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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.