Глава XVI Расчет нежестких дорожных одежд

§ XVI.1. Нагрузки на дорожную одежду

Давление колес автомобилей на дорожную одежду служит основ­ной нагрузкой, из которой исходят при расчете дорожных одежд.

Современные автомобили имеют пневматические шины с внутрен­ним давлением воздуха от 1,5 до 7 кгс/см². Различают шины низкого давления с давлением воздуха 1,75—5,5 кгс/см- и шины высокого давления — 5—7 кгс/см².

Нагрузка от колеса передается на поверхность дороги через пло­щадь, равную

(ХУ1.1)

^КН{ Р о

где О — статическая нагрузка от колеса на покрытие, кгс; р₀ — давление воздуха в шине, кгс/см²; к_т — коэффициент, учитывающий влияние жесткости боковых стенок шин, равный 1,0—1,3 в зависимости от типа шины. При расчетах дорожных одежд исходят из средних значений к_т = 1,1

При движении давление колеса на покрытие повышается в резуль­тате влияния ряда факторов: нагревания шины и увеличения в ней внутреннего давления воздуха; увеличения жесткости шины в ре­зультате растягивающей покрышку центробежной силы; кратковре­менности контакта с покрытием каждого участка шины, в результате чега 1имна не успевает обжаться до величины, соответствующей стати­ческому приложению фактически действующей нагрузки, т. е. как бы становится более жесткой.

Кроме того, поверхность дороги всегда имеет неровности в виде волн, разной длины (от 1 до 20 м и более), при движении по которым возникают колебания автомобиля Давление колес на покрытие то воз­растает, то уменьшается по сравнению со средней величиной.

Теоретический анализ давления колес движущегося автомобиля на дорогу проводился рядом советских специалистов (А К. Бируля, Р. В. Ротенберг, А. А. Силаев, Н. Я. Говорущенко, А. А. Хачатуров и др.).

Результаты теоретического анализа и опытные данные привели к выводу, что при скорости до 80 км/ч давление на покрытие возрастает примерно прямо пропорционально скорости, а далее остается практи­чески постоянным

Исследование колебаний подвески автомобилей при движении по дороге, неровности на покрытии которой характеризуются законо­мерностями математической теории случайных функций, дают воз­можность определить силовое взаимодействие дороги и автомобилей¹⁶.

Из-за проявления вязкости грунтов и материалов некоторых кон­структивных слоев деформации дорожных одежд протекают замедленно. Испытания дорожных одежд пробными нагрузками показывают, что полная величина прогиба одежды, соответствующая приложенной нагрузке, достигается лишь по прошествии нескольких минут. При кратковременном воздействии на дорогу катящегося колеса в резуль­тате замедленности протекания деформации и инерционного сопротив­ления дорожная одежда прогибается меньше, чем при статическом приложении равной нагрузки Для грунтового основания это анало­гично уменьшению приложенного давления или возрастанию его мо­дуля упругости.

Измерениями было установлено, что при ровной поверхности доро­ги напряжения в подстилающем грунте от движущейся нагрузки мень­ше, чем от статической. При неровной поверхности динамический коэффициент для грунтового основания превышает единицу, но мень­ше коэффициента, измеренного по непосредственному ударному воз­действию колеса на поверхность дороги. Динамический коэффици­ент тем выше, чем более неровно покрытие.

Поскольку служба ремонта и содержания дороги должна поддер­живать поверхность покрытия в ровном состоянии, при расчете не­жестких дорожных одежд динамический коэффициент в явной форме не учитывают; он косвенно отражается в поправочном коэффициенте на многократность приложения нагрузок от автомобилей!

В СССР за расчетную нагрузку для дорожных одежд всех типов на загородных участках дорог принимают статическое давление колес автомобилей, нормированных ГОСТ 9314-59 на весовые параметры и

Транспортные средства	Наибольшая нагрузка иа одиночную ось кге	Среднее дав­ление иа пвкрытие. кгс/смя	Расчетный диаметр сле­да колееа, ем	Транспортние средства	.Наибольшая нагрузка на одиночную ось. к*с	Среднее дав­ление на пок­рытие, кгс/см2	Расчетный диаметр сле­да колеса, см
Автомобили:				Расчетный авто­
группы А	10 000	6	33	мобиль:
» Б	6 000	5	28	Н-10	9 500	5,5	33
Автобусы:				Н-30	12 000	6,0	36
группы А	11 500	6	35
» Б	7 000	5	30

габариты автомобилей и автопоездов. При проектировании одежд па городских улицах исходят из расчетных подвижных вертикальных нагрузок для расчета искусственных сооружений на автомобильных дорогах (СНиП П-К.3-72). Данные о нагрузках даны в табл. XVI. 1.

Нагрузки от автомобилей группы А используют при расчетах сдежд 1>а дорогах I и II категорий и на дорогах более низких категорий, если по ним предусмотрен пропуск транспортных средств этсй группы. На остальных дорогах расчет одежд ведут на авхомобили группы Б.

Городские скоростные дороги рассчитаны на нагрузки Н-30, ма­гистральные улицы общегородского и районного значения на Н-10 и Н-30, улицы в жилых кварталах на Н-10. Одежды улиц с ин­тенсивным автобусным движением считают на нагрузки группы А.