Искусство
Языки
Языкознание
Вычислительная техника
Информатика
Экономика
Финансы
Психология
Биология
Сельское хозяйство
Ветеринария
Медицина
Юриспруденция
Право
История
Физика
Экология
Этика
Промышленность
Энергетика
Связь
Автоматика
Электротехника
Философия
Религия
Логика
Химия
Социология
Политология
Геология
1 Общие понятия
 Скачать 18.79 Mb.
|
|
В весенний период допустимую осевую нагрузку (Qдоп) определяют с точностью до 10 кН по формуле Qдоп = Qрасч·К0,23 где Qрасч — расчетная нагрузка, для которой был установлен модуль упругости конструкции дорожной одежды, кН; К - коэффициент допустимой нагрузки, эквивалентной расчетной, определяемый по формуле К=∑Nдоп / ∑NT где Nдоп — количество допустимых приложений расчетной нагрузки в сутки, определяемое по формуле  где Ер— расчетный модуль упругости на текущее время, МПа; с — эмпирический коэффициент, равный для расчетной нагрузки на ось 100 кН — 3,55; 110 кН — 3,25; 115 кН — 3,23; 130 кН — 3,05; ∑NT — суммарное количество приложений расчетной нагрузки на рассчитываемый период, устанавливаемое по формуле где N1 — суточная интенсивность движения расчетных нагрузок на текущее время; q — коэффициент изменения интенсивности движения; Т — остаточный период срока службы дорожной одежды до очередного капитального ремонта Т=Тр.с. – Тф.с. где Тр.с. — расчетный срок службы, на который была рассчитана дорожная одежда; Тф.с.— фактический срок службы дорожной одежды. При отсутствии фактических данных о расчетном модуле упругости нежестких дорожных одежд допустимая осевая нагрузка Qдопдля оценки несущей способности в весенний период одновременно всей сети автомобильных дорог может определяться с точностью до 10 кН по формуле  где NA — фактическое количество приложений расчетной нагрузки 100 кН (группа А) в сутки на одну полосу; IRI — ровность покрытия на период оценки несущей способности, м/км. По формуле (3.7) или (3.12) рассчитывается допускаемая нагрузка для характерного или километрового участка дороги. Допустимая нагрузка для дороги или рассматриваемой сети определяется по формуле Qдоп = Qcp - tδ где Qcp — среднее значение допустимой нагрузки на рассматриваемом участке, кН; t— коэффициент нормированного отклонения, зависящий от заданного уровня надежности и принимаемый при уровне надежности Кн0,85 равным 1,06; 0,90 - 1,32; 0,95 - 1,71; 0,98 - 2,19; 0,99 - 2,49; δ — стандартное отклонение, рассчитываемое по формуле где Qi— допустимая нагрузка на характерном или километровом участке дороги, кН; n — количество участков. Особенности проведения работ по определению прочности дорожной одежды Упругие прогибы измеряют по внешней колее полосы наката, выбирая полосу движения в наихудшем состоянии. На дорогах I категории измерения выполняют по одной, наихудшей по состоянию полосе каждого направления. Измерения проводят весной, при оттаивании грунтов земляного полотна на глубину не менее 40 см и при температуре покрытия не менее +5 °С. Глубину оттаивания грунтов определяют шурфованием у кромки покрытия. Максимальная температура покрытия, при которой допускается измерять упругие прогибы, составляет не более 50 °С. Температуру фиксируют на глубине покрытия 3...4 см. Для этого в верхнем слое асфальтобетона делают отверстие диаметром 6... 10 мм, заполняют его смесью глицерина с водой в соотношении 1:1. Температуру покрытия измеряют не менее трех раз в течение дня: в начале рабочей смены, в полдень и при затененности покрытия и облачности. Температуру фиксируют после затухания колебаний показаний термометра до 0,5 °С/мин. Местоположение точек измерения упругих прогибов фиксируют с точностью до 1 м. Толщину слоев дорожной одежды, устроенных с применением органических вяжущих, определяют из паспортных данных дороги, либо путем отбора кернов, либо другим способом, позволяющим устанавливать толщину слоев с точностью до 0,5 см. Предварительное выявление участков, требующих детальной оценки прочности методом динамических нагрузок, производят визуально, при свободном от снега и льда покрытии, когда хорошо видны все имеющиеся дефекты. В зависимости от планируемых объемов определяют участки, состояние покрытия которых требует детального обследования. В план детального обследования включают участки, имеющие наихудшее состояние. При этом минимальная длина участка должна составлять 500 м. Очередность выбора участков для детального обследования: 1 Поперечный профиль сильно искажен. Дефекты прочностного характера занимают площадь до 80 %. На покрытии массовая сетка трещин, просадки, проломы, выбоины, заплаты, дорожная одежда в стадии разрушения. 2 Поперечный профиль искажен на покрытии, площадь дефектов прочностного характера до 60 %. Распространены выбоины, заплаты, сетка трещин, частые трещины. Шаг поперечных трещин менее 4 м. 3 Поперечный профиль имеет нарушения. На покрытии дефекты прочностного характера (сетка трещин, частые трещины). Поперечные трещины имеют шаг 4... 10 м. На полосах наката продольные трещины. Площадь дефектов прочностного характера до 30 %. Покрытие имеет выбоины, заплаты, колейность глубже 30 мм. 4 Покрытие проезжей части имеет отдельные трещины с шагом 10...15 м. Площадь дефектов прочностного характера до 10 %. Местами появляются выбоины. 5 Покрытие проезжей части имеет отдельные поперечные трещины с шагом более 20 м. Площадь дефектов прочностного характера (сетка трещин, частые трещины, просадки) до 5 %. Поперечный профиль не нарушен. 14 Статический метод измерения упругого прогиба При статическом методе определяют величину упругого прогиба от действия статической нагрузки, передаваемой на покрытие через гибкий штамп. Для проведения измерений применяют установку, включающую: 1 гибкий штамп с нагрузкой Q=50 ± 0,5 кН, эквивалентным диаметром отпечатка на покрытии дорожной одежды 33 ± 3 см и давлением в колесе 0,6 ± 0,05 мПа; 2 прогибомер длинно-базовый, с диапазоном измерения прогибов 20 мм, погрешностью измерения 0,02 мм; 3 индикатор часового типа, с диапазоном измерения до 10 мм, ценой деления 0,01 мм; 4 термометр ртутный стеклянный, с диапазоном измерения 55 °С, ценой деления 1 °С; 5 рулетку измерительную металлическую; 6 манометр шинный ручного пользования, с диапазоном измерения 1,0 МПа, ценой деления 0,01 мПа; 7 глицерин; 8 воду.  Рис. 2.1. Схема проведения испытаний по измерению упругого прогиба: 1 — гибкий штамп; 2 — термометр; 3 — прогибомер; 4 — индикатор часового типа; 5 — опорная подкладка; 6 — смесь глицерина с водой; 7 – опора прогибомера; п1— длина грузового плеча; п2— длина измерительного плеча Измерения следует проводить на полосе наката (от 1 до 1,5 м от края проезжей части). Глубина оттаивания грунтов земляного полотна в весенний период должна составлять более 40 см. Температура покрытия при измерениях — от 0 до 50 "С. Подготовка к проведению измерений. 1. Определить границы характерных участков — длины характерных участков следует принимать протяженностью от 0,5 до 3 км. 2. Определить с помощью рулетки местоположение точек измерения упругого прогиба на характерном участке — расстояние между испытываемыми точками должно быть не более 50 м. 3. Установить гибкий штамп на точку измерения упругого прогиба. 4. Сделать отверстие в покрытии глубиной 3...4 см на расстоянии не более 1 м от точки измерения, заполнить его смесью воды и глицерина 3:1, вставить термометр, снять показания температуры и занести в таблицу. Проведение измерений. 1. Установить опору прогибомера по центру между спаренными колесами гибкого штампа. 2. Установить опорную подкладку под стержень индикатора часового типа таким образом, чтобы показания на шкале были в пределах 0,2...0,7 мм. 3. Выдержать автомобиль на точке до тех пор, пока отсчет по индикатору (i0) не будет изменяться. 4. Значение отсчета зафиксировать с точностью до 0,01 мм и занести показания в таблицу. 5. Продвинуть автомобиль вперед на расстояние не менее 5 м. 6. Дождаться, пока отсчет по индикатору (i1) после съезда автомобиля с точки не будет изменяться, значение его зафиксировать и занести показания в таблицу. Аналогично выполняют измерения на следующих точках характерного участка. Количество измерений на характерном участке должно быть не менее 10. При обработке результаты измерений следует сгруппировать по каждому характерному участку. При длине характерного участка более 1 км результаты измерений группируют по каждому километровому участку отдельно. Обработка результатов.
 где п1— длина грузового плеча; п2— длина измерительного плеча; i0, i1— отсчеты по индикатору.
где L— среднеарифметическое значение упругого прогиба на характерном участке, мм; Li— значение упругого прогиба в 1-й точке, мм; п — количество измерений упругих прогибов на характерном участке.
где t— коэффициент Стьюдента (для дорог с капитальными типами дорожных одежд — 2,0, с облегченными типами — 1,7, с переходными и низшими — 1,6); σ — среднеквадратичное отклонение, мм. 15 Динамический метод измерения упругого прогиба При динамическом методе определяется величина упругого прогиба от действия динамической нагрузки, передаваемой на покрытие через гибкий или жесткий штамп. Для проведения измерений применяют установку, включающую: □ гибкий штамп с эквивалентным диаметром отпечатка в динамике 37 + 1 см и давлением в колесе 0,6 ± 0,05 МПа или жесткий штамп с диаметром 33 ± 1 см с нагрузкой 50 ± 0,5 кН; □ устройство управления процессом, регистрации результатов измерений и их записи; □ устройство создания и измерения величины нагрузки; □ устройство измерения упругих прогибов с диапазоном измерения 2 мм и точностью 0,02 мм; □ рабочее программное обеспечение; □ устройство измерения расстояния с точностью до 2 %; □ устройство измерения температуры покрытия с диапазоном измерения 55 °С и точностью 1 °С; □ манометр шинный ручного пользования (для гибкого штампа) с диапазоном измерения 1 МПа, ценой деления 0,01 МПа; □ глицерин; □ воду. Схема проведения испытаний приведена на рис. 3.2.  Рис. 3.2. Схема проведения испытания динамическим методом: а — жесткий штамп; б — гибкий штамп; 1 — груз; 2- амортизатор; 3 — штамп; 4 — траверса; 5 — устройство для регистрации величины упругого прогиба; 6 — устройство для регистрации нагрузки; 7 — устройство управления процессом, регистрации результатов измерений и их записи; 8 — устройство регистрации температуры покрытия Условия проведения измерений аналогичны приведенным выше для статического метода. Перед проведением измерений необходимо выполнить те же подготовительные работы, что и при использовании статического метода. Дополнительно следует активизировать рабочую программу для проведения измерений. Расстояние между точками измерения упругого прогиба определяются с помощью устройства измерения расстояния. Показания температуры покрытия фиксируются автоматически. Проведение измерений. 1. Опустить штамп на испытываемую точку. 2. Настроить оборудование на требуемую величину нагрузки путем пробного сбрасывания груза на штамп. 3. Выполнить три измерения упругого прогиба в одной точке. 4. Проконтролировать результаты записанных измерений. Результаты измерений записываются и сохраняются автоматически с помощью программного обеспечения по форме, приведенной в табл. Аналогично выполняют измерения на следующих точках характерного участка. Количество измерений на характерном участке должно быть не менее 10. Обработку измерений выполняют по формулам (3.16) и (3.17). Величину прогиба на каждой точке определяют как среднее арифметическое значение из трех измерений. 16 Установки для оценки прочности дорожных одежд Прочность дорожной одежды можно измерять непосредственно на дороге. Для этого часто выполняют измерения прогибов, которые служат исходными данными в расчетных моделях, оценивающих прочность конструкции. В настоящее время применяется несколько способов измерения прогибов, все они относятся к методам неразрушающего контроля. Среди значительного количества устройств для измерения прогибов наиболее часто применяются следующие:
С помощью длиннобазового прогибомера измеряется прогиб под сдвоенным колесом стоящего автомобиля. В качестве нагрузки используют автомобили, относящиеся к группе А.
В настоящее время производится французской фирмой. Выполняет измерения вертикальной деформации покрытия под осью тяжелого грузовика (13 т/ось), движущегося вперед с постоянной скоростью. Дефлектограф используется в следующих случаях: □ для наблюдения за состоянием дорожных одежд и исследования его развития в условиях дорожного движения; □ выявления поврежденных участков дорожных одежд для проведения ремонтных работ; □ контроля эффективности выполнения ремонтных работ; □ определения времени введения и снятия весенних ограничений движения при оттаивании земляного полотна. Прогиб измеряется между обоими сдвоенными колесами задней оси автомобиля при помощи сдвоенной измерительной балки. Балка имеет три точки опоры, расположенные вне зоны влияния нагрузки. После проведения измерений балка перемещается с помощью автоматики.
Сейсмический анализатор дорожного покрытия (SРА) был разработан в рамках Стратегической программы исследования дорог в университете штата Техас. В настоящее время оборудование производится американской компанией. Устройство монтируется на прицепе и в значительной мере напоминает дефлектометр падающего груза. SРА — это устройство для измерения распространения ударной волны в дорожной одежде, на основании результатов которого оценивается прочность.
В настоящее время для оценки прочности наиболее часто применяются установки, измеряющие прогиб от ударной нагрузки, — дефлектометры. Они используются для измерения прогибов дорожных одежд разного типа, в первую очередь дорог и аэродромов, а также для оценки больших промышленных площадок. Дефлектометр создает нагрузку путем сбрасывания груза с некоторой высоты на специальную нагрузочную плиту. Элементы системы, такие как масса груза, высота сбрасывания, могут меняться в зависимости от требуемой ударной нагрузки. Значения прогибов измеряются при помощи датчиков, расположенных в центре приложения нагрузки, а также на некотором расстоянии от него. В дефлектометрах используются три вида датчиков прогиба: геофоны, акселерометры, сейсмометры. В большинстве производимых в настоящее время устройств применяются геофоны. В нашей стране широко используется дефлектометр падающего груза РR1-2100 FWDphnix.
Принципиальной разницы в их работе нет, за исключением элемента соприкосновения установки с покрытием: УДН — жесткий штамп, УДН-НК - нагрузка колесная. |