Материал: 2308

Окончание табл. 2.3

где р0 – давление на поверхности слоя, распределенное по площади круга диаметром D0, соответственно МПа и м; z – вертикальное расстояние от поверхности покрытия до рассматриваемого сечения, м; х – горизонтальное расстояние от равнодействующей давления до рассматриваемого сечения, м; п – коэффициент, введенный Фрелихом и зависящий от вида материала; а – коэффициент концентрации, принимаемый равным для нежестких дорожных одежд 1, а для упругоизотропных тел 2,5; Ев и Еосн – соответственно модуль деформации (упругости) материала верхнего слоя и эквивалентный мо-

дуль деформации (упругости) подстилающего основания, МПа.

Примечание. В формулах Буссинеска, Паталеева, Фрелиха и Фламана сосредоточенная нагрузка заменена произведением среднеинтегрального значения давления, распределенного по круглому штампу, и площади штампа.

Напряжения растяжения в верхнем слое слоистой дорожной конструкции при неподвижной вертикальной нагрузке, распределенной по круговой площадке диаметром D, определяются в МПа по формуле

здесь r – напряжение от единичной удельной нагрузки, определяемой по номограмме М.Б.

Корсунского (рис. 2.5); q – удельное давление от нагрузок (см. табл. 2.2).

Рис. 2.5. Номограмма для определения растягивающего напряжения аг при изгибе от единичной нагрузки в верхнем монолитном слое

Обычно расчет дорожных и аэродромных конструкций на прочность и работоспособность производят с учетом многократности приложения расчетных нагрузок. Поэтому разнородный состав транспортного потока приводится к однородному, состоящему как бы из автомобилей с расчетными нагрузками. В основу сопоставления транспортных средств различного типа положен принцип назначения эквивалентной одиночной нагрузки, вы-

зывающей такие же напряжения и повреждения в одежде, что и многоколесные и многоосные транспортные средства. Интенсивность движения расчетных транспортных средств определяется по формуле

где α – коэффициент, зависящий от числа полос проезжей части и положения нагрузки. Для правой крайней полосы движения дорог с числом полос 1; 2; 3; 4 и 6 коэффициент α равен соответственно 1; 0,55; 0,5; 0,35 и 0,3; Nj – интенсивность движения автотранспортных средств j-й марки в обоих направлениях; К – число марок автотранспортных средств; Sjcум – суммарный коэффициент для приведения воздействия на дорожную одежду автотранспортного средства j-й марки к расчетной нагрузке на колесо (табл. 2.4). Для ВПП аэродромов Nj – число марок воздушных судов, а α = 1.

Аналитическое исследование эквивалентного воздействия различных автопоездов на дорожные конструкции провел W. Zahnmasser в Мюнхенском техническом университете на основе работ Eisenmann J. и Lempe U. Он с учетом изменений нагрузки на ось автопоезда, схемы колес (односкатные или двухскатные), давлений при контакте шины с покрытием, межосевого расстояния и коэффициента динамичности по напряжениям в одежде от движущегося и неподвижного автопоезда получил комплексный коэффициент приведения, отражающий число пропускаемых дорожной одеждой автопоездов с различными схемами расположения осей по отношению к расчетному автопоезду. Данные, приведенные в табл. 2.5, свидетельствуют о необходимости более детального учета типа автопоездов при назначении общего числа пропускаемых нагрузок.

Им также сделан вывод о необходимости оптимизации распределения нагрузок между осями автопоездов, позволяющей уменьшить напряжения в дорожных одеждах на 60–75 %, что соответствует увеличению числа прохода нагрузок на 30–67 %. Позднее, в 1983 г., W. Zahnmasser исследовал влияние многоосных грузовых автомобилей на дорожные одежды с асфальтобетонным покрытием различного класса прочности. Сопоставление автомобилей производилось по значениям максимальных сдвигающих напряжений в основании дорожных одежд, получаемых с помощью программы расчета BISAR. При этом учитывались распределяющая способность асфальтобетонных покрытий и оснований, зависящая от температуры, нагрузка на ось, расположение осей и число колес на каждой оси. Значение полученного коэффициента приведения указывает на то, что путем введения сдвоенных и дополнительных колес при сохранении общей грузоподъемности можно значительно увеличить число проходов автопоездов до разрушения дорожных одежд.

Примечание. Числитель и знаменатель – вес, приходящийся на опору и колесо.