Процесс деформирования дорожной конструкции под воздействием автомобилей и природных факторов

Под деформацией понимают изме­нение размеров или формы тела без уменьшения его массы и потери сплошности, разрушение – изменение размеров и формы тела с изменени­ем (уменьшением) его массы или с потерей сплошности.

Под совместным воздействием многократно повторяющихся нагру­зок от автомобилей и природных факторов в дорожной конструкции возникают напряжения и деформа­ции, которые, постепенно накапли­ваясь, могут привести к ее разруше­нию. При деформациях и разруше­ниях земляного полотна неизбежно деформируется и разрушается до­рожная одежда.

На правильно спроектированной, построенной и эксплуатируемой до­роге не должно быть разрушений (кроме износа покрытия), но могут возникать деформации в допусти­мых пределах под влиянием эксплу­атационных и природно-климати­ческих факторов, проектных и стро­ительных недостатков.

Воздействие автомобилей на до­рожную одежду. Это главная причи­на их деформаций и разрушений. При движении по горизонтальному участку с ровной поверхностью ко­леса автомобилей передают на до­рожную конструкцию вертикальные (нормальные) и горизонтальные (ка­сательные) усилия. При ровном пок­рытии дорожные одежды испытыва­ют давление колес как кратковре­менную статическую нагрузку. Про­должительность ее действия колеб­лется от 0,01 до 0,5 с в зависимости от скорости. При высоких интенсив­ности и скорости нагрузки от колес грузовых автомобилей могут повто­ряться через каждые 1,5 – 6 с.

На неровной поверхности давле­ние колес на покрытие то возрастает по сравнению со статическим, то убывает. Отношение напряжения (деформации), вызванного динами­ческим действием нагрузки, к напря­жению, вызванному статическим действием той же нагрузки, называ­ют коэффициентом динамичности нагрузки. При движении по ровному покрытию коэффициент динамич­ности не выходит за пределы 1,15. На неровной проезжей части с повы­шением скорости до 80 км/ч этот коэффициент возрастает до 3, при дальнейшем росте скорости оста­ется почти постоянным. Характер нагружения дорожной одежды зави­сит от интервалов действия нагруз­ки. Особенно большое влияние ока­зывает состав транспортного потока (доля в нем тяжелых автомобилей).

Для оценки разрушающего дейст­вия автомобилей с различной осевой нагрузкой проф. Б. С. Радовский предложил формулу суммарного коэффициента приведения _m

K_сумм = Σ(G_i /G_p)^4,4, (5.1)

ⁱ⁼¹

где т - число осей; G_i - нагрузка на ось; С_р-расчетная нагрузка на ось.

Установлено, что проезд одного автомобиля МАЗ-500А с осевой нагрузкой 100 кН равноценен 5,2 проезда автомобиля ЗИЛ-130 с осе­вой