-технической конференции по динамическим воздействиям на грунты и одежды автомобиль­

265