РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ ОЦІНКИ ТРІЩИНОСТІЙКОСТІ АСФАЛЬТОБЕТОННИХ ШАРІВ З УРАХУВАННЯМ ЧАСУ
ДІЇ НАВАНТАЖЕННЯ
2.1. Класифікація ділянок за умовами роботи асфальтобетонних шарів в залежності від комбінацій часу дії навантаження
Транспортний потік складається із різних автомобілів, різною мірою завантажених, які відрізняються за динамічними якостями і рухаються по різних типах доріг.
Автомобільні дороги за умовами роботи можна розділити на два типи: міські та міжміські.
За умовами роботи міські вулиці та дороги істотно відрізняються від міжміських автомобільних доріг [73]. На міжміських дорогах основну частину транспортних засобів складають легкі і середні вантажівки [73, 120], важких вантажівок і автобусів нараховується близько 10-20%, в міських умовах важкі вантажівки, тролейбуси і автобуси складають 30-40%, крім того інтенсивність і вантажонапруженість міського транспорту майже незмінна протягом усього року. Застосування світлофорного регулювання, наявність перехресть, частота зупинок громадського транспорту, зупинок у зоні перехресть і в інших місцях визначають характер руху транспортних потоків у містах. Ці фактори значно знижують швидкість руху. У зонах зупинок і перехресть при розгоні та гальмуванні на покриття діють значні перевантаження від коліс транспортних засобів [73, 120].
Отже середня швидкість транспортного потоку по довжині автомобільної дороги постійно змінюється (особливо в міських умовах) і залежить від багатьох факторів, основними з яких є:
* наявність регулювання руху транспортних засобів (світлофорного на перехрестях, під'їздах, тощо);
* наявність громадського транспорту (зупинки);
* наявність підйомів та спусків;
* інтенсивність руху транспортних засобів;
* рух транспортних засобів в нічний час.
Розглянемо кожен із основних впливаючих факторів на середню швидкість транспортних засобів.
Наявність регулювання руху транспортних засобів.
Без регулювання руху транспортних засобів неможливо уявити сучасну транспортну мережу в будь-якій країні світу. Одним із розповсюджених видів регулювання є світлофорне, яке, як правило, влаштовується на перехрестях, пішохідних переходах, залізничних переїздах тощо.
В загальному випадку транспортні засоби проїжджаючи через перехрестя вулиці чи дороги рис. (2.1), створюють такі ділянки змінного руху:
* ділянка безперервного руху ДБп;
* ділянка гальмування ДГп;
* ділянка зупинки ДЗп;
* ділянка розгону ДРп.
Рис. 2.1. Види характерних ділянок в зоні регулювання руху
Швидкість транспортних засобів на ділянці безперервного руху ДБп характеризується максимальною допустимою швидкістю на даній автомобільній дорозі чи вулиці і як правило в місті складає Vдб=60-80(100) км/год (при вільному русі, без затримок викликаних заторами, тощо).
Тривалість дії навантаження від транспортного засобу, що рухається зі швидкістю V, можна визначити за залежністю
, (2.1)
де D(z) -довжина ділянки впливу розподіленого навантаження р(z)=f(?z(х, z)) (рис. 2.2), ;
Еі - модуль пружності.
Рис. 2.2. Розподіл навантаження від колеса
Підставивши значення швидкості Vдб транспортних засобів на ділянці ДБп у формулу (2.1), можна отримати значення часу дії навантаження на ділянці безперервного руху .
При дії червоного tч та жовтого tж сигналів світлофора рух транспортних засобів припиняється і утворюється ділянка зупинки ДЗп. Час дії навантаження на ділянці зупинки під час дії червоного та жовтого сигналів світлофора можна визначити за такою залежністю
. (2.2)
Потрібно відмітити, що при дії зеленого сигналу світлофора на ділянці ДЗп рух буде подібний ділянці ДБп і тривалість дії навантаження від колеса транспортного засобу буде становити .
При дії жовтого і частково зеленого сигналів світлофора певна кількість автомобілів, що рухаються із швидкістю 60-80(100) км/год, починають гальмувати, але не зупиняються. Ділянка, на якій буде проходити такий рух, буде називатися ділянкою гальмування - ДГп. Обробивши велику кількість експериментальних даних, було встановлено, що середня швидкість Vдг при гальмуванні транспортних засобів становить 5-15 км/год і поступово наближається до нуля. Час дії навантаження на ділянці ДГп при гальмуванні транспортних засобів, знаючи Vдг , можна обчислити за формулою (2.1). При дії зеленого сигналу світлофора на ділянці ДГп рух також буде подібний руху на ділянці ДБп і тривалість дії навантаження становитиме .
При дії зеленого сигналу світлофора транспортні засоби починають рухатися і через деякий час набирають постійну середню швидкість Vдб=60-80(100) км/год. Ділянку, на якій буде проходити набір швидкості, назвемо ділянкою розгону ДРп. Швидкість на початку руху ділянки ДРп буде рівною 0 км/год, а в кінці 60-80 км/год. Знаючи прискорення транспортного засобу, можна легко обчислити швидкість в будь-якій точці смуги накату Vдр, а отже за допомогою формули (2.1) час дії навантаження на ділянці ДРп.
Після набору середньої швидкості транспортних засобів, рух на ділянці ДРп стає аналогічним руху на ділянці ДБп.
Варто додати, що ділянка ДЗп також частково піддається розгону (транспортні засоби, що розмістилися в кінці ділянки ДЗп при дії зеленого світлофора) та гальмуванню (транспортні засоби перед зупинкою).
Наявність громадського транспорту (зупинки).
Рух громадського транспорту в зоні зупинки дещо нагадує рух транспортного потоку в зоні перехрестя і в загальному випадку громадський транспорт, проїжджаючи через зупинку (рис. 2.3), створює аналогічні характерні ділянки із різною тривалістю дії навантаження: ДБз; ДГз; ДЗз; ДРз.
Рис. 2.3. Види характерних ділянок в зоні
зупинки громадського транспорту
Швидкість руху на ділянці ДБз в зоні зупинки громадського транспорту дорівнює середній швидкост