Вопрос 10.

Силы, действующие на дорожную одежду.

При движении автомобилей от колес на дорожную одежду передаются вертикальные и горизонтальные усилия. К вертикальным силам относятся:

• Средние давление колеса на поверхность дороги

• Фактическое давление по площади контакта

• Дополнительная ударная нагрузка

Средние давление колеса на поверхность дороги передаваемая в плоскость контакта пропорциональна давлению в шинах и несколько его превышает из-за жесткости покрышки.

pcp= k*p0 (МПа)

р0 – эксплуатационное давление воздуха в шинах.

k – коэффициент зависящий от конструкции шины.

Однако из-за того, что на шине имеется рисунок протектора фактическое давление по площадкам контакта больше, чем средняя плотность и равно

рк = k1*р0 (МПа)

k1 – коэффициент зависящий от конструкции шины и рисунка протектора.

Кроме того поверхность дороги всегда имеет неровности в виде волн, которые вызывают колебания движущегося автомобиля, т.е. дополнительную ударную нагрузку. В результате давления колеса автомобиля на поверхность дороги, то возрастает, то уменьшается по сравнению со среднем значением.

Горизонтальные силы действуют на дорожную одежду, могут вызываться 2 причинами:

• Ударами колеса при наездах на возвышающиеся неровности дорожной одежды.

• Трением шины о верхний слой дорожной одежды при передаче теплового усилия и торможения.

В первом случае возможное значение действующей силы определяется по формуле:

F1 = G*f

G – давление колеса на поверхность дороги

f - коэффициент сопротивления качения.

Величина усилия передаваемого покрытию при торможении определяется сл зависимостью:

F2 = G*φ*m

φ – коэффициент сцепления

m – коэффициент перераспределения нагрузки на оси автомобиля учитывающий режим движения.

В России за расчетную нагрузку для дорожной одежды всех типов на загородных участках дорог длительное время принимали осевые автомобильные нагрузки 60 и 100 кН и соответственно удельное давление – 0,5 МПа и 0,6 МПа в зависимости от категории дороги. В настоящее время действует методика расчета нежестких дорожных одежд в соответствии с которой принимают расчетные нагрузки 100, 110, 130 кН, диаметр следа колеса 37/33 см, 39/34 см, 42/37 см ( в числители для движущегося колеса, в знаменатели для неподвижного), р = 0,6 МПа (удельное давление).

Вопрос 11.

Сооружения и устройства для отвода воды от дороги.

Поверхностная вода попадающая на дорогу виде осадков и притекающая к ней отводится путем придания поперечному профилю земляного полотна и проезжей части выпуклого очертания и укрепления обочин. Для отвода воды вдоль дороги устраивают боковые водоотводные канавы или используют для этого боковые резервы у не высоких насыпей, предусматривают на горные канавы перехватывающие воду стекающую по склонам местности к дороге, таким образом складывается система поверхностного водоотвода, которую в зависимости от конкретных условий входят те или иные элементы ( рис 8.1, 8.2). На участках дорог с продольным уклоном более 30‰ для защиты обочины от размыва вдоль кромки проезжей части следует предусматривать продольные железобетонные латки для сбора и отвода воды стекающей с проезжей части. Сброс воды из лотков в ливневые водоприемные колодцы или ж/б лотки по откосам насыпи в боковую канаву предусматривают через каждые 50 – 100 м. На участках с меньшим уклоном в зависимости от категории дороги кромка проезжей части укрепляется путем устройства краевой полосы или укрепление обочины щебнем или гравием. Боковые канавы устраивают в выемках и у насыпи высотой до 1 – 1,2 м. Они служат для отвода воды стекающей во время дождя или таяния снега с поверхности дороги и прилегающей к ней местности. Минимальный продольный уклон дна канав составляет 5‰, что предотвращает их заиливание. Нагорные канавы (8,2 8,3) служат для перехвата воды стекающей по косогору дороги и для отвода этой воды к ближайшим искусственным сооружениям, резервы и пониженные места рельефа. В степных районах равниной местности где нельзя отвести воду от дороги по боковым канавам в естественной пониженной местности устраивают в стороне от дороги испарительные бассейны куда и производится сброс воды из боковых канав. Бассейны представляют собой катлаваны размер которых определяется таким образом, чтобы влага притекающая к бассейну во время дождя успевала испаряться между дождями. Они требуют дополнительного отвода земли и ухода поэтому устраиваются в исключительных случаях. грунтовые воды перехватываются или понижают ее уровень с помощью системы сооружений подземного водоотвода через которые эта вода отводится в пониженные места рельефа для последующего сброса в водоемы. Дренажи устраивают в виде заложенных в грунт труб (закрытый дренаж) или заглубленных в водоносный слой канав заполненных крупным дренирующим материалом ( открытый дренаж). Дренажи можно использовать как для понижения уровня грунтовых вод так и для перехвата грунтовых вод притекающей со стороны.

Перехватывающий, прерывающей или экранирующей устраиваются на откосах выемок рассекающих водоносные слои. Для предотвращения проникания влаги в сторону выемки поперек водоносного слоя устраивают водонепроницаемый экран.

Понижающий дренаж устраивают в выемках или насыпях, когда уровень грунтовых вод находится очень близко к конструкции дорожной одежды.

Подстилающий дополнительный слой основания дорожной одежды можно отнести к системе подземного дорожного водоотвода. Воду из дренирующего слоя отводят поперечными и продольными трубами (8.7).