naw1.doc

(61 KB) Pobierz
MECHANISTYCZNE METODY WYMIAROWANIA

MECHANISTYCZNE METODY WYMIAROWANIA

Metody mechanistyczne-  

teoretyczne polegają na przyjęciu:

-modelu obliczeniowego nawierzchni (opisujący własności mechaniczne i kinematyczne poszczególnych warstw), obciążeniu tego modelu oraz przyjęciu parametrów SGN i SGU

-kryteria wymiarowania

-ocena parametrów modelu

 

metody:

OSŻD: stosowane dla nawierzchni podatnych dla okresu najniekorzystniejszego-wiosna.

model obliczeniowy:

wielowarstwowy układ sprężysty, położony na półprzestrzeni sprężystej sprowadzony do równoważnego układu dwuwarstwowego, obciążony naciskiem od kół pojazdów

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kryteria:

-maksymalne ugięcie sprężyste w osi obciążenia „s”

równoważny moduł sprężystości

Er=q*D/sr

sr- ugięcie maksymalne w osi obciążenia układu

wymagany moduł sprężystości:

Ewym=q*D/sdop

Warunki dla dobrze zaprojektowanej konstr.:

sdop>sr   , Er>Ewym

 

ugięcie nie do końca mówi o wytężeniu konstr.

CZESKO-SŁOWACKA:

 

 

 

 

 

 

Przyjęto 3 kryteria

I. dop. naprężenia rozciągające w warstwach z materiałów spójnych

II. dop. obciążenia podłoża

III. sprawdzenie odporności konstr. jezdni na przemarzanie

ad1

0.2(siA*RiA)/sA+0.5(siB*RiB)/sB+0.3(siC*RiC)/sC>1

Ri- wytrzymałość materiału przy jednokrotnym obciążeniu w okresie zimowym

si- współczynnik zmęczeniowy w okresie zimowym

Rzm=Ri*si

założenia:

konstr. w różnych porach roku ma różne charakterystyki materiałowe

-zima t=0C, czas trwania 0.2- A

-w.j.   t=11C, cz. trwania 0.5- B

-lato   t=27C , cz. trwania 0.3- C

ad.2

szdop=0.0034*Ep/(1+0.7logN)

Ep- moduł sprężystości podłoża,

N- całkowita liczba powtarzalnych obc w okresie eksploatacji konstrukcji jezdni

sz<szdop

ad.3

Oc>Ocw

Oc- opór cieplny konstrukcji

Oc=Shi/li

hi- grubość warstw

li- współ przewodności cieplnej

Ocw- wymagany opór cieplny

Ocw=(0.178If0.8/lo)-hzdop/lz

If- wskaźnik mrozowy (jest to od początku zimy suma temp ujemnych dobowych)

lo- współ przewodnosci podłoża

hzdop- dopuszczalna grubosć zamarzania tej warstwy gruntu

lz- współ przewodności materiału zastępczego warstw konstrukcji (przyjmowana dla tłucznia)

SHELL`a:

model obliczeniowy:

sprężysty układ trzywarstwowy naciskiem równomiernie rozłożonym pochodzących od koła bliźniaczego

 

 

 

 

 

kryteria 

I. dopuszczalne jednostkowe obc podłoża lub warstwy z materiałów niezwiązanych

 

 

II. dopuszczalne odkształcenie rozciągające masy bitumicznej

 

 

III. koleiny

W metodzie tej podane są nomogramy do zamiany pojazdów o różnym obc koła na obliczeniowy. Podano zależność jednostkowego odkształcenia względnego rozciągającego oraz jednostk odkształcenia względnego od liczby powtarzających się obciążeń.

Sprawdzenie poszczególnych kryteriów:

ad.1

 

 

ad.2

edop=f(N,T,t,A),gdzie A-zawartość asfaltu

 

 

 

 

 

 

 

N- całkowita liczba obc w okresie eksploatacji

Nz- l. obc powodująca zniszczenie materiałów dla warunków zimowych

Nwj- wiosną i jesienią

Nl- latem

ad.3

koleiny (Dh)

Dh=cm*hi*sśr/smix

sśr- średnie naprężenia pionowe w w-wie bitumicznej

cm.- współ uwzględniający efekty dynamiczne (1-2)

hi- gr w-wy bitumicznej

smix- moduł sztywności

Dhidop- w zależności od klasy drogi

w prawidłowo zaprojektowanej konstr jezdni napr rozciągające w nawierzchni oraz obciążenia podłoża nie powinny być większe od dopuszczalnych określonych dla przewidywanej liczby obc w czasie okresu eksploatacji

BELGIJSKA:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kryteria:

I. dopuszczalne odkształcenia w-w podłoża i w-w nawierzchni

II. odkształcenia poziome w-w z lepiszczem bitumicznym lub spoiwem cementowym

III. koleiny

 

 

 

 

 

METODY WYMIAROWANIA KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI Z BETONU CEMENTOWEGO

1.metoda naprężeń dopuszczalnych (OSŻD)

model obliczeniowy:

płyta o skończonych wymiarach, obciążona naciskiem równomiernie rozłożonym w trzech położeniach- w środku, narożu i na krawędzi. Płyta spoczywa na podłożu Winklera (model Westergaarda)

maksymalne naprężenie:

smax=asr+bst

sr- naprężenia od obc rzeczywistych w płycie betonowej

st- naprężenia od temperatury

a- współ przenoszenia sił z jednej płyty na drugą

0,8-dla płyt dyblowanych

1.0-      dla płyt niedyblowanych

b- współ uwzględniający zmniejszenie napr termicznych na skutek paczenia płyty

0.8-dla nawierzchni ze szczelinami w rozstawie mniejszej niż 80m.

0.7-bez szczelin

warunek: smax<sdop

sdop=Rzg/x

Rzg- wytrzymałość betonu płyty na zginanie po 28 dniach twardnienia

x- współ bezpieczeństwa (wartość przyjmuje się z nomogramu w zależności od liczby powtarzalnych obciążeń i nośności podłoża) xmax=2.0

w metodzie tej podano sposób oceny współ reakcji podłoża, modułów sprężystości płyty oraz wytrzymałości na rozciąganie podczas zginania

 

2.metoda nośności granicznej

polega na tym, ażeby max naprężenia powstające w płycie od obc zewnętrznych (z uwzględnieniem odciążenia)

były mniejsze od od najmniejszej wytrzymałości betonu, z uwzględnieniem zmian wytrzymałości betonu w czasie eksploatacji,

warunek:

kdnMobl<mkbRrzw

kd-współ dynamiczny (zależny od prędkosci samochodu i stanu płyt- oddziaływanie dynamiczne pojazdu)

n-współ przeciążenia (jeżeli wartość=1 tzn. że konstrukcja jezdni obl na pełne obciążenie pojazdu obliczeniowego

Mobl- obliczeniowy moment w płycie betonowej

m.- współ warunków pracy nawierzchni

m.=m1m2m3  m.=0.8

m1- współ zmęczeniowy betonu

m2-współ uwzględniający przyrost wytrzymałości betonu po czasie n>28 dni

m3-współ uwzględniający wpływ temperatury

kb- współ jednorodności betonu

kb=0.7

Rrz- wytrzymałość betonu na rozciąganie przy zginaniu,

w-wskaźnik zginania (h2/6, h- grubość płyty)

 

TYPIZACJA KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI:

Polega na ujednoliceniu typów oraz wymiarów poszczególnych warstw. Celem jest:

-ujednolicenie typów konstrukcji jezdni przeznaczonych do określonych natężeń ruchu drogowego i jakości podłoża

-uniknięcia dowolnej nieekonomicznej budowy warstw o przypadkowej nieracjonalnej konstrukcji

-ułatwienia projektantom, inwestorom i wykonawcom projektowania oraz wstępnego planowania zapotrzebowania na materiały i sprzęt

-pomoc w wyborze konstrukcji jezdni pod względem możliwości wykorzystania sprzętu i miejscowych materiałów,

-zwiększenie i ułatwienie pełnej mechanizacji robót przez ujednolicenie sprzętu w związku ze zmniejszeniem liczby typów budowanych konstrukcji

 

OCENA STANU ISTNIEJĄC. NAWIERZCHNI

-stan eksploatacyjny jezdni jest określany jako przez wartości parametrów odpowiadającym poszczególnym cechom eksploatacyjnym

P.=f(P1,P2,...,Pn)

P.-parametr zespolony stanu nawierzchni

Pi- wartość i-tego parametru stanu nawierzchni

n- liczba parametrów stanu

wskaźnik przydatności nawierzchni PSI-opracowany na podst. badań przeprowadzonych w USA w ramach AASHO Road Test:

PSI=5.03-1.91log(1+SV)-0.00214RD2-0.01C+P.

SV- nierówności w kierunku podłużnym

RD- średnia głębokość kolein

C+P.- udział powierzchni pęknięć i łat [%]

Uproszczona forma:

PSI=5.01-1.91log(1+SV)

KANADA- wskaźnik kondycji nawierzchni:

PCI= c -f(Sgi (Ti, si),n)

c=100 (dla nawierzchni w stanie idealnym)

Ti- natężenie nawierzchni

si- udział powierzchni uszkodzonych

n- liczba typów nawierzchni

USA- ARIZONA:

wskaźnik priorytetu

PS=40log(Cracing)+100/Mays-Meter+Dynaflect+1000/Mu-Meter+AGE+ADT/500

Craicing- udział powierzchni pokrytej rysami i spękanej

Mays-Meter- wyniki pomiaru równości

Dynaflect- w.p.ugięć

Mu-Meter-w.p.szorstkości

AGE- wiek nawierzchni liczony od ostatniej odnowy

ADT- średnioroczne dobowe obciążenia ruchem

POLSKA:

SOSN- system oceny stanu nawierzchni. Cel:

-ujednolicenie stanu technicznego nawierzchni

-uzyskanie danych do kształtowania polityki utrzymania dróg

-uzyskanie kryteriów technicznych do podziłu środków finansowych na remonty dróg

-uzyskanie danych do planowania remontu

-stworzenie podstawy do kompleksowego systemu utrzymania nawierzchni

stan naw określają param:

-nośność, -stan powierzchni

P.=a(x/b)cf

P.-punkty za uszkodzenia przy określonym stopniu szkodliwości w zakresie występowania,

x- zakres uszkodzenia dla danego stopnia szkodliwości

a- max liczba punktów dla danego rodzaju uszkodzenia i jego stopnia szkodliwości

b- maksymalny przyjęty dla celów punktacji zakres uszkodzeń

c- parametr kształtu krzywej zależnej od rodzaju uszkodzeń

f - współ uwzględniający wpływ natężenia ruchu

stan nawierzchni określa wskaźnik powierzchni:

p.=1-P/100

 

NOŚNOŚĆ KONSTRUKCJI MAWIERZCHNI

1.pomiar ugięć konstrukcji nawierzchni:

a. badanie płytami

b. belką Benkelmana

c. ugięcie dynamiczne

ad. a.

Umożliwia punktowy pomiar ugięć jezdni pod wpływem obc przekazywanrgo za pośrednictwem okrągłej stalowej płyty. Płyty naciskowe (stalowe, kołowe o D=30-76cm)

Polega na określeniu tzw modułu odkształcenia ogólnego, przez pomiar całkowitego przemieszczenia stalowej płyty pomiarowej, lub modułu sprężystości przez pomiar przemieszczenia sprężystego

Płyty są obciążone siłą (za pośrednikiem siłownika hydraulicznego obc od skrzyni samochodu ciężarowego),ugięcia rejestrowane są przez czujniki umieszczone na obrzeżu płyty

 

 

 

 

Moduł równoważny: Er=qD/s

s- pomierzone przemieszczenie

D-średnica płyty [m.]

q- obciążenie jednostkowe

wielkości wymagane (min wartości modułu):

-dla podłoża:

Polska Er=100-120MPa

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin