Усиление конструкции дорожной одежды

Прочность дорожных конструкций является одним из важнейших транспортно-эксплуатационных показателей, влияющих на технический уровень и эксплуатационное состояние дороги. Дорожная одежда считается прочной, если на рассматриваемый момент времени обеспечивается сплошность и ровность дорожного покрытия. Условия прочности дорожной конструкции соблюдаются, если:

  • фактический модуль упругости дорожной конструкции не ниже модуля, требуемого по условиям дорожного движения;

  • при изгибе в связных слоях дорожной одежды не возникают растягивающие напряжения, превышающие допустимые значения;

  • в несвязных и слабосвязных слоях дорожной одежды и грунте земляного полотна возникающие напряжения не превышают значений, при которых обеспечивается условие местного предельного равновесия по сдвигу;

  • общая толщина дорожной одежды достаточна для обеспечения её морозоустойчивости.

В процессе эксплуатации дорожной конструкции под воздействием различных факторов происходит постепенное снижение её прочности, связанное с внутренними необратимыми изменениями в каждом из конструктивных элементов. С целью оценки прочности конструкции проводят полевые испытания (линейные и контрольные), по результатам которых определяют фактические показатели прочности дорожной одежды. Если фактические величины оказываются меньше требуемых (расчётных), то для таких участков дорог рассчитываются толщины слоёв усиления. Слои усиления могут быть спроектированы в качестве выравнивающих при фактических показателях прочности, соответствующих требуемым показателям.

Рассмотрим ситуацию, когда измеренный модуль упругости существующей конструкции дорожной одежды меньше требуемого значения и необходимо назначить слои усиления.

  1. Рассчитайте число приложений расчётной нагрузки (см. Расчётные параметры нагрузки). Обратите внимание, что для расчёта усиления конструкции по ОДН 218.1.052–2002 обязательно должна быть задана интенсивность движения.

  1. При расчёте конструкции, содержащей слои усиления, следует задать ряд параметров в свойствах проекта в группе  Оценка прочности.

    • В группе параметров  Оценка прочности выберите расчётную методику в поле  Расчёт требуемого модуля упругости при усилениях. Автоматически расчёт производится по методике ОДН 218.1.052–2002, также расчёт может выполняться в соответствии с базовой методикой, выбранной при создании проекта.

    • При расчёте по методике ОДН 218.1.052–2002 также нужно заполнить ряд дополнительных параметров:  Закон изменения интенсивности при расчёте слоёв усиления,  Допустимую вероятность повреждения покрытия rдоп и  Коэффициент КСИ, учитывающий сопротивление конструктивных слоёв сдвигу и изгибу. Коэффициент КСИ можно указать в явном виде или определить автоматически. Для этого в поле Способ определения коэффициента КСИ нужно выбрать соответствующую опцию.

    • В группе  Оценка прочности имеется возможность расчёта остаточного ресурса на указанный год эксплуатации. Для этого установите опцию  Рассчитать остаточный ресурс дороги и задайте значения в полях  Фактическое значение ΣNp и  Год замера ΣNp. В поле  Остаточный ресурс дороги отобразится результат расчёта. Данная опция не является параметром для расчёта слоёв усиления, с её помощью можно лишь оценивать ресурс дороги на текущий момент.

  1. В области формирования конструкции задайте существующие конструктивные слои (см. Добавление конструктивного слоя), а затем добавьте слои усиления и задайте их толщины. Обратите внимание, что слои усиления не должны уступать по прочностным характеристикам существующему покрытию.

  2. Для нижнего слоя усиления включите в свойствах слоя в группе  Конструктивные функции слоя опцию  Слой усиления — этот слой и все вышележащие над ним будут назначены слоями усиления и выделятся в области формирования конструкции оранжевым цветом.

  1. Назначьте верхнему слою существующей конструкции фактический модуль упругости, полученный в результате обследования. Для этого в свойствах слоя выберите в поле  Метод определения Епов пункт Назначить фактический модуль упругости, а затем в появившемся поле  Фактический модуль упругости задайте его значение.

  1. Возможна ситуация, когда фактический модуль упругости существующей конструкции известен, а конструктивные слои — нет. В этом случае фактический модуль упругости можно задать в свойствах грунта земляного полотна (см. Редактирование параметров грунта земляного полотна), который будет имитировать существующую конструкцию дорожной одежды. После этого можно добавить новые конструктивные слои и назначить их слоями усиления.

Результаты вычисления модулей упругости слоёв усиления отображаются в области формирования конструкции в столбце  Модуль. В столбце  Прогиб отображается краткая информация о расчёте по критерию упругого прогиба. Она содержит значения модуля упругости каждого слоя и запаса прочности. Если значение запаса прочности по критерию упругого прогиба меньше нуля, то для него в столбце  Прогиб отображается подсказка в виде значка , в противном случае отображается значок . В столбце  Изгиб отображается информация о расчёте по критерию сопротивления монолитных слоёв усиления усталостному разрушению от растяжения при изгибе. Информация содержит значения модуля упругости каждого слоя и запаса прочности. Также отображается подсказка в виде специального значка: если запас прочности по критерию сопротивления при изгибе данной конструкции больше нуля, значок окрашен зелёным цветом, в противном случае он окрашен в красный. Расчёт по условию сдвигоустойчивости выполняется только для слабосвязных слоёв усиления, если таковые есть в слоях усиления конструкции.