Процесс деформирования дорожной конструкции под воздействием автомобилей и природных факторов
Под деформацией понимают изменение размеров или формы тела без уменьшения его массы и потери сплошности, разрушение – изменение размеров и формы тела с изменением (уменьшением) его массы или с потерей сплошности.
Под совместным воздействием многократно повторяющихся нагрузок от автомобилей и природных факторов в дорожной конструкции возникают напряжения и деформации, которые, постепенно накапливаясь, могут привести к ее разрушению. При деформациях и разрушениях земляного полотна неизбежно деформируется и разрушается дорожная одежда.
На правильно спроектированной, построенной и эксплуатируемой дороге не должно быть разрушений (кроме износа покрытия), но могут возникать деформации в допустимых пределах под влиянием эксплуатационных и природно-климатических факторов, проектных и строительных недостатков.
Воздействие автомобилей на дорожную одежду. Это главная причина их деформаций и разрушений. При движении по горизонтальному участку с ровной поверхностью колеса автомобилей передают на дорожную конструкцию вертикальные (нормальные) и горизонтальные (касательные) усилия. При ровном покрытии дорожные одежды испытывают давление колес как кратковременную статическую нагрузку. Продолжительность ее действия колеблется от 0,01 до 0,5 с в зависимости от скорости. При высоких интенсивности и скорости нагрузки от колес грузовых автомобилей могут повторяться через каждые 1,5 – 6 с.
На неровной поверхности давление колес на покрытие то возрастает по сравнению со статическим, то убывает. Отношение напряжения (деформации), вызванного динамическим действием нагрузки, к напряжению, вызванному статическим действием той же нагрузки, называют коэффициентом динамичности нагрузки. При движении по ровному покрытию коэффициент динамичности не выходит за пределы 1,15. На неровной проезжей части с повышением скорости до 80 км/ч этот коэффициент возрастает до 3, при дальнейшем росте скорости остается почти постоянным. Характер нагружения дорожной одежды зависит от интервалов действия нагрузки. Особенно большое влияние оказывает состав транспортного потока (доля в нем тяжелых автомобилей).
Для оценки разрушающего действия автомобилей с различной осевой нагрузкой проф. Б. С. Радовский предложил формулу суммарного коэффициента приведения m
Kсумм = Σ(Gi /Gp)4,4, (5.1)
i=1
где т - число осей; Gi - нагрузка на ось; Ср-расчетная нагрузка на ось.
Установлено, что проезд одного автомобиля МАЗ-500А с осевой нагрузкой 100 кН равноценен 5,2 проезда автомобиля ЗИЛ-130 с осевой