Презентация Розрахункова схема дорожнього одягу та її розвиток. Лекція 2 онлайн

Содержание слайда:

Содержание слайда: Тема лекції № 2 РОЗРАХУНКОВА СХЕМА ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ ТА ЇЇ РОЗВИТОК

Содержание слайда: План лекції №2 Емпіричні методи розрахунку дорожніх одягів. Аналітичний метод. Розрахункова схема дорожнього одягу.

Содержание слайда: Методи розрахунку дорожнього одягу поділяються на емпіричні та аналітичні Методи розрахунку дорожнього одягу поділяються на емпіричні та аналітичні 1 ЕМПІРИЧНІ МЕТОДИ РОЗРАХУНКУ ДОРОЖНІХ ОДЯГІВ На ранньому доісторичному етапі проектування і будівництва доріг використовувались емпіричні методи призначення товщин дорожнього одягу на основі досвіду, що виходив із проб і помилок. Наприклад, дорога римської імперії. Сучасні емпіричні методи розрахунку виходять із загальних теоретичних уявлень та базуються на закономірностях, встановлених в результаті натурних експериментів і обстежень.

Содержание слайда: Найбільш масштабний і дорогий експеримент по випробуванню дорожнього одягу був проведений у 1958-62 р., у США. Американською асоціацією державних дорожніх спеціалістів (AASHO). Мета випробування: чисто экспериментально, без яких-небудь теоретичних передумов встановити зв'язок між навантаженням на вісь G, заданим числом проїздом до руйнування NΣ та необхідною товщиною дорожнього одягу H.

Содержание слайда: Об’єми дослідження: 240 конструкцій нежорсткого дорожнього одягу та 272 жорсткого дорожнього одягу, усього 512 типів конструкцій. Навантаження від 9 до 136 кН на одиночну вісь і від 109 до 218 кН на здвоєні осі. Щоб дорожні одяги приблизно відповідали навантаженням зразки матеріалів і грунту попередньо відправляли в декілька штатів для випробування та розрахунку товщини.

Содержание слайда: Методика дослідження: полігон у 80 км. від Чикаго, 6 экспериментальных доріг «петель». Методика дослідження: полігон у 80 км. від Чикаго, 6 экспериментальных доріг «петель». Рух було організовано так, що по одній смузі кожної петлі проїжджали автомобілі з визначеним осьовим навантаженням. У ході дослідів загальний стан кожної секції оцінювали по п'ятибальній шкалі, користуючи показанням PSI: 4 і 5 - дуже добре; 3-4 - добре; 2 і 3 - посередньо; 1-2 – погано.

Содержание слайда: Не рідше ніж 1 раз у 2 тижні оцінювали стан кожної секції після збільшення сумарного числа проїздів. Не рідше ніж 1 раз у 2 тижні оцінювали стан кожної секції після збільшення сумарного числа проїздів. Випробування рухом проводили до стану, що відповідає. =1,5 або до N=106.

Содержание слайда: Після обробки результатів встановлено зв'язок: Після обробки результатів встановлено зв'язок: де:Δiср-середня зміна поздовжнього ухилу; С+Р-площа із тріщинами і ямковим ремонтом, м2/1000м2; d -середня глибина колії, мм.

Содержание слайда: Результати випробувань дозволили отримати наступне. Результати випробувань дозволили отримати наступне. Довговічність дорожнього одягу при даному навантаженні Q залежить не від загальної товщини Нзаг, а від приведеної: Нпр=a1h1+a2h2+a3h3, (1) де аi - безрозмірний коефіцієнт, що залежить від матеріалу шару: для а/б - 0,44; для щебеню - 0,14; для гравійно-піщаної суміші - 0,11, тобто: Нпр=0,44·h1+0,14·h2+0,11·h3, (2) де hі – товщина шару в см.

Содержание слайда: Розроблені номограми для розрахунку нежорстких і жорстких дорожніх одягів. Наприклад, для розрахунку нежорсткого дорожнього одягу вона має вигляд: Розроблені номограми для розрахунку нежорстких і жорстких дорожніх одягів. Наприклад, для розрахунку нежорсткого дорожнього одягу вона має вигляд:

Содержание слайда: Для розрахунку товщини, наприклад, основи зі щебеню - h2, задаються конструктивно товщинами покриття h1 =8 см та додаткової основи h3 = 30 см для Q = 102 кН. За номограмою - Нпр=12 см, тоді на основі (2): 12=0,44·10+0,14· h2+0,11·45 → h2=19 см

Содержание слайда: Однак, емпіричні методи мають і недоліки: показник НПР є адитивним; результати отримуються лише стосовно природніх умови і грунту випробовувального полігону; неможливий прогноз для інших навантажень і умов (інші колісні схеми, глибина промерзання, опади та ін.); невідомо, як веде себе конструкція після підсилення.

Содержание слайда: Згодом результати AASHO використовували : Згодом результати AASHO використовували : для визначення коефіцієнтів приведення до розрахункового навантаження: Sn-коефіцієнт приведення навантаження Qn від колеса до розрахункового навантаження Qрозр: Sn=(Qn/Qрозр)4,4 (3) Наприклад, Sn=(6/10)4,4=0,1

Содержание слайда: для розробки системи управління станом дорожнього одягу. для розробки системи управління станом дорожнього одягу. Побудова моделі деградації

Содержание слайда: Оптимізація витрат Оптимізація витрат

Содержание слайда: 2 АНАЛІТИЧНИЙ МЕТОД. 2 АНАЛІТИЧНИЙ МЕТОД. РОЗРАХУНКОВА СХЕМА ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ Під розрахунковою схемою конструкції розуміють її механіко-математичну модель для визначення НДС конструкції і сукупність критеріїв граничного стану елементів конструкції. Наприклад, механіко-математичною моделлю залізобетонного перекриття може бути прийнято плиту, що обперта по контуру, із рівномірно розподіленим навантаженням, причому ця модель містить відомі формули для визначення напружень, деформацій і переміщень плити. У якості критеріїв граничного стану перекриття можна прийняти розтягуючі напруження в арматурі та найбільший прогин.

Содержание слайда: Перш розрахункова схема була запропонована в 1901 році інженером Вилей. Приймаємо, що навантаження від колеса передається на поверхню дорожнього покриття в одній точці (причому з урахуванням коливання Qдин = 1,5Qст.) та рівномірно розподіляється в межах кута 45º на квадратну площадку. Товщину h визначали з умови, щоб тиск на грунт не перевищував значень, що допускаються для цього грунту

Содержание слайда:

Содержание слайда: Ця формула дозволить уже зробити ряд висновків: Ця формула дозволить уже зробити ряд висновків: Необхідна товщина приблизно пропорційна h=Qдин1/2; Необхідна товщина приблизно обернено пропорційна h=[σ] -1/2 Звідси можливо грубо оцінити необхідне підсилення при збільшенні допустимого максимального осьового навантаження і збільшення товщини дорожнього одягу на слабкому грунті.

Содержание слайда: Приклад: Q=50 кН, [σ]=0,1 МПа, h=0,43 м. Приклад: Q=50 кН, [σ]=0,1 МПа, h=0,43 м. Спроби удосконалити цю розрахункову схему: Тиск розподіляється не по квадратній площадці, а по круговій; Прикладене не зосереджене навантаження, а розподілене по площі кола (це дає можливість врахувати тиск у шинах) Спроба врахувати вартість; Епюру тиску в грунті на одному горизонтальному рівні має форму дзвону (колоколу).

Содержание слайда: Дана схема була відправною точкою для подальших досліджень, на основі яких розроблені сучасні методи розрахунку дорожнього одягу. Як видно існують дві головні складові розрахункової схеми: теорія НДС (механіко-математична модель) і критерії граничного стану. Дана схема була відправною точкою для подальших досліджень, на основі яких розроблені сучасні методи розрахунку дорожнього одягу. Як видно існують дві головні складові розрахункової схеми: теорія НДС (механіко-математична модель) і критерії граничного стану.