6.7.2 Определение прочности дорожных одежд
В зависимости от конструкции дорожной одежды, структуры и свойств материалов ее слоев, прочности земляного полотна, условий загрузки, температуры воздуха и других параметров в дорожной одежде могут возникать упругие, упруговязкие и упруговязкопластичные деформации.
Упругие деформации появляются мгновенно после приложения нагрузки и мгновенно исчезают (восстанавливаются) после снятия нагрузки. Полная относительная деформация при наличии упругих деформаций равна
λ0 = λу.
Упруговязкие (эластичные) деформации со временем под действием нагрузки постепенно уменьшаются и даже исчезают, поэтому полная относительная деформация равна
λ0 = λу + λв.
Упруговязкопластичные деформации характеризуются тем, что к упруговязким добавляются пластические (остаточные) деформации, которые после снятия нагрузки не исчезают (остаются). При этом полная относительная деформация равна
λ0 = λу + λв + λпл.
В различных методах расчета дорожных одежд принимают за критерий прочности упругий прогиб, не допускающий упругих и остаточных деформаций или полный прогиб, т. е. прогиб с учетом остаточных деформаций, которые могут накапливаться во времени.
По известной формуле вычисляют модуль упругости дорожной одежды
где
– удельная нагрузка от колеса автомобиля;
μ – коэффициент Пуассона, μ = 0,3 для
дорожных одежд нежесткого типа.
Методы измерения прочности дорожных одежд можно классифицировать по ряду признаков.
По условиям измерения
дискретные – с записью прогиба в отдельных точках;
непрерывные – с записью прогибов при движении лаборатории в непрерывном режиме через короткие расстояния, например 3 … 6 м.
По характеру приложения испытательной нагрузки к дорожной одежде
статического нагружения колесом автомобиля с измерением прогибов дорожной одежды;
кратковременного нагружения или испытания колесом движущегося автомобиля с приложением нагрузки в течение более 0,2 с и с измерением кратковременного прогиба;
динамические испытания – методы приложения динамической нагрузки в течение менее 0,2 с, ударной или вибрационной нагрузки с измерением динамического прогиба, амплитуды колебаний, виброкорреляционной или других косвенных показателей прочности дорожной одежды.
Методы и установки статическогонагружения по харатеру передачи нагрузки на поверхность дорожной одежды подразделяются на две группы: с нагружением через жесткий штамп и с нагружением колесом автомобиля.
Метод испытаний при помощи статического нагружения жестким штампом малопроизводителен и дорог. Поэтому в основном используется второй метод –статическое нагружение колесом грузового автомобиля. В этом случае нормативная нагрузка передается непосредственно через колесо автомобиля, а прогиб измеряют рычажным прогибометром. В качестве нагрузки в этом методе используют грузовой автомобиль с осевой нагрузкой 100 кН или 60 кН.
Схема длиннообразного рычажного прогибомера МАДИ-ГипродорНИИ (КП-204)
1 – клиновидная опорная прокладка; 2 – кронштейн; 3 – индикатор; 4 - измерительное плечо рычага; 5 – опорная часть; 6 – грузовое плечо рычага; 7 – колесо автомобиля; 8 – измерительный штырь; 9 - подпятник
Измерение прогиба дорожной одежды прогибомером