Расчет конструкции дорожной одежды на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе

В монолитных слоях дорожной одежды (из асфальтобетона и дегтебетона) возникающие при прогибе одежды напряжения под действием повторных кратковременных нагрузок не должны в течение заданного срока службы приводить к образованию трещин от усталостного разрушения.

Для этого должно быть обеспечено условие:

, (7.1)

где – требуемый коэффициент прочности дорожной одежды по критерию растяжения при изгибе с учетом заданного уровня надежности [1, табл.3.1] (см. табл.2.1);

– прочность материала монолитного слоя на растяжение при изгибе с учетом усталостных явлений, МПа (в пакете асфальтобетонных слоев за принимают значение, отвечающее материалу нижнего слоя асфальтобетонного пакета):

, (7.2)

– нормативное значение предельного сопротивления растяжению при изгибе при расчетной низкой весенней температуре при однократном приложении нагрузки, МПа [1, прил.3, табл.1];

– коэффициент, учитывающий снижение прочности вследствие усталостных явлений при многократном приложении нагрузки:

, (7.3)

– расчетное суммарное число приложений расчетной нагрузки за срок службы монолитного покрытия, авт., определяемое по формуле (1.5);

m – показатель степени, зависящий от свойств материала рассчитываемого монолитного слоя [1, прил.3, табл.1];

– коэффициент, учитывающий различие в реальном и лабораторном режимах растяжения повторной нагрузкой, а также вероятность совпадения во времени расчетной (низкой) температуры покрытия и расчетного состояния грунта рабочего слоя по влажности [1, прил.3, табл.1];

– коэффициент, учитывающий снижение прочности во времени от воздействия погодно-климатических факторов [1, табл.3.6];

– коэффициент вариации прочности на растяжение [1, прил.4, табл.1];

t – коэффициент нормативного отклонения [1, прил.4, табл.2];

– наибольшее растягивающее напряжение в рассматриваемом слое, МПа:

, (7.4)

– растягивающее напряжение от единичной нагрузки при расчетных диаметрах площадки, передающей нагрузку, МПа, определяемое по номограмме [1, рис.3.4];

– коэффициент, учитывающий особенности напряженного состояния покрытия конструкции под спаренным баллоном ( – при расчете под спаренным баллоном; – на однобалонное колесо);

р – расчетное давление, МПа [1, прил.1, табл.1](см. табл. 1.3.1).

При расчете на усталостную прочность реальную конструкцию приводят к двухслойной модели.

1. К верхнему слою модели относят монолитные слои, включая рассчитываемый (пакет асфальтобетонных слоев).

Толщину верхнего слоя модели принимают равной сумме толщин монолитных слоев (толщин, входящих в пакет асфальтобетонных слоев):

. (7.5)

Значение модуля упругости верхнего слоя модели устанавливают как средневзвешенное для монолитных слоев (для всего пакета асфальтобетонных слоев) по формуле (6.7).

2. К нижнему (полубесконечному) слою модели относят часть конструкции, расположенную ниже монолитных слоев (пакета асфальтобетонных слоев), включая грунт рабочего слоя земляного полотна.

Модуль упругости нижнего слоя модели определяют путем приведения слоистой системы к эквивалентной по жесткости с помощью номограммы [1, рис.3.1].

Данные для расчета сводим в табл.1.19

Таблица 7.1.1 – Расчетные данные для капитального типа покрытия