Воздействие автомобилей на дорожную одежду, понятие коэффициентов динамичности и усталости. Определение суммарного коэффициента приведения



Автомобильные нагрузки — главная причина деформаций и разрушения дорог. При движении автомобиля по горизонтальному участку дороги с ровной поверхностью его колеса передают на дорожную одежду и земляное полотно вертикальные (нормальные) и горизонтальные (касательные) усилия.

Воздействие автомобиля на дорожную одежду характеризуется нагрузкой, приходящейся на ось, удельным давлением в зоне контакта колеса автомобиля с покрытием, временем приложения нагрузки, частотой ее повторения и динамичностью приложения.

Значение осевой нагрузки зависит от грузоподъемности автомобиля, числа осей и схемы их расположения.

Время приложения нагрузки зависит от скорости движения автомобиля, а число приложений и интервал между ними непосредственно зависят от интенсивности движения и ее распределения по часам суток.

На ровном покрытии дорожные одежды испытывают давление от колес как кратковременную статическую нагрузку.

На практике динамическое действие нагрузки учитывается с помощью коэффициента динамичности kд, который показывает во сколько раз эффект действия динамической нагрузки превышает (или понижает) действие той же

нагрузки, приложенной статически.

Исследования показали, что разрушение деталей при переменных напряжениях связано с возникновением и постепенным развитием усталостной трещины, появление которой обусловлено неоднородностью строения материалов. Отдельные кристаллы имеют различную прочность в разных направлениях. Поэтому при нагружении в отдельных кристаллах возникают пластические деформации. При повторных нагрузках и разгрузках появляется наклеп и повышается хрупкость материала. В конце концов возникает микротрещина на одной из плоскостей скольжения кристаллов. При нагружении края микротрещины то сходятся, то расходятся, нажимая друг на друга, происходит обмятие краев трещины, сглаживание, шлифование поверхности. С течением времени трещина увеличивается, сечение ослабляется, происходит долом.

Свойство материала противостоять усталостному разрушению называется сопротивлением усталости.

При проектировании дорожных одежд в качестве расчетных принимают нагрузки, соответ­ствующие предельным нагрузкам на ось расчетного двухосного автомобиля. Суммарный коэффициент приведения нагрузки Smсум определяют по формуле

(В.1)

где n — число осей у данного транспортного средства, для приведения которого к расчетной нагрузке определяется коэффициент Smсум;

Sп — коэффициент приведения номинальной динамической нагрузки от колеса каждой из n осей транспортного средства к расчетной динамической нагрузке.

Понятие деформации и разрушения. Основные деформации и разрушения дорожных одежд и причины их появления

Под воздействием движения в неблагоприятных климатических и грунтово-гидрологических условиях ухудшаются основные эксплуатационные показатели дороги - ровность и сцепные свойства покрытия проезжей части, прочность дорожной конструкции. Это проявляется в виде различных выбоин, просадок, проломов, трещин, волн, сдвигов, колейности на поверхности покрытия.

Трещины - наиболее частые деформации покрытий дорог с нежесткими дорожными одеждами. Они провоцируют возникновение вторичных серповидных трещин и последующее появление выбоин. Сквозные трещины (преимущественно температурные) со временем все больше раскрываются и способствуют снижению прочности дорожной конструкции.

Поперечные и продольные косые трещины на цементобетонном покрытии - вид деформации, зависящий от множества факторов (опоздание с нарезкой швов, недостаточная их глубина, недостаточная толщина плиты, увеличенные размеры плиты, неудовлетворительное состояние земляного полотна и т.д.).

Просадка покрытия - плавная вертикальная просадка без образования трещин как результат деформаций уплотнения грунтов земляного полотна и материалов конструктивных слоев дорожных одежд.

Колейность - искажение поперечного профиля покрытия. Она возникает из-за появления остаточных деформаций в рабочем слое земляного полотна, несвязных слоях основания и самом покрытии. Под воздействием движения остаточные деформации суммируются, что сопровождается ростом глубины колеи и высоты выпора покрытия по краям колеи.

Снижение прочности дорожной конструкции нежесткого типа приводит к появлению сетки трещин, колейности, выбоин, просадок и проломов. Уменьшение прочности может быть связано с переувлажнением грунтов земляного полотна, заиливанием нижнего слоя основания дорожной одежды, растрескиванием связных слоев дорожной одежды и сочетанием перечисленных процессов.

Истирание асфальтобетонного покрытия - процесс уменьшения его толщины под воздействием колес движущихся транспортных средств в комплексе с влиянием неблагоприятных климатических условий.

Потеря шероховатости - недостаточное сопротивление движению (коэффициент сцепления ниже требуемого) в результате процесса полируемости каменных материалов покрытия, "выпотевания битума", образования на покрытии пленки (слоя) из материалов с низким коэффициентом сцепления.

Шелушение поверхности цементобетонного покрытия - разрушение поверхности на глубину до 30 мм за счет отслаивания тонких пленок и чешуек материала в результате недостаточной морозостойкости бетона, нарушения технологии производства строительных работ, применения противогололедных реагентов.

Выбоины - локальные разрушения поверхности покрытия в виде углублений разной формы с резко выраженными краями. Являются следствием образования и развития сетки трещин, действия шины с шипами, нарушения технологии производства работ, недостаточной прочности покрытия.

Проломы - разрушения дорожной одежды на всю толщину на отдельных участках разной площади, растрескивание покрытия на отдельные блоки с просадкой их части в результате резкого снижения прочности земляного полотна, недостаточной прочности дорожной одежды, воздействия ненормативной нагрузки.

Нарушение ровности цементобетонного покрытия - нарушения в технологии бетонирования, выпучивание покрытия в швах расширения или сжатия, качание плит, образование перекосов плит в продольном и поперечном направлениях в результате конструктивных нарушений, воздействия нерасчетных нагрузок и интенсивности движения, нарушения прочности основания и земляного полотна и т.д.

Сколы кромок и разрушения в зоне швов цементобетонных покрытий - местные разрушения из-за засорения швов твердыми предметами, отсутствия в швах герметика, низкого качества бетона и т.д.

"Гребенка" на покрытии - нарушение ровности в виде чередования поперечных выступов и углублений с плавными очертаниями переходов. Является следствием возникновения в материале покрытия недопустимых сдвигающих напряжений, низкой сдвигоустойчивости материала покрытия, воздействия повышенной положительной температуры, повышенной влажности материала покрытия (дороги с переходными и низшими типами покрытий).

Пылимость - разрушение поверхности покрытия с образованием на нем слоя мелкодисперсного материала (частицы менее 1 мм), образующегося под действием температуры, воды и колес движущихся автомобилей.


Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 635; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!