Вопрос Расчёт толщины нежестких ДО. Современные методы расчета. Учёт интенсивности движения

1.6.14, 1.6.15 – ОДН п.3.24

С точки зрения строительной механики дорожные одежды представляют собой многослойные системы, состоящие из слоев разной жесткости, лежащих на упругоизотропном полупространстве — грунтовом массиве.

Передача давления, осадка и сжатие отдельных слоев многослойных систем зависят от толщины отдельных слоев, соотношения их модулей упругости и коэффициентов Пуассона, возможности смещения слоя по слою в процессе деформации. Для неоднородных нелинейно деформируемых материалов, к которым относятся конструктивные слои

Чем тоньше одежда и меньше отличается она по жесткости ' от подстилающего грунта,' тем чаще происходят разрушения от выкалывания.

При многократном приложении к нежесткой дорожной одежде различных нагрузок, передающихся через одинаковые площадки (штампы), кривая нарастания прогиба покрытия по мере загружений в зависимости от величины нагрузок может соответствовать одной из кривых, показанных на рис. XVI.2.

Если нагрузки соответствуют расчетной прочности дорожной одежды, а ее слой и грунт земляного полотна хорошо уплотнены, дорожная одежда испытывает только упругие прогибы. Первый период после сдачи дороги в эксплуатацию, пока происходит окончательное формирование, некоторые дорожные одежды могут испытывать остаточные деформации, связанные с дополнительным уплотнением, которые в дальнейшем прекращаются и одежда затем испытывает только упругие деформации (линия /).

При большой величине нагрузки или при временном снижении прочности грунтов основания в весенний или осенний периоды возникают постепенно накапливающиеся малые пластические деформации (линия //). Если их суммарная величина за период ослабления одеж ды превысит некоторое допустимое значение, одежда разрушится (линия III).

Таким образом, прочность одежды зависит от предельной допустимой величины прогиба и от количества приложений нагрузки за период ослабления. При очень больших нагрузках или при значительном ослаблении прочности грунта осадки, вначале накапливающиеся замедленно, в дальнейшем начинают быстро возрастать и происходит полное разрушение одежды.

В зависимости от требований, предъявляемых к дороге, расчет толщины дорожной одежды можно вести из условия достижения той или иной заданной величины деформации.

Считается, что дорожные одежды с покрытиями капитальных типов должны работать в стадии упругих деформаций с обеспечением' достаточного запаса прочности и в наиболее неблагоприятные периоды года, когда грунт имеет наименьшую прочность. На дорогах с покрытиями усовершенствованных облегченных типов дорожные одежды также рассчитывают на работу без допущения возможности накопления пластических деформаций, но с меньшими запасами прочности, чем при покрытиях капитальных типов.

Одежды с покрытиями переходных типов, восстановление ровности которых легко осуществимо, рассчитывают, допуская некоторое накопление деформаций под действием движения. Это дает возможность снижения толщины дорожной одежды

Значительный вклад в создание этого метода внесли проф. А. М. Кривисский и М. Б. Корсунский.

В связи со сложностью процессов, протекающих в деформируемой дорожной одежде, при расчете за основной показатель ее прочности принимается комплексная характеристика — допускаемый упругий прогиб. Конструкцию дорожной одежды, удовлетворяющую этому основному требованию, проверяют также по следующим критериям: устойчивости несвязных слоев против возникновения сдвигов; допустимой величине растягивающих напряжений в слоях связных материалов; допустимой величине зимнего вспучивания; обеспечению отвода воды из пористых слоев.

Рис. XVI.1. Схема образования чаши прогиба и разрушения нежестких дорожных одежд под колесами автомобиля: 1 — чаша прогиба; 2 — зона сжатия одежды; 3 — зона растяжения; 4 — поверхность среза одежды; 5 — площадь передачи давления на грунт; 6 — уплотнение грунта в основании; 7 — направление сжатия грунта 8 — выпирание грунта; 9 — трещины в одежде; Л — осадка дорожной одежды