Материал: 2308

Рис. 1.9. Колейное покрытие с железобетонными подкладками под стыками плит: 1 – железобетонные колейные плиты; 2 – песчаная подушка; 3 – железобетонные подкладки под плиты

На рис. 1.9 представлено колейное покрытие из железобетонных плит с подкладками под стыками плит. Оно применяется при движении однотипного транспорта в одном направлении и при малой интенсивности движения.

Наиболее распространенной конструкцией сборных покрытий является такая, при которой плиту укладывают непосредственно на слой основания или земляного полотна. Конструкция покрытия с многослойным основанием представлена на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Конструкция сборного покрытия с многослойным основанием: 1 – сборные плиты; 2 – обочина; 3 – сухая цементно-песчаная смесь; 4 – грунт,

укрепленный битумом или цементом; 5 – земляное полотно

Показатель гибкости плиты покрытия проезжей части дороги определяют как

S 3 E0 1 20 b2 3 ,

H 3 E1 1 12

где Е0, Е1 – модули упругости основания и покрытия; μ0, μ1 – коэффициенты Пуассона основания и покрытия; Н – толщина плиты покрытия; b – ширина плиты.

При S < 0,5 плиту считают абсолютно жесткой и при нагружении она не прогибается, а только вдавливается в основание. Никаких признаков гибкости у такой плиты нет.

При 0,5 < S < 10 плиту считают как имеющую конечную жесткость (с признаками гибкости) и ей свойственны прогиб и осадка при нагрузке

Р (рис. 1.11, а, б).

При S > 10 плиту считают маложесткой, гибкой и бесконечной в плане. В этом случае плита при загрузке от Р проявляет гибкость, выражающуюся в многократных перегибах и волнообразных изгибах на значительном расстоянии от нагрузки (теоретически до бесконечных).

Для асфальтобетонных покрытий дорог с модулем упругости

Е1 = 5000 МПа и μ1 = 0,20, модулем упругости основания Е0 = 120 МПа и μ2 = 0,3 плиты покрытий гибкие при толщине от 5 до 35 см, конечно-

жесткие от 35 до 55 см и абсолютно жесткие при толщине 55 см и бо-

лее (см. рис. 1.11, б).

а)

б)

Рис. 1.11. Зависимость показателя гибкости дорожных покрытий от толщины: а – для цементобетонных покрытий; б – для асфальтобетонных покрытий

жесткими от 15 до 59 см и абсолютно жесткими при толщине свыше

59 см (см. рис. 1.11, а).

2. ТРАНСПОРТНЫЕ НАГРУЗКИ И НАПРЯЖЕНИЯ В КОНСТРУКЦИЯХ. КРИТЕРИИ УСТОЙЧИВОСТИ КОНСТРУКУЦИЙ

Нагрузки от автотранспорта и воздушных судов на покрытия дорог и аэродромов могут быть статическими и динамическими. Статические нагрузки возникают на местах стоянок, остановках. Динамические нагрузки возникают в процессе движения и при сравнительно высокой скорости, кратковременны и подобны ударным или импульсным нагрузкам. Ударные нагрузки возникают и при резком изменении микропрофиля покрытий дорог и аэродромов: на уступах плитных покрытий, на гребнях и впадинах регулярных и случайных неровностей.

Подвижные динамические вертикальные нагрузки от колес автотранспорта или самолетов сопровождаются обычно горизонтальными (касательными) нагрузками, действующими в плоскости контакта колес с покрытием. Касательные нагрузки, возникающие как реакция на преодоление качения колеса, составляют обычно 3–5 % от вертикальных и направлены в сторону, противоположную движению колеса. Касательные нагрузки от торможения также противоположны направлению движения, зависят от степени шероховатости покрытий и составляют от 1–5 % (обледенелое покрытие) до 35–55% (сухое покрытие) от вертикальных. Таким образом, при движении результирующие нагрузки наклонены к плоскости опирания и

φк.т – коэффициент сопротивления качению или коэффициент трения. Результирующая нагрузка от пневматических шин колес авто-

транспортных средств и воздушных судов распределяется по опорной поверхности, обычно по площадке, в виде эллипса. В центре эллипса удельная нагрузка (контактное давление) максимально, а по периметру – равна нулю. Для упрощения процедуры расчета напряженно-деформированного состояния слоев дорожных и аэродромных одежд нагрузку от колеса Р, распределенную неравномерно по эллиптическому отпечатку на опорной поверхности, заменяют удельной нагрузкой g0, равномерно распределен-

История развития автомобилизации и дорожного строительства от конных экипажей до тяжелых автопоездов отмечает периодические изменения в течение прошедшего столетия в конструкциях транспортных средств в сторону увеличения скоростей движения, массы перевозимых грузов, пассажировместимости, числа осей, числа колес, нагрузок на оси и колеса и давлений от них на покрытия дорог. Эти тенденции почти повсеместно в мире ограничиваются возможностями дорог в части несущей способности и транспортно-эксплуатационных качеств. Поэтому в большин-

стве стран мира в начале третьего тысячелетия действуют ограничения весовых параметров автотранспортных средств, определяющие их конструкции (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Национальные ограничения весовых параметров автотранспортных средств в странах Европы, СНГ и Балтии