Проектирование гибких дорожных покрытий полуэмпирическим методом

Существуют различные методы проектирования гибких дорожных покрытий, такие как эмпирические и полуэмпирические методы. В данной статье рассматривается проектирование гибких дорожных покрытий полуэмпирическим методом.
Когда гибкое дорожное покрытие подвергается нагрузке, напряжение максимально в верхнем слое покрытия. Это напряжение передается на другой слой в результате точечного контакта. Проектирование гибкого покрытия производится таким образом, чтобы выдержать все напряжения, действующие на верхний слой.
Проектирование гибких дорожных покрытий полуэмпирическим методом

Проектирование гибких дорожных покрытий полуэмпирическим методом

Ниже перечислены полуэмпирические методы проектирования гибких дорожных покрытий

  • Метод трехосного испытания
  • Метод Бурмистера

Метод трехосного испытания при проектировании гибких дорожных покрытий

В этом методе трехосное испытание проводится на образце грунта под боковым давлением 160 кН/м2. Таким образом, модуль упругости рассчитывается по кривой напряжение-деформация. В этом методе вводятся коэффициент движения X и коэффициент насыщения Y. Они умножаются на систему нагрузок, чтобы получить общую толщину дорожного покрытия.
Общая толщина дорожного покрытия по методу трехосного испытания
Толщина гибкого покрытия методом трехосного испытания
Где P = нагрузка от колеса
Расчетный прогиб дорожного покрытия= расчетный прогиб = 0,25 см
E = модуль упругости
X = коэффициент интенсивности движения
Y = коэффициент насыщения
Ниже приведены рекомендуемые значения X и Y в зависимости от среднесуточного трафика (ADT) и среднегодового количества осадков.
ADT (количество)
Коэффициент движения X
40-400
½
401-800
2/3
801-1200
5/6
1201-1800
1
1801-2700
7/6
2701-4000
8/6
4001-6000
9/6
6001-9000
10/6
9001-13500
11/6
13501-20000
12/6
Среднегодовое количество осадков (см)
Коэффициент насыщения (Y)
38-50
0.5
51-64
0.6
65-76
0.7
77-90
0.8
91-100
0.9
101-127
1.0

Метод Бурмистера для проектирования гибких дорожных покрытий

Бурмистер представил полуэмпирический метод для проектирования гибких дорожных покрытий. В этом методе он рассматривал дорожное покрытие как количество слоев. При этом учитываются некоторые допущения, которые заключаются в следующем:

  • Материал в каждом слое однороден
  • Материал изотропный
  • Материал упругий по своей природе
  • Контакт между слоями является непрерывным
  • Разгруженный верхний слой свободен от нормальных напряжений и напряжений сдвига
  • Поверхностный слой бесконечен по длине (горизонтальное направление) и конечен по глубине (вертикальное направление).
  • Нижележащие слои бесконечны в обоих направлениях.
  • Бурмистер привел уравнения деформации для гибких и жестких дорожных покрытий, приняв соотношение ядов грунта и материала покрытия равным 0,5.
    Для гибких дорожных покрытий
    Уравнение прогиба для гибких дорожных покрытий
    Для жестких дорожных покрытий
    Уравнение прогиба для жестких дорожных покрытий
    Где, p = равномерное давление
    a = радиус плит
    F2 = коэффициент прогиба
    Es = модуль упругости грунта основания.
    Коэффициент прогиба зависит от отношения модуля упругости грунта основания к модулю упругости материала дорожной одежды. Таким образом, из приведенного ниже графика мы можем выбрать значение коэффициента прогиба, соответствующее отношению толщины слоя основания к радиусу нагрузки, то есть h/a.
    график коэффициента прогиба

    Процедура проектирования гибких дорожных покрытий по методу Бурмистера

    В процессе проектирования по методу Бурмистера сначала необходимо провести испытание грунта на несущую способность. Диаметр используемой пластины составляет 30 см. Теперь определите модуль упругости грунта основания. На следующем этапе определите коэффициент прогиба по приведенной ниже формуле.
    Формула коэффициента прогиба по методу Бурмистера
    После получения коэффициента прогиба по формуле выше, выберите значение отношения модуля упругости грунта основания к модулю упругости материала дорожной одежды (Es/Ep) для данного значения отношения (h/a) из графика.
    Теперь для расчетной нагрузки (P) и давления в шине (p) определите радиус контакта (a) по приведенной ниже формуле.
    радиус контакта
    И снова найдите новое значение коэффициента прогиба F2 для расчетного значения прогиба
    Формула коэффициента прогиба по методу Бурмистера
    Где Проектный прогиб дорожного покрытия = 0,25 см или 0,5 см.
    Для полученных значений нового коэффициента прогиба и отношения Es/Ep выберите соответствующее отношение h/a из приведенного выше графика. И, наконец, подставив радиус контакта (a) в отношение h/a, мы можем получить значение толщины базового слоя (h).
    Читать далее:
    Проектирование гибких дорожных покрытий методом CBR
    Проектирование гибких дорожных покрытий методом группового индекса
    Состав и структура гибких дорожных одежд
    Типы дорожных покрытий — гибкие и жесткие дорожные покрытия

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой