31. Нагрузки на дорожную одежду. Назначение слоев дорожной одежды.

Нагрузки на дорожную одежду.

Давление колес автомобилей на дорожную одежду – основная нагрузка, на которую рассчитывают дорожные конструкции. Под действие колес автомобилей происходят деформации конструктивных слое дорожных одежд и подстилающего грунтового основания. При этом в дорожной конструкции протекают следующие процессы:

-грунтовое основание сжимается под действием нагрузок от подвижного состава, происходит изгиб дорожной конструкции по некоторой криволинейной поверхности с образованием так называемой «чаши прогиба»;

-под действием вертикальной нагрузки происходит сжатие конструктивных слоев дорожной конструкции, а в нижней части конструктивных слоев- растяжение. При превышении растягивающими напряжениями некоторого предела прочности в покрытии образуются трещины. По периметру контакта следа колеса автомобиля возникают срезающие напряжения., которые при значительных величинах вертикальной нагрузки могут вызывать пролом в монолитных конструктивных слоях;

-в малосвязных конструктивных слоях основания и в подстилающем грунте в следствии изгиба возникают сдвигающие касательные напряжения, которые могут приводить к необратимым сдвигам по контактам конструктивных слоев;

-в зоне растяжения по верхней границе чаши прогиба растягивающие напряжения также могут вызывать растрескивание покрытия.

Назначение слоев дорожной одежды.

В общем случае дорожные одежды различных конструкций состоят из следующих основных конструктивных слоев:

-покрытия

-основания

-дополнительного слоя основания (дренирующего, морозозащитного, противозаиливающего).

Покрытие состоит из одного или нескольких слоев прочных и дорогих материалов, хорошо сопротивляющихся истирающим, ударным, вертикальным и сдвигающим нагрузкам от колес автомобилей, а так же воздействию природных факторов.

Покрытие обеспечивает ровность и необходимый коэффициент сцепления колес автомобилей с дорогой.

В качестве материалов для устройства покрытий наиболее часто используют такие высокопрочные материалы, как асфальтобетон или цементобетон.

Поверх покрытий водопроницаемых или обладающих невысоким сопротивлением истиранию устраивают тонкие защитные слои поверхностной обработки (слои износа) путем розлива органических вяжущих материалов с засыпкой мелким гранитным щебнем. Поверхностная обработка защищает покрытие от проникновения в него влаги и обеспечивает необходимые сцепные качества колес автомобилей в ходе эксплуатации.

Основание- несущая часть конструкции дорожной одежды, состоящая из прочных материалов и расположенная под покрытием воспринимает вертикальные нагрузки и обеспечивает совместно с покрытием перераспределение напряжений в конструкции и снижение их величин в грунте рабочего слоя земляного полотна.

Основание может состоять из одного или нескольких слоев, верхние из которых обрабатывают вяжущими материалами. В качестве материалов слоев оснований новых дорожных одежд используют крупнозернистый асфальтобетон, щебень и гравий обработанные вяжущими, щебень, естественные и оптимальные гравийные смеси, цементогрунт и т.д.

Дополнительный слой основания устраивают между основание и грунтом земляного полотна из несвязного, не теряющего своих свойств при увлажнении материала, с высоким коэффициентом фильтрации- песка, гравия или гравийно-песчаных смесей. Дополнительный слой основания выполняет функции дренирующего слоя, обеспечивает быстрый отвод воды из-под дорожной конструкции и осушение грунта верхней части земляного полотна.

Грунт земляного полотна (грунтовое основание дорожной одежды) воспринимает вертикальное давление от вышележащих слоев дорожной одежды. От свойств и прочности грунтового основания дорожной одежды во многом зависят работоспособность, долговечность и надежность всей конструкции в целом.