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

Рис. ХУ1.2. Закономерности накопле­ния деформаций дорожных одежд при многократных нагрукениях:

1 — остаточные деформации; 2 — полная ве­личина деформации