Критерии долговременной прочности дорожных одежд нежесткого типа

Целью расчета Д.О. является определение толщины конструктивных слоёв, выбор материалов или установившихся требований к ним, обеспечивающий заданный уровень надежности. Целью конструирования расчета является обеспечение устойчивости к деформациям и разрушениям под действием транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов.

Выделяют 2 группы критерия прочности:

-интегральный;

-частный.

Интегральный оценивается прочность и надежность Д.О. или конструкцию слоев из условий устойчивости к нескольким видам деформации и разрушений (по упругому прогибу, морозоустойчивости, усталостным деформациям, т.е. устойчивости к ним).

Частный отражает расчет на прочность и надежность конструкции слоев Д.О. к одному виду деформаций и разрушений (на сдвигоустойчивость и др.).

Дорожные одежды как любые другие конструкции рассчитываются на прочность с определенным уровнем надежности. Под прочностью понимается способность материала или конструкции выдерживать определенный уровень нагрузки без разрушения (разделения на части).

Условия прочности обычно имеют вид:

,где – напряжение, возникающее в материале от транспортной нагрузки либо погодно-климатических факторов;

– нормативная прочность материала на действие вышеуказанных напряжений, определяемая в лаборатории;

– коэффициент условия работы (см.выше).

Однако выполнение расчетов на прочность часто оказывается недостаточным для гарантированной работы конструкции в течение расчетного срока службы. Обусловлено это двумя причинами: недостаточной точностью выполняемых расчетов (незнанием) и недостаточный учет влияния всех факторов, которые испытывает конструкция в процессе эксплуатации.

Устранить указанные недостатки и предназначена теория надежности.

Надежность – способность материала и конструкции сохранять требуемые эксплуатационные (потребительские) свойства в течение расчетного срока службы.

Количественно надежность оценивается уровнем надежности.

Уровень надежности – это вероятность отказа (выхода из строя) материала или конструкции ранее запланированного срока.

Применительно к дорожной одежде – это превышение количества дефектов над нормативным либо неудовлетворительная ровность отдельных участков дороги.

Уровень надежности обозначается р и его цифровое значение составляет (0…1).С физической точки зрения уровень надежности равен:

, где F_p – площадь дорожной одежды, имеющая разрушения и недопускаемые деформации на конец срока службы;

F_о –общая площадь дорожной одежды.

На практике надежность и уровень надежности реализуются через коэффициенты запаса прочности. При расчетах на прочность вводимые коэффициенты запаса зависят от уровня надежности.

Коэффициент запаса прочности:

где R_iф – фактические свойства материалов или конструкций, ответственные за появление тех или иных деформаций и разрушений;

R_iтр – требуемые свойства материалов по критерию прочности.

На практике учет уровня надежности при проектировании дорожных одежд осуществляется следующим образом:

1) в зависимости от категории дороги, вида расчетной нагрузки, типа дорожной одежды назначаются уровни надежности, требуемые заказчиком, материала покрытия;

2) используя графики или таблицы для принятых уровней надежности назначают коэффициенты запаса прочности (могут быть назначены по каждому критерию прочности);

3) производят расчет конструкции на прочность, при этом условие прочности примет вид:

.

В РБ для загородных дорог назначаются уровни надежности и коэффициенты запаса прочности по таблицам.

Уровень надежности покрытия необходимо обеспечить подрядчику при подборе состава материала для устройства конструктивных слоев покрытия.