розділ 2.3-2.4). Отримані функції щільності розподілу
описуються різними законами в залежності від характеру взаємодії між вхідними
параметрами. В окремих випадках це є нормальний закон розподілу.
Напружено-деформований стан дорожнього одягу розраховується за точним рішенням
теорії пружності (рішення проф. А.К.Приварнікова) [148], для чого складені
відповідні програми які реалізують рішення задачі при дії навантаження
розподіленого по площі одного, двох кругів, чи від дії зосередженої сили.
Використання наближених формул або номограм [131, 133, 145, 146] менш доцільно,
так як приводить до неправильних результатів, особливо для тонкошарових
покриттів, які практикуються в останні роки для профілактичного ремонту. На
основі встановленої функції розподілу показника міцності вся дорога протяжністю
Lзаг розбивається на n ділянок (секцій), що характеризуються своєю початковою
міцністю R0і, деформативністю Езаг і протяжністю Li, яка визначається з
врахуванням частотності появи даного діапазону міцності, причому Li= f(R, Езаг)
Lзаг та SLi=Lзаг.
Модель деградації за критерієм загального модуля пружності.
Теоретичні дослідження показують, що зміну коефіцієнту запасу міцності за
критерієм загального модуля пружності і-тої секції покриття нежорсткого типу
довжиною Li в процесі експлуатації можна визначити за виразом
, (5.38)
де f(ЕзагLi) –щільність розподілу загального модуля пружності, яка визначається
при проектуванні конструкції за рішенням теорії пружності з врахуванням
досягнутого рівня якості виготовлення матеріалів та технології будівництва.
На стадії експлуатації щільність розподілу визначається за результатами
інструментального обстеження з визначенням фактичного прогину конструкції, МПа.
В чисельнику приведено Eтр - потрібний модуль пружності, який визначається в
залежності від сумарної кількості прикладання розрахункового навантаження NS за
строк служби tсл.
Для ілюстрації моделі деградації коефіцієнта запасу міцності по загальному
модулю пружності при зміні інтенсивності руху за законом геометричної прогресії
розглянуто автомобільну дорогу III-ї категорії, яка проходить в Північній
дорожньо-кліматичній зоні України (Чернігівська область). В розрахунках
прийнято фактичні дані вимірювання модуля пружності балкою Бенкельмана в
розрахунковий період. Дорога характеризується середнім модулем пружності 210
МПа з коефіцієнтом варіації 23,1%, при сумарній інтенсивності руху за строк
служби 15 років рівній 437200 од та потрібному модулі пружності 206,2 МПа.
Результати розрахунків приведено на рис 5.6.
Модель деградації за критерієм згину монолітних шарів.
Модель деградації коефіцієнта міцності за критерієм розтягу при згині, виходячи
зі степеневого закону втоми при циклічних навантаженнях Салля-Пелла та лінійної
гіпотези сумування пошкоджень Пальмгрена-Майнера, пропонується розглядати у
виді
, (5.39)
де - щільність розподілу коефіцієнта запасу міцності за критерієм згину в
початковий момент експлуатації конструкції;
- сумарна приведена інтенсивність розрахункових осей за період експлуатації ;
Nдоп – допустима інтенсивність, яку витримує дана конструкція до моменту появи
інтенсивного тріщиноутворення;
- міцність на розтяг при згині монолітного шару, МПа;
- діюче напруження розтягу при згині по нижній фібрі монолітного покриття, МПа;
b - показник втоми при циклічному навантаженні;
- коефіцієнт, який враховує зменшення міцності в часі від дії
погодно-кліматичних факторів;
- коефіцієнт, який враховує збільшення напруження за рахунок зміни модуля
пружності шару покриття при протіканні фізико-хімічних процесів за період
експлуатації (старіння в'яжучого, доущільнення, дезінтеграції кам’яного
матеріалу у складі асфальтобетону та ін.).
Сумарна інтенсивність руху розрахункового навантаження з умови допустимого
пружного прогину поверхні покриття, граничних напружень зсуву в ґрунті
земляного полотна та граничних напружень розтягу при згині монолітних шарів
дорожнього одягу приймаються відповідно за залежностями (од./за термін
служби):
, , ,
де - N0, N0t ,N0R – початкова інтенсивність руху за різними критеріями
граничного стану, Езаг, Егр – відповідно загальний модуль пружності на поверхні
покриття та модуль пружності ґрунту земполотна, МПа; Сгр, tакт - відповідно
зчеплення та активне напруження зсуву в ґрунті від дії короткочасного
навантаження; СЕзаг, СЕгр, ССгр, Сt, Сr, Сs - коефіцієнти варіації параметрів
розрахунку, які приймаються згідно результатів обробки експериментальних даних;
b, bt - відповідно показник чутливості ґрунту земляного полотна до дії
повторних навантажень та показник витривалості матеріалу монолітних шарів.
На рис. 5.6 приведено результати розрахунку деградації коефіцієнту запасу для
дороги II - ї категорії з трьохшаровим асфальтобетонним покриттям загальною
товщиною 17 см. Середнє значення міцності на розтяг при згині асфальтобетону
складає 8,43 МПа, коефіцієнт варіації міцності - 12,23%. Горизонтальне
напруження, розраховане за програмою LESY_NDC рівне 1,074 МПа.
Розглядаючи послідовно руйнування кожної із секцій за строк служби є можливість
прогнозування їх поведінки в часі та розрахувати об’єми руйнувань G(tсл) із
умови коли запас міцності менше 1. При встановленні неоднорідності конструкції
після посилення використовується апарат математичної статистики з врахуванням
розкиду міцності і товщини існуючого дорожнього одягу, неоднорідності шару
посилення по міцності, деформативності та товщині [157].
На основі розроблених моделей можна вирішувати пряму і обернену задачі:
- встановлювати раціональний момент і товщину шару посиленн
- Київ+380960830922