Материал: 2308

Таблица 2.5

Коэффициент приведения автопоездов к нагрузке А1

Примечание. * – коэффициент приведения автопоездов к первому типу автопоезда.

Показанные выше нагрузки от транспортных средств, удельные давления на поверхность покрытий дорог, закономерности развития напряжений в слое являются, конечно же, вспомогательным материалом для механики дорожных конструкций, конечной целью которой является расчет их на прочность и устойчивость с получением требуемых геометрических размеров слоев конструкций. Методология такого расчета обязательно сопровождается изучением и анализом напряженно-деформированного состояния слоистой дорожной конструкции и сопоставлением его с предельным. Это отношения напряжений, деформаций, скоростей деформации, ускорений называются критериями устойчивости или прочности. Они могут быть статическими или динамическими в зависимости от условий нагружения конструкций, а вид критериев зависит от состава слоев в них. В связи с большим разнообразием свойств слоев дорожных конструкций и индивидуальной склонности отдельных слоев разрушаться (терять устойчивость формы) под действием конкретных причин практическая механика выработала ряд критериев устойчивости (табл. 2.6). Например, цементобетонные слои покрытий и оснований дорог и аэродромов склонны образовывать трещины при превышении напряжений растяжения при изгибе предельных значений, а асфальтобетонное покрытие на щебеночном основании и песчаном подстилающем слое начинает разрушать, когда общий обратимый (упругий) прогиб поверхности конструкций превысит его предельное значение. Или, например, чрезмерные ускорения вертикальных колебаний слабого переувлажнённого грунта под

дорогой, вызванные проездом автомобильной нагрузки по дорожной конструкции, приводят к виброразжижению его, погружению дороги в толщу слабого с искривлением и разрушением покрытия конструкции, т.е. потере устойчивости. Перечень видов критериев устойчивости, их назначений и принадлежности к слоям конструкций, местам устройства дорожных конструкций, а также состав аналитического аппарата для получения надежной картины напряженно-деформированного состояния конструкций для расчетов критериев устойчивости приведен в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Окончание табл. 2.6

дорогой, вызванные проездом автомобильной нагрузки по дорожной конструкции, приводят к виброразжижению его, погружению дороги в толщу слабого с искривлением и разрушением покрытия конструкции, т.е. потере устойчивости. Перечень видов критериев устойчивости, их назначений и принадлежности к слоям конструкций, местам устройства дорожных конструкций, а также состав аналитического аппарата для получения надежной картины напряженно-деформированного состояния конструкций для расчетов критериев устойчивости приведен в табл. 2.6.

3. УПРУГОВЯЗКОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ПОДВИЖНОЙ НАГРУЗКЕ

3.1. Деформирование упругого сплошного и слоистого полупространства

Воздействие движущейся нагрузки вызывает динамическое напря- женно-деформированное состояние дорожной конструкции и при многократном приложении её определяет развитие в ней усталостных явлений. Поэтому изучение процесса постепенного разрушения дорожных конструкций и его направленное регулирование невозможно без знания динамических прогибов и напряжений, поскольку их предельные значения предопределяют наступление той или иной стадии разрушения.

Следует отметить, что единой теории усталостного разрушения дорожных конструкций еще не создано, хотя существует много предложений и предпосылок к ее построению. Одна из главных причин этого – недостаточная изученность динамических напряжений и прогибов, возникающих в конструкциях при действии подвижных нагрузок.

При анализе некоторых теорий динамических напряжений и прогибов, существующих в РФ и за рубежом и применяемых в других областях науки, нельзя не заметить, что они не всегда полностью отвечают исходным предпосылкам течения динамических процессов в дорожных конструкциях. Так, некоторые из них не учитывают массивность оснований дорожных одежд, их вязкие свойства, изменение упругости материалов с увеличением частоты приложения нагрузки и пространственную работу упругих оснований. Вместе с тем отдельные свойства дорожных конструкций, например сплошность, явно идеализированы. Так или иначе, наиболее близкие к экспериментам результаты находятся, вероятно, среди рассматриваемых ниже теоретических значений.

Рассмотрим закономерность возникновения вертикальных и горизонтальных колебаний упругого полупространства – простейшей модели до-