2.2.6.3. Расчет конструкции дорожной одежды на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

В монолитных слоях дорожной одежды (из асфальтобетона), возникающие при прогибе дорожной одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданного срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения.

Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе выполняется во всех дорожно-климатических зонах при температуре воздуха близкой к 0 ⁰С.

Условие прочности имеет вид:

< ,

где – предельное напряжение на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений (предельное растягивающее напряжение);

– наибольшее растягивающее напряжение в монолитном слое, устанавливаемое расчетом;

– требуемый коэффициент прочности, зависящий от принятого уровня надежности (табл. 17).

Предельное напряжение на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений определяют по формуле

,

где – нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе (принимают по табл. 8, прил. 2);

– коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки;

– коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия природно-климатических факторов, определяемый по табл. 18.

– коэффициент вариации прочности на растяжение, равный 0,1;

– коэффициент нормированного отклонения определяемый по табл. 19.

Таблица 19

Асфальтобетон расчетного слоя
Высокоплотный Плотный марки: I II III Пористый и высокопористый	1,0 0,95 0,90 0,80 0,80

Коэффициент определяется по формуле

,

где – коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения (табл. 8, прил. 2);

m – показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя (табл. 8, прил. 2);

∑N_p – суммарное расчетное число приложений расчетной нагрузки на полосу движения за срок службы дорожной одежды (п. 2.2.3).

Наибольшее растягивающее напряжение возникает на нижней поверхности нижнего слоя асфальтобетона. Для его определенияреальную конструкцию приводят к двухслойной модели (рис. 16).

Рис. 16. Двухслойная модель для определения растягивающих

напряжений в слоях асфальтобетона

К верхнему слою модели Е_в относят все асфальтобетонные слои, то есть толщина верхнего слоя модели h_в равна сумме толщин асфальтобетонных слоев.

Модуль упругости верхнего слоя Е_в определяют как средневзвешенный для всех слоев из асфальтобетона.

Модули упругости слоев асфальтобетона принимают по табл. 8. прил. 2.

Общий модуль основания определяется по номограмме рис.14 путем приведения слоистой нижележащей конструкции к однородному полупространству.

Наибольшее растягивающее напряжение определяют по формуле

,

где p – расчетное давление;

к_в – коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия, равный 0,85 – для спаренного баллона автомобиля и 1,0 – для однобаллонного колеса;

– растягивающее напряжение от единичной нагрузки, определяемое по номограмме (рис. 17) при значениях: Е_в /Е_{общ. осн} и h_в / D.

Рис. 17. Номограмма для определения растягивающего напряжения при

изгибе в верхнем монолитном слое двухслойной системы