СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РОВНОСТИ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

2223-4047 Вестник магистратуры. 2016. № 5(56). Т. II

УДК 625.7

М.Н. Герцог

СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РОВНОСТИ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

В статье выполнен анализ методов проектирования дорожных одежд по сопротивлению сдвигу в грунте и расчету остаточных деформаций материалов в слоях дорожной одежды. Предложен способ расчета предельно допускаемых значений глубин неровностей. Выполнено сопоставление вычисленных нор ровности с предельными значениями, регламентируемыми нормативными документами.

Ключевые слова: дорожная конструкция, неровность, глубина неровности.

Важнейшие показатели потребительских свойств дороги это скорость и безопасность движения. Они обуславливаются рядом факторов, к которым относят ровность покрытия. Поэтому на стадии проектирования дорожной конструкции целесообразно выполнять ее проверку по условию ровности (продольной и поперечной). Такое условие имеет вид [1]:

К < К > (1)

где Иф - глубина неровности, формирующейся в продольном или поперечном направлении, мм; Ипр - предельное значение глубины неровности, мм.

Большинство работ, выполненных в области разработки методов расчета по критериям ровности преследуют цель создания метода вычисления величины пластической деформации [2-6] или математического моделирования показателей ровности, определяемых при помощи приборов ПКРС-2 У или ТХК [7-9]. Так же разрабатываются методы расчета безопасных давлений [10-13].

Проблемной часть критерия (1) является недостаточная проработка вопросов разработки методов, позволяющих рассчитывать предельные значения глубины неровностей. Ставя такую задачу, автор воспользуется формулой для определения динамического усилия от колеса автомобиля на покрытие. Эта формула имеет вид

шк-У2 • £ • К

р = Д2 . (1)

где тк - масса, приходящаяся на колесо автомобиля, кг; g - ускорение свободного падения, м/с2; Ин - глубина неровности (амплитуда волны), м; ^ время контактного воздействия, с; R - радиус отпечатка колеса, м.

Решив зависимость (1) относительно величины неровности, получим

р • г-ж-Я2

к - 1

ш„

2 • £

Теперь используем зависимость для определения массы тк, которая имеет вид

(2)

шк = р-ж-R2/g. (3)

© Герцог М.Н., 2016.

Вестник магистратуры. 2016. № 5(56). Т. II ISSN 2223-4047

Время контактного взаимодействия шины с покрытием определим отношением диаметра ее контакта D=2•R к скорости движения 9, то есть t=2R/9. Подставив, (3) и выражение для расчета t в формулу (2), будем иметь

, ДКн • 2 • Я2 • е

К —-. (4)

Если в зависимость (4) подставить требуемую скорость движения 9^, то она определяет предельную глубину продольной неровности Эта формула имеет вид:

ДКн • 2 • Я2 • g

К =-2-— . (5)

пр о2 у '

тр

Применив эмпирическую зависимость И.А. Золотаря, позволяющую пересчитывать величину просвета под трехметровой тейкой (это показатель продольной ровности) в показатель поперечной ровности, которой является глубина колеи, и, подставив ее в формулу (4), получим

ДК • 2 • Я2 • е

К = 5,4 + 2,56• н ,Я е . (6)

Результаты расчета предельной глубины колеи по формуле (6), а так же предельные значения, регламентируемые нормативом ОДН218.0.006-2002 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Предельные значения глубины колеи

Категория дороги Нормы поперечной ровности, мм

Глубина колеи по 0ДН218.0.006-2002 Предельная глубина колеи по формуле (6)

Допустимая Предельная

I 4 20 10,7

II 7 20 14,3

III 12 20 16,4

IV 25 30 23,6

Из анализа данных таблицы 1 следует, что предельные значения глубины колеи, регламентируемые ОДН218.0.006-2002, целесообразно заменить значениями, вычисленными в настоящей работе.

Библиографический список:

1.Герцог В.Н., Долгих Г.В., Кузин В.Н. Расчет дорожных одежд по критериям ровности. Часть 1. Обоснование норм ровности асфальтобетонных покрытий // Инженерно-строительный журнал. - 2015. - №5 (57) - С. 45-57.

2.Александров А.С. Применение теории наследственной ползучести к расчету деформаций при воздействии повторных нагрузок: монография. - Омск: СибАДИ, 2014. - 152 с.

3.Семенова Т.В., Гордеева С.А., Герцог В.Н. Определение пластических деформаций материалов, используемых в дорожных конструкциях // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. -2012. - №4 (37). - С. 247-254.

4.Александров А.С., Киселева Н.Ю. Пластическое деформирование гнейс - и диабаз материалов при воздействии повторяющихся нагрузок // Известия высших учебных заведений. строительство. - 2012. - №6. - С. 49-59.

5.Семенова Т.В., Герцог В.Н. Пластическое деформирование материалов с дискретной структурой в условиях трехосного сжатия при воздействии циклических нагрузок // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2013. - №1 (29). - С. 68 - 73.

6. Александров А.С. Пластическое деформирование гранодиоритового щебня и песчано-гравийной смеси при воздействии трехосной циклической нагрузки // Инженерно-строительный журнал. - 2013. - №4 (39) - С. 22-34.

7.Демишкан В.Ф. Усовершенствование управления состоянием автомобильных дорог при условиях ограниченных ресурсов: Автореф. ... дис. канд. техн. наук: / В.Ф. Демишкан; ХАДИ (ТУ). - Харьков: 2000 - 17 с.

8.Жабин, В.И. Эмпирическая оценка прочностных характеристик нефтегравийных покрытий автодорог / В.И. Жабин, М.А. Мельницкий, О.В. Герасимов // Лесной журнал. - 2013. - №3. - С. 79 - 85.

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2016. № 5(56). Т. II

9.Золотарь, И.А. К определению остаточных деформаций в дорожных конструкциях при многократных динамических воздействиях на них подвижных транспортных средств / И.А. Золотарь. - Санкт-Петербург: Изд-во ВАТТ, 1999. - 31 с.

10.Калинин А.Л. Совершенствование расчета касательных напряжений в дорожных конструкциях. Часть 1. Модификация критерия Писаренко-Лебедева и его применение при расчете касательных напряжений // Молодой ученый. - 2016. - № 6 (110). - С. 108 - 114.

11.Калинин А.Л. Совершенствование расчета касательных напряжений в дорожных конструкциях. Часть 1. Модификация критерия Писаренко-Лебедева и его применение при расчете касательных напряжений // Молодой ученый. - 2016. - № 6 (110). - С. 108 - 114.

12.Долгих Г.В. Расчет грунтов земляного полотна по критерию безопасных давлений // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2013. - №6 (34). - С. 43 - 49.

13. Александрова Н.П., Семенова Т.В., Долгих Г.В. Совершенствование моделей расчета главных напряжений и девиатора в грунте земляного полотна // Вестник СИБАДИ. - 2014. - № 2 (36). С. 49 - 54.

ГЕРЦОГ МАКСИМ НИКОЛАЕВИЧ - студент кафедры «Строительство и эксплуатация дорог», Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, Россия.