Сдвиг – ОДН п.3.30
Растяжение – ОДН п.3.38
Усиление неж.ДО
Хер его знает – придумай сам или спроси у Щепетевой! Ну, или см. п.1.6.8
Зарубежные методы.
Весьма сложный вопрос о расчете толщины дорожных одежд еще не получил общепризнанного решения, и обоснование необходимой толщины слоев в разных странах ведут различными методами. В отличие от СССР, где на первое место ставится разработка теоретической стороны вопроса, за рубежом находят широкое распространение полуэмпирические методы, которые основываются на учете практики и опытов по испытаниям прочности дорожных одежд припуском тяжелых автомобилей
Многочисленные методы расчета толщины дорожных одежд, применяемые за рубежом, могут быть сведены к следующим трем группам:
В ряде стран аналогично методике, принятой в СССР, исходят из допустимого прогиба дорожной одежды, используя для его определения зависимости теории упругости для многослойных систем и учитывая разными способами влияние интенсивности движения. Иногда многослойные одежды приводят к двухслойным, принимая средневзвешенные модули упругости всех слоев с учетом их толщины. Следует, однако, отметить известное ослабление внимания в последние годы к углубленному теоретическому анализу и учету особенностей работы дорожных одежд и широкое применение в теоретических формулах разного рода эмпирических коэффициентов для согласования данных расчетов с опытом практики.
Использование графиков эквивалентных толщин дорожных одежд, составленных на основе учета службы построенных дорог и специальных экспериментов на опытных участках. В зависимости от суточной интенсивности движения нли общего числа автомобилей, которые должны пройти по дороге за межремонтный период, определяют приведенную толщину дорожной одежды. Необходимую толщину отдельных слоев подбирают с учетом коэффициентов приведения слоев из разных материалов к эквивалентной толщине В ряде случаев опыты, проводившиеся для построения таких графиков, были очень обширными и выполнялись на специально построенных испытательных полигонах с длительными проездами колонн тяжелых автомобилей до полного разрушения дорожных одежд (испытания, организованные Американской ассоциацией сотрудников дорожных организаций штатов — АА5НО, так называемые «опыты Эйшо»). Известны также графики Корпуса инженерных войск США, Управления гражданской авиации США, фирмы «Шелл», Асфальтового института США и др.
3. Использование альбомов типовых конструкций равнопрочных дорожных одежд для разных интенсивиостей движения при условии обязательного и строго контролируемого обеспечения строителями заданной прочности земляного полотна, проверяемой перед началом укладки ДО (ФРГ, Япония, Франция)
В зарубежных странах широко используется для характеристики прочности грунтов особый показатель СВР (Си-би-ар — калифорний ское число несущей способности — СаШогша Веапп§> Ра11о). Его определяют путем вдавливания штампа в образец грунта или другого материала конструктивных слоев, уплотненного в цилиндрической форме высотой и диаметром 20 см. Штамп диаметром 3 см вдавливают со скоростью 1,25 мм/мин на глубину 2,5 см. Измеренное давление, поделенное на 100, принимают за характеристику прочности грунта. Чаще всего грунт увлажняют путем капиллярного насыщения водой в течение 4 сут. Некоторые страны, особенно с жарким климатом, варьируют методику увлажнения образцов грунтов. Следует отметить, что при всей простоте этого испытания, по сути являющегося определением модуля деформаций в лабораторных условиях при постоянной для всех материалов глубине вдавливания штампа, оно дает условную характеристику прочности, которая может существенно отличаться от аналогичных показателей грунта в основании дорожной одежды.
Расчёт жест.ДО
МР – п.3
К жестким дорожным одеждам относят цементобетонные[2] и железобетонные покрытия и основания, которые хорошо сопротивляются растягивающим напряжениям, возникающим' при их прогибах под нагрузкой от автомобилей. Распределяя давление колес автомобиля на большую площадь, бетонные покрытия передают сравнительно малое давление на подстилающий грунт. Несмотря на это сопротивление грунта внешним нагрузкам оказывает не меньшее влияние на работу бетонных покрытий, чем прочность самой бетонной конструкции.
Прочность бетонных покрытий во многом зависит от однородности сопротивления грунта по всей площади основания плиты. Неравномерное уплотнение песчаного слоя или грунта земляного полотна приводит к тому, что из-за неравномерных просадок грунта часть плиты начинает работать без поддержки грунтового основания, в результате чего напряжения резко возрастают по сравнению с расчетными.
Предложенные многочисленные методы расчета толщины бетонных плит исходят из общего дифференциального уравнения, связывающего прогиб плиты под нагрузкой и осадку поверхности основания. Решения разных авторов различаются в связи с тем, что принимаются разные виды функции, характеризующей отпор грунта.
Решения, получаемые на основе теории плит на упругом основании, сложны и громоздки. Проектировщики используют при расчете толщины бетонных покрытий отдельные частные решения, которые исследователям удалось получить в замкнутой форме или составить для этих решений методами приближенного интегрирования расчетные таблицы. Еще не накоплено достаточно данных, чтобы отдать преимущество тому или иному методу, тем более, что при правильном назначении характеристик прочности грунта результаты расчетов разными методами бывают весьма близки.
Толщину бетонных плит назначают из условия пропуска тяжелых нагрузок с проверкой на температурные напряжения. Расчетные нагрузки принимают такие же, как и при расчете нежестких дорожных одежд.
Для бетонных покрытий и оснований рекомендуются проектные марки дорожного бетона на растяжение при изгибе Кра (кгс/см2), приведенные в табл. XVII.!.
Конструкция жест.ДО 1.6.24Соединение плит.
МР – п.2
Схемы приложения нагрузок
При расчетах толщины бетонных покрытий исходят из наиболее опасных для прочности плиты положений автомобильного колеса на плите. Возможны три расчетные схемы действия нагрузки колеса на прямоугольную плиту, в центре плиты, на угол и на край плиты.
Наибольшие напряжения в плите возникают при действии нагрузки на край и на угол. Однако этот случай наиболее сложен для теоретического анализа.
Поэтому, например, при проектировании бетонных покрытий на аэродромах толщину рассчитывают на случай приложения нагрузки в центральной части плиты, а величину моментов, возникающих при угловом или краевом приложении нагрузок, определяют путем введения поправочных коэффициентов [3].
Плиты, лежащие на упругом основании, по проф. М. Н. Горбунову- П ладову, могут быть разделены по жесткости на три категории в зависимости от величины показателя: Если основание под плитой состоит из нескольких слоев, отличающихся по свойствам, то вместо Егр принимают эквивалентный модуль деформации грунтового основания.
При 5 < 0,5 плиту считают абсолютно жесткой, т. е. считают, что все ее точки оседают под нагрузкой на одинаковую величину, и реакция основания распределяется как под жестким штампом. При 0,5 ^ 5 ^ 10 плиты относят к категории имеющих конечную жесткость, а при 5 ^ 10 — к бесконечным в плане, т. е. таким, у которых нагрузка по периметру и способы закрепления краев не влияют на величины изгибающих моментов, реакции основания и прогибы в средней части. К случаю приложения нагрузки в средней части плиты достаточно больших размеров, когда волна прогиба не достигает краев, могут быть применены теоретические решения, найденные для бесконечной плиты на упругом основании, в частности решение, предложенное О. Я. Шехтер. При действии на бетонную плиту сосредоточенной силы или нагрузки, равномерно распределенной по круглой площадке, в плите возникают радиальные и кольцевые моменты. Величина этих моментов зависит от величины нагрузки и от жесткости плиты, характеризуемой параметром жесткости
Упрощение уравнения допустимо, поскольку корень кубический из отношения членов, содержащих р,гр и рб, близок к единице.
Изгибающие моменты, действующие на полосу шириной, равной единице, равны:
а) от нагрузки, равномерно распределенной по кругу радиуса радиальный момент
б) радиальный момент сосредоточенной силы
При расчете моментов от колесной нагрузки используют формул) для нагрузки, распределенной по круглой площадке.
При конструировании дорожных покрытий и оснований их чаете приходится рассчитывать на действие нагрузки от катков, многоколес ных трейлеров или гусеничных повозок, когда нельзя применить фор мулу для круглого штампа. В этих случаях используют метод сумми рования напряжений от ряда сосредоточенных сил. Давление, распре деленное по площади контакта нагрузки с покрытием, заменяют рядоь сосредоточенных сил, приложенных к центрам тяжести выделенньп площадок (рис. XVI 1.2). Изгибающий момент в точке, где должнь быть определены напряжения, действующие на полосу покрытия ши риной, равной единице, вычисляют как геометрическую сумму изги бающих радиальных и кольцевых моментов от всех сосредоточенны: сил.
При определении составляющих моментов от разных сил приходится учитывать проекции не только самих изгибающих моментов, но и полос покрытия, на которые они действуют (рис. XVI 1.3). Пусть на полосу покрытия ЛЛХ шириной 1 действует изгибающий момент М. Проекция этого момента на направление ВВи расположенное под углом а, равна М соз а, причем ширина полосы, к которой он приложен,
возрастает до величины . Поэтому расчетный момент иа полосу
шириной, равной единице, в направлении АЛУ будет равен:
При углах а, не превышающих 20°, без особой погрешности можно ограничиваться только суммированием радиальных изгибающих моментов без учета величины их проекции.
Случаи приложения нагрузки к углу плиты и к ее краю вызывают большие напряжения, чем при приложении к центру. Величина этих моментов может быть определена по формулам проф. И, А. Медникова, уточнившим решения, впервые данные Уэстергардом: а) для колеса, стоящего на краю плиты б) для колеса на углу плиты
На практике расчеты ведут на центральное приложение нагрузки, конструктивно армируя плиты по углам и краям, а также учитывая влияние штырей, соединяющих плиты.
Методы расчета плит, относящихся к категории конечно жестких, используют при расчете малых плит сборных бетонных покрытий, обычно имеющих шестигранную или прямоугольную форму. Расчет ведут применительно к равновеликой по площади круглой плите, загруженной в центре, с использованием таблиц для расчета круглых плит на упругом основании, составленных д-ром техн. наук М. И. Горбу- новым-Посадовым [4].
Моменты в центре конечно жестких и бесконечно жестких плит от нагрузки, распределенной но круглой площадке в центре круглой плиты радиусом г, определяют по формуле
Напряжения в бетоне от изгибающего момента для полосы шириной, равной единице, определяют по обычной формуле строительной
механики
Толщина плиты должна быть подобрана такая, чтобы напряжения в ней не превышали нормативной прочности бетона на растяжение при изгибе, уменьшенной в запас прочности:
Введение коэффициента Кв связано со сроками ввода бетонных покрытий и оснований в эксплуатацию. Прочность бетона повышается со временем.
Поэтому необходимо, чтобы принимаемые при расчетах величины сопротивления бетона и его модуля упругости соответствовали фактическим срокам появления на дороге расчетных нагрузок..
Исходя из известной по лабораторным испытаниям закономерности в нарастании прочности бетона возможно также предусматривать переменную толщину покрытия на разных участках в зависимости от времени, которое должно пройти с момента укладки данного участка покрытия до открытия по нему движения.
Для ориентировочной оценки нарастания прочности бетона можно пользоваться несколько видоизмененной формулой Б. С. Скрамтаева:
Плиты на упругом основании
Пункта этого нигде,
Нет,
Я всё пересмотрел,
Попадётся он тебе,
Помолись,
Тебе пиздец.