9. Дорожные одежды

9.1. Силы, действующие на дорожные одежды

При движении автомобилей от колес на дорожную одежду передаются вертикальные и горизонтальные усилия.

К вертикальным силам относятся: среднее давление колеса на поверхность дороги, фактическое давление по площадкам контакта, дополнительная ударная нагрузка.

Среднее давление колеса на поверхность дороги, передаваемое в плоскости контакта, пропорционально давлению в шинах и несколько его превышает из-за жесткости покрышки

, (9.1)

где p_о  эксплуатационное давление воздуха в шинах, МПа; k  коэффициент, зависящий от конструкции шины.

Однако из-за наличия на шине рисунка протектора фактическое давление на покрытие по площадкам контакта больше, чем и равно:

, (9.2)

где  коэффициент, зависящий от конструкции шины и рисунка протектора.

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

Кроме того, поверхность дороги всегда имеет неровности в виде волн различной длины, которые вызывают колебания движущегося автомобиля, т.е. дополнительную ударную нагрузку. В результате давление колеса автомобиля на поверхность то возрастает, то уменьшается по сравнению со средним значением. Поэтому в расчетах дорожных одежд учитывают динамический коэффициент, который принимают равным 1,3.

Горизонтальные силы, действующие на дорожную одежду, могут вызываться двумя причинами: ударами колеса при наездах на возвышающиеся неровности дорожной одежды и трением шины о верхний слой дорожной одежды, при передаче тягового усилия и торможения.

В первом случае возможное значение действующей силы

, (9.3)

где G  давление колеса на поверхность дороги; f  коэффициент сопротивления качению.

Величина усилия, передаваемого покрытию при торможении, определяется зависимостью:

, (9.4)

где   коэффициент сцепления; m  коэффициент перераспределения нагрузки на оси автомобиля, учитывающий режим движения.

В России в настоящее время используется методика расчета нежестких дорожных одежд ОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд», в соответствии с которой, за расчетную нагрузку предлагается принять следующие значения (табл. 9.1):

Т а б л и ц а 9.1

Группа расчетной нагрузки	Нормативная статическая нагрузка на ось, кН	Нормативная статическая нагрузка на поверхность покрытия от колеса расчетного автомобиля, Qрасч, кН	Расчетные параметры нагрузки
			, МПа	, см
А1	100	50	0,60	37/33
А2	110	55	0,60	39/34
А3	130	65	0,60	42/37
Примечание: В числителе - для движущегося колеса, в знаменателе - для неподвижного.