2.Прочность дорожной одежды. Общие положения. Расчет прочности дорожной одежды

Общее положение.

Прочность дорожной одежды – сопротивление дорожной одежды напряжениям и деформированию под действием нагрузок от ТС и изменения погодно-климатических условий.

Критериями прочности нежесткой дорожной одежды является предел прочности на растяжение при изгибе материала монолитных слоев или предел сдвигающее напряжение в грунте земляного полотна(з.п.) или в слоях дорожной одежды(д.о.) из слабосвязных зернистых материалов(щебень, гравий, песок), а также предельная относительная верт. деформация, при которой начинается и развивается разрушение монолитности и ровности покрытия.

Критерием прочности жесткой дорожной одежды служит предел прочности бетона на растяжение при изгибе.

Для жестких и нежестких дорожных одежд на участках дорог с неблагоприятными грунтово-геологическими и погодно-климатическими условиями критерием прочности является предельная значительная вертикальная деформация пучения. При превышении которой появляются трещины и ухудшается ровность, нарушается морозоустойчивость конструкции.

Расчет прочности дорожной одежды.

Прочность дорожной одежды нежесткого типа расчитывают на коротковременное многократное воздействие подвижных нагрузок, равное 0,1с. Одежды на стоянках и обочинах дорог на продолжительное нагружение(более 10 мин.)

Расчет дорожной одежды выполняют с учётом надежности, под которой подразумевается вероятность безотказной работы конструкции в течении всего периода между капитальными ремонтами.

Количественным показателем надежности служит уровень надежности, представляющий собой отношение протяженности прочных, не требующих капитального ремонта конструкций, к общей протяженности участка дороги.

Прочность дорожной одежды расчитывается в следующей последовательности:

1. Выполняют расчет дорожной одежды по доп-му упругому прогибу :

конструкция дорожной одежды выполняет условие надежности и прочности по критерию упругого прогиба, если выполняеться условие:

К_пр < Е_общ/ Е_тр

К_пр- коэфициент прочности дорожной одежды.

Е_общ-общий модуль упругости конструкции, Мпа.

Е_тр-требуемый модуль упругости конструкции, с учетом капитальности одежды, типа покрытия, вида грунта земляного полотна, и интенсивности воздействия нагрузки, Мпа.

2. Проводят расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе: в монолитных слоях дорожной одежды(из а/б, мат-ов и гр-в, укрепл-х органическими вяжущими), возникающих при ее прогибе, напряжение под действием повторных коротковременных нагрузок не должно вызывать нарушение структуры материала и приводить к образованию трещин, то есть должно быть обеспечено условие:

К_пр <= R_н / a_r

К_пр – требуемый коэфициент прочности с учетом заданного ур-ня надежности.

R_н – предельно допустимое растягивающее напряжение материала в слое, с учетом усталостных явлений, МПа.

a_r – наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, установленное расчетом, МПа.

3. Выполняют расчет толщины дренирующего слоя и толщины стабильных слоев дорожной одежды из условия морозоустойчивости; требуемый модуль упругости для расчета нагрузки гр. А и Б вычисляют по формулам:

Е_А= 125 + 67(lg N_А – 1)

Е_Б= 62 + 72(lg N_Б – 1)

N_А(Б) - количество автомобилей, приведенных к расчету на одну полосу авт. в сутки; за расчетный автомобиль принимается двухосный автомобиль, имеющий нагрузку на заднюю ось 100 кН и удельное давление 0,6 Мпа

поскольку большинство ТС имеет различные нагрузки на оси необходимо определить их эквивалент(коэфициент привидения)

Приведение осевых нагрузок к расчетным нагр-м:

S_i =10ⁿⁱ * K

K -коэфициент, учитывающий давление в шинах

n_i = β(1 - )

β – показатель учитывающий капитальность дорожной одежды для кап-го типа- 3,359, облегченного- 2,306, переходного 1,421.

- нагрузка на ось расчетного автомобиля, Кн.

- максимальное из нескольких осей тележки нагрузка i-го автомобиля с учетом влияния сближения осей или нагрузка на заднюю ось двухосного автомобиля, Кн.