Вопрос 14

14. Упрощенный метод определения расчетных характеристик.

Упрощенная методика отражена в СТБ 1415-2003 «Бетоны на органогидравлических вяжущих. Технические условия» и ТКП 45-3.03-3-2004 «Проектирование дорожной одежды улиц и дорог населенных пунктов».

Испытания проводятся при расчетной температуре t=10,0^оС и скорости деформирования V_o =3мм/мин. Также проводятся испытания при t=15,0^оС и двух скоростях нагружения: 3мм/мин и 10мм/мин. Определяется только прочность, расчетом по формулам определяются R_c и Е_с. Находят расчетом модуль упругости и пределы прочности на изгиб при любой температуре. Кроме выше указанных характеристик для монолитных материалов определяют угол внутреннего трения  и силу внутреннего сцепления С.

Их можно определить с помощью специальных приборов трехосного сжатия, называемых стабилометрами (ориентировочная стоимость 280 тыс. €).

Данные приборы позволяют определить прочность образца Р при боковом сжатии q. В дальнейшем расчетом получают угол внутреннего трения  и силу внутреннего сцепления С. Недостаток – дорого и сложно.

В соответствии с СТБ 1115-2004 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Методы испытаний» угол внутреннего трения  и силу внутреннего сцепления С можно определить путем испытания образцов цилиндров в специальных металлических обоймах, а также при свободном сжатии. Затем расчетом получают  и С.

Вопрос 15

15. Общие понятия о прочности и надежности.

Дорожные одежды как любые другие конструкции рассчитываются на прочность с определенным уровнем надежности. Под прочностью понимается способность материала или конструкции выдерживать определенный уровень нагрузки без разрушения (разделения на части).

Условия прочности обычно имеют вид:

где – напряжение, возникающее в материале от транспортной нагрузки либо погодно-климатических факторов;

– нормативная прочность материала на действие вышеуказанных напряжений, определяемая в лаборатории;

– коэффициент условия работы (см. выше).

Однако выполнение расчетов на прочность часто оказывается недостаточным для гарантированной работы конструкции в течение расчетного срока службы. Обусловлено это двумя причинами: недостаточной точностью выполняемых расчетов (незнанием) и недостаточный учет влияния всех факторов, которые испытывает конструкция в процессе эксплуатации.

Устранить указанные недостатки и предназначена теория надежности.

Надежность – способность материала и конструкции сохранять требуемые эксплуатационные (потребительские) свойства в течение расчетного срока службы.

Количественно надежность оценивается уровнем надежности.

Уровень надежности – это вероятность отказа (выхода из строя) материала или конструкции ранее запланированного срока.

Применительно к дорожной одежде – это превышение количества дефектов над нормативным либо неудовлетворительная ровность отдельных участков дороги.

Уровень надежности обозначается р и его цифровое значение составляет (0…1).

Различают физический и математический уровни надежности. С физической точки зрения уровень надежности равен:

,

где F_p – площадь дорожной одежды, имеющая разрушения и недопускаемые деформации на конец срока службы;

F_о – общая площадь дорожной одежды.

С математической точки зрения уровень надежности представляет собой:

,

где [P] – допустимое значение параметра, по которому ведется расчет на прочность (модуль упругости, прочность на растяжение и т.д.);

P_max – максимальное значение параметров, встречающихся на практике;

P_E – функция распределения рассматриваемого параметра.