31
испытаний в точках, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Испытания ведут по правой полосе наката (1-1,5 м от кромки проезжей части).
3 Измерение прогибомером
3.1 Устройство прибора Длиннобазовый рычажный прогибомер представляет собой
измерительный рычаг, шарнирно закрепленный опорной части. Рычаг состоит из двух плеч, соединяющихся между собой болтами. На одном конце рычага закрепляется измерительный штырь на другом - индикатор часового типа, ножка которого устанавливается на клиновидную опорную подкладку.
Рис. 5.1 Схема длиннобазового рычажного прогибомера: 1 – индикатор для измерения прогиба; 2 – вращающийся рычаг; 3 – неподвижная часть (швеллер); 4 – ось вращения; 5 – измерительная часть
3.2 Методика измерения Груженый двухосный автомобиль со статической нагрузкой на заднюю
ось 100 кН (МАЗ-200, 500, 5335 и др.) располагается на проезжей части по полосам наката (1-1,5 м от края проезжей части).
Прогибомер устанавливают таким образом, чтобы измерительный щуп с подпятником располагался строго между скатами сдвоенного правого колеса груженого автомобиля под центром задней оси. На другом конце рычага под измерительный стержень индикатора часового типа устанавливают клиновидную опорную подкладку. Автомобиль остается на точке до тех пор, пока отсчет по индикатору i0 не будет изменяться на 0,005 мм за 10с. Отсчет записывают в табл.5.1.. Затем автомобиль отъезжает не менее чем на 5 м от прогибомера. Дождавшись пока отсчет на индикаторе i не будет изменяться в течение 10 с более чем на 0,005 мм, записывают его в табл.5.1 Удвоенная разность отсчетов по индикатору до и после съезда автомобиля соответствует
32
упругому прогибу:
li=2(i-i0)
3.3 Обработка результатов измерений Фактический модуль упругости Еф определяем по формуле
Еф = PDl (1−μ2 )
где Р - среднее расчетное давление колеса на покрытие, МПа; D - расчетный диаметр следа колеса автомобиля, см;
l - упругий прогиб дорожной конструкции, см; µ - коэффициент Пуассона, µ=0,3.
Р=Кж·Рш, где Кж – коэффициент жесткости шины, Кж=1,1-1,3 Рш – давление воздуха в шине, МПа.
D =1,13 Q
P ,
где Q - нагрузка на колесо, кг;
(5.2)
(5.3)
Q=Q3/2, Q3 - нагрузка на заднюю ось автомобиля, кг.
l=li·Киз,
li – прогиб дорожной конструкции, измеренный в процессе линейных испытаний, см;
Кизм - коэффициент изменения прогиба во времени.
Кизм=lср/lki,
lср - прогиб на контрольной точке при состоянии дорожной конструкции принятом за расчетный, см;
lki - прогиб дорожной конструкции на расчетной точке в момент проведения испытаний, см;
Таблица 5.1
Определение модуля упругости дорожной одежды
время |
Место |
Отсчет по |
Прогиб |
Коэффициент |
Упругий |
Модуль |
Прим |
|
ия |
индикатору |
ии при |
прогиба во |
дорожной |
в заданной |
е |
||
|
испытан |
конструкц |
изменения |
прогиб |
упругости |
ечани |
||
и |
|
при |
при |
линейных |
времени, Кизм |
конструкци |
точке Еф, |
|
Дата |
|
нагруже |
загрузке |
испытания |
|
и l, см |
МПа |
|
|
|
нии i0 |
i |
х li, см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33
Полученное значение фактического модуля упругости сравнивают с возможно минимальным значением требуемого модуля упругости с учетом коэффициента прочности Кпр и необходимости обеспечения требуемой ровности Ks:
Еф ≥ Етр.s = Eтр·Кпр·Кs , |
(5.4) |
где Етр - требуемый модуль упругости, определяемый по табл. 5.2.
Кпр - коэффициент прочности, зависящий от типа дорожной одежды и категории дороги.
Ks - коэффициент, учитывающий необходимость обеспечения требуемой ровности дорожной одежды.
Таблица 5.2 Определение требуемого модуля упругости в зависимости от интенсивности
движения
Перспективная интенсивность |
Требуемые модули упругости, МПа |
||
движения, приведенная к нагрузке |
|
при малой скорости |
|
динамические |
статические Ес |
||
100 кН на ось, на полосу, авт/сут |
Eтр |
нагружения, Eтр.ос |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
10 |
145 |
127 |
120 |
20 |
168 |
148 |
137 |
30 |
184 |
163 |
146 |
50 |
199 |
177 |
156 |
100 |
222 |
195 |
173 |
200 |
245 |
216 |
183 |
300 |
260 |
230 |
199 |
500 |
276 |
243 |
210 |
1000 |
299 |
263 |
227 |
2000 |
336 |
296 |
243 |
3000 |
336 |
296 |
254 |
5000 |
354 |
311 |
265 |
10000 |
376 |
330 |
280 |
Таблица 5.3
Определение коэффициента прочности дорожной одежды
Тип одежды и покрытия |
Категория дороги |
Кпр |
|
|
|
Дорожные одежды капитального типа с |
I, II, IIIп, Ic |
1,0 |
усовершенствованным покрытием |
|
|
III, IVп, IIc |
0,94 |
|
Одежды облегченного типа с |
III, IV, IVп, II |
0,90 |
усовершенствованным покрытием |
|
|
|
|
|
Переходные дорожные одежды |
IV, V, IIc, IIIc |
0,63 |
34
Таблица 5.4 Определение коэффициента обеспечения ровности дорожной одежды
Перспективная интенсивность |
Требуемая ровность дорожных одежд Srp, см/км |
|
|||||||
движения, приведенная к нагрузке 100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кН на ось, на одну полосу, авт/сут |
90 |
110 |
|
130 |
150 |
165 |
180 |
≥200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
- |
- |
|
- |
- |
- |
- |
0,62 |
|
20 |
- |
- |
|
- |
- |
- |
0,71 |
0,67 |
|
30 |
- |
- |
|
- |
- |
0,75 |
0,74 |
0,71 |
|
50 |
- |
- |
|
- |
- |
0,76 |
0,75 |
0,72 |
|
100 |
1,10 |
1,03 |
|
0,91 |
0,86 |
0,82 |
0,80 |
0,76 |
|
200 |
1?15 |
1,09 |
|
1,01 |
0,94 |
0,91 |
0,88 |
- |
|
300 |
1,18 |
1,15 |
|
1?03 |
1,01 |
0,97 |
0,94 |
- |
|
500 |
1,23 |
1,20 |
|
1,17 |
1,15 |
1,08 |
1,04 |
- |
|
≥1000 |
1,38 |
1,34 |
|
1,30 |
1,26 |
1,18 |
1,11 |
- |
|
Q = M Kп q 2H / S |
|
|
|
(5.5) |
|||||
Кп |
= 0,5(l +l, |
/ l), |
|
|
|
(5.6) |
|||
где М- масса падающего груза, кг;
q - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;
Кп - коэффициент, учитывающий потерю энергии при сбрасывании груза; l, l’ - вертикальные деформации дорожной одежды от первого и второго
ударов груза (после подскока) при одном и том же сбрасывании, см;
S - показатель, характеризующий жесткость амортизатора, равный деформации амортизатора от статического действия груза массой М, м.
Величину S определяют при ежегодных тарировках установки, которую обычно принимают в пределах 0,04-0,043 см.
Допустимая величина Qq=6·104±5·103 Н.
5.4 Измерение краткровременным нагружением 5.4.1 Установка УДН
Установка (рис.5.2) динамического нагружения УДН предназначена для измерения модуля упругости при передаче кратковременной нагрузки через жесткий штамп. Принцип ее работы заключается в следующем: груз массой М=100 ±5 кг сбрасывается по направляющей с высоты Н=80-100 см на пружину, что создает кратковременное усилие в течение Т=0,02-0,03 с, которое через штамп действует на дорожную одежду.
35
Рис. 5.2 Принципиальная схема установки динамического нагружения 1 – штамп; 2 – пружина; 3 – виброграф; 4 – направляющая; 5 - груз
Измерение упругой деформации фиксируется вибрографом. Наибольшее динамическое усилие, соответствующее нагрузке группы А (Qq=5·104 H), определяют по формуле (5.5).
5.4.2 Установка УДН-НК Принципиальное отличие установки УДН-НК (рис.5.3) от УДН состоит в
том, что усилие от сбрасываемого груза массой 250 кг передастся на покрытие не через жесткий штамп, а через сдвоенные пневматические колеса.
Установка крепится сзади грузового автомобиля и, как правило, входит в состав передвижных лабораторий. Ее производительность при 20 испытаниях на 1 км составляет 10 км/ч. В момент испытания автомобиль останавливается. При переезде от одной точки к другой колеса установки находятся в контакте с покрытием. В транспортном положении их поднимают.
Рис. 5.3 Принципиальная схема установки УДНК-НК: 1 – сдвоенные пневматические колеса; 2 – обойма для крепления колес; 3 – амортизирующее