26 Расчет на сдвигоустойчивость асфальтобетонных слоев покрытия

1)Основы теории и методика расчета а/б слоев

Расчет на сдвигоустойчивость заключается в обеспечении устойчивости материала покрытия к появлению пластических деформаций в расчетный период года.Появляются пластические деформации летом,когда прочность и жесткость а/б снижается.Вызывает деформации транспортная нагрузка.Условие сдвигоустойчивости:

ɽ ≤ Rсд

σ_с ≤ Rсж

ɽ-мах касательное напряжение

σ_с-сжимающее напряжение

Rсд-прочность материала на сдвиг в расчетный период

Rсж-прочность на сжатие в расчетный период

Под расчетными условиями понимают расч.температуру и время действия нагрузки,зависящие от скорости

Для определения ɽ, σ составляют модель ДО,где указываются толщины слоев,модуль релаксации и упругости,параметры трансп.нагрузки(D,P,T)

При расчетах на сдвиг учитывают горизонтальную нагрузку Т

Чем выше толщина и жесткость вышележащего слоя,тем меньше напряжение нижележащего слоя.

А/б в отличие от несвязных материалов обладает реологическими свойствами,св-вами зернистых и монолитных материалов.Его прочность зависит от t-времени действия нагрузки,а также от св-ств минерального каркаса.

В общем случае прочность а/б состоит из:

Rсд=Rc/Ес(Едл+Еt)+( σ*tgφ+c)

Rc-мах структурная прочность

Ес-мах модуль упругости

Едл-длительный модуль упругости

Еt-расчетный модуль,соответствующий расчетной температуре и расчетному времени действия нагрузки

σ- сжимающее напряжение в расчетном сечении

φ-угол внутреннего трения

с-сила внутреннего сцепления

Повысить прочность а/б можно регулируя его реологические свойства и структурные особенности.Реологические свойства определяются вязкостью и количеством вяжущего материала;структурные свойства-количеством,формой и составом щебня.

Чем больше вязкость битума и его кол-во,тем больше реологическое составляющее ,растет Rс;чем больше щебня,выше его плотность,форма приближается к кубовидной,тем выше структурная составляющая.

Прочность допускается определять по закону Кулона:

R= σ*tgφ+c

C условием,что φ и С находят при расчетной температуре и расчетном времени погружения.

2)Расчет сдвигоустойчивости а/б слоев покрытия

В РБ расчет на сдвигоустойчивость а/б покрытий загородных дорог выполняют только от нагрузки А3,для городских дорог-во всех случаях,расчетную температуру принимают +50°С

Условие сдвигоустойчивости а/б покрытий:

ɽ ≤ К*С/В*К₃ + σ*tgφ

ɽ, σ-мах касательное и нормальное напряжение в точке мах косательных от транспортной нагрузки

с, φ-угол внутреннего трения и сила внутреннего сцепления а/б,зависят от свойств материала

К,В,К3-коэффициенты,учитывающие надежность и условие работы материала

К3 принимают в зависимости от уровня надежности

К-коэффициент условий работы,зависящий от от расположения слоя и вида расчетной нагрузки =0.8-1

В-коэффициент,зависящий от вида нагрузки и интенсивности движения,по графику

При расчете на сдвигоустойчивость следует учитывать горизонтальную нагрузку Т,она учитывается на участках с уклоном >30‰,на остановках,участках разгона-торможения,учитывается путем ввода коэффициента ɽ= ɽ_н*К; σ= σ_н*К₁

К,К1-коэффициенты,зависящие от вида нагрузки

σ, σ_н-напряжения,полученные по номограмме

Если условие сдвигоустойчивости не выполняется,снижают значение ɽ, σ конструкционными методами либо увеличивают с, φ материаловедческим способом.

Для верхнего слоя покрытия принимают материаловедческие методы,т.к.конструктивные малоэффективны.

Для нижнего слоя применяется и конструктивный и материаловедческий методы.При конструктивном подходе увеличивают толщину вышележащих слоев.Это обеспечивает снижение ɽ

При расчетах на сдвигоустойчивость а/б покрытий изменяются некоторые параметры расчетной нагрузки D=28