12. Расчет дорожных одежд по упругому прогибу

Критерий косвенно учитывает устойчивость к усталостным, силовым и пластическим деформациям, т.е. он является интегральным. Упругий прогиб под колесом расчетной нагрузки в расчетный период года не должен превышать некоторого допустимого значения l≤ [l]

Считаем деформацию в упругой стадии в расчетный период. Для удобства расчетов вместо прогиба пользуются понятием модуля упругости,тогда условие приобретает вид: E_ф ≥ Е_тр,

где E_ф – фактический эквивалентный модуль упругости дорожной одежды;

Е_тр – требуемый эквивалентный модуль упругости дорожной одежды.

Чтобы учесть надежность при работе конструкции в условие прочности вводится коэффициент запаса прочности и окончательно критерий принимает вид: E_ф ≥ Е_тр∙К_з

К_з– коэффициент запаса прочности зависящий от уровня надежности, К_з > 1.

Фактический эквивалентный модуль можно определить экспериментально путем измерения прогиба в расчетный период. На стадии проекта Е_ф определяют расчетом, используя теорию и номограммы расчета эквивалентных слоев.

Требуемый модуль это эмпирический параметр, который получен на основе обработки экспериментальных данных. Значение требуемого модуля зависит о следующих факторов:

Е_тр = f(к, А, N_p)

К – степень капитальности дорожной одежды;

А – вид расчетной нагрузки;

N_p – интенсивность движения расчетной нагрузки.

В настоящее время при расчете Е_тр учитывается интенсивность движения в сумме за весь срок эксплуатации в течение расчетного периода.

Требуемый модуль определяют по формуле:Е_тр = 98,65 ∙ [lg ∙ (∑N_p)-C]

∑N_p – суммарная интенсивность движения расчетного авто в течение расчетного периода за весь срок эксплуатации;

С – параметр, зависящий от степени капитальности дорожной одежды и вида капитальной нагрузки. Чем выше капитальность и нагрузка, тем меньше С.

При вычислении суммы ∑N_p используются различные методики.

Полученное значение Е_тр сравнивают с мин. допустимым его значением и окончательно в расчет принимают большее значение.

В качестве расчетного периода в РБ принята температура +10°С => при расчете по критерию упругого прогиба все характеристики материалов принимают при температуре +10°С.

Достоинства критерия: простота и определенное совпадение с экспериментальными исследованиями.

Недостатки: трудно поддается корректировке особенно при применении новых материалов и конструкций. Расчетный период работы является достаточно узким и не охватывает возможное накопление деформаций в другое время.

Понятие об эквивалентных слоях.(дополнение как производится расчёт)

Дорожная одежда – это конструкция, состоящая из слоев различных материалов с разными свойствами.

Такая ситуация существенно усложняет выполнение практических расчетов (особенно при ручном счете). Для упрощения используются понятия об эквивалентных системах или слоях.

Представим полупространство толщиной 2 м.

l₁<l_o

Для упругой среды lo:

,

где Р – удельное давление от колеса на единицу площади;

D – эквивалентный диаметр;

μ – коэффициент Пуассона.

Имеем материал с модулем упругости Е_э, но однородный.

.

Таким образом, используя данный подход, можно заменить двухслойную систему на однослойную. Слой из однородного материала с модулем Еэ называется эквивалентным слоем двухслойной системы.

Для практических расчетов разрабатываются формулы и номограммы, связывающие двухслойную систему и эквивалентные ей однослойные системы.

Номограмма учитывающая свойства и толщину слоев связывает параметры Е₁, h, Еэ, D, Ео

И спользуя понятие об эквивалентных слоях можно любую многослойную конструкцию привести к однослойной или к двухслойной, что существенно упрощает практические расчеты.

– из графика =>К₃

13. Конструкция жестких дорожных одежд с монолитными цементобетонными покрытиями.

К жестким относят д.о., содержащие слои с высоким модулем упругости – д.о.с покрытием из ц.б.и его разновидностей. Ц.б. приктически не обладают реологическими свойствами т.е. являются упругим материалом. Это не дает возможности рассеивать энергию и осуществлять релаксацию напряжения, в следствии чего, возможны более высокие напряжения от действия температур и нагрудок.

Жесткая дорожная одежда может быть с цементобетонным покрытием, а также с асфальтобетонным покрытием на основании из цементобетона, расчлененного деформационными швами. Основное отличие жестких одежд заключается в наличии деформационных швов. Виды деформационных швов: сжатия, расширения, продольные, коробления, технологические.

Покрытия жестких одежд могут быть монолитные и сборные, армированные и неармированные, предварительно напряженные и струнобетонные.

Монолитная – устроена на всю ширину ввиде бесконечной бетонной ленты, швы нарезаны в затвердевшем бетоне.

Сборная – устраивается из плит, которая соединяется между собой непосредственно на а.д. применяется в труднодоступных регионах.

Армированная – устраивается путем укладки внизу арматурной сетки или арматуры. Применяется на аэродромах, высоких насыпях(более 6м), подходах к мостам.

Струнобетонные – в качестве арматуры используется высокопрочная стальная проволока, которая подвергается предварительному напряжению.

Конструкция цементобетонной одежды включает следующие слои:

1. П окрытие – из цементобетона (16-24см).

Может быть двухслойным (нижний слой делают из менее прочных материалов).