8. Методика расчета асфальтобетонного покрытия на устойчивость к образованию колей

8.1. Общие положения

Настоящая методика относится к расчету устойчивости покрытия к колееобразованию. При этом сдвигоустойчивость рассматривается как многофакторное эксплуатационное свойство асфальтобетона, которое характеризуется, с одной стороны, несколькими показателями структуры, а с другой стороны, расчетными условиями его работы в дорожном покрытии.

Расчет основан на теории напряженно-деформированного состояния, предполагающей схематизацию свойств материала. Асфальтобетон в дорожном покрытии принят в качестве однородной сплошной среды. Возникающие в нем усилия рассматриваются не как усилия в битумных связях, а как некоторые средние усилия, действующие на единичной площади сечения.

В качестве предельного состояния асфальтобетона приняты максимальные касательные напряжения. Это означает, что пластические деформации образуются в том случае, когда максимальные касательные напряжения в материале достигнут предельного значения.

Касательные напряжения в асфальтобетонном слое от воздействия транспортной нагрузки вычисляют по формулам теории упругости для слоистой среды, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой через гибкий круглый штамп с учетом условий контакта слоев.

Интенсивность воздействия автомобилей на дорожное покрытие характеризуется приведенной интенсивностью воздействия подвижной нагрузки или суммарным расчетным числом приведенной расчетной нагрузки, ожидаемой на полосе наката, за срок службы покрытия.

Температурно-временные условия деформирования асфальтобетона определяются климатом региона и характером автомобильного движения на дороге.

8.2. Критерии сдвигоустойчивости асфальтобетона в покрытии

8.2.1. Расчет устойчивости асфальтобетона к колееобразованию ведется по двум критериям:

- по сопротивлению сдвигу при максимальной расчетной температуре дорожного покрытия, характерной для заданного региона;

- по суммарной остаточной деформации, накопленной за расчетный срок службы покрытия.

8.2.2. В качестве первого критерия сдвигоустойчивости принимается гипотеза, что пластические деформации от действия транспортных нагрузок не возникнут, если максимальные сдвигающие напряжения в покрытии не превысят расчетное сопротивление асфальтобетона сдвигу:

, (8.1)

ãäå - расчетное сопротивление сдвигу, характеризующее прочность асфальтобетона в расчетных условиях нагружения, МПа;

- максимальное касательное напряжение в покрытии от колес расчетного автомобиля, MПа.

8.2.3. Предел прочности является приближенным показателем сдвигоустойчивости, т.к. при одной и той же прочности у двух материалов может быть разная деформация. Поэтому методика предусматривает второй критерий сдвигоустойчивости, основанный на расчете и прогнозировании необратимой деформации сдвига, который предполагает, что накопленная за срок службы остаточная деформация в асфальтобетонном покрытии не должна превышать допускаемой величины:

, (8.2)

ãäå - остаточная деформация, накопленная за расчетный срок эксплуатации в асфальтобетонном покрытии;

- допустимая относительная деформация пластичного сдвига.

8.2.4. Предельно-допустимую деформацию сдвига вычисляют, исходя из нормируемой глубины колеи, по следующей зависимости:

, (8.3)

ãäå - предельно-допустимая остаточная деформация асфальтобетона;

- допускаемая глубина колеи по условиям безопасности автомобильного движения, см;

- ширина колеи, см;

- проектная толщина асфальтобетонного слоя, см.

В первом приближении принято, что накопленная за расчетный период остаточная деформация асфальтобетона не должна превышать 10%.